2022年山东大学期末考试复习-水分析化学山东大学期末考试知识点复习

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点第八章气相色谱法和原子吸取光谱法一.气相色谱法一 气相色谱法概述色谱法为一种分别技术, 该技术应用于分析化学中,就为色谱分析；它的分析原理为使混合物中各组分在两相间进行安排,其中静止不动的一相称固定相,另一携带混合物流过此固定相的流体称作流淌相；当流淌相中所含混合物经过固定相时,就会与固定相发生作用；由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小.强弱也有差异；因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间的长短不同, 从而按先后次序从固定相中流过；这种借助物质在两相间安排的原理而使混合物中各组分分别的技术,称为色谱分别技术或色

2、谱法 对称色层法,层析法 1 色谱法分类色谱法从不同的角度动身,有多种分类法；(1) 按流淌相的物态分类气相色谱：流淌相为气体的色谱；液相色谱：流淌相为液体的色谱；按两相状态色谱分为四类：(2) 按固定相的性质分类柱色谱 填充柱色谱.毛细管色谱 .纸色谱 又叫纸层析 .薄层色谱 又叫薄板层析 ；2 气相色谱特点(1) 优点：分别效能高.高挑选性.高灵敏性.分析速度性.应用广泛；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点(2) 局限性1) 定性时需要标准样品；2) 样品要有肯定的挥发性；3) 强极性的大分子不稳固化合物不能直接分析,但对部分高分子或生物大分子可用裂解色谱法,

3、分析其裂解产物；4) 一般不能分析无机物, 但部分无机物可转化为金属卤代物,金属螯合物等再进行分析；二 气相色谱法的基本原理气一固色谱分析中的固定相为一种具有多孔性及表面积较大的吸附剂颗粒； 被测物质中各组分的分别为基于各组分在吸附剂上的吸附才能不同；试样由载气携带进入色谱柱,被测组分在吸附剂表面进行反复的物理吸附.脱附过程；较难被吸附的组分先流杰出谱柱,简洁被吸附的组分后流杰出谱柱；气一液色谱分析中的固定相为在化学隋性的固体微粒 此固体为用来支持固定液的,称为担体 表面,涂上一层高沸点有机化合物液膜,这种高沸点有机化合物称为固定液； 在气一液色谱柱内, 被测物质中各组分的分别为基于各组分在固

4、定液中溶解度的不同；当载体携带被测物质进入色谱柱,和固定相接触时,气相中的被测组分立刻溶解到固定液中去；载气连续流经色谱柱, 溶解在固定液中的被测组分会从固定液中挥发到气相中；随着载气的流淌, 挥发至气相中的被测组分分子又会溶解在前面的固定液中；这样反复多次溶解.挥发.再溶解.再挥发；由于各组分在固定液中溶解才能不同,溶解度大的组分就较难挥发,停留在柱中的时间就长些,往前移动得就快些,而溶解度小的组分,就相反；经过肯定时间后,各组分彼此分别；物质在固定相和流淌相 气相 之间发生吸附. 脱附.溶解和挥发的过程叫做安排过程； 被测组分按其溶解和挥发才能 或吸附和脱附才能 的大小, 按肯定比例安排在

5、固定相和气相方向；溶解度 或吸附才能 大的组分安排给固定相多一精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点些,气相中的量小一些；溶解度 或吸附才能 小的组分安排给固定相的量少些,气相中的量多了一些； 在肯定温度下组分在两相之间安排达到平稳时的浓度比称为安排系数 k；当 k<1时,组分在固定相中的浓度小于流淌相中的浓度；当 k1 时,组分在固定相中的浓度等于流淌相中的浓度；当 k>1时,组分在固定相中的浓度大于流淌相中的浓度；气相色谱为利用不同的物质在两相间具有不同的安排系数,当两相做相对运动时,试样中的各组分在两相间经过反复多次的安排,而使各组分分别；三 气相色

6、谱仪组成：1 载气系统,包括气源.气体净化.气体流速掌握和测量；2 进样系统,包括进样器.气化室；3 分别系统,包括色谱柱.柱箱和恒温装置；4 检测系统,包括检测器.检测仪的电源及控温装置；5 记录系统,包括放大器.记录仪,有的仪器仍有数据处理装置；四 色谱流出曲线和基本术语 气相色谱法的常用术语 1色谱图：试样中的各组分经色谱柱分别后,随载气依次流杰出谱柱,经检测器转换成为电信号,再由记录仪将各组分的浓度变化记录下来,得到色谱图 即色谱流出曲线 ；它为以组分的浓度变化比为纵坐标,流出时间为横坐标的一条曲线；2 基线：检测器系统噪声随时间变化的线；稳固的基线为一条直线；精品学习资料精选学习资料

