儀器分析研究生復(fù)習(xí)提綱答案

1、研究生復(fù)習(xí)提綱1 .色譜法定性和定量的依據(jù)是什么？答.色譜定性的依據(jù)是保存值,定量的依據(jù)是 m=fA色譜定性分析方法：1、用保存時間定性 2、用峰高增加法定性 3、與其他儀器連用定性 如：GC-MS定量分析方法：1、歸一化法2、外標(biāo)法3、內(nèi)標(biāo)法用保存值定性的依據(jù)是：當(dāng)固定相和操作條件嚴(yán)格固定不變時,任何一種物質(zhì)都有確定不變 的保存值,通過比擬物和未知物的保存值,就可以確定色譜圖中某一色譜峰代表什么物 質(zhì).2 .什么叫程序升溫？它有什么作用？答.程序升溫色譜法,是指色譜柱的溫度根據(jù)組分沸程設(shè)置的程序連續(xù)地隨時間線性或 非線性逐漸升高,使柱溫與組分的沸點(diǎn)相互對應(yīng),以使低沸點(diǎn)組分和高沸點(diǎn)組分在色譜柱

2、中 都有適宜的保存、色譜峰分布均勻且峰形對稱.程序升溫具有改良別離、使峰變窄、檢測限 下降及省時等優(yōu)點(diǎn).對于沸點(diǎn)范圍很寬的混合物,往往采用程序升溫法進(jìn)行分析.在氣相色 譜中多采用程序升溫技術(shù)解決洗脫色譜的一般問題,而在液相色譜中多采用梯度洗脫技術(shù)解 決這一問題.3 .什么叫梯度洗脫？它有什么優(yōu)點(diǎn)？答：梯度洗脫就是在別離過程中,讓流動相的組成、極性、 pH等根據(jù)一定程序連續(xù)變 化,使樣品中各組分能在最正確的分配比下出峰,使保存時間短、擁擠不堪、甚至重疊的組 分,或保存時間過長而峰形扁平的組分獲得很好的別離,特別適合樣品中組分的分配比值范 圍很寬的復(fù)雜樣品的分析.梯度洗脫十分類似氣相色譜的程序升溫

3、,兩者的目的相同.不同 的是程序升溫是通過程序改變柱溫,當(dāng)流動相和固定相不變時,分配比的變化是通過溫度變 化引起的.而液相色譜是通過改變流動相組成、極性、 PH來到達(dá)改變分配比的目的,一般 柱溫保持恒定.4 .為什么用別離度R作為色譜柱的總別離效能指標(biāo)？答：塔板理論和速率理論都難以描述難別離物質(zhì)對的實際別離程度,即柱效為多大時, 相鄰兩組分能夠被完全別離.難別離物質(zhì)對的別離度大小受色譜別離過程中兩種因素的綜合 影響：保存值之差一一色譜別離過程中的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾纫灰簧V別離過程中的動力 學(xué)因素.考慮色譜別離過程的熱力學(xué)因素和動力學(xué)因素,引入別離度R來定量描述混合物中相鄰兩組分的實際別離程度

4、.別離度R由三項的乘積決定.第一項為動力學(xué)因素項,表現(xiàn)在色譜峰的寬度,由色譜柱性能決定.第二項為熱力學(xué)因素項,決定于色譜峰問的距離. 第三項為分配比項,影響組分的保存時間.5 .根據(jù)速率理論,色譜柱的板高 H由哪些因素決定？試給出最正確流動相流速 U最正確和最小板 高H最小的計算公式.答：H首先取決柱子填充均勻程度和固定相顆粒大小.氣相載氣流速、柱溫和載氣分子 質(zhì)量影響縱向擴(kuò)散.液相固定相性質(zhì),組分在固定相和流動相的擴(kuò)散系數(shù)影響傳質(zhì)阻力.因 液相中縱向擴(kuò)散很小,塔板高度 H主要由傳質(zhì)阻力項決定,即流速越大,H越大.氣相中縱向擴(kuò)散明顯,低流速時增大流速 H降低,流速繼續(xù)增大,傳質(zhì)阻力增大, H增

5、大.計算公式：*哇=后H.產(chǎn)A+2/RT6 .以固定相和流動相的極性及組分出峰順序說明什么是正相色譜和反相色譜.答：在液一液分配色譜中,對于親水性固定液,采用疏水性流動相,即流動相的極性小 于固定液的極性,稱為正相分配色譜色譜柱稱為正相柱,適合極性化合物的別離,極性小 的組分先流出,極性大的組分后流出.反之流動相的極性大于固定液的極性時,稱為反相分 配色譜色譜柱稱為反相柱,適用于非極性化合物的別離,出峰順序與正相分配色譜相反.7.試比擬高效液相色譜法與氣相色譜法這兩種分析法之間的異同,并做簡要說明HPLCGC流動相1 .流動相可為離子型、極性、 弱極性、非極性溶液,可與被分 析樣品產(chǎn)生相互作用

