儀器分析知識總結

1、儀器分析復習資料（改進版）緒論分子光譜法：、F原子光譜法：電化學分析法：電位分析法、電位滴定色譜分析法：、質譜分析法：、第一章緒論1. 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：是利用化學反應及其計 量關系，由某已知量求待測物量， 一般 用于常量分析，為化學分析法。儀器分析方法：是利用精密儀器測量物 質的某些物理或物理化學性質以確定 其化學組成、含量及化學結構的一類分 析方法，用于微量或痕量分析，又稱為 物理或物理化學分析法。化學分析法是儀器分析方法的基礎，儀 器分析方法離不開必要的化學分析步 驟，二者相輔相成。2. 儀器的主要性能指標的定義1、精密度（重現(xiàn)性）：數(shù)次平行測定結 果的相

2、互一致性的程度，一般用相對標 準偏差表示（），精密度表征測定過程 中隨機誤差的大小。2、靈敏度：儀器在穩(wěn)定條件下對被測 量物微小變化的響應，也即儀器的輸出 量與輸入量之比。3、檢出限（檢出下限）：在適當置信概 率下儀器能檢測出的被檢測組分的最 小量或最低濃度。4、線性范圍：儀器的檢測信號與被測 物質濃度或質量成線性關系的范圍。5、選擇性：對單組分分析儀器而言， 指儀器區(qū)分待測組分與非待測組分的 能力。校準曲線包括工作曲線和標準曲線： 工作曲線：配置4到6個不同濃度的標 準溶液，加入與實際樣品類似的基體中 制成加標模擬樣品采用和實際樣品相 同的分析方法測定（經(jīng)過預處理的）， 以加標模擬樣品的濃度

3、為橫坐標， 響應 信號為縱坐標繪制的標準曲線。沒有經(jīng)過預處理的為標準曲線標準參考物質法：取與待測試樣相似的 一定量標準參考物質，在規(guī)定的實驗條 件下進行檢測根據(jù)測量值與給定的標準參考量值計算相對誤差，越小越準確。加標回收法：沒有標準參考物質的條件 下，向樣品中加入一定量的被測成分的 純物質或者已知量的標準物質， 兩份試 樣同時按照相同的分析步驟加標的一 份所得結果減去未加標的一份， 差值同 標準物質的理論值只比即加標回收率。（越接近100%越好）注意事項：加標物質不能過多，一般為 測量物含量的倍，加標后的總 含量不應超過方法測定的總含量。 加標 物質的濃度應該高，體積小，不超過原 始試樣體積的

4、1%標準方法比較法：和國標（已知方法） 得到的結果比較。至少設計9組，分濃 度的高，中，低三個濃度。線性：被測物信號值與試樣中被測物濃 度直接呈正比關系的程度線性范圍：待測物質的濃度或量和測量 信號值呈線性關系的濃度或者量的范 圍。（從測定的最低濃度擴展到校正曲 線偏離線性濃度的范圍。）3. 簡述三種定量分析方法的特點和應用要求一、工作曲線法（標準曲線法、外標法） 特點：直觀、準確、可部分扣除偶然誤 差。需要標準對照和扣空白應用要求：試樣的濃度或含量范圍應在 工作曲線的線性范圍內，繪制工作曲線 的條件應與試樣的條件盡量保持一致。二、標準加入法（添加法、增量法） 特點：由于測定中非待測組分組成變

5、化 不大，可消除基體效應帶來的影響應用要求：適用于待測組分濃度不為 零，儀器輸出信號與待測組分濃度符合 線性關系的情況三、內標法特點：可扣除樣品處理過程中的誤差 應用要求：內標物與待測組分的物理及 化學性質相近、濃度相近，在相同檢測 條件下，響應相近，內標物既不干擾待 測組分，又不被其他雜質干擾第2章光譜分析法引論習題1、吸收光譜和發(fā)射光譜的電子能動級 躍遷的關系吸收光譜：當物質所吸收的電磁輻射能與該物質的原子核、原子或分子的兩個 能級間躍遷所需要的能量滿足的關 系時，將產(chǎn)生吸收光譜。f M* 發(fā)射光譜：物質通過激發(fā)過程獲得能 量，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子或分子M*,當從激發(fā)態(tài)過渡到低能態(tài)或某態(tài)時產(chǎn)生發(fā)

