分析化学----仪器分析(重点)PDF

《仪器分析》重点整理-1-一、名词解释1、化学分析：以化学反应为基础的分析方法。2、仪器分析：以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。3、标准曲线：被测物质的浓度（或含量）与仪器响应信号的关系曲线。4、线性范围：标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围。5、灵敏度：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度。6、检出限：某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。7、统计权重：g=2J+1 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示支能级的简并度，叫做统计权重。8、禁戒跃迁：不符合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁。9、光谱支项：把J值不同的光谱项称为光谱支项。10、共振线：在所有原子谱线中，凡是由各个激发态回到基态所发射的谱线。11、灵敏线：灵敏线是指有一定强度,能标记某元素存在的特征谱线。12、最后线：最后线是指当样品中某元素的含量逐渐《仪器分析》重点整理-2-减少时，最后仍能观察到的几条谱线。13、分析线：对每一元素，可选择一条或几条(2~3条)灵敏线或最后线来进行定性分析、定量分析，这种谱线称为分析线。14、热变宽：由原子在空间做相对热运动引起的谱线变宽。15、压力变宽：由于同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子(分子、原子、离子和电子等)间的相互碰撞而产生的谱线变宽。16、光谱通带：单色器出射光束波长区间的宽度。17、特征浓度：能产生1%吸收(即吸光度值为0.0044)信号时所对应的被测元素的浓度。18、特征质量：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量。19、共振原子荧光：气态基态原子吸收的辐射与发射的荧光波长相同时，产生共振荧光。20、非共振原子荧光：气态基态原子吸收的辐射与发射的荧光波长不相同时，产生非共振荧光。21、振动弛豫：在同一电子能级中，激发态分子以热的形式将多余的能量传递给周围的分子，以-1210s极快速度，降至同一电子态的最低振动能级上，这一过程称为振动弛豫。《仪器分析》重点整理-3-22、内转化：当两个电子能级非常靠近以至其振动能级有重叠时，常发生电子由高能级以无辐射跃迁方式转移至低能级。23、荧光发射：处于第一激发单重态最低振动能级中的电子以辐射跃迁的方式返回基态的各个振动能级所发射出的光辐射称之为荧光，此过程称之为荧光发射。24、系间窜跃：激发单重态与激发三重态之间的无辐射跃迁。当不同多重态的两个电子能层有较大重叠时，处于这两个能层上的受激电子的自旋方向发生变化，产生无辐射跃迁，该过程称为系间窜跃。25、磷光发射：处于第一激发三重态最低振动能级中的电子以辐射跃迁的方式返回基态的各个振动能级所发射出的光辐射称之为磷光，此过程称之为磷光发射。26、猝灭：激发分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用，发生能量转移，使荧光或磷光强度减弱甚至消失。这一现象称为猝灭，又称为外转换。27、延迟荧光：处于激发三重态的某些分子还可以通过热激发又一次系间窜跃回到激发单重态，再通过发射荧光回到基态，这个过程需要时间较长，这种荧光称为延迟荧光。28、荧光激发光谱：固定测量波长为荧光最大发射波长，然后改变激发波长，根据所测得的荧光强度与激《仪器分析》重点整理-4-发光波长的关系，即可绘制激发光谱曲线。29、荧光发射光谱：固定激发光波长为其最大激发波长，然后测定不同的波长时所发射的荧光强度，即可绘制荧光光谱曲线。