《仪器分析》知识点整理

教学内容介绍分子光谱学：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，NRS第一章导言1.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。仪器主要性能指标的定义1.精密度(再现性):几种平行测定结果的相互一致性程度通常用相对标准偏差(RSD%)表示。精度表征了测定过程中随机误差的大小。2.灵敏度：仪器在稳定条件下对被测对象微小变化的响应，即仪器的输出与输入之比。3.检测极限(检测下限):在适当的置信概率下，仪器能够检测到的检测成分的最小量或浓度。4.线性范围：仪器的检测信号与待检测物质的浓度或质量呈线性关系的范围。5.选择性：对于单组分分析仪器，它是指仪器区分待测组分和非待测组分的能力。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第2章光谱分析导论Xi话题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*发射光谱：物质通过激发过程获得能量，并成为激发态原子或分子M*，当从激发态转换到低能态或某一状态时，产生发射光谱。M*M hv2.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。第六章原子吸收光谱法(P130)熟悉：原子吸收光谱的机理和影响原子吸收光谱轮廓的因素了解：原子吸收光谱仪的基本结构；空心产生锐线光源的原理多普勒宽度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):由吸收原子和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。4.雾化器的基本要求：样品的有效雾化；(2)有效吸收自由态的基态原子；(3)具有良好的稳定性和重现性；操作简单，干扰水平低。1.测量条件的选择(1)分析线：一般采用共振吸收线。狭缝发光度：在W=DS无干扰的情况下，尽可能增加W以增强辐射能。(3)灯电流：根据灯制造说明使用(4)原子状态：气体：辅助气体、燃烧器高度、每级石墨炉电流值5注射量：(主要指非火焰法)2.分析方法(1)。工作曲线法最佳吸光度为0.1-0.5，工作曲线弯曲原因：各种干扰效应。(2)标准加入方法标准加入法可以消除基体干扰，但不能消除背景干扰。使用时，小心扣除背景干扰。Xi话题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类似于化学计量反应，所以也称为中性火焰。这种火焰温度高、稳定、干扰背景低，适用于多种元素的测定。(2)贫燃火焰：指助燃气体大于化学计量的火焰。它具有较低的温度和较强的氧化作用，有利于测定易解离和离子化的元素，如碱金属。(3)富焰：指燃料气体大于化学元素化学计量的火焰。它的特点是燃烧不完全，温度比化学火焰略低，可还原，适合测定易形成难熔氧化物的元素。更多干扰，高背景。(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，这称为电离干扰和原因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)紫外可见光谱：一种根据物质在200800纳米光谱范围内对辐射能的吸收来研究物质的性质、结构和含量的方法。3.1紫外-可见吸收光谱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：结论：1 .碳碳比与透过率读数T有函数关系；当T=36.8%(或A=0.434)时，c/c最小。2.当温度读数在70% 10%范围内时，即当温度读数在0.15 1.0范围内时，碳/碳比较小(5%)，变化不大。Xi话题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3、在分光光度测定中，为什么要尽可能选择最大吸收波长作为测量波长？因为选择最大吸收波长作为测量波长，所以可以确保测量具有较高的灵敏度，并且这里的曲线相对平坦，吸收系数变化小，并且与比尔定律的偏差小。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。溶液荧光(P9395)的荧光强度和猝灭的影响因素1.影响荧光强度的因素(1)溶剂(2)温度低温测量，提高灵敏度(3)酸碱度的影响当荧光物质本身是弱酸或弱碱时，溶液的酸碱度对物质的荧光强度有很大影响。(4)内部过滤和自吸收现象内部过滤：如果溶液中有物质可以吸收荧光物质发出的激发光或荧光，荧光就会减弱的现象。自吸收现象：荧光物质荧光发射光谱短波长的一端与荧光物质吸收光谱长波长的另一端重叠，当溶液浓度较大时，部分荧光被自身吸收。(5)散射光的影响：应注意拉曼光的干扰(分子的运动方