仪器分析总复习

1 1 红外吸收光谱长生的原因是红外吸收光谱长生的原因是振动能级与转动能级的跃迁 2 产生红外吸收光谱的条件产生红外吸收光谱的条件 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等 分子振动引起瞬间偶极矩变化 3 红外光谱图的表示方法是红外光谱图的表示方法是 T 曲线或 T 红外光谱的三要素是红外光谱的三要素是透射率 T 波长 波 数 红外光谱的划分为高波数区 低波长区 低波数区 高波长区 不饱和度的计算不饱和度的计算 公式为公式为 1 n4 n3 n1 2 吸收峰的数目计算公式非线性分子 3n 6 线性分子 3n 5 4 红外光谱仪的光源红外光谱仪的光源是碳化硅棒 检测器检测器是真空热电偶 吸收池选用可透过红外光的 NaCl KBr CsI KRS 5 等材料 样品的要求 1 样品应该是单一组分的纯物质 2 样品中不应含有游离水 5 基态 基态 原子所处的能量最低的稳定状态 激发态激发态 原子的最外层电子吸收一定能量后跃迁至较高的能级 此时原子所处的状态为 激发态 分析线 分析线 在实际测定中选用的谱线 一般选共振线 有时也选其它线为分析线 共振线 共振线 电子从基态跃迁至第一激发态时所产生的吸收谱线称为共振吸收线 最灵敏线 6 影响谱线宽度的因素有影响谱线宽度的因素有原子本身的内在因素 自然宽度 热变宽 压力变宽 7 原子化器的主要作用原子化器的主要作用是提供能量 使样品干燥 蒸发并原子化 产生原子蒸气 常用的 原子化法有 火焰原子化法 石墨炉原子化法 低温原子化法 石墨炉原子化的四个过 程 干燥 灰化 原子化 除残 8 应用原子吸收光谱进行定量分析的依据是应用原子吸收光谱进行定量分析的依据是 A kc 进行定量分析的方法 进行定量分析的方法 标准曲线法 简便 快速 但又仅适用于组成简单的样品 标准加入法 能消除基体效应带来的影 响 但不能消除背景吸收的影响 9 原子吸收分析法中 测定条件的选择原子吸收分析法中 测定条件的选择 分析浓度较高的样品时 可选用灵敏度较低的非 共振曲线作分析线 一边得到适度的吸收值 改善标准曲线的线性范围 选择灯电流时 应在保证稳定和有合适的光强输出的情况下 尽量选用较低的工作电流 对于易生成难 解离化合物的元素 应选择温度高的乙炔 空气或乙炔 氧化亚氮火焰 一般固体进样量 0 1 10mg 液体进样量 1 50 g 10 原子吸收分析法中 原子吸收分析法中 主要有物理干扰 化学干扰 电离干扰 谱线干扰 背景干扰 前三种为非光谱干扰 后两种为光谱干扰 测定钙时 PO43 的干扰可加入 La Sr 的盐类 消除 Al 对 Ca Mg 的干扰 可加入 LaCl3消除 也可可用 8 羟基喹啉作保护剂 采用 标准加入法可消除物理干扰 11 原子吸收分析法适用于原子吸收分析法适用于金属元素含量的测定 12 参比电极参比电极 测量时作为对比的电极 指示电极指示电极 电极的电位随测量溶液的浓度不同而 变化 电极电位与溶液中相关离子的浓度符合能斯特方程关系 测量溶液 pH 值时 通常 用 pH 玻璃电极 甘汞电极两支电极 14 复合玻璃电极在使用后 应复合玻璃电极在使用后 应泡在饱和泡在饱和 KCl 溶液里溶液里 15 电位滴定法 电位滴定法 利用滴定过程中电极电位的变化来确定终点的分析方法 直接电位法 直接根据电极电位值与离子活度之间的关系来求得待测离子活度 或浓度 的方法 与 化学滴定相比 电位滴定的优点有 测定准确度高 可用于无法用指示剂判断终点的浑 浊体系或有色溶液的滴定 可用于非水溶液的滴定 可用于微量组分测定 可用于连续 滴定和自动滴定 16 色谱法的创始人色谱法的创始人是茨维特 色谱法的分类 按两相状态分为气相色谱 液相色谱 按 分离原理分为分配色谱 吸附色谱 按固定相的形式分为柱色谱 填充柱色谱 毛细管 柱色谱 平板色谱 2 17 色谱分析的两个基本理论是色谱分析的两个基本理论是塔板理论 速率理论 揭示了色谱分析中的有关问题和现 象 18 色谱柱的总分离效能指标是色谱柱的总分离效能指标是分离度 R 公式为 R 2 tR2 tR1 W1 W2 通常用 