第一篇：實用儀器分析實驗報告

X 射線熒光光譜分析實驗

實 驗 名 稱

X射線熒光光譜分析實驗

一、實驗目的（1）通過本實驗，了解 X 射線熒光分析儀的原理和實驗技術(shù)；（2）掌握 X 射線熒光分析樣品的制備；（3）掌握粉末樣品、薄膜樣品中的元素檢測方法；（4）通過實驗掌握設(shè)備的開關(guān)機；（5）培養(yǎng)和提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

二、實驗原理簡述 該儀器的工作原理是元素的原子受到高能輻射X 射線激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的 X 射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光 X 射線的波長 λ 與元素的原子序數(shù) Z 有關(guān)，其數(shù)學關(guān)系如下：λ=K(Z? s)?2，式中 K 和 S 是常數(shù)。

圖 1 X 射線熒光光譜儀（島津 XRF-1800）

四、實驗步驟

（1）儀器準備 使用儀器前務(wù)必檢查外部冷卻水系統(tǒng)水壓是否在 0.2-0.4Mpa，X-射線熒光光譜儀主機板面是否有 error 燈亮或電腦界面是否顯示報錯。

（2）樣品準備 使用壓樣機壓制樣品，樣品要求：

a 不受理有可能污染儀器的樣品（有機樣品，高揮發(fā)性物質(zhì)、低熔點材料和有掉落的粉末等）和磁性樣品。

b 儀器元素檢測范圍 O~U，若樣品含 O 之前

五、實驗數(shù)據(jù)及其處理分析

六、思考題

第二篇：儀器分析總結(jié)

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

2.電子躍遷有哪幾種類型?它們的能量補充范圍。從化學鍵的性質(zhì)考慮，與有機化合物分子的紫外－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為：n →π* < π →π* n →σ* < σ→σ*.一般σ→σ*躍遷波長處于遠紫外區(qū)，＜200 nm, π →π*, n →σ*躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，波長大致在150~250nm之間，n →π*躍遷波長近紫外區(qū)及可見光區(qū)，波長位于250nm~800nm之間．

3.紫外可見光譜的吸收光譜帶有幾種？原因，特點。首先有機化合物紫外吸收光譜中，如果存在飽和基團，則有σ →σ*躍遷吸收帶，這是由于飽和基團存在基態(tài)和激發(fā)態(tài)的 σ電子，這類躍遷的吸收帶位于遠紫外區(qū)．如果還存在雜原子基團，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，這類躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，而且躍遷峰強度比較低．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)，而且強度較高．如果分子中存在兩個以上的雙鍵共軛體系，則會有強的K吸收帶存在，吸收峰位置位于近紫外到可見光區(qū)。對于芳香族化合物，一般在185nm，204nm左右有兩個強吸收帶，分別成為E1, E2吸收帶，如果存在生色團取代基與苯環(huán)共軛，則E2吸收帶與生色團的K帶合并，并且發(fā)生紅移，而且會在230~270nm處出現(xiàn)較弱的精細吸收帶（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：分子中共軛體系形成大π鍵，使得各能級之間的能量差減小，因而產(chǎn)生吸收峰長移并產(chǎn)生深色效應的現(xiàn)象。助色效應：當助色團與發(fā)色團相連，由于助色團的n電子與發(fā)色團的π電子發(fā)生共軛，結(jié)果使得吸收峰長移產(chǎn)生深色效應的現(xiàn)象。超共軛效應：由于烷基的?電子與共軛體系的π電子共軛，使得吸收峰長移并產(chǎn)生深色效應的現(xiàn)象。溶劑效應：由于溶劑的極性不同引起某些化合物的吸收峰發(fā)生長移或短移的現(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)表達式。表明在稀溶液中。物質(zhì)對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，影響準確度的因素有哪些？如何減小測定誤差？

(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,因為濃度高時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)生改變導致偏離比爾定律，因此。待測溶液的濃度應該控制在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，但一般的分光機所提供的入射光并不是純的單色光，而是波長范圍較窄的復色光，由于同一物質(zhì)對不同波長光的吸收程度不同導致對比爾定律的偏離。實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:光通過吸收池時約有十分之一或更多光能因反射而損失。用參比溶液對比來補償。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主要部件類型和性能原理。光源發(fā)射強度足夠而穩(wěn)定的連續(xù)入射光。

原理:電子的能級躍遷產(chǎn)生的，利用分子對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－檢測器－信號指示系統(tǒng)。

光源（1）鎢燈或鹵鎢燈,波長范圍350至一千納米，作為可見光源（2）氫燈或氘燈，氣體放點發(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的復色光按波長順序色散并,從中分離所需波長的單色光。(1)色散元件，菱鏡 光柵(2)準直鏡，是以狹縫為焦點的聚焦鏡，將進入單色器的發(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。為光的進出口包括進光狹縫和出光狹縫，進光狹縫限制雜散光進入，單色光由出光狹縫分出。

樣品池：用于乘裝試液，為光學玻璃池或石英池

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

信號處理與顯示：將檢測器輸出的信號放大并顯示。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用?（1)紫外光源可以用于有機化合物的定性分析通過測定物質(zhì)的最大吸收波長和吸光系數(shù)或者將未知化合物的紫外吸收光譜與標準譜圖對照可以確定化合物的存在。(2)可以用來推斷有機化合物的結(jié)構(gòu)。(3)進行化合物純度的檢查。(4)進行有機化合物，配合物或者部分無機化合物的定量測定。

1.從原理和儀器兩方面比較分子熒光，磷光的異同點。熒光是激發(fā)單重態(tài)最低振動能級至基態(tài)各振動能級間躍遷產(chǎn)生的，磷光是由激發(fā)三重態(tài)的最低振動能級至基態(tài)各振動能級間躍遷產(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，為幾秒甚至更長。/化學發(fā)光基于在化學反應過程中，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生成物質(zhì)的光譜，有時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。因為熒光素分子中的氧橋構(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，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了兀電子共軛強度，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。

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。

因為熒光是從入射光的直角方向檢測，即在黑背景下檢測熒光的發(fā)射，而且熒光的發(fā)射強度大，可以通過各種方法來增強，從而提高檢測的靈敏度，而分子吸光光度法中存在著嚴重的背景干擾，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: 當一束連續(xù)光通過透明介質(zhì)時，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)后的光強時就形成了光強隨著波長變化的譜線，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)能級的位置和它們的分布情況。（2）熒光光譜: 固定激發(fā)波長，掃描發(fā)射波長，所得到熒光強度—發(fā)射波長的關(guān)系曲線。可用于熒光物質(zhì)的鑒別，并作為熒光測定時選擇恰當?shù)臏y定波長或濾光片的依據(jù)。

（3）激發(fā)光譜: 固定發(fā)射波長，掃描激發(fā)波長，而獲得熒光強度——發(fā)射波長的關(guān)系曲線。可用于熒光物質(zhì)的鑒別，并在進行熒光測定時選擇適宜的激發(fā)波長。4.苯胺在PH3還是PH10時熒光更強，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，會發(fā)出藍色的熒光，當PH為3時，溶液中的苯胺多數(shù)以離子形式存在，因此苯胺在PH10時的熒光比PH3時更強。

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)的輻射來進行分析測定的方法，這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子能級間的躍遷，是帶狀光譜。

3、原子化器的類型及特點

（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)的細小霧滴，生成的霧滴隨氣體流動并被加速，形成粒子直徑為微米級的氣溶膠，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，使燃氣助燃氣充分混合，記憶效應小。（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。

