儀器分析名解及問(wèn)答.doc

儀器分析：是以物質(zhì)的物量或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，探求這些性質(zhì)在分析過(guò)程中所產(chǎn)生分析信號(hào)與被分析物質(zhì)組成的內(nèi)在關(guān)系和規(guī)律，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行定性、定量，進(jìn)行形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析的一類測(cè)定方法。由于這類方法的測(cè)定常用到各種比較貴重、精密的分析儀器，稱為儀器分析。原子吸光光譜法（AAS）：是基于試樣蒸汽相中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)由光源發(fā)出的該原子的特征性窄頻輻射產(chǎn)生共振吸收，其吸光度在一定濃度范圍內(nèi)與蒸汽相中被測(cè)元素的基態(tài)原子濃度成正比，此測(cè)定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。梯度洗脫：指在一個(gè)分析周期中，按一定的程序連續(xù)改變流動(dòng)相中溶劑的組成和配比，使各組分在適宜的條件下得到分離。梯度洗脫可以改善峰形，提高柱效，減少分析時(shí)間，使強(qiáng)保留成分不易殘留在柱上，從而保持柱子的良好性能。精密度：指在相同條件下對(duì)同一樣品進(jìn)行多次測(cè)定，各平行測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。準(zhǔn)確度：指多次測(cè)定的平均值與真值的符合程度。靈敏度：指被測(cè)組分在低濃度區(qū)，當(dāng)濃度改變一個(gè)單位時(shí)所引起的測(cè)定信號(hào)的改變量。檢出限：即檢測(cè)下限，指能以適當(dāng)?shù)闹眯哦缺粰z出的組分的最低濃度或最小質(zhì)量。線性范圍：指定量測(cè)定的最低濃度到邏輯線性響應(yīng)關(guān)系的最高濃度間的范圍。光譜分析法：基于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收、發(fā)射等現(xiàn)象而建立起來(lái)的一類光學(xué)分析法。吸收曲線：表明吸光物質(zhì)溶液對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收能力不同的曲線。最大吸收峰：吸收曲線的峰叫吸收峰，其中吸收程度最大的峰。最大吸收波長(zhǎng)：最大吸收峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。次峰：吸收程度僅次于最大吸收峰的波峰肩峰：在峰的旁邊有一個(gè)小的曲折稱為肩峰末端吸收：在吸收曲線波長(zhǎng)最短的一端，吸收程度相當(dāng)大，但沒(méi)有稱峰的部分。生色團(tuán)：分子中能吸收特定波長(zhǎng)光的原子團(tuán)或化學(xué)鍵。助色團(tuán)：是與生色團(tuán)或飽和烴相連，且能使吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)并吸收強(qiáng)度增加的原子或原子團(tuán)，如-OH，-NH2。長(zhǎng)移（紅移）：某些有機(jī)化合物因反應(yīng)引入含有未共享電子對(duì)的基因使吸收峰向長(zhǎng)波移動(dòng)的現(xiàn)象。短移（藍(lán)移）：使吸收峰向短波長(zhǎng)移動(dòng)的現(xiàn)象。濃色效應(yīng)：使吸收強(qiáng)度增加的現(xiàn)象淡色效應(yīng)：使吸收強(qiáng)度降低的現(xiàn)象溶劑效應(yīng)：由于溶劑極性的不同所引起某些化合物的吸收峰發(fā)生紅移或藍(lán)移的作用。共振線：在所有原子發(fā)射的譜線中，凡是由各高能級(jí)躍遷回到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的譜線。正常焰：按化學(xué)計(jì)量配比的燃助比火焰。燃助比大于（小于）化學(xué)計(jì)量的叫富（貧）燃焰正相色譜法：流動(dòng)性極性小于固定相的高效液相色譜法。樣品中極性小的組分先流出，極性大的組分后流出，適于分析極性化合物。反相色譜法：流動(dòng)性極性大于固定相的色譜法，極性大的先流出，極性小的后流出，適于分析非極性化合物。柱外效應(yīng)：指色譜柱外各種因素引起的色譜峰擴(kuò)展，是由于流動(dòng)相在管壁鄰近處的流速明顯比管中心區(qū)域快而引起的。