7、 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点(1) 基线漂移：基线随时间定向的缓慢变化；(2) 基线噪声：各种因素所引起的基线起伏；3 保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值；死时间 tm：不被固定相吸附或溶解的气体 如空气 通过色谱柱的时间；在色谱图上为从进样开头到色谱顶峰的时间；保留时间 t r：试样各组分通过色谱柱所需要的时间；色谱图上为被测组分从进样开头到组分色谱顶峰的时间；调整保留时间 t'r ：扣除死时间后的保留时间；t'r t r 一 t m死体积 vm：色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间,色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和,后两

8、项不计时的死体积用下式运算：vmt mf0式中 f0载气体积流速；保留体积 vr：从进样开头到柱后被测组分显现浓度最大值时所通过的载气体积；调整保留体积 v' r：扣除死体积后的保留体积；vr t'r·f0 或 v' rvr 一 vm相对保留值 r 21：某组分 2 的调整保留值与另一组分1 的调整保留值之比；4 区域宽度和峰高精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点色谱峰区域宽度为色谱流出曲线中的一个重要参数；从色谱分别角度看, 区域宽越窄越好；标准偏差 ： 0 607 倍峰高处色谱峰宽度的一半；图8 1 中 ef 的一半；半峰宽度

9、y1/2 ：又称半宽度或区域宽度,色谱峰高一半处的宽度,图81 中gh；它与标准偏差的关系为峰底宽度 y：从色谱峰两侧拐点作切线,两切线在基线上的截距,如图81中的 ij 所示；它与标准偏差的关系为y4峰高：色谱峰顶到基线的垂直距离；5 固定液的相对极性px 按下式运算强极性固定液 , 一氧二丙腈的相对极性p100,非极性固定液角鲨 烷的相对极性 p0；q1.q2.qx 分别为一对物质苯一环己烷在, 一氧二丙腈.角鲨烷及待测固定液上的相对保留值；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点6 麦氏常数：测定苯.丁醇.2 一戊酮.硝基丙烷和吡啶五种物质在被测固定液与角鲨烷固定

10、液柱上保留指数的差值以及差值的平均值,作为固定液极性的标度；7 检测器灵敏度sgc浓度型检测器用 ：1ml 载气中携带1mg试样通过检测器时,能产生的响应信号；单位 mv,ml· ml-1 ；-1sm 质量型检测器用 ：每秒中有1g 某组分被载气携带通过检测器,所产生的电压或电流值；单位mv·s·g8检测限 d ：又称灵敏度,检测器恰能产生和噪声相鉴别的信号时,在单位时间内进入检测器的组分的物质的量或单位体积载气中所含该组分的量 单位g ；式中 n 检测器的噪声；s检测器的灵敏度；9 程序升温：柱温随着操作时间有规律地升温；10 保留温度：在程序升温色谱中, 某组

11、分从柱后流出时所对应的色谱柱温；二.基本理论1 塔板理论色谱峰越窄,理论塔板数n 越多,塔板高度h越小,柱效能越高；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点2速率理论 van deemter 方程式精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点式中 d f 固定相的液膜厚度df 薄,组分在液相的扩散系数d1 大,那么液相传质阻力就小；对填空柱, 固定液含量较高 20 30 ；中等线速时, 塔板高度的主要掌握因素为液态传质项,气相传质项可忽视； 用低固定液含量柱, 高载气线速进行快速分析时, cg 对 h的影响会成为主要掌握因素；重点明白简式各项和各符号

12、的意义,熟识填充柱具体式的各符号的含义, 从而懂得分别条件的挑选,即填充匀称度,填料的平均颗粒直径,液膜厚度,载气的性质及流速,柱温等对柱效及分别的影响；三.试验条件的挑选1色谱分别基本方程式：在气相色谱中,固定液.柱温及载气的挑选为分别条件挑选的三个主要方面,用于提高柱效,降低塔板高度,提高相邻组分的分别度；定量分析时,组分分别完全 r1 5,才能获得较好的精密度和精确度；2 试验条件的挑选精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点(1) 提高 a 和 k：a 为柱挑选性的量度, a 越大挑选性越好,当a1 时,r 都为零；k与固定液的用量和安排系数有关,并受柱温的影响