化學計量焰：火焰層次清晰，溫度高，穩(wěn)定，干擾小，適合多種元素測定。

復燃焰：溫度較化學計量焰較低，有還原性，適于易形成難離解氫化物的元素測定。

貧燃焰：溫度較低，有較強氧化性易于測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，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。這時發(fā)射線的輪廓可以看作一個很窄的矩形，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)即可測定出一定的原子數(shù)。所以把銳線當做單色光而測量其峰值吸光度即可用朗伯－比爾定律進行定量分析。

5、用石墨爐原子化器進行測定時，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下測定背景吸收，計算倆次測定吸光度之差，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)出的倆光束必須嚴格重合。

8、原子吸收的干擾，如何消除。

（1）物理干擾：試樣與標準樣的黏度，表面張力，相對密度等物理性質(zhì)不同時，將會使噴入火焰的速度和霧滴大小不同。由試樣和標準樣物理性質(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準溶液，或采用標準加入法。

（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）化學干擾：被測元素與共存的其他元素發(fā)生化學反應，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堿金屬的干擾。消除：1.加入釋放劑，使被測元素從化合物中釋放出來。2.加入絡(luò)合保護劑，使被測元素在處于保護層的情況下進入火焰，在高溫下保護劑先被破壞而釋放出被測元素或與干擾元素生成穩(wěn)定化合物，將被測元素解離出來。3.加入助熔劑，對高熔點的待測物起助熔作用，提高靈敏度。4.利用適當高溫火焰。5.沉淀、溶劑萃取、離子交換等方法。6.采用標準加入法。（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量背景吸光度。2.氘燈自動背景校正：先用銳線光源測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下測定背景吸收，計算兩次測定吸光度之差，即可使背景吸收得到校正。3.親曼效應背景校正：根據(jù)磁場將簡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，此時發(fā)射輪廓較窄的譜線，用以測定待測~與背景吸收，再以短暫的強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：火焰氣體對光譜產(chǎn)生吸收，波長越短，吸收越強烈（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。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，常碰到兩個難分離的物質(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，同時在計算的過程中要引入半峰寬，這個指標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。

9.色譜分離基本方程式的含義，對色譜分離有什么指導意義？

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性質(zhì)的變化而變化，同時與色譜柱條件有關(guān)。（1）當體系的熱力學性質(zhì)一定時，分離度與n的平方根成正比。對于選擇柱長有一定的指導意義，增加柱長和改進分離度但過分增加柱長會顯著增長保留時間引起色譜峰擴張，同時選擇性能優(yōu)良的色譜柱，并對色譜條件進行優(yōu)化，也可以增加提高分離度。（2）方程式說明K值增大也對分離有力，但k值太大會延長分離時間增加分析成本。（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行定性

方法：1利用標準樣品對照定性，在一定的色譜條件下。一個未知物質(zhì)只有一個確定的保留時間，由此將已知樣品在相同的色譜條件下的保留時間與未知物的保留時間進行比較，就可以定性鑒別未知物2相對保留值法。在相同條件下，分別測出組份i的基準物質(zhì)s的調(diào)整保留值，再計算即可，用已求出的相對保留值與文獻相對應值比較定性。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增加則可能為同種物質(zhì)。4利用文獻上保留指數(shù)，用兩個緊靠待測組分的標準正構(gòu)烷烴標定，使待測主峰的保留值正好在兩個正構(gòu)烷烴的保留值之間，再進行色譜實驗后計算保留指數(shù)來進行定性分析。5與化學方法配合進行定性分析，利用檢測器的選擇性進行定性分析，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物質(zhì)的量與其峰面積的正比關(guān)系，但由于同一檢測器對不同的物質(zhì)具有不同的響應值，所以兩個相等量的不同物質(zhì)的峰面積往往不想相等，這樣就不能用峰面積來直接計算物質(zhì)的含量，為了使檢測器產(chǎn)生的響應信號能真實地反映物質(zhì)的含量就要對響應值進行校正，為此引入定量校正分子，以校正峰面積，使之能真實反映組分的含量。

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，測定同系物或性質(zhì)很相近，響應值大小一樣的話或很接近，把他們的校正因子看作一時，可省略定量校正因子，測某種很純的物質(zhì)的純度時，因雜質(zhì)含量很小，也可省略定量校正因子來計算。

13.有哪些常用的色譜定量分析方法？比較優(yōu)缺點及適用情況。

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

優(yōu)點，簡便、準確，當操作條件、進樣量、流速等變化時，對分析結(jié)果影響較小

缺點，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，尤其適用于進樣量很少而體積不易準確測量的樣品，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)標法:準確稱取樣品，加入一定量的某種純物質(zhì)作為內(nèi)標物，然后進行色譜分析，根據(jù)被測物和內(nèi)標物的質(zhì)量及在色譜圖上相應的峰面積比，求出某組分的含量。

優(yōu)點，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，定量較準確。

缺點，每次分析都要準確稱取試樣及內(nèi)標物的質(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，或只需測定試樣中某個或某幾個組分而且試樣中所有組分不能全部出峰時

（3）外標法，將欲測組份的純物質(zhì)配制成不同濃度的標準溶液，濃度與待測組分相近，取固定量的上述溶液進行色譜分析，得到標準樣品的對應色譜圖，以峰高或峰面積對濃度作圖。分析樣品時，在上述完全相同的色譜條件下，取制作標準曲線同樣量的試樣分析、測得該試樣的響應信號后，由標準曲線即可查出其百分含量。優(yōu)點，操作簡單、計算方便。缺點，結(jié)果的準確度取決于進樣量的重現(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。（4）內(nèi)標標準曲線法:不必測出校正因子，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)？應用保留指數(shù)作定性指標有什么優(yōu)點？如何計算？

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)烷為參考標準，用兩個緊靠其的標準正構(gòu)烷烴來標定使待測組分的保留值正好在兩個正構(gòu)烷烴的保留之間。優(yōu)點，準確度高，可根據(jù)固定相和柱溫直接與文獻值對照而不必使用標準式樣。1氣象色譜的分離原理。

利用物質(zhì)在流動相與固定相中分配或吸附性能等性質(zhì)的差異，當兩相做相對運動時，待測組分在兩相之間進行多次反復的質(zhì)量交換，使混合物中各組分達到分離，進而通過檢測器達到檢測分析的目的。2.氣相色譜儀的構(gòu)成及作用。

（1）氣路系統(tǒng)，是一個連續(xù)運行的密閉管路系統(tǒng)，攜帶樣品通過色譜柱，提供樣品在柱中運行的動力。（2）進樣系統(tǒng)采用微量進樣器或進樣閥引入樣品，并使樣品瞬間汽化。（3）分離系統(tǒng)，分填充柱和毛細管柱兩種，樣品在次得到所需要的分離。（4）檢測系統(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，然后對被分離物質(zhì)的組成和含量進行鑒定和測量（5）溫度控制系統(tǒng)，控制并顯示汽化室、色譜柱柱效、檢測器及輔助部分的溫度。（6）記錄系統(tǒng)，對色譜數(shù)據(jù)進行自動處理，又可對色譜系統(tǒng)的參數(shù)進行自動控制。3對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、表面是化學惰性的，即表面沒有吸附性或吸附性很弱，不與被測物質(zhì)起化學反應。3，熱穩(wěn)定性好，有一定的機械強度不易破碎。

