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化學(xué)儀器分析期末考試總結(jié)

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第一篇:化學(xué)儀器分析期末考試總結(jié)

離子色譜法測(cè)定自來水中鹵素離子

實(shí)驗(yàn)原理

離子色譜在分離陰離子時(shí),常用NaHCO3混合溶液為滾動(dòng)相(淋洗液),以陰離子交換交換柱為固定相,水樣中待測(cè)離子隨淋洗液進(jìn)入離子交換柱系統(tǒng)(由保護(hù)柱和分離柱組成)。根據(jù)分離柱對(duì)各種陰離子親和力不同,已分離的陰離子流經(jīng)陰離子抑制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成搞顛倒的強(qiáng)酸,二淋洗液則轉(zhuǎn)換成弱電導(dǎo)率的碳酸。由電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量各種離子組分的電導(dǎo)率,已保留時(shí)間定性、峰高或峰面積定量。

思考題

1、離子色譜儀如何抑制淋洗液NaHCO3-Na2CO3電導(dǎo) 淋洗液電解生成的H+可有效地淋出液的背景電導(dǎo)值。樣品溶液進(jìn)入離子色譜后,其陰離子最終將色譜柱中所有可交換的離子置換出來,同時(shí)由檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為恒定的信號(hào)—基線。然后進(jìn)樣少量樣品,樣品離子即被樹脂柱所接受,并與等同數(shù)量的淋洗液離子交換。如果樣品中所有離子的濃度大于淋洗液離子濃度,當(dāng)他沿著柱子移動(dòng),并通過電導(dǎo)檢測(cè)器便得到一個(gè)正峰,反之得到一個(gè)負(fù)峰。進(jìn)樣后,淋洗液離子繼續(xù)不斷地經(jīng)泵輸入色譜,對(duì)樹脂的可交換部位與樣品離子進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),并且使樣品離子沿著柱子移動(dòng)。由于樣品離子對(duì)數(shù)值有著不同的親和能力,因而不同的樣品,離子沿柱以不同的速度移動(dòng),最后完成分離。

2、在一定固定相色譜條件測(cè)定試樣中F-、Cl-、Br-、NO3-、PO43-、SO42-簡(jiǎn)述決定保留時(shí)間參數(shù)規(guī)律

影響保留時(shí)間的參數(shù):離子的性質(zhì)(價(jià)態(tài),尺寸,極化程度,酸的電離強(qiáng)度)

參數(shù)①價(jià)態(tài) 待測(cè)離子的價(jià)態(tài)越高,保留時(shí)間越長(zhǎng)。但多價(jià)離子的保留如正磷酸鹽與淋洗液的pH值有關(guān),例如PO43-pH在8~9時(shí),PO43-以H3PO4-形式存在,離子價(jià)態(tài)H3PO43-

參數(shù)③極化程度 離子極化程度越強(qiáng),保留時(shí)間越長(zhǎng) 紅外光譜測(cè)定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)原理

紅外光譜時(shí)研究分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)信息的分子光譜,它反映了分子化學(xué)鍵的特征吸收頻率,根據(jù)紅外光譜的峰位,峰強(qiáng)及峰形,判斷化合物中可能存在的官能團(tuán),從而可用于化合物結(jié)構(gòu)判斷。當(dāng)一定頻率(一定能量)的紅外光照射分子時(shí),如果分子某個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率和外界紅外輻射頻率一致,二者就會(huì)產(chǎn)生共振。此時(shí),光的能量通過分子偶極炬的變化傳遞給分子,這個(gè)基團(tuán)就吸收一定頻率的紅外光,產(chǎn)生振動(dòng)躍遷(由原來的基態(tài)躍遷到較高的振動(dòng)能級(jí),從而產(chǎn)生紅外吸收光譜。用連續(xù)改變頻率的紅外光照射某試樣,將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄下來,就得到試樣的紅外吸收光譜圖。由于振動(dòng)能級(jí)的躍遷伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷,因此所得的紅外光譜不是簡(jiǎn)單的吸收線,而是一個(gè)吸收帶。思考題

1、用壓片法制樣時(shí),為什么要將固體試樣研磨到顆粒度在2?m左右?為什么要求KBr粉末干燥避免吸水受潮? ①紅外壓片時(shí)要求顆粒盡量細(xì)小,這樣才會(huì)使制得的壓片對(duì)紅外光的透過性好。當(dāng)研磨時(shí)不到位,致使顆粒過大,將嚴(yán)重影響紅外光透過,降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

②因?yàn)樗旧韺?duì)紅外光有吸收,為了防止干擾樣品譜,KBr粉末必須要干燥,并且潮濕的KBr粉末對(duì)制片也會(huì)產(chǎn)生影響。

2、羥基化合物譜圖的主要特征是什么?

O-H伸縮振動(dòng)在3700~3100cm-1,游離的-OH伸縮振動(dòng)在3650~3580cm-1,締合的-OH伸縮振動(dòng)在3400~3200cm-1,締合羥基移向低波數(shù),由于氫鍵的存在頻率降低,譜帶變寬,?小于3600cm-1。締合程度越大,峰越寬,移向低波數(shù)是羥基化合物紅外譜圖的主要特征。

3、芳香烴的紅外特征吸收在譜圖的什么位置?

基頻區(qū):①伸縮振動(dòng)在3000cm-1以上為不飽和烴(包括芳烴)C-H伸縮振動(dòng) ②單環(huán)芳烴的C=C伸縮振動(dòng)在1620~1450cm-1范圍內(nèi)有四個(gè)吸收峰,其中1520~1480cm-1和1620~1590cm-1區(qū)域的兩個(gè)吸收頻率是判斷芳環(huán)是否存在的重要標(biāo)志。③苯的衍生物在2000~1677cm-1區(qū)域出現(xiàn)C-H面外彎曲振動(dòng)的泛頻峰,強(qiáng)度很弱。

指紋區(qū):苯環(huán)的C-H面外彎曲振動(dòng)在900~650cm-1出現(xiàn)吸收譜帶。電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)測(cè)定廢水中的銅鋅錳

實(shí)驗(yàn)原理

思考題

1、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)法測(cè)定的特點(diǎn)是什么 優(yōu)點(diǎn):①等離子體激發(fā)溫度高(5000~8000K)左右

②對(duì)所測(cè)定的元素可以同時(shí)測(cè)定,選擇性強(qiáng)(Mn選靈敏度低的)③準(zhǔn)確度高,檢出限低,分析靈敏度高(可檢出ng/ml級(jí)含量)④線性范圍寬,可選4~6個(gè)數(shù)量級(jí),既可測(cè)定試樣中的常量組分元素,又可測(cè)定主成分元素

⑤基體效應(yīng)小。能夠進(jìn)行定性及定量分析,能實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣多元素同時(shí)分析,分析軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)便于操作,功能強(qiáng)大。控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):中文軟件、Windows系統(tǒng)界面操作,使用十分方便,大大提高了分析效率 ⑥分析速度極快

缺點(diǎn):非金屬元素不易檢測(cè)或檢出的靈敏度低,儀器昂貴,氣體貴

2、簡(jiǎn)述現(xiàn)代ICP-AES儀器編程、點(diǎn)燃、熄滅的操作過程(1)①先調(diào)氣壓0.6MPa ②開啟穩(wěn)壓電源開關(guān)(預(yù)熱五分鐘)預(yù)熱中打開計(jì)算機(jī)、打印機(jī) ③待機(jī)器正常,打開主機(jī)開關(guān)

④打開Salsa軟件,檢查聯(lián)機(jī)通訊情況。⑤設(shè)定參數(shù) a光室程序34℃(33~35℃)b水可觀測(cè) c激發(fā)功率1.1KW,冷卻氣體流量20LPM 輔助氣體流量0.21LPM 霧化氣壓力30PSI d檢測(cè)器制定-設(shè)定制定狀態(tài)為-40℃(達(dá)到-40℃時(shí)方可點(diǎn)火)

(2)測(cè)定編程:選測(cè)定元素,分析線Cu:324.754 Zn:213.856 Mn:293.306 波長(zhǎng)校正、標(biāo)準(zhǔn)溶液配置

(3)點(diǎn)火:打開循環(huán)水、排風(fēng)扇開關(guān),檢測(cè)器降溫-40℃點(diǎn)火(4)標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,繼續(xù)樣品測(cè)定,統(tǒng)計(jì)計(jì)算(5)按軟件要求關(guān)機(jī)①進(jìn)樣系統(tǒng)洗5min ②主機(jī)熄火 ③關(guān)檢測(cè)器(溫度至室溫)④關(guān)循環(huán)水 ⑤推出計(jì)算機(jī)控制、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ⑥關(guān)計(jì)算機(jī) ⑧關(guān)穩(wěn)定電源 ⑨關(guān)氬氣開關(guān) ⑩關(guān)總開關(guān)

分子熒光法測(cè)定奎寧的含量

實(shí)驗(yàn)原理

奎寧在稀酸溶液中是強(qiáng)熒光物質(zhì),它有兩個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)250nm和350nm,熒光發(fā)射峰在450nm。在低濃度時(shí),熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)量濃度成正比。If?kc

分析熒光法的基本原理:處于第一電子激發(fā)單重態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)的分子,以輻射躍遷的形式返回基態(tài)各振動(dòng)能級(jí)時(shí),就產(chǎn)生了分析熒光。由于激發(fā)態(tài)中存在有振動(dòng)弛豫和內(nèi)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,使得熒光的光子能量比其分子受激發(fā)所吸收的光子能量低。因此熒光波長(zhǎng)λ3總比激發(fā)波長(zhǎng)λ1或λ2要長(zhǎng),而且不論電子開始被激發(fā)至哪個(gè)能級(jí),都將只發(fā)射波長(zhǎng)為λ3的熒光。熒光的產(chǎn)生在10-9~10-6s內(nèi)完成。思考題

1.能用0.05mol/L的HCl來代替0.05mol/L的H2SO4稀釋溶液?jiǎn)幔繛槭裁矗?/p>

不能。因?yàn)辂}酸中的-Cl可以和硫酸奎寧相互作用,可減弱分子中π電子的共軛性,使熒光減弱甚至猝滅。2.哪些因素可能會(huì)對(duì)奎寧熒光產(chǎn)生影響?

內(nèi)部因素:①共軛雙鍵。熒光物質(zhì)中含有共軛雙鍵的強(qiáng)吸收基團(tuán),共軛體系越大,熒光效率越高。②剛性平面結(jié)構(gòu)。剛性平面結(jié)構(gòu)有利于熒光的產(chǎn)生。

外部因素:①溶劑。同一種熒光物質(zhì)在不同的溶劑中,其熒光光譜的位置和熒光強(qiáng)度可能會(huì)有一定的差別,尤其是那些分子中含有極性取代基的熒光物質(zhì),它們的熒光光譜易受到溶劑的影響。溶劑極性強(qiáng),熒光強(qiáng)度大。②去離子水。③溫度。對(duì)于大多數(shù)熒光物質(zhì),升高溫度會(huì)使非輻射躍遷引起的熒光的效率降低。④表面活性劑。表面活性劑的存在會(huì)使熒光效率增強(qiáng)。⑤pH:pH值對(duì)含有酸性或堿性取代基團(tuán)的芳香族化合物的熒光性質(zhì)有影響。⑥濃度。⑦物質(zhì)的順磁性:順磁性物質(zhì)如溶液中溶解氧的存在會(huì)使熒光效率降低。⑧重原子照應(yīng)使熒光下降。高效液相色譜法分析測(cè)定苯系化合物

實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)采用反向液相色譜法分離分析芳香族化合物。此法是在液-液色譜法的基礎(chǔ)上發(fā)展的鍵合相色譜法,色譜柱中被共價(jià)結(jié)合到載體(硅膠)上的是一些直鏈飽和烷烴,C8,C18使用的最多,它的疏水特性隨碳?xì)滏I的長(zhǎng)度而增加,在反向色譜柱中溶質(zhì)由于疏水作用其滯留時(shí)間也固定相碳?xì)滏I長(zhǎng)度的增加而增加。溶質(zhì)與固定相之間的相互作用主要是非極性相互作用或是疏水相互作用,因此溶劑的強(qiáng)度隨溶劑極性的降低而增加。(水是極性最強(qiáng)的溶劑,也是反向色譜中最弱的溶劑。在反向色譜中最弱的溶劑。在反向色譜中,疏水性越強(qiáng)的化合物越容易從流動(dòng)相中擠出去,因而在色譜柱中保留時(shí)間也越長(zhǎng)。)所以在反向色譜中不同的化合物根據(jù)它們的疏水特性得到分離。思考題

1.根據(jù)反相液相色譜的分離方法,判別試樣中各組分的出峰順序。在反相液相色譜中,溶質(zhì)的極性越強(qiáng),其與固定相烷基鍵鍵合作用越弱,出峰時(shí)間越長(zhǎng),極性順序?yàn)楸揭彝鞠趸剑颈剑炯妆健9食龇屙樞蛞来螢楸揭彝趸剑剑妆健?/p>

2.為什么水是反相液相色譜中最弱的洗脫溶劑?

在化學(xué)鍵合相色譜中,溶劑的洗脫能力直接與它的極性相關(guān)。在負(fù)相色譜中,溶劑的洗脫能力隨極性的增強(qiáng)而減弱。水是極性最強(qiáng)的溶劑,也是反向色譜中最弱的洗脫溶劑,所以反相色譜的流動(dòng)相通常以水作基礎(chǔ)溶劑,再加入一定量的能與水互溶的極性調(diào)整劑。氣相色譜檢測(cè)器靈敏度的測(cè)試及混合物定性、定量分析

實(shí)驗(yàn)原理

色譜法是一種高效分離技術(shù)。色譜法是根據(jù)不同物質(zhì)在互不相溶的兩相中具有不同的分配系數(shù)。當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這些物質(zhì)在兩相中進(jìn)行反復(fù)多次的分配。使得有些分配系數(shù)只有微小差異的組分產(chǎn)生很大的分離效果,從而達(dá)到彼此分離。氣相色譜定性方法-標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照法 在相同的色譜固定相和操作條件下,同一種物質(zhì)應(yīng)具有相同的保留值。用標(biāo)準(zhǔn)樣保留值對(duì)各色譜峰進(jìn)行定性,所以需要標(biāo)準(zhǔn)樣品。氣相色譜的定量方法-歸一化法

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fi'正己烷0.89 環(huán)己烷0.94 正戊烷0.88 氯仿1.41 思考題

1.使用熱導(dǎo)檢測(cè)器能否先接通電源在開載氣,為什么? 不能,防止熱導(dǎo)檢測(cè)器里的熱敏元件被氧化,色譜儀開機(jī)后就升溫了,而固定液和檢測(cè)器在高溫下與空氣中的發(fā)生作用,先通載氣,是起保護(hù)作用的。

2.如何選擇適當(dāng)橋電流和載氣種類以提高熱導(dǎo)池檢測(cè)器靈敏度? ①橋電流:由于熱導(dǎo)池的靈敏度與橋電流的三次方成正比,因此提高橋電流可以明顯提高熱導(dǎo)池檢測(cè)器的靈敏度。但橋電流過高,將會(huì)使熱絲處于灼熱狀態(tài),可能引起基線不穩(wěn),數(shù)據(jù)精度降低,熱絲還可能由于溫度過高而氧化燒毀,所以當(dāng)使用熱導(dǎo)系數(shù)較大的載氣,如H2或He時(shí),橋電流可控制在180~200mA,當(dāng)使用熱導(dǎo)系數(shù)較小的氮?dú)獾茸鬏d氣時(shí),其橋電流可控制在80~120mA ②載氣種類:由于熱導(dǎo)池的檢測(cè)原理是基于不同物質(zhì)有不同導(dǎo)熱系數(shù),所以載氣的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)熱導(dǎo)池的靈敏度有相當(dāng)?shù)挠绊懀摧d氣與試樣的導(dǎo)熱系數(shù)相差較大,其靈敏度越高。由于一般物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)都較小,因此選擇導(dǎo)熱系數(shù)大的載氣,在相同的電橋電流下,熱絲溫度會(huì)較低,電橋不平衡電壓信號(hào)相對(duì)較大,可使熱導(dǎo)池的靈敏度相對(duì)提高,因此采用氫氣或氦氣做載氣,如果采用氮?dú)庾鲚d氣,由于氮?dú)馀c被測(cè)組分導(dǎo)熱系數(shù)的差別小,會(huì)使靈敏度較低。3.進(jìn)樣操作應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?一定色譜條件下,進(jìn)樣量大小是否會(huì)影響色譜峰保留時(shí)間?

用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣時(shí),切記防止用力過猛,避免折彎針柄。進(jìn)樣和拔針均動(dòng)作迅速。正確的進(jìn)樣方法是:取樣后,一手持注射器(防止氣化室的高氣壓將針芯吹出),另一只手保護(hù)針尖(防止插曲隔壁時(shí)彎曲)。先小心地將注射針頭穿過隔壁。隨即快速將注射器插到底,并將樣品注入氣化室。

進(jìn)樣量大小基本不會(huì)改變色譜峰保留時(shí)間。對(duì)于同一樣品,進(jìn)樣量大小在其他色譜條件不變的條件下,保留時(shí)間基本不會(huì)變,而進(jìn)樣量大小改變的是峰高及峰面積大小,當(dāng)進(jìn)樣量大到過載,出現(xiàn)峰寬改變,進(jìn)而出現(xiàn)前伸或拖尾時(shí),保留時(shí)間會(huì)改變很小,可以忽略。

紫外吸收光譜測(cè)定蒽醌試樣中蒽醌含量和摩爾吸收系數(shù)

實(shí)驗(yàn)原理

1.測(cè)定波長(zhǎng)的選擇:利用紫外吸收光譜進(jìn)行定量分析時(shí),必須選擇合適的測(cè)定波長(zhǎng)。由于在蒽醌試樣中含有鄰苯二甲酸酐,為了避開其干擾,選用323nm波長(zhǎng)作為測(cè)定波長(zhǎng)。在此波長(zhǎng)處蒽醌中有一中等強(qiáng)度的吸收峰,而鄰苯二甲酸酐基本無吸收。

2.測(cè)定波長(zhǎng)的選擇:依據(jù)A=εbc等量關(guān)系式,在選定波長(zhǎng)下,以乙醇為參比溶液,測(cè)定蒽醌標(biāo)準(zhǔn)溶液系列及蒽醌試液的吸光度,以蒽醌標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)蒽醌試液的吸光度,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得對(duì)應(yīng)的濃度。3.摩爾吸收系數(shù):摩爾吸收系數(shù)ε是衡量吸光度定量分析方法靈敏度的重要指標(biāo),可利用求標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的方法求得。思考題

1.為什么選用323nm而不選用251nm波長(zhǎng)作為蒽醌定量分析的測(cè)定波長(zhǎng)?

在蒽醌試樣中含有鄰苯二甲酸酐,如果是單一溶液,則選擇最大吸收峰處的波長(zhǎng)(即251nm)處進(jìn)行測(cè)定,但蒽醌中混有雜質(zhì)且在251nm波長(zhǎng)附近有鄰苯二甲酸酐的強(qiáng)吸收峰λmax,為避免干擾,選用323nm。直接電位法測(cè)定自來水中含氟量——

標(biāo)準(zhǔn)曲線法和一次標(biāo)準(zhǔn)加入法

實(shí)驗(yàn)原理

以氯離子選擇電極為指示電極(負(fù)極Ewe)飽和甘汞電極為參比電極(正極Esce),插在含有氟離子的溶液中,組成電池,根據(jù)測(cè)得的電池電動(dòng)勢(shì)E,在一定條件下與氟離子活度的對(duì)數(shù)值呈線性關(guān)系,測(cè)量時(shí),25℃條件下:

E?E??E??ESCE?Ewe?ESCE?(K?0.059lgaF)?(ESCE?K)?0.059lgaF E?K'?SlgaF

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溫度不變,總離子強(qiáng)度I一定時(shí),?也一定

當(dāng)溶液的總離子強(qiáng)度不變時(shí),活度系數(shù)不變,上式可改寫為: E?K?Slg??SlgCF E?K'?SlgCF ?E?K?S(lgCF)因此在一定條件下,電池電動(dòng)勢(shì)與試液中的氯離子濃度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系,可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定 思考題

本實(shí)驗(yàn)中加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液的目的是什么?

1、維持試液和標(biāo)準(zhǔn)溶液恒定的離子強(qiáng)度,使活度系數(shù)恒定;

2、維持溶液在適宜的pH范圍內(nèi),滿足離子電極的要求;

3、使被測(cè)離子釋放成為可檢測(cè)的游離離子,掩蔽干擾離子。

測(cè)F-過程所使用的TISAB典型組成:1mol/L的NaCl,使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強(qiáng)度;0.25mol/L HAc和0.75mol/L NaAc,使溶液pH值在5左右:0.001mol/L的檸檬鈉,掩蔽Fe3+、Al3+等干擾離子

????????火焰原子吸收光譜法靈敏度和來自自來水中鈣鎂側(cè)定

實(shí)驗(yàn)原理

原子吸收光譜法是將待測(cè)元素的分析溶液凈噴霧器霧化后,在高溫下進(jìn)行待測(cè)組分的原子化使其竭解離基態(tài)原子。銳線光源-空心陰極燈發(fā)出待測(cè)元素特征波長(zhǎng)的白光輻射,經(jīng)過原子蒸汽時(shí),一部分被基態(tài)原子吸收,經(jīng)單色器分光后,再通過檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè),測(cè)得吸收前后特征輻射強(qiáng)度變化,從而測(cè)得其吸光度。

在使用銳線光源下,基態(tài)原子蒸汽對(duì)共振線的吸收符合朗伯-比爾定律:A?lgI0?KLN0。式中A為吸光度,I0為入射光強(qiáng)度,I為經(jīng)原子I蒸氣吸收后透射光強(qiáng)度,K為吸光系數(shù),L為輻射光穿過原子蒸氣的光程長(zhǎng)度,N0為基態(tài)原子密度。

當(dāng)試樣原子化時(shí),火焰的溫度低于3000K時(shí),對(duì)大多數(shù)元素來講,原子蒸氣中基態(tài)原子數(shù)目實(shí)際接近于原子總數(shù),一定實(shí)驗(yàn)條件下,待測(cè)元素的原子總數(shù)與該元素在試樣中的濃度成正比,則式子可寫作A=K’C。用A-C標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法,可以求算出元素的含量。由原子吸收法靈敏度的定義,按下式計(jì)算其靈敏度S:S=C*0.0044/A(mg/L)思考題

1、影響原子吸收吸光度大小的因素有哪些?測(cè)定前儀器都需要哪些最佳化調(diào)節(jié)?

①影響原子吸收吸光度大小的因素有:火焰高度、燃?xì)獗壤綦娏鳌⑼◣挾群筒ㄩL(zhǎng)等。

②(1)元素的最佳反應(yīng)高度由其在火焰不同區(qū)域分布的基態(tài)原子數(shù)目來決定,元素不同,最佳反應(yīng)高度也不相同,因此必須對(duì)各元素適宜的燃料器高度進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到最佳的測(cè)試效果。

(2)吸光度的大小實(shí)際上是與待測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)成正比的,乙炔流量取決于燃?xì)獗壤?/p>

(3)燈電流的大小也影響吸光度。燈電流太小,吸光度下降,無法得到可觀的檢測(cè)信號(hào)。燈電流太高,不但可能產(chǎn)生自吸效應(yīng),使吸光度降低,靈敏度降低,而且會(huì)縮短空心陰極燈的使用壽命。因此一般燈電流選額定電流的40%左右,光電倍增管電壓以200~500V最佳

2、與ICP-AES儀器相比,你認(rèn)為原子吸收有哪些不足之處?他的特點(diǎn)是什么?

