现代仪器分析复习资料

1、 现代仪器分析复习资料1、什么叫吸光光度法？ 吸光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起 来的分析方法。按物质吸收光的波长不同 ，吸光光度法可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法（又称红外光谱法）。2、 紫外与可见分光光度法的特点。 灵敏度较高，适用于微量组分的测定。其灵敏度一般能达到10-510-6mol·L-1的数量级。 选择性好。 通用性强，应用广泛。 仪器、操作简单，分析速度较快。 准确度较高。方法的相对误差约为2 5%。3、 朗伯比耳定律的数学表达式及物理意义。 A=lg(IO/I)=lg(1/T)=kcL 式中A，吸光度 b，液层厚度(光程长度) c，

2、溶液的浓度；k，比例常数。仅与入射光波长、溶液的性质及温度有关，而与浓度无关。 物理意义：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中吸光物质的浓度c及液层厚度L的乘积成正比。4、 试述摩尔吸光系数的物理意义，在光度分析中，摩尔吸光系数是否越大越好？ 摩尔吸光系数在数值上等于浓度为1mol·L-1、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 摩尔吸光系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。5、 偏离朗伯比耳定律的原因 （1）物理性因素：难以获得真正的纯单色光。 (2) 化学性因素：朗伯比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用。故：朗伯

3、比耳定律只适用于稀溶液6、 紫外可见分光光度计的基本组成光源、单色器、样品室、检测器、显示器7、 比色皿使用注意事项及如何清洗清洗：CH3 OHHCl = 2 1 水 蒸馏水 试液，绝对不能用洗液、毛刷、去污粉8、 分光光度测定中为什么需要使用参比溶液？利用参比溶液来调节仪器的零点， 消除比色皿壁及溶剂入射光的反射和 吸收带来的误差。即测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。9、 分光光度测定中如何控制最佳吸光度范围？ 吸光度A = 0.800.20 （1）控制溶液浓度 （2）选择不同厚度的比色皿10、 原子吸收分光光度法的概念原子吸收分光光度法(AAS) 又称原子吸收光谱法，是基于从光源发射

4、出待测元素的特征谱线，通过样品蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线强度减弱的程度，从而进行定量分析的一种现代 仪器分析方法。11、 原子吸收的特点（和紫外分光光度法比较） 灵敏度较高 、干扰较小12、 空心阴极灯的结构及作用结构： 作用：供给原子吸收所需要的足够尖锐的有一定强度且稳定的共振线。13、 原子化器的作用及类型作用：提供一定得能量，使待测元素原子化，得到所需得基态原子。 类型： 火焰原子化器和非火焰原子化器14、 火焰原子化器的特点优点：（1）装置简单 （2）应用广泛 （3）精密度高缺点：（1）在一般情况下只能分析溶液试样 （2）原子化效率较低雾化率10% 30% （

5、3）整个气流稀释倍数大，把雾滴高度稀释，抑制了灵敏度的提高15、石墨炉原子化器的特点 最大特点是灵敏度高，一般要比火焰原子化高23 个数量级，是测定金属元素灵敏度最高的常规分析方法 之一。 石墨炉原子化器设备复杂，价格昂贵。 测定的精密度较火焰原子化逊色（ 相对标准偏差510%），且易受共存元素干扰。16、 原子吸收中的干扰及其抑制物理干扰：试样的物理性质改变所引起的干扰干扰的消除：（1）标准溶液和待测试样的组成尽量一致，且用同样的溶 剂体系 （2）总酸度或总盐度0.5% （3）仪器条件一致（因素一致）光谱干扰：（1）谱线干扰：共振线附近存在非待测元素的谱线消除：减少狭缝，或选择次灵敏线 （2

6、）背景干扰：分子吸收和光散射产生 消除：扣除背景气相化学干扰：基态原子电离、激发、化合等产生的干扰消除：适当控制原子化温度或是加入比待测元素更易电离的物质凝聚相化学干扰：待测元素与共存组分或火焰成分发生化学反应消除：（1）加入释放剂（又称抑制剂）（2）加入保护剂 （3）加入基体改进剂17、 火焰原子吸收灵敏度的定义及公式 灵敏度（S）：在火焰原子吸收分光光度法中，能产生1%吸收（or 吸光度为0.0044）时，被测元素在水溶液中的浓度（g·mL-1） S =（C×0.0044）/A g·mL-1 / 1%18、 检出极限的定义及公式吸收信号为三倍噪音电平所对应待测

