儀器分析試驗的課后習(xí)題答案及探討

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高效液相色譜

1．高效液相色譜法的特點

特點：檢測的分辯率和靈敏度高，分析速度快，重復(fù)性好，定量確切度高，應(yīng)用范圍廣。適用于分析高沸點、大分子、強極性、熱不穩(wěn)定有機及生化試樣的高效分開分析方法。2.高效液相色譜與氣相色譜的主要區(qū)別可歸結(jié)于以下幾點：

(1)進(jìn)樣方式的不同：高效液相色譜只要將樣品制成溶液，而氣相色譜需加熱氣化或裂解；(2)滾動相不同，在被測組分與滾動相之間、滾動相與固定相之間都存在著一定的相互作用力；(3)由于液體的粘度較氣體大兩個數(shù)量級，使被測組分在液體滾動相中的擴(kuò)散系數(shù)比在氣體滾動相中約小4~5個數(shù)量級；

(4)由于滾動相的化學(xué)成分可進(jìn)行廣泛選擇，并可配置成二元或多元體系，滿足梯度洗脫的需要，因而提高了高效液相色譜的分辯率（柱效能）；

(5)高效液相色譜采用5~10Lm細(xì)顆粒固定相，使流體相在色譜柱上滲透性大大縮小，滾動阻力增大，必需借助高壓泵輸送滾動相；

(6)高效液相色譜是在液相中進(jìn)行，對被測組分的檢測，尋常采用靈敏的濕法光度檢測器，例如，紫外光度檢測器、示差折光檢測器、熒光光度檢測器等。3.高效液相色譜的定性和定量分析的方法定性：（1）利用純物質(zhì)定性的方法

利用保存值定性：通過對比試樣中具有與純物質(zhì)一致保存值的色譜峰，來確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對比。利用參與法定性：將純物質(zhì)參與到試樣中，觀測各組分色譜峰的相對變化。（2）利用文獻(xiàn)保存值定性

相對保存值r21：相對保存值r21僅與柱溫柔固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊中都列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保存數(shù)據(jù)，可以用來進(jìn)行定性鑒定。定量：有歸一法、內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法

在定量分析中，采用測量峰面積的歸一化法、內(nèi)標(biāo)法或外標(biāo)法等，但高效液相色譜在分開繁雜組分式樣時，有些組分常不能出峰，因此歸一化法定量受到限制，而內(nèi)標(biāo)法定量則被廣泛使用。4．高效液相色譜試驗時，選擇滾動相時應(yīng)注意的幾個問題

（1）盡量使用高純度試劑作滾動相，防止微量雜質(zhì)長期累積損壞色譜柱和使檢測器噪聲增加。（2）避免滾動相與固定相發(fā)生作用而使柱效下降或損壞柱子。如使固定液溶解流失；酸性溶劑破壞氧化鋁固定相等。

（3）試樣在滾動相中應(yīng)有適合的溶解度，防止產(chǎn)生沉淀并在柱中沉積。

（4）滾動一致時還應(yīng)滿足檢測器的要求。當(dāng)使用紫外檢測器時，滾動相不應(yīng)有紫外吸收。5．影響分開的因素與提高柱效的途徑

（1）．液體的黏度比氣體大一百倍，密度為氣體的一千倍，故降低傳質(zhì)阻力是提高柱效主要途徑，降低固定相粒度可提高柱效。

（2）．液相色譜中，不可能通過增加柱溫來改善傳質(zhì)；（恒溫）（3）．改變淋洗液組成、極性是改善分開的最直接的因素。氣相色譜

1．氣相色譜法常用的幾種定量分析方法

（1）歸一化法：若試樣中含有N個組分,且各組分均能洗卓越譜峰,則其中某個組分i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可按下式計算：w(i)?

mim??100%?fi?Ai'mim1?m2???mn?100%f'i?fi?Ai'?100%f'S分別為組分i和內(nèi)標(biāo)物S的質(zhì)量校正因子

Ai、AS分別為組分i和內(nèi)標(biāo)物S的峰面積

特點及要求：

歸一化法簡便、確鑿；進(jìn)樣量的確鑿性和操作條件的變動對測定結(jié)果影響不大；僅適用于試樣中所有組分全出峰的狀況。

（2）外標(biāo)法,外標(biāo)法也稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。是在一定條件下，測定一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣的峰面積，繪出峰面積A對質(zhì)量分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,在嚴(yán)格一致的操作條件下,測定試樣中待測組分的峰面積,同測得的峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出被測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

特點及要求：外標(biāo)法不使用校正因子，確鑿性較高；操作條件變化對結(jié)果確鑿性影響較大；對進(jìn)樣量的確鑿性控制要求較高，適用于大批量試樣的快速分析。（3）內(nèi)標(biāo)法