與ICP-AES相比:①原子吸收不能多元素同時(shí)進(jìn)行分析,測(cè)定元素不同,必須更換光源燈,麻煩。

②原子吸收光譜法難以測(cè)定難熔元素的靈敏度

③還不能測(cè)定共振線處于真空紫外區(qū)域的元素,如磷、硫等 ④標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性范圍窄(一般在一個(gè)數(shù)量級(jí)范圍),精密度下降。特點(diǎn):①選擇性強(qiáng)。因?yàn)樵游諑捄苷木壒剩虼藴y(cè)定比較快速簡(jiǎn)便,并有條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作

②靈敏度高,原子吸收光譜法時(shí)目前最靈敏的方法之一,火焰原子吸收法的靈敏度是ppm到ppb級(jí),常規(guī)分析中大多數(shù)均能達(dá)到ppm數(shù)量級(jí),如果采用特殊手段,如預(yù)富集,還可以進(jìn)行ppb數(shù)量級(jí)濃度范圍測(cè)定,該方法靈敏度高,縮短分析周期,加快測(cè)量進(jìn)程,需進(jìn)樣量少。③分析范圍廣。在原子吸收光譜分析中,只要化合物解離成原子就行了,不必激發(fā)。

循環(huán)伏安法

實(shí)驗(yàn)原理

循環(huán)伏安法是在電極上施加一個(gè)線性掃描電壓,當(dāng)從起始電位達(dá)到某設(shè)定的終止電位后,再反向掃描至起始電位,形成一個(gè)循環(huán)。進(jìn)行正向掃描時(shí),若溶液中存在氧化態(tài),電極上將發(fā)生還原反應(yīng)Ox?ne??Red。

反向掃描時(shí),電極上生成的還原態(tài)將發(fā)生氧化反應(yīng)Red?Ox?ne? 對(duì)可逆體系:(1)ipa/ipc=1(2)還原峰電位和氧化峰電位電位差?E?Epa?Epc?0.059V n思考題

鐵氰化鉀與抗壞血酸的循環(huán)伏安圖有什么不同?能得出什么結(jié)論? 鐵氰化鉀循環(huán)伏安圖有還原和氧化峰,且兩個(gè)峰在起始和終止電壓處構(gòu)成一個(gè)首尾相連的循環(huán),說明鐵氰化鉀構(gòu)成的電池可以多次充電放電。

而抗壞血酸的循環(huán)伏安圖只有一個(gè)氧化峰,構(gòu)不成循環(huán)。

說明鐵氰化鉀與抗壞血酸的溶質(zhì)電池,只能用一次,不能循環(huán)使用。

第二篇:化學(xué)儀器分析期末考試知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(全面)..

分子光譜法:UV-VIS、IR、F 原子光譜法:AAS 電化學(xué)分析法:電位分析法、電位滴定 色譜分析法:GC、HPLC 質(zhì)譜分析法:MS、NRS ⒈經(jīng)典分析方法與儀器分析方法有何不同? 經(jīng)典分析方法:是利用化學(xué)反應(yīng)及其計(jì)量關(guān)系,由某已知量求待測(cè)物量,一般用于常量分析,為化學(xué)分析法。儀器分析方法:是利用精密儀器測(cè)量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)性質(zhì)以確定其化學(xué)組成、含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的一類分析方法,用于微量或痕量分析,又稱為物理或物理化學(xué)分析法。化學(xué)分析法是儀器分析方法的基礎(chǔ),儀器分析方法離不開必要的化學(xué)分析步驟,二者相輔相成。

⒊簡(jiǎn)述三種定量分析方法的特點(diǎn)和應(yīng)用要求

一、工作曲線法(標(biāo)準(zhǔn)曲線法、外標(biāo)法)

特點(diǎn):直觀、準(zhǔn)確、可部分扣除偶然誤差。需要標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照和扣空白 應(yīng)用要求:試樣的濃度或含量范圍應(yīng)在工作曲線的線性范圍內(nèi),繪制工作曲線的條件應(yīng)與試樣的條件盡量保持一致。

二、標(biāo)準(zhǔn)加入法(添加法、增量法)

特點(diǎn):由于測(cè)定中非待測(cè)組分組成變化不大,可消除基體效應(yīng)帶來的影響 應(yīng)用要求:適用于待測(cè)組分濃度不為零,儀器輸出信號(hào)與待測(cè)組分濃度符合線性關(guān)系的情況

三、內(nèi)標(biāo)法

特點(diǎn):可扣除樣品處理過程中的誤差

應(yīng)用要求:內(nèi)標(biāo)物與待測(cè)組分的物理及化學(xué)性質(zhì)相近、濃度相近,在相同檢測(cè)條件下,響應(yīng)相近,內(nèi)標(biāo)物既不干擾待測(cè)組分,又不被其他雜質(zhì)干擾

1、吸收光譜和發(fā)射光譜的電子能動(dòng)級(jí)躍遷的關(guān)系 吸收光譜:當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)的原子核、原子或分子的兩個(gè)能級(jí)間躍遷所需要的能量滿足ΔE=hv的關(guān)系時(shí),將產(chǎn)生吸收光譜。M+hv→M*

2、帶光譜和線光譜

帶光譜:是分子光譜法的表現(xiàn)形式。分子光譜法是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生。線光譜:是原子光譜法的表現(xiàn)形式。原子光譜法是由原子外層或內(nèi)層電子能級(jí)的變化產(chǎn)生的。

2、原子吸收定量原理:頻率為ν的光通過原子蒸汽,其中一部分光被吸收,使透射光強(qiáng)度減弱。

3、譜線變寬的因素(P-131):

⑴多普勒(Doppler)寬度ΔυD:由原子在空間作無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所致。故又稱熱變寬。Doppler寬度隨溫度升高和相對(duì)原子質(zhì)量減小而變寬。⑵壓力變寬ΔυL(碰撞變寬):由吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起 外界壓力愈大,濃度越高,譜線愈寬。⒈引起譜線變寬的主要因素有哪些?

⑴自然變寬:無外界因素影響時(shí)譜線具有的寬度

⑵多普勒(Doppler)寬度ΔυD:由原子在空間作無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所致。故又稱熱變寬。⑶.壓力變寬ΔυL(碰撞變寬):由吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起

⑷自吸變寬:光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。⑸場(chǎng)致變寬(field broadening):包括Stark變寬(電場(chǎng))和Zeeman 變寬(磁場(chǎng))⒉火焰原子化法的燃?xì)狻⒅細(xì)獗壤盎鹧娓叨葘?duì)被測(cè)元素有何影響?

①化學(xué)計(jì)量火焰:由于燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)計(jì)量反應(yīng)關(guān)系相近,又稱為中性火焰,這類火焰, 溫度高、穩(wěn)定、干擾小背景低,適合于許多元素的測(cè)定。

②貧燃火焰:指助燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰,它的溫度較低,有較強(qiáng)的氧化性,有利于測(cè)定易解離,易電離元素,如堿金屬。③富燃火焰:指燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)元素計(jì)量的火焰。其特點(diǎn)是燃燒不完全,溫度略低于化學(xué)火焰,具有還原性,適合于易形成難解離氧化物的元素測(cè)定;干擾較多,背景高。

④火焰高度:火焰高度不同,其溫度也不同;每一種火焰都有其自身的溫度分布;一種元素在一種火焰中的不同火焰高度其吸光度值也不同;因此在火焰原子化法測(cè)定時(shí)要選擇適合被測(cè)元素的火焰高度。

⒊原子吸收光譜法中的干擾有哪些?如何消除這些干擾?

一.物理干擾:指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過程中,由于其物理特性的變化而引起吸光度下降的效應(yīng),是非選擇性干擾。

消除方法:①稀釋試樣;②配制與被測(cè)試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液;③采用標(biāo)準(zhǔn)化加入法。二.化學(xué)干擾:化學(xué)干擾是指被測(cè)元原子與共存組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物,影響被測(cè)元素原子化,是選擇性干擾,一般造成A下降。

消除方法:(1)選擇合適的原子化方法:提高原子化溫度,化學(xué)干擾會(huì)減小,在高溫火焰中P043-不干擾鈣的測(cè)定。

(2)加入釋放劑(廣泛應(yīng)用)

(3)加入保護(hù)劑:EDTA、8—羥基喹啉等,即有強(qiáng)的絡(luò)合作用,又易于被破壞掉。(4)加基體改進(jìn)劑(5)分離法

三.電離干擾:在高溫下原子會(huì)電離使基態(tài)原子數(shù)減少, 吸收下降, 稱電離干擾,造成A減少。負(fù)誤差

消除方法:加入過量消電離劑。(所謂的消電離劑, 是電離電位較低的元素。加入時(shí), 產(chǎn)生大量電子, 抑制被測(cè)元素電離。)四.光譜干擾: 吸收線重疊:

①非共振線干擾:多譜線元素--減小狹縫寬度或另選譜線 ②譜線重疊干擾--選其它分析線

五.背景干擾:背景干擾也是光譜干擾,主要指分子吸與光散射造成光譜背景。(分子吸收是指在原子化過程中生成的分子對(duì)輻射吸收,分子吸收是帶光譜。光散射是指原子化過程中產(chǎn)生的微小的固體顆粒使光產(chǎn)生散射,造成透過光減小,吸收值增加。背景干擾,一般使吸收值增加。產(chǎn)生正誤差。)消除方法:

⑴用鄰近非共振線校正背景

⑵連續(xù)光源校正背景(氘燈扣背景)⑶Zeaman 效應(yīng)校正背景 ⑷自吸效應(yīng)校正背景

第3章 紫外-可見分光光度法(P21)3.1.5 影響紫外-可見光譜的因素:溶劑的影響 極性:水>甲醇>乙醇>丙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>氯仿>二氯甲烷>苯>四氯化碳>己烷>石油醚 3.2 光的吸收定律

Lambert-Beer 定律:A =k c l =-lgT = lgI0 / I

l—cm,c--mol/L,k 值稱為摩爾吸光系數(shù)—ε(L·mol-1·cm-1)A =εlc

3.4 分析條件的選擇

單光束分光光度計(jì) 特點(diǎn):只有一條光束

單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì) 特點(diǎn):在同一臺(tái)儀器中使用兩個(gè)完全相同的光束。雙波長(zhǎng)分光光度計(jì):不需要參比溶液 透光率讀數(shù)的影響:

1、分子光譜是如何產(chǎn)生的?它與原子光譜的主要區(qū)別是什么?

分子光譜是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生的,表現(xiàn)形式為帶光譜 它與原子光譜的主要區(qū)別在于表現(xiàn)形式為帶光譜。

(原子光譜是由原子外層或內(nèi)層電子 能級(jí)的變化產(chǎn)生的,它的表現(xiàn)形式為線光譜。)

2、試說明有機(jī)化合物紫外光譜產(chǎn)生的原因。機(jī)化合物紫外光譜的電子躍遷有哪幾種類型?吸收帶有哪幾種類型?

有機(jī)化合物分子的價(jià)電子在吸收輻射并躍遷到高能級(jí)后所產(chǎn)生的吸收光譜。

機(jī)化合物紫外光譜電子躍遷常見的4種類型:σ→σ*,n→σ*,π→π*,n→π* ①飽和有機(jī)化合物:σ→σ* 躍遷,n→σ*躍遷 ②不飽和脂肪族化合物:π→π*,n→π* ③芳香族化合物:E1和E2帶,B帶

3、在分光光度法測(cè)定中,為什么盡可能選擇最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)量波長(zhǎng)?

因?yàn)檫x擇最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)量波長(zhǎng),能保證測(cè)量有較高的靈敏度,且此處的曲線較為平坦,吸光系數(shù)變化不大,對(duì)beer定律的偏離較小。

4、在分光光度測(cè)量中,引起對(duì)Lambrt-Beer定律偏離的主要因素有哪些?如何克服這些因素對(duì)測(cè)量的影響?

偏離Lambert-Beer Law 的因素主要與樣品和儀器有關(guān)。(1)與測(cè)定樣品溶液有關(guān)的因素

濃度:當(dāng)l不變,c > 0.01M 時(shí), Beer定律會(huì)發(fā)生偏離。

溶劑:當(dāng)待測(cè)物與溶劑發(fā)生締合、離解及溶劑化反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的生成物與待測(cè)物具有不同的吸收光譜,出現(xiàn)化學(xué)偏離。

光散射:當(dāng)試樣是膠體或有懸浮物時(shí),入射光通過溶液后,有一部分光因散射而損失,使吸光度增大,Beer定律產(chǎn)生正偏差。(2)與儀器有關(guān)的因素

單色光:Beer定律只適用于單色光,非絕對(duì)的單色光,有可能造成Beer定律偏離。譜帶寬度:當(dāng)用一束吸光度隨波長(zhǎng)變化不大的復(fù)合光作為入射光進(jìn)行測(cè)定時(shí),吸光物質(zhì)的吸光系數(shù)變化不大,對(duì)吸收定律所造成的偏離較小。對(duì)應(yīng)克服方法: ①c ≤ 0.01M ②避免使用會(huì)與待測(cè)物發(fā)生反應(yīng)的溶劑 ③避免試樣是膠體或有懸浮物

④在保證一定光強(qiáng)的前提下,用盡可能窄的有效帶寬寬度。⑤選擇吸光物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)作為分析波長(zhǎng)

5、極性溶劑為什么會(huì)使π→π*躍遷的吸收峰長(zhǎng)移,卻使n→π*躍遷的吸收峰短移? 溶劑極性不同會(huì)引起某些化合物吸收光譜的紅移或藍(lán)移,稱溶劑效應(yīng)。在π→π*躍遷中,激發(fā)態(tài)極性大于基態(tài),當(dāng)使用極性溶劑時(shí),由于溶劑與溶質(zhì)相互作用,激發(fā)態(tài)π*比基態(tài)π能量下降更多,因而使基態(tài)與激發(fā)態(tài)間能量差減小,導(dǎo)致吸收峰紅移。在n→π*躍遷中,基態(tài)n電子與極性溶劑形成氫鍵,降低了基態(tài)能量,使激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差增大,導(dǎo)致吸收峰藍(lán)移。

第五章 分子發(fā)光分析法(P88)

1.熒光和磷光的產(chǎn)生:具有不飽和基團(tuán)的基態(tài)分子受光照后,價(jià)電子躍遷產(chǎn)生熒光和磷光。2.激發(fā)光譜和發(fā)射光譜:

激發(fā)光譜:將激發(fā)光的光源用單色器分光,測(cè)定不同波長(zhǎng)照射下所發(fā)射的熒光強(qiáng)度(F),以F做縱坐標(biāo),激發(fā)光波長(zhǎng)λ做橫坐標(biāo)作圖。激發(fā)光譜反映了激發(fā)光波長(zhǎng)與熒光強(qiáng)度之間的關(guān)系。

發(fā)射光譜:固定激發(fā)光波長(zhǎng),讓物質(zhì)發(fā)射的熒光通過單色器,測(cè)定不同波長(zhǎng)的熒光強(qiáng)度,以熒光強(qiáng)度F做縱坐標(biāo),熒光波長(zhǎng)λ做橫坐標(biāo)作圖。熒光光譜反映了發(fā)射的熒光波長(zhǎng)與熒光強(qiáng)度的關(guān)系。

3.熒光和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

發(fā)射熒光的物質(zhì)應(yīng)同時(shí)具備以下兩個(gè)條件:

物質(zhì)分子必須具有能夠吸收紫外或可見光的結(jié)構(gòu),并且能產(chǎn)生π→π* 或 n→π* 躍遷。

熒光物質(zhì)必須有較大的熒光量子產(chǎn)率。

(1)躍遷類型:π→π*較n→π*躍遷的熒光效率高。

(2)共軛結(jié)構(gòu):凡是能提高π電子共軛度的結(jié)構(gòu),都會(huì)增大熒光強(qiáng)度,并使熒光光譜長(zhǎng)移。(3)剛性平面:分子的剛性及共平面性越大,熒光量子產(chǎn)率就越大。

(4)取代基效應(yīng):在芳香化合物的芳香環(huán)上,給電子基團(tuán)增強(qiáng)熒光,吸電子基團(tuán)減弱熒光。熒光分析法的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):靈敏度高(提高激發(fā)光強(qiáng)度,可提高熒光強(qiáng)度),達(dá)ng/ml;選擇性強(qiáng)(比較容易排除其它物質(zhì)的干擾),重現(xiàn)性好;取樣少。

缺點(diǎn):許多物質(zhì)本身不能發(fā)射熒光,因此,應(yīng)用不夠廣泛。熒光分析法與UV-Vis法的比較

相同點(diǎn):都需要吸收紫外-可見光,產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷。

不同點(diǎn):

熒光法測(cè)定的是物質(zhì)經(jīng)紫外-可見光照射后發(fā)射出的熒光的強(qiáng)度(F);UV-Vis法測(cè)定的是物質(zhì)對(duì)紫外-可見光的吸收程度(A);熒光法定量測(cè)定的靈敏度比UV-Vis法高。

1、名詞解釋:

單重態(tài):當(dāng)基態(tài)分子的電子都配對(duì)時(shí),S = 0,多重性 M=1,這樣的電子能態(tài)稱為單重態(tài)。單重電子激發(fā)態(tài):當(dāng)基態(tài)分子的成對(duì)電子吸收光能之后,被激發(fā)到某一激發(fā)態(tài)上。如果它的自旋方向不變,S=0,M=1,這時(shí)的激發(fā)態(tài)叫單重電子激發(fā)態(tài)。

三重態(tài):若通過分子內(nèi)部的一些能量轉(zhuǎn)移,或能階間的跨越,成對(duì)電子中的一個(gè)電子自旋方向倒轉(zhuǎn),使兩個(gè)電子自旋方向相同而不配對(duì),這時(shí)S=1,M=3,這種電子激發(fā)態(tài)稱三重電子激發(fā)態(tài)(三重態(tài))

系間跨越:指的是不同多重度狀態(tài)間的一種無輻射躍遷過程。振動(dòng)弛豫:

內(nèi)轉(zhuǎn)換:指的是相同多重度等能態(tài)間的一種無輻射躍遷過程。

量子產(chǎn)率:也稱熒光效率或量子效率,其值在0~1之間,它表示物質(zhì)發(fā)射熒光的能力。熒光猝滅:指熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子相互作用引起熒光強(qiáng)度降低或熒光強(qiáng)度與濃度不呈線性關(guān)系的現(xiàn)象。重原子效應(yīng):

第4章

紅外吸收光譜法(IR)P53 IR 與 UV-Vis 的比較

相同點(diǎn):都是分子吸收光譜。不同點(diǎn):

UV-Vis 是基于價(jià)電子能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電子光譜;主要用于樣品的定量測(cè)定。

IR 則是分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜;主要用于有機(jī)化合物的定性分析和結(jié)構(gòu)鑒定。

★4.2 基本原理

吸收峰由何引起?每個(gè)基團(tuán)或化學(xué)鍵能產(chǎn)生幾個(gè)吸收峰?都出現(xiàn)在什么位置?不同吸收峰為什么有強(qiáng)有弱?

物質(zhì)分子產(chǎn)生紅外吸收的基本條件

(1)分子吸收的輻射能與其能級(jí)躍遷所需能量相等;(2)分子發(fā)生偶極距的變化(耦合作用)。

只有發(fā)生偶極矩變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生可觀測(cè)的紅外吸收光譜,稱紅外活性。分子振動(dòng)自由度:多原子分子的基本振動(dòng)數(shù)目,也是基頻吸收峰的數(shù)目。為什么實(shí)際測(cè)得吸收峰數(shù)目遠(yuǎn)小于理論計(jì)算的振動(dòng)自由度? ①?zèng)]有偶極矩變化的振動(dòng)不產(chǎn)生紅外吸收,即非紅外活性; ②相同頻率的振動(dòng)吸收重疊,即簡(jiǎn)并; ③儀器分辨率不夠高;

④有些吸收帶落在儀器檢測(cè)范圍之外。4.2.5 分子振動(dòng)頻率(基團(tuán)頻率)1.官能團(tuán)具有特征頻率 基團(tuán)頻率:不同分子中同一類型的基團(tuán)振動(dòng)頻率非常相近,都在一較窄的頻率區(qū)間出現(xiàn)吸收譜帶,其頻率稱基團(tuán)頻率。基團(tuán)頻率區(qū)(也稱官能團(tuán)區(qū)):在4000~1300cm-1 范圍內(nèi)的吸收峰,有一共同特點(diǎn):既每一吸收峰都和一定的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng),因此稱為基團(tuán)頻率區(qū)。在基團(tuán)頻率區(qū),原則上每個(gè)吸收峰都可以找到歸屬。

主要基團(tuán)的紅外特征吸收峰(P59~63)(4000 ~ 400 cm-1)★1900~1200cm-1:雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)羰基(C=O):1650~1900cm–1。在羰基化合物中,此吸收一般為最強(qiáng)峰。

紅外譜圖解析順序:先看官能團(tuán)區(qū),再看指紋區(qū)。1.產(chǎn)生紅外吸收光譜的條件

2.分子基本振動(dòng)類型和振動(dòng)自由度 3.影響吸收峰強(qiáng)度的因素 4.基團(tuán)頻率及譜圖解析 5.影響基團(tuán)頻率的因素

干涉儀:是FT-IR光譜儀的核心部件,作用是將復(fù)色光變?yōu)楦缮婀狻?.5 紅外光譜法的應(yīng)用

一、定性分析

已知物的鑒定--譜圖比對(duì),未知物結(jié)構(gòu)的確定,收集試樣的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料,確定未知物的不飽和度(P71)

不飽和度有如下規(guī)律: 鏈狀飽和脂肪族化合物不飽和度為0; 一個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的不飽和度為1; 一個(gè)三鍵或兩個(gè)雙鍵及脂環(huán)的不飽和度為2; 一個(gè)苯環(huán)的不飽和度為4。

二、定量分析

理論依據(jù):朗伯-比爾定律 優(yōu)點(diǎn):

(1)有許多譜帶可供選擇,有利于排除干擾;(2)氣、液、固均可測(cè)定。

1.分子產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?

(1)分子吸收的輻射能與其能級(jí)躍遷所需能量相等;(2)分子發(fā)生偶極距的變化(耦合作用)。

2.何謂特征吸收峰?影響吸收峰強(qiáng)度的主要因素是什么?

能代表基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶稱基團(tuán)頻率,其所在位置稱特征吸收峰。①與分子躍遷概率有關(guān),②與分子偶極距有關(guān)(P59)3.紅外譜圖解析的三要素是什么?

