08級《儀器分析》終極答案

1、儀器分析復(fù)習(xí)題一、選擇題（共20分，每小題2分）1. 關(guān)于直流電弧，下列說法正確的是：（）a直流電弧是一種自吸性很強(qiáng)、不穩(wěn)定的光源b直流電弧的檢出限比交流電弧差c直流電弧的電極頭溫度比交流電弧低d直流電弧只能進(jìn)行定性、半定量分析，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析2. 應(yīng)用GC方法來測定痕量硝基化合物，宜選用的檢測器為：（）a熱導(dǎo)池檢測器b氫火焰離子化檢測器c電子捕獲檢測器d火焰光度檢測器3. 用反相液相色譜分離苯、甲苯、乙苯、聯(lián)苯，先流出色譜柱的組分是：（）a乙苯 b甲苯c苯 d聯(lián)苯4空心陰極燈的構(gòu)造是：（）a待測元素作陰極，鉑棒作陽極，內(nèi)充氮氣b待測元素作陽極，鉑棒作陰極，內(nèi)充氬氣c待測元素作陰極，鎢

2、棒作陽極，燈內(nèi)抽真空d待測元素作陰極，鎢棒作陽極，內(nèi)充惰性氣體5. 等離子體是一種電離的氣體，它的組成是：（）a正離子和負(fù)離子b離子和電子c離子和中性原子d離子，電子和中性原子6. 在色譜流出曲線上，兩峰間距離決定于相應(yīng)兩組分在兩相間的：（）a保留值 b分配系數(shù)c擴(kuò)散速度d傳質(zhì)速率7. 用電位法測定溶液的pH值時，電極系統(tǒng)由玻璃電極與飽和甘汞電極組成，其 中玻璃電極是作為測量溶液中氫離子活度（濃度）的： （）a金屬電極 b參比電極c指示電極d電解電極8. 分離因子a:（）a與柱溫?zé)o關(guān)b與所用固定相有關(guān)c與氣化溫度有關(guān)d與柱填充狀況及流速有關(guān)9. 用色譜法對復(fù)雜未知物進(jìn)行定性分析的最有效方法是：

3、（）a利用檢測器的選擇性定性b利用已知物對照法定性c利用文獻(xiàn)保留數(shù)據(jù)定性d利用色譜峰的面積或峰高數(shù)據(jù)定性10. 在氣-液色譜分析中，當(dāng)兩組分的保留值很接近，且峰很窄，但只能部分分離, 其原因是：（）a柱效能太低 b容量因子太大c柱子太長 d固定相選擇性不好()11. 在GC和HPLC中，影響柱的選擇性不同的因素是:a固定相的種類 b柱溫c流動相的種類d分配比12. 分離有機(jī)胺時，最好選用的色譜柱為：()a非極性固定液柱b低沸點固定液柱c空間排阻色譜柱d氫鍵型固定液柱13. 影響譜線變寬的最主要因素是以下哪種：()a自然變寬 b熱變寬c碰撞變寬d自吸變寬14. 空心陰極燈中對發(fā)射線寬度影響最大的

4、因素是：()a陰極材料 b填充材料c燈電流 d陽極材料15. 適合于植物中揮發(fā)油成分分析的方法是：()a原子吸收光譜b原子發(fā)射光譜c離子交換色譜d氣相色譜16. 原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生是所以：()a原子次外層電子在不同能態(tài)間的躍遷b原子外層電子在不同能態(tài)間的躍遷c原子外層電子的振動和轉(zhuǎn)動d原子核的振動17. 礦石粉末的定性分析，一般選擇下列哪種光源為好：()a交流電弧b直流電弧 c高壓火花 d等離子體光源18. 原子吸收法測定NaCI中微量K時，用純KCI配制標(biāo)準(zhǔn)系列制作工作曲線, 分析結(jié)果偏高，原因是：()a電離干擾b物理干擾 c化學(xué)干擾 d背景干擾19. pH玻璃電極產(chǎn)生的不對稱電位來源于：(