4、對載體力度的要求，均勻細小又不能過細。

固定液：1，化學穩(wěn)定性要好，不與被測物質(zhì)起任何化學反應，2、對試樣各組分有適當?shù)娜芙饽芰Α?，揮發(fā)性小。4，具有較高的選擇性,即對沸點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？

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，機械強度不如紅色載體，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：將載體進行鈍化處理，用硅烷化試劑和載體表面的硅醇、硅醚基團起反應，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:改進了載體的性能可以分析化學性質(zhì)活潑的式樣。5“相似相溶”原理應用于固定液選擇的合理性及其存在的問題。

合理性：當組分與固定液分子極性相似時，固定液和被測組分兩種分子間的作用力強，被測組分在固定液中的溶解度就大，分配系數(shù)就大，也就是說被測組分在固定液中溶解度或分配系數(shù)的大小與被測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，這時試樣中各組分按沸點次序先后流出色譜柱，沸點低的先出峰，沸點高的后出峰。（2）分離極性物質(zhì)，選用極性固定液，這時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一般選用極性固定液，這時非極性組分先出峰極性組分后出峰。（4）對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）對于復雜的難分離的物質(zhì)可以用兩種或兩種以上的混合固定液。

存在問題，以上討論的僅是對固定液的大致的選擇原則，應用時有一定的局限性，事實上在色譜柱中的作用是較復雜的，因此，固定液的選擇應主要靠實踐。6.熱導檢測器的工作原理，其靈敏度的影響因素。原理:熱導池作為檢測器是基于不同的物質(zhì)具有不同的熱導系數(shù)。當電流通過鎢絲時，鎢絲被加熱到一定溫度時，鎢絲的電阻值也就增加到一定位。在未進試樣時，通過熱導池的兩個池孔（參比池和測量池）的都是載氣。由于載氣的熱傳導作用，使鎢絲的溫度下降，電阻減小，此時熱導池的兩個池孔中鎢絲溫度下降和電阻減小的數(shù)值是相同的。在進入試樣組分后，載氣流經(jīng)參比池，而載氣帶著試樣組分流經(jīng)測量池，由于被測組分與載氣組成的混合氣體的導熱系數(shù)和載氣的導熱系數(shù)不同，因而測量池中的鎢絲散熱情況就發(fā)生變化，使兩個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量出來。

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

7.氫焰電離檢測器的工作原理，操作條件？

原理:火焰中的電離是化學電離，即有機物在火焰中熱裂解，發(fā)生自由基反應。化學電離產(chǎn)生的正離子和電子在外加直流電場作用下向兩極移動而產(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？

高效液相色譜法是色譜法的一個重要分支，以液體為流動相，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、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離后，進入檢測器進行檢測，從而實現(xiàn)對試樣的分析。

優(yōu)點：分離效率高，選擇性好，檢測靈敏度高，操作自動化，應用范圍廣； 不受試樣的揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性限制，應用范圍廣；流動相種類多，可通過流動相的優(yōu)化達到高的分離效率；一般在室溫下分析即可，不需高柱溫。缺點：分析成本高，液相色譜儀價格及日常維護費用貴，分析時間一般比氣相長。

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。待點樣、展開后，根據(jù)比移值(Rf)與適宜的對照物按同法所得的色譜圖的比移值(Rf)作對比，用以進行藥品的鑒別、雜質(zhì)檢查或含量測定的方法.優(yōu)點操作顯色比較簡單，薄層色譜法斑點集中，薄層板耐腐蝕

缺點對生物高分子的分離效果不甚理想

10什么是化學鍵合色譜？它的突出優(yōu)點是什么？ 化學鍵合相是利用化學反應通過共價鍵將有機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，其分離機理為吸附和分配兩種機理兼有，對多數(shù)鍵合相來說，以分配機理為主。通常化學鍵合相的載體是硅膠，硅膠表面有硅醇基，他能與合適的有機化合物反應，獲得各種不同性能的化學鍵合相。

優(yōu)點：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相的組成隨時間改變而改變。通過連續(xù)改變色譜柱中流動相的極離子強度或PH等因素。使得被測組分的相對保留值得以改變，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，當流動相和固定相不變時，分配比的變化是通過溫度變化引起的，而液相色譜是通過改變流動相組成 極性ph來達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儀器帶有一個限流器，用以對住維持一個合適的壓力，并且通過它流體轉(zhuǎn)化為氣體后，進入檢測器進行測量。3以超臨界流體作為流動相。十四章

1.與HPLC相比CE更具有什么優(yōu)點？

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.高效毛細管電泳分離的原理。

在電解質(zhì)溶液中，帶電粒子在電場的作用下，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，毛細管柱內(nèi)表面帶負電，和溶液接觸時形成了一雙電層，在高壓電作用下，雙電層的水合陽離子整體朝負極方向移動產(chǎn)生電滲流，帶電粒子在毛細管內(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)率相當于電滲流速率，帶負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到區(qū)帶分離。3.高效毛細管電泳的幾種模式的分離機理和應用對象有何不同。

1毛細管區(qū)帶電泳。溶質(zhì)在毛細管內(nèi)的背景電解質(zhì)溶液中以不同速率遷移而形成一個一個獨立的溶質(zhì)帶的電泳模式，應用分離出中性物質(zhì)外的物質(zhì)。

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

3毛細管等電聚焦，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)他們不同的等電點達到分離的目的，應用，兩性電解質(zhì)。

4毛細管等速電泳，選用淌度比樣品中任何待測組分的淌度都高的電解質(zhì)作為先導電解質(zhì)，用淌度比樣片中任何待測組分都低的電解質(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，應用，離子性物質(zhì)。

5膠束電動毛細管色譜，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，同時兩項在高壓電場中具有不同的遷移，應用，非結(jié)合性溶質(zhì)，4毛細管電色譜的特點，1分離效率比HPLC高五至十倍，2選擇性比毛細管電泳高，3分析速度快分析結(jié)果重復性好，能實現(xiàn)樣品的富集與預濃縮。

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)生的離子在進入加速電場前，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實現(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、場致電離源及場解析電離源的特點？

電子轟擊電離源:離子化效率高，電子電離源的結(jié)構(gòu)簡單，缺點是電子轟擊的能量遠遠超過普通化學鍵的鍵能，過剩的能量將引起分子多個鍵的斷裂。

場致電離源:優(yōu)點，分子離子和準分子離子峰強;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:樣品涂在金屬板上的溶劑也被電離，使質(zhì)譜圖復雜化。場解析電離源:解析所需能量遠低于汽化所需能量，故有機化合物不會發(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 場致電離源 場解析電離源 化學電離源 快原子和快離子轟擊電離源 電噴霧電離源 大氣壓化學電離 激光解吸源

4標準加入法 取相同體積的式樣溶液兩份分別移入容量瓶AB另取一定量的標準溶液加入B稀釋定容測AB吸光度值設(shè)A中待測元素濃度為Cx，B瓶加入的標準濃度為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，請根據(jù)所學的儀器分析方法，建立乙醇和甲苯的定量方法。

紫外可見光譜法（對照法）~取混合溶液與甲苯標準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，紫外可見光照射分別測吸光度。由A樣=E樣L樣C樣，A標=E標L標C標,E樣=E標L樣=L標，所以C樣=A樣/A標*C標，即得甲苯乙醇的量。

測定蒽時的激發(fā)和熒光發(fā)射的最佳波長:400nm

在液相色譜中范氏方程中的哪一項對住效能的影響可以忽略不計:分子擴散項

對聚苯乙烯相對分子質(zhì)量進行分級分析應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？

選擇合適的流動相，控制相對較低的流動相相速。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。保留時間過短或過長的試樣，樣片中有多個組分而且極性差別較大的復雜樣品。（組分復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