紅外譜圖解析三要素:位置、強(qiáng)度、峰形。4.解釋名詞:基團(tuán)頻率區(qū)

指紋區(qū)

相關(guān)峰

5.如何利用紅外吸收光譜區(qū)別烷烴、烯烴、炔烴? 利用基團(tuán)的紅外特征吸收峰區(qū)別:

烷烴:飽和碳的C-H吸收峰< 3000cm –1,約3000~2800 cm –1 烯烴、炔烴:不飽和碳的C-H吸收峰> 3000cm-1,C = C 雙鍵:1600~1670cm–1 C≡C-叁鍵:2100~2260 cm–1 6.紅外光譜法對(duì)試樣有哪些要求?(1)單一組分純物質(zhì),純度 > 98%;(2)樣品中不含游離水;

(3)要選擇合適的濃度和測(cè)試厚度。

7.簡(jiǎn)述振動(dòng)光譜的特點(diǎn)以及它們?cè)诜治龌瘜W(xué)中的重要性。

優(yōu)點(diǎn):特征性強(qiáng),可靠性高、樣品測(cè)定范圍廣、用量少、測(cè)定速度快、操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好。局限性:有些物質(zhì)不能產(chǎn)生紅外吸收;有些物質(zhì)不能用紅外鑒別; 有些吸收峰,尤其是指紋峰不能全部指認(rèn);定量分析的靈敏度較低。第十九章

質(zhì)譜法(P400)思考題

2.質(zhì)譜儀由哪幾部分組成?各部分的作用是什么?(劃出質(zhì)譜儀的方框示意圖)進(jìn)樣系統(tǒng):高效重復(fù)地將樣品引到離子源中并且不能造成真空度的降低。離子源:將進(jìn)樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉(zhuǎn)化成離子。

質(zhì)量分析器:依據(jù)不同方式,將樣品離子按質(zhì)荷比m/z分開。檢測(cè)器:檢測(cè)來自質(zhì)量分析器的離子流并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。顯示系統(tǒng):接收來自檢測(cè)器的電信號(hào)并顯示在屏幕上。

真空系統(tǒng):保證質(zhì)譜儀離子產(chǎn)生及經(jīng)過的系統(tǒng)處于高真空狀態(tài)。

3.離子源的作用是什么?試述EI(電子電離源)和CI(化學(xué)電離源)離子源的原理及特點(diǎn)。離子源:將進(jìn)樣系統(tǒng)引入的氣態(tài)樣品分子轉(zhuǎn)化成離子。EI(電子電離源)原理:失去電子 特點(diǎn):電離效率高,靈敏度高;離子碎片多,有豐富的結(jié)構(gòu)信息;有標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖庫(kù);但常常沒分子離子峰;只適用于易氣化、熱穩(wěn)定的化合物。CI(化學(xué)電離源)原理:離子加合

特點(diǎn):準(zhǔn)分子離子峰強(qiáng), 可獲得分子量信息;譜圖簡(jiǎn)單;但不能進(jìn)行譜庫(kù)檢索, 只適用于易氣化、熱穩(wěn)定的化合物 4.為何質(zhì)譜儀需要高真空? 質(zhì)譜儀需要在高真空下工作:10-4 ~10-6 Pa ①大量氧會(huì)燒壞離子源的燈絲;

②用作加速離子的幾千伏高壓會(huì)引起放電;

③引起額外的離子-分子反應(yīng),改變裂解模型,譜圖復(fù)雜化;④影響靈敏度。

5.四極桿質(zhì)量分析器如何實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜圖的全掃描分析和選擇離子分析? ①當(dāng)U/V維持一個(gè)定值時(shí),某一U或V值對(duì)應(yīng)只有一個(gè)離子能穩(wěn)定通過四極桿; ②連續(xù)改變U或V值,可得到一張全掃描圖,此譜圖可用于定性;

③固定一個(gè)或多個(gè)U值,可得到高靈敏度的分析結(jié)果,此方法用于定量分析。第十五章

色譜法引論(P300)2.按固定相外形不同色譜法是如何分類的? 是按色譜柱分類:

①平面色譜法:薄層色譜法、紙色譜法 ②柱色譜法:填充柱法、毛細(xì)管柱色譜法 6.分配系數(shù)在色譜分析中的意義是什么?

①K值大的組分,在柱內(nèi)移動(dòng)的速度慢,滯留在固定相中的時(shí)間長(zhǎng),后流出柱子; ②分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù);

③柱溫是影響分配系數(shù)的一個(gè)重要參數(shù)。7.什么是選擇因子?它表征的意義是什么?

是A,B兩組分的調(diào)整保留時(shí)間的比值α= t’r(B)/t’r(A)>1 意義:表示兩組分在給定柱子上的選擇性,值越大說明柱子的選擇性越好。8.什么是分配比(即容量因子)?它表征的意義是什么?

是指在一定溫度和壓力下,組分在兩相分配達(dá)到平衡時(shí),分配在固定相和流動(dòng)相的質(zhì)量比。K=ms/mm 意義:是衡量色譜柱對(duì)被分離組分保留能力的重要參數(shù); 同一色譜柱對(duì)不同物質(zhì)的柱效能是不一樣的 15.分離度可作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。第十六章

氣相色譜法(P318)1.氣相色譜法適合分析什么類型的樣品?

適用范圍:熱穩(wěn)定性好,沸點(diǎn)較低的有機(jī)及無機(jī)化合物分離。2.哪類固定液在氣相色譜法中最為常用? 硅氧烷類是目前應(yīng)用最廣泛的通用型固定液。(使用溫度范圍寬(50~350℃),硅氧烷類經(jīng)不同的基團(tuán)修飾可得到不同極性的固定相。)3.氣相色譜法固定相的選擇原則? 相似相溶原則

①非極性試樣選用非極性固定液,組分沸點(diǎn)低的先流出; ②極性試樣選用極性固定液,極性小的先流出

③非極性和極性混合物試樣一般選用極性固定液,非極性組分先出; ④能形成氫鍵的試樣一般選擇極性大或是氫鍵型的固定液,不易形成氫鍵的先流出。6.氣相色譜法各檢測(cè)器適于分析的樣品? 熱導(dǎo)檢測(cè)器:

通用 濃度型 所有 氫火焰檢測(cè)器:

通用 質(zhì)量型 含碳 電子捕獲檢測(cè)器:選擇 濃度型 電負(fù)性 火焰光度檢測(cè)器:選擇 質(zhì)量型 硫、磷

7.氣相色譜法常用的定量分析方法有哪些?各方法的適用條件。(1)外標(biāo)法

適用條件:對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高;操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大;操作簡(jiǎn)單,適用于大批量試樣的快速分析。(2)歸一化法

適用條件:僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況;操作條件的變動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大;歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。

(3)內(nèi)標(biāo)法(內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法)

適用條件:試樣中所有組分不能全部出峰時(shí);定量分析中只要求測(cè)定某一個(gè)或幾個(gè)組分;樣品前處理復(fù)雜

第17章 高效液相色譜法(HPLC)P348

2、現(xiàn)代高效液相色譜法的特點(diǎn):

(1)高效;(2)高壓;(3)高速;(4)高靈敏度

3、色譜分離的實(shí)質(zhì):

色譜分離的實(shí)質(zhì)是樣品分子(即溶質(zhì))與溶劑(即流動(dòng)相或洗脫液)以及固定相分子間的作用,作用力的大小,決定色譜過程的保留行為。

5、高壓輸液泵

性能:⑴足夠的輸出壓力

⑵輸出恒定的流量

⑶輸出流動(dòng)相的流量范圍可調(diào)節(jié)

⑷壓力平穩(wěn),脈動(dòng)小

6、在線脫氣裝置

在線脫氣、超聲脫氣、真空脫氣等

作用:脫去流動(dòng)相中的溶解氣體。流動(dòng)相先經(jīng)過脫氣裝置再輸送到色譜柱。脫氣不好時(shí)有氣泡,導(dǎo)致流動(dòng)相流速不穩(wěn)定,造成基線飄移,噪音增加。

7、梯度洗脫裝置

以一定速度改變多種溶劑的配比淋洗,目的是分離多組容量因子相差較大的組分。作用:縮短分析時(shí)間,提高分離度,改善峰形,提高監(jiān)測(cè)靈敏度

8、影響分離的因素

影響分離的主要因素有流動(dòng)相的流量、性質(zhì)和極性。

9、選擇流動(dòng)相時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題:(1)盡量使用高純度試劑作流動(dòng)相。

(2)避免流動(dòng)相與固定相發(fā)生作用而使柱效下降或損壞柱子。(3)試樣在流動(dòng)相中應(yīng)有適宜的溶解度。(4)流動(dòng)相同時(shí)還應(yīng)滿足檢測(cè)器的要求。

10、提高柱效的方法(降低板高):

①固定相填料要均一,顆粒細(xì),裝填均勻。

②流動(dòng)相粘度低。

③低流速。

④適當(dāng)升高柱溫。

11、固定相的選擇:

液相色譜的固定相可以是吸附劑、化學(xué)鍵合固定相(或在惰性載體表面涂上一層液膜)、離子交換樹脂或多孔性凝膠;流動(dòng)相是各種溶劑。被分離混合物由流動(dòng)相液體推動(dòng)進(jìn)入色譜柱。根據(jù)各組分在固定相及流動(dòng)相中的吸附能力、分配系數(shù)、離子交換作用或分子尺寸大小的差異進(jìn)行分離。

12、高效液相色譜法的分離機(jī)理及分類 類

主要分離機(jī)理 吸附色譜

吸附能,氫鍵 分配色譜

疏水分配作用 尺寸排斥色譜

溶質(zhì)分子大小 離子交換色譜

庫(kù)侖力

13、反相色譜的優(yōu)點(diǎn) 易調(diào)節(jié)k或a 易分離非離子化合物,離子化合物和可電離化合物 流動(dòng)相便宜 可預(yù)言洗脫順序 適宜梯度洗脫

第十章 電分析化學(xué)引論(P218)

4、鹽橋:

組成和特點(diǎn):高濃度電解質(zhì)溶液

正負(fù)離子遷移速度差不多(飽和KCl溶液+3%瓊脂所成凝膠)鹽橋的作用:

1)防止兩種電解質(zhì)溶液混和,消除液接電位,確保準(zhǔn)確測(cè)定。2)提供離子遷移通道(傳遞電子)。

5、被測(cè)電極的電極電位:以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為負(fù)極,被測(cè)電極為正極組成電池,所測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)。

6、指示電極和參比電極應(yīng)用:

測(cè)得電動(dòng)勢(shì)計(jì)算出待測(cè)離子的活度或濃度;主要用于測(cè)定過程中溶液本體濃度不發(fā)生變化的體系。

7、金屬︱金屬離子電極(銀、銅、鋅、汞)√(鐵、鈷、鎳、鉻)×

8、參比電極—甘汞電極: 特 點(diǎn):

a.制作簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛;

b.使用溫度較低且受溫度影響較大;

c.當(dāng)溫度改變時(shí),電極電位平衡時(shí)間較長(zhǎng); d. Hg(Ⅱ)可與一些離子發(fā)生反應(yīng)。

11、膜電極:

特點(diǎn)(區(qū)別以上三種——第一、二和三類電極):

1)無電子轉(zhuǎn)移,靠離子擴(kuò)散和離子交換生膜電位

2)對(duì)特定離子具有響應(yīng),選擇性好

12、中性載體膜電極:

中性載體:電中性、具有中心空腔的緊密結(jié)構(gòu)的大分子化合物。例如:頡氨霉素、抗生素、冠醚等;典型組成為:離子載體1%,非極性溶劑66%,PVC33%

13、酶電極:指示電極表面覆蓋了一層酶活性物質(zhì),發(fā)生酶的催化反應(yīng)。

應(yīng)用:選擇性相當(dāng)高,用于有機(jī)及生物物質(zhì)分析 缺點(diǎn):酶的精制困難,且壽命較短

14、直接電位法的優(yōu)點(diǎn):

(1)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便;

(2)電極響應(yīng)快,直接顯示離子的濃度;

(3)樣品不需預(yù)處理;

(4)用于微量分析;

(5)實(shí)現(xiàn)連續(xù)和自動(dòng)分析。

15、直接電位法的缺點(diǎn):(1)誤差較大;

(2)電極的選擇性不理想;

(3)電極的品種少;

(4)重現(xiàn)性差。

16、電位滴定法:利用電極電位的突躍指示滴定終點(diǎn)的滴定分析方法。關(guān)鍵:選擇指示電極 比較AAS與UV—VIS的異同。

相同點(diǎn)都是光譜的類型,實(shí)質(zhì)也都是吸收光譜。

但是AAS是包含了紫外和可見波段,通過銳線光源發(fā)射特定波長(zhǎng)的光,讓物質(zhì)吸收。UV—VIS是用氘燈或是鎢燈發(fā)射連續(xù)波長(zhǎng)的光,其中某個(gè)波長(zhǎng)被待測(cè)物吸收。AAS:原子光譜,線光譜

UV—VIS:分子光譜,帶光譜 1.根據(jù)所學(xué)儀器分析方法,分析下列對(duì)象:(1)魚肉中的Hg(~x ug/mL);(2)廢水中Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr(10-6~10-3);(3)電廠用水中離子含量;(4)生物體中的電化學(xué)過程研究;(5)萘和甲基萘;(6)喹啉和異喹啉;(7)水果中的殘留有機(jī)磷農(nóng)藥。1.(1)冷原子蒸氣法;(2)ICP-AES;(3)電導(dǎo)分析法或離子交換法;(4)伏安法;(5)液液相色譜或氣液分配色譜;(6)液固色譜;(7)氣相色譜—火焰光度檢測(cè)器

第三篇:《聚合物近代儀器分析》期末考試重點(diǎn)總結(jié)

《聚合物近代儀器分析》--期末考試重點(diǎn)總結(jié)

海大09級(jí)

紫外光譜

【重點(diǎn)內(nèi)容】

1、基本概念

? 紫外光譜:是一種波長(zhǎng)范圍在200-400nm之間,根據(jù)電子躍遷方式的差異來鑒別物質(zhì)的吸收光譜。導(dǎo)致吸收光的波長(zhǎng)范圍的不同,吸收光的幾率不同。

? 吸收光譜:是由于光與分子發(fā)生相互作用,分子能吸收光能從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)而產(chǎn)生的光譜(紅外、紫外)

? 發(fā)散光譜:是由于分子有高能級(jí)回復(fù)到低能級(jí)釋放出光能形成的光譜(熒光)? 散射光譜:是由于當(dāng)光被散射時(shí),隨著分子內(nèi)能級(jí)的躍遷,散射光頻率發(fā)生變化形成的光譜(拉曼)

? 發(fā)色團(tuán):具有雙鍵結(jié)構(gòu),能對(duì)紫外或可見光有吸收作用,產(chǎn)生

躍遷的集團(tuán) ? 助色團(tuán):本身不具有生色作用,但與發(fā)色集團(tuán)相連時(shí),通過非鍵電子的分配,擴(kuò)散了發(fā)色團(tuán)的共軛效應(yīng),從而影響發(fā)色團(tuán)的吸收波長(zhǎng),增大了其吸收系數(shù)的一類集團(tuán)。

2、主要規(guī)律

1)光吸收定律 ? 吸光度A:

A= lg(I0/I)= lg(1/T)=εCl

I0入射光強(qiáng)

I透射光強(qiáng)

T透光率

ε吸光系數(shù) C溶液濃度 l樣品槽厚度

2)電子躍遷類型

? σ—σ*能量大,吸收波長(zhǎng)小于150nm的光子,真空紫外區(qū) ? n--σ* 含O、N、S和鹵素等雜原子的飽和烴的衍生物發(fā)生此類躍遷 150-250nm ? π—π* 不飽和烴、共軛烯烴和芳香烴類發(fā)生此類躍遷,紫外區(qū) ? n—π* 分子中孤對(duì)電子和π鍵同時(shí)存在時(shí),大于200nm,吸收系數(shù)小,為10-100 ? d-d 躍遷:過渡金屬絡(luò)合物溶液中

? 電荷轉(zhuǎn)移躍遷:吸收譜帶強(qiáng)度大,吸收系數(shù)一般大于10 000 3)UV的譜帶種類

? R吸收帶:雙鍵+孤對(duì)電子 ? K吸收帶:共軛

? B吸收帶:芳香化合物及雜環(huán)芳香化合物的特征譜帶,容易反應(yīng)精細(xì)結(jié)構(gòu) ? E吸收帶

4)影響紫外光譜最大吸收峰位移的主要因素

? 最大吸收波長(zhǎng)λmax,吸光系數(shù)εmax

【補(bǔ)充內(nèi)容】 ? 光譜分析法:當(dāng)光照射到物體上時(shí),電磁波的電矢量就會(huì)與被照射物體的原子核分子發(fā)生相互作用引起被照體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,并產(chǎn)生特征能級(jí)之間躍遷分析方法。? 紫外光譜特點(diǎn):

1)反應(yīng)分子中價(jià)電子能級(jí)躍遷情況,主要用于共軛體系(共軛烯烴和不飽和羰基化合物)及芳香化合物的分析

2)光譜較簡(jiǎn)單,峰形較寬,定性分析較少 3)共軛體系的定量分析,靈敏度高

? 極性溶液:使n—π*躍遷向低波移,稱為藍(lán)移;π—π*向高波移,紅移 ? 酸性:藍(lán)移,堿性:紅移 紅外光譜 【重點(diǎn)內(nèi)容】

1、基本概念

? 紅外光譜:是由于分子內(nèi)原子核之間振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而形成的吸收光譜。? 伸縮振動(dòng):原子沿鍵軸方向伸縮使鍵長(zhǎng)發(fā)生變化的振動(dòng),用符號(hào)ν表示

? 彎曲振動(dòng):原子垂直于價(jià)鍵方向振動(dòng),使得分子內(nèi)鍵角發(fā)生變化的振動(dòng),用ν表示 ? 基頻吸收:處于基態(tài)的具有紅外活性的分子振動(dòng),被紅外輻射激發(fā)后,躍遷到第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的紅外吸收

? 倍頻吸收:非線性諧振的分子振動(dòng)時(shí),除基頻躍遷外,發(fā)生由基態(tài)到第二或第三激發(fā)態(tài)的躍遷所產(chǎn)生的紅外吸收

2、主要規(guī)律

1)紅外光譜產(chǎn)生的條件

? 輻射應(yīng)具有能滿足分子產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需的類型 ? 輻射與分子間有相互耦合作用

2)IR譜帶強(qiáng)度和吸收頻率受哪些因素影響

? 誘導(dǎo)效應(yīng):吸電基是吸收峰向高頻移(藍(lán)移),供電基(紅移)? 共軛效應(yīng):電子云平均化(紅移)

? 環(huán)的張力作用:環(huán)減小,張力增大(藍(lán)移)

? 氫鍵作用:使正常共價(jià)鍵伸長(zhǎng),鍵能降低,頻率降低(紅移),譜線變寬

? 耦合效應(yīng):振動(dòng)耦合,相同的兩個(gè)基團(tuán)相鄰時(shí)且振動(dòng)頻率相近時(shí),可能發(fā)生耦

合,引起吸收峰裂分,一個(gè)移向高頻,一個(gè)移向低頻

3)熟悉主要官能團(tuán)的特征譜線

【補(bǔ)充內(nèi)容】

? 紅外光譜的三要素:譜峰位置、形狀、強(qiáng)度

a.譜峰位置:即譜帶的特征振動(dòng)頻率,定性分析

b.譜帶形狀:研究分子內(nèi)是否存在締合以及分子的對(duì)稱性旋轉(zhuǎn)異構(gòu)、互變異構(gòu) c.譜帶強(qiáng)度:與分子振動(dòng)時(shí)偶極矩的變化率有關(guān),定量分析的基礎(chǔ)

熒光、拉曼光譜 【重點(diǎn)內(nèi)容】

1、基本概念

? 熒光:當(dāng)電子從最低單線態(tài)S1回到單線基態(tài)S0時(shí),發(fā)射出光子,陳稱為熒光

? 磷光:當(dāng)電子從最低單線態(tài)S1進(jìn)行系間竄越到最低激發(fā)三線態(tài)T1,再?gòu)腡1回到單

線基態(tài)S0時(shí),發(fā)射出光子,稱為磷光

? 拉曼散射:當(dāng)光透過樣品被散射時(shí),光子與樣品分子之間發(fā)生非彈性碰撞,有能量

交換,這種散射叫做拉曼光譜散射

? 瑞利散射:當(dāng)光透過樣品被散射時(shí),光子與樣品分子之間發(fā)生彈性碰撞,沒有能量

交換

2、主要規(guī)律

1)熒光和磷光光譜的產(chǎn)生原理及現(xiàn)象特點(diǎn)

a.熒光:壽命一本為10-8-10-10s,停止光照,熒光熄滅

b.磷光:波長(zhǎng)較長(zhǎng),壽命可達(dá)數(shù)秒至十秒,停止光照后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)射,常在低溫測(cè)量,比熒光弱

2)紅外光譜和拉曼光譜的共同性與差異

相同點(diǎn):a.同屬分子振動(dòng)光譜,波數(shù)范圍相同;

b.紅外中定性三要素對(duì)其也適用

不同點(diǎn):a.紅外較適合高分子側(cè)基和端基,特別是一些極性基團(tuán)的測(cè)定,而拉曼對(duì)研究骨架特征特別有效

b.對(duì)具有對(duì)稱中心的基團(tuán)的非對(duì)稱振動(dòng)而言,紅外是活性,而拉曼是非活性,反之,對(duì)稱振動(dòng),紅外是非活性,拉曼是活性;對(duì)無對(duì)稱中心基團(tuán),都是活性

【補(bǔ)充內(nèi)容】

? 四個(gè)量子數(shù):主量子數(shù)n,磁量子數(shù)m,角量子數(shù)l,自旋量子數(shù)ms

? 統(tǒng)一物質(zhì)在相同條件下觀察到的各種熒光,其波長(zhǎng)相同,只是發(fā)光途徑和壽命不同。

物質(zhì)確定,能級(jí)確定

? 斯托克斯線:在拉曼散射中,若光子把一部分能量給樣品分子,散射能量減少,此時(shí)

(ν0-ΔE/h)處產(chǎn)生的散射光線叫·。若獲得能量,叫反斯托拉斯線。

? 拉曼位移:斯托拉斯線或反斯托拉斯線與入射頻率之差

核磁共振

【重點(diǎn)內(nèi)容】

1、基本概念

? 核磁共振:是通過將樣品置于強(qiáng)磁場(chǎng)中,然后用射頻元輻射樣品,是具有磁矩的原子核發(fā)生磁能級(jí)的共振躍遷而形成吸收波譜

? 屏蔽效應(yīng):當(dāng)原子核處于外磁場(chǎng)中時(shí),核外電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),就像形成一個(gè)磁屏蔽,使外磁對(duì)原子核的作用減弱了,即實(shí)際作用在原子核上的磁場(chǎng)為H0(1-σ),而不是H0,σ稱為屏蔽常數(shù)

? 化學(xué)位移:共振發(fā)生變化,在譜圖上反應(yīng)為波峰位置的移動(dòng),稱為化學(xué)位移 ? 磁各向異性效應(yīng)(電子環(huán)流效應(yīng)):

