儀器分析重點

1、氣相色譜：沸點低于 400 C的各種有機或無機氣體試樣。液相色譜：高沸點、熱不穩(wěn)定、生物大分子、高分子等化合物及離子性化合物的別離分析。 色譜流出曲線：是柱后流出物通過檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)訊號對時間或流動相體積的曲線圖。 調(diào)整保存時間 tR 扣除死時間后的保存時間 tR/ = tR tM反映組分真正與固定相作用所消耗的時間相對保存值r21:組分2與組分1的調(diào)整保存值之比：組分在醜的質(zhì)：r21 = t 'R2 / t'R仁 V ' R2 / V ' R1=k2 / k1 = K2 / K1r21只與柱溫、固定相及流動相的性質(zhì)有關(guān)。兩個相鄰組分的相對保存值也用作色譜體系

2、別離選擇性指標?？偨Y(jié)：組分在固定相中的質(zhì)量 占分在流動相中的質(zhì)量色譜法是一種別離分析技術(shù)；混合物的別離過程就是各組分在色譜別離柱中的兩相間不斷進行著的分配過程；氣相色譜：填充柱色譜和毛細管柱色譜；液相色譜：分配色譜，離子交換色譜，凝膠色譜；保存值是用于表征組分被固定相滯留程度的參數(shù)；進行 定性分析；色譜峰的面積或峰高用于定量分析；色譜峰的位置及其寬度用于色譜柱的柱效評價。組分在固定相中的質(zhì)量 組分在流動相中的質(zhì)量msmM1. 分配系數(shù)(partition coefficient ) K2. 在一定溫度下，組分在兩相間分配到達平衡時的濃度(單位: 數(shù)，用K表示，即：g / mL )比，稱為分配系

3、3.組分在固定相中的濃度K組分在流動相中的濃度CM分配比(partition ratio ) k在一定溫度下，組分在兩相間分配到達平衡時的質(zhì)量比：k= 組分在固定相中的質(zhì)量/組分在流動相中的質(zhì)量 =ms/mm分配系數(shù)與分配比都是衡量色譜柱對組分保存能力的參數(shù)，隨柱溫、柱壓的改變而變化。數(shù)值越大，該組分的保存時間越長。分配比可以由實驗測得tR = tM ( 1 + k )分配系數(shù)是組分在兩相間分配到達平衡時的濃度比，色譜別離的依據(jù);R = 1.5 作為完全別離的標由塔板理論可知 理論塔板數(shù) 越多，柱效越高，但不能說明被別離組分的實際 別離 效果； 由速率理論可知選擇適當?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類、液

4、膜厚度及載氣流速可提高柱效； 別離度 R 可定量描述混合物中兩個相鄰組分的實際別離程度， 志。氣相色譜儀組成有 5 個局部：載氣系統(tǒng)，進樣系統(tǒng)，別離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)； 常用的載氣有：氫氣，氮氣，氦氣和氬氣； 氣相色譜柱有兩種類型：填充柱和毛細管柱；TCD 是通用型檢測器，對所有物質(zhì)都響應(yīng)；FID 是準通用型檢測器，對幾乎所有有機物都響應(yīng)，靈敏度高于TCD ；程序升溫是氣相色譜法常用的一種技術(shù)。氣固色譜固定相常用：活性炭，分子篩，氧化鋁和硅膠； 氣液色譜固定液非常多，高沸點、難揮發(fā)的有機化合物都可； 固定液的選擇原那么：相似相溶；毛細管色譜法特點： 不裝填料，消除了組分在柱中的渦流擴

5、散； 固定液直接涂在管壁上，涂層很薄 , 那么氣相和液相傳質(zhì)阻力大大降低 方法特點：柱效高，分析速度快，靈敏度高，進樣量??； 結(jié)構(gòu)特點：具有分流和尾吹裝置。操作條件：1. 在氣相色譜實驗操作中需要對以下參數(shù)進行選擇：柱溫，氣化溫度，檢測器，載氣；2. 在樣品組分沸點范圍太大時，需采用程序升溫技術(shù)；3. 條件允許時，可考慮增加柱長。定性定量方法： 一般定性采用純物質(zhì)對照進行雙柱對照 ；完全未知時采用聯(lián)用儀器 定量校正因子是通過與一個標準物一同進樣而得，是相對值； 歸一化法準確，但需所有組分都出峰且有純物質(zhì)來計算校正因子； 外標法操作簡單，不需校正因子，但準確性受操作條件影響較大； 一般定量常采用