6、 射光譜。M*f2、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、 振動和 轉動能級的變化產(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層電子能 級的變化產(chǎn)生的。第6章原子吸收光譜法（P130）1、定義：它是基于物質所產(chǎn)生的原子 蒸氣對特定譜線的吸收來進行定量分 析的方法?；鶓B(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)。優(yōu)點：靈敏度高，準確度高，選擇性好， 分析速度塊，試樣用量少，應用范圍光 缺點：換等頻率頻繁，不可同時測定多 個元素，對于難溶解元素有困難。2、原子吸收定量原

7、理：頻率為v的光 通過原子蒸汽，其中一部分光被吸收， 使透射光強度減弱。3、譜線變寬的因素（131）:自然寬度：由原子本身性質引起，在無外界因素影響情況下譜線仍有一定寬度，這種寬度為自然寬度厶多普勒（）寬度Au D:由原子在空 間作無規(guī)熱運動所致。故又稱熱變寬。寬度隨溫度升高和相對原子質量減小而變寬。壓力變寬Au L （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。4、對原子化器的基本要求：使試樣 有效原子化；使自由狀態(tài)基態(tài)原子有 效地產(chǎn)生吸收； 具有良好的穩(wěn)定性 和重現(xiàn)形；操作簡單及低的干擾水平 等。銳線光源：指發(fā)射線的半寬度比吸收線 半寬度窄得

8、多，且發(fā)射中心頻率與吸收 線中心頻率相一致的光源。石墨爐原子化法的過程：干燥，灰化， 原子化，凈化1. 測量條件選擇分析線：一般用共振吸收線。狹縫光度：沒有干擾情況下，盡量增 加W增強輻射能。燈電流：按燈制造說明書要求使用 原子條件:燃氣：助燃氣、燃燒器高 度石墨爐各階段電流值進樣量：（主要指非火焰方法）2. 分析方法（1）.工作曲線法最佳吸光度，工作曲線彎曲原 因：各種干擾效應。.標準加入法標準加入法能消除基體干擾，不能消背 景干擾。使用時，注意要扣除背景干擾。 分布定律：（,N0分別代表單位體積內 激發(fā)態(tài)原子數(shù)和基態(tài)原子數(shù)）1, 0值溫度越高，比值越大2,在同一溫度下， 不同元素電子躍遷的

9、能級值越小，共振波長越長，比值越大。1引起譜線變寬的主要因素有哪些？自然變寬：無外界因素影響時譜線具 有的寬度多普勒（）寬度Au D:由原子在空 間作無規(guī)熱運動所致。故又稱熱變寬。.壓力變寬Au L （碰撞變寬）：由吸 收原子與外界氣體分子之間的相互作 用引起自吸變寬：光源空心陰極燈發(fā)射的共 振線被燈內同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生 自吸現(xiàn)象。場致變寬（）：包括變寬（電場）和變 寬（磁場）2.火焰原子化法的燃氣、助燃氣比例及 火焰高度對被測元素有何影響？ 化學計量火焰：由于燃氣與助燃氣之 比與化學計量反應關系相近， 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定。 貧燃

10、火焰：指助燃氣大于化學計量的 火焰，它的溫度較低，有較強的氧化性， 有利于測定易解離，易電離元素 ，如堿 金屬。 富燃火焰：指燃氣大于化學元素計量 的火焰。其特點是燃燒不完全，溫度略 低于化學火焰，具有還原性，適合于易 形成難解離氧化物的元素測定； 干擾較 多，背景高。 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 子化法測定時要選擇適合被測元素的 火焰高度。3. 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

11、下降的效應， 是非選擇性 干擾。消除方法：稀釋試樣；配制與被測 試樣組成相近的標準溶液；采用標準 化加入法。二. 化學干擾：化學干擾是指被測元原 子與共存組分發(fā)生化學反應生成穩(wěn)定 的化合物，影響被測元素原子化，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，化學干擾會減小，在 高溫火焰中P043-不干擾鈣的測定。(2) 加入釋放劑(廣泛應用)(3) 加入保護劑：、8羥基喹啉等， 即有強的絡合作用，又易于被破壞掉。(4) 加基體改進劑(5) 分離法三. 電離干擾：在高溫下原子會電離使 基態(tài)原子數(shù)減少,吸收下降,稱電離 干擾，造成A減少。負誤差消除方法：加

