总复习_(重点内容-重点知识点,可能题型,作业题)

仪器分析,期末总结,仪器分析可分为电化学分析法、色谱分析法、光学分析法、波谱分析法和其他分析方法。仪器的组成：信号发生器、检测器、信号处理器和读出装置。检测器的功能是将某种类型的信号变化成可测定的电信号的器件。,二、电化学分析法,电池是化学能和电能互相转化的装置每个电池由两个半电池构成，每个半电池由一支电极与它所接触的电解液组成。电池分为原电池和电解池，它们在电化学分析中都被采用,电解池和原电池的特点电池的表示电极反应的书写半电池反应的书写Ox+ne-=Red以上知识点可在填空、选择或计算题中出现,能斯特方程以及利用能斯特方程求电池电动势公式2.14，2.15（计算题）了解活度和活度系数标准氢电极，给定电极电位，标准电极电位的概念,电极,电极（掌握结构和电极电位表示方法）第一类金属电极第二类金属电极零类电极膜电极,了解以下电极的特点：指示电极和工作电极参比电极和辅助电极极化电极和去极化电极,电极-溶液界面的传质过程,对流传质、电迁移传质和扩散传质三种传质过程指的是什么？由什么因素引起？两个方程：Cottrell方程及其意义法拉第定律,三、电位分析法,在通过电池的电流为零的条件下测定电池的电动势或电极电位，利用电极电位与浓度的关系来测定物质浓度的一种电化学分析方法。,指示电极:指示被测试液中某种离子的活度或浓度。如离子选择电极参比电极：测量电极电位时提供电位标准如饱和甘汞电极和氯化银电极,离子选择电极及其分类,以下离子选择电极的构成和电极电位表达式玻璃电极（pH玻璃电极构造和检测原理，pNa，pK玻璃电极）；晶体膜电极（四类）离子选择电极电极电位表达通式测量电池与电动势,ISEk0.0592/z*lgaM,电解质溶液：待测试液电极：指示电极离子选择电极或金属电极(ISEk0.0592/z*lgaM)(M0.0592/z*lgaM)参比电极Ag/AgCl电极、甘汞电极电池：离子选择电极|试液（Cx）|甘汞电极,例如：用pH计测定氢离子浓度将pH玻璃电极和甘汞电极插在被测溶液中，组成一个电化学电池；信号-氢离子活度；传感器是pH玻璃电极，作用是将氢离子活度变化为电位。,总结,离子选择电极的结构：敏感膜、内参比电极和内参比溶液、电极帽和电极杆离子选择电极的检测原理：离子选择电极利用敏感膜分开两种电解质溶液（内参比溶液和待测溶液）并对某类物质具有选择性响应，产生膜电位，此膜电位与待测物质浓度有关，据此离子选择电极利用敏感膜将待测物质浓度转化为电位从而实现测量。,电位法与电位滴定法,电位法：测量某一电极的电位，通过能斯特公式直接获取待测离子浓度。（平衡体系不发生变化）物质游离离子的量电位滴定法：根据滴定过程中的电极电位的突变来确定滴定终点的分析方法。（依据所消耗的滴定剂的量进行计算）物质的总量,电位法电位滴定法,标准曲线法标准加入法直读法理解以上方法的思路,作图法,四、电重量与库仑分析法,电重量分析法通过电解，使被测离子在电极上以金属或其它形式析出，由电极所增加的质量求算出其含量的方法。库仑分析法它不是通过称量电解析出物的重量，而是通过测量被测物质在100电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析的方法。这是在电重量分析法的基础上发展起来的一种分析方法。,电解的原理,电解的原理（基本概念：电解、极化和超电位、浓差极化和电化学极化）电解方程控制电位电解方式金属离子M1和M2完全分离时应控制的电位范围控制电位电解过程中电流与时间的关系,库仑分析法,被测物质的质量公式4.12例如作业题12,五、伏安法和极谱分析法,极谱法和伏安法是通过测量电解过程中所得到的电流-电压曲线来测定电解液中被测组分的浓度，从而实现分析测定的电化学方法。