仪器分析考试必考知识点(全面)

仪器分析考试所需的知识点分子光谱学：紫外-可见光谱，红外光谱，荧光光谱原子光谱法电化学分析：电位分析，电位滴定色谱分析：气相色谱，高效液相色谱质谱：质谱，NRS1.经典分析法和仪器分析法有什么区别？经典分析方法：化学反应及其测量关系用于从已知量计算待测物质的量。它通常用于常量分析，是化学分析方法。仪器分析法：是一种利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质，以确定其化学组成、含量和化学结构的分析方法。它用于痕量或痕量分析，也称为物理或物理化学分析方法。化学分析方法是仪器分析方法的基础。仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤，两者相辅相成。3.简述三种定量分析方法的特点和应用要求一、工作曲线法(标准曲线法和外标法)特点：直观、准确，部分演绎意外错误。需要标准比较和空白扣除应用要求：样品的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内，绘制工作曲线的条件应尽可能与样品的条件一致。二。标准加法(加法和增量法)特点：由于测定中非待测组分的组成变化不大，可以消除基体效应带来的影响应用要求：适用于待测成分浓度不为零，仪器输出信号与待测成分浓度一致的情况Iii .内标法特点：可扣除样品加工中的误差应用要求：内标物和待测组分具有相似的理化性质和浓度，在相同的检测条件下具有相似的响应。内标物质既不干扰待测组分，也不受其他杂质的干扰1.吸收光谱与发射光谱的电子动态能级跃迁的关系吸收光谱：当物质吸收的电磁辐射能量与物质的原子核、原子或分子的两个能级之间的跃迁所需的能量满足关系式E=HV时，将产生吸收光谱。M hvM*2.波段光谱和线光谱带状光谱：是分子光谱学的表现形式。分子光谱学是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的。线谱：它是原子光谱的表现形式。原子光谱是由原子外层或内层的电子能级变化产生的。2.原子吸收的定量原理：频率为的光穿过原子蒸汽，部分光被吸收，从而减弱透射光的强度。3.谱线增宽因素(P-131):多普勒宽度d:由空间中原子的随机热运动引起。因此，它也被称为热展宽。多普勒宽度随着温度的升高和相对原子质量的降低而变宽。压力增宽L(碰撞增宽):由吸收原子与外部气体分子的相互作用引起外部压力越大，浓度越高，谱线越宽。1.导致谱线加宽的主要因素是什么？(1)自然展宽：没有外部因素的谱线宽度多普勒宽度d:由空间原子的随机热运动引起。因此，它也被称为热展宽。压力加宽L(碰撞加宽):由吸收原子和外部气体分子之间的相互作用引起(4)自吸收展宽：光源的空心阴极灯发出的共振线被灯内的同一个基态原子吸收，产生自吸收现象。(5)场加宽：包括斯塔克加宽(电场)和塞曼加宽(磁场)2.燃料气体、辅助燃料气体和火焰高度的比例对火焰雾化测量元件有什么影响？(1)化学计量火焰：因为燃料气体与辅助燃料气体的比率接近化学计量反应(4)火焰高度：不同的火焰高度导致不同的温度；每个火焰都有自己的温度分布；在火焰中不同的火焰高度，元素的吸光度值是不同的。因此，当使用火焰雾化法进行测定时，应选择适合于被测元素的火焰高度。3.原子吸收光谱法中有哪些干扰？如何消除这些干扰？一、物理干扰：指样品在转移、蒸发和雾化过程中，由于物理特性的变化，吸光度下降的影响。这是非选择性的干涉。消除方法：稀释样品；(2)制备成分类似于测试样品的标准溶液；采用标准化加法。二。化学干扰：化学干扰是指被测元素的原子与共存组分发生化学反应，生成稳定的化合物，影响被测元素的原子化。这是选择性干扰，通常会导致A下降。消除方法：(1)选择合适的雾化方法：提高雾化温度，化学干扰会减少，P043-不干扰高温火焰中钙的测定。