7、元素水溶液的浓度。即三倍标准偏差的读数时，某元素在水溶液中的浓度。D =(C×3）/A g·mL-1标准偏差（噪音电平） 的测定：用空白溶液，经至少十二次连续测定，所得A 值算出的。A为空白溶液的平均吸光度Ai为空白溶液单次测量的吸光度 19、 电化学分析法的定义 运用能斯特公式，通过测量一个可逆电池的电势以求物质含量的分析方法。20、 电化学分析法的特点及发展趋势方法上追求超高灵敏度和超高选择性的倾向导致由宏观向介观到微观 尺度迈进，出现了不少新型的电极体系。技术上随着表面科学，纳米技术和物理谱学的兴起，利用交叉学 科方法将声、光、电、磁等功能有 机地结合到电化学界面，从

8、而达到 实时、现场、和活体监测的目的以 及分子和原子水平。应用上侧重生命科学领域中有关问题研究，如生物、医学、药物、人 口与健康等，为解决生命现象中的某 些基本过程和分子识别作用显示出潜 在的应用价值，已引起生物学界的关注。进展：化学修饰电极（CMES ）与自组膜（SAMS ）电极 离子选择性电极（ISES ） 超微电极和纳米电极 色谱电化学法（LC-EC）和毛细管电泳电化学法（CE-EC）21、 能斯特方程式 22、 电位分析法的基本实验条件 要有一个电池：一个指示电极，一个参比电极，待测液是电解质溶液。 指示电极：电极电位是待测离子活度的函数 参比电极：电极电位不受待测离子活度的影响，保持

9、恒定23、 电位分析用的电极 （第1、2、4、5类） （1）、第一类电极一般指金属电极，金属及其含有此种金属的离子可以用做银离子活度的指示电极类似的还有HgHg 2+, Cu Cu 2+, Zn Zn 2+ 等电极（2） 、第二类电极阴离子电极：金属及其难溶盐 第二类电极也可金属生产比较稳定的络阴离子，如 当溶液中的阴离子浓度保持恒定时,电极电位维持恒定,可用作为参比电极, 如甘汞电极 （3）、第四类电极零类电极（均相氧化还原电极）：在一种惰性金属载体 上进行氧化还原反应。 四种电极共同的特点：其原理都是基 于电子交换。 （4）、第五类电极 膜电极不是基于电子交换而是基于离子交换和扩散 EM

10、膜电势 要求：（1） E a 符合Nernst 方程（直接电位法尤为重要） （2）响应快（有关离子浓度变化） （3）重现性好 （4）便于使用24、 离子选择性电极的定义 对某一离子具有选择性响应 的电极如：Na+、F-等。n 离子选择性电极是电化学的一种敏感器，是一种直接测量分析组分的新工 具。25、 离子选择性电极的特点 1）简便、快速、灵敏、不破坏试液。不要求样品纯度很高，如F-、CN-、ClO4-等，用其它方法分析比较繁复。n（2）响应被测离子的活度，而不是溶液总浓度。 （3）响应的是膜相和被侧溶液的 液相两者之间的相界电势的变化。 因此与电极本身的大小及几何形状及样品溶液的大小及几何形

11、状无关。 （4）与物理因素无关。如被测溶液的速度、颜色。 （5）便于自动化，因为响应的讯号是电势的变化值。26、 测定F-浓度时，在溶液中加入TISAB的作用 （1）控制溶液的离子强度不变 NaCl （2）控制pH HAc + NaOH （3）起掩蔽干扰离子作用 柠檬酸钠 27、 pH玻璃电极的构造、原理及特点 （1)构造： （2）原理：玻璃电极法测定水样的PH值是以饱和甘汞电极为参比电极，以玻璃电极为指示电极，与被测水样组成工作电池，再用PH计测量工作电动势，由PH计直接读取PH值。（3）特点 优点： 选择性高（对H+） 快速、简便 氧化剂、还原剂均无干扰 有色、浑浊、胶态溶液均可测定 缺点

12、：易损坏，一般范围19, 不能用于含F-溶液 28、 色谱法的分离原理当流动相中携带的混合物流经固定相 时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得 各组分被固定相保留的时间不同， 而 按一定次序由固定相中先后流出。 与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。29、 气相色谱法的特点 （1） 高选择性 （2）高分离效能 （3）高灵敏度 （4）快速 （5）应用范围广30、 气相色谱仪流程图31、 气相色谱进样的要求及进样方法 （1）进样前要用样品清洗注射器