6、,并能改善 別離的選擇性；2 .液體流動相動力裁i度為10-3 Pa S,輸送流動相壓力高 達(dá)220Mpa1 .氣體流動相為惰性氣體, 不與被分析的樣品發(fā)生相互作 用；2 .氣體流動相動力黏度為 lO-5 Pa s,輸送流動相壓力 僅為0.10.5MPa固定相1 .別離機(jī)理：依據(jù)吸附、分配、篩析、離子交換、親和等多 種原理進(jìn)行樣品別離,可供選用 的固定相種類繁多；2 .色譜柱：固定相粒度小,為510微米；填充柱內(nèi)徑為36 mm,柱長1025 cm,柱效 為103104;毛細(xì)管柱內(nèi)徑為0. Ol0. 03 mm ,柱長 510 m,柱效為104105;柱溫為常 溫1.別離機(jī)理：依據(jù)吸附、分 配兩

7、種原理進(jìn)行樣品別離,可 供選用的固定相種類較多； 2.色譜柱：固定相粒度大, 為0. 10. 5 mm；填充柱 內(nèi)徑為14 mm,柱長l4 m,柱效為102103 ；毛細(xì)管 柱內(nèi)彳全為0. 10. 3 mm , 柱長10100 m,柱效為 103104；柱溫為常溫300 c檢測器選擇性檢測器：UVD, PDAD, FD,ECD通用型：ELSD RID選擇性檢測器：NPD, FPD, ECD通用型：TCD、FID 有 機(jī)物進(jìn)樣方式樣品制成溶液樣品E 口熱氣化或裂解應(yīng)用范圍可分析低相對分子質(zhì)量低沸點(diǎn)樣 品；高沸點(diǎn)、中分子、高分子有 機(jī)化合物包括非極性、極性； 離子型無機(jī)化合物；熱不穩(wěn)定, 具有生物

8、活性的生物分子可分析低相對分子質(zhì)量、低沸 點(diǎn)啟機(jī)化合物；永久性氣體； 配合程序升溫可分析高沸點(diǎn)后 機(jī)化合物；配合裂解技術(shù)可分 柝局聚物儀器組成高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、別離 系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、別離系 統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、檢測記錄系統(tǒng)8. 什么是質(zhì)譜？質(zhì)譜圖給出物質(zhì)的哪些信息？答：以離子的質(zhì)荷比m/z大小依次排列的圖或表稱為質(zhì)譜MS.根據(jù)質(zhì)譜圖中的分子離子峰Mt可以獲得樣品分子的相對分子質(zhì)量信息；根據(jù)各離子峰分子離子峰、同位素離子峰、碎片離子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰等及其相對強(qiáng)度和氮數(shù)規(guī)那么,可以確定化合物的分子式；根據(jù)各離子峰及物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂規(guī)律可以進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)分析；根據(jù)組

9、分質(zhì)譜峰的峰高與濃度間的線性關(guān)系可以進(jìn)行定量分析.9. 質(zhì)譜儀的根本構(gòu)造及根本原理.答：質(zhì)譜分析的根本原理質(zhì)譜法是利用電磁學(xué)原理,將待測樣品分子解離成具有不同質(zhì)量的 離子,然后按其質(zhì)荷比m/z的大小依次排列收集成質(zhì)譜.根據(jù)質(zhì)譜中的分子離子峰 Mt可 以獲得樣品分子的相對分子質(zhì)量信息；根據(jù)各離子峰 分子離子峰、同位素離子峰、碎片離 子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰等及其相對強(qiáng)度和氮數(shù)規(guī)那么,可以確定化合物的分子式； 根據(jù)各離子峰及物質(zhì)化學(xué)鍵的斷裂規(guī)律可以進(jìn)行定性分析和結(jié)構(gòu)分析；根據(jù)組分質(zhì)譜峰的峰 高與濃度間的線性關(guān)系可以進(jìn)行定量分析.質(zhì)譜儀的主要組成部件進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量 分析器、離子檢測器、真

