現(xiàn)代儀器分析與實(shí)驗(yàn)技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、現(xiàn)代儀器分析與實(shí)驗(yàn)技術(shù)一 . 名詞解釋標(biāo)準(zhǔn)曲線: 是待測(cè)物質(zhì)的濃度或含量與儀器信號(hào)的關(guān)系曲線, 由于是用標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定繪制的 , 所以稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)確度 : 是指多次測(cè)定的平均值與真值（ 或標(biāo)準(zhǔn)值） 相符合的程度, 常用相對(duì)誤差來表示。超臨界流體: 某些具有三相點(diǎn)和臨界點(diǎn)的純物質(zhì), 當(dāng)它在高于其臨界點(diǎn)即高于其臨界溫度和臨界壓力時(shí), 就變成了既不是氣體也不是液體而是一種性質(zhì)介于氣體和液體之間的流體, 稱為超臨界流體。延遲熒光: 分子躍遷至T1 態(tài)后 , 因相互碰撞或通過激活作用又回到S1 態(tài) , 經(jīng)振動(dòng)弛豫到達(dá)S1 的最低振動(dòng)能級(jí)再發(fā)射熒光。這種熒光稱為延遲熒光。精密度 : 是指在相同條件下用同

2、一方法對(duì)同一試樣進(jìn)行的多次平行測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。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，它受校正曲線的斜率比較和儀器設(shè)備本身精密度的限制。檢出限：是指能以適當(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)定的最低濃度到遵循線性響應(yīng)關(guān)系的最高濃度間的范圍。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（ 如溶劑的極性、離子強(qiáng)度、pH 等 ） 和配比 , 使樣品中的各個(gè)組分都能在適宜的條件下得到分離。銳線光源: 銳線光源是空心陰極燈中特定元素的激發(fā)態(tài), 在一定條件下發(fā)出的半寬度只有吸收線五分之一的輻射光。自吸收：指

3、當(dāng)濃度較大時(shí)，處于激發(fā)光源中心的原子所發(fā)射的特征譜線被外層處于基態(tài)的同類原子所吸收，使譜線的強(qiáng)度減弱，這種現(xiàn)象稱為自吸收。原子線 : 原子外層電子吸收激發(fā)能后產(chǎn)生的譜線稱為原子線。離子線：離子外層電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)所發(fā)射的譜線。電離能：使原子電離所需要的最小能量。共振線：在所有原子發(fā)射的譜線中凡是由各高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)所長(zhǎng)生的譜線。 最后線：指樣品被測(cè)元素的含量如果不斷降低，強(qiáng)度弱的譜線就從光譜圖上消失，接著是次強(qiáng)的譜線消失，當(dāng)含量將至一定值后，只剩下最后的譜線稱為最后線。熒光：分子從S1態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)躍遷至S0各個(gè)振動(dòng)能級(jí)所產(chǎn)生的輻射光稱為熒光。磷光：?jiǎn)沃貞B(tài)的分子發(fā)生系問竄躍到三重

4、態(tài)后，接著發(fā)生快速的振動(dòng)弛豫到達(dá)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，再由該激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)的各個(gè)振動(dòng)能級(jí)時(shí)，發(fā)射出的光便是磷光?；瘜W(xué)發(fā)光：因吸收化學(xué)反應(yīng)能激發(fā)發(fā)光，稱為化學(xué)發(fā)光。生物發(fā)光：因發(fā)生在生物體內(nèi)有酶類物質(zhì)參與的化學(xué)發(fā)光。振動(dòng)松弛：分子吸收光輻射后，可被激發(fā)到任一振動(dòng)能級(jí)。在同一電子能級(jí)中，電子由高振動(dòng)能級(jí)迅速（約 10-12S ）轉(zhuǎn)至低振動(dòng)能級(jí)，而將多余的能量以分子振動(dòng)能形式消 耗掉一部分，這樣的過程稱之為振動(dòng)弛豫 ，是一種無輻射去激過程。內(nèi)轉(zhuǎn)換：相同多重態(tài)間的無輻射去激叫內(nèi)轉(zhuǎn)換。系問竄躍：不同多重態(tài)間的一種無輻射躍遷過程叫系問竄躍。量子產(chǎn)率：熒光量子產(chǎn)率是物質(zhì)熒光特性的重要參數(shù)，它反映了熒光物質(zhì)