30、内部重原子效应：当分子中引入重原子取代基，使磷光增强，这种作用称为内部重原子效应。31、外部重原子效应：含重原子的溶剂(如碘乙烷、溴乙烷)，增大了系间窜跃(S1T1)跃迁的几率，使磷光增强，这种作用称为外部重原子效应。32、生色团：在紫外可见区能产生吸收，含有不饱和键的基团称为生色团。33、助色团：一些基团，它们本身并不产生吸收峰，但是它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度，这些基团称为助色团。34、试剂空白：当显色剂或其他试剂在测定波长处有吸收时，采用试剂做参比（不加待测物），称为试剂空白。35、液接电位：当两种不同组分的溶液或两种组分相同，但浓度不同的溶液相接触时，离子因扩散而通过相界面的速度不同，相界面有微小的电位差产生，称为液体接界电位，简称液接电位。《仪器分析》重点整理-5-36、浓差极化：由于电极表面离子的浓度与溶液本体浓度不同而使电极电位偏离平衡电位的现象称为浓差极化。37、电化学极化：因电化学反应本身的迟缓而造成电极电位偏离可逆平衡电位的现象称为电化学极化。38、指示电极：电极的电位随着溶液中待测离子的活度变化而变化，称为指示电极。39、参比电极：在恒温恒压条件下，电极电位不随溶液中被测离子活度的变化而变化，具有基本恒定电位值的电极称为参比电极。40、钠差（碱差）：用pH玻璃电极测定pH大于10或钠离子浓度较高时，pH的测定值低于实际数值，产生负误差，称为碱差或钠差。41、酸差：用pH玻璃电极测定pH小于1的强酸溶液时，pH的测定值高于实际值，产生正误差，称为酸差。42、离子选择性电极相应的线性范围：校准曲线的直线部分所对应的离子活度范围称为离子选择性电极响应的线性范围。43、检出限：指ISE能够检测被测离子的最低浓度。44、程序升温：在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化。《仪器分析》重点整理-6-45、归一化法：所有的被测组分都出峰，把含量按百分计称为归一化法。46、等度洗脱：洗脱过程中，洗脱剂的强度保持不变。47、梯度洗脱：随着时间的改变，冲洗强度发生变化。48、正相分配色谱：固定项为极性，流动相为非极性的液液分配色谱。49、反相分配色谱：固定项为非极性，流动相为极性的液液分配色谱。50、化学键合相：通过共价键将有机固定液结合到硅胶载体表面，得到各种性能的固定相。二、问答题1、选择内标元素及分析线对得原则是什么？答：无干扰、无自吸、背景干扰小；内标元素含量恒定；分析线对的激发电位、电离电位应该接近；分析线对得波长和强度尽量接近。2、原子吸收光谱分析法中，背景干扰是怎样产生的？如何抑制和校正光谱背景？简述连续光源背景校正技术的原理。答：原子吸收光谱分析中的背景干扰主要是指原子化过程中产生的分子吸收和固体微粒产生的光散射。在实际工作中，多采用改变火焰类型、燃助比和调节火《仪器分析》重点整理-7-焰观测高度来抑制分子吸收干扰。校正方法有：邻近线校正背景法、氘灯背景校正法、塞曼效应背景校正法。原理：切光器使入射强度相等的锐线辐射和连续辐射交替地通过原子化吸收区。氘灯测出的主要是背景吸收信号，空心阴极灯测的是原子吸收和背景信号，二者相减得原子吸收值。3、列出原子吸收光谱法中实现峰值吸收所要具备的条件。答：（1）发射线必须比吸收线要窄得多；（2）二者中心频率相同。4、简述影响物质荧光发射的主要因素。答：（1）共轭效应：凡是增加体系的共轭度，都会增大荧光的强度，并使荧光光谱红移。（2）刚性平面结构：多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光。（3）取代基效应：芳香族化合物苯环上的不同取代基对该化合物的荧光强度和荧光光谱有很大的影响。a）给电子基团使荧光增强；b）吸电子基团会减弱甚至会猝灭荧光。（4）温度的影响：温度上升使荧光强度下降。（5）溶剂的影响溶液；pH的影响等。5、如何区别荧光和磷光？其依据是什么？《仪器分析》重点整理-8-答：激光停止后，荧光立即消失，磷光可持续一段时间。