13、 （2）取样过程慢抽、快推，防止气泡 （3）取样完后要用擦镜纸擦净样品 注意：不要流失 （4）以迅速稳当的动作插进仪器的加热区，快速进样、立即拔出。32、 色谱流出曲线及有关术语 1.色谱流出曲线 检测器信号- 纵坐标 时间-横坐标得到的曲线 =色谱图 2.色谱峰：色谱流出曲线突起部分峰形对称、拖尾、前延 3. .基线：无试样（单纯流动相），通过检测器 时检测到的信号即为基线。 4. .峰高h ：峰顶点- 基线垂直距离5. 保留值：（1）死时间（tM）：不与固定相作用的物质（不保留），从进样到柱后出现浓度极大 值时所需的时间。（2）保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。

14、（3）调整保留时间（tR ）：tR = tRtM 意义：等于样品在固定相中停留时间。 （4）死体积（VM）：VM = tM ×Fc 不被固定相溶解或吸附的气体，从进样开始到柱后出现浓度极大点时所通 过的载气的体积。（Fc 校正到柱温的柱出口流速） 意义=柱中未被固定相占据空间+进样器+检测器内空间（5） 保留体积（VR）：VR = tR×Fc 样品组分从进样开始到柱后出现浓度极大点时所通过的载气体积。（6）调整保留体积（VR）： V R= VR VM （7）相对保留值ri/s： 组分i与参比组分s调整保留值之比： ri/s = tR（i） / tR（s）= VR（i） /

15、V R（s） 相对保留值只与柱温和固定相性质有 关 ，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。（8）选择因子在相同的色谱条件下，第二个组分与前面相邻组分的调整保留值之比。选择因子大于1 是色谱分离的前提。= tR2 / t（8）选择因子：在相同的色谱条件下，第二个组分与前面相邻组分的调整保留值之比。 选择因子大于1 是色谱分离的前提。= tR2 / tR1 = VR2 / V R1= VR2 / VR16. 区域宽度：用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：（1）标准偏差() :即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。(2)半峰宽(Y1/2 )：色谱峰高一半处的宽度Y1/2

16、 =2.354 （3）峰底宽(Wb )：Wb =4 7. 用途：（1）峰位保留值，定性分析（2）峰高峰面积，定量分析（3）峰宽柱效评价 33、分辨率的定义及意义 进行GC分析需要解决两个极为重要的问题-操作条件和选择固定液 柱效率和溶剂效率是互相影响，互相制约的。我们所说的分辨率，实际上是两部分影响的综合表现。分辨率（分离度）定义式： R =0.8：两峰的分离程度可达89%；R =1.0：分离程度98%；基本分离；R =1.5：达99.7% 完全分离。34、 担体的作用和要求担体的作用和要求：（1）提供一个大的惰性固体表面，使固定液以液膜状态分布在其表面。（2） 化学惰性的多孔性固体颗粒，具有

17、较大的比表面积。35、 影响热导检测器灵敏度的因素桥路电流I ：检测器的响应值S I 3池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，检测器的灵敏度越高。载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，检测灵敏度越高。36、 氢焰检测器的特点（1） 质量型检测器（2）对有机化合物具有很高的灵敏度，比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级（3）破坏样品（4）无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应。（5）氢焰检测器结构简单、稳定性好、响应迅速。37、 色谱内标法是一种准确度很高的方法。它有何优点？内标法的准确性较高，进样量的对定量结果的几无影响。38、 高效液相色谱法与经典液相色谱法比较的优点高

18、速、高效、高灵敏度、高自动化39、高效液相色谱法与气相色谱法比较的优点（l）对于占有机物总数近80的那些高沸点、热稳定性差、摩尔质量大的物质，目前主要采用高效液相色谱法进行分离和分析。（2）液相色谱能完成难度较高的分离工作，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。液相色谱通常在室温下操作，较低的温度，一般有利于色谱分离条件 的选择。液相色谱中制备样品简单，回收样品也比较容易，而且回收是定量的，适合于大量制备。40、 高效液相色谱仪的结构41、 梯度洗脱的定义梯度洗脱就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按 一定程序连续改变它们之间的比 例，从而使

19、流动相的强度、极性、 pH值或离子强度相应地变化，达到 提高分离效果，缩短分析时间的目的。42、流动相脱气的目的 （1）使色谱泵的输液准确：a:输液均匀准确，并且脉动减小;b:保留时间及色谱峰面积的重现性提高。（2）提高检测的性能：a:防止气泡引起的尖峰;b:基线稳定，信噪比增加;c:溶剂的紫外吸收本底降低。(3)保护色谱柱：a:减少死体积;b:防止填料的氧化。43、 流动相脱气的方法 （1）加热：简单，如同抽真空一起使用，其效果很好。但容易造成流动相组成 的变化 （2）抽真空：同上，一般在溶剂抽滤的同时， 也有脱气的效果。（3）超声波：简单，但效果不理想。（4）通惰性气体（一般用氦气）：可保