內(nèi)標(biāo)法是在一定量試樣中參與一定量的內(nèi)標(biāo)物，根據(jù)待測物組分和內(nèi)標(biāo)物的峰面積及內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量計算待測組分質(zhì)量的方法。計算公式為：

wi?mim試樣

ms??100%?fi?Ai''fS?ASm試樣?100%?mSm試樣?AiAS?fif''S?100%f'if'S分別為組分i和內(nèi)標(biāo)物S的質(zhì)量校正因子

Ai、AS分別為組分i和內(nèi)標(biāo)物S的峰面積

特點：內(nèi)標(biāo)法的確鑿性較高，操作條件和進(jìn)樣量的稍許變動對定量結(jié)果的影響不大；每個試樣的分析，都要進(jìn)行兩次稱量，不適合大批量試樣的快速分析。內(nèi)標(biāo)物要滿足以下要求：（a）試樣中不含有該物質(zhì)；（b）與被測組分性質(zhì)比較接近；

（c）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（d）出峰位置應(yīng)位于被測組分附近，且無組分峰影響。2．色譜柱及柱溫

填充柱：3米長，直徑3毫米。柱溫Tc↑K↓毛細(xì)管柱：30～100米長，直徑0.5毫米。

選擇Tc的原則：①在使組分盡可能分開的條件下使用低溫。②Tc不能超過固定相的使用溫度和組分的分解溫度。組分性質(zhì)相差大的采用程序升溫，否則采取恒溫。

3．氣相色譜法特點：靈敏度高（10-11～-10-15g），分開效率高（異構(gòu)體、同系物），適合多組分同步分析，樣品用量少（μgng）4.試驗細(xì)節(jié)要求：

（1）.進(jìn)樣器有氣化作用，溫度＜350°℃，不能測沸點高于350℃的樣品。

（2）.載氣的要求：純度要高，枯燥，不能與未知樣反應(yīng)（H2，N2，He）。載氣流入要恒壓、恒速。（3）．最大的允許進(jìn)樣量，控制在峰面積或峰高與進(jìn)樣量呈線性關(guān)系的范圍內(nèi)。進(jìn)樣時間：越快越好。

（4）．氣化溫度：大于沸點，但要低于分解溫度。一般選擇氣化溫度比柱溫高30—70度。使液體試樣迅速氣化后被載氣帶入柱內(nèi)。六、思考題：

1、氣相色譜有哪幾種定量分析方法？

答：氣相色譜一般有如下定量分析方法：內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法、歸一法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)參與法。2、本試驗用的歸一化法在什么狀況下才能應(yīng)用？

答：歸一法具有簡便、確鑿、操作條件對結(jié)果影響小等優(yōu)點，但使用歸一法時，試樣中所有組分必需全部出峰，某些不需要定量的組分也要測出其校正因子各峰面積，因此該法在使用中受到限制。當(dāng)樣品中各組分均能流卓越譜柱且在色譜圖上均顯示色譜峰，其它雜質(zhì)峰干擾較小時可以使用歸一法，此方法適用于多組分同時測定。

離子分析法測F離子

1．檸檬酸鈉溶液在測量溶液中的作用：

檸檬酸鈉作為緩沖溶液,起著緩沖作用,控制溶液的PH范圍為5.5~6.5為最正確酸度,同時還可以消除Al3+、Fe3+對對F-的干擾，還可以使溶液中離子平均活度系數(shù)保持定值戰(zhàn)勝因非線性造成的誤差，提高分析測試的縝密度和確鑿度。2．氟離子選擇電極性能的判斷：

氟離子選擇電極性能又稱氟離子選擇電極的斜率。氟離子選擇電極性能的好壞，直接影響電極的響應(yīng)極限、線性范圍的大小和分析測試的確鑿度及縝密度。氟離子選擇電極性能的判別方法為：由Nemst方程可知，在20℃至25℃范圍內(nèi)，氟離子濃度每改變10倍，氟離子選擇電極的電位變化值應(yīng)在58±2mV之間。若在此條件下測試，氟離子選擇電極電位變化在此范圍內(nèi)，說明該電極性能良好。3．飽和甘汞電極對電位值的影響：