? 耦合常數(shù):分裂峰之間的距離,一般用J表示,單位為Hz

3、主要規(guī)律

1)核磁共振的條件

? 核有自旋(核磁距):自旋量子數(shù)I不等于零(質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)不同為偶數(shù))? 外磁場(chǎng),能級(jí)裂分

? 照射頻率滿足:ν=γh0/(2π)2)影響化學(xué)位移的主要因素

? 電子云密度升高,屏蔽效應(yīng)上升,核磁共振發(fā)生在高場(chǎng),化學(xué)位移減小

氧的電負(fù)性升高,氫原子周圍電子云密度下降,移向低場(chǎng),化學(xué)位移增大 ? 電子環(huán)流效應(yīng):

? 氫鍵:能使較低場(chǎng)發(fā)生共振。升溫或稀釋溶劑,高場(chǎng)移動(dòng),加入氘,消失 ? 溶劑效應(yīng):在氫譜測(cè)定中不能用帶氫的溶劑,若必須測(cè),用氘帶試劑 3)常見基團(tuán)的化學(xué)位移 4)1H-NMR譜圖解析 5)13C-核磁共振波譜解析 【補(bǔ)充內(nèi)容】

? 對(duì)于同一種核,磁旋比為定值 ? 為什么以TMS為基準(zhǔn)?

a.12個(gè)氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境,只產(chǎn)生一個(gè)尖峰

b.b.屏蔽強(qiáng)烈,位移最大,與有機(jī)化合物中的原子峰不重疊 c.化學(xué)惰性

d.易溶于有機(jī)溶劑,沸點(diǎn)低,易回收。1? H-NMR譜圖可以提供的主要信息

a.化學(xué)位移:確認(rèn)氫原子鎖處的化學(xué)環(huán)境,及屬于何種基團(tuán) b.耦合常數(shù):推斷相鄰氫原子的關(guān)系與結(jié)構(gòu) c.吸收峰面積:確定分子各類氫原子的數(shù)量比

氣象色譜

【主要內(nèi)容】

1、基本概念

? 保留時(shí)間:組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)最大峰所需要的時(shí)間(或載氣體積)? 分離度:色譜峰的分離程度,即混合各組分的分離程度 ? 校正因子:具有校正作用的因子交做校正因子

2、主要規(guī)律

1)氣相色譜的分離原理

? 分配色譜法:利用被分離組分在固定相和流動(dòng)相中的溶解度差別而實(shí)現(xiàn)分離 ? 吸收色譜法:利用被分離組分對(duì)固定相表面吸附中心吸附能力的差別實(shí)現(xiàn)分離 ? 離子交換色譜法:利用被分離組分交換能力的差別而實(shí)現(xiàn)分離

? 空間排阻色譜法:根據(jù)被分離組分分子的線團(tuán)尺寸進(jìn)行分離—凝膠滲透色譜 2)熱導(dǎo)池檢測(cè)器和氫火焰離子檢測(cè)器的工作原理

? 熱導(dǎo)檢測(cè)器:利用載氣和樣品組分熱導(dǎo)系數(shù)的不同,當(dāng)它們通過熱敏元件時(shí),阻值出現(xiàn)差異而產(chǎn)生電信號(hào)。

? 火焰離子檢測(cè)器:利用有機(jī)物在氫火焰中燃燒時(shí)生成的離子,在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電信號(hào)。

3)定量分析的方法有哪些,各適合于什么情況

? 歸一化法:當(dāng)試樣中全部組分都顯示出色譜峰,且每個(gè)組分相應(yīng)的校正因子都已知時(shí)可用下式計(jì)算:

XI=fi*Ai/∑(fi*Ai)XI為試樣中組分,fi組分i的校正因子,Ai組分的峰面積

? 內(nèi)標(biāo)法:當(dāng)試樣組分不能全部從色譜柱流出,或有些組分在檢測(cè)器上沒有信號(hào)

Xi=miAifs,i/mAs

Ai, A分別代表組分和內(nèi)標(biāo)物的峰面積;fs,i校正因子;m和ms分別為試樣和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量

? 外標(biāo)法:分別將等量試樣和韓待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行色譜分析

χi=EIAi/AE

χi為試樣中組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) EI 為標(biāo)準(zhǔn)試樣中組分i的含量

Ai,AE 為峰面積 ? 疊加法:加入一定量的待測(cè)組分,再測(cè)出此兩組分的峰值

熱分析

【主要內(nèi)容】

1、基本概念

? DSC:示差掃描量熱法。是使試樣和參比物在程序升溫或是降溫的相同環(huán)境中,用熱量補(bǔ)償器以增加電功率的方式,即對(duì)參比物或試樣中溫度低的一方給予熱量的補(bǔ)償,是兩者的溫差保持為零,測(cè)量所做的功,即試樣的吸收熱量變化量對(duì)溫度(或時(shí)間)的依賴關(guān)系的的一種技術(shù)

? DTA:差熱分析法。是參比物語等量試樣在相同環(huán)境中等速變溫的情況下相比較,試樣的任何化學(xué)和物理變化,和它處于同一環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較,要出現(xiàn)暫時(shí)的增高或降低

? TG:熱失重法。是在程序升溫的環(huán)境中,測(cè)量試樣的質(zhì)量對(duì)溫度(或時(shí)間)的依賴關(guān)系的一種技術(shù)

2、主要規(guī)律

1)DSC和DTA技術(shù)的主要差別

? DSC:根據(jù)熱量差和溫度的關(guān)系 ? DTA:根據(jù)溫度和溫度差的關(guān)系

? DSC的溫度差為零,是他們最大的區(qū)別 2)影響DSC測(cè)定結(jié)果的主要因素

? 試樣的用量:10mg左右

? 升溫速率:影響峰的位置和峰面積

? 氣氛:防止氧化,減少揮發(fā)組分對(duì)檢測(cè)器腐蝕

? 熱歷史:樣品轉(zhuǎn)變受松弛受加工溫度、冷熱處理時(shí)間和速率、防止溫度與時(shí)間 3)DSC和TG主要應(yīng)用范圍

? 提供有關(guān)聚合物體系的各種轉(zhuǎn)變溫度 ? 熱轉(zhuǎn)變的各種參數(shù) ? 結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度 ? 聚合物的熱穩(wěn)定性

? 聚合物的固化、氧化和老化等方面

【補(bǔ)充內(nèi)容】

? 熱量變化與曲線峰面積的關(guān)系

m*ΔH=K*A M樣品質(zhì)量

ΔH單位質(zhì)量樣品的焓變

K修正系數(shù)

A峰面積 TG曲線:樣品失重積累量,積分型曲線

DTG曲線:TG曲線對(duì)溫度或時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù),質(zhì)量變化率 ? a.玻璃化溫度Tg:第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的切線重點(diǎn)位置

b.結(jié)晶溫度Tc:第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),波峰位置 c.熔融溫度Tm:第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),波谷位置 d.分解溫度Tf:第四個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),峰值位置

GPC 【主要內(nèi)容】

1、基本概念

? GPC:凝膠滲透色譜。也稱為尺寸排除色譜,是一種液相色譜。基于體積排阻的分離原理

? 排斥極限:凡是相對(duì)分子質(zhì)量比此點(diǎn)大的分子均被;排斥在凝膠空外 ? 滲透極限:凡是相對(duì)分子質(zhì)量小于此值的都可以滲透入全部孔隙

2、主要規(guī)律

1)GPC的分離原理

?平衡排除理論:大分子進(jìn)入孔洞少,在孔內(nèi)流經(jīng)的路程也短,最先出來。? 限制擴(kuò)散理論:分子質(zhì)量高的樣品,擴(kuò)散速度小,流速大時(shí),兩相不能平衡 ? 流動(dòng)分離理論:細(xì)長(zhǎng)管子模型,大分子從中間流過,小分子粘附在管壁 2)檢測(cè)器的種類和應(yīng)用

? 濃度檢測(cè)器:根據(jù)流出液的濃度不同,折光指數(shù)不同的原理 ? 粘度檢測(cè)器:測(cè)定柱后流出液的特性粘度

? 分子量檢測(cè)器:直接測(cè)定淋出液中聚合物的重均相對(duì)分子量 3)GPC定量分析的方法

【補(bǔ)充內(nèi)容】

? 色譜柱使用的上限:聚合物最小分子尺寸<最大凝膠顆粒孔徑

下限:聚合物最大尺寸分子>最小凝膠顆粒孔徑 ? 基本原理

a.按分子大小(體積大小,流動(dòng)力學(xué))分離 b.洗脫次序:大分子先流出,小分子最后流出 c.流出相不參與分離

第四篇:儀器分析總結(jié)

1.紫外可見光譜產(chǎn)生原因?有哪些特點(diǎn)? 原因:分子具有不同的特征能級(jí),當(dāng)分子從外界吸收能量后,就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的能級(jí)躍遷。同原子一樣,分子吸收能量具有量子化特征,記錄分子對(duì)電磁輻射的吸收程度與波長(zhǎng)的關(guān)系可以得到吸收光譜。特點(diǎn):靈敏度高準(zhǔn)確度好選擇性好,儀器價(jià)格低廉操作簡(jiǎn)便,快速分析速度快應(yīng)用范圍廣。

2.電子躍遷有哪幾種類型?它們的能量補(bǔ)充范圍。從化學(xué)鍵的性質(zhì)考慮,與有機(jī)化合物分子的紫外-可見吸收光譜有關(guān)的電子為:形成單鍵的σ電子,形成雙鍵的π電子以及未共享的或稱為非鍵的n電子.電子躍遷發(fā)生在電子基態(tài)分子成鍵軌道和反鍵軌道之間或基態(tài)原子的非鍵軌道和反鍵軌道之間。處于基態(tài)的電子吸收了一定的能量的光子之后,可分別發(fā)生σ→σ*,σ→π*, π → σ*, n →σ*, π →π*, n→π*等躍遷類型.π →π*, n →π*所需能量較小,吸收波長(zhǎng)大多落在紫外和可見光區(qū),是紫外-可見吸收光譜的主要躍遷類型.四種主要躍遷類型所需能量的大小順序?yàn)椋簄 →π* < π →π* n →σ* < σ→σ*.一般σ→σ*躍遷波長(zhǎng)處于遠(yuǎn)紫外區(qū),<200 nm, π →π*, n →σ*躍遷位于遠(yuǎn)紫外到近紫外區(qū),波長(zhǎng)大致在150~250nm之間,n →π*躍遷波長(zhǎng)近紫外區(qū)及可見光區(qū),波長(zhǎng)位于250nm~800nm之間.

3.紫外可見光譜的吸收光譜帶有幾種?原因,特點(diǎn)。首先有機(jī)化合物紫外吸收光譜中,如果存在飽和基團(tuán),則有σ →σ*躍遷吸收帶,這是由于飽和基團(tuán)存在基態(tài)和激發(fā)態(tài)的 σ電子,這類躍遷的吸收帶位于遠(yuǎn)紫外區(qū).如果還存在雜原子基團(tuán),則有n →σ*躍遷,這是由于電子由非鍵的n軌道向反鍵σ軌道躍遷的結(jié)果,這類躍遷位于遠(yuǎn)紫外到近紫外區(qū),而且躍遷峰強(qiáng)度比較低.如果存在不飽和C=C雙鍵,則有π →π*, n →π*躍遷,這類躍遷位于近紫外區(qū),而且強(qiáng)度較高.如果分子中存在兩個(gè)以上的雙鍵共軛體系,則會(huì)有強(qiáng)的K吸收帶存在,吸收峰位置位于近紫外到可見光區(qū)。對(duì)于芳香族化合物,一般在185nm,204nm左右有兩個(gè)強(qiáng)吸收帶,分別成為E1, E2吸收帶,如果存在生色團(tuán)取代基與苯環(huán)共軛,則E2吸收帶與生色團(tuán)的K帶合并,并且發(fā)生紅移,而且會(huì)在230~270nm處出現(xiàn)較弱的精細(xì)吸收帶(B帶).這些都是芳香族化合物的特征吸收帶。4.影響紫外分子光譜的因素有哪些?

共軛效應(yīng):分子中共軛體系形成大π鍵,使得各能級(jí)之間的能量差減小,因而產(chǎn)生吸收峰長(zhǎng)移并產(chǎn)生深色效應(yīng)的現(xiàn)象。助色效應(yīng):當(dāng)助色團(tuán)與發(fā)色團(tuán)相連,由于助色團(tuán)的n電子與發(fā)色團(tuán)的π電子發(fā)生共軛,結(jié)果使得吸收峰長(zhǎng)移產(chǎn)生深色效應(yīng)的現(xiàn)象。超共軛效應(yīng):由于烷基的?電子與共軛體系的π電子共軛,使得吸收峰長(zhǎng)移并產(chǎn)生深色效應(yīng)的現(xiàn)象。溶劑效應(yīng):由于溶劑的極性不同引起某些化合物的吸收峰發(fā)生長(zhǎng)移或短移的現(xiàn)象。

5.朗伯比爾定律成立的前提條件是什么?他在紫外可見分光光度法中的地位和意義。它的表達(dá)式說明了什么?(1)入射光為單色光。溶液為稀溶液(2)地位及意義。是吸光度法的基本定律。(3)表達(dá)式。表明在稀溶液中。物質(zhì)對(duì)單色光的吸光度與吸光物質(zhì)溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。

6.在紫外可見分光光度定量分析中,影響準(zhǔn)確度的因素有哪些?如何減小測(cè)定誤差?

(1)樣品溶液濃度的影響:比爾定律只適用于濃度小于0.01mol/L的稀溶液,因?yàn)闈舛雀邥r(shí)吸光粒子間的平均距離減小,受粒子間電荷分布相互作用的影響,他們的摩爾吸收系數(shù)發(fā)生改變導(dǎo)致偏離比爾定律,因此。待測(cè)溶液的濃度應(yīng)該控制在0.01mol/L以下。(2)單色光不純引起的偏離:比爾定律只適用于單側(cè)光,但一般的分光機(jī)所提供的入射光并不是純的單色光,而是波長(zhǎng)范圍較窄的復(fù)色光,由于同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同導(dǎo)致對(duì)比爾定律的偏離。實(shí)際上理論上的單色光是不存在的。我們所做的只能是讓入射光的光譜帶寬盡可能的小,要盡可能的靠近單色光。(3)其他原因:光通過吸收池時(shí)約有十分之一或更多光能因反射而損失。用參比溶液對(duì)比來補(bǔ)償。由于儀器性能限制通過吸收知道光不是平行光,而是稍稍傾斜的光束。紫外可見分光光度計(jì)主要部件類型和性能原理。光源發(fā)射強(qiáng)度足夠而穩(wěn)定的連續(xù)入射光。

原理:電子的能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,利用分子對(duì)紫外可見光的吸收特性建立起來的分析方法

儀器結(jié)構(gòu):光源-單色器-吸收池-檢測(cè)器-信號(hào)指示系統(tǒng)。

光源(1)鎢燈或鹵鎢燈,波長(zhǎng)范圍350至一千納米,作為可見光源(2)氫燈或氘燈,氣體放點(diǎn)發(fā)光,發(fā)射150-400nm的紫外連續(xù)光譜。

單色器:將來自光源的含各種波長(zhǎng)的復(fù)色光按波長(zhǎng)順序色散并,從中分離所需波長(zhǎng)的單色光。(1)色散元件,菱鏡 光柵(2)準(zhǔn)直鏡,是以狹縫為焦點(diǎn)的聚焦鏡,將進(jìn)入單色器的發(fā)散光變成平行光,又將發(fā)散后的單色平行光聚焦于出光狹縫(3)狹縫。為光的進(jìn)出口包括進(jìn)光狹縫和出光狹縫,進(jìn)光狹縫限制雜散光進(jìn)入,單色光由出光狹縫分出。

樣品池:用于乘裝試液,為光學(xué)玻璃池或石英池

檢測(cè)器:是一類光學(xué)電轉(zhuǎn)器,將接受的光學(xué)電訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌跍y(cè)量的電訊號(hào),常用的有光電池,光電管及光電信增管。

信號(hào)處理與顯示:將檢測(cè)器輸出的信號(hào)放大并顯示。9.判斷在紫外可見光區(qū),下列化合物產(chǎn)生幾個(gè)吸收帶。乙烯 K帶 苯乙烯 E帶,K帶 丁二烯 K帶 R帶 苯甲醛 R帶 E帶

8.舉例說明紫外可見分光光度法在定性分析中的應(yīng)用?(1)紫外光源可以用于有機(jī)化合物的定性分析通過測(cè)定物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)和吸光系數(shù)或者將未知化合物的紫外吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照可以確定化合物的存在。(2)可以用來推斷有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。(3)進(jìn)行化合物純度的檢查。(4)進(jìn)行有機(jī)化合物,配合物或者部分無機(jī)化合物的定量測(cè)定。

1.從原理和儀器兩方面比較分子熒光,磷光的異同點(diǎn)。熒光是激發(fā)單重態(tài)最低振動(dòng)能級(jí)至基態(tài)各振動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的,磷光是由激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)至基態(tài)各振動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的。/分子熒光和分子磷光屬于光致發(fā)光,但是熒光發(fā)射,在電子能量變化中不涉及電子自旋的改變,熒光的壽命較短為10-5s。磷光發(fā)射,在電子能量變化中伴隨電子自旋的改變,磷光的壽命較長(zhǎng),為幾秒甚至更長(zhǎng)。/化學(xué)發(fā)光基于在化學(xué)反應(yīng)過程中,生成了能產(chǎn)生發(fā)射光譜的激發(fā)態(tài)物質(zhì),產(chǎn)生的光譜不一定是分析物本身的光譜,而往往是被分析物反應(yīng)生成物質(zhì)的光譜,有時(shí)被分析物用作抑制劑或催化劑。3.酚酞與熒光素,哪一種的熒光量子產(chǎn)率高。

熒光素的熒光量子產(chǎn)率高。因?yàn)闊晒馑胤肿又械难鯓驑?gòu)成三環(huán)共面的剛性平面,而這種結(jié)構(gòu)可以減少分子的振動(dòng),使分子與溶劑或其他溶質(zhì)分子的相互作用減小,也就減少了碰撞去活的可能性,又含羥基等給電子基增強(qiáng)了兀電子共軛強(qiáng)度,使最低激發(fā)態(tài)單重態(tài)與基態(tài)之間的躍遷概率增加,使熒光增強(qiáng)。

6.為什么分子熒光光度分析法的靈敏度通常比分子吸光光度法的要高。

因?yàn)闊晒馐菑娜肷涔獾闹苯欠较驒z測(cè),即在黑背景下檢測(cè)熒光的發(fā)射,而且熒光的發(fā)射強(qiáng)度大,可以通過各種方法來增強(qiáng),從而提高檢測(cè)的靈敏度,而分子吸光光度法中存在著嚴(yán)重的背景干擾,因此,分子熒光光度法靈敏度通常比分子吸光光度法的高。

7.激發(fā)光譜,熒光發(fā)射光譜和吸收光譜三者的關(guān)系。熒光發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)光波長(zhǎng)無關(guān)。熒光發(fā)射光譜與吸收光譜是鏡像關(guān)系。(1)吸收光譜: 當(dāng)一束連續(xù)光通過透明介質(zhì)時(shí),如果光波能量和介質(zhì)中從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量間隔相等,介質(zhì)中的狀態(tài)將由基態(tài)被激發(fā)到激發(fā)態(tài),透過透明介質(zhì)的光將因這樣的吸收而光強(qiáng)減弱,由于激發(fā)態(tài)不同,它們的吸收能量不一樣,這樣在記錄透過透明介質(zhì)后的光強(qiáng)時(shí)就形成了光強(qiáng)隨著波長(zhǎng)變化的譜線,即吸收光譜。吸收光譜可以給出材料基質(zhì)和激活離子的激發(fā)態(tài)能級(jí)的位置和它們的分布情況。(2)熒光光譜: 固定激發(fā)波長(zhǎng),掃描發(fā)射波長(zhǎng),所得到熒光強(qiáng)度—發(fā)射波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。可用于熒光物質(zhì)的鑒別,并作為熒光測(cè)定時(shí)選擇恰當(dāng)?shù)臏y(cè)定波長(zhǎng)或?yàn)V光片的依據(jù)。

(3)激發(fā)光譜: 固定發(fā)射波長(zhǎng),掃描激發(fā)波長(zhǎng),而獲得熒光強(qiáng)度——發(fā)射波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。可用于熒光物質(zhì)的鑒別,并在進(jìn)行熒光測(cè)定時(shí)選擇適宜的激發(fā)波長(zhǎng)。4.苯胺在PH3還是PH10時(shí)熒光更強(qiáng),解釋之。

由于苯胺帶有堿性的胺基,它在PH7~12的溶液中以分子形式存在,會(huì)發(fā)出藍(lán)色的熒光,當(dāng)PH為3時(shí),溶液中的苯胺多數(shù)以離子形式存在,因此苯胺在PH10時(shí)的熒光比PH3時(shí)更強(qiáng)。

1、比較原子吸收與分子吸收的異同。

基態(tài)原子吸收其共振輻射,外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜,原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū),原子吸收光譜是線狀光譜。分子吸收光譜也叫紫外可見吸收光譜法是利用某些物質(zhì)的分子吸收200~800Nm光譜區(qū)的輻射來進(jìn)行分析測(cè)定的方法,這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子能級(jí)間的躍遷,是帶狀光譜。

3、原子化器的類型及特點(diǎn)

(一)火焰原子化器(1)霧化器:利用壓縮空氣等將樣品變成高度分散狀態(tài)的細(xì)小霧滴,生成的霧滴隨氣體流動(dòng)并被加速,形成粒子直徑為微米級(jí)的氣溶膠,氣溶膠粒子直徑越小,火焰中生成的基態(tài)原子越多。(2)混合室:使氣溶膠粒層更小更均勻,使燃?xì)庵細(xì)獬浞只旌希洃浶?yīng)小。(3)燃燒器:通過火焰燃燒使試樣霧滴在火焰中經(jīng)過干燥蒸發(fā)熔融和熱解毒過程,將待測(cè)原素原子化,要求原子化程度高噪聲小,火焰穩(wěn)定,光路原子數(shù)目多。

化學(xué)計(jì)量焰:火焰層次清晰,溫度高,穩(wěn)定,干擾小,適合多種元素測(cè)定。

復(fù)燃焰:溫度較化學(xué)計(jì)量焰較低,有還原性,適于易形成難離解氫化物的元素測(cè)定。

貧燃焰:溫度較低,有較強(qiáng)氧化性易于測(cè)定易離解易電離的元素。

(二)非火焰原子化器: 由電源,爐體和石墨管三部分組成,利用電熱陰級(jí)發(fā)射等離子體或激光等方法使試樣中待避元素形成基態(tài)自由原子。

4、什么是銳線光源,為什么原子吸收要使用銳線光源。銳線光源:發(fā)射線半寬度小于吸收線半寬度的光源,且發(fā)射線中心頻率與吸收線中心頻率一致的光源。

在使用銳線光源時(shí),光源發(fā)射線半寬度很小,并且發(fā)射線和吸收線的中心頻率一致。這時(shí)發(fā)射線的輪廓可以看作一個(gè)很窄的矩形,即峰值吸收系數(shù)Kn,在此輪廓內(nèi)不隨頻率改變而改變,吸收僅限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣,求出一定的峰值吸收系數(shù)即可測(cè)定出一定的原子數(shù)。所以把銳線當(dāng)做單色光而測(cè)量其峰值吸光度即可用朗伯-比爾定律進(jìn)行定量分析。