5、發(fā)射熒光的的能力，其值越大，物質(zhì)的熒光越強(qiáng)。定義為小f=發(fā)射的光子數(shù)/吸收的光子數(shù)。去激發(fā)光：熒光或磷光去活化的過程 ，都是激發(fā)態(tài)分子重回基態(tài)得得途徑。斯托克斯位移：由于熒光物質(zhì)分子吸收的光經(jīng)過無輻射去激的消耗后降至S1態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，因而發(fā)射的熒光的波長(zhǎng)比激發(fā)光長(zhǎng)，能量比激發(fā)光小，這種現(xiàn)象稱為斯托克斯位移。光致發(fā)光：物質(zhì)因吸收光能而激發(fā)發(fā)光的現(xiàn)象。重原子效應(yīng)：苯環(huán)上取代上 F、Cl、Br、I后，系問竄躍加強(qiáng)，其熒光強(qiáng)度隨鹵素的相對(duì)原子質(zhì)量的增加而減弱 ，磷光效應(yīng)增強(qiáng)的現(xiàn)象。色散：由光源光譜成分中不同波長(zhǎng)的不同群速度所引起的光脈沖展寬的現(xiàn)象。等離子體：是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后

6、產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，它廣泛存在于宇宙中，常被視為是除去固、液、氣外，物質(zhì)存在的第四態(tài)。自蝕：在發(fā)射光譜及吸收光譜中，在光源中譜線的輻射是從光源發(fā)光區(qū)域的中心軸輻射出來的，它將通過周圍空間一段路程，然后向四周空間發(fā)射。發(fā)光層四周的蒸汽原子，一般比中心原子處于較低的能級(jí)，因而當(dāng)輻射能通過這段路程時(shí)，將被其自身的 原子所吸收，而使譜線中心的強(qiáng)度減弱，這種現(xiàn)象稱為自吸收。當(dāng)自吸現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)會(huì) 使譜線消失就是所謂的自蝕現(xiàn)象。質(zhì)量分析器：質(zhì)譜儀器中的核心器件， 在磁場(chǎng)或電場(chǎng)的作用下使離子按質(zhì)荷比分離的 部件。多普勒變寬：又稱熱變寬，是由原子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)引起的.在原子蒸汽中，原子處于雜亂無

7、章的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)趨向光源方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子將吸收頻率較高的光波，當(dāng)背離光源方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子將吸收頻率較低的光波，相對(duì)極大吸收頻率而言，既有紫移(向高頻率方向移動(dòng))，又有紅移(向低頻率方向移動(dòng))，這種現(xiàn)象叫多普勒變寬或熱變寬.2 .填空題1 .光是一種電磁輻射，具有波粒二象性。不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越低, 波數(shù)越位,能量越低2 .發(fā)射光譜的特征是在暗背景上有明亮的譜線或譜區(qū)，吸收光譜的特征則是在連續(xù)的亮背景上有暗線或暗區(qū)。3 .分子產(chǎn)生紅外吸收光譜應(yīng)該具備的兩個(gè)條件是：(1)輻射光子具有的能量與發(fā)生振動(dòng)躍遷所需的能量相匹配;(2)輻射與物質(zhì)分子之間有偶合作用，即分子振動(dòng)必須伴

8、隨偶極矩的變 化。4 .紫外一可見分光光度法的實(shí)際應(yīng)用中，為了減小濃度的相對(duì)誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，一般 應(yīng)控制待測(cè)溶液的吸光度在0.20.7透身寸率為65%20%。5 .正相色譜是指:流動(dòng)相極性小于固定相；反向色譜是指流動(dòng)相極性大于固定相。6 .速率理論的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:H=A+B/U+C U,A、B、C三項(xiàng)分別代表:渦流擴(kuò)散項(xiàng)、分子縱向 擴(kuò)散項(xiàng)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)。7 .詵擇性是指分析方法不受試樣中基體共存物質(zhì)干擾的程度：選擇性越好，即干擾越少。8 .磷光的產(chǎn)生是指當(dāng)受激分子降至 S1的最低振動(dòng)能級(jí)后，如果經(jīng)系間竄躍至 T1態(tài)，并經(jīng)T1 態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)回到 S0態(tài)的各振動(dòng)能級(jí)，此過程輻射的光稱為磷

