发布时间 : 星期一 文章12仪器分析复习题（含答案）（仅供参考） - 图文更新完毕开始阅读387f8357e53a580217fcfe3c
12仪器分析
一、概念：
化学分析：化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。 仪器分析：仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。 光学分析法：：建立在物质与电磁辐射相互作用基础上的一类分析方法。包含原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪、紫外－可见吸收光谱仪、红外吸收光谱仪、核磁共振波谱法和荧光光谱法。 灵敏线：最易激发能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线。 共振线：从激发态到基态的跃迁所产生的谱线。由最低能级的激发态到基态的跃迁称为第一共振线。一般也是最灵敏线。
最后线：或称持久线。当待测物含量逐渐减小时，谱线数目亦相应减少，当c接近0时所观察到的谱线，是理论上的灵敏线或第一共振线。
分析线：复杂元素的谱线多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。
自吸线：当辐射能通过发光层周围的蒸汽原子时，将为其自身原子所吸收，而使谱线强度中心强度减弱的现象的图线。
自蚀线：自吸最强的谱线称为自蚀线。 原子吸收光谱法（AAS）：基于测量待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度而建立起来的分析方法。
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原子发射光谱法（AES）：元素的原子或离子在受到热或电、光激发时，由基态跃迁到激发态约经10 s，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。通过测量物质的激发态原子发射光谱线的波长和强度进行定性和定量分析的方法叫原子发射光谱分析
荧光：物质吸收电磁辐射后受到激发，受激原子或分子以辐射去活化，再发射波长与激发辐射波长相同或不同的辐射。当激发光源停止辐照试样之后，原子（分子）再发射光的过程立即停止，这种再发射的光称为原子（分子）荧光。
磷光：若激发光源停止辐照试样之后，原子（分子）再发射过程还延续一段时间，这种再发射的光称为原子（分子）磷光。
死时间：不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现极大值所需时间。 基线：无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线(Baseline)。 保留时间：试样从进样到柱后出现峰极大值所经历的时间。
调整保留时间：扣除死时间后的组分保留时间，它表示该组分因吸附或溶解于固定相后，比非滞留组分在柱内多滞留的时间。tR’=tR-tM
死体积：VM = tM ×F0。与死时间和柱出口的流动相体积流速有关，包括柱内和外的死体积。定义不祥。不被固定相滞留的组分各自出峰，从进样到出现峰值最大所需流动相的体积。
保留体积：表示组分在保留时间内所流过的流动相体积VR=tR×F0 ，F0 为柱出口处载气流量，单位：mL/min。 选择因子α （相对保留值）：组分2与组分1调整保留值之比：r21=t’R2/t’R1=V’R2/V’R1，相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。
van Deemter方程：对于选择色谱最佳分离条件具有普遍指导意义。它表明了色谱柱填充的均匀程度，载体颗粒的大小，流动相的种类和线速，固定相液膜厚度及柱温等对柱效的影响。
H=A+B/u+Cmu+Csu=A+B/u+Cu H：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s) A─涡流扩散项 B/u —分子扩散项 C ·u —传质阻力项
分离度：又称分辨率，为相邻两组分色谱峰保留值之差与两峰底宽度平均值之比。02级的答案：指两色谱峰的实际分离程度，可全面反映柱选择性和柱效。
程序升温法：即在分析过程中按一定速度提高柱温，在程序开始时，柱温较低，低沸点的组分得到分离，中等沸点的组分移动很慢，高沸点的组分还停留于柱口附近；随着温度上升，组分由低沸点到高沸点依次分离出来。采用程序升温后不仅改善分离，而且可以缩短分析时间，得到的峰形也很理想。
梯度洗脱：梯度洗脱就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变它们之间的比例，
