化学仪器期末分析复习题简答题.doc

名词解释1化学计量火焰答：燃气和助燃气之比基本符合化学计量而构成的火焰。温度高、稳定、噪声小、背景低。2富燃火焰答：指的是燃气和助燃气之比大于化学计量而构成的火焰。火焰呈黄色，温度稍低，含有未完全燃烧的燃气，背景值高。3贫燃火焰答：指的是燃气和助燃气之比小于化学计量而构成的火焰。这种火焰氧化性强，燃烧充分、温度高、稳定性低。4生色团答：凡是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，无论是否显出颜色，都称为生色团。主要是具有不饱和键和未成对电子的基团，如乙烯基，乙炔基，羰基等。5Doppler变宽答：由于原子在空间做无规则的热运动而引起的变宽。6化学键力常数答：将两个原子有平衡位置伸长单位长度时的恢复力。7光谱法答：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法8.保留时间答：被分离样品组分从进样开始到柱后出现该组分浓度极大值时的时间，或者说是从进样开始到出现某组分色谱峰的顶点时为止所经历的时间。9.死时间答：不被固定相保留的组分，从进样到出现峰极大值所需时间。10键合固定相答：通过化学反应将有机分子键合在载体表面所形成的柱填充剂。这种固定相的分离机理既不是单一的吸附作用，也不是单一的液液分配机理。一般认为吸附和分配两种机理兼有，键合相的表面覆盖度大小决定何种机理起主导作用。对多数键合相来说，以分配机理为主。11梯度淋洗答：梯度淋洗是在分离过程中通过逐渐改变流动相的组成增加洗脱能力的一种方法。通过梯度装置将两种或三种、四种溶剂按一定比例混合进行二元或三元、四元梯度洗脱。梯度洗脱一般采用低压梯度，低压梯度采用低压混合设计，只需一个高压泵。在常压下，将两种或两种以上溶剂按一定比例混合后，再由高压泵输出，梯度改变可呈线性、指数型或阶梯型。12.检测器线性范围答：在检测器的响应信号与进样量成线性关系的范围内，最大允许进样量与最小检测量之比。简答1.从磁场质谱仪方程讨论质谱仪检测记录方式的不同。 2. 紫外可见分光光度计的部件有哪些？答：紫外可见分光光度计的基本部件有光源、单色器、样品室、检测器和显示系统。（1）光源：在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。（2）单色器：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。（3）样品室：样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。（4）检测器 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。3.紫外及可见分光光度计与可见分光光度计有什么不同，为什么？ （1）光源不同。紫外分光光度计使用氢灯或氘灯，而可见分光光度计使用钨灯，因而二者发出的发出的波长范围不同。（2）单色器有区别。如果使用棱镜分光，紫外分光光度计使用石英棱镜，而可见分光光度计可以使用玻璃棱镜。原因是玻璃吸收紫外线。（3）吸收池不同。紫外分光光度计使用石英吸收池，而可见分光光度计可以使用玻璃吸收池。原因是玻璃吸收紫外线。（4）检测器不同。紫外分光光度计使用氧化铯光电管，它使用的波长范围是6251000nm，而可见分光光度计可以使用碲铯光电管，它使用的波长范围是200625nm。 4.简述紫外-可见吸收光谱法如何正确选择溶剂。 答：(1)溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应该是惰性的。即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。 (2)在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。 (3)溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。5. 何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？答：锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源放射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时放射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。6.从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液相色谱的异同点。答：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于HPLC分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。7.高压输液泵应具备什么性能？答流量稳定；输出压力高；流量范围宽；耐酸、碱和缓冲液腐蚀；压力变动小，更换溶剂方便，空间小，易于清洗和更换溶剂并具有剃度淋洗功能等。8原子吸收分析用的火焰按燃气与助燃气的比例不同可分为哪几种类型？并指出各种火焰类型的适用范围。 答：火焰由燃气和助燃气按一定比例混合后燃烧而成，火焰的温度与燃气和助燃气的种类和配比有关。按助燃比可将火焰分为三类：即化学计量火焰、贫燃火焰和富燃火焰。（1）化学计量火焰指的是燃气和助燃气之比基本符合化学计量而构成的火焰。温度高、稳定、噪声小、背景低，是普遍使用的一种火焰。（2）富燃火焰指的是燃气和助燃气之比大于化学计量而构成的火焰。火焰呈黄色，温度稍低，含有未完全燃烧的燃气，背景值高，适用于易形成难离解氧化物的元素的原子化。（3）贫燃火焰指的是燃气和助燃气之比小于化学计量而构成的火焰。这种火焰氧化性强，燃烧充分、温度高、稳定性低，适用于易电离难氧化元素的测定。9. 为什么CO2振动自由度为4，却只有两个吸收峰？ 答：CO2是由3个原子组成的线性分子，其振动自由度为3N-5=3*3=4。故有四种基本振动形式：对称伸缩振动，不对称伸缩振动，面内变形振动，面外变形振动，在红外光谱中应有四个吸收峰，实际上CO2分子的红外吸收光谱只出现667cm-1和2349 cm-1两个基频吸收峰。这是因为对称伸缩振动不引起偶极矩的变化，因此不产生吸收峰。而面内变形和面外变形振动的吸收频率完全一样，发生简并。10试简述产生吸收光谱的原因。答：分子具有不同的特征能级，当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁，同原子一样，分子吸收能量具有量子化特征。记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱。11简述什么是生色团、发色团并举例。 答：凡是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，无论是否显出颜色，都称为生色团。主要是具有不饱和键和未成对电子的基团，如乙烯基，乙炔基，羰基等。