12、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，產(chǎn)生大量電子，抑制被測元 素電離。)四. 光譜干擾：吸收線重疊： 非共振線干擾：多譜線元素-減小狹縫寬度或另選譜線 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：用鄰近非共振線校正背景連續(xù)光源校正背景（氘燈扣背景）效應校正背景自吸效應校正背景第3章 紫外-可見分光

13、光度法（P21）:根據(jù)物質分子對 200800 光譜區(qū) 域內輻射能的吸收來研究物質的性質、 結構和含量的方法。儀器：光源，單色器，吸收池，檢測器， 顯示系統(tǒng)燈：氘燈，氫燈，用于180到400波長 處，測定紫外區(qū)域的時候采用石英。 單色器：將光源發(fā)出連續(xù)光譜分離吸收池：盛裝待測溶液。紫外區(qū)使用石 英吸收池，可見光區(qū)使用玻璃吸收池， 在進行挑選比色皿時一組比色皿的T之差小于0.5%。檢測器：檢測信號，將通過比色皿的光 強度變化，光信號轉變成電信號。顯示系統(tǒng)：將檢測器輸出的信號經(jīng)處理 后轉換成T和A進行顯示3.1紫外-可見吸收光譜影響紫外-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

14、 酸乙酯 乙醚氯仿二氯甲烷 苯四氯 化碳己烷石油醚3.2光的吸收定律定律：在一定條件下物質的吸光度與溶液的濃度和厚度的乘積成正比關系（使用條件：入射光為單色光，溶液為 稀釋溶液）T（透光率）0A （吸光度）0,K隨溶液的濃度單位不同而分別用E 或者a表示，當濃度c以，厚度b以為 單位表示時，其單位為（*）當濃度以， 厚度以為單位時，K為a的定義和物理學意義：摩爾吸光系數(shù)（a為吸光系數(shù)），e的大小與溶液的 濃度和厚度無關，與吸光物質的性質， 入射光波長，溶劑等因素有關。1,物質性質不同E值大小不同，所以E為物 質的特征常數(shù)。2,溶劑不同，同種物 質的不同，因此必須指明溶劑。 3, 入射光波長不同

15、不同，所以應該指明 波長。，和a都可以評價方法的靈敏度， 因 此可以優(yōu)化實驗條件來增大值。A （吸光度）具有加和性?；?.4分析條件的選擇溶劑：1,溶劑可以良好溶解待測樣品， 2溶劑對于溶質為惰性，有良好的化學， 光合穩(wěn)定性。3選擇極性較小的溶劑， 4溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)域無明顯的 吸收。顯色反應和條件：1，待測組分定量變 成了有色化合物，2，有色化合物組成 恒定，有足夠的穩(wěn)定性，摩爾吸光系數(shù) 大，使測量的靈敏度高，重現(xiàn)性好，誤 差小。3有色化合物和顯色劑的顏色要 有明顯的區(qū)別，顏色變化大，試劑空白 值小。4選擇性好，干擾小，容易消除 干擾。測量條件：波長最大處測量，靈敏度高。 透光率讀數(shù)的

16、影響：結論：1. ?與透光率讀數(shù)T有函數(shù)關系；當36.8%時（或0.434） , ?最小。2.當T讀數(shù)在70%- 10%,即A讀數(shù) 0.151.0 范圍時,?較小（5%），并且 變化不大。習題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、振 動和轉動能級的變化產(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層電子能級的變化產(chǎn)生的，它的表現(xiàn)形式為線光譜。）2、試說明有機化合物紫外光譜產(chǎn)生的 原因。機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？有機化合物分子的價電子在吸收 輻射并躍遷到高能級后所

17、產(chǎn)生的吸收 光譜。機化合物紫外光譜電子躍遷常見的4 種類型：* , nf* , nn * ,n fn* 飽和有機化合物：彷*躍遷，n*躍遷 不飽和脂肪族化合物：nfn* , nfn * 芳香族化合物：E1和E2帶，B帶3、在分光光度法測定中，為什么盡可 能選擇最大吸收波長為測量波長？因為選擇最大吸收波長為測量波長，能 保證測量有較高的靈敏度， 且此處的曲 線較為平坦，吸光系數(shù)變化不大，對定 律的偏離較小。4、在分光光度測量中，引起對定律偏離的主要因素有哪些？如何克服這些 因素對測量的影響？偏離的因素主要與樣品和儀器有關。（1）與測定樣品溶液有關的因素濃度：當b不變，c 0.01 時，定律 會發(fā)