,极谱法电池组成：电解质溶液：含待测组分的试液底液：支持电解质、极大抑制剂、配位剂（掩蔽剂）工作电极：滴汞电极或固体电极对电极：面积大的甘汞电极同时用作参比电极外电路装置：外加电压、调压电阻（02V)、伏特计、检流计,直流极谱法,施加的电压为缓慢增加的直流电压(0.2V/min)，又称恒电位极谱法,极谱波的形成,残余电流（ir），外加电压还未达到被分析物质的分解电压时通过电解池的微小电流。电流上升阶段极限扩散电流阶段id=KsPb2+,半波电位1/2,极限电流i1,1/2id,残余电流ir,极限扩散电流id,受扩散控制的电解电流-扩散电流方程,理解尤考维奇方程掌握以下概念：毛细管常数和扩散电流常数氧电流极大残余电流,极谱波方程,了解以下方程：可逆金属离子的极谱波方程-还原波、氧化波以及综合波方程金属配离子的极谱波方程,应用,定量分析方法标准曲线法标准加入法,直流极谱法的局限性,用汞量和时间：速率缓慢、一个极谱波的测量需要数百滴汞分辨率：小于0.2V，否则两个台阶形峰会重叠灵敏度：滴汞充电电流导致的残余电流105M，因此要设法减少滴汞充电电流，同时增大待测离子的电解电流。,单扫描极谱法（了解）,基本原理经典极谱加入电压的速度很慢，一般为3mV/s（200mV/min），记录的电流-电压曲线呈台阶形的锯齿波，是许多滴汞上的平均结果；单扫描示波极谱加入电压的速度很快，一般为250mV/s（50倍以上），其电流-电压曲线呈峰形，是在一滴汞上得到的。,对可逆波，峰电流方程式ip=2.72105z3/2AD1/2v1/2cip：峰电流（A），z：电子转移数，D：扩散系数（cm2s-1）,v：极化速度（v/s）A：电极面积(cm2)，c：被测物质浓度（mol/l）峰电位p(v)=1/2-1.1(RT/zF)=1/2-0.028/z(25)（还原过程）,特点与应用,1.迅速2.分辨力强(70mV).3.灵敏度高,检测限约10-6mol/L）,1.固体电极，三电极体系与极谱法的异同2.施加线性扫描电压（等腰三角形）3.电压扫描速度：10mV1000mV/s（一般在50100mV/s）4.电极反应：溶液中有氧化态物质O时，在电极上被还原生成还原态RO+ne-R回扫时R被氧化成ORO+ne-,循环伏安法,-,pc,pa,标准一：ip=Kz3/2AD1/2v1/2c标准二：ipaipc，不可逆反应，反扫时阳极峰电流减小甚至消失标准三：pc=1/2-1.11RT/zFpa=1/2+1.11RT/zFp=2.22RT/zF=papc=56.5/z(mV)经验表明，p与换向电位有关，可逆电极过程与扫描速率无关。若z=1,p通常在55-65mV。不可逆会偏大。,应用：电极反应可逆性判断,六、色谱分析导论,色谱法分类（填空题）色谱流出曲线和术语（掌握各项表示及含义）（简答题）基本概念：分配系数，分配比，相比；保留值（死时间，保留时间，调整保留时间；死体积，保留体积，调整保留体积）；相对保留值（计算题、选择题）基本公式：基本保留方程；塔板理论、速率理论（根据范蒂姆方程了解影响色谱带展宽的因素），分离度和基本分离方程。（计算题）,七、气相色谱法,气相色谱法适用范围：,1)特别适用于分析性质极相似的物质，如同位素、同分异构体、对映体等；2)凡能够气化且热稳定、不具腐蚀性的液体或气体,气相色谱法是一种以气体为流动相的柱色谱分离分析方法，可分为气-液色谱法和气-固色谱法,气相色谱仪,组成了解检测器的性能指标（灵敏度、检测限、最小检测量、线性范围）了解气液色谱固定相（载体和固定液）和气固色谱固定相的种类和特征气液色谱中组分和固定液之间的作用力开管柱的特征和优缺点,八、高效液相色谱法,掌握高效液相色谱法的优点及适应范围理解各种分离方式（化学键合相色谱、离子交换色谱、尺寸排阻色谱、超临界流体色谱）的原理、适用的分析对象（填空题，选择题）化学键合相色谱：常用化学键合固定相；正相键合相色谱和反相键合相色谱的特征、适用范围、常用流动相,光学分析法,光分析法导论原子发射光谱紫外可见吸收光谱分子发光光谱红外吸收光谱拉曼散射光谱,十、光分析法导论,光谱仪组成光源（常用的连续光源、线光源和激光光源）单色器的组成，每部分的作用？