青岛大学仪器分析考试重点讲解课件

仪器分析课程主要内容,色谱,电化学,波谱学,气相色谱,液相色谱,电位分析,极谱分析,紫外光谱,核磁共振,红外光谱,质 谱,原子吸收光谱,不作为考试内容,试题类型与分值分布,一、选择题（30分，共15题） 色谱、电化学、四大波谱 二、填空题（30分，共10题） 电化学、四大波谱 三、计算题（20分，共3题）(公式、步骤、结果要清楚） 色谱、电化学 四、问答题（20分，共4题）（理由要充分、步骤要清晰） 色谱、四大波谱,各章重点内容,一、气相色谱,色谱分离的依据：分配系数 色谱分离的基本理论： 塔板理论：计算公式 速率理论：范氏方程 ，H的三个影 响因素分别为涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项。 3. 色谱分离基本方程：完全分离（R=1.5）,4. 气相色谱定性分析：保留指数 P47,5. 气相色谱定量分析： 定量校正因子： 相对响应值： 定量计算方法：内标法 习题：P61-63 20、21、22、29、30。,二、液相色谱,影响色谱峰扩展及色谱分离的因素：涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项。 2. 高效液相色谱法的主要类型及其分离原理： 液-液分配色谱法及化学键合相色谱（正相色谱法和反相色谱法） ；液-固色谱法。 3. 液相色谱法的固定相： 液-液色谱法、键合相色谱法、液-固色谱法的固定相。 4. 液相色谱法的流动相： 选用溶剂时，重要的是溶剂的极性，溶剂极性越大，保留时间越短，各种溶剂的极性顺序。,5. 高效液相色谱分离类型的选择：P93 表3-3。 6. 高效液相色谱法应用实例,三、电位分析法,电位分析法的理论基础：能斯特方程 电位分析的电极： 3. 离子选择性电极的性能： 膜电位： 选择性系数：,5. 测定离子活度的方法： 测定原理： 离子选择性电极作正极时，对阳离子响应的电极，取正号； 对 阴离子响应的电极，取负号。 标准曲线法：总离子强度调节缓冲剂的作用（恒定pH值、恒定离子强度、掩蔽干扰离子） 标准加入法：加入标准溶液的要求：体积小、浓度大。 有关计算。 6. 影响电位测定的因素：测量温度、线性范围和电位平衡时间、溶液特性、测量误差、响应时间。 习题：P147 9、10、12。,4. 电位法测定溶液的pH值： 玻璃膜电位：E膜 = K - 0.059 pH试液 pH的实用定义：,四、极谱分析法,极谱波形成的根本原因：浓差极化。 极谱波形成的特殊条件： 待测溶液浓度低；溶液保持静止，不能搅拌；极化电极 （滴汞电极，指示电极，表面积小）与去极化电极（饱和甘汞电极，参比电极，表面积大）。 3. 极谱定量分析： 理论基础：扩散电流方程 id = 607n D1/2 m2/3 t1/6 c 定量方法：标准加入法,4. 极谱定性分析： 半波电位：电流等于极限扩散电流一半时的电位。 极谱波方程式： 5. 干扰电流及其消除方法： 残余电流：切线作图法 迁移电流：加入支持电解质 极谱极大：加入表面活性剂 氧波：通入惰性气体 H2、N2 或CO2；Na2SO3 (碱性或中性溶 液 )、抗坏血酸 (弱酸性溶液)、Na2CO3或Fe粉 (强酸性溶液) 氢波：控制pH值在中性或碱性。 习题：P187 13、14。,五、紫外吸收光谱（UV）,紫外吸收光谱产生的原因：分子中原子外层电子的跃迁。 有机化合物中电子跃迁形式及产生原因：（P274 图9-3） 跃迁：200nm 两个概念：生色团和助色团 3. 紫外吸收光谱的定性分析：有机化合物分子结构的推断。 4. 紫外吸收光谱的定量分析：郎伯-比尔定律 A=kcb 习题：P287 7、8、9。,六、红外吸收光谱（IR）,红外光谱产生的原因：分子振动和转动 红外光谱产生的条件： 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；辐射能产生偶极矩变化。 3. 分子振动形式：对称伸缩振动、反对称伸缩振动； 面内弯曲振动、面外弯曲振动。 4. 各类有机化合物的特征频率：P304 表10-3 -C-H伸缩振动 (30002850cm-1)；=C-H伸缩振动 (3100-3000 cm-1) C-H弯曲振动 (14651340cm-1); 甲基对称变形振动 (13801370cm1) C=C伸缩振动 (1650 cm-1); C=O伸缩振动 (1700 cm-1) 芳氢伸缩振动（31003000 cm-1）;苯环骨架振动（1600, 1500 cm-1） 芳氢弯曲振动（1000-650cm-1）；苯环取代类型判断 O-H伸缩振动（3650-3200 cm-1）；C-O伸缩振动（1300-1000 cm-1） 5. 红外吸收光谱应用：谱图解析 习题：P323 1、5、9、10、11。,七、核磁共振（NMR）,原子核的自旋：自旋量子数不为零的原子核都有磁矩。 核磁共振条件： 核有自旋(磁性核)；外磁场，能级裂分；照射频率与外磁场的关系符合核磁共振基本方程 0 = B0 / 2 3. 化学位移的产生：屏蔽常数（屏蔽作用的大小与氢核周围的电子云密度相关）。 4. 化学位移：由于屏蔽作用所引起的共振时磁场强度的移动现象称为化学位移。 5. 各类有机化合物中基团的化学位移： P370 表13-3。,H=3.24.0ppm H=2.23.2ppm H=1.8ppm H=2.1ppm H=23ppm,6. 自旋偶合与自旋裂分：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋轨道偶合，简称自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋自旋裂分，简称自旋裂分 7. 化学等价与磁等价：若分子中两个相同原子（或基团）处于相同的化学环境，其化学位移相同，它们是化学等价的 分子中相同种类的核（或基团），不仅化学位移相同，而且对任意另一核的偶合常数相同，这类核称为磁等价的核。 8. 谱图解析：（1）峰的数目：分子中化学环境不同质子的种类，多少种； （2）峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个； （3）峰的位移( )：每类质子所处化学环境，化合物中的基团； （4）峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； 习题：P391 5、6、7、8。,-CHO：H=910ppm,-COOH：H=1013ppm,芳烃质子：H=6.58.0ppm,八、质谱（MS）,1. 分子离子峰：分子失去一个电子形成的离子所产生的峰。 特点：分子离子的质荷比与化合物的相对摩尔质量相等。 即 m/z=M（相对摩尔质量）；一般质谱图上质荷比最 大的峰为分子离子峰。 判断：分子离子峰质量数的规律（N律） 由C，H，O 组成的有机化合物，分子离子峰的质量一定是偶数。 由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 奇数，M是奇数。 由C，H，O，N 组成的有机化合物，N 偶数，M是偶数。,2. 有机化合物的裂解方式（碎片离子峰产生的原因）：,1) 苄基裂解：芳环裂解； 2) 烯丙裂解：双键的键裂解； 3) 麦氏重排裂解：双键或羰基的键开裂，