20、持连续脱气，多用于低压梯度。（5）脱气机：可保持连续脱气，多用于低压梯度。44、 正相液液色谱法的定义亲水性固定液常采用疏水性流动相，即流动相的极性小于固定相的极性，称为正相液液色谱法，极性柱也称正相柱。 45、 反相液液色谱 若流动相的极性大于固定液的极性，则称为反相液液色谱，非极性柱也称为反相柱。组分在两种类型分离柱上的出峰顺序相反。计算题：1、 在测定甲苯和乙苯的相对质量校正因子时，以苯为标准，称取的各组分的纯物质重量以及在一定色谱条件下所得色谱图上各种组分色谱峰的峰面积分别如下：试计算甲苯和乙苯的相对质量校正因子。 解：f ，甲苯 = = =1.96 f ，乙苯 = = =4.092、

21、 采用氢火焰离子化检测器，分析乙苯和二甲笨异构体，测得以下数据，用归一化法计算各组分的含量。 解： =0.97×120 + 1.00×75 + 0.96×140+0.98×105= 428.7 m乙苯% = ×100 %= ×100%=27.15%3、在以20%角鲨烷涂于Chromosorbw上为填料时，测得正己烷、苯和正庚烷的调整保留时间分别为15、17和19分钟，计算苯的保留指数。 解： Ix = 100 Z + n = 100 =650 4、有一试样含有甲酸，丙酸及不少水，苯等杂质，称取试样1.055克，以环己酮为内标，称取0.

22、1907克环己酮加到试样中，混合均匀后，吸取此试液3ul进样，得到色谱图，从色谱图上测量出各组分峰面积。已知f值。求甲酸，丙酸的百分含量各为多少？解：m甲酸 = = =0.0813m甲酸% = ×100 %= 7.71%m丙酸 = = =0.0651m丙酸% = ×100% = 6.17%5、某合金钢含镍0.12%。今用丁二酮光度法测定镍含量时，将称得钢样溶解，显色，稀释至100.0毫升。在470 nm波长下，用1.00比色皿测定。如果希望此时仪器的测量误差最小，那么，应称取钢样多少克？（已知镍的原子量是58.69，摩尔吸光系数为1.13x104）解：当吸光度 A = 0.

23、434 时，测量误差最小。则 c = A /b = 0.434/ 1.3 ×104 × 1.0 = 3.34 ×10-5（mol · L-1 ） 100 mL显色液内镍的质量m为 m = cVM = 3.34×10-5 ×100 ×10-3 ×58.69 = 1.96 ×10-4（g）应称取试样的质量为 1.96 × 10-4 × 100 / ms = 0.12所以ms = 0.16 （g）6、称取纯度为96.5%的某吸光物质0.0600g 溶解后定容至500mL，从中吸取2.00mL

24、显色后定容至50mL，于最大吸收波长处用2cm吸收池测得透光率为36.2%，已知吸光物质的为1.50×104，试计算该吸光物质的摩尔质量。 解：A = - lg T = - lg 0.362 = 0.441 c1 = A /b = 0.441 / 1.50×104 ×2 = 1.47×10-5（mol·L-1） c = 1.47×10-5 ×50.0/2.00 = 3.68 ×10-4 （mol·L-1） M = 0.0600 ×0.965/ 3.68 ×10-4 ×500&

25、#215;10-3 =314.7（g·mol-1） 7、 有一化合物的分子量是250, 摩尔吸光系数为2.5´105,今欲准确配制1升该化合物的溶液，使其在稀释200倍后，放在1.0cm厚的比色皿中测得的吸光度为0.6，求应称取该化合物多少克？解：根据 A = bc 得 c = A/b = 0.6/2.5×105×1.0 = 2.4×10-6 W = 200cMV = 200×2.4×10-6×250×1.0 = 0.12（g）8、某溶液每升中含0.0078克溶质，此溶质的相对分子质量为126，将此溶液放在1cm的比色皿中，在一定波长下测得其吸光度为0.415，计算该溶质的摩尔吸光系数。解：c = 0.0078/126 = 6.19×10-5（mol·L-1） A = bc 得 = A/bc = 0.4