助色团是指带有孤对电子的基团，它们本身不会使化合物分子产生颜色或者不能吸收大于200nm的光，但是当它们与生色团相连接时，能使生色团的吸收带波长变长或强度增加，或同时两者兼有，如-OH，-OR，-NHR等。12当下列参数改变时: (1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大,是否会引起分配比的变化?为什么?答：k=K/b,而b=VM/VS ,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关。故:(1)不变化,(2)增加,(3)不改变,(4)减小。13. 简述原子吸收光谱法的背景吸收及氘灯连续光谱背景校正的原理。 答：背景吸收是由于原子化器中的气态分子对光的吸收或高浓度盐的固体微粒对光的散射而引起的,它们属于一种宽频带吸收.而且这种影响一般随着波长的减短而增大,同时随着基体元素浓度的增加而增大,并与火焰条件有关。氘灯测出的主要是背景吸收信号，空心阴极灯测的是原子吸收和背景信号，二者相减得原子吸收值。旋转斩光器交替使氘灯提供的连续光谱和空心阴极灯提供的共振线通过火焰；连续光谱通过时：测定的为背景吸收(此时的共振线吸收相对于总吸收可忽略)； 共振线通过时，测定总吸收；差值为有效吸收。14.简述气相色谱仪的分离原理。气相色谱仪一般由哪几部分组成？各有什么作用？答：气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。气相色谱仪由气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。气相色谱仪具有一个让载气连续运行 管路密闭的气路系统，进样系统包括进样装置和气化室，其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。分离系统完成物质的分离；温控系统主要控制汽化室、色谱柱和检测器恒温箱的温度。检测系统由检测器、放大器和记录仪三部分。15在原子吸收光谱仪中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在紫外或可见分光光度计中则采用连续光源？答：虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系，但由于原子吸收的半宽度很小，如果采用连续光源，要测定半宽度很小的吸收线的积分吸收值就需要分辨率非常高的单色器，目前的技术条件尚达不到，因此只能借助锐线光源，利用峰值吸收来代替。而分光光度计测定的是分子光谱，分子光谱属于带状光谱，具有较大的半宽度，使用普通的棱镜或光栅就可以达到要求，而且使用连续光源还可以进行光谱扫描，可以用同一个光源对多种化合物进行测定。16. 色谱柱柱温的选择原则是什么？ （ 5分 ）答：对于高沸点混合物，选择较低的柱温。对于沸点为200300的混合物，选择中等柱温。对于沸点为100200的混合物，选择平均沸点的2/3。对于气、气态烃等低沸点混合物在室温或50以下。对于沸点较宽的试样，采用程序升温。17何谓指纹区，他有什么特点和用途？答：在IR光谱中，频率位于1350-650cm-1的低频区，指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而使用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的。18.简要说明气相色谱分析的基本原理答：依据被测物在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相和流动相之间不断进行溶解、挥发，或吸附、解吸附过程而互相分离，然后进入检测器进行检测。19. 简述正相色谱和反相色谱，及其在应用上的特点。 答：在色谱法中流动相的极性小于固定液的极性，称作正相色谱。而流动相的极性大于固定液的极性称作反相色谱。应用上，正相色谱用于分析极性物质，而反相色谱用于分析弱极性和非极性物质。20. 在有机化合物的鉴定及结构推测上，紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点？答：紫外吸收光谱提供的信息基本上是关于分子中声色团和助色团的信息，而不能提供整个分子的信息，即紫外光谱可以提供一些官能团的重要信息，所以只凭紫外光谱数据尚不能完全确定物质的分子结构，还必须与其他方法配合起来。21光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。 光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。它又可分为吸收光谱法、发光光谱法、散射光谱法三种。非光谱法是基于物质与辐射相互作用时引起电磁辐射在传播方向或物质的某些物理性质的改变来进行分析的方法，如折射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。主要有折射法和旋光法。22当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么?答：(1)保留时间延长,峰形变宽 (2)保留时间缩短,峰形变窄 (3)保留时间延长,峰形变宽 (4)保留时间缩短,峰形变窄23在液-液分配色谱中，为什么可分为正相色谱及反相色谱？答：采用正相及反相色谱是为了降低固定液在流动相中的溶解度从而避免固定液的流失。24. 比较紫外线可见光谱与红外光谱的异同？（从产生的途径及过程，譜图形状）解：相同点：（1）都属于分子光谱（2）都是由于分子中的能级跃迁产生的。（3）利用这两种光谱都能进行定性，定量和结构分析。不同点：（1）产生机理不同：紫外也称电子光谱。是由于分子中价电子跃迁所产生的，且能级差大E大，大;而红外光谱称为振转光谱是振动和转动能级跃迁，能级差小，E小 V小。（2）从研究对象和使用范围上，紫外光谱只能分析不饱和有机化学物。特别是有共轭体系的化合物及少数无机物。红外适用于分析那些分子振动偶极矩变化不为0的所有化合物（包括有机和无机。）25.试比较红色担体和白色担体的性能。答：红色担体：孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸附中心点。白色担体：煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。颗粒疏松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。26.原子吸收分析中，若产生下述情况而引致误差，应采用什么措施来减免之？光源强度变化引起基线漂移。火焰发射的辐射进入检测器（发射背景）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠。答：（1）选择适宜的灯电流，并且保持灯电流稳定，使用前应该经过预热。（2）可以采用仪器调制方式来减免，必要时可适当增加灯电流提高光源发射强度来改善信噪比。（3）可以选用其他谱线作为分析线，如果没有合适的分析线，则需要分离干扰元素。27产生红外吸收的条件是什么