儀器分析:是通過測量表征物質(zhì)的某些物理或物里化學性質(zhì)的參數(shù)來確定其化學組成或結(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能量傳遞到周圍的分子，而自身返回該電子能級的最低振動能級的過程。重原子效應：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，其化合物熒光強度隨鹵素原子質(zhì)量增加而減弱，而磷光相應增強的效應。

多普勒變寬：原子在空間做無規(guī)則熱運動引起的譜線展寬。

自然變寬：沒有外界影響的譜線展寬。

光譜通帶：單色儀出射狹縫的輻射波長區(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，發(fā)生共軛作用以及改變?nèi)軇┑龋刮辗逑蜷L波方向移動 藍移:指當化合物的結(jié)構(gòu)改變或受溶劑影響，使吸收峰向短波方向移動

增色效應:由于化合物結(jié)構(gòu)改變或其他原因，使吸收強度增強

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

程序升溫:指在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達到用最短時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)的最低震動能層時，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相之間的分配達到平衡時的濃度之比值

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平衡時，分配在固定相和流動相的質(zhì)量比

磷光發(fā)射:當受激分子降至S1的最低振動能級后，如果經(jīng)系間跨越至T1態(tài)，并經(jīng)T2態(tài)的最低振動能級回S0態(tài)的各振動能級，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稱系

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

梯度淋洗:對組成復雜，含有多種不同極性組分樣品進行液相色譜分析時，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相的組成隨時間的改變而改變。優(yōu)點，通過連續(xù)改變色譜柱中流動相的極性離子強度或ph，使被測組分的相對保留值得以改變，提高分離效率。

多普勒變寬:由于分子在空間做無規(guī)則熱運動所導致的，又稱熱變寬。

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

吸收光譜:物質(zhì)對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)的輻射來進行分析測量的方法。

指示電極:在點位分析中電極電位隨被測電活物質(zhì)活度變化的電極。

生色團: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，通常固定一個色譜峰作為標準，然后再求其他峰對這個峰的相對保留值。

末端吸收:在指有機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 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處所對應的吸收系數(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。

檢測限:以特定的分析方法，適當?shù)闹眯潘奖粰z出最低濃度或最小值。

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

正相液相色譜:流動相為非極性，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，離子化合物包括強堿強酸。

第三篇：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價指標*

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

1.靈敏度高，試樣用量少。2.選擇性好。

3.操作簡便，分析速度快，自動化程度高。4.用途廣泛。

5.相對誤差較大，價格昂貴。儀器分析方法分類：

光分析法、分離分析法、電化學分析法、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組分的光學性質(zhì)（發(fā)射、吸收、散射、折射、衍射、偏振）進行分析測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。

電化學分析法：電化學分析法是利用組分在溶液中的電化學性質(zhì)進行分析測定的一種儀器分析方法，電化學分析法分為電導分析法、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或電場后，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，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價指標：

精密度、準確度、選擇性、標準曲線、靈敏度、檢出限。精密度：旨在相同條件下用同一方法對同一樣品進行多次平行測定結(jié)果之間的符合程度。用標準偏差S或相對標準偏差Sr（或RSD）表示，S、Sr越小，精密度越高。

準確度：指測定值與真實值相符合的程度。用相對誤差Er來描述，Er越小，準確度越高。精密度和準確度的關(guān)系：

1.精密度是保證準確度的先決條件。

2.精密度高不一定準確度高，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。標準曲線：標準曲線是待測物質(zhì)濃度與儀器響應信號的關(guān)系曲線。靈敏度：待測組分單位濃度或單位質(zhì)量變化引起響應信號的變化程度。

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物質(zhì)的最低含量。

精密度、準確度和檢出限是評價儀器性能及分析方法的最主要技術(shù)指標。

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物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來的分析方法。

光分析法儀器三個基本組成部分：信號發(fā)生系統(tǒng)、色散系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)。

電磁輻射的波粒二象性：光在傳播時主要表現(xiàn)出波動性，可用波長λ波數(shù)σ描述；在與其他物質(zhì)相互作用時，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)，當它收到光照或其他能量激發(fā)時，將根據(jù)分子吸收能量的大小引起分子的轉(zhuǎn)動、振動、電子能級躍遷，同時伴隨著光子的吸收或發(fā)射，光子能量等于前后兩個能級的能量差。由于物質(zhì)內(nèi)部能級躍遷是量子化的，物質(zhì)只能吸收或發(fā)射特定波長的光，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：當外界能量引起分子振動能級發(fā)生躍遷時，必然同時疊加轉(zhuǎn)動能級的躍遷；同樣，在分子的電子能級躍遷的同時，總伴隨著分子的振動躍遷和轉(zhuǎn)動能級躍遷。分子的振動光譜、電子光譜是由許多線光譜聚集的譜帶組成的。章末一個簡答題，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準加入法* 8.原子熒光的產(chǎn)生、特點*、共振熒光* 9.原子熒光光度計的組成*、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，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順序排列的譜線。用檢測系統(tǒng)記錄和檢測譜線的波長和強度。定性分析原理：根據(jù)某元素的特征頻率或波長的譜線是否出現(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，特征譜線強度越大，和已知含量標樣的譜線強度相比即可確定該元素含量。原子發(fā)射光譜特點：

優(yōu)點：可多元素同時檢測、分析速度快、檢出限低、選擇性好、準確度高、試樣用量少。缺點：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。譜線強度與試樣中元素含量關(guān)系：I=a·c 濃度較大時，發(fā)生自吸：I=a·cb

a 為常數(shù)，c為被測元素含量，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：當樣品達到一定含量，由于自吸嚴重，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)：元素不同導致電子結(jié)構(gòu)不同導致光譜不同產(chǎn)生特征光譜。靈敏線：每種元素的原子光譜中，凡是具有一定強度、能標記某元素存在的特征譜線，稱為該元素的靈敏線。

最后線：當元素含量減少到最低限度時，仍能夠堅持到最后出現(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、容易辨認的多重線組。分析線：用來進行定性或定量分析的特征譜線。

定性方法：目前常用標準試樣光譜比較法和鐵光譜比較法。

標準試樣光譜比較法：將待測元素的純物質(zhì)與試樣在相同條件下同時并列攝譜于同一感光板，然后再映譜儀上進行光譜比較，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：以鐵的光譜線做標尺，將各個元素的最后線按波長插在標尺上方，制成標準光譜圖。將待測試樣和純鐵同時并列攝譜于同一感光板，然后再映譜儀上用元素標準管譜圖與樣品光譜圖對照檢查，如二者最后線重合，則認為樣品存在該元素。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量待測元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強度，來測定待測元素含量的一種發(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：

1.屬于光致發(fā)光：十二次發(fā)光過程，激發(fā)光遠停止時，在發(fā)光過程立即停止。2.發(fā)射的熒光強度與照射光強有關(guān)。3.不同元素的熒光波長不同。（原子結(jié)構(gòu)不同，電子能級排布不同）。4.濃度很低時，強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=激發(fā)線的波長

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)、檢測系統(tǒng)。（激發(fā)源是高強度空心陰極燈、無極放電燈、高壓氙弧燈；原子化器是將待測元素轉(zhuǎn)化為原子蒸汽，有Ar稀釋的火焰；分光系統(tǒng)極為簡單，濾光片或光柵；檢測系統(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。2.原子吸收光譜的產(chǎn)生。

