分析化学精华资料

1、从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是（B）A 偶然误差小 B系统误差小 C 标准偏差小 D相对平均偏差小（精密度好，偶然误差就一定小）指示剂的封闭、僵化现象及消除方法􀂙指示剂的封闭现象：化学计量点时不见指示剂变色产生原因：干扰离子： KMIn > KMY 指示剂无法改变颜色或过慢消除方法：加入掩蔽剂 例如:滴定Al3+定过量加入EDTA，反应完全后再加入EBT，用Zn2+标液回滴 例如:滴定Ca2+和Mg2+时加入三乙醇胺掩蔽Fe3+，Al3+以消除其对EBT的封闭指示剂的封闭僵化现象及消除方法􀂙指示剂的僵化现象：化学计量点时指示剂变色缓慢产生原因

2、MIn溶解度小与EDTA置换速度缓慢终点拖后消除方法：加入有机溶剂或加热提高MIn溶解度 加快置换速度第九章 光谱分析法导论两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合可成为白光，这两种单色光称为互补色光。当一束白光通过一溶液时，如果该溶液对各种颜色的光都不吸收，则溶液无色透明。如果某些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光不被吸收而透过溶液，溶液的颜色由透过光的波长决定。所以我们看到的溶液的颜色就是它所吸收的光的互补色。结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越长(频率越低)，光量子的能量越低.单色光：具有相同能量(相同波长)的光.混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起. 例如白光.不同物质吸收

3、光谱的形状以及max 不同 定性分析的基础同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状相同，Amax 不同定量分析的基础一、辐射源 要求：足够的输出功率和稳定性。(一）连续光源1. 紫外光源 氢灯或氘灯 2. 可见光源 钨灯或氙灯 3. 红外光源 硅探棒或Nernst灯(二）线光源1. 金属蒸气灯 常用汞和钠蒸气灯 2. 空心阴极灯 在原子吸收光谱中常用的一种光源二、分光系统作用：将复合光分解成单色光或有一定波长范围的谱带单色器：由入射狭缝、准直镜和色散元件（使各种波长不同的平行光有互不相同的投射方向）组成1. 棱镜： 可见光区 玻璃 紫外-可见光区 石英2. 光栅： 优点：波长范围比棱镜宽，且色散近

4、乎线性光电检测器:光电池、光电管、光电倍增管等。第十章 紫外-可见分光光度法是研究物质在紫外可见区（200800nm）分子吸收光谱的分析方法，属于电子光谱。紫外-可见吸收光谱的产生由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）（电子光谱） 第十一章 荧光分析法是根据物质的荧光谱线位置及强度进行物质鉴定和含量测定的方法。优点：灵敏度高 选择性好 检测限 缺点：试样量少（应用范围围较窄）（一） 荧光的产生1. 分子的能级与跃迁基态(S0)激发态(S1*、S2*、激发态振动能级)：吸收特定频率的辐射；量子化；跃迁一次到位；（吸收）激发

5、态基态：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、激发态寿命最短的途径占优势；（发射）2. 电子激发态的多重性 大多数有机分子的基态处于单重态3. 荧光的产生电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，发光强度相对大荧光：10-710 -9 s,第一激发单重态的最低振动能级基态；磷光：10-410s；第一激发三重态的最低振动能级基态；分子产生荧光必须具备的条件 具有一定的荧光量子产率 具有强的紫外-可见吸收（二）有机化合物分子结构与荧光的关系1. 共轭效应 * 跃迁芳香族化合物、五元杂环上取代苯基 共轭程

6、度越大,荧光效率越大，波长长移2. 刚性结构和共平面效应3. 取代基的作用给电子基增强荧光：增加分子电子的共轭程度OH,OR,NH2,NHR,NR2,CN吸电子基减弱荧光：减弱分子中电子的共轭程度 COOH,C=O,NO2,NN,Cl,Br,I与体系作用小的取代基影响不明显： SO3R,NH3,SH,F,R。取代基之间若发生氢键，增强分子平面性和刚性会加强荧光:三、影响荧光强度的外部因素1. 温度的影响 荧光强度对温度变化敏感，温度增加，外转换去活的几率增加。2. 溶剂的影响溶剂的极性、黏度、氢键、配位键的形成都将使化合物的荧光发生变化；3. 溶液pH 对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严