R 1 5 作为相邻两色谱峰完全分离的指标 有效塔板数 n有效 5 54 tR W1 2 2 16 tR W1 2 2 有效塔板高度 H 有效 L n有效 19 色谱分析中 可用来进行定性的色谱参数是色谱分析中 可用来进行定性的色谱参数是保留时间 20 色谱定量常用的方法有色谱定量常用的方法有外标法 优点 操作简单 不需要校正因子 缺点 进样量要 求十分准确 操作条件也需严格控制 适于日常控制分析和大量同类样品分析 内标法 缺点 因在样品中增加了一个内标物 常常给分离造成一定的困难 适于只需测定样 品中某几个组分 或样品中所有组分不可能全部出峰的测定 归一法 优点 简单准确 不必称量和准确进样 操作条件如进样量 载气流速等变化时对结果影响较小 不适于 痕量分析 21 程序升温是程序升温是指在一个分析周期内 炉温连续地随时间由低温到高温线性或非线性地变 化 使沸点不同的组分在其最佳柱温时流出 从而改善分离效果 缩短分析时间 对于 沸程的多组分混合物可采用程序升温 22 单色光 单色光 具有同一波长 或频率 的光 复合光 由不同波长的光组合而成的光 互 补色光 把适当颜色的两种光按一定强度比例混合可得到白光的光 如果各种颜色的光都 被吸收 则呈黑色 如果完全反射即没有光的吸收 则呈白色 如果各种颜色的光透过 的程度相同 则溶液无色透明 硫酸铜溶液因吸收了白光中的黄色而呈蓝色 KMnO4 溶 液因吸收了白光中的绿色而呈紫色 23 生色团生色团 含有 键的结构单元 如乙烯基 乙炔基 羰基 亚硝基 偶氮基 N N 腈基 C N 助色团 含有未共用电子对的杂原子基团 如 NH2 OH NR2 OR SH SR Cl Br 红移 使化合物的吸收峰向长波长方向移动的现象 蓝移 或紫移 使化合 物的吸收峰向短波长方向移动的现象 比较项目比较项目气相色谱仪气相色谱仪液相色谱仪液相色谱仪 组成系统及 其作用 1 气路系统 获得纯净的 流速稳 定的载气 2 进样系统 把待测样品 液体或 气体 快速而定量的加到色谱柱 中进行色谱分析 3 分离系统 4 温控系统 5 监测 记录系统 1 高压输液系统 使流动相 有较大的流速 2 进样系统 3 分离系统 4 检测系统 常用检测器 及其特点 热导池检测器 结构简单 性能稳 定 通用性好 线性范围宽 价格 便宜 是应用最广最成熟检测器之 一 氢火焰离子化检测器 FID 可直 接进行定量分析 电子捕获检测器 高选择性 高灵 敏度 火焰光度检测器 对含硫 磷的有 机物具有高选择性 高灵敏度 紫外检测器 适用于对紫外光 或可见光 有吸收样品的检 测 荧光检测器 仅适用于发荧光 的物质 示差折光检测器 灵敏度可达 10 7g mL 1 缺点 对温度变 化敏感 不能用于梯度洗脱 3 24 紫外光谱的测定常选用的溶剂是紫外光谱的测定常选用的溶剂是庚烷 环己烷 原因是饱和烃及其衍生物的紫外吸收 光谱在分析上并没有什么实用价值 但由于在 200nm 以上区域没有吸收 因此可作为测 定在外 可见光谱时间的良好溶剂 25 应用朗伯应用朗伯 比尔定律的条件是比尔定律的条件是 入射光必须为单色光 被测样品必须是均匀介质 在吸收过程中 吸收物质之间不能发生相互作用 朗伯 比尔定律适用范围是紫外光 可 见光 红外光 均匀非散射的液态样品 微粒分散均匀的固态或气态样品 偏离的原因 有 朗伯 比尔定律的局限性 非单色入射光引起的偏离 溶液本身化学变化引起的 偏离 26 能量大小的比较 射线 X 射线 紫外光 可见光 红外光 微波 无线电波 27 紫外紫外 可见分光光度计适合的检测波长范围是可见分光光度计适合的检测波长范围是 200 800nm 28 紫外 可见分光光度计的结构示意图光源 单色器 吸收池 检测器 信号处理及显 示系统 作用 光源 提供激发能 使待测电子产生光吸收 吸收池 盛放液态样品的 器皿 单色器 从复合光中分出波长可调的单色光 检测器 检测单色光通过溶液后透 射光的强度 并把这种光信号转变为电信号 信号处理及显示系统 放大信号并以适当 的方式显示或记录下来 波长 nm400 450450 480480 490490 500 颜色紫蓝绿蓝蓝绿 互补色黄绿黄橙红 