5、)a內(nèi)外玻璃膜表面特性不同b內(nèi)外溶液中H+濃度不同c內(nèi)外溶液的H+活度系數(shù)不同d內(nèi)外參比電極不一樣20. 用離子選擇電極標(biāo)準(zhǔn)加入法定量分析時，對加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的要求為：()a體積要大，其濃度要高b體積要小，其濃度要低c體積要大，其濃度要低d體積要小，其濃度要高21. 在以下因素中，不屬動力學(xué)因素的是：()a液膜厚度 b分配系數(shù)c擴(kuò)散速度d載體粒度22. 原子吸收分析中光源的作用是：()a供試樣蒸發(fā)和激發(fā)所需的能量b產(chǎn)生紫外光c發(fā)射待測元素的特征譜線d產(chǎn)生具有足夠濃度的散射光23. 在液相色譜中，范氏方程中對柱效能的影響可以忽略的是：()a渦流擴(kuò)散項b分子擴(kuò)散項(縱向擴(kuò)散項)c固定相傳質(zhì)阻力項d流

6、動相中的傳質(zhì)阻力24. 對于液相色譜，當(dāng)下列參數(shù)改變時，能引起分配系數(shù)改變的是：a柱長縮短b固定相改變c流動相流速增加d相比減少二、填空題（共15分，每空題1分）1. 液相色譜分析法常使用的化學(xué)鍵合反相色譜填充柱是 ，分離原理是，常使用流動相，分析分離 類化合物。十八烷基鍵合硅膠填充柱或 0DS（C18） 疏水作用極性溶劑（如水-甲醇）難揮發(fā)弱極性2. 氣相色譜分析中常用的通用檢測器有 ，。前者是型，而后者是型。熱導(dǎo)池火焰離子化濃度質(zhì)量3. 等離子體光源（ICP）具有、等優(yōu)點， 它 的裝置主要包 括、 、等部分。檢出限低基體效應(yīng)及自吸效應(yīng)小精密度高線性范圍寬高頻發(fā)生器等離子體炬管工作線圈（或進(jìn)

7、樣系統(tǒng)）4. 原子發(fā)射光譜定性分析時，攝譜儀狹縫宜，原因是、;而定量分析時，狹縫宜，原因是、 。小保證有足夠的分辨率減少譜線間重疊干擾大保證有較大的入射光強(qiáng)提高譜線強(qiáng)度5. 各種離子選擇性電極一般均由 、和組成，其電極電位產(chǎn)生的機(jī)制都是基于內(nèi)部溶液與外部溶液 的不同而產(chǎn)生電位差，其核心部分為 ，它主要對欲測離子響應(yīng)，而對其它離子則響應(yīng)或響應(yīng)很小，因此每一種離子選擇性電極都具有 選擇性。敏感膜及其支持體內(nèi)參比溶液內(nèi)參比電極活度敏感膜有無一定的6. 光譜定性分析的基本原理是：所以各種元素的 不同，在光源的激發(fā)下，可以產(chǎn)生各自的 ，其波長是由元素的 決定的，具有特征性和唯一性，因此可以通過檢查譜上有

8、無 的出現(xiàn)來確定該元素的存在。原子結(jié)構(gòu)特征譜線原子性質(zhì)特征譜線7. 液相色譜的分配比除了與組分、兩相的性質(zhì)、柱溫和柱壓有關(guān)外，還與有關(guān)，而與流動相和無關(guān)。故柱長增加則分配比 ，固定相量增加則分配比，流動相流速減小則分配比 ，相比增大則分配比。相比流速柱長不變增加不變減小8. 在液相色譜分析中，當(dāng)增大分配比則保留時間 和峰形變；當(dāng)流動 相速度增加則保留時間_和峰形變_;當(dāng)減小相比則保留時間 和峰形變 _;當(dāng)提高柱溫則保留時間 _和峰形變_。延長寬縮短窄延長寬縮短窄三、判斷下列敘述對與錯 （對的在括號中打 V”，錯的打 次”，共16分，每小題2分）1. 對于難揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的物質(zhì)，可用氣相色譜法進(jìn)