5、用石墨爐原子化器進(jìn)行測(cè)定時(shí),為何要通惰性氣體 加熱光源供給原子化器能量,一般采用低壓、大電流的交流電,為保證爐溫恒定,要求提供的電流穩(wěn)定,爐溫可在1~2s內(nèi)達(dá)3000℃,為防止試樣及石墨管氧化,必須不斷通入惰性氣體,有利于難溶氧化物的原子化。

7、氘燈法校正背景存在問題

使用:先用銳線光源測(cè)定分析線的原子吸收和背景吸收的總吸光度,再用連續(xù)光源發(fā)出的輻射在同一波長(zhǎng)下測(cè)定背景吸收,計(jì)算倆次測(cè)定吸光度之差,即可使背景吸收得到校正。

問題:只適用于波長(zhǎng)190-350nm的吸收線,而且要求氘燈和元素空心陰極燈發(fā)出的倆光束必須嚴(yán)格重合。

8、原子吸收的干擾,如何消除。

(1)物理干擾:試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣的黏度,表面張力,相對(duì)密度等物理性質(zhì)不同時(shí),將會(huì)使噴入火焰的速度和霧滴大小不同。由試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣物理性質(zhì)的差別所產(chǎn)生的干擾稱為物理干擾。消除:配置與試樣溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液,或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。

(2)電離干擾:由于很多元素在高溫火焰中產(chǎn)生電離,使單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)減少,靈敏度降低。消除:適當(dāng)控制火焰溫度,加入消電離劑(鉀,鈉等易電離的堿金屬)

(3)化學(xué)干擾:被測(cè)元素與共存的其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一種穩(wěn)定化合物而影響原子化效率。

1、陽離子的干擾:部分被測(cè)元素與干擾離子形成難溶的混合晶體

2、陰離子的干擾:主要是磷酸根離子和硫酸根離子對(duì)堿金屬的干擾。消除:1.加入釋放劑,使被測(cè)元素從化合物中釋放出來。2.加入絡(luò)合保護(hù)劑,使被測(cè)元素在處于保護(hù)層的情況下進(jìn)入火焰,在高溫下保護(hù)劑先被破壞而釋放出被測(cè)元素或與干擾元素生成穩(wěn)定化合物,將被測(cè)元素解離出來。3.加入助熔劑,對(duì)高熔點(diǎn)的待測(cè)物起助熔作用,提高靈敏度。4.利用適當(dāng)高溫火焰。5.沉淀、溶劑萃取、離子交換等方法。6.采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。(4)光譜干擾1.光譜干擾:由于分析的譜線與鄰近線不能完全分開而產(chǎn)生光譜干擾,另一種是由于發(fā)射共振線輪廓與火焰非測(cè)定元素的吸收線輪廓相互重疊所造成的干擾。消除:采用適宜狹縫寬度,降低燈電流或采用其他分析線。2.背景干擾:產(chǎn)生原因見6 消除:1.臨近非共振線校正:用分析線測(cè)量總吸光度。以空心陰極燈發(fā)射的與分析線鄰近的非吸收線測(cè)量背景吸光度。2.氘燈自動(dòng)背景校正:先用銳線光源測(cè)定分析線的原子吸收和背景吸收的總吸光度,再用連續(xù)光源發(fā)出的輻射在同一波長(zhǎng)下測(cè)定背景吸收,計(jì)算兩次測(cè)定吸光度之差,即可使背景吸收得到校正。3.親曼效應(yīng)背景校正:根據(jù)磁場(chǎng)將簡(jiǎn)并的譜線分裂成具有不同偏振特性的成分,由譜線的磁特性和偏振特性~別被測(cè)元素和背景吸收。4.自吸收背景校正:首先使空心陰極燈在弱脈沖低電流下工作,此時(shí)發(fā)射輪廓較窄的譜線,用以測(cè)定待測(cè)~與背景吸收,再以短暫的強(qiáng)脈沖高電流通過空心陰極燈,使其產(chǎn)生自吸收并使發(fā)射線的譜線輪廓變寬,兩種條件~定的吸收光度之差,是校正了背景吸收的凈原子吸收的吸光度。

6、原子吸收光譜分子產(chǎn)生背景的原因及影響(1)分子吸收:在原子化過程中生成的氣體分子、氧化物、鹽類和氫氧化物等分子對(duì)光的吸收引起的干擾(減少濃度,高溫火焰)(2)光散射:在原子化過程中產(chǎn)生的固體微粒對(duì)光的阻擋而發(fā)生的散射現(xiàn)象。(3)火焰氣體吸收:火焰氣體對(duì)光譜產(chǎn)生吸收,波長(zhǎng)越短,吸收越強(qiáng)烈(使用空氣,氫或氬氣_氫火焰)

2為什么可用分離度R作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。分離度R為相近兩色譜峰的保留值之差與兩峰寬度平均值之比,在色譜分析時(shí),常碰到兩個(gè)難分離的物質(zhì)情況。相鄰兩組分在色譜柱中的分離情況,柱效只能說明柱子的效率高低,卻反映不出難分離物質(zhì)對(duì)的分離效果,而選擇性則反映不出效率高低。分離度既可以判斷兩種物質(zhì)是否完全分離,說明柱子的分離能力,同時(shí)在計(jì)算的過程中要引入半峰寬,這個(gè)指標(biāo)可以反映柱效的高低,所以分離度R作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。

9.色譜分離基本方程式的含義,對(duì)色譜分離有什么指導(dǎo)意義?

方程式,主要反映了分析柱的性能,它表明分離度隨體系的熱力學(xué)性質(zhì)的變化而變化,同時(shí)與色譜柱條件有關(guān)。(1)當(dāng)體系的熱力學(xué)性質(zhì)一定時(shí),分離度與n的平方根成正比。對(duì)于選擇柱長(zhǎng)有一定的指導(dǎo)意義,增加柱長(zhǎng)和改進(jìn)分離度但過分增加柱長(zhǎng)會(huì)顯著增長(zhǎng)保留時(shí)間引起色譜峰擴(kuò)張,同時(shí)選擇性能優(yōu)良的色譜柱,并對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化,也可以增加提高分離度。(2)方程式說明K值增大也對(duì)分離有力,但k值太大會(huì)延長(zhǎng)分離時(shí)間增加分析成本。(3)提高柱效選擇性可以提高分離度分離效果越好,因此,可以通過選擇合適的固定相,增大,不同組分的分配系數(shù)差異,從而實(shí)現(xiàn)分離。10.色譜定性的依據(jù)是什么?主要有哪些定性方法? 依據(jù):根據(jù)組分在色譜柱中保留值的不同進(jìn)行定性

方法:1利用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照定性,在一定的色譜條件下。一個(gè)未知物質(zhì)只有一個(gè)確定的保留時(shí)間,由此將已知樣品在相同的色譜條件下的保留時(shí)間與未知物的保留時(shí)間進(jìn)行比較,就可以定性鑒別未知物2相對(duì)保留值法。在相同條件下,分別測(cè)出組份i的基準(zhǔn)物質(zhì)s的調(diào)整保留值,再計(jì)算即可,用已求出的相對(duì)保留值與文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)值比較定性。3利用加入已知純物質(zhì)增加峰高定性法:將純物質(zhì)加入試樣中若發(fā)現(xiàn)有新峰或在未知峰上有不規(guī)則形狀則兩者非同種物質(zhì),若峰增高而半峰寬不相應(yīng)增加則可能為同種物質(zhì)。4利用文獻(xiàn)上保留指數(shù),用兩個(gè)緊靠待測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)正構(gòu)烷烴標(biāo)定,使待測(cè)主峰的保留值正好在兩個(gè)正構(gòu)烷烴的保留值之間,再進(jìn)行色譜實(shí)驗(yàn)后計(jì)算保留指數(shù)來進(jìn)行定性分析。5與化學(xué)方法配合進(jìn)行定性分析,利用檢測(cè)器的選擇性進(jìn)行定性分析,6與其他儀器聯(lián)用定性。

12,為什么要用定量校正分子,什么情況下可以不用? 色譜定量分析是基于被測(cè)物質(zhì)的量與其峰面積的正比關(guān)系,但由于同一檢測(cè)器對(duì)不同的物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值,所以兩個(gè)相等量的不同物質(zhì)的峰面積往往不想相等,這樣就不能用峰面積來直接計(jì)算物質(zhì)的含量,為了使檢測(cè)器產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)能真實(shí)地反映物質(zhì)的含量就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)行校正,為此引入定量校正分子,以校正峰面積,使之能真實(shí)反映組分的含量。

氣相分析中間或者溶媒一般不用定量校正因子。在歸一化法,測(cè)定同系物或性質(zhì)很相近,響應(yīng)值大小一樣的話或很接近,把他們的校正因子看作一時(shí),可省略定量校正因子,測(cè)某種很純的物質(zhì)的純度時(shí),因雜質(zhì)含量很小,也可省略定量校正因子來計(jì)算。

13.有哪些常用的色譜定量分析方法?比較優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況。

(1)歸一化法:把試樣中所有組分的含量之和按100%計(jì)算,以他們相應(yīng)的色譜峰面積或峰高為定量參數(shù),通過下列公式計(jì)算各組分含量。

優(yōu)點(diǎn),簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確,當(dāng)操作條件、進(jìn)樣量、流速等變化時(shí),對(duì)分析結(jié)果影響較小

缺點(diǎn),所有組分都要出峰,而且分離良好才行。這種方法常用于常量分析,尤其適用于進(jìn)樣量很少而體積不易準(zhǔn)確測(cè)量的樣品,條件是試樣中所有組分都能流出色素柱,并在色素圖顯示色素峰。

(2)內(nèi)標(biāo)法:準(zhǔn)確稱取樣品,加入一定量的某種純物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物,然后進(jìn)行色譜分析,根據(jù)被測(cè)物和內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量及在色譜圖上相應(yīng)的峰面積比,求出某組分的含量。

優(yōu)點(diǎn),可消除基體帶來的干擾,消除了由人為而造成的系統(tǒng)誤差,定量較準(zhǔn)確。

缺點(diǎn),每次分析都要準(zhǔn)確稱取試樣及內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量,不宜做快速控制分析。

適用于試樣中各組分含量相差懸殊,或只需測(cè)定試樣中某個(gè)或某幾個(gè)組分而且試樣中所有組分不能全部出峰時(shí)

(3)外標(biāo)法,將欲測(cè)組份的純物質(zhì)配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,濃度與待測(cè)組分相近,取固定量的上述溶液進(jìn)行色譜分析,得到標(biāo)準(zhǔn)樣品的對(duì)應(yīng)色譜圖,以峰高或峰面積對(duì)濃度作圖。分析樣品時(shí),在上述完全相同的色譜條件下,取制作標(biāo)準(zhǔn)曲線同樣量的試樣分析、測(cè)得該試樣的響應(yīng)信號(hào)后,由標(biāo)準(zhǔn)曲線即可查出其百分含量。優(yōu)點(diǎn),操作簡(jiǎn)單、計(jì)算方便。缺點(diǎn),結(jié)果的準(zhǔn)確度取決于進(jìn)樣量的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性。

此法適用于試樣中各組分濃度變化范圍不大時(shí)。(4)內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法:不必測(cè)出校正因子,消除了某些操作條件的影響,適用于液體讀樣的常規(guī)分析。

11.何為保留指數(shù)?應(yīng)用保留指數(shù)作定性指標(biāo)有什么優(yōu)點(diǎn)?如何計(jì)算?

保留指數(shù):人為地將正構(gòu)烷烴的碳數(shù)n乘以100定為其的保留指數(shù),以正構(gòu)烷為參考標(biāo)準(zhǔn),用兩個(gè)緊靠其的標(biāo)準(zhǔn)正構(gòu)烷烴來標(biāo)定使待測(cè)組分的保留值正好在兩個(gè)正構(gòu)烷烴的保留之間。優(yōu)點(diǎn),準(zhǔn)確度高,可根據(jù)固定相和柱溫直接與文獻(xiàn)值對(duì)照而不必使用標(biāo)準(zhǔn)式樣。1氣象色譜的分離原理。

利用物質(zhì)在流動(dòng)相與固定相中分配或吸附性能等性質(zhì)的差異,當(dāng)兩相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),待測(cè)組分在兩相之間進(jìn)行多次反復(fù)的質(zhì)量交換,使混合物中各組分達(dá)到分離,進(jìn)而通過檢測(cè)器達(dá)到檢測(cè)分析的目的。2.氣相色譜儀的構(gòu)成及作用。

(1)氣路系統(tǒng),是一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的密閉管路系統(tǒng),攜帶樣品通過色譜柱,提供樣品在柱中運(yùn)行的動(dòng)力。(2)進(jìn)樣系統(tǒng)采用微量進(jìn)樣器或進(jìn)樣閥引入樣品,并使樣品瞬間汽化。(3)分離系統(tǒng),分填充柱和毛細(xì)管柱兩種,樣品在次得到所需要的分離。(4)檢測(cè)系統(tǒng),將經(jīng)過色譜柱分離后的各組份的量轉(zhuǎn)變成便于記錄的電信號(hào),然后對(duì)被分離物質(zhì)的組成和含量進(jìn)行鑒定和測(cè)量(5)溫度控制系統(tǒng),控制并顯示汽化室、色譜柱柱效、檢測(cè)器及輔助部分的溫度。(6)記錄系統(tǒng),對(duì)色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理,又可對(duì)色譜系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。3對(duì)載體和固定液的要求。

載體:

1、多孔性,即表面積大,使固定液與試樣的接觸面較大。

2、表面是化學(xué)惰性的,即表面沒有吸附性或吸附性很弱,不與被測(cè)物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。3,熱穩(wěn)定性好,有一定的機(jī)械強(qiáng)度不易破碎。

4、對(duì)載體力度的要求,均勻細(xì)小又不能過細(xì)。

固定液:1,化學(xué)穩(wěn)定性要好,不與被測(cè)物質(zhì)起任何化學(xué)反應(yīng),2、對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰Α?,揮發(fā)性小。4,具有較高的選擇性,即對(duì)沸點(diǎn)相同或相近的不同物質(zhì)有盡可能高的分離能力。5,熱穩(wěn)定性好,在操作溫度下呈液體狀態(tài)下且不發(fā)生分解。

4.比較紅色載體與白色載體的性能,何為硅烷化載體,有什么優(yōu)點(diǎn)?

紅色載體:由天然硅藻土直接煅燒而成,表面孔穴密集孔徑較小表面積大,涂固定液量多,在同樣大小柱中分離效率較高,結(jié)構(gòu)緊密,力學(xué)性能好,但表面由許多吸附活性中心,造成極性固定液分布不均,適宜分析非極性或弱極性的樣品。白色載體:是天然硅膠涂在煅燒之前加入了助溶劑,形成較大的疏松顆粒,表面孔徑較大,表面積較小,機(jī)械強(qiáng)度不如紅色載體,表面極性中心顯著減少,吸附性小,可用于分析極性物質(zhì)。硅烷化載體:將載體進(jìn)行鈍化處理,用硅烷化試劑和載體表面的硅醇、硅醚基團(tuán)起反應(yīng),消除表面氫鍵的結(jié)合能力,屏蔽活性中心后的載體。

優(yōu)點(diǎn):改進(jìn)了載體的性能可以分析化學(xué)性質(zhì)活潑的式樣。5“相似相溶”原理應(yīng)用于固定液選擇的合理性及其存在的問題。

合理性:當(dāng)組分與固定液分子極性相似時(shí),固定液和被測(cè)組分兩種分子間的作用力強(qiáng),被測(cè)組分在固定液中的溶解度就大,分配系數(shù)就大,也就是說被測(cè)組分在固定液中溶解度或分配系數(shù)的大小與被測(cè)組分和固定液兩種分子間的相互作用力的大小有關(guān)。

(1)分離非極性物質(zhì)一般選用非極性固定液,這時(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次序先后流出色譜柱,沸點(diǎn)低的先出峰,沸點(diǎn)高的后出峰。(2)分離極性物質(zhì),選用極性固定液,這時(shí)試樣中各組分主要按極性順序分離,極性小的流出色譜柱,極性大的后流出色譜柱。(3)分離非極性和極性化合物時(shí)一般選用極性固定液,這時(shí)非極性組分先出峰極性組分后出峰。(4)對(duì)于能形成氫鍵的試樣,如,醇酚胺,和水等的分離,一般選擇極性的或是氫鍵型的固定液,這時(shí)試樣中各組分按與固定液分子間形成氫鍵的能力大小先后流出,不易形成氫鍵的先流出,最易形成氫鍵的后流出。(5)對(duì)于復(fù)雜的難分離的物質(zhì)可以用兩種或兩種以上的混合固定液。

存在問題,以上討論的僅是對(duì)固定液的大致的選擇原則,應(yīng)用時(shí)有一定的局限性,事實(shí)上在色譜柱中的作用是較復(fù)雜的,因此,固定液的選擇應(yīng)主要靠實(shí)踐。6.熱導(dǎo)檢測(cè)器的工作原理,其靈敏度的影響因素。原理:熱導(dǎo)池作為檢測(cè)器是基于不同的物質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。當(dāng)電流通過鎢絲時(shí),鎢絲被加熱到一定溫度時(shí),鎢絲的電阻值也就增加到一定位。在未進(jìn)試樣時(shí),通過熱導(dǎo)池的兩個(gè)池孔(參比池和測(cè)量池)的都是載氣。由于載氣的熱傳導(dǎo)作用,使鎢絲的溫度下降,電阻減小,此時(shí)熱導(dǎo)池的兩個(gè)池孔中鎢絲溫度下降和電阻減小的數(shù)值是相同的。在進(jìn)入試樣組分后,載氣流經(jīng)參比池,而載氣帶著試樣組分流經(jīng)測(cè)量池,由于被測(cè)組分與載氣組成的混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)和載氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同,因而測(cè)量池中的鎢絲散熱情況就發(fā)生變化,使兩個(gè)池孔中的兩根鎢絲電阻值之間有了差異,此差異可以利用電橋測(cè)量出來。

影響因素:橋路工作電流、熱導(dǎo)池體溫度、載氣性質(zhì)和流速、熱敏原件阻值及熱導(dǎo)池死體積等對(duì)檢測(cè)器靈敏度有影響。

7.氫焰電離檢測(cè)器的工作原理,操作條件?

原理:火焰中的電離是化學(xué)電離,即有機(jī)物在火焰中熱裂解,發(fā)生自由基反應(yīng)。化學(xué)電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加直流電場(chǎng)作用下向兩極移動(dòng)而產(chǎn)生微電流。經(jīng)放大后,記錄下色譜峰。

操作條件:(1)氣體流速(2)氣體純度(3)極化電壓(4)使用溫度

1高效液相色譜與經(jīng)典液相色譜有何異同?

高效 高速 高靈敏 高自動(dòng)化 a在分析速度上比經(jīng)典液相色譜法快數(shù)百倍。b傳質(zhì)阻力小,分離效率高,在經(jīng)典液相色譜法中難分離的物質(zhì),一般在高效液相色譜法中都能得到滿意的效果。C分析靈敏度比經(jīng)典液相色譜有較大提高。

4薄層色譜與高效液相色譜相比,兩者在分離方法上有何優(yōu)缺點(diǎn)?

高效液相色譜法是色譜法的一個(gè)重要分支,以液體為流動(dòng)相,采用高壓輸液系統(tǒng),將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內(nèi)各成分被分離后,進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的分析。

優(yōu)點(diǎn):分離效率高,選擇性好,檢測(cè)靈敏度高,操作自動(dòng)化,應(yīng)用范圍廣; 不受試樣的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性限制,應(yīng)用范圍廣;流動(dòng)相種類多,可通過流動(dòng)相的優(yōu)化達(dá)到高的分離效率;一般在室溫下分析即可,不需高柱溫。缺點(diǎn):分析成本高,液相色譜儀價(jià)格及日常維護(hù)費(fèi)用貴,分析時(shí)間一般比氣相長(zhǎng)。

薄層色譜法:系將適宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或鋁基片上,成一均勻薄層。待點(diǎn)樣、展開后,根據(jù)比移值(Rf)與適宜的對(duì)照物按同法所得的色譜圖的比移值(Rf)作對(duì)比,用以進(jìn)行藥品的鑒別、雜質(zhì)檢查或含量測(cè)定的方法.優(yōu)點(diǎn)操作顯色比較簡(jiǎn)單,薄層色譜法斑點(diǎn)集中,薄層板耐腐蝕

缺點(diǎn)對(duì)生物高分子的分離效果不甚理想

10什么是化學(xué)鍵合色譜?它的突出優(yōu)點(diǎn)是什么? 化學(xué)鍵合相是利用化學(xué)反應(yīng)通過共價(jià)鍵將有機(jī)分子鍵合在載體表面形成均一,牢固的單分子薄層而構(gòu)成的固定相,其分離機(jī)理為吸附和分配兩種機(jī)理兼有,對(duì)多數(shù)鍵合相來說,以分配機(jī)理為主。通常化學(xué)鍵合相的載體是硅膠,硅膠表面有硅醇基,他能與合適的有機(jī)化合物反應(yīng),獲得各種不同性能的化學(xué)鍵合相。

優(yōu)點(diǎn):固定相不易流失,柱的穩(wěn)定性和壽命較高,能耐受各種溶劑,表面較均一,傳質(zhì)快,柱效高,能鍵合不同基團(tuán)以改變其選擇性。

11什么叫梯度洗脫它與氣相色譜中的程序升溫有何異同。

梯度洗脫:在分離過程中使流動(dòng)相的組成隨時(shí)間改變而改變。通過連續(xù)改變色譜柱中流動(dòng)相的極離子強(qiáng)度或PH等因素。使得被測(cè)組分的相對(duì)保留值得以改變,提高分離效率。

梯度洗脫類似程序升溫,兩者目的相同,不同的是程序升溫是通過程序改變柱溫,當(dāng)流動(dòng)相和固定相不變時(shí),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(dòng)相組成 極性ph來達(dá)到改變分配比的目的,一般柱溫保持恒定 16與GC和HPLC儀器相比SFC儀器有何不同。

1,為精確控制流動(dòng)相流體的溫度。色譜柱安裝在恒溫控制的柱爐內(nèi)。2,SFC儀器帶有一個(gè)限流器,用以對(duì)住維持一個(gè)合適的壓力,并且通過它流體轉(zhuǎn)化為氣體后,進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)量。3以超臨界流體作為流動(dòng)相。十四章

1.與HPLC相比CE更具有什么優(yōu)點(diǎn)?

