仪器分析期末复习简答题

绪论经典分析方法与仪器分析方法有何不同？量。如：重量（沉淀）分析、容量（滴定）分析等；仪器分析：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、含量及化学结构的一类分析方法，又称为物理或物理化学分析法仪器的主要性能指标的定义1）、精密度（precision/Reproducibility）：数次平行测定结果的相互一致性的程度一般用相对标准偏差表示（RSD%），精密度表征测定过程中随机误差的大小2）、灵敏度（sensitivity）：仪器在稳定条件下对被测量物微小变化的相应，也即仪器的输出量与输入量之比、检出限（检出下限，limitofdetection, LOD）：在适当置信概率下被检测组分的最小量或最低浓度①最低检出浓度满足最低检测限要求时进样供试品溶液的浓度，常见单位：微克/毫升，纳克/毫升，克/毫升【浓度单位】；②最低检出量：最低检出=最低检出浓度X进样量，常见单位：微克，纳克【量单位】；③最低检出限：检出限DL是一种比值，用%或ppm表示，等于最低检出浓度与样品溶液浓（通常是一个固定的限度值的比值因此只有在满足最低检出浓度和最低检出量的同时才能够做出检出限、线性范围（linearrange）仪器的检测信号与被测物质浓度或质量成线性关系的范围；即在一定的置信度时，拟合优度检验不存在失拟的情况下，回归直线所跨越的最大的线性区间5）、选择性标准加入法的特点和用于定量分析时的注意事项带来的影响。出信号与待测组分浓度符合线性关系简述三种定量分析方法的特点和应用范围①工作曲线法：标准曲线法、外标法。特点：准确、直观，可消除一部分偶然误差，需对照空白。适用于大多数定量分析。品的总响应后，进行定量分析。增量法。特点：可消除机体效应带来的影响。适用于待测组分浓度不为0，输出信号与待测组分浓度符合线性关系的情况。③内标法:特点：可消除样品处理过程的误差。干扰待测组分又不被其他杂志干扰。光谱分析法引论吸收光谱和发射光谱的电子能动级跃迁的关系级间跃迁所需的能量满足△E=hv的关系时，将产生吸收光谱。M+hvM*M*态过渡到低能态或基态时产生发射光谱。M*M+hv线光谱和带光谱分子中电子能级带光谱、、、原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱（AES）、（AAS）、（AFS）、（XFS）等。原子吸收光谱法AAS光源：发射被测元素的共振辐射原子化器：提供能量，使试样干燥、蒸发并原子化单色器：将被测元素的共振吸收线与邻近谱线分开检测器，信号处理与显示记录火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？,温度高、稳定、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。②贫燃火焰：指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素,如碱金属。背景高。原子谱带变宽的影响因素。⑴自然变宽：无外界因素影响时谱线具有的宽度⑵多普勒（Doppler）宽度ΔυD（主要影响因素）：由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。⑶.压力变宽ΔυL（碰撞变宽）：由吸收原子与外界气体分子之间的相互作引起。外界压力愈大，浓度越高，谱线愈宽。 同种粒子碰撞称赫尔兹马克（Holtzmank）变宽,异种粒子碰撞称罗论兹（Lorentz）变宽。一般情况下，ΔυL10-3nm现象。⑸场致变宽(fieldbroadening)Stark变宽(电场)Zeeman变宽(磁场)原子吸收光谱法的优点p130①灵敏度高，检出限低；②准确度高；③选择性好；③操作简便，分析速度；④学预处理原子吸收光谱法的干扰及其消除p140一、 物理干扰：指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于其物理特性的化而引起吸光度下降的效应。消除方法：①稀释试样；②配制与被测试样组成相近的标准溶液；③采用标准化加入法。2、化学干扰：指被测元原子与共存组分发生化学反应生成稳定的化合物，影响被测元素原子化。消除方法：①选择合适的原子化方法；②加入释放剂③加入保护剂；④加基体改进剂⑤分离法。