6、有机化合物分子中的电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外—可见吸收光谱中反映出来？答：→*、n→*、→*、n→*，其中→*、n→*能在紫外—可见吸收光谱中反映出来。7、作为苯环的取代基，3NH—不具有助色作用，2NH—却有助色作用；OH—的助色作用明显小于-O—，试给予解释。答：助色团至少要有一对非键n电子，这样才能与苯环上的电子相作用，产生助色作用。2NH—含有一对非键n电子，具有助色作用，而3NH—非键n电子消失了，无助色作用。-O—中的氧原子比OH—多了一对非键n电子，其助色效果也就更显著。8、4—甲基戊烯酮有两种异构体：实验发现一种异构体在235nm处有一强吸收峰（κ=1000L·-1mol·-1cm），另一种异构体在220nm以后没有强吸收。试判断具有前一种紫外吸收特征的是哪种异构体。《仪器分析》重点整理-9-答：前者的共轭体系使吸收峰发生红移，且摩尔吸收系数也发生很大变化，故此异构体为前者。第二种结构无共轭，单一的n→*、→*在200nm左右，所以在220nm后无强吸收。9、产生红外吸收的条件是什么？是否所有的分子振动都能产生红外吸收光谱？为什么？答：不是。（1）辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等；（2）只有发生偶极矩变化的振动才能吸收红外辐射。10、和是同分异构体，试分析二者红外光谱的差异。答：后者分子中存在羰基，在1745-1cm会有一强吸收带，而前者无此特征峰；前者分子中存在羟基伸缩振动，在3650—3200-1cm范围内；碳氢伸缩振动，在3010-3040-1cm；碳碳双键伸缩振动在1161-1cm出现；碳氧伸缩振动在1300-1000-1cm出现，而后者无此特征峰。11、在用电位法测定溶液PH时，为什么必须使用标准缓冲溶液？答：（1）通过对消的方法，消除常数K；（2）起到定位的作用。12、试述速率理论方程式中A、B/u、Cu的意义。《仪器分析》重点整理-10-答：A：涡流扩散项；B/u：分子扩散项；Cu：传质阻力项。13、试述热导检测器、氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器的工作原理。答：TCD原理：1)被测组分的蒸气与载气具有不同的热导系数；2)热丝阻值随温度变化而改变；3)利用惠斯顿电桥测量。FID原理：1)氢在氧中燃烧生成的火焰为有机分子的燃烧和电离提供了能源；2)有机物分子在氢火焰中进行化学电离；3)化学电离产生的离子在置于火焰附近的静电场中定向移动而形成离子流。ECD原理：1)检测器内有能放出β射线的放射源(63Ni)；2)载气分子能被β射线电离，在电极间形成一定的基流；3)样品分子有能捕获电子的官能团。FPD原理：1)检测器中有富氢火焰，为含硫、磷的化合物提供燃烧和激发的条件；2)样品在富氢火焰中燃烧时，含硫、含磷化合物能发射出特征光；3)特征光通过滤光片后，由光电倍增管把光强度信号转换成电信号。14、若用氧化铝HPLC柱进行色谱分离，流动相为苯-丙酮，进行梯度洗脱时应当增大还是减小苯的比例？为什么？《仪器分析》重点整理-11-答：减小。因为流动相的极性小于固定相极性，属于正相分配色谱，梯度洗脱时极性由小增大，逐渐出峰苯为非极性溶剂，逐渐减小苯的比例可使溶剂极性增大。三、其他重点1、原子能级用光谱项描述：Ln12S；光谱支项：J12SLn2、在发射光谱中，谱线的辐射是从弧焰中心轴辐射出来的，中心部位温度高，边缘处的温度较低，元素的原子或离子从光源中心部位辐射被光源边缘基态或较低能态同类原子吸收，使发射谱线减弱——谱线自吸。3、在分析较低浓度样品时，有时可用两点法绘制标准曲线（仅ICP）。4、找不到合适的基体来配制标准试样时，一般采用标准加入法。5、最大吸收对应的频率叫中心频率0，中心频率对应的吸收系数叫峰值吸收系数0K，峰值吸收系数一半/2K0处的宽度叫半宽度用()表示，简称吸收线宽度。6、原子化系统的作用是将试样蒸发并使待测元素转化为基态原子蒸气。7、石墨炉原子化气升温程序：干燥、灰化、原子化、除残。