13、；(2) 提高 n：流速 0正确时,选分子量较大的载气；流速 >正确时, 选分子量较小的载气；柱温挑选原就： 为使难分别物质对能得到良好的分别, 在分别时间相宜,峰形不拖尾的前提下,尽可能采纳低柱温；宽沸程试样应采纳程序升温方法；挑选合适的柱表和内径；(3) 其他条件的挑选：气化室温度.检测室温度.进样时间和进样量；3 固定液的挑选固定液的挑选按相像相溶原就,归纳见表8 1；四.检测器分类依据检测原理不同,检就器分为浓度型检测器和质量型检测器；1浓度型检测器：检测器的响应值与载气中组分的浓度成正比；如热导池检测器和电子捕捉检测器等；热导池检测器 tcd：组分与载气的热导率有差别就能检测；

14、用h2,h 时,结构简洁,灵敏度相宜,稳固性较好,对全部物质有响应,应用最广最成熟的一种检测器；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点-1电子捕捉检测器： 它为高挑选性,高灵敏度的浓度型检测器；挑选性地检测精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载-14含有电负性强的元素,电负性愈强,灵敏度愈高； 能测出 10g·ml的电负性物精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载质；2质量型检测器：检测器的响应值与单位时间内进人检测器某组分的质量成正比；如氢火焰离子化检测器和火焰光度检测器等；氢火焰离子化检测器：对含碳有机物灵敏度高,能检测10-12 g

15、83;s-1 的痕精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载6量物质,响应快,稳固性好,检测限小,死体积小；线性范畴宽,可达10以上；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载常用于含碳有机化合物的检测；操作时,常选氮气为载气,氢气为燃气,空气为助燃气；火焰光度检测器fpd：对含磷.含硫的化合物有高挑选性和高灵敏度的 一种色谱检测器；为爱护检测器和色谱柱, 开气相色谱仪时, 应先开载气, 再开电源加热；关机时,最终关载气；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点五.定量分析1 定量分析的依据气相色谱定量分析的依据为在规定的操作条件下,被测组分的质量mi 与它在检

16、测器上产生的响应信号峰面积ai 或峰高 hi 成正比；式中 f i 峰面积换算成被测物质量的比例常数,称为校正因子；由上式可知, 定量分析中需要：精确测量峰面积 或峰高 ；精确求出比例系数 f i ；依据上式正确选用定量运算方法,将测得的峰面积或峰高换算成质量分数；2峰面积的测量方法1峰高乘半峰宽法对称峰面积的测量精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点用质量校正因子校正峰面积, 再按归一化法运算, 可得被测物的质量百分数；2摩尔校正因子 f m对于气体分析,使用相对摩尔校正因子可得被测物的体积分数；(3) 相对响应值 s它为物质 i 与标准物质 s 的响应值 灵敏度

17、之比；单位相同时, 它与相对校正因子互为倒数；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点该法优点：简便.精确,当操作条件如进样量.流速等变化时,对结果影响小；(2) 标准曲线法又叫外标法标准曲线的绘制：在肯定的操作条件下, 将一系列不同浓度的标准溶液, 以肯定体积分别进样,并以色谱图上的峰面积a或峰高 h 为纵坐标,以标准溶液的浓度或含量为横坐标,绘制标准曲线；试样的测定： 在同样的条件下,以同体积进试样,测出峰面积 a 或峰高 h,在标准曲线上查出水样中被测组分的浓度或含量；(3) 内.标法内标法为将肯定量的纯物质作为内标物,加入到精确称取的试样中, 依据被测组分和内标

18、物的质量及其在色谱图上相应的峰面积之比,求出组分的含量；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点内标物的挑选： 样品中不存在的纯物质；内标物的性质.含量和色谱峰位置尽量与被测组分接近； 内标物不与被测组分发生反应,又能与被测样品中各组分完全分别；(4) 内标标准曲线法内标标准曲线的绘制：先将欲测组分的纯物质配成不同浓度的标准溶液； 取固定量的标准溶液和内标物,混合后进样分析,测出ai 和 as,以 ai as 对标准溶液的浓度 或含量 作图；试样的测定： 取和制作标准曲线时所用量同样的试样和内标物,测出其峰面积之比,从内标标准曲线上查出被测组分的浓度 或含量 ；此法不必