3、电离干扰：指在高温下原子会电离使基态原子数减少,吸收下降。消除的方法：加入过量消电离剂。4、光谱干扰：指吸收线重叠。消除办法：①非共振线干扰，减小狭缝宽度或另选谱线；②谱线重叠干扰，选其它分析线。5、背景吸收干扰：也是光谱干扰，主要指分子吸与光散射造成光谱背景。消除办法：①连续光源校正背景；②Zeaman效应校正背景什么是锐线光源？为什么要用锐线光源？(i)的矩形，即峰值吸收系数Kν在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样，求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。电化学分析法指示电极：在电化学池中用于反映离子浓度或变化的电极。参比电极：在温度、压力恒定的条件下，其电极电位不受试液组成变化的影响、具有基本恒定电位数值的，提供测量电位参考的电极指示电极：在电化学池中用于反映离子浓度或变化的电极。参比电极：在温度、压力恒定的条件下，其电极电位不受试液组成变化的影响、具有基本恒定电位数值的，提供测量电位参考的电极金属基电极的共同特点是什么？电极上有电子交换反应，即电极上有氧化还原反应的存在薄膜电极的电位（膜电位）是如何形成的？用某些敏感膜分隔内参比溶液及待测溶液，由于敏感膜与溶液离子的选择性交换，使膜表面出现界面电位。气敏电极在构造上与一般离子选择电极不同之处是什么？气体通过渗透膜，影响内充溶液的化学平衡，造成某一离子浓度产生变化，气敏电极实际上已经构成了一个电池，这点是它同一般电极的不同之处。点？分为直接电位法和电位滴定法；Nernst公式求出被测离子活度。析法。何为TISAB?它有哪些作用？TISAB是总离子强度调节剂，维持试样与标准试液有恒定的离子活度；使试液在pHH+OH-氟的过程？采用氟离子选择电极法测定氟含量,具有简便,快速,灵敏,选择性好等优点,最低检出浓度为0.05mg/L,适用浓度范围宽,在测定牙膏含氟量中取得良好效果.步骤：总响应后，进行定量分析。步骤：紫外可见光谱法如何提高摩尔吸光系数值通过改变溶剂，PH值，温度，波长，分子结构尔吸光系数有何意义？在实际应用中，摩尔吸光系数ε可作为定性鉴定的参数，也可用以估量定量方法的zhi灵敏度。摩尔吸光系数的大小与待测物、溶剂的性质及光的波长有关。ε值也是选择显色反应的重要依据。待测物不同，则摩尔吸光系数也不同，所以，摩尔吸光系数可作为物质的特征常数剂不同时，同一物质的摩尔吸光系。溶数也不同，因此，在说明摩尔吸光系数时，应注明溶剂。光的波长不同，其吸光系数也不同。单色光的纯度越高，摩尔吸光系数越大。分子光谱如何产生？与原子光谱的主要区别它的产生可以看做是分子对紫外-可见光光子选择性俘获的过程，本质上是分子内电子跃迁的结果。区别：分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，表现形式为带光谱；原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。几种类型？有机化合物的紫外-可见光谱决定于分子的结构和分子轨道上电子的性质。有机化合物分子的特征吸收波长（λmax）决定于分子的激发态与基态之间的能量差跃迁类型与吸收带σ→σ*发生在远紫外区，小于200nmn→σ*200nm200nm区域π→π*200nm化合物分子n→π* 化合物中。在分光光度法中，为什么尽可能选择最大吸收波长为测量波长？因为在实际用于测量的是一小段波长范围的复合光，由于吸光物质对不同波长的光的吸收能力不同，就导致了对Beer定律的负偏离。吸光系数变化越大，偏离就越明显。而最大吸收波长处较平稳，吸光系数变化不大，造成的偏离比较少，所以一般尽可能选择最大吸收波长为测量波长。分光光度法中，引起对LambertBeer定律偏移的主要因素有哪些？如何让克服这些因素的影响偏离Lambert-BeerLaw的因素主要与样品和仪器有关。样品：(1)浓度(2)溶剂(3)光散射的影响；克服：稀释溶液，当c<0.01mol/L时,Lambert-Beer定律才能成立仪器：（1）单色光（2）谱带宽度；克服：Lambert-BeerLaw只适用于单色光，尽可能选择最大吸收波长为测量波长影响紫外—可见光谱的因素p26和π*波方向移动，吸收强度增大。