7、格控制；4. 荧光熄灭剂荧光熄灭又称荧光淬灭，是指荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子相互作用引起荧光强度降低的现象。引起荧光熄灭的物质称为荧光熄灭剂。如果一个荧光物质在加入某种熄灭剂后，荧光强度的减弱和荧光熄灭剂的浓度呈线性关系，则可利用这一性质测定荧光熄灭剂的含量，该方法称为荧光熄灭法。5. 散色光当一束平行单色光照射在液体样品上时，大部分光线透过溶液，小部分由于光子和物质分子相碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不同角度散射，该光称为散射光瑞利散射 光子与物质发生弹性碰撞，不发生能量交换，仅是光子运动方向发生变化。拉曼散射 光子与物质发生非弹性碰撞，发生能量交换，光子运动方向改变。其波长与

8、荧光波长接近，对荧光测定干扰更大。消除方法：选择适当的激发波长可消除拉曼光的干扰一、荧光强度与物质浓度的关系高浓度时，荧光物质发生自熄灭和自吸收现象，使F与c不呈线性关系二、定量分析方法1. 标准曲线法（校正曲线法)：2. 比例法：3. 联立方程式法第十七章 气相色谱法 按固定相聚集状态：气液色谱（GLC） 气固色谱（GSC） 按操作形式：柱色谱 ： 1填充柱色谱 2毛细管色谱 按分离机制：GSC属于吸附色谱 GLC属于分配色谱一、气液色谱的固定相固定液：涂渍在载体上的高沸点物质 载体：一种惰性固体微粒，用作支持物1、对固定液的要求化学稳定性好：不与载体、载气和待测组分发生反应；热稳定性好：在

9、操作温度下呈液体状态，蒸气压低，不易流失；实际使用温度要低于“固定液的最高使用温度”选择性高：对分离组分选择性高，即分配系数 K 差别大；溶解性好：固定液对待测组分应有一定的溶解度组分与固定液分子间相互作用力通常包括：静电力、诱导力、色散力和氢键作用力。在气-液色谱中，只有当组分与固定液分子间的作用力大于组分分子间的作用力，组分才能在固定液中进行分配。4、固定液的选择相似性原则 组分极性差别较大：选用极性固定液。 沸点差别较大：选用非极性固定液。1. 对载体的要求： 比表面积大，孔径分布均匀；表面吸附性很弱；热稳定性、化学稳定性好；粒度均匀，有一定的机械强度。2. 硅藻土型载体（常用）红色载体

10、 常与非极性固定液配伍白色载体 常与极性固定液配伍3. 载体的钝化酸洗法 除去载体表面的铁等金属氧化物。用于分析酸性化合物。碱洗法 除去载体表面的Al2O3等酸性作用点。用于分析胺类等碱性化合物。硅烷化法 将载体与硅烷化试剂反应，除去载体表面的硅醇基。分析形成氢键能力较强的化合物。一、气液色谱的固定相固定液：涂渍在载体上的高沸点物质载体：一种惰性固体微粒，用作支持物二、气固色谱的固定相1. 活性炭：非极性吸附剂，分析低碳烃和气体及短链极性化合物。2. 氧化铝：弱（中等）极性吸附剂，主要用于分析C1 C4烃类及其异构体。3. 硅 胶：强极性吸附剂，常用于分析硫化物：H2S、SO2等。4. 分子筛