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

5.原子吸收線測量的積分吸收法、峰值吸收法*。6.原子吸收分光光度計主要組成*。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：基于測量待測元素基態(tài)原子對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：

優(yōu)點：檢出限低、選擇性好、精密度和準確度高、進樣量少，分析速度快。缺點：不能進行多元素同時分析，非金屬元素不能直接測定。

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，該基態(tài)原子就會從入射輻射中吸收能量，產(chǎn)生原子吸收光譜。原子的能級是量子化的，所以原子對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：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確度優(yōu)于原子發(fā)射光譜分析法；基態(tài)原子數(shù)遠大于激發(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)射線半寬度遠遠小于吸收線半寬度的光源，如空心陰極燈。

峰值吸收的測量條件：1.光源發(fā)射線的半寬度應小于吸收線半寬度（△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與待測元素濃度c呈線性關(guān)系。原子吸收分光光度計組成： 1.光源：作用是發(fā)射待測元素的特征共振輻射，必須使用待測元素制成的銳線光源。可用待測元素作陰極材料制成相應空心陰極燈（HCL）。特點是只有一個燈電流操作參數(shù)，輻射光強度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈泡容易更換；每測一種元素需要更換相應燈泡。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元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子，以便對特征譜線進行吸收。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)的作用是將待測元素的分析線與干擾線分開，使待測系統(tǒng)只能接受分析線。在原子吸收光度計中，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轉(zhuǎn)換為電信號，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定條件（三個）

測定條件的選擇：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；測量高濃度樣品時，可選次靈敏線。

空心陰極燈電流：電流過小，光強低且不穩(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；進樣量。

石墨爐原子化：升溫程序的優(yōu)化。

定量分析法：1.標準曲線法（會出現(xiàn)正偏離和負偏離）2.標準加入法（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度變化的效應。這類干擾是非選擇性的，對試樣中各元素的測定影響基本相同。

消除物理干擾的方法：配制與待測溶液組成相似的標準溶液、濃度高的溶液可用稀釋法、采用標準加入法

化學干擾及消除：化學干擾是指在溶液或原子化過程中待測元素與其它組分之間的化學反應所引起的干擾效應，主要影響待測元素的原子化效率。原子吸收法的主要干擾，具有選擇性。典型的化學干擾是待測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，從而使待測元素釋放出來。

例：鍶和鑭可有效消除磷酸根對鈣的干擾。

加保護劑：保護劑與待測元素形成穩(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，引起原子吸收信號降低的現(xiàn)象。電離干擾在火焰溫度高、待測元素電離電位低的情況下最容易發(fā)生，隨被測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，抑制被測元素的電離—堿金屬。例如Ca測定在高溫下產(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、助色團和吸收帶* 10.影響紫外吸收光譜的因素* 11.紫外分光光度計基本構(gòu)造* 12.測量條件的選擇* 13.定性、結(jié)構(gòu)、定量*分析

物質(zhì)對光的選擇性吸收：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)電子能級躍遷產(chǎn)生的吸收光譜進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：當一束平行光通過單色溶液時，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)等化學變化。

摩爾吸光系數(shù)：在溫度和介質(zhì)條件一定時，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和光程長度L改變而變化；ε是吸光能力與測定靈敏度的度量，εmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，測定靈敏度越高；ε數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。朗伯比爾定律的加合性：如果在一溶液中有多個組分對同一波長的光有吸收作用，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)點不發(fā)生作用），這就是物質(zhì)對光吸收的加和性。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色光。2.溶液的不均勻性導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，大部分在遠紫外區(qū)。π→π*躍遷：成鍵π電子由基態(tài)躍遷到π*軌道，屬強吸收。

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：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。

助色團：是指含有為成鍵n電子，本身沒有生色功能，但與發(fā)色團相連時，能使發(fā)色團吸收峰向長波長方向移動，吸收強度增強的雜原子基團稱為助色團。

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：助色團與生色團相連，由于助色團n電子與生色團π電子共軛，使吸收峰紅移，吸收強度增強的過程。

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

3.空間位阻效應：空間阻礙使得共軛體系被破壞，λmax藍移，εmax減小。

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

紫外分光光度計基本構(gòu)造：光源、單色器、吸收池、檢測器、顯示器。

光源：連續(xù)光源，提供激發(fā)能，使待測分子產(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不同，在UV-Vis光度計中，單色器置于吸收池前面以防止強光照射吸收池引起物質(zhì)分解。吸收池（比色皿）：盛放被測樣品。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，避免測定強酸強堿，使用后要清洗，定量分析使用之前要校正。

檢測器：檢測光信號，并將光信號轉(zhuǎn)變成可測量的電信號，光電池→光電管→光電倍增管→光電二極管陣列檢測器。

紫外分光光度計類型：單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計、光電二極管陣列分光光度計。

UV-Vis分光光度計測定條件選擇：

3.入射光波長的選擇：根據(jù)吸收大，干擾小的原則選擇最佳入射波長。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準溶液（與待測組分的濃度相近），在相同的實驗條件和最大波長λmax處分別測得吸光度為Ax和As，然后進行比較，求出樣品溶液中待測組分的濃度。標準曲線法：首先配制一系列已知濃度的標準溶液，在λmax處分別測得標準溶液的吸光度，作A-c的標準曲線。在完全相同的條件下測出試液的吸光度，并從曲線上求得相應的試液的濃度。

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* 2.紅外吸收光譜產(chǎn)生的兩個條件* 3.分子的基本振動形式* 4.紅外吸收光譜的分區(qū)及其特點* 5.影響基團頻率位移的因素

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* 7.定性、定量分析

8.了解有機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測量物質(zhì)對紅外光的吸收及所產(chǎn)生的紅外吸收光譜對物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)進行分析測定的方法。紅外吸收光譜法的特點： 1.除了單原子分子、對稱雙原子分子外，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)樣品均可進行紅外光譜測定； 3.樣品用量少，分析速度快；

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

（一）輻射應具有恰好能滿足物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需能量。

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

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

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

1.官能團區(qū)：將4000-1300cm-1區(qū)域稱為官能團區(qū)，這個區(qū)域內(nèi)每個紅外吸收峰都和一定官能團對應。

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)，由于各振動之間的相互偶合，使得這個區(qū)域中的吸收帶變得非常復雜，對結(jié)構(gòu)上的微小變化表現(xiàn)極其敏感。指紋區(qū)可以表征整個分子的結(jié)構(gòu)特征。

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

影響基團頻率的因素：化學鍵的振動頻率不僅與其性質(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：誘導效應（T效應）、共扼效應（C效應）、氫鍵效應、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檢測器的影響）。

工作波段范圍不同，兩者的光源、透光材料與檢測器等有很大的差別。

以光柵為分光元件的色散型紅外光譜儀缺點：

1.色散型紅外吸收光譜儀是掃描式的儀器，掃描速度慢，不能測定瞬間光譜的變化，也不能實現(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，沒有色散元件，不需要分光。主要由光源、干涉儀、吸收池、檢測器、計算機和記錄系統(tǒng)組成。FT-IR特點：

1.測定速度極快。1s內(nèi)，實現(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；多次測定、多次累計）3.分辨率提高，波數(shù)精度可達10-2 cm-1。4.測定的光譜范圍寬，10~104 cm-1。

紅外光譜解析三要素：吸收峰位置、強度、峰形。近紅外光譜在食品檢測方面應用：

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

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

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

11.化學發(fā)光分析法基本原理* 12.化學發(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.化學發(fā)光（CL）-化學能