(2)添加脱模剂(广泛使用)(3)加入保护剂：乙二胺四乙酸、8-羟基喹啉等。具有很强的络合作用，容易被破坏。(4)加入基质改性剂(5)分离方法三。电离干扰：原子在高温下会电离，以减少基态的原子数量，减少吸收，这被称为电离干扰，并导致A减少。负误差消除方法：加入过量的去离子剂。(所谓的去离子剂是具有低电离电势的元素。当加入时，产生大量的电子来抑制被测元素的电离。)四.光谱干扰：吸收线重叠：(1)非共振线干涉：多线元件-减小狭缝宽度或选择另一条线(2)光谱重叠干涉-选择其他分析线5.背景干扰：背景干扰也是光谱干扰，主要指分子吸收和光散射引起的光谱背景。(分子吸收是指原子化过程中产生的分子对辐射的吸收，分子吸收是谱带。光散射是指在雾化过程中产生的微小固体颗粒对光的散射，导致透射光的减少和吸收值的增加。背景干扰通常会增加吸收值。出现正错误。)消除方法：(1)用相邻的非共振线校正背景连续光源校正背景(氘灯扣背景)玉米效应校正的背景(4)自我启动效应校正背景第三章紫外-可见分光光度法(P21)3.1.5影响紫外-可见光谱的因素：溶剂的影响极性：水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、乙酸乙酯、乙醚、氯仿、二氯甲烷、苯、四氯化碳、己烷、石油醚3.2光吸收定律兰伯特-比尔定律：A=k c l=-lgT=lg0/IL-cm，c - mol/L，k值称为摩尔吸收率- (lmol-1cm-1)A=lc3.4分析条件的选择单光束分光光度计的特点：只有一束光单波长双光束分光光度计的特点：在同一台仪器中使用两个相同的光束。双波长分光光度计：不需要参考溶液透射率读数的影响：1.分子光谱是如何产生的？它和原子光谱的主要区别是什么？分子光谱是由分子中电子能级、振动能级和转动能级的变化产生的，其表现形式是谱带它与原子光谱的主要区别在于谱带的形式。(原子光谱是由原子外层或内层的电子能级变化产生的，它的表现形式是线性光谱。)2.试着解释有机化合物紫外光谱的原因。有机化合物紫外光谱中的电子跃迁类型是什么？吸收的类型有哪些？有机化合物分子的价电子吸收辐射并跃迁到高能级后产生的吸收光谱。有机化合物紫外光谱中四种常见的电子跃迁： *、n*、 *、n*(1)饱和有机化合物： *，n*(2)不饱和脂肪族化合物： *，n*芳香化合物：E1和E2带，b带4.分光光度测量中导致偏离朗伯-比尔定律的主要因素是什么？如何克服这些因素对测量的影响？偏离朗伯-比尔定律的因素主要与样品和仪器有关。(1)与样品溶液测定相关的因素浓度：当L为常数，C为0.01米时，比尔定律会偏离溶剂：当待测物质与溶剂发生缔合、解离和溶剂化反应时，生成的产物与待测物质具有不同的吸收光谱，出现化学偏差。光散射：当样品为胶体或悬浮物质时，入射光通过溶液后，部分光因散射而损失，这增加了吸光度并产生了比尔定律的正偏差。(2)与仪器相关的因素单色光：比尔定律只适用于单色光，不适用于绝对单色光，因为单色光可能会偏离比尔定律。带宽：当吸收随波长变化很小的合成光束用作测量的入射光时，吸光物质的吸收系数变化很小，与吸收定律的偏差很小。相应的克服方法：c0.01米(2)避免使用会与待测物质发生反应的溶剂(3)避免样品是胶体或悬浮固体(4)在保证一定光强的前提下，尽可能使用窄的有效带宽。(5)选择吸光物质的最大吸收波长作为分析波长5.为什么极性溶剂会使 *跃迁的吸收峰长度偏移，而使n*的吸收峰短时偏移？不同极性的溶剂会引起某些化合物吸收光谱的红移或蓝移，这就是所谓的溶剂效应。在 *跃迁中，激发态的极性大于基态的极性。当使用极性溶剂时，由于溶剂和溶质之间的相互作用，激发态 *的能量比基态的能量减少得更多，从而减小了基态和激发态之间的能量差，导致吸收峰红移。在n*跃迁中，基态n个电子与极性溶剂形成氢键，降低了基态能量，增大了激发态和基态之间的能量差，导致吸收峰蓝移。