1、儀器分析的聯(lián)用技術(shù)優(yōu)點(diǎn)答：組成聯(lián)用技術(shù)，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，起到方法間的協(xié)同作用，從而提高方法的靈敏度、準(zhǔn)確度及對(duì)復(fù)雜混合物的分辨能力。同時(shí)還可獲得兩種方法各自單獨(dú)使用時(shí)所不具備的某些功能。因而，聯(lián)用技術(shù)稱為當(dāng)前儀器分析方法的主要方向之一。2、為什么分子光譜總是帶狀光譜？答：由分子的吸收或發(fā)光所形成的光譜即為分子光譜。當(dāng)分子發(fā)生電子能級(jí)的躍遷時(shí)。必定伴隨著振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，而許多的振動(dòng)能級(jí)的躍遷是疊加在電子躍遷之上的。若分子中的原子兩個(gè)躍遷狀態(tài)就更多樣復(fù)雜。分子發(fā)生電子能級(jí)躍遷時(shí)的能級(jí)多重疊現(xiàn)象，決定了分子光譜的形狀為帶狀光譜。3、如何選擇使用參比溶液？其作用是什么？答：當(dāng)顯色劑，試劑在測(cè)定波長(zhǎng)下均無(wú)吸收時(shí)，用純?nèi)軇ɑ蛩┳鲄⒈热芤海ㄈ軇┛瞻祝?；若顯色劑和其他試劑無(wú)吸收，而試液中共有的其他離子有吸收，則不用加顯色劑和試液為參比溶液（樣品空白）；當(dāng)試劑、顯色劑有吸收而試液無(wú)色時(shí)，以不加試液的試劑、顯色劑按照操作步驟配成參比液（試劑空白）。作用：用適當(dāng)?shù)膮⒈热芤涸谝欢ǖ娜肷涔獠ㄏ抡{(diào)節(jié)A=0，可以消除由比色皿、顯色劑溶液和試劑對(duì)待測(cè)組分的干擾。4、何謂溶劑效應(yīng)？為什么溶劑極性增強(qiáng)時(shí)，*躍遷的吸收峰發(fā)生紅移而n*躍遷的吸收峰發(fā)生藍(lán)移？答：溶劑效應(yīng)指由于溶劑極性的不同所引起某些化合物的吸收峰發(fā)生紅移或藍(lán)移的作用。 溶劑極性增強(qiáng)時(shí)*躍遷紅移，n*躍遷藍(lán)移。這是因?yàn)樵?躍遷中，激發(fā)態(tài)的極性大于基態(tài)，當(dāng)溶劑的極性增強(qiáng)時(shí)，由于溶劑與溶質(zhì)相互作用，溶質(zhì)的分子軌道*能量下降幅度大于成鍵軌道，使得*與間的能量差減少，導(dǎo)致吸收峰max紅移。但n*躍遷中，溶質(zhì)分子的n電子與極性溶劑形成氫鍵，降低了n軌道的能量，n與*軌道間能力差增大，引起吸收帶max藍(lán)移。5、為什么單根據(jù)紫外光譜不能完全決定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，還必須與紅外光譜、質(zhì)譜、核磁共振波譜等方法共同配合才鞥得出可靠結(jié)論？答：因?yàn)槲镔|(zhì)的紫外吸收光譜基本上是其分子中生色團(tuán)及助色團(tuán)的特征，而不是整個(gè)分子的特征。如果物質(zhì)組成的變化不影響生色團(tuán)和助色團(tuán)，就不會(huì)顯著地影響其吸收光譜。另外，外界因素如溶劑的改變也會(huì)影響吸收光譜。在極性溶液中某些化合物吸收光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)消失成為一個(gè)寬帶。因此，只根據(jù)紫外吸收光譜不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，必須與紅外吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜以及其他物理化學(xué)方法共同配合才能得出可靠結(jié)論。6、產(chǎn)生紅外吸收的條件？是否所有分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜？答：條件：輻射光子具有能量與發(fā)生振動(dòng)躍遷讀哦需的躍遷能量相匹配；輻射與物質(zhì)分子之間具有偶合作用。并非所有分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜，因?yàn)閷?duì)于紅外吸收光譜而言是有一定限制條件的，只有當(dāng)紅外光的頻率與分子的偶極矩變化頻率相匹配時(shí)，分子的振動(dòng)才能與紅外光偶合為增加其振動(dòng)能，使得振幅增大，即分子有原來(lái)的振動(dòng)基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，對(duì)非極性雙原子等完全對(duì)稱的分子其偶極矩為0，分子的振動(dòng)并不親戚u的改變。