18、生偏離。溶劑：當待測物與溶劑發(fā)生締合、離解 及溶劑化反應時，產(chǎn)生的生成物與待測 物具有不同的吸收光譜，出現(xiàn)化學偏光散射：當試樣是膠體或有懸浮物時，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，定律產(chǎn)生正偏（2）與儀器有關的因素單色光：定律只適用于單色光， 非絕對 的單色光，有可能造成定律偏離。譜帶寬度：當用一束吸光度隨波長變化 不大的復合光作為入射光進行測定時， 吸光物質的吸光系數(shù)變化不大，對吸收 定律所造成的偏離較小。對應克服方法： c 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

19、力下，組分在兩相分配達到平衡時，分配在固定相和流動 相的質量比。意義：是衡量色譜柱對被分離組分保留 能力的重要參數(shù)；9. 理論塔板數(shù) 是衡量柱效的指標，色 譜柱的柱效隨理論塔板數(shù)的增加而增 加，隨板高的增大而減小。10. 板高（理論塔板高度）、柱效（理論塔板數(shù)n）及柱長（）三者的關系（公 式）？/ n11. 利用色譜圖如何計算理論塔板數(shù)和有效理論塔板數(shù)（公式）？“ ,A . VtrA = 16 = 5.541 )1 X)式用來評價色譜柱是成功的；（2）塔板理論指出理論塔板高度 H對色 譜峰區(qū)域寬度的影響有重要意義。14. 速率理論的簡式，影響板高的是哪 些因素？H 二 A +羅 + C/卩：流

20、動相的線速A：渦流擴散系數(shù)B：分子擴散系數(shù)C:傳質阻力項系數(shù)15. 分離度可作為色譜柱的總分離效能 指標。16. 如何根據(jù)分離度分析色譜分離的情 7) 6(繆r = y和+憶)2匕 2 - 01)化+兀12. 同一色譜柱對不同物質的柱效能是 否一樣？同一色譜柱對不同物質的柱效能是不 一樣的13. 塔板理論對色譜理論的主要貢獻是 怎樣的？（1）塔板理論推導出的計算柱效率的公R1部分重疊1基本分離1.5 完全分離第十六章氣相色譜法（P318）思考題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，沸點較低的有以達到用最短時間獲得最佳分離的目機及無機化合物分離。2. 哪類固定液在氣相色譜

21、法中最為常用？硅氧烷類 是目前應用最廣泛的通用型固定液。（使用溫度范圍寬（50350C ）,硅氧烷類經(jīng)不同的基團修飾可 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 非極性試樣選用非極性固定液， 組分 沸點低的先流出； 極性試樣選用極性固定液， 極性小的 先流出 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； 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。的。適用于沸點范圍很寬的混合物。注意：柱溫不能高于色譜柱的最高使用 溫度。6. 氣相色譜法各檢測器適于分析的樣品？熱導檢測器：通用濃度型所有氫火焰檢測器：通用質量型含碳電子捕獲檢

22、測器：選擇濃度型電負性火焰光度檢測器：選擇質量型硫、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）外標法 適用條件：對進樣量的準確性控制要求 較高；操作條件變化對結果準確性影響 較大；操作簡單，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4. 一般實驗室通常備用哪三種色譜柱， 基本上能應付日常分析需要？5. 什么是程序升溫？程序升溫：在一個分析周期內柱溫隨時 間由低溫向高溫做線性或非線性變化， 出峰的情況；操作條件的變動對測定結 果影響不大；歸一化法簡便、準確。（3）內標法（內標標準曲線法）適用條件：試樣中所有組分不能全部出 峰時；定量