《仪器分析》重点整理-12-8、原子吸收光谱法的主要干扰有物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰。9、消除电离干扰的方法是加入过量的消电离剂。10、原子吸收光谱分析中多用3HNO和HCl配制溶液。11、原子吸收光谱吸光度：0.15—0.60。12、荧光猝灭的主要类型：碰撞猝灭、静态猝灭、荧光物质的自猝灭。13、当溶剂的极性增大时，由n→*跃迁产生的吸收带发生蓝移，而由→*跃迁产生的吸收带发生红移。14、紫外—可见分光光度计光源：1）可见光区：钨及碘钨灯；2）紫外区：氢灯和氘灯。15、紫外—可见分光光度计吸收池：1）石英：紫外区和可见光区；2）玻璃：可见光区。16、紫外—可见分光光度计误差：1）非单色光会引起对朗伯—比尔定律的负偏离；2）溶液浓度过高引起的偏离（绝大多数为负偏离）。17、紫外—可见吸光度：0.15—1.0。18、倍频峰和组频峰统称泛频峰。19、羰基与苯环形成共轭体系，羰基的双键特性减小，吸收峰频率移到1680-1cm。20、红外吸收池：KBr的晶体制作。21、pH测定前，pH玻璃电极充分浸泡为了使不对称电位降《仪器分析》重点整理-13-至最低并趋于稳定，同时也使玻璃膜表面充分水化，有利于对H的响应。22、-F选择性电极：敏感膜为3LaF单晶的切片。23、-F选择性电极测定时，pH应控制在5—6之间：1）当pH〉6时，-3-33FsOHLa3OHsLaF）（）（）（，反应生成的-F为电极本身所响应，使测定结果偏高；2）当pH〈5时，HFHF-，-2-HFHFF，由于部分形成HF或-2HF，使-F活度降低，造成负误差。24、TISAB：总离子强度调节缓冲剂。25、对1价离子产生的相对误差为3.9%，2加离子为7.8%。26、分配比k称为容量因子。27、若k或K越大，则组分的保留值也越大；试样中各组分的K或k不等是色谱分离的先决条件。28、在Rt一定时，如果色谱峰很窄，则说明n越大，H越小，柱效能越高。29、当R=1时，分离程度可达98%，可用于定性鉴定；当R=1.5时，分离程度可达99.7%，可用于定量分析。通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。30、热导检测器是通用型的检测器，可对水进行检测。31、氢焰检测器适用于烃类等含碳有机物的测定。32、电子捕获检测器适用于电负性元素的测定。33、火焰光度检测器适用于含硫、磷的有机化合物的测定。《仪器分析》重点整理-14-34、对TCD的标准物质是苯，对FID是正庚烷。35、正相色谱法通常逐渐增大洗脱剂中极性溶剂的比例；反相色谱法则与之相反，逐渐增大极性相对较低的溶剂的比例。36、示差折光检测器是通用型检测器。37、高校液相色谱法一般很少用归一化法。四、计算题1、用光谱支项表示钾元素价电子114P4S的跃迁。解：14S：n=4，L=0，S=1/2，光谱支项1/22S4；14P：n=4，L=1，S=1/2，光谱支项3/22P4、1/22P4；1/22S4—3/22P4和1/22S4—1/22P4。2、某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为2400-1mm，光栅密度为50mm，求此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。该光谱仪能否将Nb309.418nm与Al309.271nm两谱线分开？为什么？解：5101.25024001klbkNR理21040.147309.344实R《仪器分析》重点整理-15-因为实R«理R，所以这两条谱线可以分开。3、用原子吸收光谱分析法测定铅含量时，以0.1ug·-1mL质量浓度的铅标准溶液测得吸光度为0.24，连续11次测得空白值的标准偏差为0.012，试计算其检出限。解：1-smL0.015ug0.240.01230.1A3D4、已知用原子吸收法测镁时的灵敏度为0.005mg/L，配制试液时最适宜质量浓度范围为多少？