并常伴随有增色或减色效应。③溶剂的影响：主要是由溶剂极性不同所引起的溶剂效应。溶剂极性越强，由π→π*n→π*移。pHpH紫外可见分光光度法干扰及消除方法p37干扰:①干扰物质本身有颜色或与显色剂形成有色化合物，在测定条件下也有吸收无法进行③与待测离子或显色剂形成更稳定的配合物，使显色反应不能进行完全消除方法：①控制酸度；②选择适当的掩蔽剂；③利用生成惰性配合物；④选择适当的测量波长；⑤分离分子发光分析法简述分子荧光发射光谱的特征及荧光和分子结构的关系。将激发光波长固定在最大激发光波长处，然后扫描发射波长，测定不同发射波长的荧光强度，即得到荧光发射光谱。具有哪些分子结构的物质有较高的荧光效率具有π* π跃迁的共轭化合物分子产生荧光必须具备的条件p91①分子必须具有与所照射的辐射频率相适应的结构，才能吸收激发光；②分子吸收了与其本身特征频率相同的能量之后，必须具有一定的荧光量子产率为什么分子荧光分析法的灵敏度比分子吸光法的要高？2~40.1~0.001ug/mL之间影响荧光强度的因素和荧光猝灭的主要类型p93影响荧光强度的因素：①溶剂：溶剂极性的影响；②温度——低温下测定，提Raman光的干扰移反应的猝灭⑤荧光物质的自猝灭荧光分析法的特点p97①灵敏度高（提高激发光强度，可提高荧光强度），达ng/ml；②选择性强（比较容易排除其它物质的干扰）；③试样量少，方法简便；④提供比较多的物理参数荧光定量分析的理论依据及分析方法；I=Φf f aIf=K（εlc≤0.05）4.定量分析方法标准曲线法∙定量分析依据：I=Kc∙f以荧光强度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标绘制标准曲线。FFXc cX4.定量分析方法标准对比法如果试样数量不多，可用比较法进行测量。相近，并在相同条件下测定它们的荧光强度。–Fs Fs–0Fx–Fx

=kcs=kc

（1）（2）0 xc =c

∙（Fx–

）/（Fs–Fs）x s 0 0荧光分析法与UV-VIS的比较相同点：都是分子光谱，都需要吸收紫外-可见光，产生电子能级跃迁。-可见光照射后发射出的荧光的强度是发射光谱;②UV-Vis法检测的是物质对紫外-可见光的吸收程度(A)，是吸收光谱;③荧光法定量测定的灵敏度比UV-Vis法高了解什么是拉曼散射光，瑞利散射光，如何避免其影响;拉曼散射光：在光子运动方向发生改变的同时，光子将部分能量转给物质分子，用适当激发光波长的方法予以消除。用适当激发光波长的方法予以消除。瑞利散射光Scattering交换，仅光子运动方向发生改变。

lg

子和物质分子碰撞时，未发生能量的荧光量子产率。有哪些结构的物质荧光量子效率较高。红外吸收光谱法解释名词：基团频率区指纹区相关峰基团频率区：在4000～1300cm-1范围内的吸收峰，有一共同特点：既每一吸收峰都和一定的官能团相对应，因此称为基团频率区1300～400cm-1生若干个吸收峰。这些相互依存和可以相互佐证的吸收峰称为相关峰。简述红外吸收光谱定性和结构分析的依据。现与否，既可判断有机化合物的结构特征。何谓特征吸收峰？影响吸收峰强度的主要因素是什么？在4000～1300cm-1范围内的吸收峰，有一共同特点：既每一吸收峰都和一定的官能团相对应。此范围称基团频率区，此范围内的峰称为基团的特征吸收峰影响因素：与分子结构的对称性与极性有关；与分子的偶极矩有关红外谱图解析的三要素是什么？位置、强度、峰形。简述红外谱图解析的步骤、要素、顺序检查光谱图是否符合要求。基线的透过率在90%左右；最大的吸收峰不应成平头峰。排除可能出现的“假谱带”。H2O3400、1640650cm-1收。CO22360667cm-1收集试样的有关数据和资料。（4）确定未知物的不饱和度。 链状饱和脂肪族化合物不饱和度为0；一个双键或一个环状结构的不饱和度为1；4。（5）谱图解析能含有的基团。峰确认一个基团的存在。③综合其他分析数据进一步确认，与标准谱图核对。如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃？红外光谱法的特点及局限性p54优点:①分析特性好；②分析速度快；③重现性好，用量少局限性;①有些物质不产生红外吸收，不用红外鉴定②有些指纹峰不能指认，定性分析灵敏度、准确度低影响吸收峰强度的主要因素是什么？