11、（人工合成的硅酸盐）：强极性吸附剂，用于在室温条件下使H2，O2，N2，CH4，CO得到良好分离。5. 高分子多孔微球：极性和非极性吸附剂，可分析极性的多元醇、脂肪酸、腈类、胺类 或 非极性的烃、醚、酮等；尤其适合分析有机物中的微量水。三、载气（流动相） 氢气 分子量小，热导系数大，粘度小。常用于热导检测器。 氮气 扩散系数小，柱效比较高。除热导检测器以外的其它几种检测器中多采用氮气作载气。 氦气 分子量小，热导系数大，粘度小。常用于气相色谱-质谱联用。要求：纯度在99.99%以上、净化 选择：主要取决于检测器、色谱柱及分析要求。检测器是相色谱仪的重要组成部分，是一种换能装置。作用：将柱后载气

12、中各组分浓度或质量的变化变成可测量的电信号。根据其测定范围可分为：通用型检测器 选择型检测器1. 灵敏度（sensitivity）（响应值or应答值）单位物质量通过检测器时产生的信号大小称为检测器对该物质的灵敏度。 浓度型检测器Sc ：为1mL载气携带1mg的某组分通过检测器时，产生的电压，mV·mL/mg； 质量型检测器Sm：每秒有1g的某组分被载气携带通过检测器，产生的电压或电流值，mV·s/g。2. 噪音（noise；N）和漂移（drift；d）噪音：无样品通过检测器时，由于仪器本身和工作条件等的因素引起的基线起伏，用基线波动的最大宽度衡量。漂移：指基线在单位时间内单

13、方向缓慢变化的幅值常用检测器 热导检测器（ TCD） 1. 测定原理：利用组分与 载气的热导率之差注意 载气与组分之间的热导率差越大越灵敏，常用氢气； 为避免热丝被烧断，没通载气，不加电流； 尽量采用低电流； 浓度型检测器，峰面积定量时，需保持流速恒定。优点:结构简单、适用范围广（无机物，有机物），不破坏样品，通用性强。缺点:灵敏度低，噪音大。氢焰离子化检测器（ FID）1. 测定原理： 利用有机物在氢火焰的作用下化学电离而形成离子流，借测定离子流强度进行检测 适用：痕量有机物的分析2. 注意 气体及流量：燃气用氢气，空气作为助燃气，载气用氮气。流量关系一般为，N2:H2:Air为1:11.5

14、:10。 质量型检测器：用峰高定量时，需保持载气流速恒定。 优点：灵敏度高，噪音小，死体积小等 缺点：破坏样品，一般只能测定含碳化合物。不适于分析惰性气体、空气、水、CO、CO2、CS2、NO、SO2及H2S等电子捕获检测器（ ECD）1. 测定原理：只对含有强电负性元素的物质有响应，元素的电负性越强，测定灵敏度越高。10-14g/mL。 适用：含有强电负性元素的物质2. 注意 应使用高纯度的载气，一般采用高纯氮气。40100mL/min 浓度型检测器：检测器中含有放射性元素，不可随意拆卸。 电子捕获检测器是一种高选择性检测器。高选择性是指只对含有电负性强的元素的物质，如含有卤素、S、P、N等

15、的化合物等有响应.物质电负性越强，检测灵敏度越高。第四节 分离条件的选择一、气相色谱速率理论一 涡流扩散项 AA=2dp 粒度较细，颗粒均匀， 一般为6080目或80100目的填料。 填充均匀。 空心毛细管柱只一个流路，A=0。二 分子扩散项 B/u B=2Dg1、 （弯曲 因子） 填充柱由于填料存在，使扩散有障碍 <1 ，硅藻土 为0.50.7 空心毛细管柱扩散无障碍12、Dg（扩散系数） 与组分的性质有关。与载气的分子量（M）的平方根成反比，随柱温（T）升高而增大，随柱压（P）增大而减小。 因此采用载气线速度较低时用氮气，较高时宜用氦气或氢气。较低的柱温。组分在气相中的分子扩散系数比