9、光。9 .樣品中有a、b、c、d、e和f六個(gè)組分，它們?cè)谕簧V柱上的分配系數(shù)分別為 370、516、 386、475、356和490，請(qǐng)排出它們流出色譜柱的先后順序?yàn)椋篹、a、c、d、f、b。3 .寫出下列英文縮寫的中文含義原子吸收光譜法AAS高效毛細(xì)管電泳HPCE紅外吸收光譜法IR核磁共振波譜法NMR高效液相色譜HPLC電滲流EOF紫外UV質(zhì)譜分析法MS氣相色譜法GC薄層色譜TLC氣液色譜LC毛細(xì)管區(qū)帶電CZE超臨界流體色譜SFC240 刑踴 300 物現(xiàn)Aimi）（紫外吸收光譜）（紅外光譜）fl -MV c A c c D n D or- 1 4J- dl flj-（色譜圖）（質(zhì)譜圖）-

10、50 KOODOO- 864 2-MUuptnnqRu>苜1;B(求)學(xué)f4 .圖譜判斷5 .簡(jiǎn)答題1 .為什么分子光譜總是帶狀光譜？答：因?yàn)樵趯?shí)際上，一個(gè)電子能級(jí)的躍遷往往疊加許多振動(dòng)能級(jí)，而一個(gè)振動(dòng)能級(jí)的躍 遷又可能疊加許多轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷。若分子中的原子多于兩個(gè)，躍遷的狀態(tài)就更多樣復(fù)雜，分子發(fā) 生電子能級(jí)躍遷時(shí)的這種能級(jí)多重疊現(xiàn)象，決定了分子光譜的形狀-光帶光譜。2 .如何選擇參比溶液？參比溶液的作用是什么 ？答 : 參比溶液選擇的具體方法如下：當(dāng)顯色劑、試劑在測(cè)定波長(zhǎng)下均無吸收時(shí)，用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤?，稱為空白溶劑；若顯色劑和其它試劑無吸收，而試液中共存的其它離子有吸收，則用不加顯色劑的試

11、液為參比溶液，稱為樣品空白；當(dāng)試劑、顯色劑有吸收而試液無色時(shí)，以不加試液的試劑、顯色劑按照操作步驟配成參比液，稱試劑空白，總之，要求用參比液調(diào)A=0后，測(cè)得被測(cè)組分的吸光度的關(guān)系符合朗伯-比爾定律，參比溶液選擇的原則是使試液的吸光度能真正反映待測(cè)物的濃度。通常利用空白試驗(yàn)來消除因溶劑或器皿對(duì)入射光吸收和反射帶來的誤差。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,可以消除由此色皿、顯色劑、溶劑和試劑對(duì)待測(cè)組分的干擾。3 . 為什么雙波長(zhǎng)測(cè)定法無需使用參比溶液，只用樣品溶液即可完全消除背景？答：雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)是用兩種不同的波長(zhǎng)（入1和入2）的單色光交替照射試液，經(jīng) 光電倍增交替接收，測(cè)的

12、是扣除了背景干擾的吸光度之差A(yù)A, A A=A 2-AA1,只要入1和入2選擇適當(dāng)，A A就是扣除了背景吸收的吸光度，因此無需使用參比溶液，只用樣品溶液 即可完全扣除背景。4 .原子發(fā)射光譜法定量分析的基本公式為：log I= log c+log a為什么說該公式只有在低濃度時(shí)才成立？答：因?yàn)楫?dāng)濃度較大時(shí)，處于激發(fā)光源中心的原子所發(fā)射的特征譜線被外層處于基態(tài)的同類原子所吸收，使譜線的強(qiáng)度減弱發(fā)生自吸收現(xiàn)象。b 自吸收常數(shù)，濃度低時(shí)，自吸收現(xiàn)象可忽略，b 值接近于1，隨著濃度增加，b 值漸漸減小，當(dāng)濃度足夠大時(shí)，b 值接近于0，此時(shí)譜線強(qiáng)度幾乎達(dá)到飽和。5 . 同一種原子的發(fā)光譜線為什么往往比吸