9、行分析。（）2. 對于高沸點、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大的有機(jī)物原則上可用高效液相色譜法 進(jìn)行分離、分析。（）3. 用電位法以pH計測定溶液的pH值時，可以直接在pH計上讀出待測溶液的 pH值，而不必用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液先定位。（）4. 原子吸收光譜中原子化器的作用是把待測元素轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)激發(fā)態(tài)原子。（）5. 在原子發(fā)射光譜分析中，譜線自吸（自蝕）的原因是激發(fā)源的溫度不夠高，基 體效應(yīng)嚴(yán)重。（）6. 原子發(fā)射光譜儀器對波長選擇器的要求與原子吸收光譜儀器要低。（）7. 對于高效液相色譜分析，可根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分離的可能性。（）8. 離子選擇性電極都是由對特定離子有特異響應(yīng)的敏感膜制成。（）9. 在液相

10、色譜中為了承受高壓，常采用停流進(jìn)樣與高壓定量進(jìn)樣閥進(jìn)樣。（）10. 銳線光源是發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源。（）11. 共振線是最強(qiáng)的譜線，在沒有其它譜線干擾的情況下，常選擇共振線作為分 析線。（）12. 銳線光源是發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源（如空心陰極燈）。（）13. 在使用銳線光源時，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻 率一致。（）14. 氣相色譜就是根據(jù)組分與固定相與流動相的親和力不同而實現(xiàn)分離。（）15. 火焰原子化法的原子吸收分析中，火焰溫度太高，激發(fā)態(tài)原子增加，電離度增大，基態(tài)原子減少，反而會導(dǎo)致測定靈敏度降低。（）1.(X)2. (V 3.(X)4

11、. X)5.( X )6.( x )7.( x )8.( V)9.( V)10.( V)11.( V)12.( V)13.( V)14.( V)15.( V)四、簡答題（共15分，每小題5分）1. 畫出氣相色譜流程圖，解釋色譜峰展寬的主要原因。答：載氣源-進(jìn)樣口和氣化室-色譜柱和柱溫箱-檢測器-記錄系統(tǒng)。運(yùn)用速率方程解 釋色譜峰展寬。2. 在液相色譜中，提高柱效的途徑有哪些？其中最有效的途徑是什么？答：液相色譜中提高柱效的途徑主要有：提高柱內(nèi)填料裝填的均勻性；改進(jìn)固定相；減小粒度；選擇薄殼形擔(dān)體；選用低粘度的流動相；適當(dāng)提高柱溫。其中，減小粒度是最有效 的途徑。3為什么原子吸收光譜分析對波長選

12、擇器的要求較原子發(fā)射光譜要低？答：原子吸收光譜的光譜較原子發(fā)射光譜的光譜簡單。4. 根據(jù)范氏方程，簡要分析要實現(xiàn)氣相色譜快速分析應(yīng)注意哪些操作條件？答：根據(jù)范氏方程，要實現(xiàn)氣相色譜快速分析應(yīng)注意：（1） 應(yīng)該選擇相對分子質(zhì)量較小的載氣（如H2,He），同時還應(yīng)該考慮載氣對不同檢測器 的適應(yīng)性。（2）柱溫不能高于固定液的最高使用溫度，以免引起固定液的揮發(fā)流失。在使最難分離組分能盡可能好的分離的前提下，盡可能采用較低的溫度，但以保留時間適宜，峰形不拖尾為度。（3）固定液用量：擔(dān)體表面積越大，固定液用量可以越高，允許的進(jìn)樣量也越多，但為 了改善液相傳質(zhì)，應(yīng)使固定液膜薄一些。（4）對擔(dān)體的要求：擔(dān)體表