16、在液相中大104105倍，So，忽略组分在液相中的扩散三 传质阻抗项Cu=(Cg+Cl)u 填充柱：Cg很小，忽略不计，故CClDf，固定相的液膜厚度要求薄 Dl，组分在液相中的扩散系数要求大 气相色谱中影响柱效的因素：柱填充的均匀程度 载体的粒度，表面无深孔 固定液的液膜厚度（气液） 载气的流速和种类 柱温 （二）提高n 载气流速和种类的选择 实际工作线速度：稍高于最佳流速。 柱温的选择： 宽沸程试样：程序升温，改善分离效果，缩短分析时间，提高灵敏度。选择原则：不超过固定液最高使用温度；在良好分离，分析时间适宜，不拖尾的前提下，尽可能采用低柱温。 柱长的选择：在达到一定分离度的条件下，应使用

17、尽可能短的柱。（24m ）一、定性分析方法1、已知物对照法：基于在一定操作条件下，各组分的保留时间是一定值的原理2、利用相对保留值：利用相对保留值定性比用保留值定性更为方便、可靠。在用保留值定性时，必须使两次分析条件完全一致，有时不易做到。而用相对保留值定性时，只要保持柱温不变即可。这种方法要求找一个基准物质，一般选用苯、正丁烷、环己烷等3、利用保留指数：可根据所用固定相和柱温直接与文献值对照，不需标准样品。4两谱联用定性二、定量分析方法（一）定量校正因子定量分析的依据：在恒定的实验条件下，峰面积（或峰高）与组分的（含）量成正比。但，同一检测器对不同物质具有不同的响应灵敏度，即相同的峰面积并不

18、意味着相等的物质的量，需要引入校正因子的概念。（二）定量方法 1、归一化法 2、 外标法：校正曲线 外标一点法3、内标法4、内标校正曲线法5、内标对比法（内标一点法）（标准加入法）：第十八章 高效液相色谱法HPLC与经典液相色谱法相比􀀹 颗粒极细（一般为10m以下）、规则均匀的固定相，(键合相)传质阻抗小，柱效高，分离效率高；􀀹 高压输液泵输送流动相，流速快，分析速度快；􀀹 高灵敏度检测器，灵敏度大大提高。紫外检测器最小检测限可达109g，而荧光检测器最小检测限可达1012g。与气相色谱法相比􀀹1不受试样的挥发性和热稳定性

19、的限制，应用范围广；􀂾液相色谱则不受样品挥发度和热稳定性的限制，它非常适合分子量较大、难气化、不易挥发或对热敏感的物质、离子型化合物及高聚物的分离分析，大约占有机物的70 80%。􀀹2可选用各种溶剂作为流动相，对分离的选择性有很大作用，选择性高；􀂾 气相色谱的流动相载气是色谱惰性的，不参与分配平衡过程，与样品分子无亲和作用，样品分子只与固定相相互作用。而在液相色谱中流动相液体也与固定相争夺样品分子，为提高选择性增加了一个因素。也可选用不同比例的两种或两种以上的液体作流动相，增大分离的选择性。􀂾 液相色谱通常在室温下操作，较

20、低的温度，一般有利于色谱分离条件的选择。􀀹3相色谱尚缺乏通用的检测器，仪器比较复杂，价格昂贵。一、主要类型按固定相的聚集状态：液-液色谱法（LLC）液-固色谱法（LSC）按分离机制：分配色谱法 附色谱法 子交换色谱法 子排阻色谱法其它色谱类型：化学键合相色谱法、离子对色谱法；亲和色谱法、手性色谱法 二、化学键合相色谱法（BPC）化学键合相法是以化学键合相为固定相的色谱法，简称键合相色谱法，是通过化学反应将有机基团键合在载体表面构成的固定相，简称键合相，适用于几乎所有类型的化合物，是应用最广的色谱法。 优点： 固定相的均一性和稳定性好，在使用过程中不易流失，使用周期长； 柱效高