波长 nm500 560560 580580 610610 650650 680 颜色绿黄绿黄橙红 互补色红紫紫蓝绿蓝蓝绿 紫外 可见吸收曲线特点 同一种物质对不同波长光的吸收程度不同 吸收曲线是选择测量波长的依据 同一物质 浓度不同 光吸收曲线形状相似 其最大吸收波长 max 不变 但在同一 波长处的吸光度随溶液浓度的增加而增大 定量分析依据 不同物质吸收曲线的特性不同 吸收曲线的特性包括曲线的形状 峰的数目的 峰的位 置和峰的强度等 A lg I0 It lgT kbc 其中 I0 为入射光强度 It 为透射光强度 k 为比例常数 与溶 液的性质 温度和入射光波长有关 k 愈大 表示该物质对光的吸收能力愈强 分光光度 测定的灵敏度就愈高 b 为溶液厚度 c 为溶液浓度 c 的单位K 的单位名称符号 mol LL mol cm 摩尔吸光系数 g LL g cm 质量吸光系数 分子吸收光谱产生的原因 分子吸收光子的能量后 分子内电子能级跃迁产生分子吸收 光谱 分子吸收光谱呈带状 4 四种电子跃迁方式及对应的紫外光谱 200nm 以下 一般发生在远紫外线区 饱和烃类 C C 键 n 150nm 250nm 发生在远 近紫外线区之间 C X 键 X S N O Cl Br I 等杂原子 200nm 发生在近紫外线区 随着共扼体系的增大或杂原子的取代 max 向长波动 max 104 是强吸收带 n 200nm 400nm 发生在近紫外线区与可见光区之间 是生色团中的未成键孤 对电子向 轨道跃迁 电荷迁移跃迁 电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁 发生在近紫外线区与可 见光区之间 吸收谱带较宽 吸收强度大 max 104 是强吸收带 1 根据固定相的不同 气相色谱法分为 和 2 测定 pH 值时 电极的电位随氢离子浓度的改变而变化 而 电极的电位固定不变 3 1955 年 澳大利亚物理学家 A Walsh 提出 用 吸收来代替 吸收 从而解决了测量原 子吸收的困难 4 用离子选择电极以 一次加入标准法 进行定量分析时 应要求加入标准溶液的体积要 浓度 要 这样做的目的是 5 在原子吸收光谱线变宽的因素中 多普勒变宽是由于 自然变宽是由于 6 在紫外可见分光光度计中 在可见光区使用的光源是 灯 用的棱镜和比色皿的材质可以是 而在紫外光区使用的光源是 灯 用的棱镜和比色皿的材质一定是 7 在荧光光谱中 测量时 通常检测系统与入射光的夹角呈 度 8 在液相色谱中 常用的一种通用型检测器是 9 以弱极性的邻苯二甲酸二辛酯为固定液 分离下列混合试样 指出试样中各组分的流出先后顺序 1 苯 苯酚 环己烷 2 苯 乙苯 正丙苯 10 在气相色谱分析中 为了测定试样中微量有机硫化物 可选择的检测器为 1 气液色谱 气固色谱 2 玻璃电极 参比电极 或饱和甘汞电极 SCE 3 峰值吸收 积分吸收 4 小 高 保持溶液的离子强度不变 5 原子无规则热运动 与原子激发态寿命有关 或测不准原理 6 钨灯 玻璃 氘灯 石英 7 90 8 示差折光检测器 9 1 环己烷 苯 苯酚 2 苯 乙苯 正 丙苯 10 火焰光度检测器 或硫荧光检测器 1 光学分析法是基于检测能量与待测物质相互作用后所产生的 的分析方法 2 气相色谱分析中用氢焰离子化检测器作检测器时 使用作 载气 检测灵敏度 3 气相色谱仪由如下五个系统组成 温控系统 检测和记录系统 4 高压液相色谱仪的工作过程是 当试样进入进样器时 经进样器的溶剂将试样带入 分离 被分离后的试样按先后顺序进入 它将物质的浓度信号变成 由记录仪记录下 来 即得到一张液相色谱图 5 振动偶合是指当两个化学键振动的频率 或 并具有一个 时 由于一个 键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变 产生一个微扰 从而形成强烈的振动相互作用 6 在原子发射光谱分析中 电离度增大会产生 线减弱 线增强 5 7 在分光光度法中 为了保证误差在 2 以内 吸光度读数范围为 8 原子线的自然宽度是由 引起的 