仪器分析复习整理

仪器分析综述1.仪器分析的定义：测量物质物理性质的分析方法。特点：简单、快速、灵敏、易于实现自动化等2.仪器分析的分类：电化学、光谱和色谱3.色谱分类1)按两相状态分类：可分为四类：气固色谱法、气液色谱法、液固色谱法、液液色谱法等。2)固定相分类：柱色谱(包括填充柱色谱和毛细管色谱)、纸色谱、薄层色谱或薄层色谱。3)根据分离原则分类：吸附色谱法：利用固定的相对不同组分的吸附性质的差异进行分离。分配色谱法：利用不同组分在两相中分配系数的差异进行分离。离子交换色谱：在离子交换固定相上利用不同离子的不同亲和力进行分离。凝胶色谱法：不同成分的分子量差异(即分子大小)用于过滤和分离。4.气相色谱过程和气相色谱：载气系统、样品注入系统、色谱分离系统、检测系统和数据处理系统5.色谱流出曲线及相关术语1)基线：在实验操作条件下，当色谱柱后没有组分进入检测器时，反映检测器系统噪声随时间变化的线。2)保留值保留时间：指被测成分在注射后达到最大浓度所需的时间。死时间：指色谱柱启动后，未被固定相吸附或溶解的气体(如空气和甲烷)达到最大浓度所需的时间。保留时间的调整：指扣除死亡时间后的保留时间=-(4)保留体积：指从开始到色谱柱后被测组分最大浓度的载气体积。死体积：指柱填充后柱管中固定相颗粒之间的剩余空间、色谱仪中管道和连接器之间的空间以及检测器的空间之和。调整预留量：指扣除死体积后的预留量。相对保留值：指一个组分2的调整保留值与另一个组分1的调整保留值之比。6.色谱峰面积宽度标准偏差:峰高0.607h处宽度的一半(保留时间定性，峰宽定量)；半峰宽度Y1/2处的宽度0.5h，Y1/2=2.354；峰底宽度Y=47.气相色谱基础理论1)托盘理论n=5.54(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)2n有效=5.54(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)22)速率理论(范迪姆方程)在H=A B/ C中：涡流扩散；b分子扩散系数；c-传质阻力系数；-流动相的线速度结论：填料的粒径、填料的均匀性、载气的种类、流速和柱温与柱效率和峰膨胀有关。8.决议(决议)9.分离条件的选择(1)载气流速：从H=A B/ C可以看出：1)当较小时，应选择分子量较大的载气(N2、氩)2)当较大时，应选择分子量较小的载气(、氦)(2)柱温选择：对于沸点最高的组分，可以分析的最低温度不能超过色谱柱允许的最高操作温度。(3)固定液体的性质和剂量(色谱柱选择)(4)载体的性质和粒度(色谱柱选择)(5)注射量和注射时间：快进和快出(6)气化温度10.气液色谱固定相1)载体选择：功能：承载固定液体要求：化学惰性；(2)孔隙率；(3)热稳定性好，不易断裂；粒径均匀，大小合适。类型：硅藻土可分为红色(非极性，弱极性)和白色(极性)；(2)非硅藻土型可分为氟载体、玻璃微球和聚合物多孔微球选择原则：固定液含量5%，硅藻土类型；(2)固定液含量为5%的硅藻土及表面处理；(3)高沸点样品，使用玻璃微球；(4)强腐蚀性，使用氟载体；外标法(标准曲线法)人工智能削减%Cx %Ci14.高效液相色谱的特点高压；(2)高速；(3)高效率；(4)高灵敏度；应用范围更广。15.影响色谱峰延伸和色谱分离的因素：氢=硼/铜速率方程在形式上与气相色谱一致，在纵向扩散阶段其差异可以忽略不计。提高塔效率的方法是减小填料的粒径以加快传质速率。提高塔内填料的均匀性。16.高效液相色谱的主要类型：液-液分配色谱；(2)液固色谱法；(3)离子交换色谱；离子对色谱；离子色谱；空间排斥色谱法。17.液相色谱固定相(1)液-液色谱固定相：固定液涂在载体上，分为全多孔和表面多孔(2)化学键合固定相常用的固定剂包括极性-ODPN和非极性十八烷。