13、收光譜的譜線多得多？答：因?yàn)槲展庾V的大多數(shù)譜線是原子中的價(jià)電子從基態(tài)到各激發(fā)態(tài)之間躍遷產(chǎn)生的，而原子發(fā)光譜中，除了電子從各激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)外，還包含了不同激發(fā)態(tài)之間的躍遷，所以譜線比原子吸收譜線多。6 .何謂瑞線光源？原子吸收法中為什么要采用瑞線光源？簡(jiǎn)述空心陰極燈（ HCL產(chǎn)生特征性瑞線光源的基本原理。答： 空心陰極燈中特定元素的激發(fā)態(tài), 在一定條件下發(fā)出的半寬度只有吸收線五分之一的輻射光。原因： 1. 瑞線光源能發(fā)射待測(cè)元素的共振線，且半寬度小于吸收譜線。2. 瑞線光源輻射有足夠的穩(wěn)定性。3. 瑞線光源發(fā)射強(qiáng)度高。4. 使用壽命長(zhǎng)。5. 背景輻射值小。原理：當(dāng)在陰極和陽極間施加足夠大的直

14、流電壓后，電子由陰極高速射向陽極，運(yùn)動(dòng)中與內(nèi)充惰性氣體原子碰撞并使其電離，電離產(chǎn)生的正離子在電場(chǎng)作用下高速撞擊陰極內(nèi)壁被測(cè)元素的原子，使其以激發(fā)態(tài)的形式濺射出來，當(dāng)它很快從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)，便輻射出該金屬元素的特征共振線。7 . 什么是化學(xué)位移？試簡(jiǎn)述化學(xué)位移有什么重要作用？有哪些因素影響化學(xué)位移？答： 化學(xué)位移是核外電子云對(duì)抗外加磁場(chǎng)的電子屏障作用所引起共振時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度及共振頻率的位移。作用：根據(jù)化學(xué)位移的大小來判斷原子核所處的化學(xué)環(huán)境，也就是物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。影響因素：1. 電負(fù)性： 電負(fù)性越強(qiáng)。繞核的電子云密度越小，對(duì)核產(chǎn)生的屏蔽作用越弱，共振信號(hào)移向低場(chǎng)。2. 磁各向異性效應(yīng)：質(zhì)子與某一

15、基因的空間關(guān)系有時(shí)會(huì)影響質(zhì)子化學(xué)位移的效應(yīng)。3. 其他因素：當(dāng)分子形成氫鍵時(shí)，質(zhì)子周圍電子云密度下降，具有氫鍵的質(zhì)子比沒有氫鍵的質(zhì)子化學(xué)位移大，溫度、PH也會(huì)影響化學(xué)位移。8 . 什么是自旋偶合、自旋分裂？它們是怎樣產(chǎn)生的？答：自旋偶合：自旋量子數(shù)不為零的核在外磁場(chǎng)中會(huì)存在不同能級(jí)，這些核處在不同自旋狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生小磁場(chǎng)，產(chǎn)生的小磁場(chǎng)將與外磁場(chǎng)產(chǎn)生疊加效應(yīng)，使共振信號(hào)發(fā)生分裂干擾。這種核的自旋之間產(chǎn)生的相互干擾稱為自旋偶合。自旋分裂：指質(zhì)子受到相鄰基因的質(zhì)子的自旋狀態(tài)的影響，使其吸收峰裂分譜線增加的現(xiàn)象。產(chǎn)生：它們是由于相鄰質(zhì)子間的相互作用引起的裂峰或裂分譜線增加的現(xiàn)象。9 . 色譜分析法的最大

16、特點(diǎn)是什么？它有哪些類型？答：最大特點(diǎn)：分離效率高。分類：1. 按兩相狀態(tài)分：a. 氣象色譜（氣-固色譜、氣-液色譜）b. 液相色譜（液-固色譜、液 - 液色譜）c. 超臨界流體色譜。2. 按固定相的外形及性質(zhì)分：a. 柱色譜（填充柱色譜和空心毛細(xì)管柱色譜）b. 薄層色譜 c. 紙色譜。3. 按分離原理分：a. 分配色譜b. 吸附色譜c. 離子交換色譜d. 凝膠色譜。10 . 對(duì)固定液和擔(dān)體的基本要求是什么？如何選擇固定液？答： a. 對(duì)擔(dān)體的要求：擔(dān)體應(yīng)具有足夠大的表面積和良好的空穴結(jié)構(gòu)，以便使固定液于試樣間有較大的接觸面積、且能均勻地分布成一薄膜。b. 擔(dān)體表面應(yīng)呈化學(xué)惰性，沒有吸附性或吸