4.生物發(fā)光（BL）-生物體，酶，法學發(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)射波長無關(guān)，發(fā)射光譜的形狀與激發(fā)波長無關(guān)，變化的只是If—光譜曲線高低；在最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長下，熒光強度最大。? 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)波長與最大吸收波長一致。? 同一組分的激發(fā)光譜（吸收光譜）波長最短，磷光波長最長，熒光波長處于中間。熒光強度與濃度關(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：給電子取代基增強熒光；的電子取代基減弱熒光、加強磷光；對位、鄰位取代基增強熒光，間位取代基抑制熒光。

4.電子躍遷類型：含N、O、S雜原子的有機物，S1→T1系間竄躍強烈，熒光很弱或不發(fā)熒光。不含N、O、S原子的有機熒光體系多發(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。

影響熒光強度的因素（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)、檢測器、顯示器。特殊點：有兩個單色器，光源與檢測器通常成直角。

激發(fā)光源：高壓汞燈、高壓氙弧燈：強度高、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。發(fā)射單色器：選擇發(fā)射光波長。

紫外可見分光光度計構(gòu)成和熒光分光光度計構(gòu)成： 紫外：光源-單色器-樣品池-檢測器-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-檢測器-數(shù)據(jù)處理 磷光特點：

? 磷光波長比熒光的長(T1

? 磷光壽命和強度對重原子敏感。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—樣品溶液的熒光強度 Ifs—標準溶液的熒光強度 If0—試劑空白的熒光強度

熒光分析法特點：

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

缺點：應用范圍小

化學發(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)時放出輻射，不同的是熒光靠吸收紫外-可見光，化學是吸收化學能。化學發(fā)光類型：氣相化學發(fā)光、液相化學發(fā)光、固相化學發(fā)光、異相化學發(fā)光。化學發(fā)光分析裝置：進樣系統(tǒng)-發(fā)光反應室-光檢測器PMT-信號放大器-顯示與記錄發(fā)光反應可采用靜態(tài)或流動注射的方式進行：

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

流動注射方式：用蠕動泵分別將試劑連續(xù)送入混合器，定時通過測量室，連續(xù)發(fā)光，測定光強度；試樣量大。

化學發(fā)光分析特點： 1.靈敏度高 2.儀器設(shè)備簡單

3.發(fā)射光強度測量無干擾 4.線性范圍寬 5.分析速度快

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

9.分離分析法（這章計算多，建議看PPT）

要求：

1.色譜分析法簡介（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行分析測定的分析方法。分為色譜分析法、高效毛細管電泳法、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，后按一定順序檢測各組分及其含量的方法。

色譜法分離原理：當混合物隨流動相流經(jīng)色譜柱時，就會與柱中固定相發(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、強弱不同，在同一推動力作用下，各組分在固定相中的滯留時間不同，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?shù)闹髾z測方法結(jié)合，實現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測。色譜法的特點：（1）分離效率高

復雜混合物，有機同系物、異構(gòu)體。（2）靈敏度高

可以檢測出μg.g-1(10-6)級甚至ng.g-1(10-9)級的物質(zhì)量。（3）分析速度快

一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個試樣的分析。（4）應用范圍廣

氣相色譜：沸點低于400℃的各種有機或無機試樣的分析。液相色譜：高沸點、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析。(5)高選擇性:對性質(zhì)極為相似的組分有很強的分離能力.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，采用適當溶劑在濾紙上展開進行分離）、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各組分吸附能力不同進行分離）、分配色譜（利用固定液對各組分溶解能力不同進行分離）、離子交換色譜（利用離子交換劑對各組分的親和力不同進行分離）、凝膠色譜（利用凝膠對分子大小、形狀不同的組分產(chǎn)生的阻滯作用不同進行分離）。

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

液相色譜：流動相為液體。常用液體流動相為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管內(nèi)壁上的液體。

超臨界流體色譜：流動相為超臨界流體。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、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：組分在檢測器上產(chǎn)生的信號強度對時間(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：在正常實驗操作條件下，沒有組分流出，僅有流動相通過檢測器時，檢測器所產(chǎn)生的響應值。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，稱為噪音（或噪聲）。2.色譜峰：

① 峰高h：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力學因素。

?標準偏差σ：0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。

?峰底寬Y或Wb：色譜峰兩個拐點處所作切線與基線相交點之間的距離

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)。對稱色譜峰面積：

3.色譜保留值：（詳看PPT，太幾把多了）

①時間表示的保留值

②體積表示的保留值

③相對保留值

搭板理論：

速率理論： 分離理論：

色譜定性分析方法： 1.與標樣對照的方法 利用保留值定性：通過對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變化。2.利用文獻保留值定性： 利用相對保留值r21定性

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

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、外標法、內(nèi)標法

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.毛細管柱氣相色譜 7.氣相色譜法的應用

高效液相色譜（HPLC）

要求：

1.高效色譜法的特點

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.固定相和流動相* 5.化學鍵合相色譜法** 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用 高效色譜法特點：高壓、高速、高效、高靈敏度、高沸點、熱不穩(wěn)定有機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)進樣器送入色譜柱中，然后從檢測器的出口流出。當待分離樣品從進樣器進入時，流經(jīng)進樣器的流動相將其帶入色譜柱中進行分離，然后以先后順序進入檢測器，記錄儀將進入檢測器的信號記錄下來，得到液相色譜圖。

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

流動相：由于高效液相色譜中流動相是液體，它對組分有親和力，并參與固定相對組分的競爭。因此，正確選擇流動相直接影響組分的分離度。對流動相要求：

? 流動相不與色譜柱發(fā)生不可逆化學變化，以保持柱效或柱子的保留性質(zhì)較長時間不變。? 對待測樣品有足夠的溶解能力，以提高測定的靈敏度。

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

? 流動相純度要高，價格便宜，毒性小。不純?nèi)軇鸹€不穩(wěn)，或產(chǎn)生“偽峰”。溶劑中痕量雜質(zhì)的存在，長期積累會導致檢測器噪聲增加，同時也影響手機的餾分純度。對固定相要求： ? 粒徑較小且分布均勻 ? 機械強度高，耐壓 ? 傳質(zhì)速度快 ? 化學性質(zhì)穩(wěn)定，不與流動相發(fā)生反應。化學鍵合相色譜法： 化學鍵合固定相：

化學鍵合固定相是利用化學反應將有機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：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）存在雙重分離機制： 高覆蓋率：分配為主 地覆蓋率：吸附為主 化學鍵合固定相特點：

? 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

? 能鍵合不同基團以改變其選擇性。例如，鍵合氰基、氨基等極性基團用于正相色譜法，鍵合離子交換基團用于離子色譜法，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中應用最廣的模式，優(yōu)點：

（1）用單柱和流動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，有時能同時分離它們；

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

（3）作為流動相主體的水價廉易得，流動相的紫外截止波長低（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或電場后，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)譜線的相對強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，離子相對強度為縱坐標來表示質(zhì)譜數(shù)據(jù)。由質(zhì)譜圖很直觀地觀察到整個分子的質(zhì)譜信息。

有機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：

? 準確測定物質(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)譜法是利用電磁學原理，將待測樣品分子解離成具有不同質(zhì)量的離子，然后按其質(zhì)荷比（m/z）的大小依次排列收集成質(zhì)譜。根據(jù)質(zhì)譜中的分子離子峰（M?+）可以獲得樣品分子的相對分子質(zhì)量信息；根據(jù)各離子峰（分子離子峰、同位素離子峰、碎片離子峰、亞穩(wěn)離子峰、重排離子峰等）及其相對強度和氮數(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)化學鍵的斷裂規(guī)律可以進行定性分析和結(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)系可以進行定量分析。