6、內(nèi)標法。高效液相色譜： HPLC 法的特點：高壓、高效、高速、高靈敏度 梯度洗脫是液相色譜法常用的技術(shù)，作用類似于氣相色譜法中的程序升溫技術(shù) 梯度洗脫 通過改變流動相組成或配比來增強或減弱洗脫能力， 液相色譜常用的檢測器有：紫外檢測器，熒光檢測器，折光檢測器。液相色譜類型：正相色譜：流動相的極性小于固定相反相色譜：流動相的極性大于固定相 化學鍵合相色譜為液相色譜法中最常用色譜 離子交換色譜和離子色譜主要用于離子或在一定 pH 值下可離解的化合物凝膠色譜 空間排阻色譜 主要用于大分子化合物的別離及高分子化合物分子量分布的測定電位分析法：電位分析法的實質(zhì)是通過在零電流下測定兩個電極間的電位差電動勢

7、 進行分析測定，測量前后，被測物的濃度不發(fā)生改變。電位分析法的依據(jù)是利用化學電池內(nèi)電極電位與溶液中某種組分的濃度的關(guān)系進行定量分 析能斯特方程 。參比電極：電極電位不隨溶液中離子濃度變化而變化，測量時保持恒定。 指示電極離子選擇性電極 ：電極電位隨溶液中待測離子濃活度變化而變化。TISAB 的作用： 保持較大且相對穩(wěn)定的離子強度，使活度系數(shù)恒定； 維持溶液在適宜的 pH 范圍內(nèi)，滿足離子電極的要求； 掩蔽干擾離子。測F-過程所使用的TISAB典型組成：1mol/L的NaCI，使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強度； 0.25mol/L 的 HAc 和 0.75mol/L 的 NaAc, 使溶液 pH 在

8、 5左右； 0.001mol/L 的檸檬酸鈉 , 掩 蔽 Fe3+、Al3+ 等干擾離子。1. 庫侖分析法根據(jù)電解過程中所消耗的電量來求出被測組分的含量。無須基準物質(zhì)和標準溶液。該法既適于常量分析又適于微量分析。 尤其是某些電極反響， 其氧化型和復原型都是溶解 的，不能用電解法析出。2. 庫侖分析法的定量依據(jù)：法拉第電解定律3. 控制電位庫侖分析法依據(jù)：不同離子有不同的析出電位，控制工作電極電位在被測離子的 析出電位，即可到達別離的目的。4. 控制電位庫侖分析法關(guān)鍵 1 保持工作電極電位恒定 2電流效率 100%庫侖滴定：庫侖滴定：在試液中參加一種過量的物質(zhì)，使此物質(zhì)在電極上反響產(chǎn)生一種新物質(zhì)

9、，然后被測物與之定量反響。特點：該法不僅可以測定在電極上不能起反響的物質(zhì)，而且易于控制電流效率達100%。滴定劑來自于電解時的電極產(chǎn)物，產(chǎn)生后立即與溶液中待測物質(zhì)反響。價電子是指：6電子、n電子及雜原子上的未成鍵孤對電子n電子生色團與助色團紅移和蘭移物質(zhì)紫外吸收的幾個特征吸收帶：非封閉共軛體系nn *躍遷K帶，芳香環(huán)nn *躍遷+環(huán)骨架振動B帶，帶雜原子生色團 n t *躍遷R帶共軛程度增大，吸收帶max紅移溶劑極性對分子紫外吸收max有影響紫外-可見分光光度計根本組成:光源一一單色器一一樣品室一一檢測器一一顯示.原子發(fā)射光譜分析法AES：是利用元素的原子或離子在熱或電能的激發(fā)下，其外層電子

10、在不同能級之間的躍遷，發(fā)射不同的特征譜線，根據(jù)發(fā)射的譜線波長進行定性分析，測量譜線的強度進行定量分析的方法。2缺點：只能確定物質(zhì)的元素組成與含量，不能給出物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息；不適用于部 分非金屬元素的分析。3原子線：原子的外層電子躍遷產(chǎn)生的譜線4自吸self-absorption:中心發(fā)射的輻射被邊緣的同種基態(tài)原子吸收，使輻射強度降低的現(xiàn) 象AES光源的作用：為試樣的氣化、解離、原子化和激發(fā)提供能量幾種光源的比擬光 源直流電弧交流電弧火 花ICP蒸發(fā)溫度激發(fā)溫度/K放電穩(wěn)定性應(yīng)用范目4000-7-7000瞬間10000很高6000- 8000稍 差較 好好很 好定性分析，礦物 難揮發(fā)元素的