1高效2高速3微量4操作模式多,分析方法開發(fā)容易5低能耗。

2.高效毛細(xì)管電泳分離的原理。

在電解質(zhì)溶液中,帶電粒子在電場(chǎng)的作用下,以不同速度向其所帶電荷相反方向遷移,產(chǎn)生電涌流,在一般情況下,毛細(xì)管柱內(nèi)表面帶負(fù)電,和溶液接觸時(shí)形成了一雙電層,在高壓電作用下,雙電層的水合陽離子整體朝負(fù)極方向移動(dòng)產(chǎn)生電滲流,帶電粒子在毛細(xì)管內(nèi)電解質(zhì)緩沖液中的遷移速度等于電泳流和電滲流二者的矢量和,帶正電的粒子遷移方向和電滲流相同,因此首先流出,所帶正電荷越多,相對(duì)分子質(zhì)量越小的正電粒子流出越快,中性粒子電泳速率為零,其遷移數(shù)率相當(dāng)于電滲流速率,帶負(fù)電的粒子的電泳流方向和電滲流相反,因電滲流速率一般大于電泳流速率,故其在中性粒子之后流出,各種粒子因差速遷移而達(dá)到區(qū)帶分離。3.高效毛細(xì)管電泳的幾種模式的分離機(jī)理和應(yīng)用對(duì)象有何不同。

1毛細(xì)管區(qū)帶電泳。溶質(zhì)在毛細(xì)管內(nèi)的背景電解質(zhì)溶液中以不同速率遷移而形成一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的溶質(zhì)帶的電泳模式,應(yīng)用分離出中性物質(zhì)外的物質(zhì)。

2毛細(xì)管凝膠電泳在毛細(xì)管中裝入凝膠做支持物進(jìn)行的電泳,凝膠起篩子作用使溶質(zhì)按分子大小逐一分離,應(yīng)用,分離分析蛋白質(zhì)和DNA分子量或堿基數(shù)。

3毛細(xì)管等電聚焦,兩性電解質(zhì)在分離介質(zhì)中的遷移造成的ph梯度由此可以使物質(zhì)根據(jù)他們不同的等電點(diǎn)達(dá)到分離的目的,應(yīng)用,兩性電解質(zhì)。

4毛細(xì)管等速電泳,選用淌度比樣品中任何待測(cè)組分的淌度都高的電解質(zhì)作為先導(dǎo)電解質(zhì),用淌度比樣片中任何待測(cè)組分都低的電解質(zhì)作為尾隨電解質(zhì),夾在其間的樣品組分根據(jù)自己的有效淌度的不同而分離,應(yīng)用,離子性物質(zhì)。

5膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜,采用CZE技術(shù)并結(jié)合色譜原理而形成的,溶質(zhì)在載體與周圍介質(zhì)之間的分配,同時(shí)兩項(xiàng)在高壓電場(chǎng)中具有不同的遷移,應(yīng)用,非結(jié)合性溶質(zhì),4毛細(xì)管電色譜的特點(diǎn),1分離效率比HPLC高五至十倍,2選擇性比毛細(xì)管電泳高,3分析速度快分析結(jié)果重復(fù)性好,能實(shí)現(xiàn)樣品的富集與預(yù)濃縮。

1雙聚焦質(zhì)譜儀為什么能提高儀器的分辨率?

在單聚焦分析器中,離子源產(chǎn)生的離子在進(jìn)入加速電場(chǎng)前,初始能量不能為零,且各不相同,具有相同質(zhì)荷比的離子,初始能量存在差異,因此通過分析器后,也不能完全聚焦在一起,而雙聚焦分析器同時(shí)實(shí)現(xiàn)了方向聚焦和能量聚焦,解決了離子能量分散的問題,提高了儀器的分辨率。

2比較電子轟擊電離源、場(chǎng)致電離源及場(chǎng)解析電離源的特點(diǎn)?

電子轟擊電離源:離子化效率高,電子電離源的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是電子轟擊的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通化學(xué)鍵的鍵能,過剩的能量將引起分子多個(gè)鍵的斷裂。

場(chǎng)致電離源:優(yōu)點(diǎn),分子離子和準(zhǔn)分子離子峰強(qiáng);碎片離子峰也很豐富;適合熱不穩(wěn)、難揮發(fā)性樣品分析。缺點(diǎn):樣品涂在金屬板上的溶劑也被電離,使質(zhì)譜圖復(fù)雜化。場(chǎng)解析電離源:解析所需能量遠(yuǎn)低于汽化所需能量,故有機(jī)化合物不會(huì)發(fā)生熱分解,很少生成碎片離子。3常用的電離源有哪些?

電子轟擊電離源 場(chǎng)致電離源 場(chǎng)解析電離源 化學(xué)電離源 快原子和快離子轟擊電離源 電噴霧電離源 大氣壓化學(xué)電離 激光解吸源

4標(biāo)準(zhǔn)加入法 取相同體積的式樣溶液兩份分別移入容量瓶AB另取一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液加入B稀釋定容測(cè)AB吸光度值設(shè)A中待測(cè)元素濃度為Cx,B瓶加入的標(biāo)準(zhǔn)濃度為Cs,A溶液吸光度為Ax,B溶液吸光度為Ao則Cx=(Ax÷Ao-Ax)Cs

某溶液中含有乙醇和甲苯,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的儀器分析方法,建立乙醇和甲苯的定量方法。

紫外可見光譜法(對(duì)照法)~取混合溶液與甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液分別稀釋一定的倍數(shù),制成極稀溶液樣品。分別將其放入吸收池選定波長(zhǎng),紫外可見光照射分別測(cè)吸光度。由A樣=E樣L樣C樣,A標(biāo)=E標(biāo)L標(biāo)C標(biāo),E樣=E標(biāo)L樣=L標(biāo),所以C樣=A樣/A標(biāo)*C標(biāo),即得甲苯乙醇的量。

測(cè)定蒽時(shí)的激發(fā)和熒光發(fā)射的最佳波長(zhǎng):400nm

在液相色譜中范氏方程中的哪一項(xiàng)對(duì)住效能的影響可以忽略不計(jì):分子擴(kuò)散項(xiàng)

對(duì)聚苯乙烯相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)分析應(yīng)采用哪一種液相色譜法:凝膠色譜法。

現(xiàn)需分離分析一氨基酸式樣,擬采用哪種色譜?

氨基酸一般采用液相色譜來分析。如果采用氣相色譜分析需衍生化處理才行。

提高液相色譜柱效的最有效途徑是什么?

選擇合適的流動(dòng)相,控制相對(duì)較低的流動(dòng)相相速。色譜柱填充均勻。減小固定相顆粒直徑。減小固定相液膜厚度。

在液相色譜法中梯度淋洗適用于分離何種式樣。保留時(shí)間過短或過長(zhǎng)的試樣,樣片中有多個(gè)組分而且極性差別較大的復(fù)雜樣品。(組分復(fù)雜及容量因子值范圍很寬的樣品)

3能否根據(jù)塔板理論數(shù)來判斷分離的可能性

不能,有效塔板數(shù)僅表示柱效率的高低,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(dòng)相之間分配系數(shù)的差異

儀器分析:是通過測(cè)量表征物質(zhì)的某些物理或物里化學(xué)性質(zhì)的參數(shù)來確定其化學(xué)組成或結(jié)構(gòu)的分析方法。量子產(chǎn)率:發(fā)熒光的分子數(shù)與總的激發(fā)態(tài)分子數(shù)之比,(物質(zhì)吸光后發(fā)射熒光的光子數(shù)與吸收激發(fā)光的光子數(shù)的比值)。

系間跨越:不同多重態(tài)之間的一種無輻射躍遷(激發(fā)態(tài)電子改變其自旋態(tài),分子的多重性發(fā)生改變)。

振動(dòng)弛豫:被激發(fā)到激發(fā)態(tài)的分子能通過與溶劑分子的碰撞,迅速以熱的形式把多余的振動(dòng)能量傳遞到周圍的分子,而自身返回該電子能級(jí)的最低振動(dòng)能級(jí)的過程。重原子效應(yīng):熒光分子的芳環(huán)上被F,Cl,Br等鹵素取代后,使系間跨越加強(qiáng),其化合物熒光強(qiáng)度隨鹵素原子質(zhì)量增加而減弱,而磷光相應(yīng)增強(qiáng)的效應(yīng)。

多普勒變寬:原子在空間做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的譜線展寬。

自然變寬:沒有外界影響的譜線展寬。

光譜通帶:?jiǎn)紊珒x出射狹縫的輻射波長(zhǎng)區(qū)間寬度。紅移:指由于化合物的結(jié)構(gòu)改變,如加入助色團(tuán),發(fā)生共軛作用以及改變?nèi)軇┑龋刮辗逑蜷L(zhǎng)波方向移動(dòng) 藍(lán)移:指當(dāng)化合物的結(jié)構(gòu)改變或受溶劑影響,使吸收峰向短波方向移動(dòng)

增色效應(yīng):由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因,使吸收強(qiáng)度增強(qiáng)

減色效應(yīng):由于化合物的結(jié)構(gòu)改變或其他原因,使吸收強(qiáng)度減弱

程序升溫:指在一個(gè)分析周期內(nèi)柱溫隨時(shí)間由低溫向高溫作線性或非線性變化,以達(dá)到用最短時(shí)間獲得最佳分離的目的

內(nèi)轉(zhuǎn)換:相同多重態(tài)間的一種無輻射躍遷過程

外轉(zhuǎn)移:激發(fā)分子通過與溶劑或溶質(zhì)間相互作用和能量轉(zhuǎn)換而使熒光或磷光減弱甚至消失的過程

熒光發(fā)射:分子處于單重激發(fā)態(tài)的最低震動(dòng)能層時(shí),發(fā)射分子返回基態(tài),這一過程稱為熒光躍遷

熒光猝滅:熒光分子與溶劑或其他溶質(zhì)分子之間相互作用,使熒光強(qiáng)度減弱的作用。

碰撞猝滅:處于激發(fā)單重態(tài)的熒光分子與猝滅劑分子碰撞,使前者以無輻射躍遷方式回到基態(tài),產(chǎn)生猝滅作用

自猝滅:單重激發(fā)態(tài)分子在發(fā)射熒光之前和未激發(fā)的熒光物質(zhì)分子碰撞引起自猝滅

靜態(tài)猝滅:由于部分熒光分子與猝滅劑分子生成非熒光的配合物

分配系數(shù):在一定溫度和壓力下,組分在固定相和流動(dòng)相之間的分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度之比值

分離度R:相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬度總和一半的比值

分配比:又稱容量因子,它指在一定溫度和壓力下,組分在兩相間分配達(dá)平衡時(shí),分配在固定相和流動(dòng)相的質(zhì)量比

磷光發(fā)射:當(dāng)受激分子降至S1的最低振動(dòng)能級(jí)后,如果經(jīng)系間跨越至T1態(tài),并經(jīng)T2態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)回S0態(tài)的各振動(dòng)能級(jí),此過程輻射的光稱為磷光發(fā)射

鏡像規(guī)則:通常熒光發(fā)射光譜與它的吸收光譜成鏡像對(duì)稱系

參比電極:與被測(cè)物質(zhì)無關(guān),電位已知且穩(wěn)定,提供測(cè)量電位參考的電極

梯度淋洗:對(duì)組成復(fù)雜,含有多種不同極性組分樣品進(jìn)行液相色譜分析時(shí),通過逐漸調(diào)節(jié)溶劑非極性和極性組分的比例而改變混合溶劑的極性,根據(jù)相似相容的原則,逐漸將不同極性的組分依次洗出色譜柱而獲得良好分離的方法技術(shù)

梯度洗脫:在分離過程中使流動(dòng)相的組成隨時(shí)間的改變而改變。優(yōu)點(diǎn),通過連續(xù)改變色譜柱中流動(dòng)相的極性離子強(qiáng)度或ph,使被測(cè)組分的相對(duì)保留值得以改變,提高分離效率。

多普勒變寬:由于分子在空間做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的,又稱熱變寬。

發(fā)射光譜:原來處于激發(fā)態(tài)的粒子回到低能級(jí)或基態(tài)時(shí),往往會(huì)發(fā)生電磁輻射。

吸收光譜:物質(zhì)對(duì)輻射選擇性吸收而得到的原子或分子光譜。

紫外可見吸收光譜:利用某些物質(zhì)的分子在200~800nm光譜區(qū)的輻射來進(jìn)行分析測(cè)量的方法。

指示電極:在點(diǎn)位分析中電極電位隨被測(cè)電活物質(zhì)活度變化的電極。

生色團(tuán):分子中能吸收紫外線或可見光的結(jié)構(gòu)單元。

選擇因子:在定性分析中,通常固定一個(gè)色譜峰作為標(biāo)準(zhǔn),然后再求其他峰對(duì)這個(gè)峰的相對(duì)保留值。

末端吸收:在指有機(jī)化合分子中含有能產(chǎn)

生 或 躍遷的,能在紫外可見范圍內(nèi)產(chǎn)生吸收的光團(tuán) 積分吸收:在吸收線輪廓內(nèi),吸收系數(shù)的積分稱為積分吸收,在溫度不太高的火焰條件下,峰值吸收系數(shù)與原子濃度成正比。

峰值吸收:原子吸收線中心頻率或波長(zhǎng)處所對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)。

背景吸收:原子化器中連續(xù)的分子吸收,固體顆粒散射等干擾。

檢測(cè)限:以特定的分析方法,適當(dāng)?shù)闹眯潘奖粰z出最低濃度或最小值。

死時(shí)間:不同固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí),從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時(shí)間。

正相液相色譜:流動(dòng)相為非極性,固定相為極性的液相色譜即為正相液相色譜。分離中等極性化合物,易構(gòu)體等。

反相液相色譜:流動(dòng)相為極性,固定相為非極性的液相色譜即為反相液相色譜。可分離離子,離子化合物包括強(qiáng)堿強(qiáng)酸。

第五篇:儀器分析總結(jié)

1.緒論

要求:

1.儀器分析概念及性質(zhì)* 2.儀器分析方法的分類* 3.儀器分析方法的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)*

儀器分析概念:現(xiàn)代儀器分析是以物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)及其在分析過程中所產(chǎn)生的分析信號(hào)與物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系為基礎(chǔ),借助比較復(fù)雜或特殊的現(xiàn)代儀器,對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析和動(dòng)態(tài)分析的一類分析方法。儀器分析的特點(diǎn):

1.靈敏度高,試樣用量少。2.選擇性好。

3.操作簡(jiǎn)便,分析速度快,自動(dòng)化程度高。4.用途廣泛。

5.相對(duì)誤差較大,價(jià)格昂貴。儀器分析方法分類:

光分析法、分離分析法、電化學(xué)分析法、質(zhì)譜法、分析儀器聯(lián)用技術(shù)。

光分析法:光分析法是利用待測(cè)組分的光學(xué)性質(zhì)(發(fā)射、吸收、散射、折射、衍射、偏振)進(jìn)行分析測(cè)定的一種儀器分析方法。光分析法分為光譜法和非光譜法,光譜法又分為原子吸收發(fā)射光譜,紫外可見吸收光譜,紅外光譜,拉曼光譜法。

電化學(xué)分析法:電化學(xué)分析法是利用組分在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定的一種儀器分析方法,電化學(xué)分析法分為電導(dǎo)分析法、電位分析法等。

分離分析法:利用物質(zhì)中各組分間的溶解能力、親和能力、吸附和解吸能力、滲透能力、遷移速率等性能差異,先分離后分析的一類儀器分析方法,分離分析法分為氣相色譜法、液相色譜法、超臨界流體色譜法、離子色譜法等。

質(zhì)譜法:質(zhì)譜法是將待測(cè)物質(zhì)置于離子源中電離形成帶電離子,讓離子加速并通過磁場(chǎng)或電場(chǎng)后,離子將按質(zhì)荷比(m/z)大小分離,形成質(zhì)譜圖。

聯(lián)用分析技術(shù):聯(lián)用分析技術(shù)已成為當(dāng)前儀器分析的重要發(fā)展方向,將幾種方法結(jié)合起來,特別是分離方法(如色譜法)和檢測(cè)方法(紅外吸收光譜法、質(zhì)譜法、原子發(fā)射光譜法)的結(jié)合,匯集了各自的優(yōu)點(diǎn),可以更好地完成試樣分析。氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)、氣相色譜-質(zhì)譜法-質(zhì)譜法(GC-MS-MS)、液相色譜-質(zhì)譜法(HPLC-MS)儀器分析方法的主要評(píng)價(jià)指標(biāo):

精密度、準(zhǔn)確度、選擇性、標(biāo)準(zhǔn)曲線、靈敏度、檢出限。精密度:旨在相同條件下用同一方法對(duì)同一樣品進(jìn)行多次平行測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。用標(biāo)準(zhǔn)偏差S或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr(或RSD)表示,S、Sr越小,精密度越高。

準(zhǔn)確度:指測(cè)定值與真實(shí)值相符合的程度。用相對(duì)誤差Er來描述,Er越小,準(zhǔn)確度越高。精密度和準(zhǔn)確度的關(guān)系:

1.精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件。

2.精密度高不一定準(zhǔn)確度高,主要由于有系統(tǒng)誤差存在。

選擇性: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,干擾越少。標(biāo)準(zhǔn)曲線:標(biāo)準(zhǔn)曲線是待測(cè)物質(zhì)濃度與儀器響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系曲線。靈敏度:待測(cè)組分單位濃度或單位質(zhì)量變化引起響應(yīng)信號(hào)的變化程度。

檢出限:指某一分析方法在給定的置信度能夠被儀器檢出的待測(cè)物質(zhì)的最低含量。

精密度、準(zhǔn)確度和檢出限是評(píng)價(jià)儀器性能及分析方法的最主要技術(shù)指標(biāo)。

2.光分析法

要求:

1.光分析法概述

2.光(電磁輻射)的波粒二象性* 3.光的吸收、發(fā)射* 4.光的吸收定律** 5.光譜法的分類* 6.光譜產(chǎn)生原理

7.分子光譜與原子光譜區(qū)別*

光分析法概念:給予電磁輻射能量與待測(cè)物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來的分析方法。

光分析法儀器三個(gè)基本組成部分:信號(hào)發(fā)生系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)。

電磁輻射的波粒二象性:光在傳播時(shí)主要表現(xiàn)出波動(dòng)性,可用波長(zhǎng)λ波數(shù)σ描述;在與其他物質(zhì)相互作用時(shí),主要表現(xiàn)出粒子性,可用能量描述。普朗克公式:E=hv=hcλ。

透射率:T=II0

吸光度:A=lg(1/T)=lg(I0/I)光的吸收定律——朗伯比爾定律:A=kcLεcL ε=α·M

kε:摩爾吸光系數(shù),與介質(zhì)性質(zhì)、溫度和入射光波長(zhǎng)有關(guān)。c :濃度

L :厚度 光譜分類:

按照產(chǎn)生光譜的物質(zhì)類型不同:原子光譜、分子光譜、固體光譜。按照產(chǎn)生光譜方式不同:吸收光譜、發(fā)射光譜、散射光譜。按照光譜的性質(zhì)和形狀:線光譜、帶光譜、連續(xù)光譜。

光譜產(chǎn)生原理:通常的物質(zhì)分子處于穩(wěn)定基態(tài),當(dāng)它收到光照或其他能量激發(fā)時(shí),將根據(jù)分子吸收能量的大小引起分子的轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、電子能級(jí)躍遷,同時(shí)伴隨著光子的吸收或發(fā)射,光子能量等于前后兩個(gè)能級(jí)的能量差。由于物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)躍遷是量子化的,物質(zhì)只能吸收或發(fā)射特定波長(zhǎng)的光,形成特征光譜,不同物質(zhì)特征光譜不同,可以根據(jù)物質(zhì)的特征光譜研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。原子光譜是線光譜(line spectra),分子光譜是帶光譜(band spectra),固體光譜是連續(xù)光譜。

分子光譜為帶光譜的根本原因:當(dāng)外界能量引起分子振動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷時(shí),必然同時(shí)疊加轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷;同樣,在分子的電子能級(jí)躍遷的同時(shí),總伴隨著分子的振動(dòng)躍遷和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷。分子的振動(dòng)光譜、電子光譜是由許多線光譜聚集的譜帶組成的。章末一個(gè)簡(jiǎn)答題,在前面。

3.原子發(fā)射光譜(Atomic Emission Spectrometry, AES)

要求:

1.原子發(fā)射光譜法的定義* 2.原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生、分析過程 3.譜線強(qiáng)度與試樣中元素含量的關(guān)系。4.譜線的自吸和自蝕* 5.原子發(fā)射光譜儀主要部件的作用* 6.光譜定性分析相關(guān)概念和定性方法* 7.光譜定量分析工作曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法* 8.原子熒光的產(chǎn)生、特點(diǎn)*、共振熒光* 9.原子熒光光度計(jì)的組成*、AFS與AES和AAS之間的區(qū)別和聯(lián)系*

原子發(fā)射光譜法:根據(jù)原子或離子在一定條件下受激后所發(fā)射的特征光譜來研究物質(zhì)化學(xué)組成及含量的方法,稱為原子發(fā)射光譜法。(Atomic Emission Spectrometry, AES).分析過程:激發(fā)源提供外部能量使被測(cè)試樣蒸發(fā)、解離,產(chǎn)生氣態(tài)原子,并使氣態(tài)原子的外層電子激發(fā)至高能態(tài),處于高能態(tài)的原子自發(fā)躍遷回低能態(tài)時(shí),以輻射形式釋放出多余能量。經(jīng)分光系統(tǒng)分光后形成一系列按波長(zhǎng)順序排列的譜線。用檢測(cè)系統(tǒng)記錄和檢測(cè)譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度。定性分析原理:根據(jù)某元素的特征頻率或波長(zhǎng)的譜線是否出現(xiàn),即可確定樣品中是否存在該原子。定量分析原理:分析樣品中待測(cè)元素濃度越高,在激發(fā)源中該元素的激發(fā)態(tài)原子數(shù)目越多,特征譜線強(qiáng)度越大,和已知含量標(biāo)樣的譜線強(qiáng)度相比即可確定該元素含量。原子發(fā)射光譜特點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn):可多元素同時(shí)檢測(cè)、分析速度快、檢出限低、選擇性好、準(zhǔn)確度高、試樣用量少。缺點(diǎn):不適合鹵素和惰性氣體分析、只能確定總量不能確定空間結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)。譜線強(qiáng)度與試樣中元素含量關(guān)系:I=a·c 濃度較大時(shí),發(fā)生自吸:I=a·cb

a 為常數(shù),c為被測(cè)元素含量,b為自吸系數(shù) b=1無自吸,b<1 有自吸。譜線的自吸和自蝕:

自吸:原子在高溫區(qū)發(fā)射某一波長(zhǎng)的輻射,被處在邊緣的低溫狀態(tài)的同種原子吸收的現(xiàn)象。自蝕:當(dāng)樣品達(dá)到一定含量,由于自吸嚴(yán)重,譜線中心輻射完全被吸收,稱為自蝕。原子發(fā)射光譜儀主要部件:激發(fā)源、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。(激發(fā)源有火焰、電弧、ICP;分光系統(tǒng)有棱鏡、光柵;檢測(cè)器有感光板、光電倍增管、CCD)。

光譜定性分析依據(jù):元素不同導(dǎo)致電子結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致光譜不同產(chǎn)生特征光譜。靈敏線:每種元素的原子光譜中,凡是具有一定強(qiáng)度、能標(biāo)記某元素存在的特征譜線,稱為該元素的靈敏線。