因此，與紅外光不發(fā)生偶合，不產(chǎn)生紅外吸收。7、為什么說(shuō)紅外吸收光譜實(shí)質(zhì)上是分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜？什么是基頻吸收帶？答：在中紅外區(qū)，物質(zhì)對(duì)紅外光的選擇性吸收將產(chǎn)生分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷由于振動(dòng)能級(jí)能量大于轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷將不可避免地伴隨著阻斷在轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，所以紅外光譜實(shí)質(zhì)上是分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜?；l吸收帶是真的能級(jí)有基態(tài)躍遷至第一真的激發(fā)態(tài)時(shí)多產(chǎn)生的吸收。8、進(jìn)行紅外光譜分析時(shí)，為什么要求試樣為單一組分且為純樣品？為什么試樣不能含游離水分？答：如果試樣不單一不且不純，則其他物質(zhì)會(huì)對(duì)被測(cè)試樣產(chǎn)生干擾，各組分的光譜相互重疊，給試樣的鑒定帶來(lái)困難。水是極性分子，游離的水分會(huì)產(chǎn)生紅外吸收，引起嚴(yán)重干擾，使樣品的紅外光譜失真；會(huì)腐蝕吸收池KBr窗口，使透光性變差，因此試樣不能含游離水。9 、原子吸收法有何特點(diǎn)？它與吸光光度法有何區(qū)別？?jī)x器分析與化學(xué)分析的異同？答：原子吸收法特點(diǎn)：靈敏度高、精密度好、選擇性好，方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高，分析速度快、應(yīng)用廣泛。與吸光光度法區(qū)別：相同點(diǎn)：基本原理相同，都遵循朗伯比爾定律，軍屬于吸收光譜法。，上級(jí)測(cè)試狀態(tài)相同都為液體。不同點(diǎn)：吸光物質(zhì)的狀態(tài)不同，原子吸收法是基態(tài)原子對(duì)光的吸收現(xiàn)象，紫外吸光光度法是溶液中分子或原子團(tuán)對(duì)光的吸收；儀器：原子吸收法光源是空心陰極燈，吸光光度法是普通光源氘燈；吸收曲線：原子吸收曲線是線狀，分子吸光法是帶狀；原子都干擾打，分子受干擾??；原子用于定量分析，吸光用于定量定性。儀器分析與化學(xué)分析區(qū)別：相同點(diǎn)：均屬于分析化學(xué)范疇，研究物質(zhì)的組成、含量、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn)：化學(xué)分析利用化學(xué)反應(yīng)極其計(jì)量關(guān)系，儀器普通，取樣量多，測(cè)定慢、不靈敏、不夠準(zhǔn)確，人工操作，較復(fù)雜，相對(duì)誤差較大，選擇性較差，用途較小。儀器分析利用物質(zhì)物理或物理化學(xué)性質(zhì)及其在分析過(guò)程中產(chǎn)生的分析信號(hào)與物質(zhì)內(nèi)在關(guān)系為基礎(chǔ)，儀器精密貴重復(fù)雜，取樣量少，測(cè)定快速靈敏準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高，簡(jiǎn)便，相對(duì)誤差較小，選擇性好，用途廣泛。10、原子吸收法有哪些干擾？如何抑制？答：光譜干擾：非共振干擾，減少單色器出射狹縫密度；空心陰極燈發(fā)射干擾，采用純度較高的單元素?zé)?；分子光譜吸收干擾，利用氘燈發(fā)射的連續(xù)光源作背景校正。電離干擾：加入更易電離的非待測(cè)元素（消電離劑）化學(xué)干擾：加入釋放劑，使氧化物還原，加入保護(hù)劑，加入緩沖劑。物理干擾：盡量保持試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的物理性質(zhì)和所測(cè)條件一樣。11、使譜線變寬的因素？他們對(duì)原子吸收的測(cè)定有什么影響？答：因素：原子內(nèi)因性質(zhì)多決定的；有外界影響引起的。主要分為自然變寬、熱變寬、壓力變寬、疊加變寬、自吸變寬。影響：影響原子吸收分析的靈敏度和準(zhǔn)確度。12、正常焰、富貧燃焰？為什么原子吸收分析中不提倡使用燃燒速度太快的燃?xì)?？答：正常焰，按化學(xué)計(jì)量配比的，富貧燃焰，燃助比大于（小于）化學(xué)計(jì)量配比值。