11、為 試樣中低含壯卑 量分析金屬與合金難 的定量分析溶液定就分析AES儀的組成光源的作用：為試樣的氣化、解離、原子化和激發(fā)提供能量 常用電光源的種類及其性能比擬：直流電弧，交流電弧，電火花 ICP光源的特點及光電直讀光譜儀的特點光電倍增管的工作原理及使用考前須知AES組成：激發(fā)光源一一分光系統(tǒng)一一檢測系統(tǒng)AAS :原子吸收光譜法是以測量氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對其共振線的吸收為根底的分析方法。銳線光源原子化系統(tǒng)單色器檢測器單包器1原子吸收光譜法是以測量氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對其共振線的吸收為根底的分析方法。2. 銳線光源就是能發(fā)射出譜線半寬度很窄的發(fā)射線的光源。3熱變寬(多普樂效應(yīng))和壓力變寬4定

12、量分析根底：A = lg(IO/l) = K' c1特點(1) 采用銳線光源(2) 單色器在火焰與檢測器之間(3) 原子化系統(tǒng)光源應(yīng)滿足如下要求：1發(fā)射銳線，即發(fā)射的共振線半寬度應(yīng)比測量吸收線的半寬度小得多； 2輻射光穩(wěn)定、強度大，背景小。作用：發(fā)射出待測元素的共振線 包括：空心陰極燈，無極放電燈2. 空心陰極燈的原理 施加適當電壓時，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極;與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊; 使陰極外表的金屬原子濺射出來 陰極濺射 ，濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極 內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和

13、內(nèi)充惰性氣體的光譜。優(yōu)點：只有一個操作參數(shù)-電流。缺點：每測一種元素需更換相應(yīng)的燈。二原子化方法兩種 :1火焰法預(yù)混合型2無火焰法電熱高溫石墨爐火焰性質(zhì)a化學計量焰溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。乙炔 /空氣 1/4b富燃焰復原性火焰，燃燒不完全，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo 、Cr、 Al 、稀土等。乙炔 /空氣 1/3 c貧燃焰火焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測定。乙炔/空氣 1/6 1. AAS 法的特征參數(shù)：靈敏度及檢出限2. AAS 法操作條件 :分析線，燈電流，火焰種類，燃燒器高度3. 定量分析方法：標準參加法的優(yōu)點及計算方法：當測定元素含量較低、基體干擾較大， 又不易

14、模擬樣品的基體來配制標準試樣時采用。該法可消除基體干擾；不能消除背景干擾。1. 干擾類型：光譜干擾，物理干擾，化學干擾2. 干擾產(chǎn)生的原因3. 掌握消除干擾的方法 a背景校正的方法：氘燈法和塞曼效應(yīng)法b物理干擾的消除法:標準參加法c各種化學干擾抑制劑：釋放劑，保護劑，緩沖劑及消電離劑電離緩沖劑原子熒光：三種類型：共振熒光、非共振熒光與敏化熒光(1 )共振熒光共振熒光：氣態(tài)原子吸收共振線被激發(fā)后，激發(fā)態(tài)原子再發(fā)射出與共振線波長相同的熒光；熒光猝滅： 受激發(fā)原子與其他原子碰撞，能量以熱或其他非熒光發(fā)射方式給出，產(chǎn)生 非熒光去激發(fā)過程，使熒光減弱或完全不發(fā)生的現(xiàn)象。熒光猝滅程度與原子化氣氛有關(guān)，氬氣

15、氣氛中熒光猝滅程度最小。 如何恒量熒光猝滅程度？熒光量子效率：=f /af發(fā)射熒光的光量子數(shù)；a吸收的光量子數(shù)之比；熒光量子效率心1光源：高強度空心陰極燈、無極放電燈、可調(diào)頻激光器； 可調(diào)頻激光器：高光強、窄譜線；原子化裝置：與原子吸收法相同；色散系統(tǒng)：光柵、濾光器；檢測系統(tǒng)：特點：光源與檢測器成一定角度；1. 紅外光譜產(chǎn)生要兩個條件：(1)輻射的能量等于分子振動躍遷所需的能量一即能級差； (2)分子振動時有瞬間偶極矩變化。2. 每種基團的特征頻率都在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)，利用峰位，峰形和峰強可以進行基團結(jié) 構(gòu)確實認。3. 基團的峰位由它的振動形式?jīng)Q定，振動形式分為伸縮振動和彎曲振動。伸縮又分為 對