第五章分子发光分析(P88)1.荧光和磷光的产生：带有不饱和基团的基态分子被照亮后，价电子跃迁产生荧光和磷光。2.激发光谱和发射光谱：激发光谱：激发光的光源被单色仪分割，以f为纵坐标，激发光的波长为横坐标，测量不同波长照射下发射的荧光强度(f)。激发光谱反映了激发光波长和荧光强度之间的关系。发射光谱：固定激发光的波长，让物质发出的荧光通过单色仪，测量不同波长的荧光强度，以荧光强度f为纵坐标，荧光波长为横坐标。荧光光谱反映了发射的荧光波长和荧光强度之间的关系。3.荧光与分子结构的关系发出荧光的物质应满足以下两个条件：材料分子必须具有能吸收紫外线或可见光的结构，并能产生 *或n*跃迁。荧光物质必须具有大的荧光量子产率。(1)跃迁类型： *比n*具有更高的荧光效率。(2)共轭结构：任何能提高电子共轭程度的结构都会增加荧光强度并使荧光光谱发生偏移。(3)刚性平面：分子的刚性和共面性越大，荧光量子产率越大。(4)取代基效应：在芳香化合物的芳香环上，给电子基团增强荧光，吸电子基团减弱荧光。荧光分析的特点优点：高灵敏度(增加激发强度，增加荧光强度)高达ng/ml；选择性强(更容易消除其他物质的干扰)，重现性好；更少的样本。缺点：许多物质本身不能发出荧光，因此没有被广泛使用。荧光分析法与紫外-可见法的比较这单线态电子的激发态：当基态分子的成对电子吸收光能时，它们被激发到一定的激发态。如果它的自旋方向是常数，S=0，M=1，那么激发态称为单态激发态。三重态：如果一对电子中的一个电子的自旋方向通过分子内的某种能量转移而反转，或者能级交叉，使得两个电子的自旋方向相同但不匹配，那么S=1，M=3，这种电子激发态被称为三重电子激发态(Triple state)系统间跃迁：指不同多重重力状态之间的非辐射跃迁过程。振动松弛：内部跃迁：指具有相同多重权重的等能态之间的非辐射跃迁过程。量子产率：也称为荧光效率或量子效率，其值介于0和1之间，表示物质发射荧光的能力。荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用导致荧光强度降低或荧光强度与浓度无线性关系的现象。重原子效应：第四章红外吸收光谱P53红外与紫外可见光谱的比较相同点：两者都是分子吸收光谱。差异：紫外可见光谱是基于价电子能级跃迁产生的电子光谱。主要用于样品的定量测定。红外是分子振动或转动能级跃迁产生的吸收光谱。主要用于有机化合物的定性分析和结构鉴定。4.2基本原则什么导致吸收峰？每个基团或化学键能产生多少吸收峰？它们都出现在哪里？为什么不同的吸收峰强或弱？材料分子产生红外吸收的基本条件(1)分子吸收的辐射能等于能级跃迁所需的能量；(2)偶极距离的变化(耦合效应)发生在分子中。只有具有偶极矩变化的振动才能产生可观察到的红外吸收光谱，这称为红外活动。分子振动的自由度：多原子分子的基本振动的数量也是基本吸收峰的数量。为什么实际测量的吸收峰的数量远小于理论计算的振动自由度？(1)没有偶极矩变化的振动不会产生红外吸收，即非红外活动；(2)相同频率的振动吸收重叠，即简并性；(3)仪器分辨率不够高；(4)一些吸收带超出仪器的检测范围。4.2.5分子振动频率(群频率)1.官能团具有特征频率群频率：不同分子中同类型群的振动频率非常相似，吸收带出现在一个很窄的频率范围内，其频率称为群频率。群频区(也称功能群区):4000-1300 cm-1范围内的吸收峰有一个共同的特征：每个吸收峰对应一个特定的功能群，所以称为群频区。原则上，每个吸收峰可以分配在群频率区域。主要基团的红外特征吸收峰(p59-63) (4000-400 cm-1)1900-1200 cm-1:双键拉伸振动区中的羰基(c=o): 1650-1900 cm-1。在羰基化合物中，这种吸收通常是最强的峰。红外光谱图的分析顺序：先看功