氟離子選擇電極法中，電極電位示值是相對參比電極(即飽和甘汞電極)讀取的。飽和甘汞電極的工作狀態(tài)，直接影響電位計的示值。

應(yīng)注意三個方面的問題：一是電極液中的氯化鉀溶液應(yīng)處于飽和狀態(tài)，否則，甘汞電極的電位值升高，電位計的示值增大；二是飽和氯化鉀電極液的液面不能低于要求的液面高度而使用。不用時將兩個橡皮套套上，使用一周后，應(yīng)將氯化鉀飽和溶液清洗掉，并換新的氯化鉀飽和溶液；三是飽和甘汞電極的溫度滯后現(xiàn)象。戰(zhàn)勝溫度滯后現(xiàn)象的方法為保持待測液的溫度一致，或電極放入溶液后等待3至5min，待電位計讀數(shù)穩(wěn)定后再進(jìn)行讀數(shù)。甘汞電極不正常，往往會出現(xiàn)電位計的示值不穩(wěn)定，線性變差、縝密度下降和最大空白值升高等問題。4．氟離子選擇電極在使用時應(yīng)注意的問題①氟電極應(yīng)浸入被測試液中

②在測量待測試液前應(yīng)用去離子水將電極清洗清白

③氟離子選擇電極測量F-時，最適合pH值范圍應(yīng)為5.5~6.5，所以應(yīng)控制溶液pH值范圍為5.5~6.5。④測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液前，控制空白電位值一致，以提高測試的縝密度和確鑿度。5影響測試結(jié)果的因素

影響測試結(jié)果的因素主要有pH值、待測液溫度、攪拌速度和測定的順序，所以應(yīng)保持測試條件應(yīng)一致。①氟離子選擇電極工作時，pH值的大小對測定結(jié)果有較大的影響，且這種干擾隨著氟離子活度的降低而增大。實際測定過程中，最正確pH值范圍應(yīng)為5.5~6.5為宜，pH值較大時，可造成氟離子濃度升高的假象；pH值較低時，氟離子與溶液中氫離子生成HF或HF2-，從而降低溶液中氟離子的濃度，影響測試的確鑿度和縝密度。

②標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測液在同一溫度下測量，并盡量保持測定體系溫度的一致，避免因溫度的變化而引起測量電位示值較大的漂移。1mV的測量誤差對一價離子引起的活度測量的相對誤差約為4％。

③測定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列時，依照濃度先低后高的順序進(jìn)行(由低濃度向高濃度逐個測定)，以消除電極的“記憶效應(yīng)〞。切勿由高濃度向低濃液逐個測定，測定終止后，一定要用空白溶液將電極冼至接近空白溶液的電位值，然后進(jìn)行樣品待測液的測定。

④組分繁雜樣品的測試。若樣品組分很繁雜，如土壤樣品，可采用一次標(biāo)準(zhǔn)參與法，以減少基體的影響，但需注意，參與到未知試樣中的標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，應(yīng)不使溶液體系的離子濃度發(fā)生較大變化，參與的體積為樣品溶液的1％左右，且使電位的改變量△E在30mV至40mV之間。6．測試前應(yīng)注意的問題

氟離子選擇電極應(yīng)在蒸餾水或去離子水中洗滌至最大空白電位值。洗滌時，燒杯中放入磁棒，調(diào)整磁力攪拌機的轉(zhuǎn)速至適合后，不要輕易改變轉(zhuǎn)速。在測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測液時，更應(yīng)注意這一點，否則會影響測定的縝密度。

微分脈沖極譜法測定果汁中維生素C的含量

1．脈沖極譜分析的特點

改變了方波極譜中方波電壓連續(xù)的方式，代之以在每一滴汞滴增長到一定的時間時，在直流線形掃描電壓上疊加一個10~100mV的脈沖電壓，脈沖持續(xù)4~80ms。脈沖極譜允許支持電解質(zhì)的濃度小好多（0.01~0.1mol/L），這有利于降低痕量分析的空白值，還降低了毛細(xì)管噪聲，對電極反應(yīng)速度較慢的不可逆電對，其靈敏度亦有所提高。2．標(biāo)準(zhǔn)參與法

標(biāo)準(zhǔn)參與法的優(yōu)缺點：標(biāo)準(zhǔn)參與法適用于樣品組分繁雜的狀況,其缺點是,由于進(jìn)樣屢屢,進(jìn)樣誤差加倍。優(yōu)點是確鑿度較高,由于參與的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積很小,避免了底液不同所引起的誤差。但是假使參與的標(biāo)準(zhǔn)溶液太少，波高增加的值很小，則測量誤差大；若參與的量太大，則引起底液組成的變化。所以使用這一方法，參與標(biāo)準(zhǔn)溶液的量要適當(dāng)。另外要注意的是，只有波高與濃度成正比關(guān)系時才能使用標(biāo)準(zhǔn)參與法。

使用標(biāo)準(zhǔn)參與法時應(yīng)注意以下幾點:

1）待測元素的濃度與其相應(yīng)的吸光度應(yīng)呈直線關(guān)系；

2）為了得到較為確切的外推結(jié)果，最少應(yīng)采用4個點（包括試