原子吸收光谱线的多谱勒变宽是由 而产生的 9 用离子选择电极以 以一次加入标准法 进行定量分析时 应要求加入标准溶液的体积要 浓 度要 这样做的目的是 1 辐射信号或辐射性质所引起的变化 2 氮气 高 3 气路系统 进样系统 分离系统 4 色谱柱 检 测器 电信号 5 相等 相近 公共的原子 6 原子 离子 7 0 2 0 7 8 原子在激发态的停留时间 原子的热运动 9 小 高 保持溶液的离子强度不变 四 判断题 正确的划 错误的划 共 10 分 1 指示电极的电极电位与被测离子浓度的对数成正比 2 若待测物 显色剂 缓冲剂都有吸收 可选用不加待测液而其他试剂都加的溶液做空白溶液 3 溶剂的拉曼光波长与被测溶质荧光的激发光波长无关 4 在红外光谱中 C H C C C O C Cl C Br 键的伸缩振动频率依次增加 5 为了测量吸收线的峰值吸收系数 必须使吸收线的半宽度比发射线的半宽度小得多 6 在原子吸收测定中 得到较高准确度的前提就是保证 100 的原子化效率 7 符合比尔定律的有色溶液 当溶液浓度增加到 2c 时 其吸光度增加到 2A 透光率降低到2 1 T 8 荧光波长大于磷光波长 荧光寿命小于磷光寿命 9 在核磁共振波谱中 化学位移与外磁场强度有关 偶合常数与外磁场强度无关 10 根据范第姆特方程式可知最佳线速这一点 塔板高度最小 五 填空题 每空 1 分 16 分 1 某离子选择性电极 其选择系数为 ij K 当 Kij 1 时 表明电极对 i 离子的响应较对 j 的响应 当 ij K 1 时 表明电极选择性倾向 离子 当 Kij 1 时 表明电极对 i j 离子的响应 2 苯的紫外光谱中有三条吸收带 B E2 E1 它们的波长大小顺序为 max大小顺序为 3 在紫外 可见分光光度法中 选择测定波长的原则主要是 和 4 原子吸收分析的标准加入法可以消除 的干扰 但它不能消除 的影响 5 荧光分光光度计中 第一个单色器的作用是 第二个单色器的作用是 6 母离子质荷比 m z 120 子离子质荷比 m z 105 亚稳离子 m 质荷比为 7 在纸色谱中 被分离组分分子与展开剂分子的性质越接近 它们之间的作用力越 组分斑点 距原点的距离越 8 在气相色谱中 线速度较低时 范迪姆特方程 项是引起色谱峰扩展的主要因素 此时宜采用 作载气 以提高柱效 四 判断题 正确的划 错误的划 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 五 填空题 1 大 j 相等 2 B E2 E1 B E2 E13 吸收最大 干扰最小 4 基体效应 背景吸收 5 扫描激发光谱 将光源发出的复光变成单色光 扫描发射光谱 将发出的荧光 与杂散光分离 防止杂散光对荧光测定的干扰 6 91 9 7 强 远 8 分子扩散 相对分子量大的气体 较重的气体 N2 1 按被作用物质的本质可分为 光谱和 光谱 2 色谱分析中有两相 其中一相称为 另一相称为 各组分就在两相之间进行 分离 3 在气相色谱分析中用热导池作检测器时 宜采用 作载气 氢火焰离子化检测器进行检测时 宜用 作载气 6 4 尼柯尔斯基 Nicolsky 方程式 j ZZ jjii i ji aKa FZ RT k lg 303 2 离离 其中 ji K 被称为 它可以用来 玻璃膜钠电极对钾离子的电位选择性系数为 2 10 3 这意味着电极对钠离子的敏感响应为钾离子的 倍 5 红外光谱图有两种表示方法 一种是 另一种是 6 红外光谱法主要研究振动中有 变化的化合物 因此 除了 和 等 外 几乎所有的化合物在红外光区均有吸收 7 原子发射光谱是由 跃迁产生的 线光谱的形成原因是 8 影响有色络合物的摩尔吸收系数的因素是 9 多组分分光光度法可用解联立方程的方法求得各组分的含量 这是基于 10 原子吸收光谱是由 的跃迁而产生的 11 晶体膜氯 溴和碘离子选择电极的敏感膜均由其相应的银盐制成 它们的灵敏度由低到高的次序为 1 分子光谱 原子光谱 2 流动相 固定相 3 H2 N2 4 电位选择性系数 估计干扰离子带 来的误差 500 5 透过率谱图 吸光度谱图 6 偶极矩 单分子 同核