13、面積要大，表面和孔徑均勻。粒度要求均勻、細(xì)?。ǖ灰?過小以免使傳質(zhì)阻力過大）（5） 進(jìn)樣速度要快，進(jìn)樣量要少，一般液體試樣0.15uL,氣體試樣0.110mL.（6） 氣化溫度：氣化溫度要高于柱溫3070 C。5. 為什么原子發(fā)射光譜法對火焰溫度的變化比原子吸收法更敏感？答：因為原子發(fā)射光譜法中火焰是作為激發(fā)光源，待測元素的蒸發(fā)、 原子化和激發(fā)電離都是在火焰中進(jìn)行的， 且其測定是基于激發(fā)態(tài)的原子為基礎(chǔ)；而原子吸收法中火焰僅作為原子化器，待測元素在火焰中只需要蒸發(fā)和原子化，無須激發(fā)和電離，且其測定是基于未被激發(fā)的基態(tài)原子為基礎(chǔ)。因此，原子發(fā)射光譜法對火焰溫度的變化比原子吸收法更敏感。6. 什么

14、叫內(nèi)標(biāo)法？為什么使用內(nèi)標(biāo)法？答：內(nèi)標(biāo)法是在試樣各含量不同的一系列標(biāo)準(zhǔn)試樣中，分別加入固定量的純物質(zhì)，即內(nèi)標(biāo)物。當(dāng)測得分析物和內(nèi)標(biāo)物對應(yīng)的響應(yīng)后， 以分析物和內(nèi)標(biāo)物的響應(yīng)比（或其函數(shù)） 對分 析物濃度（或含量） 作圖，即可得到相應(yīng)的校正曲線。最后用測得的試樣與內(nèi)標(biāo)物的響應(yīng)比（或其函數(shù)）在校正曲線上獲得對應(yīng)于試樣的濃度（或含量）。不難看出，內(nèi)標(biāo)法實際上是外標(biāo)法的一種改進(jìn)。 在影響響應(yīng)參數(shù)較多的儀器分析方法中，為了獲得精確的結(jié)果， 宜采用內(nèi)標(biāo)法，如氣相色譜法和發(fā)射光譜法。7. 畫出高效液相色譜儀基本結(jié)構(gòu)示意圖。答：儲液瓶-高壓泵-進(jìn)樣器-色譜柱-檢測器-記錄系統(tǒng)8. 簡要說明氣相色譜分析的基本原理。

15、答：借在兩相間分配原理而使混合物中各組分分離。氣相色譜就是根據(jù)組分與固定相與流動相的親和力不同而實現(xiàn)分離。組分在固定相與流動相之間不斷進(jìn)行溶解、揮發(fā)（氣液色譜),或吸附、解吸過程而相互分離，然后進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測。9. 對于液相色譜，能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分離的可能性？為什么？答：不能。有效塔板數(shù)僅表示柱效能的高低，柱分離能力發(fā)揮程度的標(biāo)志，而分離的可能性取決于組分在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異。10. 采用火焰原子化法的原子吸收分析中，是否火焰溫度愈高，測定靈敏度就愈高？為什么?答：不是。因為隨著火焰溫度升高，激發(fā)態(tài)原子增加，電離度增大，基態(tài)原子減少。所 以如果太高，反而可能會導(dǎo)致測定

16、靈敏度降低，尤其是對于易揮發(fā)和電離電位較低的元素， 應(yīng)使用低溫火焰。11. 簡要說明原子吸收光譜法中消除化學(xué)干擾的方法。原子吸收光譜法的化學(xué)干擾是所以被測元素原子與共存組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的 化合物，影響被測元素的原子化，而引起的干擾。消除化學(xué)干擾的方法：(1 )選擇合適的原子化方法提高原子化溫度，減小化學(xué)干擾。使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。(2) 加入釋放劑(releasingagent)釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測元素更穩(wěn)定的化合物，使被測元素釋放出來。(3) 加入保護(hù)劑(projectiveagent)保護(hù)劑作用是它可與被測元素生成易分解的