最后線:當(dāng)元素含量減少到最低限度時(shí),仍能夠堅(jiān)持到最后出現(xiàn)的譜線,稱為最后線或最靈敏線。主共振線:由第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間躍遷產(chǎn)生的共振線稱為主共振線。通常也是最后線。特征線組:是指為某種元素所特有、容易辨認(rèn)的多重線組。分析線:用來進(jìn)行定性或定量分析的特征譜線。

定性方法:目前常用標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法和鐵光譜比較法。

標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法:將待測(cè)元素的純物質(zhì)與試樣在相同條件下同時(shí)并列攝譜于同一感光板,然后再映譜儀上進(jìn)行光譜比較,如果樣品光譜出現(xiàn)于純物質(zhì)光譜相同波長(zhǎng)的譜線(一般看最后線)則表明樣品中含有與純物質(zhì)一樣的元素。

鐵光譜比較法:以鐵的光譜線做標(biāo)尺,將各個(gè)元素的最后線按波長(zhǎng)插在標(biāo)尺上方,制成標(biāo)準(zhǔn)光譜圖。將待測(cè)試樣和純鐵同時(shí)并列攝譜于同一感光板,然后再映譜儀上用元素標(biāo)準(zhǔn)管譜圖與樣品光譜圖對(duì)照檢查,如二者最后線重合,則認(rèn)為樣品存在該元素。選擇鐵光譜的原因:譜線多、間距均勻、定位準(zhǔn)確。

元素存在判定:多條靈敏線出現(xiàn),含有該元素;只有一條最靈敏線,可能有該元素;只有非靈敏線,不含該元素;無某一元素譜線,一定不存在。

原子熒光分析法:原子熒光分析法是一種通過測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強(qiáng)度,來測(cè)定待測(cè)元素含量的一種發(fā)射光譜分析方法(Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS)。

區(qū)別:AFS與AES的區(qū)別是激發(fā)源不同,AFS屬于光致激發(fā)的原子發(fā)射光譜法,但所用儀器與原子吸收光譜法(AAS)相近。原子熒光特點(diǎn):

1.屬于光致發(fā)光:十二次發(fā)光過程,激發(fā)光遠(yuǎn)停止時(shí),在發(fā)光過程立即停止。2.發(fā)射的熒光強(qiáng)度與照射光強(qiáng)有關(guān)。3.不同元素的熒光波長(zhǎng)不同。(原子結(jié)構(gòu)不同,電子能級(jí)排布不同)。4.濃度很低時(shí),強(qiáng)度與蒸汽中該元素濃度成正比。(定量依據(jù),用于痕量分析)共振熒光:熒光線的波長(zhǎng)=激發(fā)線的波長(zhǎng)

原子熒光分析儀基本組成:激發(fā)光源、原子化器、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)。(激發(fā)源是高強(qiáng)度空心陰極燈、無極放電燈、高壓氙弧燈;原子化器是將待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為原子蒸汽,有Ar稀釋的火焰;分光系統(tǒng)極為簡(jiǎn)單,濾光片或光柵;檢測(cè)系統(tǒng)是光電倍增管PMT)。AES,AFS,AAS三者區(qū)別和聯(lián)系: 聯(lián)系:產(chǎn)生光譜的對(duì)象都是原子。區(qū)別:AAS是基于基態(tài)原子選擇性吸收光輻射能,并使該輻射強(qiáng)度降低而產(chǎn)生的光譜(共振吸收線)。AES是基態(tài)原子受到熱電光的作用,原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),然后返回基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光譜(共振發(fā)射線。)AFS是氣態(tài)原子吸收光源的特征輻射后,原子外層電子躍遷到激發(fā)態(tài),然后返回到基態(tài)發(fā)射的與原子激發(fā)波長(zhǎng)相同的輻射即為原子熒光,是光致二次發(fā)光,本質(zhì)上仍是發(fā)射光譜。

4.原子吸收光譜(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)

要求:

1.原子吸收光譜法概念*、特點(diǎn)。2.原子吸收光譜的產(chǎn)生。

3.基態(tài)原子與待測(cè)元素含量的關(guān)系。4.特征頻率和半寬度*、了解變寬因素。

5.原子吸收線測(cè)量的積分吸收法、峰值吸收法*。6.原子吸收分光光度計(jì)主要組成*。7.HCL和原子化器*,光譜通帶*。8.原子吸收光譜法分析法中測(cè)定條件的選擇*,定量分析法,靈敏度與檢出限*。9.干擾及消除方法*。

原子吸收光譜法:基于測(cè)量待測(cè)元素基態(tài)原子對(duì)其特征譜線的吸收程度來確定物質(zhì)含量的分析方法稱為原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)。特點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn):檢出限低、選擇性好、精密度和準(zhǔn)確度高、進(jìn)樣量少,分析速度快。缺點(diǎn):不能進(jìn)行多元素同時(shí)分析,非金屬元素不能直接測(cè)定。

原子吸收光譜的產(chǎn)生:在通常情況下,原子處于基態(tài),當(dāng)通過基態(tài)原子的某輻射線所具有的能量(或頻率)恰好符合該原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需的能量(或頻率)時(shí),該基態(tài)原子就會(huì)從入射輻射中吸收能量,產(chǎn)生原子吸收光譜。原子的能級(jí)是量子化的,所以原子對(duì)不同頻率輻射的吸收也是有選擇的。原子由基態(tài)躍遷到第一電子激發(fā)態(tài)所需能量最低,躍遷最容易(這時(shí)產(chǎn)生的吸收線稱為主共振吸收線或第一共振吸收線),因此大多數(shù)元素主共振吸收線就是該元素的靈敏線,也是原子吸收法中最主要的分析線。

原子吸收光譜相比于原子發(fā)射光譜優(yōu)點(diǎn):激發(fā)態(tài)原子數(shù)受溫度的影響大,而基態(tài)原子數(shù)受溫度的影響小,所以原子吸收光譜法的準(zhǔn)確度優(yōu)于原子發(fā)射光譜分析法;基態(tài)原子數(shù)遠(yuǎn)大于激發(fā)態(tài)原子數(shù),因此原子吸收光譜法的靈敏度高于原子發(fā)射光譜法。

原子吸收譜線的輪廓與譜線變寬:表示原子吸收線輪廓的特征量是吸收線的特征頻率v0和半寬度△v。特征頻率由原子的能及分布特征決定,半寬度除譜線本身具有的自然寬度外,還受多種因素影響(熱變寬、壓力變寬)。

原子吸收線測(cè)量:積分吸收法、峰值吸收法。

峰值吸收法:采用銳線光源作為輻射源測(cè)量譜線的極大吸收(峰值吸收)。

銳線光源:發(fā)射線與吸收線特征頻率一致且發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源,如空心陰極燈。

峰值吸收的測(cè)量條件:1.光源發(fā)射線的半寬度應(yīng)小于吸收線半寬度(△v發(fā)射<△v吸收)2.通過原子蒸氣的發(fā)射線的特征頻率恰好與吸收線的特征頻率重合。(ν0發(fā)射 = ν0吸收)

峰值吸收法定量分析依據(jù)——光吸收定律:A=Kc 在特定條件下,吸光度A與待測(cè)元素濃度c呈線性關(guān)系。原子吸收分光光度計(jì)組成: 1.光源:作用是發(fā)射待測(cè)元素的特征共振輻射,必須使用待測(cè)元素制成的銳線光源。可用待測(cè)元素作陰極材料制成相應(yīng)空心陰極燈(HCL)。特點(diǎn)是只有一個(gè)燈電流操作參數(shù),輻射光強(qiáng)度大,穩(wěn)定,譜線窄,燈泡容易更換;每測(cè)一種元素需要更換相應(yīng)燈泡。2.原子化器:

分類是1.火焰原子化器 2.石墨爐原子化器 3.低溫原子化技術(shù)。作用是將試樣中待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子,以便對(duì)特征譜線進(jìn)行吸收。提供能量,使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。常用火焰是空氣-乙炔火焰。

3.分光系統(tǒng):分光系統(tǒng)的作用是將待測(cè)元素的分析線與干擾線分開,使待測(cè)系統(tǒng)只能接受分析線。在原子吸收光度計(jì)中,單色其通常位于火焰之后,這樣可分掉火焰的雜散光并防止光電管疲勞。4.檢測(cè)系統(tǒng):組成是光電轉(zhuǎn)換器、放大器和顯示器。作用是吧單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)放大器放大后以透射率或吸光度形式顯示出來。原子吸收分析中需要研究的測(cè)定條件(三個(gè))

測(cè)定條件的選擇:分析線、空心陰極燈電流、狹縫寬度、原子化條件。

分析線:常選待測(cè)元素的主共振線作為分析線;為了避免鄰近譜線干擾,可選次靈敏線;測(cè)量高濃度樣品時(shí),可選次靈敏線。

空心陰極燈電流:電流過小,光強(qiáng)低且不穩(wěn)定;電流過大,發(fā)射線變寬,靈敏度下降,且影響光源壽命;選擇原則是保證穩(wěn)定和合適光強(qiáng)輸出條件下,盡量選低工作電流。狹縫寬度:原則是在不減小吸光度值的條件下,盡可能使用較寬的狹縫。原子化條件: 火焰原子化:火焰類型(溫度-背景),使待測(cè)元素獲得最大原子化效率;助燃比(溫度-氧還環(huán)境);助燃器高度;進(jìn)樣量。

石墨爐原子化:升溫程序的優(yōu)化。

定量分析法:1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法(會(huì)出現(xiàn)正偏離和負(fù)偏離)2.標(biāo)準(zhǔn)加入法(可消除基體干擾,不能消除背景吸收影響)。靈敏度與檢出限:

干擾和消除方法:

干擾:物理干擾、化學(xué)干擾、電離干擾、光譜干擾。

物理干擾及消除:指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過程中,由于其物理特性的變化而引起的吸收強(qiáng)度變化的效應(yīng)。這類干擾是非選擇性的,對(duì)試樣中各元素的測(cè)定影響基本相同。

消除物理干擾的方法:配制與待測(cè)溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液、濃度高的溶液可用稀釋法、采用標(biāo)準(zhǔn)加入法

化學(xué)干擾及消除:化學(xué)干擾是指在溶液或原子化過程中待測(cè)元素與其它組分之間的化學(xué)反應(yīng)所引起的干擾效應(yīng),主要影響待測(cè)元素的原子化效率。原子吸收法的主要干擾,具有選擇性。典型的化學(xué)干擾是待測(cè)元素與共存物作用生成了難揮發(fā)的化合物,致使參與吸收的基態(tài)原子數(shù)減少。消除化學(xué)干擾的方法:

加釋放劑:加入一種過量的金屬元素,與干擾元素形成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物,從而使待測(cè)元素釋放出來。

例:鍶和鑭可有效消除磷酸根對(duì)鈣的干擾。

加保護(hù)劑:保護(hù)劑與待測(cè)元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,防止干擾物質(zhì)與其作用。例:加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根與鈣作用

電離干擾及消除:在高溫下原子電離,使基態(tài)原子的濃度減少,引起原子吸收信號(hào)降低的現(xiàn)象。電離干擾在火焰溫度高、待測(cè)元素電離電位低的情況下最容易發(fā)生,隨被測(cè)元素濃度的增高而減小。消除電離干擾的方法:

加入過量消電離劑,抑制被測(cè)元素的電離—堿金屬。例如Ca測(cè)定在高溫下產(chǎn)生電離現(xiàn)象,加入KCl可消除。光譜干擾及消除:

1、非共振線干擾——縮小狹縫寬度

2、背景吸收

分子吸收是指試樣在原子化過程中生成的分子對(duì)光輻射的吸收而引起的干擾,使吸收值增高。光散射是指原子化過程中產(chǎn)生的微小固體顆粒使光產(chǎn)生散射,造成透過光減小,吸收值增加。消除背景吸收的方法:空白校正法、連續(xù)光源校正法、塞曼效應(yīng)校正法。

5.紫外-可見吸收法

(Ultraviolet and Visible Absorption Spectrometry, UV-Vis)要求:

1.物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收

2.紫外-可見吸收光譜法概念* 3.紫外-可見吸收光譜基本原理* 4.Lambert-Beer定律的成立條件* 5.摩爾吸收系數(shù)ε的討論* 6.朗伯-比爾定律的加和性* 7.偏離朗伯-比爾定律的原因* 8.電子躍遷的類型* 9.發(fā)色團(tuán)、助色團(tuán)和吸收帶* 10.影響紫外吸收光譜的因素* 11.紫外分光光度計(jì)基本構(gòu)造* 12.測(cè)量條件的選擇* 13.定性、結(jié)構(gòu)、定量*分析

物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收:物質(zhì)溶液之所以呈現(xiàn)顏色,是由于物質(zhì)溶液對(duì)光的選擇性吸收引起的。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補(bǔ)色。透射光與吸收光可組成白色。

紫外可見吸收光譜法:紫外可見吸收光譜法是基于分子內(nèi)電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜進(jìn)行分析的光譜分析法。屬于分子吸收光譜。紫外可見吸收光譜法的基本原理:利用光的吸收定律——朗伯比爾定律:當(dāng)一束平行光通過單色溶液時(shí),溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)濃度c及液層厚度L的乘積成正比。

朗伯比爾定律成立條件:朗伯-比爾定律只適用于低濃度、均勻、非散射的溶液,并且溶質(zhì)不能有解離、締合、互變異構(gòu)等化學(xué)變化。

摩爾吸光系數(shù):在溫度和介質(zhì)條件一定時(shí),ε僅與吸光物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有關(guān);ε不隨濃度c和光程長(zhǎng)度L改變而變化;ε是吸光能力與測(cè)定靈敏度的度量,εmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng),測(cè)定靈敏度越高;ε數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。朗伯比爾定律的加合性:如果在一溶液中有多個(gè)組分對(duì)同一波長(zhǎng)的光有吸收作用,則總吸光度等于各組分的吸光度之和(條件是各組分的吸光質(zhì)點(diǎn)不發(fā)生作用),這就是物質(zhì)對(duì)光吸收的加和性。偏離朗伯比爾定律的原因:

1.入射光并非完全意義的單色光而是復(fù)色光。2.溶液的不均勻性導(dǎo)致部分入射光因散射而損失。3.溶液發(fā)生了解離、締合、配位等化學(xué)變化。電子躍遷的類型:σ電子、π電子、n電子。

σ→σ*躍遷:σ電子躍遷到σ*軌道所需能量最大(飽和烴類C-C鍵)。

n →σ*躍遷:分子中未共用n電子躍遷到σ*軌道,能量較大,大部分在遠(yuǎn)紫外區(qū)。π→π*躍遷:成鍵π電子由基態(tài)躍遷到π*軌道,屬?gòu)?qiáng)吸收。

K吸收帶由共軛非封閉體系中π→π*月前產(chǎn)生。

n →π*躍遷:未共用n電子躍遷到π*軌道:所需能量小。R吸收帶由n→π*躍遷產(chǎn)生。發(fā)色團(tuán):是指含有不飽和鍵,能吸收紫外、可見光產(chǎn)生π→π*或n→π*躍遷的基團(tuán)。

助色團(tuán):是指含有為成鍵n電子,本身沒有生色功能,但與發(fā)色團(tuán)相連時(shí),能使發(fā)色團(tuán)吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng),吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的雜原子基團(tuán)稱為助色團(tuán)。

吸收帶:吸收峰在紫外-可見光譜中的波帶位置稱為吸收帶。有R、K、B、E吸收帶。B、E吸收帶是由芳香族化合物π→π*躍遷產(chǎn)生。影響紫外可見吸收光譜的因素:

1.助色效應(yīng):助色團(tuán)與生色團(tuán)相連,由于助色團(tuán)n電子與生色團(tuán)π電子共軛,使吸收峰紅移,吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的過程。

2.共軛效應(yīng)和超共軛效應(yīng):π電子共軛體系增大,λmax紅移,εmax增大;σ→π超共軛效應(yīng)增強(qiáng),λmax紅移,εmax增大。

3.空間位阻效應(yīng):空間阻礙使得共軛體系被破壞,λmax藍(lán)移,εmax減小。

4.溶劑效應(yīng):溶劑極性增大,π→π*躍遷吸收帶紅移;n→π*躍遷吸收帶藍(lán)移。極性溶劑往往使吸收峰的振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)消失。

紫外分光光度計(jì)基本構(gòu)造:光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器、顯示器。

光源:連續(xù)光源,提供激發(fā)能,使待測(cè)分子產(chǎn)生吸收。可見光區(qū)用鎢燈或鹵鎢燈(熱輻射光源),紫外光區(qū)用氫燈氘燈(氣體放電光源)。

單色器:將光源輻射的復(fù)合光色散成單色光。有光柵單色器和棱鏡單色器。與原子吸收分光光度計(jì)不同,在UV-Vis光度計(jì)中,單色器置于吸收池前面以防止強(qiáng)光照射吸收池引起物質(zhì)分解。吸收池(比色皿):盛放被測(cè)樣品。有玻璃吸收池(可見光)和石英吸收池(紫外和可見)。吸收池(比色皿)使用前要用溶劑洗滌,加入池高4/5,手拿毛玻璃,避免測(cè)定強(qiáng)酸強(qiáng)堿,使用后要清洗,定量分析使用之前要校正。

檢測(cè)器:檢測(cè)光信號(hào),并將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成可測(cè)量的電信號(hào),光電池→光電管→光電倍增管→光電二極管陣列檢測(cè)器。

紫外分光光度計(jì)類型:?jiǎn)喂馐止夤舛扔?jì)、雙光束分光光度計(jì)、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)、光電二極管陣列分光光度計(jì)。

UV-Vis分光光度計(jì)測(cè)定條件選擇:

3.入射光波長(zhǎng)的選擇:根據(jù)吸收大,干擾小的原則選擇最佳入射波長(zhǎng)。2.吸光度讀數(shù)范圍選擇

3.參比溶液選擇:用于調(diào)節(jié)A=0 UV-Vis吸收光譜法應(yīng)用:定性分析、結(jié)構(gòu)分析、定量分析 定量分析:根據(jù)朗伯比爾定律 1.單組分定量分析:

比較法:在相同條件下配制樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液(與待測(cè)組分的濃度相近),在相同的實(shí)驗(yàn)條件和最大波長(zhǎng)λmax處分別測(cè)得吸光度為Ax和As,然后進(jìn)行比較,求出樣品溶液中待測(cè)組分的濃度。標(biāo)準(zhǔn)曲線法:首先配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在λmax處分別測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度,作A-c的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在完全相同的條件下測(cè)出試液的吸光度,并從曲線上求得相應(yīng)的試液的濃度。

2.多組分定量分析:依據(jù)吸光度具有加合性

課后題:

6.紅外吸收光譜(Infrared Absorption Spectrum, IR)

要求:

1.紅外吸收光譜法概念和特點(diǎn)* 2.紅外吸收光譜產(chǎn)生的兩個(gè)條件* 3.分子的基本振動(dòng)形式* 4.紅外吸收光譜的分區(qū)及其特點(diǎn)* 5.影響基團(tuán)頻率位移的因素

6.色散型紅外光譜儀和FI-IR光譜儀基本組成部件、作用和特點(diǎn)* 7.定性、定量分析

8.了解有機(jī)化合物的紅外譜圖解析方法

紅外吸收光譜法:利用紅外分光光度計(jì)測(cè)量物質(zhì)對(duì)紅外光的吸收及所產(chǎn)生的紅外吸收光譜對(duì)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測(cè)定的方法。紅外吸收光譜法的特點(diǎn): 1.除了單原子分子、對(duì)稱雙原子分子外,幾乎所有的化合物都有紅外吸收,能提供豐富的結(jié)構(gòu)信息; 2.任何氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)樣品均可進(jìn)行紅外光譜測(cè)定; 3.樣品用量少,分析速度快;

4.與色譜等聯(lián)用(GC-FTIR)具有強(qiáng)大的定性功能。紅外吸收光譜的產(chǎn)生條件:

(一)輻射應(yīng)具有恰好能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)躍遷所需能量。

(二)輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用,產(chǎn)生偶極矩的變化。分子基本振動(dòng)形式:

1.雙原子分子振動(dòng):沿鍵軸方向伸縮振動(dòng)v(鍵長(zhǎng)變化鍵角不變的振動(dòng))2.多原子分子振動(dòng):伸縮振動(dòng)v(鍵長(zhǎng)變化鍵角不變的振動(dòng))、彎曲振動(dòng)δ(基團(tuán)鍵角發(fā)生周期性變化,但鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng));伸縮振動(dòng)的吸收峰波數(shù)比相應(yīng)鍵的彎曲振動(dòng)峰波數(shù)高

譜帶強(qiáng)度:影響吸收峰強(qiáng)度的主要因素是振動(dòng)能級(jí)的躍遷概率和振動(dòng)過程中偶極矩的變化。紅外吸收光譜圖的分區(qū):

1.官能團(tuán)區(qū):將4000-1300cm-1區(qū)域稱為官能團(tuán)區(qū),這個(gè)區(qū)域內(nèi)每個(gè)紅外吸收峰都和一定官能團(tuán)對(duì)應(yīng)。

2.指紋區(qū):將1300-670 cm-1區(qū)域稱為紅外光譜中的指紋區(qū),由于各振動(dòng)之間的相互偶合,使得這個(gè)區(qū)域中的吸收帶變得非常復(fù)雜,對(duì)結(jié)構(gòu)上的微小變化表現(xiàn)極其敏感。指紋區(qū)可以表征整個(gè)分子的結(jié)構(gòu)特征。

從官能團(tuán)區(qū)可找出該化合物存在的官能團(tuán),指紋區(qū)的吸收可以用來與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較,從而得出與已知物結(jié)構(gòu)相同或不同的確切結(jié)論。二者相互補(bǔ)充。

影響基團(tuán)頻率的因素:化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率不僅與其性質(zhì)有關(guān),還受分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部因素影響。

內(nèi)部因素:誘導(dǎo)效應(yīng)(T效應(yīng))、共扼效應(yīng)(C效應(yīng))、氫鍵效應(yīng)、空間位阻等。外部因素:溶劑、試樣狀態(tài)、制樣方法等。

色散型紅外吸收光譜儀基本結(jié)構(gòu):光源、吸收池、單色器、檢測(cè)器、記錄系統(tǒng)。UV-Vis與IR區(qū)別:

UV-Vis——吸收池放在單色器之后(可防止強(qiáng)光照射引起吸收池中一些物質(zhì)的分解)。

IR——吸收池放在光源與單色器之間(紅外光源能量小,不會(huì)引起試樣的分解,而且可以減小來自試樣和吸收池的雜散光對(duì)檢測(cè)器的影響)。

工作波段范圍不同,兩者的光源、透光材料與檢測(cè)器等有很大的差別。

以光柵為分光元件的色散型紅外光譜儀缺點(diǎn):

1.色散型紅外吸收光譜儀是掃描式的儀器,掃描速度慢,不能測(cè)定瞬間光譜的變化,也不能實(shí)現(xiàn)與色譜儀的聯(lián)用。

2.分辨率較低,要獲得0.1~0.2 cm-1的分辨率已相當(dāng)困難。傅里葉變換紅外吸收光譜儀(FT-IR):根據(jù)光的相干性原理設(shè)計(jì),沒有色散元件,不需要分光。主要由光源、干涉儀、吸收池、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和記錄系統(tǒng)組成。FT-IR特點(diǎn):