19、测出校正因子, 为一种比较精确的定量方法,缺点为每次分析比较费时；六.原子吸取光谱法一 原子吸取光谱法概述精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点原子吸取光谱法又称原子吸取分光光度法,简称原子吸取法；原子吸取光谱分析为基于试样所产生的基态原子蒸气对光源发出的该元素的特点波长的光的吸取程度进行定量分析的一种方法；原子吸取光谱法的优点：挑选性好, 精确度高；由于分析不同元素时间源可选用不同元素灯,所以干扰少,挑选性好,精确度高,低含量分析中相对误差为1 3；灵敏度高；用火焰原子吸取光谱法可测到10-9g ml,用无火焰原子吸取光谱法可测到10-13g ml；测定范畴广； 可

20、测定 70 多种元素, 可作痕量组分分析和常量组分分析；操作简洁快速；缺点：每测定一种元素,必需更换该元素光源灯；二 基本原理1原子在各能级的分布理论和试验说明, 在不同温度下,达到热力学平稳时,可用玻耳兹曼方程表示；激发态原子数 nj 与基态原子数 n0 之比2 共振吸取线精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点原子的核外电子由基态跃迁到第一激发态所产生的吸取谱线叫共振吸取线；不同的元素的原子结构和外层电子排布不同,吸取的能量不同,共振吸取线各具特点,这种共振线为特点谱线,为元素全部谱线中最灵敏的谱线；原子吸取光谱分析就为利用处于基态的待测原子蒸气,对从光源辐射的共振

21、线的吸取来进行分析的；3 谱线轮廓和谱线宽度谱线轮廓为指谱线具有肯定频率范畴 宽度 和外形,而并非为一条几何线；吸取线轮廓常用吸取系数 k0 随频率 或波长 的变化曲线来描述,而原子吸取线的特点为用谱线中心频率 或波长 和吸取线的半宽度来表征；谱线轮廓受多种因素影响, 一类由原子本身的性质所打算,例如谱线的自然宽度 vn 和同位素效应；另一类由外界影响引起的,多普勒变宽即热度宽 d,劳伦兹变宽即压力变宽l,电场变宽,磁场变宽,自吸变宽等；但在通 常的原子吸取分析的试验条件下, 吸取线的轮廓主要受多普勒和劳伦兹变宽的影响；三 原子吸取分光光度分析法1 原子吸取分光光度法的定量基础原子吸取与分子吸

22、取一样听从原子吸取的测量有积分吸取法和峰值吸取法；峰值吸取测量法为采纳锐线光源所发射的与待测元素中心频率一样的且半宽度比吸取线小得多的谱线,通过测定吸取线中心频率的峰值吸取系数k0精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点来运算待测元素的原子数； 原子化器中基态原子对发射线的吸取就成为峰值的吸取；测量峰值吸取需要锐线光源, 只需要一般辨论率的分光仪器就能将共振线和邻近谱线分别；吸光度的表达式为上式说明：当吸取厚度肯定, 吸光度与试样中被测组分的浓度呈线性关系；此式为原子吸取分光光度法的定量分析依据；2 原子吸取分光光度计原子吸取分光光度计由光源. 原子化器.单色器和检测系

23、统四部分组成；(1) 光源：为锐线光源,它应发射待测元素的特点谱线,发射辐射波长的半宽度要明显小于吸取线的半宽度,辐射强度要大,稳固性高且背景信号小；常用的为空心阴极灯；(2) 原子化器：为原子分光光度计的关键部件；它将试样中的待测元素变成原子蒸气；原子化器主要有火焰原子化器和无焰原子化器；(3) 单色器：作用为将被测元素的吸取谱线与邻近谱线分别；衍射光栅为常用的分光元件；(4) 检测系统：作用为将单色器分出的光信号转换成电信号；常用的有光电倍增管；3 干扰及其排除原子吸取光谱分析的干扰主要有光谱干扰.物理干扰和化学干扰；(1) 光谱干扰：包括与光源有关的光谱线干扰和与原子化器的背景吸取；光谱线干扰为被测元素的分析线与样品中共存元素的吸取线相近而产生的干扰,使分析结果偏高；背景吸取包括分子吸取和光散射,其结果使吸光度增高；排除方法：转变仪器条件 如测定液长,减小狭缝宽度 或背景扣除等；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备精品学问点(2) 物理干扰：试样的物理性质如表面张力.黏度.实际密度.温度等 变化都影响吸取强度,导致测定误差；排除方法：