16、稱伸縮和不對稱伸縮；彎曲分為面內(nèi)和面外。4. 一般雙原子化學鍵的峰位由兩個因素決定：(1)化學鍵越強(力常數(shù)K越大)，峰位出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。(2)原子的質(zhì)量越小，峰位出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)?；鶊F所處化學環(huán)境不同，特征峰出現(xiàn)位置變化：(1) 吸電子基團使吸收峰向高頻方向移動(2) 共軛使雙鍵變?nèi)?，單鍵變強，故雙鍵峰位低移，單鍵峰位高移。(3) 振動的偶合作用使原吸收峰分裂為一高一低兩個峰。(4) 氫鍵使伸縮振動頻率向低波數(shù)方向移動，彎曲振動向高波數(shù)方向移動，同時峰形變 寬。二、制樣方法1) 氣體氣體池2) 液體：液膜法一一難揮發(fā)液體( BP > 80 C)溶液法一一液體池3固體:研糊法液體石臘法 K

17、Br壓片法 薄膜法1分子產(chǎn)生熒光必須具備的條件1具有適宜的結(jié)構(gòu)；2具有一定的熒光量子產(chǎn)率。熒光量子產(chǎn)率：發(fā)射的光量子數(shù)吸收的光量子數(shù)4各種散射光的影響與激發(fā)波長相同的瑞利散射；波長稍長或稍短的拉曼散射等。判斷方法：改變激發(fā)波長,散射光波長改變，熒光波長不變測量熒光的儀器主要由四個局部組成：激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測器。 特殊點：有兩個單色器，光源與檢測器通常成直角。1. 特點(1 )靈敏度高比紫外-可見分光光度法高 24個數(shù)量級；為什么？( P353)，檢測下限：0.10.1g/mL(2 )選擇性強既可依據(jù)特征發(fā)射光譜，又可根據(jù)特征吸收光譜測定；信息豐富(3 )試樣量少，痕量分析缺點

18、：應(yīng)用范圍小?；瘜W發(fā)光1. 靈敏度極高例：熒光素酶和磷酸三腺甙 (ATP)的化學發(fā)光分析，可測定 2*10-17 mol/L的ATP，即可檢 測出一個細菌中的 ATP含量2. 儀器設(shè)備簡單不需要光源、單色器和背景校正；3. 發(fā)射光強度測量無干擾無背景光、散射光等干擾；4. 線性范圍寬5. 分析速度快缺點：可供發(fā)光用的試劑少；發(fā)光反響效率低(大大低于生物體中的發(fā)光)；機理研究少。發(fā)光反響可采用靜態(tài)或流動注射的方式進行：靜態(tài)方式：用注射器分別將試劑參加到反響器中混合，測最大光強度或總發(fā)光量；試樣量小，重復性差；流動注射方式：用蠕動泵分別將試劑連續(xù)送入混合器，定時通過測量室， 連續(xù)發(fā)光,測定光強度；

19、試樣量大；(1) 在相同B0下，不同的核，因磁旋比不同，發(fā)生共振的頻率不同，據(jù)此可以鑒別各種 元素及同位素。(2) 對同一種核，一定，當B0不變時，共振頻率不變；當 B0改變時，共振頻率也隨 之而變。3)核磁共振產(chǎn)生的條件 核有自旋(磁性核I 不等于0)(b) 有外加磁場，能級分裂(c) 照射頻率與外磁場的關(guān)系0 = r B0 / (2 Pi)氣體和低黏度液體中的弛豫過程屬于縱向弛豫，弛豫效率恰當，譜線窄；固體和黏滯液體樣品，容易實現(xiàn)橫向弛豫，譜峰寬。磁場的非均勻性對譜線寬度的影響甚至超過了T1和T2的影響，要求整個樣品測試期間及整個樣品區(qū)域保持磁場強度的變化小于10-9，為此樣品管必須高速旋轉(zhuǎn)。在有機化合物中，各種氫核周圍的電子云密度不同，引起共振頻率不同，即共振吸收峰位移，這種現(xiàn)象稱為化學位移。2)為什么用TMS作為基準？a. 12個氫處于完全相同的化學環(huán)境，只產(chǎn)生一個尖峰;b.