1.測(cè)定速度極快。1s內(nèi),實(shí)現(xiàn)紅外光譜儀與色譜儀的聯(lián)用。2.靈敏度和信噪比高。(無狹縫裝置,輸出能量無損失;多次測(cè)定、多次累計(jì))3.分辨率提高,波數(shù)精度可達(dá)10-2 cm-1。4.測(cè)定的光譜范圍寬,10~104 cm-1。

紅外光譜解析三要素:吸收峰位置、強(qiáng)度、峰形。近紅外光譜在食品檢測(cè)方面應(yīng)用:

? 在糧油檢測(cè)方面,它可以同時(shí)測(cè)定小麥中蛋白質(zhì)、淀粉、水分、灰分、干面筋等含量,快速測(cè)定其他糧食中淀粉和蛋白質(zhì)含量,評(píng)價(jià)和控制面粉生產(chǎn)過程中原料與產(chǎn)品的品質(zhì)。

? 在肉制品加工中,測(cè)定原料肉或肉制品中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪含量等指標(biāo),甚至可以在屠宰分割過程中即時(shí)測(cè)定肉的水分、蛋白質(zhì)含量及顏色。

? 在發(fā)酵工業(yè)中,近紅外技術(shù)可以用來測(cè)定發(fā)酵乳的蛋白質(zhì)、脂肪和總固形物含量,檢測(cè)葡萄酒發(fā)酵過程中各種香味成分以及各種糖類的含量,測(cè)定醬油中主要成分,食品的摻偽檢測(cè)等。? 在油脂工業(yè)中,近紅外技術(shù)可用來檢測(cè)油料中油分含量及游離脂肪酸、碘值等指標(biāo)。中紅外光譜在食品檢測(cè)方面應(yīng)用: ? 結(jié)構(gòu)鑒定 ? 成分含量測(cè)定 ? 摻假檢測(cè) 課后題:

7.分子發(fā)光分析法

要求:

1.定義*、分類* 2.單重態(tài)和三重態(tài)

3.激發(fā)態(tài)到基態(tài)的能量傳遞途徑 4.光譜曲線* 5.熒光強(qiáng)度與濃度關(guān)系* 6.熒光與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系(內(nèi)因)* 7.影響熒光強(qiáng)度的因素 8.熒光分析儀器* 9.分子熒光定量分析法* 10.熒光分析法特點(diǎn)

11.化學(xué)發(fā)光分析法基本原理* 12.化學(xué)發(fā)光分析裝置與技術(shù)*

分子發(fā)光分析:某些物質(zhì)的分子吸收一定能量(光能、電能、化學(xué)能等)躍遷到較高的電子激發(fā)態(tài)后,在返回電子基態(tài)的過程中伴隨有光輻射,這種現(xiàn)象稱為分子發(fā)光(Molecular Luminescence),以此建立起來的分析方法稱為分子發(fā)光分析法。分子發(fā)光分類:

1.光致發(fā)光(PL)-光能(熒光、磷光)2.電致發(fā)光(EL)-電能 3.化學(xué)發(fā)光(CL)-化學(xué)能

4.生物發(fā)光(BL)-生物體,酶,法學(xué)發(fā)光。

分子發(fā)光光譜:屬于分子發(fā)射光譜,帶光譜,在近紫外區(qū)和可見光區(qū)(200-800nm)。單重態(tài)與三重態(tài):

激發(fā)單重態(tài):電子自旋相反-S 激發(fā)三重態(tài) :電子自旋平行-T 激發(fā)態(tài)到基態(tài)能量傳遞途徑:

光譜曲線:

? 激發(fā)光譜的形狀與發(fā)射波長(zhǎng)無關(guān),發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長(zhǎng)無關(guān),變化的只是If—光譜曲線高低;在最大激發(fā)波長(zhǎng)和最大發(fā)射波長(zhǎng)下,熒光強(qiáng)度最大。? Stokes位移:λem>λex(>20 nm)。

? 同一物質(zhì)的激發(fā)光譜與吸收光譜形狀相似,最大激發(fā)波長(zhǎng)與最大吸收波長(zhǎng)一致。? 同一組分的激發(fā)光譜(吸收光譜)波長(zhǎng)最短,磷光波長(zhǎng)最長(zhǎng),熒光波長(zhǎng)處于中間。熒光強(qiáng)度與濃度關(guān)系:If=Kc(必須A<0.05)熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系(內(nèi)因):

1.共軛π鍵體系:提高共軛程度有利于增加熒光效率,并產(chǎn)生紅移。2.剛性平面結(jié)構(gòu):剛性和平面性增加,有利于熒光發(fā)射。

3.取代基效應(yīng):給電子取代基增強(qiáng)熒光;的電子取代基減弱熒光、加強(qiáng)磷光;對(duì)位、鄰位取代基增強(qiáng)熒光,間位取代基抑制熒光。

4.電子躍遷類型:含N、O、S雜原子的有機(jī)物,S1→T1系間竄躍強(qiáng)烈,熒光很弱或不發(fā)熒光。不含N、O、S原子的有機(jī)熒光體系多發(fā)生π→π*類型的躍遷,這是電子自旋允許的躍遷,摩爾吸收系數(shù)大,熒光輻射強(qiáng)。

影響熒光強(qiáng)度的因素(外因): 1.熒光猝滅

2.溫度、酸度和溶劑影響 3.表面活性劑影響

熒光分析儀器組成:激發(fā)光源、樣品池、雙單色器系統(tǒng)、檢測(cè)器、顯示器。特殊點(diǎn):有兩個(gè)單色器,光源與檢測(cè)器通常成直角。

激發(fā)光源:高壓汞燈、高壓氙弧燈:強(qiáng)度高、紫外可見區(qū)有連續(xù)光譜。樣品池:四面透光的比色皿,手拿棱或者最上端。雙單色系統(tǒng):

激發(fā)單色器:選擇激發(fā)光波長(zhǎng)。發(fā)射單色器:選擇發(fā)射光波長(zhǎng)。

紫外可見分光光度計(jì)構(gòu)成和熒光分光光度計(jì)構(gòu)成: 紫外:光源-單色器-樣品池-檢測(cè)器-數(shù)據(jù)處理

熒光:光源-激發(fā)單色器-樣品池-發(fā)射單色器-檢測(cè)器-數(shù)據(jù)處理 磷光特點(diǎn):

? 磷光波長(zhǎng)比熒光的長(zhǎng)(T1

? 磷光壽命和強(qiáng)度對(duì)重原子敏感。熒光定量分析法:If=Kc

1.工作曲線法(直接熒光工作曲線法最常用,還有熒光淬滅工作曲線法)2.比較法:

Ifx—樣品溶液的熒光強(qiáng)度 Ifs—標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度 If0—試劑空白的熒光強(qiáng)度

熒光分析法特點(diǎn):

靈敏度高:比紫外-可見分光光度法高2~4個(gè)數(shù)量級(jí) 選擇性好:可同時(shí)用激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜定性 重現(xiàn)性好 取樣量少 儀器不復(fù)雜

缺點(diǎn):應(yīng)用范圍小

化學(xué)發(fā)光法:與熒光相同的是都電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)放出輻射,不同的是熒光靠吸收紫外-可見光,化學(xué)是吸收化學(xué)能。化學(xué)發(fā)光類型:氣相化學(xué)發(fā)光、液相化學(xué)發(fā)光、固相化學(xué)發(fā)光、異相化學(xué)發(fā)光。化學(xué)發(fā)光分析裝置:進(jìn)樣系統(tǒng)-發(fā)光反應(yīng)室-光檢測(cè)器PMT-信號(hào)放大器-顯示與記錄發(fā)光反應(yīng)可采用靜態(tài)或流動(dòng)注射的方式進(jìn)行:

靜態(tài)方式:用注射器分別將試劑加入到反應(yīng)器中混合,測(cè)最大光強(qiáng)度或總發(fā)光量;試樣量小,重復(fù)性差;

流動(dòng)注射方式:用蠕動(dòng)泵分別將試劑連續(xù)送入混合器,定時(shí)通過測(cè)量室,連續(xù)發(fā)光,測(cè)定光強(qiáng)度;試樣量大。

化學(xué)發(fā)光分析特點(diǎn): 1.靈敏度高 2.儀器設(shè)備簡(jiǎn)單

3.發(fā)射光強(qiáng)度測(cè)量無干擾 4.線性范圍寬 5.分析速度快

缺點(diǎn):可供化學(xué)發(fā)光用的試劑少、發(fā)光反應(yīng)效率低、研究少。課后題:

9.分離分析法(這章計(jì)算多,建議看PPT)

要求:

1.色譜分析法簡(jiǎn)介(掌握概念和分離原理)2.色譜分析法的分類* 3.色譜圖及色譜常用術(shù)語* 4.搭板理論和速率理論、分離度* 5.色譜定性和定量方法* 分離分析法:利用樣品中共存組分間各種性能上的差異,西安將他們分離然后進(jìn)行分析測(cè)定的分析方法。分為色譜分析法、高效毛細(xì)管電泳法、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、色譜-光譜、波譜聯(lián)用法。色譜分析法簡(jiǎn)介:色譜法是一種分離分析方法。它利用樣品中各組分與流動(dòng)相和固定相的作用力不同(吸附、分配、交換等性能上的差異),先將它們分離,后按一定順序檢測(cè)各組分及其含量的方法。

色譜法分離原理:當(dāng)混合物隨流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱時(shí),就會(huì)與柱中固定相發(fā)生作用(溶解、吸附等),由于混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異,與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱不同,在同一推動(dòng)力作用下,各組分在固定相中的滯留時(shí)間不同,從而使混合物中各組分按一定順序從柱中流出。這種利用各組分在兩相中性能上的差異,使混合物中各組分分離的技術(shù),稱為色譜法。色譜法與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合,實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。色譜法的特點(diǎn):(1)分離效率高

復(fù)雜混合物,有機(jī)同系物、異構(gòu)體。(2)靈敏度高

可以檢測(cè)出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量。(3)分析速度快

一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。(4)應(yīng)用范圍廣

氣相色譜:沸點(diǎn)低于400℃的各種有機(jī)或無機(jī)試樣的分析。液相色譜:高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析。(5)高選擇性:對(duì)性質(zhì)極為相似的組分有很強(qiáng)的分離能力.不足之處:

被分離組分的定性較為困難 色譜分析法的分類

? 按兩相狀態(tài)分類:氣相色譜(GC)、液相色譜(LC)、超臨界流體色譜(SFC)。

? 按操作形式分類:柱色譜(CC,固定相裝在管柱內(nèi))、紙色譜(PC,固定相為濾紙,采用適當(dāng)溶劑在濾紙上展開進(jìn)行分離)、薄層色譜(TLC,固定相壓成土層或涂成薄層)

? 按分離原理分類:吸附色譜(利用固體吸附劑表面對(duì)各組分吸附能力不同進(jìn)行分離)、分配色譜(利用固定液對(duì)各組分溶解能力不同進(jìn)行分離)、離子交換色譜(利用離子交換劑對(duì)各組分的親和力不同進(jìn)行分離)、凝膠色譜(利用凝膠對(duì)分子大小、形狀不同的組分產(chǎn)生的阻滯作用不同進(jìn)行分離)。

氣相色譜:流動(dòng)相為氣體。常用的氣體流動(dòng)相為N2,H2,He。按分離柱不同分為:填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜;按固定相不同分為:氣固色譜和氣液色譜。

液相色譜:流動(dòng)相為液體。常用液體流動(dòng)相為H2O,CH3OH等液體。按固定相不同分為:固液色譜和液液色譜。

固定相可分為固體吸附劑和涂在固體載體上或毛細(xì)管內(nèi)壁上的液體。

超臨界流體色譜:流動(dòng)相為超臨界流體。超臨界流體是一種介于氣體和液體之間的狀態(tài),具有介于氣體和液體之間的極有用的分離性質(zhì)。常用的超臨界流體有CO2,NH3,CH3CH2OH,CH3OH等。超臨界流體色譜法是集氣相色譜法和液相色譜法的優(yōu)勢(shì)而發(fā)展起來的一種新型的色譜分離分析技術(shù),不僅能夠分析氣相色譜不宜分析的高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性的試樣組分,而且具有比高效液相色譜更快的分析速率和更高的柱效率。色譜圖:組分在檢測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)時(shí)間(t)所作的圖,由于它記錄了各組分流出色譜柱的情況,所以又叫色譜流出曲線。流出曲線的突起部分稱為色譜峰。基本術(shù)語:

1.基線:在正常實(shí)驗(yàn)操作條件下,沒有組分流出,僅有流動(dòng)相通過檢測(cè)器時(shí),檢測(cè)器所產(chǎn)生的響應(yīng)值。穩(wěn)定的基線是一條直線,若基線下斜或上斜,稱為漂移,基線的上下波動(dòng),稱為噪音(或噪聲)。2.色譜峰:

① 峰高h(yuǎn):從色譜峰頂?shù)交€的距離

② 區(qū)域?qū)挾龋荷V峰的區(qū)域?qū)挾扔脕砗饬可V柱的效率及反映色譜分離過程的動(dòng)力學(xué)因素。

?標(biāo)準(zhǔn)偏差σ:0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。

?峰底寬Y或Wb:色譜峰兩個(gè)拐點(diǎn)處所作切線與基線相交點(diǎn)之間的距離

Y=4σ

?半峰寬Y1/2:色譜峰高一半處的寬度

③ 峰面積A:色譜峰與峰底之間的面積;是色譜定量的依據(jù)。對(duì)稱色譜峰面積:

3.色譜保留值:(詳看PPT,太幾把多了)

①時(shí)間表示的保留值

②體積表示的保留值

③相對(duì)保留值

搭板理論:

速率理論: 分離理論:

色譜定性分析方法: 1.與標(biāo)樣對(duì)照的方法 利用保留值定性:通過對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰,來確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中的位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。利用加入法定性:將純物質(zhì)加入到試樣中,觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。2.利用文獻(xiàn)保留值定性: 利用相對(duì)保留值r21定性

相對(duì)保留值r21僅與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊(cè)中都列有各種物質(zhì)在不同固定相上的保留數(shù)據(jù),可以用來進(jìn)行定性鑒定。

3.保留指數(shù):又稱Kovats指數(shù)(Ⅰ),是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。色譜定量分析方法: 1.定量校正因子

2.定量方法:歸一化法、外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法

氣相色譜(GC)

要求:

1.氣相色譜儀工作過程 2.氣相色譜儀主要部件* 3.氣相色譜檢測(cè)器(掌握類型,了解原理)4.氣相色譜固定相 5.操作條件的選擇 6.毛細(xì)管柱氣相色譜 7.氣相色譜法的應(yīng)用

高效液相色譜(HPLC)

要求:

1.高效色譜法的特點(diǎn)

2.高效液相色譜儀工作流程和主要部件* 3.高效液相色譜法類型* 4.固定相和流動(dòng)相* 5.化學(xué)鍵合相色譜法** 6.影響分離的因素

7.HPLC分離類型的選擇 8.高效液相色譜法的應(yīng)用 高效色譜法特點(diǎn):高壓、高速、高效、高靈敏度、高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定有機(jī)物及生化試樣的高效分離分析方法。

工作流程:高壓泵將貯液罐的溶劑經(jīng)進(jìn)樣器送入色譜柱中,然后從檢測(cè)器的出口流出。當(dāng)待分離樣品從進(jìn)樣器進(jìn)入時(shí),流經(jīng)進(jìn)樣器的流動(dòng)相將其帶入色譜柱中進(jìn)行分離,然后以先后順序進(jìn)入檢測(cè)器,記錄儀將進(jìn)入檢測(cè)器的信號(hào)記錄下來,得到液相色譜圖。

主要部件:高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

流動(dòng)相:由于高效液相色譜中流動(dòng)相是液體,它對(duì)組分有親和力,并參與固定相對(duì)組分的競(jìng)爭(zhēng)。因此,正確選擇流動(dòng)相直接影響組分的分離度。對(duì)流動(dòng)相要求:

? 流動(dòng)相不與色譜柱發(fā)生不可逆化學(xué)變化,以保持柱效或柱子的保留性質(zhì)較長(zhǎng)時(shí)間不變。? 對(duì)待測(cè)樣品有足夠的溶解能力,以提高測(cè)定的靈敏度。

? 與所用檢測(cè)器相匹配。如應(yīng)用紫外吸收檢測(cè)器時(shí),不能用對(duì)紫外光有吸收的溶劑。? 粘度盡可能小,以獲得較高的柱效。

? 流動(dòng)相純度要高,價(jià)格便宜,毒性小。不純?nèi)軇?huì)引起基線不穩(wěn),或產(chǎn)生“偽峰”。溶劑中痕量雜質(zhì)的存在,長(zhǎng)期積累會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)器噪聲增加,同時(shí)也影響手機(jī)的餾分純度。對(duì)固定相要求: ? 粒徑較小且分布均勻 ? 機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓 ? 傳質(zhì)速度快 ? 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與流動(dòng)相發(fā)生反應(yīng)。化學(xué)鍵合相色譜法: 化學(xué)鍵合固定相:

化學(xué)鍵合固定相是利用化學(xué)反應(yīng)將有機(jī)分子鍵合到載體表面上,形成均

一、牢固的單分子薄層而構(gòu)成各種性能的固定相。載體:硅膠

鍵合反應(yīng):酯化鍵合(Si-O-C型)、硅烷化鍵合(Si-O-Si-C型)、硅氮鍵合(Si-N型)存在雙重分離機(jī)制: 高覆蓋率:分配為主 地覆蓋率:吸附為主 化學(xué)鍵合固定相特點(diǎn):

? 固定相不易流失,柱的穩(wěn)定性和壽命較高 ? 能耐受各種溶劑,可用于梯度洗脫

? 表面較為均一。沒有液坑,傳質(zhì)快,柱效高

? 能鍵合不同基團(tuán)以改變其選擇性。例如,鍵合氰基、氨基等極性基團(tuán)用于正相色譜法,鍵合離子交換基團(tuán)用于離子色譜法,鍵合C2,C4,C6,C8,C18,C16,C18,C22烷基和苯基等非極性基團(tuán)用于反相色譜法等。因此它是HPLC較為理想的固定相。

反相鍵合相色譜法是HPLC中應(yīng)用最廣的模式,優(yōu)點(diǎn):

(1)用單柱和流動(dòng)相常常就能分離非離子化合物、離子化合物和可電離化合物,有時(shí)能同時(shí)分離它們;

(2)若采取某些措施,尤其是控制pH,則鍵合相柱會(huì)比較穩(wěn)定,利于組分的分離;

(3)作為流動(dòng)相主體的水價(jià)廉易得,流動(dòng)相的紫外截止波長(zhǎng)低(水為195nm,甲醇為205nm,乙腈為190nm),本底吸收少,有利于痕量組分的測(cè)定;(4)更換溶劑和梯度洗脫非常方便。影響分離的因素;1.提高柱效 2.流速

3.固定相和分離柱 分離類型選擇:

①根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量選擇 ②根據(jù)溶解度選擇 ③根據(jù)分子結(jié)構(gòu)選擇

思考題:教材思考題與習(xí)題第6、7、9題。

質(zhì)譜分析(Mass Spectrometry, MS)

要求:

1.質(zhì)譜定義*、作用、質(zhì)譜分析基本原理*、質(zhì)譜分析過程 2.質(zhì)譜儀主要部件及作用* 3.質(zhì)譜的表示方法

4.質(zhì)譜中主要離子峰的類型*

質(zhì)譜法定義:質(zhì)譜法是將待測(cè)物質(zhì)置于離子源中電離形成帶電離子,讓離子加速并通過磁場(chǎng)或電場(chǎng)后,離子將按質(zhì)荷比(m/z)大小分離,形成質(zhì)譜圖。依據(jù)質(zhì)譜線的位置和質(zhì)譜線的相對(duì)強(qiáng)度建立的分析方法稱為質(zhì)譜法。

質(zhì)譜圖:質(zhì)譜圖是以m/z為橫坐標(biāo),離子相對(duì)強(qiáng)度為縱坐標(biāo)來表示質(zhì)譜數(shù)據(jù)。由質(zhì)譜圖很直觀地觀察到整個(gè)分子的質(zhì)譜信息。

有機(jī)化合物分析四大工具:紅外吸收光譜、紫外-可見吸收光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜。質(zhì)譜的作用:

? 準(zhǔn)確測(cè)定物質(zhì)的分子量

? 質(zhì)譜法是唯一可以確定分子式的方法 ? 根據(jù)碎片特征進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)分析

質(zhì)譜法原理:質(zhì)譜法是利用電磁學(xué)原理,將待測(cè)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(M?+)可以獲得樣品分子的相對(duì)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(duì)強(qiáng)度和氮數(shù)規(guī)則,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)譜分析過程:進(jìn)樣-離子化-撞擊形成碎片離子-正電荷離子被加速電場(chǎng)加速-加速正離子進(jìn)入磁場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)-按質(zhì)荷比分離形成質(zhì)譜圖。

質(zhì)譜儀主要部件:真空系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源或電離室、質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器。真空系統(tǒng):減少離子碰撞損失

進(jìn)樣系統(tǒng):高效重復(fù)將樣品引入到離子源中并且不能造成真空度降低。

離子源或電離室:使試樣中的原子、分子電離成離子,其性能影響質(zhì)譜儀的靈敏度和分辨率。分為電子電離源、化學(xué)電離源、快原子轟擊源、電噴霧源。

質(zhì)量分析器:將離子源產(chǎn)生的離子按質(zhì)荷比的大小分開。分為單聚焦分析器、雙聚焦分析器、四級(jí)桿質(zhì)量分析器、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器。離子檢測(cè)器:電子倍增管、渠道式電子倍增管陣列。質(zhì)譜的表示方法:

? 質(zhì)譜一般可用線譜或表譜兩種方法表示。常用線譜。

? 線譜上的各條直線表示一個(gè)離子峰,橫坐標(biāo)為質(zhì)荷比m/z,縱坐標(biāo)為離子的相對(duì)強(qiáng)度(相對(duì)豐度),一般將原始質(zhì)譜圖上最強(qiáng)的離子峰定為基峰并定為相對(duì)強(qiáng)度100%,其他離子峰以對(duì)基峰的相對(duì)百分值表示。能夠很直觀地觀察到整個(gè)分子的質(zhì)譜全貌。

? 質(zhì)譜表是用表格形式表示的質(zhì)譜數(shù)據(jù),質(zhì)譜表中有兩項(xiàng)即質(zhì)荷比及相對(duì)強(qiáng)度。對(duì)定量計(jì)算較直觀。

質(zhì)譜圖中主要離子峰的類型: ? 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 質(zhì)譜定性分析: ? 利用標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索 ? 利用標(biāo)準(zhǔn)化合物 ? 利用文獻(xiàn)資料的數(shù)據(jù) 質(zhì)譜定量分析:

歸一化法、內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法

先進(jìn)行定性分析,而后利用選擇離子檢測(cè)的選擇離子流色譜圖,一般不選擇總離子流色譜圖,因?yàn)檫x擇離子流色譜圖給出的色譜峰相對(duì)穩(wěn)定,不受干擾,定量結(jié)果較可靠。本章沒有練習(xí)題

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