2)液固色谱固定相：薄膜和全多孔硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等。3)离子交换色谱固定相：(1)多孔树脂：可分离复杂样品，进样量大，但耐压性差；(2)薄壳树脂：玻璃微球表面涂有一层薄薄的离子交换树脂，耐压性好，柱效高，但体积小，进样量少。4)空间排阻色谱(凝胶色谱)固定相：硬凝胶：硅胶、多孔玻璃珠等。适用于各种情况；(2)半硬凝胶：有机聚合物凝胶，适用于非水流动相；定性凝胶：聚葡萄糖，适合常压，水为流动相。18.液相色谱对流动相的要求：高纯度；(2)对样品的所有成分都有一定的溶解性；(3)不溶性固定相；(4)低粘度；(5)与探测器匹配；没有气体或其他液体可以进入。19.高效液相色谱仪高效液相色谱仪一般配备主要部件，如储液器、高压泵、梯度洗脱装置(双泵)、注射器、色谱柱、检测器、恒温器、记录仪等。1)高压泵：类型：往复柱塞泵；气动增压泵2)探测器：紫外光探测器；(2)荧光检测器；(3)差动折射光学探测器；电导率检测器；(5)蒸发光散射检测器；20.电化学分析可分为三类：直接测量分析、电容分析和电重量分析。21.电势分析原理：能斯特方程22.电极类型： 指示电极酸碱度参比电极工作电极电位滴定23.离子选择电极的类型和性能主电极：一、晶体(膜电极):一、均质膜电极二。异质膜电极非晶(膜)电极：一刚性矩阵电极二可移动载体电极(2)敏化电极：气敏电极；b .酶(底物)电极24.离子活性的测定方法标准曲线法：缺点：适用于离子强度小或样品简单的测试，可通过加入TISAB或标准加入法来克服。(2)标准加入法：优点：只需要一种标准溶液，可以减少离子强度变化(为常数)引起的误差。格映射法(连续标准加法)25.影响测定的因素：温度的影响；(2)电动势的测量误差；(3)干扰离子的影响；(4)酸碱度的影响；浓度的影响；响应时间的影响；滞后效应。26.电位滴定1)原理：在滴定过程中，当接近等时点时，被滴定物质的浓度突然变化，从而导致指示电极的电极电位突然变化，导致电池的电动势突然变化，从而指示终点。2)特点：准确度高于电位法，相对误差0.2%；(2)可用于混浊或有色溶液系统。(3)可用于非水体系(有机物测定)；连续自动，适合微量分析；3)缺点：达到平衡的时间长，操作费时。27.确定终点的方法：(1) ti(3)二阶微分商中2E/V2=0的点(2e/v2 v曲线法)是等价点。28.电位滴定的应用酸碱反应：酸碱度玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，或采用复合电极。氧化还原反应：铂电极为指示电极，甘汞电极为参比电极。沉淀反应(4)络合反应：能克服共存杂质离子对指示剂的封闭和僵化。29.法拉第电解定律和库仑分析综述法拉第电解定律(注意单元)库仑分析的必要条件：电极反应特异性，电流效率100%，30.库仑滴定的特点(1)准确度高：相对误差约为0.2%，甚至低于0.01%，可作为标准方法。库仑滴定中的电量易于控制，测量准确。(2)由于滴定剂是通过电解产生的，它在产生后立即与溶液中待测物质(电解时滴定)、不稳定的滴定剂如Cl2、Br2、Cu2等反应。可以使用。(3)不需要参考物质；该方法灵敏度高。10-5-10-9克/毫升；易于实现自动化。31.光谱分析的定义(较长的波长，较低的能量)32.原子发射光谱法的基本原理：普朗克定律光谱范围：紫外(190 nm-390 nm) 可见红外33.光谱分析仪器(1)光源(2)光谱仪(光谱仪)(3)观察设备(光谱投影仪(摄谱仪)34.光谱定性分析的基本概念(1)共振线：激发态直接跃迁到基态时辐射的谱线称为共振线。