10、空系統(tǒng).10. 簡述MS中離子源和質(zhì)量分析器的類型.答：質(zhì)譜儀的離子源主要類型：1化學(xué)電離源CI適用范圍：容易揮發(fā)、受熱不易分解 的樣品.例如,較長直鏈的醇類、酯類、胺類、氨基酸及縮酮類等.2電子轟擊電離源EI適用范圍：適用于容易揮發(fā)、對熱穩(wěn)定的樣品.反之,不適用于熱不穩(wěn)定和難揮發(fā)化合 物.取原子轟擊源FAB適用范圍：揮發(fā)性極低、極性強(qiáng)的有機(jī)化合物、離子型化合物, 遇熱不穩(wěn)定的、相對分子質(zhì)量較大的極性化合物.例如,氨基酸、多肽、糖、低聚糖、金屬 配合物及相對分子質(zhì)量較大的熱不穩(wěn)定的難揮發(fā)的有機(jī)化合物.4電噴霧電離源ESI適用范圍：多肽、蛋白質(zhì)、糖蛋白、核酸、配合物及其他多聚物的分析.5大氣壓化

11、學(xué)電離源APCI適用范圍：主要應(yīng)用于小分子分析,用選擇性離子分子反響及單離子檢測可提升定量 分析的靈敏度和準(zhǔn)確度.例如,食品中農(nóng)藥殘留的定性和定量分析；藥物在生物體內(nèi)代謝過 程的動力學(xué)研究等.質(zhì)譜儀質(zhì)量分析器類型主要有：磁偏轉(zhuǎn)、四極桿、離子阱、飛行時間、離子盤旋共振等.11. 質(zhì)譜分析的主要特點(diǎn)和主要的應(yīng)用.答：質(zhì)譜儀具有以下特點(diǎn)和應(yīng)用：1高靈敏度；2快速,幾分鐘就可以完成測定；3 能同時提供樣品組分的相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息；4可用于定性、定量分析；5能有效地與各種色譜、光譜聯(lián)用,如 GCXMS, HPLC/MS, TLC/MS, CEZMS, ICP/MS, HPLC/ ICP/MS, ZE

12、/MS等,可用于復(fù)雜體系及痕量組分的分析研究.以上特點(diǎn)是其他分析方法 難以到達(dá)的.12. 光譜分析法是如何分類的？答：光譜的分類：根據(jù)產(chǎn)生光譜的物質(zhì)類型的不同,可以分為原子光譜、分子光譜、周 體光譜；根據(jù)產(chǎn)生的光譜的方式不同,可以分為發(fā)射光譜、吸收光譜和散射光譜；按光譜的 性質(zhì)和形狀,又可分為線光譜、帶光譜和連續(xù)光譜.光譜法的分類：主要有原子光譜法和分子光譜法.原子光譜法有原子發(fā)射光譜法、原子吸收 光譜法、原子熒光光譜法及 X射線熒光光譜法等.分子光譜法有紫外一可見吸收光譜法、紅 外吸收光譜法、分子熒光光譜法及分子磷光光譜.13. 原子光譜與分子光譜,吸收光譜與發(fā)射光譜有什么不同？答：原子光譜

13、是一條條彼此分立的線光譜.產(chǎn)生原子光譜的是處于稀薄氣體狀態(tài)的原子相互之間作用力小,由于原子沒有振動和轉(zhuǎn)動能級,因此原子光譜的產(chǎn)生主要是電子能級 躍遷所致.分子光譜是一定頻率范圍的電磁輻射組成的帶狀光譜.產(chǎn)生分子光譜的是處于氣 態(tài)或溶液中的分子,分子光譜分三個層次：轉(zhuǎn)動光譜、振動光譜、電子光譜.當(dāng)物質(zhì)受到光輻射作用時,物質(zhì)中的分子或原子以及強(qiáng)磁場中的原子核吸收了特定的光 子之后,由低能態(tài)一般為基態(tài)被激發(fā)躍遷到高能態(tài)激發(fā)態(tài),此時如將吸收的光輻射記錄 下來,得到的就是吸收光譜.按其產(chǎn)生的本質(zhì)可分為：分子吸收光譜包括紫外與可見吸收光譜,紅外吸收光譜 卜原子吸收光譜及核磁共振波譜等.吸收了光能處于高能態(tài)

14、的分子或 原子,其壽命很短,當(dāng)它們回到基態(tài)或較低能態(tài)時,有時以熱的形式釋放出所吸收的能量, 由于這種熱量很小,一般不易覺察出來；有時重新以光輻射形式釋放出來,由此獲得的光譜 就是發(fā)射光譜.發(fā)射光譜按其產(chǎn)生的本質(zhì),通常分為：原子離子發(fā)射光譜、分子發(fā)射光譜和X射線發(fā)射光譜.發(fā)射光譜的特征是在暗背景上有明亮的譜線或譜區(qū),吸收光譜的特征那么 是在連續(xù)的亮背景上有暗線或暗區(qū).14. 與火焰原子化相比,石墨爐原子化有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：與火焰原子化器相比,石墨爐原子化器的原子化效率高,氣相中基態(tài)原子濃度比火 焰原子化器高數(shù)百倍,且基態(tài)原子在光路中的停留時間更長,因而靈敏度高得多,特別適用 于低含量樣品分析,取