21、；重现性好； 能使用的流动相和键合相的种类多，分离的选择性高根据化学键合相与流动相极性的相对强弱：1相键合相色谱法（采用极键合相为固定相）􀀹􀀹固定相：极性键合相如氰基（CN）、氨基（NH2）或二羟基键合硅胶。􀀹􀀹流动相：非极性或弱极性溶剂加极性调整剂 如烷烃加醇类。􀀹􀀹适用范围：溶于有机溶剂的极性至中等极性的分子型化合物 如一些在硅胶柱上分离的物质。􀀹􀀹分离选择性： 极性强的组分K大，后洗脱出柱。 流动相的极性增强，洗脱能力增加，使组分K减小，tR 减

22、小。2相键合相色谱法（采用非极性键合相为固定相）􀂾􀂾固定相：非极性键合相 如十八烷基硅烷（C18，ODS）、辛烷基（C8）键合硅胶􀂾􀂾流动相：水为基础溶剂，加入一定量与水混溶的极性调整剂 常用甲醇水、乙腈水等􀂾􀂾应用：最广。非极性至中等极性的组分，（还有有机酸、碱及盐等）保留行为的主要影响因素（1）溶质的分子结构（极性）极性越弱，疏水性越强，k越大，tR也越大。同系物碳数越多，极性越弱，k越大；引入极性取代基，降低疏水性，k值变小（2）固定相键合烷基的疏水性随碳链的延长而增加，溶质的k也

23、增大。硅胶表面键合烷基的浓度越大，则溶质的k越大（3）流动相极性越强，洗脱能力越弱，使溶质的k越大溶剂种类：水强极性溶剂溶剂比例：水的比例增加，使k增大中性盐的加入：使中性溶质的k增大pH：影响弱酸、弱减的离解流动相的pH降低，弱酸k增大，tR增大；弱碱k变小（三）反相离子对色谱法把离子对试剂加入到含水流动相中，组分离子在流动相中与离子对试剂的反离子生成中性离子对，增加溶质与非极性固定相的作用，使K增加，改善分离效果。影响保留因子的因素（1）离子对试剂的种类和浓度：碳链长度增加，溶质的K增大；在一定范围内试剂的浓度升高，溶质的K增大 。（2）流动相的pH：有利于组分和离子对试剂离子化时（离子对

24、的形成）的pH，组分的K值最大。 适用范围：有机酸、碱、盐，离子型和非离子型化合物的混合物。 分析酸类或带负电荷物质 分析碱类或带正电荷的物质第二节 HPLC的固定相和流动相及其选择颗粒细且均匀；传质快；机械强度高，能耐高压；化学稳定性好，不与流动相发生化学反应。一、化学键合相色谱法的固定相化学键合相色谱法的固定相是化学键合相，采用化学反应的方法将有机基团键合在载体表面所形成的固定相，简称键合相。（一）键合相的种类最常用的中的化学键合相。反相键合相色谱法正相键合相色谱法按照所键合基团可分为 1非极性用于反相色谱； 长链烷基可使溶质的k增大，选择性改善，载样量提高，稳定性更好。2弱极性 用于反相

25、或正相色谱3极性 一般用于正相色谱第三节 高效液相色谱仪一、输液系统(一）溶剂贮存器（二）高压输液泵1.输液泵应具备的性能：输出压力高且稳定 能在高压下连续工作流量范围宽且恒定􀀹 液缸容积小􀀹 密封性能好，耐腐蚀2.高压输液泵分类按其性质可分为 恒压泵 恒流泵柱塞往复泵（恒流泵）：3.输液泵操作注意事项：防止固体微粒进入泵体􀀹 流动相不应含有腐蚀性物质防止溶剂瓶内的流动相被用完􀀹 不超过规定的最高压力􀀹 流动相一般应该先脱气（三）梯度洗脱装置等度洗脱：在同一分析周期内流动相组成保持恒定，适合于组分较少、性质差别不大的试样。梯度洗脱：在同一分析周期内程序控制改变流动相的组成。适合组分数目多、性质差别较大的复杂试样。􀀹􀀹优点：缩短分析时间、提高分离度、改善峰形、提高检测灵敏度。缺点：可能引起基线漂移和重现性降低。二、进样系统包括进样口、注射器和进样阀等，它的作用是把分析试样有效地送入色谱柱进行