从第一激发态(最低能级)直接跃迁到基态时的谱线称为第一共振线，也是最灵敏的谱线。(2)敏感线：指各种元素线中强度较高的线。通常具有最容易激发或激发电位较低的谱线。一般来说，灵敏线大多是共振线。(3)最后一行：元素的谱线强度随着样品中元素含量的减少而减少，当元素含量减少时，一些灵敏度和强度较低的谱线逐渐消失，即谱线数量减少，最后消失的谱线称为最后一行。(4)分析线：用于识别元素存在和含量的谱线成为分析线。分析线通常是敏感线或最后一条线。35.光谱定性分析方法：标准样品光谱比较法；(2)铁谱比较法(元素标准谱图比较法)；(3)比重计测量方法。36.光谱定量分析：主要基于谱线强度与被测元素浓度之间的关系。Lgi=blgc lgaseber-Romadin公式。内标法的基本公式。37.内部标准元素和分析线对的选择要求：(1)原始样品应不含或仅含少量添加的内标元素。矩阵元素也可以选择作为内部标准元素；(2)选择相同的激发电位或接近分析线对；(3)两条谱线的波长应尽可能接近；(4)所选线对的强度不应相差太大；(5)所选谱线不得受到其他元素谱线的干扰，也不得是自吸收严重的谱线；内标元素和分析元素的挥发速率应相似。38.半定量光谱分析：谱线呈现法；(2)谱线强度比较法；(3)均匀对准法39.原子发射光谱法的特点：无需分离待分析元素。可以在一个样品中同时测量多种元素的含量。(3)分析消耗少量样品，分析灵敏度高。可测质量分数范围为0.0001%-几十%，适用于低含量和微量元素的分析。缺点：不能用于分析有机物和大多数非金属元素；(2)对标准样品、感光板和显影条件的严格要求；(3)应提供一套标准样品进行分析。因此，定量分析不适用于分析单个样本自然宽度VN:谱线的宽度约为10-5纳米，不受外部因素的影响。(2)由外部因素(如热、压力等)引起。):a .热变化的宽度；b .压力扩大41.原子吸收分光光度计：它由四部分组成：光源、雾化器、单色仪和探测器。1)光源：功能：提供(锐线)谐振线要求：锐线；(2)共振线；强度足够，稳定性好2)雾化系统：(1)火焰雾化器：由雾化器和燃烧器组成，是最常用雾化器。火焰类型：空气-乙炔火焰2300适用于低熔点金属的雾化；氧化亚氮-乙炔火焰3000；c .氧乙炔火焰2900优点：重现性好，操作简便，适用范围广。缺点：灵敏度低(只有大约10%的测试溶液被雾化)(2)无焰雾化器优点：灵敏度高(所有样品都是雾化的)和检测限低。缺点：干扰大，重现性差。(3)氢化物原子化器：氢化物在较低温度(1000)下可分解成原子蒸汽。优点：选择性高，干扰少，灵敏度高(10-9)，雾化温度低。缺点：适用范围窄。(4)冷雾化装置(10-8以上)3)光学系统；4)检测系统。42.定量测试方法：1)标准曲线法：优点：简单快捷；缺点：基体效应(物理干扰)大，适合成分简单的样品；注：标准曲线应在线性范围内；(2)标准溶液应以与样品相同的方式处理，以使其成分尽可能一致；(3)工作条件在整个分析过程中保持一致；(4)每次测定前，用标准溶液校正标准曲线；2)标准添加方法：优点：适用于复杂样品的合成，能消除基体效应和一些化学干扰；不足之处：背景吸收的影响无法消除；注：测量应在线性范围内进行；(2)至少采用4点43.干扰及其抑制一、光谱干扰1)与光源相关的干涉(相邻谱线干涉):与分析线相邻的是待测元素的谱线。(2)相邻线不是待测元素的谱线2)谱线重叠和假吸收的正误差；3)与雾化器相关的干扰第二，物理干扰(基质效应):由粘度、表面张力、溶剂等变化引起的干扰。第三，化学干扰：形成不挥发的化合物，降低雾化率。消除方法：加入去极化剂加入释放剂加入保护剂(络合剂)加入缓冲剂44.原子吸收光谱法的主要测试条件是：1)分析线选择：谐振线或次灵敏线2)灯电流的选择：灯电流小，灵敏度高，但过小测量精度差。(2)灯电流大，谱线