17、附性弱，更不能與被測(cè)物起反應(yīng)。c. 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。11 . 高效液相色譜儀一般可分為那幾個(gè)部分？試比較氣象色譜和液相色譜異同點(diǎn)。答：主要有四個(gè)部分：高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。相同點(diǎn)：對(duì)混合物進(jìn)行分離、分析、測(cè)定。不同點(diǎn)： a. 氣象色譜法只能分析氣體和沸點(diǎn)較低的化合物，可分析的有機(jī)物僅占有機(jī)物總數(shù)的20%；對(duì)于沸點(diǎn)較高，熱穩(wěn)定性差，相對(duì)分子質(zhì)量大的有機(jī)物，主要采用高效液相色譜法進(jìn)行分離和分析。b. 氣象色譜法的流動(dòng)相是惰性氣體，僅起運(yùn)載作用；高效液相色譜法中的流動(dòng)相可以選擇不同極性的液體，與固定相競(jìng)爭(zhēng)對(duì)組分的作用，使高

18、效液相色譜增加了一個(gè)控制和改進(jìn)分離條件的參數(shù)。c. 氣象色譜法一般都在較高溫度下進(jìn)行分離和測(cè)定，其應(yīng)用范圍受到較大的限制，高效液相色譜一般在室溫下進(jìn)行分離和分析，不受樣品揮發(fā)性和高溫下穩(wěn)定性的限制，適于分離分析生物大分子，離子型化合物，不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和各種高分子化合物。12 . 什么叫梯度洗脫？梯度洗脫有什么優(yōu)點(diǎn)？答：梯度洗脫：指在一個(gè)分子周期中，按一定的程序連續(xù)改變流動(dòng)相中溶劑的組成（如溶 劑的極性，離子強(qiáng)度，PH等）和配比，使樣品中的各個(gè)組分都能在適宜的條件下得到分離。優(yōu)點(diǎn)：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。13 .何謂正相色譜和反相

19、色譜？答：正相色譜：在正相色譜中，其流動(dòng)相極性小于固定相，極性小的先流出，適于分析極 性化合物。反相色譜：指流動(dòng)相極性大于固定相，極性大的組分先流出色譜柱，極性小的組分后 流出，適用于分析非極性化合物。14 .在毛細(xì)管電泳中，為什么通常可以在陰極檢測(cè)出所有離子？答:在毛細(xì)管電泳中，由于電滲流（EOF）的存在，而且EOF的方向一般是正極到負(fù)極，陽離 子向陰極遷移，與EONf向一，移動(dòng)速率最快,所以最先流出；陰離子向陽極移動(dòng)，與EO切向 相反，但電滲流移動(dòng)速率一般比電泳速率大一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以陰離子被電滲流攜帶緩慢移向陰極；中性分子則隨EOF遷移。因彼此不能分離，故可將所有陽離子、中性分子和陰離子先

20、 后分別帶到毛細(xì)管的同一末端，并被檢測(cè)，利用中性物質(zhì)的出峰時(shí)間可以測(cè)定電滲流遷移速 率的大小并簡(jiǎn)述判斷依據(jù)或原則。15 .區(qū)別下圖中某組分的三種光譜：吸收光譜、熒光光譜和磷光光譜答:從左到右，依次是吸收峰、熒光峰、磷光峰，根據(jù)其各自產(chǎn)生原理進(jìn)行分析說明16 .處于單重態(tài)和三重態(tài)的分子其性質(zhì)有何不同？為什么會(huì)發(fā)生竄躍？答:不同點(diǎn)：S態(tài)（單重態(tài)）分子在磁場(chǎng)中不能發(fā)生能級(jí)分裂，有抗磁性,T態(tài)（三重態(tài)） 分子有順磁性電子在不同多重態(tài)間躍遷時(shí)需換向，不易發(fā)生，所以單重態(tài)與三重態(tài)間的躍遷概率總比單重態(tài)與單重態(tài)間的躍遷概率小激發(fā)單重態(tài)電子排斥比對(duì)應(yīng)激發(fā)三重態(tài)強(qiáng)，所以各狀態(tài)的能量高低為 S2>T2>S1>T1>SC©受?敗態(tài)S態(tài)和T2態(tài)的壽命很短。原因：在各個(gè)電子能級(jí)中振動(dòng)能級(jí)非常靠近，勢(shì)能面發(fā)生重疊交叉，而交叉的地方又是一樣17 .朗伯-比爾定律的物理意義