因?yàn)槿绻紵俾蚀笥诠馑俾?，火焰可能?huì)在燃燒器或霧化室內(nèi)燃燒（回火），將損壞儀器甚至可能發(fā)生爆炸。13、石墨爐原子化法優(yōu)缺點(diǎn)答：優(yōu)點(diǎn)：需樣量少，靈敏度高，試樣利用率高，課之間測(cè)定年度較大的試液和固體樣品。整個(gè)原子化過(guò)程是在一個(gè)密閉的配有冷卻裝置的系統(tǒng)中進(jìn)行的，較安全，記憶效應(yīng)小。缺點(diǎn)：因多 采用人工加樣，精密度不高且裝置復(fù)雜，操作不簡(jiǎn)單，分析速率慢。14、色譜分析法的特點(diǎn)、類型？答：色譜分離分析技術(shù)具有選擇性、分離效能高、靈敏度高，分析速率快等優(yōu)點(diǎn)，但不足之處是對(duì)未知物不易確定性。按兩相狀態(tài)：氣相色譜法GC（包括氣固色譜GSC和氣液色譜GLC）；液相色譜法LC（包括液固色譜LSC和液液色譜LLC）；超臨界流體色譜SFC ；化學(xué)鍵合相色譜CBPC。按分離原理：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜按固定外形及性質(zhì)：柱色譜、薄層色譜、紙色譜15、從色譜流出曲線上通?？色@得哪些信息？答：根據(jù)色譜峰的各種保留值，可以進(jìn)行定性分析；根據(jù)色譜峰的面積、峰高，可以進(jìn)行定量分析；根據(jù)色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾龋梢栽u(píng)價(jià)色譜柱的分離效能以及相鄰兩色譜峰的分離程度；放假色譜峰兩峰間的距離，可以評(píng)價(jià)固定相或流動(dòng)相的選擇是否得當(dāng)；根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù)，可以判斷樣品所含組分的最少個(gè)數(shù)。16、衡量色譜柱效能的指標(biāo)是什么？答：是分離度（即分辨率R），它是既反映柱效率又反映選擇性的綜合性指標(biāo)，表示為相鄰兩組分的色譜峰保留值之差與峰底寬度總和一半的比值。R=2（TR0-TR1）/(W1+W2)。R值越大，兩組分的分離程度越高，R=1.0時(shí)，分離程度可達(dá)98%；R1.0時(shí)，兩峰有部分重疊；R=1.5時(shí)，分離程度到達(dá)99.7%。多以通常用R=1.5作為相鄰兩色譜峰完全分離的指標(biāo)。17、速率理論和范式方程中哪一項(xiàng)跟柱形有關(guān)？哪一項(xiàng)和方法有關(guān)？答：速率理論中范第姆特方程的數(shù)字簡(jiǎn)化式為：H=A+B/u+Cu。A為渦流擴(kuò)散項(xiàng)，B/u為分子縱向擴(kuò)散項(xiàng)，Cu為傳質(zhì)阻力項(xiàng)。其中渦流擴(kuò)散項(xiàng)與柱形有關(guān)，對(duì)毛細(xì)管柱色譜可忽略，填充色譜的渦流擴(kuò)散項(xiàng)很大，毛細(xì)管的傳質(zhì)阻力項(xiàng)小，填充柱的傳質(zhì)阻力項(xiàng)打，分子縱向擴(kuò)散項(xiàng)與分析方法有關(guān)，液相色譜中的分子縱向擴(kuò)散項(xiàng)可忽略，氣相色譜的較大。18、簡(jiǎn)述氣體色譜儀的分離原理和流程。答：原理：氣相色譜的流動(dòng)相為惰性氣體，氣-固色譜法中以表面積打且具有一定活性的吸附劑為固定相。多組分的混合物樣品進(jìn)入色譜柱后，由于吸附劑對(duì)每一個(gè)組分的吸附力不同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也不同。吸附力弱的組分易被解吸下來(lái)，最先離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，而吸附力最強(qiáng)的組分不易被解吸下來(lái)，因此最后離開(kāi)色譜柱。各組分在色譜柱中彼此分離，順利進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)記錄下來(lái)。氣液色譜中，根據(jù)樣品中各組分在固定相的溶解度不同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后各組分在柱中的運(yùn)行速度也就不同。溶解度小的組分先離開(kāi)色譜柱，而溶解度打的組分后離開(kāi)色譜柱。這樣，各組分在色譜柱中彼此分離，然后順利進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)記錄下來(lái)。 