解：1-1cs1L0.170mg0.00440.150.0050.0044AC1-2cs2L0.682mg0.00440.600.0050.0044AC所以适宜的浓度范围为0.170—0.682mg·-1mL。5、pH玻璃电极和饱和甘汞电极组成如下测量电池：pH玻璃电极|H(a=x)‖SCE在25℃时，测得pH为5.00标准缓冲溶液的电动势为0.218V；若用未知pH溶液代替标准缓冲溶液，测得电动势为0.06V，《仪器分析》重点整理-16-计算未知溶液的pH。解;2.320.0590.218-0.065.000.059E-EpHpHsxsx6、采用格氏作图法测定某试样中2Cu的浓度，格氏计算图上得0sV=−3.84ml，0V空白=−0.05ml，加入的2Cu标准溶液浓度为5.0×-410mol/L时，计算该试样中2Cu的浓度。解：1-5--400sxLmol101.9100.00.053.84-105.0-100.0V-Vc-c）（）（空白试样7、用氟电极测定水样中-F含量，取水样25.00ml，用TISAB稀释至50.00ml，再加入0.5ml1.00×-310mol/L的-F标准溶液后，测得加入标准前后的电动势变化为0.029V，计算水样中-F的浓度。(S=58mV)解：1-6-1-10580.029-31-SExssxLmol104.61-1050.000.5101.001-10VVcc3-）（）（1-6-xFLmol109.2c25.0050.00c-8、在183cm的色谱柱上，分离长链脂肪酸甲酯，记录仪纸速为12.7mm/min，洗出硬脂酸甲酯（简称化合物A）的保留距离为279.1mm，油酸甲酯（简称化合物B）为307.5mm，半峰宽分别为12.5mm和13.6mm，死时间为5.2mm，试计算：《仪器分析》重点整理-17-（1）理论塔板数、理论塔板高、有效塔板数、有效塔板高；（2）计算化合物A和B的相对保留值和分离度。解：（1）化合物A：276212.5279.15.54Wt5.54n22A/2)(）（）（ARcm106.62762183nLH2-2660)5.122.51.279(54.5)t5.54n222/0)(effAARWt（cmnLHeffeff2109.62660183化合物B：283213.6307.55.54Wt5.54n22B/2)(）（）（BRcm106.52832183nLH2-2737)6.132.55.307(54.5)t5.54n222/0)(effBBRWt（cmnLHeffeff2107.62737183（2）1.12.51.2792.55.307)()(,ARBRABttr28.170.126.135.121.2795.30770.122/2/)()(BAARBRWWttR9、分析一试样得二组分的相对保留值为1.05，柱有效理论塔板高为0.99mm，估计要《仪器分析》重点整理-18-用多长的色谱柱才能使二组分达到完全分离？假如二组分在另一根1m长的柱子上初试分离，所得分离度为1，为了使二组分完全分离，柱子应变为多长？解：（1）15876)105.105.1(5.116)1(162221,21,22rrRneffmnHL7.1599.015876（2）21221)(LLRRmRRLL25.2)15.1(1)(22121210、对只含有乙醇、正庚烷、苯和乙酸乙酯的某化合物进行色谱分析，其测定数据如下：化合物乙醇正庚烷苯乙酸乙酯Ai/2cm5.09.04.07.0fi0.640.700.780.79计算各组分的质量分数。解：%100AwiiiiifAf%63.17%10079.00.778.00.470.00.964.00.564.00.5乙醇w%34.71%10079.00.778.00.470.00.964.00.50.700.9正庚烷w%17.19%10079.00.778.00.470.00.964.00.578.00.4苯w《仪器分析》重点整理-19-%30.47%10079.00.778.00.470.00.964.00.579.00.7乙酸乙酯w