从而使流动相的强度、极性、pH值或离子强度相应地变化，达到提高分离效果，缩短分析时间的目的。 反相色谱：流动相的极性大于固定相的极性。 正相色谱：流动相的极性小于固定性的极性。
超临界流体色谱：以超临界流体作为流动相的色谱分析法。 毛细管电泳法（CE）：以电场为驱动力，使离子或带电粒子在毛细管中按其淌度或分配系数不同进行高效快速分离分析的方法。
色谱流出曲线：由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线（chromatogram ）。 基线漂移：基线随时间定向的变化。 基线噪声：由各种因素引起的基线起伏。
高压梯度：又称内梯度，是指采用多个高压泵将不同流动相增压后输送到梯度混合室混合，再送入色谱柱。 低压梯度：又称外梯度，是指在低压状态下完成流动相强度调度的梯度装置。 温度变宽：与原子无规则的热运动有关。
压变宽：待测原子跟外界气体分子之间发生相互作用而产出的变宽。
物理干扰：是指试液在转移、蒸发和原子化或过程中，由于溶质或溶剂的物理化学性质改变而引起的干扰。 化学干扰：是指在溶液或原子化过程中待测元素与其他组分发生化学反应而使原子化效率降低或升高而引起的干扰。
理论塔板数：色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率（简称柱效） 电化学分析：根据被测溶液所呈现的化学性质及其变化而建立的分析化学
电位分析法：利用电极电位与化学电池电解质溶液中某种组分浓度的对应关系而实现定量的电化学分析法。 电位滴定：分析法用电位测量装置指示滴定分析过程中被测组分的浓度变化，通过记录或绘制滴定曲线来确定滴定终点的分析方法。
指示电极：对溶液中参与半反应的离子的活度或不同氧化态的离子的活度能产生能斯特响应的电极,称为指示电极。
永停滴定法：又称双安培滴定法(doubleamperometrictitration)，或双电流滴定法，是根据滴定过程中电流的变化确定滴定终点的方法，属于电流滴定法。
参比电极：电位具有稳定性和重现性的电极。可以用它作为基准来测量其他电极的电位
质谱：是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。。
毛细管电泳：是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。 亲和色谱：是一种色谱分析方法。它是指利用固体相的可逆结合进行分离的一种方法。
飞行时间分析器:飞行时间分析器被加速的离子按不同的的时间经漂移管到达收集极上而分离. 双聚焦质量分析器：即在磁分析器之前加一个静电分析器。静电分析器是将质量相同而速度不同的离子分离聚焦，即具有速度分离聚焦的作用。然后，经过狭缝进入磁分析器，再进行m/z方向聚焦。这种同时实现速度和方向双聚焦的分析器，称为双聚焦分析器。
四极杆质量分析器：是由四根精密加工的电极杆以及分别施加于x、y方向的两组高压高频射频组成的电场分析器。
色谱流出曲线：
色谱图是以组分的浓度变化作纵坐标，以流出时间作横坐标，可获得色谱流出曲线—色谱图。可用正态分布函数表示：c?1t?tR2exp[?()]
2??2?con液-液分配色谱：流动相与固定相为互不相溶的两种液体，组分既溶解于固定相，也溶解于流动相，根据在两相
中溶解度的不同分配，相当于液--液萃取
亲和色谱：亲和色谱是一种色谱分析方法。它是指利用固体相的可逆结合进行分离的一种方法。亲和色谱分离的通常是混合在溶液中的物质，比如细胞内容物、培养基或血浆等。待分离的分子在通过色谱柱时被固定相或介质上的基团捕获，而溶液中其他的物质可以顺利通过色谱柱。然后把固态的基质取出后洗脱，目标分子即刻被洗脱下来。如果分离的目的是去除溶液中某种分子，那么只要分子能与介质结合即可，可以不必进行洗脱。
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1、说明仪器分析主要特点？
答：(1)操作简便，分析速度快，容易实现自动化。 (2)选择性好。 (3)灵敏度高，检出限量可降低。 (4)样品用量少，可进行不破坏样品分析，适合复杂组成样品分析。 (5) 用途广泛，满足特殊要求。
2、现代分析仪器主要有那些分析方法？ （一）根据仪器原理分成四大类：
1.电磁辐射仪器 2.电分析仪器 3.分离分析仪器 4.其他分析仪器 （二）仪器分析方法的分类：
1.光分析法 2热分析法 3分析仪器联用技术 4色谱分析法 5电化学分析法 6质谱分析法
3、影响AES分析谱线强度I的主要因素有那些？ 答：（1）激发能越小，谱线强度越强； （2）温度升高，谱线强度增大，但易电离。
温度太高，电离的原子数目也会增多，致使原子谱线强度减弱。由于激发态原子数目较少，因此基态原子数 N0 可以近似代替原子总数 N总， 并以浓度 c 代替N总: Iij=k1N0=k1N总=ac简单地I ? c，此为光谱定量依据。更进一步，考虑到谱线的自吸效应，对它校正，