質(zhì)譜分析過程：進樣-離子化-撞擊形成碎片離子-正電荷離子被加速電場加速-加速正離子進入磁場發(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)、進樣系統(tǒng)、離子源或電離室、質(zhì)量分析器、離子檢測器。真空系統(tǒng)：減少離子碰撞損失

進樣系統(tǒng)：高效重復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、四級桿質(zhì)量分析器、飛行時間質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器。離子檢測器：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離子峰，橫坐標為質(zhì)荷比m/z，縱坐標為離子的相對強度（相對豐度），一般將原始質(zhì)譜圖上最強的離子峰定為基峰并定為相對強度100％，其他離子峰以對基峰的相對百分值表示。能夠很直觀地觀察到整個分子的質(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)譜表中有兩項即質(zhì)荷比及相對強度。對定量計算較直觀。

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： ? 利用標準譜庫檢索 ? 利用標準化合物 ? 利用文獻資料的數(shù)據(jù) 質(zhì)譜定量分析：

歸一化法、內(nèi)標法、外標法

先進行定性分析，而后利用選擇離子檢測的選擇離子流色譜圖，一般不選擇總離子流色譜圖，因為選擇離子流色譜圖給出的色譜峰相對穩(wěn)定，不受干擾，定量結(jié)果較可靠。本章沒有練習題

第四篇：06儀器分析

精油的儀器分析

精油成分分析除上面提到的物理和化學法外，目前常用的是儀器分析法。在確定精油成分時，儀器分析是必要的物段。在確定某一成分化學結(jié)構(gòu)前，首先要提純該樣品，然后采用多種儀器分析物段來確定該化合物的結(jié)構(gòu)。通常采用兩種方法來對分離出來的組分進行鑒定，一是保留數(shù)據(jù)法，另一個是研究波譜特征法。

“保留數(shù)據(jù)法”的優(yōu)點是除了色譜法所使用的儀器和知識外，不需要有另個的儀器和專門知識。此方法要求色譜條件嚴格標準化，以便有確定的保留值。而且，現(xiàn)在的經(jīng)驗做法是選擇幾個已知化合物加入混合物中，以這此已知化合物作為保留值參考點，由插值法求未知化合物的保留值。因此在氣相色譜中，以正烷烴系列化合物作為參考化合物得到了廣泛的應用。保留值有可能與參考值偶然巧合，因而一個保留值是不足以鑒定某一物質(zhì)的，兩個或兩個以上的保留值偶然巧合的情況就大減少了，因此在保留數(shù)值上作鑒定時，習慣上至少要有兩個很好選擇的不同系統(tǒng)：在氣液色譜中用兩個極性不同的柱子，在薄層色譜中可用雙向展開。

波譜法是大多數(shù)研究者使用的方法，用于鑒別色譜餾分的波譜中，質(zhì)譜法和紅外光譜法使用得最普遍。因為對于微量樣品來說，它們解決問題迅速，而且每個有機化合物都具有其特征的質(zhì)譜（MS）和紅外光譜（IR）。IR能確定分子功能基團的特征，MS一般揭示分子量和結(jié)構(gòu)特征。

氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用（GC—MS）是芳香化合物領(lǐng)域中經(jīng)常采用的，根據(jù)每個GC峰的質(zhì)譜圖，通過對照參考圖譜，或用Varian質(zhì)譜系統(tǒng)SS100檢索進行鑒定。在缺少參考時，根據(jù)經(jīng)驗，研究者可試圖從質(zhì)譜碎片圖去闡明化合物的結(jié)構(gòu)。

IR與氣相色譜儀直接連接成GC—IR，它和GC-MS一樣，從氣相色譜儀流出的成分可依次測定IR光譜。

還可以用核磁共振（NMR）提供有機化合物結(jié)構(gòu)的重要數(shù)據(jù)，如化學位移常數(shù)，偶合常數(shù)等。

小結(jié)

用上述儀器組全進行分析雖能按照各種成分含量多少依次測定出來，但從香氣再現(xiàn)這一目的來看，用這種方法也不一定能到理想的結(jié)果。因為，形成香氣的成分對于香氣的貢獻不完全由含量多少來決定，有些閾值低的成分即使含量低，對于香氣也是十分重要的。因此采用鼻子聞的方式進行官能評價是十分必要的。

第五篇：儀器分析題目

儀器分析題目 高效液相色譜儀的種類有哪些？基本組成是什么？

答：高效液相色譜儀的種類很多，根據(jù)其功能不同，主要分為分析型，制備型和專用型。但其基本組成是類似的，主要由輸液系統(tǒng)，進樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。包括溶劑貯存器，高壓泵，進樣器，色譜柱，檢測器和記錄儀等主要部件。在液相色譜中，色譜柱能在室溫下工作，不需要恒溫的原因是什么？

答：由于組分在液-液兩相的分配系數(shù)隨溫度的變化較小，因此液相色譜柱不需恒溫。高效液相色譜法的基本概念是什么？

答：在經(jīng)典液相色譜的基礎(chǔ)上，引入了氣相色譜（GC）的理論，在技術(shù)上采用了高壓泵，高效固定相和高靈敏度檢測器，使之發(fā)展成為分離速率，高分離效率，高檢測靈敏度的高效液相色譜法，易稱為現(xiàn)代液相色譜法。柱外效應的解釋。

答：由色譜柱以外的因素引起的色譜峰形擴展的效應，柱外因素常指從進樣口到檢測器之間，除色譜柱以外的所有死時間，如進樣器，連接管，檢測器等的死體積，都會導致色譜峰形加寬，柱效下降。高效液相色譜法的特點是什么？

答：高效液相色譜法的分離效能高，選擇性高，檢測靈敏，分析速度快，應用范圍廣，6為什么作為高效液相色譜儀的流動相在使用前必須過濾、脫氣？常用的脫氣方法？ 答案：高效液相色譜儀所用溶劑在放入貯液罐之前必須經(jīng)過0.45μm濾膜過濾，除去溶劑中的機械雜質(zhì)，以防輸液管道或進樣閥產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。所有溶劑在上機使用前必須脫氣；因為色譜住是帶壓力操作的，檢測器是在常壓下工作。若流動相中所含有的空氣不除去，則流動相通過柱子時其中的氣泡受到壓力而壓縮，流出柱子進入檢測器時因常壓而將氣泡釋放出來，造成檢測器噪聲增大，使基線不穩(wěn)，儀器不能正常工作，這在梯度洗脫時尤其突出。常用的脫氣法有以下幾種：（1）加熱脫氣法;（2）抽吸脫氣法;（3）吹氦脫氣法;（4）超聲波振蕩脫氣法。

7對液相色譜流動相有何要求? 解：用作液相色譜流動相的溶劑，其純度和化學特性必須滿足色譜過程中穩(wěn)定性和重復性的要求。對樣品要有一定的溶解能力，粘度小，化學穩(wěn)定性好，避免發(fā)生不可逆的化學吸附。溶劑應與檢測器相匹配，不干涉所使用檢測器的工作，制備色譜的溶劑應不干擾對分離各組分的回收。除此以外，選擇的溶劑對所給定的樣品組分具有合適的極性和良好的選擇性。8何謂梯度洗脫，適用于哪些樣品的分析?與程序升溫有什么不同?