17、或更穩(wěn)定的配合物，防止被測元素與干擾組份生成難離解的化合物。保護(hù)劑一般是有機(jī)配合劑。(4) 加入消電離劑(ionizationbuffer)消電離劑是比被測元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制被測元素的電離。(5) 緩沖劑(bufferagent)于試樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入超過緩沖量(即干擾不再變化的最低限量)的干擾元素。如在 用乙炔一氧化亞氮火焰測鈦時，可在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入200ppm 以上的鋁，使鋁對鈦的干擾趨于穩(wěn)定。(6 )加入基體改進(jìn)劑對于石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進(jìn)劑，使其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化 學(xué)變化，其結(jié)果可以增加基體的揮發(fā)性或

18、改變被測元素的揮發(fā)性，以消除干擾。五、計算題(共24分，每小題8分)1. 在一根3m長的色譜柱上分析某試樣時，得如下色譜圖及數(shù)據(jù):厶17 minmn時，試計算：-t Ra 和 t RbbO如果當(dāng)b峰的底寬Yb=1 , _o甲論塔板數(shù)。(1)a 和b組分的調(diào)整保留時間 兩個組分的相對保留值(3) 該色譜柱(4) 如果要使兩組分的分離度 R=1.5，需要有效理論塔板數(shù)為多少？此時應(yīng) 使用多長的色譜柱？解：1)tRa=15-1=14( min );tRb=17-仁16( min );2) : ( ba) =tRb/tRa = 16/14=1.14 ；3) n=16(t Rb/Yb)2=16X172=

19、4624 ;22n 有效=16(t Rb/Yb) =16X16 =4096 ;4) R=1.5 ; : =1.14 ;通常對于填充柱，有效塔板高度Heff約為0.1cm ;2222代入公式：n 有效= 16R /( a-) =16X1.5 (1.14/1.14-1) =2387 ;L=16R o/( G-1) Heff=neff X Heff=2387 X 0.1 得：L=238.7cm 2.3m故：該用2.3米以上的色譜柱。2. 在某色譜條件下，分析只含有二氯乙烷、二溴乙烷和四乙基鉛三組分的樣品, 結(jié)果如下：項目二氯乙烷二溴乙烷四乙基鉛相對質(zhì)量校正因子1.001.651.75峰面積（cm2）

20、1.501.012.82試用歸一化法求各組分的百分含量。解：根據(jù)公式WjX1O0% =FX1OO%將表中數(shù)據(jù)代入計算得：二氯乙烷：m 18.5% ;二溴乙烷：20.6% ;四乙基鉛：60.9%。3. 用熱導(dǎo)池為檢測器的氣相色（譜法分析僅含乙醇、庚烷、苯和乙酸乙酯的混合M Afi試樣。測得它們的峰面積分別為：5.00cm2、9.00cm2、4.00cm2和7.00cm2,它們的重量相對校正因子分別為：0.64、0.70、0.78和0.79。求它們各自質(zhì)量分 數(shù)。解：根據(jù)公式Wj =旦勺00% =- x100%將表中數(shù)據(jù)代入計算得13芳i A=1m.15項目乙醇 X10Q% 庚烷苯乙酸乙酯牙Ai5

21、如加649.00 X.704.00 X.787.00 X.79質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.180.350.170.314. 用pH玻璃電極測定pH=5.0的溶液，其電極電位為+0.0435V ;測定另一未知 試液時電極電位則為+0.0145V，電極的響應(yīng)斜率每pH改變?yōu)?8.0mV ,求此未 知液的pH值。pH|x= _g.pH(0.0E35s0.0145 ) /0.058 = 5.5 p0.058pH S 2.303RT/F解：根據(jù)公式或公式：E=K+0.0435=K 0.058 X5.0 +0.0145=K 0.058pH 解和式，則得：pH=5.55. 在某色譜分析中得到下列數(shù)據(jù)：保留時間為5.0min