振动能级的跃迁几率；（极矩的变化越小，谱带强度也就越弱）何谓基团频率？收频率，其频率为基团频率。O-H3200~3650cm-1烃基C-H：3000cm–1，饱和碳的碳氢伸缩振动。3000cm-1，不饱和碳的碳氢伸缩振动（双键、三键及苯环）。羰基（C=O）：1650～1900cm–1产生红外吸收的条件p54分子吸收的辐射能与其能级跃迁所需能量相等；分子发生偶极距的变化（耦合作用）。只有发生偶极矩变化的振动才能产生可观测的红外吸收光谱，称红外活性。红外光谱法对试样的要求p70①单一组分纯物质，纯度>98%；②样品中不含水，水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱图；③要选择合适的浓度和测试厚度，使大多数吸收峰透射比处于10%～80%。IRUV-VIS的异同点相同点：都是分子吸收光谱不同点：UV-Vis是基于价电子能级跃迁而产生的电子光谱;主要用于具有共轭体系的化合物的研究IR则是分子振动能级跃迁而产生的振动光谱;主要用于振动中伴随有偶极矩变化的有机化合物的研究核磁共振波谱法影响化学位移的各种因素p200云密度降低，屏蔽作用减弱，NMR吸收峰在低场、化学位移增大②共轭效应：使氢核周围电子云密度增加，则磁屏蔽增加，共振吸收移向高场；反之，共振吸收移向低场πHH振信号移向较高的磁场区，其δ=2～3④氢键效应：当分子形成氢键时，氢键中的质子的信号明显地移向低磁场，使化学位移δ变大简述核磁共振产生的条件hvEv=(1/2)γH0。质谱分析法简述质谱一章的主要内容。离子源的作用是什么？试述电子电离源（EI）和化学电离源(CIp404离子源的作用是将进样系统引进的气态样品分子转化为离子。EI原理：使用高能电子束从试样分子中撞出一个电子而产生正离子特点：①电离效率高,灵敏度高；②离子碎片多,有丰富的结构信息；③有标准质谱图库；④但常常没分子离子峰；⑤只适用于易气化、热稳定的化合物。CI-H+试样变成带+1电荷的离子，即[M+H]+[M-H]+离子特点：①准分子离子峰强,可获得分子量信息；②谱图简单；③但不能进行谱库检索，只适用于易气化、热稳定的化合物简述质谱常用的离子源有哪些，各有何特点？说出质谱仪常用的5个电离源和真空系统的作用电离源：EI生正离子特点：①电离效率高,灵敏度高；②离子碎片多,有丰富的结构信息；③有标准质谱图库；④但常常没分子离子峰；⑤只适用于易气化、热稳定的化合物。化学电离源CI原理：通过离子-分子反应，转移一个质子给试样或由试样移去一个H+或电子，试样变成带+1电荷的离子，即[M+H]+和[M-H]+离子特点：①准分子离子峰强,可获得分子量信息；②谱图简单；③但不能进行谱库检索，只适用于易气化、热稳定的化合物大气压化学电离APCI：在气体辅助下，溶剂和样品流过进样器，在进样器内有使样品离子化。特点：1.产生准分子离子峰（M+H+）2.适用于热稳定极性较小的化合物分析3.应用：与液相色谱仪联用电喷雾电离源ESI产生准分子离子峰3.应用：与液相色谱仪联用。基质辅助激光解吸电离源特点：软电离，可得到分子量信息，适用于蛋白质等大分子的分析,近年在小分子分析应用有较快的发展。真空系统的作用保证质谱仪离子产生及经过的系统处于高真空的状态。质谱分析法的概念对离子进行分离和检测,并作定性或定量分析的方法。为何质谱仪需要高真空?大量氧会烧坏离子源的灯丝；用作加速离子的几千伏高压会引起放电；引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化;影响灵敏度。点。①双聚焦质量分析器：分辩率高；体积大；价格昂贵②四极杆质分析器：重现性好，线性范围宽，适用于定量分析；体积小，价格较低；分辨率低，质量范围小③飞行时间质量分析器：质量范围宽，有高、低分辨率两种结构；重现性差，主要用于定性分析；适用于蛋白质等大分子的分析④串级质谱法:有极高的灵敏度和特异性质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（划出质谱仪的方框示意图）四极杆质量分析器如何实现质谱图的全扫描分析和选择离子分析?当ｕ／ｖ维持一定值时，某一个ｕ或ｖ值对应只有一个离子能通过四极杆；连续改变ｕ或ｖ值，可得到一张全扫描图，可用于定性；固定一个或多个ｕ值，可得到高灵敏度的分析结果，可用于定量。