15、樣量少,能直接分析液體和固體樣品.但石墨爐原子化器操作條件不 易限制,背景吸收較大,重現(xiàn)性、準(zhǔn)確性均不如火焰原子化器,且設(shè)備復(fù)雜,費(fèi)用較高.15. 原子吸收光譜為什么必須用銳線光源？最常使用的銳線光源是哪種？答：原子吸收分析中,必須以峰值吸收代替積分吸收,即要求產(chǎn)生的譜線為銳線.銳線 光源的電流較小,陰極溫度不高,所以多普勒變寬小,自吸現(xiàn)象少；燈內(nèi)充人低壓惰性氣 體,洛倫茲變寬可以忽略,因而銳線光源能產(chǎn)生半寬度很窄的特征譜線.原子吸收中多以空 心陰極燈為光源.16. 為什么分子的紫外可見吸收光譜呈現(xiàn)具有較寬波長范圍的吸收帶？答：由于在電子能級發(fā)生躍遷的同時,振動能級也發(fā)生了改變,有時轉(zhuǎn)動能級也

16、會發(fā)生 改變,也就是說在紫外光譜中電子能級發(fā)生躍遷的同時,也必定伴隨著振一轉(zhuǎn)能級的變化, 所以分子光譜遠(yuǎn)比原子光譜線光譜復(fù)雜,形成帶狀光譜.紫外光譜曲線上的吸收峰都是寬 峰,這是由于電子躍遷與振轉(zhuǎn)次能級的變化相疊加所致.17. ICP如何形成？有何分析特征？答：當(dāng)原子受到外來能量如光、電、熱的作用時,原子中的最外層電子就被激發(fā)而從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)的原子或離子是很不穩(wěn)定的,在極短的時間內(nèi)一般為1O-1010-8s,電子就要從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)或能量較低的激發(fā)態(tài).此時,電子以電磁輻射的形式 將多余的能量釋放出來,稱為原子發(fā)射.由于核外電子能級是量子化的,當(dāng)核外電子由激發(fā) 態(tài)返回低能態(tài)時,

17、所發(fā)射的光子的能量即為躍遷前后兩個能級差,它決定了光子的頻率或波 長.每一種原子中的電子能級很多,原子激發(fā)以后將有各種躍遷情況出現(xiàn),因此元素可能產(chǎn) 生的發(fā)射譜線是相當(dāng)眾多和復(fù)雜的,由于每一種元素都有其特有的電子構(gòu)型,即特定的能級 層次,所以各元素的原子只能發(fā)射出它特有的那些波長的光,經(jīng)過分光系統(tǒng)得到各元素發(fā)射 的互不相同的光譜,即各種元素的特征光譜.18. 毛細(xì)管電泳是一種什么樣的液相別離技術(shù)？主要原理？答：毛細(xì)管電泳是一種以毛細(xì)管為別離通道,以高壓電場產(chǎn)生驅(qū)動力的液相別離分析技 術(shù).毛細(xì)管電泳指一系列以內(nèi)徑10-200um的毛細(xì)管柱為別離通道,以高壓直流電為別離動 力對大分子和小分子等進(jìn)行高

18、效別離和檢測的有關(guān)技術(shù)的統(tǒng)稱.19.用分光光度法測定含有兩種配合物 X與Y的溶液的吸光度,獲得表中數(shù)據(jù),計算未知溶液中X和Y的濃度.假設(shè)吸收池長為1cm溶液濃度 C (mol - l- 1)吸光度A1(入 1=285nm)吸光度A2(入 2=365nm)X5.0X10-40.0530.430Y1.0X10-30.9500.050X+Y0.6400.37020 .什么情況下采用標(biāo)準(zhǔn)參加分析法？請描述主要的操作步驟和方法.答：標(biāo)準(zhǔn)參加法和標(biāo)準(zhǔn)曲線法為原子吸收光譜法的分析方法.分析時在無適宜內(nèi)標(biāo)元素 時,可采用標(biāo)準(zhǔn)參加法定量.取假設(shè)干份試液,依次按比例參加不同量的待測物的標(biāo)準(zhǔn)溶液, 調(diào)整體積相同,那么濃度依次為fa tCjc + ca ,懼 + 25,/ + 3.vCi + 4fi i *在相同條件下測定分析線對的相對強(qiáng)度 Rx, Ri, R2, R3, R4, R5.以R對參加的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度C作圖得一直線,圖中Cx點(diǎn)即待測試樣溶液濃度.標(biāo)相鮑人法曲線21 .樣品預(yù)處理過程中,哪些主要步驟對儀器分析結(jié)果影響比