（简答题、填空题）了解色散元件棱镜和光栅的色散率和分辨率，以及光栅方程检测器：理解单道光子检测器的类型和原理比尔定律、赛伯-罗马金公式、发光强度（选择题、计算题）,十一、原子发射光谱法,光谱项的意义是什么？跃迁选律？什么是等离子体，等离子炬是如何产生的？,十三、紫外-可见吸收光谱法,紫外-可见吸收光谱的产生原因（填空、选择）跃迁类型与分子结构特征（作业题1）理解影响吸收带的因素吸收定律：比尔定律的公式及含义；理解偏离比尔定律的因素基本概念：红移效应和助色团；生色团,十四、分子发光光谱法,分子荧光和磷光光谱的产生原因分子去激发的途径？影响荧光强度的因素分子结构：跃迁类型，共轭效应，刚性平面结构，取代基效应,十五、红外吸收光谱法,红外吸收光谱产生的条件基团特征频率影响基团频率位移的因素根据谐振子模型如何计算基团频率能够进行简单化合物的红外吸收光谱的解析（推断）,十六、激光拉曼光谱法,什么是斯托克斯线，反斯托克斯线，拉曼位移？拉曼光谱与红外光谱的区别和联系。,十七、核磁共振波谱法,理解核磁共振波谱法的基本原理化学位移产生的原因及影响因素；理解自旋裂分产生的原因及一级图谱偶合裂分的规律；利用1H谱能正确解析一般化合物结构。,考试题目类型,填空题20选择题30简答题25，共5题推断题10，共2题计算题15，共2-3题,色谱分析导论,P1222.解释分别改变下列实验条件时，色谱峰变化的情况，并解释原因。提示：H=L/n；,作业题,（1）增加柱温若增加柱温，组分在流动相中的扩散系数Dm增加。在低速区域，纵向分子扩散项占主导，其与Dm成正比，色谱峰变宽；在高速区域，流动相传质阻力占主导，其与Dm成反比，色谱峰变窄。,（2）柱长增加1倍，色谱峰变宽。（3）增加流动相的线速，uuopt的高速区色谱峰变宽。（4）使用颗粒更细的载体，dp下降，色谱峰变窄。（5）使用哪个黏度大的固定液，Ds下降，色谱峰变宽。（6）流动相速度处于低速区，使用相对分子质量大的流动相，Dm下降，色谱峰变窄。,光学分析法导论,P2102.单色器由几部分组成？它们的作用是什么？单色器有进口狭缝和出口狭缝、准直镜、和色散元件组成。准直镜的作用是将来自于入射狭缝的光束变为平行光。色散元件，即分光器，如棱镜和光栅，作用是使不同波长的辐射以不同的角度进行传播。,紫外-可见吸收光谱法,P3051.有机化合物中电子跃迁产生的吸收带有哪些？各有什么特点？有机化合物电子跃迁的吸收带通常有*，*，n*，*，*，n*。其特点为：（1）*，*，*三者跃迁需要的能量大，吸收峰位于远紫外区，波长小于200nm。其中*跃迁在这六种跃迁中需要的能量最大，饱和碳氢化合物具有这类跃迁。,（2）n*需要能量较小，相应的吸收峰波长在200nm附近。含有CX键（X为N、O、S、Cl、Br、I等杂原子）的化合物具有这类跃迁。（3）*：发生在近紫外线区，200nm，含有电子的基团例如不饱和烃、共轭烯烃、芳香烃类会发生*的跃迁。（4）n*：发生在近紫外线区与可见光区之间,含有未共享n电子的N、O、S以及卤素等基团以及不饱和键的分子会发生n电子向*轨道跃迁。（5）*和n*的吸收带最有价值。n*跃迁在这六种跃迁中需要的能量最小。,红外吸收光谱法,12.C8H10O（1）U=1/28*(4-2)+10*(1-2)+1*(2-2)+2=4说明该化合物可能有苯环。（2）在3400cm-1附近有一强而宽的吸收带，说明是OH的伸缩振动带。（3）1600，1500和1450cm-1附近有三个尖锐的吸收带，证明苯环的存在，与不饱和度4吻合。（4）在650-800cm-1间有两个吸收带（约为700和750cm-1），证明是一元取代苯。（5）1380cm-1处无吸收，说明不存在甲基。综上所述，此化合物的结构式为：,14.C9H