色谱法引论衡量色谱柱柱效能的指标是理论塔板数，衡量色谱柱选择性的指标是选择因子（相对保留值）色谱法常用的定量分析方法有哪些？各方法的特点及适用条件从色谱流出曲线上可以得到哪些信息p304⑴根据色谱峰的个数可以判断样品中所含组分的最少个数⑵根据色谱峰的保留值可以进行定性分析⑶根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析⑷色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据⑸色谱峰两峰间的距离是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据什么是色谱法？色谱法作为分析法具有什么特点？适合于复杂混合物的一种分离分析技术。特点：分离效率高、灵敏度高、分析速度快、应用范围广什么是气相色谱法和液相色谱法？气体为流动相的色谱称为气相色谱；液体为流动相的色谱称为液相色谱衡量色谱柱柱效指标是什么？衡量色谱柱选择性指标是什么？理论塔板数和理论塔板高度是衡量柱效的指标。理论塔板数n越大、理论塔板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。值很近，峰很窄，这是为什么？应该如何改善？色谱柱的总分离效能指标是分离度R<198%；R=1.599.7%R=1.5色谱法作为分析法最大的特点是什么？pg.g-1(10-12)级甚至更低的量。分析速度快，应用范围广，分离和测定一次完成；可以和多种波谱分析仪器联用.（7）易于自动化,可在工业流程中使用.按固定相外形不同色谱法是如何分类的？固定相呈平板状的色谱法称为平面色谱法：薄层色谱法 纸色谱法保留时间、死时间及调整保留时间的关系是怎样的？调整保留时间（tr’）=保留时间（t）-死时间（tr）0分配系数在色谱分析中的意义是什么？K值大的组分,相中的时间长，后流出柱子;反之，则先流出柱子。分配系数是色谱分离的依据;什么是选择因子？它表征的意义是什么？1。意义：表示两组分在给定柱子上的选择性，值越大说明柱子选择性越好。什么是分配比（即容量因子）？它表征的意义是什么？分配比（即容量因子）是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。意义：是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。同一色谱柱对不同物质的柱效能是否一样还应指出是对什么物质而言。塔板理论对色谱理论的主要贡献是怎样的？用热力学观点形象的描述了组分在色谱柱中的分配平衡和分离过程；导出了流出曲线的数学模型，并成功解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置；提出了计算和评价柱效的参数。什么是分配比（即容量因子）？它表征的意义是什么？分配比（即容量因子）是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。意义：是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数增加而增加，随理论塔板高度的增大而减小。速率理论的简式,影响板高的是哪些因素?流动相的线速（u）、涡流扩散系数（A）、分子扩散系数（B）、传质阻力项系数（C）非极性、中极性、强极性三种色谱。气相色谱法气相色谱仪的五大系统分别是什么？气相色谱法适合分析什么类型的样品?500400气相色谱法各检测器适于分析的样品?热导检测器：几乎所有物质都有响应，通用性好氢火焰检测器：大多数含碳有机化合物电子捕获检测器：具有电负性物质，如：含卤素、硫、磷、氰等物质氮磷检测器：一般用于检测样品中的农药，如：氮、磷等火焰光度检测器：含磷、硫的有机物哪类固定液在气相色谱法中最为常用?硅氧烷类最为常用，使用温度范围宽(50～350℃)，硅氧烷类经不同的基团修饰可得到不同极性的固定相。气相色谱法对固定液的要求p321解能力；④在操作条件下有较低的蒸汽压，以免流失太快气相色谱法对固定液的选择p325④极性物质：择极性固定液；⑤非极性物质：择非极性固定液；①非极性和极性混合物试样：选择极性固定液；②复杂混合物：使用两种或以上固定液；③完全分离的前提下，