流程：載氣鋼瓶減壓閥凈化器穩(wěn)壓閥轉(zhuǎn)子流量計(jì)壓力表穩(wěn)定載氣+樣品汽化室氣化樣品色譜柱檢測(cè)器放大器記錄儀19、對(duì)固定液和擔(dān)體的基本要求？如何選擇固定液？答：對(duì)固定液的要求：選擇性要好，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰Γ扯鹊?、凝固點(diǎn)低，以便在載體表面能均勻分布。對(duì)擔(dān)體的要求：理想的擔(dān)體應(yīng)是能牢固地保留固定液并使其呈均勻薄膜狀的無(wú)活性物質(zhì)，擔(dān)體應(yīng)具有足夠大的表面積和良好的孔穴結(jié)構(gòu)，以便使固定液與試樣間有較大的接觸面積，且能均勻地分布成一薄膜。但擔(dān)體表面積不宜過(guò)大，否則已造成峰拖尾。擔(dān)體表面應(yīng)呈化學(xué)惰性，沒(méi)有吸附性或吸附性很弱，更不能與被測(cè)物起反應(yīng)。此外，擔(dān)體還應(yīng)形狀規(guī)則、粒度均勻。具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和浸潤(rùn)性以及好的熱穩(wěn)定性。 固定液的選擇：按極性相似原則選擇：分離非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液；分離極性物質(zhì)，宜選用極性固定液；非極性和極性的混合物質(zhì)，一般選用極性固定液；分離能形成氫鍵的試樣，一般選用極性或氫鍵型固定液；復(fù)雜的難分離物質(zhì)，可選用兩種或兩種以上的混合固定液；樣品極性未知時(shí)，一般先用最常用的幾種固定液實(shí)驗(yàn)，根據(jù)色譜分離的情況在12種固定液中選擇合適的極性固定液。按官能團(tuán)相似和主要差別進(jìn)行選擇；實(shí)際應(yīng)用中，一般依靠經(jīng)驗(yàn)規(guī)律或參考文獻(xiàn)，按最接近的性質(zhì)來(lái)選擇。20、熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫火焰離子化檢測(cè)器的基本原理和特點(diǎn)？答：熱導(dǎo)檢測(cè)器原理：不同物質(zhì)具有不同飛熱導(dǎo)系數(shù)，通過(guò)測(cè)量參比池和熱量池中發(fā)熱體熱量損失的比率，即可測(cè)出氣體的組分和含量。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，對(duì)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物都有影響，線性范圍寬且不破壞樣品，是應(yīng)用最廣、最成熟的氣相色譜檢測(cè)器之一。氫火焰離子化檢測(cè)器原理：以氫氣和空氣燃燒的火焰作為能源，利用含碳有機(jī)物在火焰中燃燒產(chǎn)生離子，在外加的電場(chǎng)作用下，使離子形成離子流，根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度，檢測(cè)被色譜柱分離的組分。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，死體積小，響應(yīng)快，線性范圍寬，穩(wěn)定性好，對(duì)含碳有機(jī)物有很高的靈敏度，能檢測(cè)到1.010-12g/s的痕量物質(zhì)。22、化學(xué)鍵和相的優(yōu)點(diǎn)答：固定相不易流失，柱的穩(wěn)定性和壽命較高；耐受各種溶劑，可用于梯度洗脫；表面較為均一，沒(méi)有液坑，傳遞快，柱效高；能鍵合不同基團(tuán)以改變基因選擇性，是HPLC較為理想的固定相。23、超臨界流體色譜法SFC的優(yōu)點(diǎn)答：SFC將氣相色譜和高效液相色譜的優(yōu)點(diǎn)互相結(jié)合起來(lái)，可以分析氣相色譜法不適宜分析的高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性試劑。具有比高效液相色譜法更快的分析速度和更高的柱效率。因此，SFC能分離和分析GC和HPLC不能解決的對(duì)象，應(yīng)用非常廣泛。24、高效液相色譜儀一般分為幾部分？比較液相色譜和氣相色譜異同點(diǎn)。答：高效液相色譜儀一般分為高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)。此外，還有梯度洗脫淋洗、自動(dòng)進(jìn)樣及數(shù)據(jù)處理等輔助系統(tǒng)。 異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：基本理論一致（塔板、速率理論），定性定量原理一致，聯(lián)用自