b
加上系数 b：I = ac。当试样浓度高时，b<1，工作曲线发生弯曲。
4、光谱定量分析的基本关系式？ 答：I=ac^b 或者logI=blogc+loga
5、简述ICP光源主要结构和特点？简述AAS仪器组成部件及作用
答：ICP光源特点：(1)温度高，感应区10000 K，通道6000-8000 K ，惰性气氛，原子化条件好，有利于难熔化合物的分解和元素激发。
(2)灵敏度高，检出限低，相对检出限可达ppb级，微量及痕量分析应用范围宽，可分析70多种元素； (3)稳定性好，RSD在1-2%，线性范围4-6个数量级；
(4)背景发射和自吸效应小，抗干扰能力强。 Ar气体产生的背景干扰小；
(5)不用电极，无电极放电，无电极污染；ICP焰炬外型像火焰，但不是化学燃烧火焰，气体放电；缺点：对非金属测定的灵敏度低，仪器昂贵，操作费用高，需大量Ar，粉末进样不完善。
AAS仪器：AAS仪器由1光源：提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。 原子化系统（类似样品容器）：原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。可把它视为“吸收池”。 分光系统：将待测元素的共振线与邻近线分开
检测系统：把单色器分出来的光信号转换为电信号，经放大器放大后以透射率或吸光度的形式显示出来。
6、空心阴极灯结构特点？
答：它是一种阴极呈空心圆形的气体放电管。在阴极它有一个由被测元素材料制成的空心阴极和一个由钛、锆、钽或其他材料制成的阳极。
阴极和阳极封闭在带有光学窗口的硬质玻璃管内，光内充有压强为2~10mmhg【约（0.67~13.32）×102Pa】的惰性气体氖或氩，其作用是产生离子撞击阴极，使阴极材料发光。
其优点：辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换；缺点：每测一种元素需更换相应的灯。
7、原子吸收谱线变宽因素有那些？ 答：变宽原因：
（1）自然变宽：无外界因素影响时谱线具有的宽度。该宽度由激发态原子决定。
（2）温度变宽（多普勒变宽） ΔVD ：它与相对于观察者的原子的无规则热运动有关。与谱线波长，相对原子质量和温度有关， ?? 多在10-3 nm数量级 。
（3）压变宽ΔVL：待测原子与外界气体分子之间的相互作用引起的变宽，又称为碰撞变宽。外加压力越大，浓度越大，变宽越显著。
（4）场致变宽：包括电场变宽和磁场 变宽在场的作用下，电子能级进一步发生分裂而导致的变宽效应。 （5）自吸与自蚀
8、原子吸收分析测定过程中主要的干扰效应有那些？ 答：干扰效应： （1）光谱干扰：
1.在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。2.空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射。
3.灯的辐射中有连续背景辐射。
（2）物理干扰 （3）化学干扰 （4）电离干扰（填空题）
9、错误！未找到引用源。
答：相似之处——三者的基本原理有相同之处；谱线都是由元素相应能级间的跃迁产生的，波长和频率相同；发射强度、吸收强度、荧光强度与元素性质、谱线特征及外界条 件间的依赖关系基本类似。
不同之处——AAS是基于“基态原子”选择性吸收光辐射能(h?)，并使该光辐射强度降低而产生的光谱(共振吸收线)；AAS是研究待测原子蒸气对光源共振线的吸收强度。 AES是基态原子受到热、电或光能的作用，原子从基态跃迁至激发态，然后再返回到基态时所产生的光谱(共振发射线)。AES研究的是待测元素激发辐射强度。 AFS是气态自由原子吸收特征波长的辐射后，原子外层电子从基态， AFS是研究待测元素受激发跃迁所发射的荧光强度。；
10、色谱法的有那些特点？
答：1、分离效率高； 2、灵敏度高； 3、分析速度快； 4、应用范围广（气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样分析；
液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。离子色谱：用于无机离子，有机酸碱的分离分析。）。 不足之处： （1）被分离组分的定性较为困难。 （2）分析成本高。 （3）可由仪器的技术解决。 11、简述液相色谱分离模式及原理要点？ 答：一、液-固吸附色谱：
1.基本原理：基于被测组分在固定相表面具有吸附作用，且各组分的吸附能力不同，使组分在固定相中产生保留和实现
分离。
2、适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。