22、,死時間為I.Omin，固定相體積為2.0mL,柱出口載氣流速為50mL/min。試計算：(1)分配比；死體積；(3)分配系數(shù)；(4)保留體積。解：(1 )分配比；4, (2)死體積50ml ；( 3)分配系數(shù)100；( 4)保留體積250ml6 .組分A和B在1.8m長色譜柱上的調(diào)整保留時間tRA=3min18s , tRB=3min2s， 兩組分峰的半寬分別為丫1/2A=1.5mm 和Y1/2B=2.0mm，記錄儀走紙速度為600mm/h，試計算：(1) 該柱的有效塔板高度H有效、R和選擇因子二(2) 如果要使A和B的分離度R=1.5，色譜柱至少須延長多少？解：(1)n 有效=5.54(t

23、 ra/Y2,a )2=5.54 X 198 / (1.5 X 3600)/600681H 有效=L/n=(1.8 X03)/(2681)=0.67mmR=1.18(198-182)/3.5/(600/3600)=0.899：=tRA/tRB=198/182=1.082 2 2(2)n 有效=16R 2:? i；-1)2=16X1.52 X：1.088/0.088) 2=5503L=n 有效 H 有效=5503X0.67 =3.69m需延長 3.7 1.8 = 1.9m注：為什么？底寬不同可用嗎？不可用，如果底都為 1.5mm話，這樣可以。(2)L 2=(R 2/R1)2 XL1=(1.5/0

24、.899) 2 X1.8 = 5.0m7. 在一根2m長的色譜柱上，分析一個混合物，得到以下數(shù)據(jù)：苯、甲苯、及乙苯 的保留時間分別為 T 0, 2 2及3 1;半峰寬為0.211cm，0.291cm，0.409cm， 已知記錄紙速為1200m mh-1，求色譜柱對每種組分的理論塔板數(shù)及塔板高度。解：三種組分保留值用記錄紙上的距離表示時為：苯：(1+20/60 )X (1200/10) /60=2.67cm甲苯：(2+2/60) X 2=4.07cm乙苯：(3+1/60) X 2=6.03cm故理論塔板數(shù)及塔板高度分別為：甲苯和乙苯分別為：1083.7，0.18cm ； 1204.2，0.17c

25、m8. 分析某種試樣時，兩個組分的相對保留值r21=1.11，柱的有效塔板高度H=1mm，需要多長的色譜柱才能完全分離？解：根據(jù)公式得 L=3.665m9. 測定血漿試樣中鋰的含量，將三份 0.500mL血漿試樣分別加至5.00mL水中，然后在這三份溶液中加入(1)0mL，(2)10.0mL，(3)20.0mL 的0.0500mo l L-1LiCl標(biāo)準(zhǔn)溶液，在原子吸收分光光度計上測得讀數(shù)(任意單位)依次 為(1)23.0，(2)45.3，(3)68.0。計算此血漿中鋰的質(zhì)量濃度。解：將加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度換算成稀釋后的濃度，然后用其對吸光度作圖。換算后濃度分別為：Vs X10-3 X0.050

26、/5.501 1(1)0 , (2)9.09 X0-5mol , (3)1.82 XI0-4mol 故:血漿中鋰的濃度為 10.以原子吸收光譜法分析尿樣中銅的含量，分析線 所示，計算試樣中銅加入銅的質(zhì)量濃；吸光度A 人9.28 X10-5mol - L-1 /的質(zhì)量濃度(旳mL-1)。度J 4igmL-10.02.0324.8nm。測得數(shù)據(jù)如下表6.08.00.7570.9124.00.28 0*44 1 1 0.60解：采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，上表中濃度為以試液體積計算的濃度.標(biāo)準(zhǔn)曲線如下頁圖所示:六、名詞解釋(共30分，每小題3分)1. 指示電極用來指示溶液中離子活度變化的電極，其電極電位值隨溶液中離子活度的變化而變化， 在一定的測量條件下，當(dāng)溶液中離子