解：梯度洗脫就是在分離過程中.讓流動相的組成、極性、ph值等按‘定程序連續(xù)變化。使樣品中各組分能在最佳的k下出峰。使保留時間短、擁擠不堪、甚至重疊的組分，保留時間過長而峰形扁平的組分獲得很好的分離，特別適合樣品中組分的k值范圍很寬的復雜樣品的分析。梯度洗脫十分類似氣相色譜的程序升溫，兩者的目的相同。不同的是程序升溫是通過程序改變柱溫。而液相色譜是通過改變流動相組成、極性、ph值來達到改變k的目的。

9什么叫正相色譜？什么叫反相色譜？各適用于分離哪些化合物？在正相色譜與反相色譜體系中，組分的出峰次序

正相色譜法：流動相極性小于固定相極性的色譜法。用于分離溶于有機溶劑的極性及中等極性的分子型物質(zhì)，用于含有不同官能團物質(zhì)的分離。反相色譜法：流動相極性大于固定相極性的色譜法。用于分離非極性至中等極性的分子型化合物。

在正相色譜體系中組分的出峰次序為：極性弱的組分，在流動相中溶解度較大，因此k值小，先出峰。極性強的組分，在固定相中的溶解度較大，因此k值大，后出峰。

在反相色譜中組分的出峰次序為：極性弱的組分在固定相上的溶解度大，k值大，后出峰，相反極性強的組分在流動相中溶解度大，k值小，所以先出峰。10儀器考察 1）補充完整高效液相色譜分析流程圖。2）高效液相是由哪幾部分系統(tǒng)構(gòu)成的？ 3）什么是梯度洗脫？梯度洗脫有什么好處？

1）1

4 5 6 2）輸液系統(tǒng)，進樣系統(tǒng)，分離系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)，記錄與數(shù)據(jù)處理。

3）梯度洗提，就是載液中含有兩種（或更多）不同極性的溶劑，在分離過程中按一定的程序連續(xù)改變載液中溶劑的配比和極性，通過載液中極性的變化來改變被分離組分的分離因素，以提高分離效果。好處：改善分離，提高分離度，加快分析速度，改善峰形，減少拖尾，利于微量分析。

1試述紫外吸收光譜，紅外吸收光譜和核磁共振波譜產(chǎn)生的原因。

答：價電子躍遷；分子振動或轉(zhuǎn)動；電子自旋或核自旋。或轉(zhuǎn)動；電子自旋或核自旋。

2簡述紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件；是否所有的分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜?為什么?

答（1）輻射應具有使物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需的能量，即必須服從νL= △V·ν

（2）輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用，偶極矩必須發(fā)生變化，即振動過程△μ≠ 0；（3）并非所有的分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜,具有紅外吸收活性,只有發(fā)生偶極矩的變化時才會產(chǎn)生紅外光譜.3.紅外光譜定性分析的基本依據(jù)是什么？簡要敘述紅外定性分析的過程。

答：基本依據(jù)：紅外對有機化合物得定性具有鮮明的特征，因為每一化合物都有特征的紅外光譜，光譜帶的數(shù)目 位置 形狀 強度均隨化合物及聚集態(tài)的不同而不同。

分析過程：（1）試樣的分離和精制；（2）了解試樣有關(guān)的資料;（3）譜圖解析；（4）與標準譜圖對照；（5）聯(lián)機檢索

4何為基團頻率？何為特征吸收峰？ 答：基團頻率和特征吸收峰物質(zhì)的紅外光譜是其分子結(jié)構(gòu)的反映，譜圖中的吸收峰與分子中各基團的振動形式相對應。多原子分子的紅外光譜與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系，一般是通過實驗手段得到。這就是通過比較大量已知化合物的紅外光譜，從中總結(jié)出各種基團的吸收規(guī)律。實驗表明，組成分子的各種基團，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C= C等，都有自己的特定的紅外吸收區(qū)域，分子的其它部分對其吸收位置影響較小。通常把這種能代表及存在、并有較高強度的吸收譜帶稱為基團頻率，其所在的位置一般又稱為特征吸收峰

5伸縮振動和彎曲振動有什么區(qū)別？

答：伸縮振動 指成鍵原子沿著價鍵的方向來回地相對運動。在振動過程中，鍵角并 伸縮振動 不發(fā)生改變，如碳氫單鍵，碳氧雙鍵，碳氮三鍵之間的伸縮振動。彎曲振動又分為面內(nèi)彎曲振動和面外彎曲振動，用δ、γ表示。如果彎曲振動的方向垂直于分子平面，則稱面外彎曲振動，如果彎曲振動完全位于平面上，則稱面 內(nèi)彎曲振動。剪式振動和平面搖擺振動為面內(nèi)彎曲振動，面外搖擺振動和扭曲變形振動為面外彎曲振動。6.影響基團頻率的因素？

答：內(nèi)部因素：（1）.電子效應 包括誘導效應、共軛效應和中介效應，它們都是由于化學鍵的電子分布不均勻引起的。

（2）氫鍵的影響氫鍵的形成使電子云密度平均化，從而使伸縮振動頻率降低。

（3）振動耦合 當兩個振動頻率相同或相近的基團相鄰具有一公共原子時，由于一個鍵的振動通過公共原子使另一個鍵的長度發(fā)生改變，產(chǎn)生一個“微擾”，從而形成了強烈的振動!相互作用。

外部因素：（1）同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時，由于分子間相互作用力不同，所得光譜也往往不同。

（2）在溶液中測定光譜時，由于溶劑的種類、溶液的濃度和測定時的溫度不同，同一物質(zhì)所測得的光譜也不相同。7簡介紅外光譜儀

答：紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結(jié)構(gòu)和化學組成分析的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器[，探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。對色散型雙光路光學零位平衡紅外分光光度計而言，當樣品吸收了一定頻率的紅外輻射后，分子的振動能級發(fā)生躍遷，透過的光束中相應頻率的光被減弱，造成參比光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到所測樣品的紅外光譜。

8什么是紅外光譜法？

答：紅外光譜法又稱“紅外分光光度分析法”。簡稱“IR”,分子吸收光譜的一種。利用物質(zhì)對紅外光區(qū)的電磁輻射的選擇性吸收來進行結(jié)構(gòu)分析及對各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一法。被測物質(zhì)的分子在紅外線照射下，只吸收與其分子振動、轉(zhuǎn)動頻率相一致的紅外光譜。對紅外光譜進行剖析，可對物質(zhì)進行定性分析。化合物分子中存在著許多原子團，各原子團被激發(fā)后，都會產(chǎn)生特征振動，其振動頻率也必然反映在紅外吸收光譜上。據(jù)此可鑒定化合物中各種原子團，也可進行定量分析。

9紅外光譜法的特點 ？

答：紅外光譜法的哇特征性強、測定快速、不破壞試樣、試樣用量少、操作簡便、能分析各種狀態(tài)的試樣、分析靈敏度較低、定量分析誤差較大.10、色譜圖上可以讀到的信息 ？

答：

1、色譜峰個數(shù)，判斷樣品中所含組份最少個數(shù)

2、定性 Tr

3、定量 A∞H

4、分離效能

5、流動相和固定相

11、紅外實際峰比理論峰少的原因？

答：

1、偶極矩的變化，△U=0,振動不產(chǎn)生紅外吸收 如C02 非紅外性

2、譜線振動

3、儀器分辨率，靈敏度不夠

4、泛頻峰的產(chǎn)生