23、分析中只要求測定某一個或 幾個組分；樣品前處理復雜第17章高效液相色譜法（）P3481、：高效色譜柱、高壓泵、高靈敏檢測 器2、現(xiàn)代高效液相色譜法的特點：（1）高效；（2）高壓；（3）高速； 高靈敏度3、色譜分離的實質：色譜分離的實質是 樣品分子（即溶質） 與溶劑（即流動相或洗脫液）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。4、高效液相色譜儀結構：輸液系統(tǒng)進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)5、高壓輸液泵性能：足夠的輸出壓力輸出恒定的流量輸出流動相的流量范圍可調節(jié)壓力平穩(wěn)，脈動小6、在線脫氣裝置在線脫氣、超聲脫氣、真空脫氣等作用：脫去流動相中的溶解氣體。流動 相先經(jīng)過脫氣裝置再輸送

24、到色譜柱。 脫氣不好時有氣泡，導致流動相流速不 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:縮短分析時間,提高分離度,改善 峰形,提高監(jiān)測靈敏度&影響分離的因素影響分離的主要因素有流動相的 流量、 性質和極性。9、選擇流動相時應注意的幾個問題：（1）盡量使用高純度試劑作流動相。（2）避免流動相與固定相發(fā)生作用而 使柱效下降或損壞柱子。（3）試樣在流動相中應有適宜的溶解 度。（4）流動相同時還應滿足檢測器的要 求。10、提高柱效的方法（降低板高）： 固定相填料要均一，顆粒細， 裝填均勻。 流動相粘度低。14、小結

25、 低流速。 適當升高柱溫。11、固定相的選擇：液相色譜的固定相可以是 吸附劑、化學 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； 流動相是各種溶劑。被分離混合物由流 動相液體推動進入色譜柱。根據(jù)各組分 在固定相及流動相中的吸附能力、分配 系數(shù)、離子交換作用或分子尺寸大小的 差異進行分離。12、高效液相色譜法的分離機理及分類類型主要分離機理吸附色譜吸附能，氫鍵分配色譜疏水分配作用尺寸排斥色譜溶質分子大小離子交換色譜庫侖力13、反相色譜的優(yōu)點易調節(jié)k或a易分離非離子化合物，離子化合物和可 電離化合物流動相便宜可預言洗脫順序適宜梯度洗脫分配色譜是利用樣品中的 溶質在固定

26、相和流動相之間分配系數(shù)的不同，進行 連續(xù)的無數(shù)次的交換和分配而達到分 離的過程。第十章電分析化學引論（P218）1、電分析化學：根據(jù)被測溶液所呈現(xiàn)的電化學性質及其變化而建立的分析方法原電池：電極反應可以自發(fā)進行， 化學 能被轉換為電能，化學體系的自由能在 降低。電解池：電極反應不能自發(fā)進行，當有 適當?shù)耐饧与妷簳r，電極反應才可以進 行，電能被轉化為化學能?；瘜W體系的 自由能在增加。液接電位：兩電極共同一種溶液的電池。直接電位法：通過在零電流條件下測定 兩電極間的電動勢確定離子濃度電位滴定法：通過測量滴定過程中電池 電動勢的變化來確定滴定終點的作用：保持較大且相對穩(wěn)定的離子強度，使活度系數(shù)恒定；

27、 維持溶液在適宜的范圍內， 滿足離 子電極的要求； 掩蔽干擾離子。典型組成：1的，使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強度；0.25 和0.75, 使溶液在5左右;0.001的檸檬酸鈉，掩蔽3+、3+等干擾離子。2、分類：(1) 電位分析法：測量參數(shù)為電極電位(電池電動勢)；(2) 電解分析法：測量電解過程中電極 上析出的物質量；(3) 庫侖分析法：測量電解過程中消耗 的電量；(4) 電導分析法：測量參數(shù)為溶液的電導值；(5) 伏安分折：測量電流與電位變化曲線；(6) 極譜分析：使用滴汞電極時的伏安分析。3、電池的表示形式與電池的電極反應：1 .表示形式：1) 用丨表示電池組成的每個接界面2) 用|表示鹽橋，表明具有兩個接界面3) 發(fā)生氧化反應的一極寫在左發(fā)生還原反應的一極寫在右4 )溶液注明活度；氣體應注明溫度和 壓力(-) I 4 ( a 1) | 4 ( a 2)| (+)4、鹽橋：組成和特點：高濃度電解質溶液正負離子遷移速度差不多(飽和溶液+3