波譜與色譜思考題

1、化學(xué)分析法主要包括哪些？說明其與儀器分析法的優(yōu)點(diǎn)與局限性。答：根據(jù)其利用化學(xué)反應(yīng)的方式和使用儀器不同，分為重量分析法和滴定分析法，色譜分析法，比 色分析法?；瘜W(xué)分析法通常用于測(cè)定相對(duì)含量在1%以上的常量組分，準(zhǔn)確度相當(dāng)高（一般情況下相 對(duì)誤差為0.1%-0.2%左右），操作簡(jiǎn)便，可以與各種儀器分析緊密結(jié)合。化學(xué)分析儀的優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)分析法是國家實(shí)驗(yàn)室所使用的仲裁分析方法，準(zhǔn)確度高。對(duì)于各元素之間的干擾可以用化學(xué)試劑屏蔽，做到元素之間互不干擾，曲線可進(jìn)行非線性回 歸，確保了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。取樣過程是深入樣品中心和多點(diǎn)采集，更具有代表性，特別是對(duì)于不均勻性樣品和表面處理后 的樣品可準(zhǔn)確檢測(cè)。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

2、，局限性小，可建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測(cè)定，儀器可進(jìn)行曲線自我檢測(cè)。購買和維護(hù)成本低，維護(hù)比較簡(jiǎn)單?；瘜W(xué)分析儀的缺點(diǎn)：流程比光譜分析法較多，工作量較大。不適用于爐前快速分析。對(duì)于檢測(cè)樣品會(huì)因?yàn)槿舆^程遭到破壞。儀器分析對(duì)于式樣組分的分析具有簡(jiǎn)單而迅速的特點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。但它準(zhǔn)確度不高。波譜法主要指哪些方法？論述其在物質(zhì)鑒定與分子結(jié)構(gòu)分析中的作用。答：波譜法主要包括紅外光譜、紫外光譜、核磁共振和質(zhì)譜，簡(jiǎn)稱為四譜。除此之外還包含有拉曼 光譜、熒光光譜、旋光光譜和圓二色光譜、順磁共振譜。質(zhì)譜法可以提供各種化合物的分子量、結(jié)構(gòu) 碎片等信息，是鑒定有機(jī)物的有力工具。紫外光譜經(jīng)常用來做物質(zhì)的純度檢查、

3、定量分析和結(jié)構(gòu)鑒定。 在有機(jī)物的定量、定性分析中也有其獨(dú)到之處。高效液相色譜一質(zhì)譜/質(zhì)譜法（HPLC-MS/MS ）具有靈敏 度高、定性準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，近年已越來越多地應(yīng)用于食品中殘留痕量物質(zhì)的分析檢測(cè)。論述應(yīng)用波譜法進(jìn)行物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)綜合解析的順序與重點(diǎn)。答：色譜法可分為哪些類型？高效液相色譜（或氣相色譜）儀器一般由哪幾部分構(gòu)成？答：色譜過程的本質(zhì)是待分離物質(zhì)分子在固定相和流動(dòng)相之間分配平衡的過程，不同的物質(zhì)在兩相 之間的分配會(huì)不同，這使其隨流動(dòng)相運(yùn)動(dòng)速度各不相同，隨著流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)，混合物中的不同組分在固 定相上相互分離。根據(jù)物質(zhì)的分離機(jī)制，又可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、

4、親和色譜等類別。II、氣相色譜孜由部?jī)翰糠纸M成？答：基本包括六個(gè)基本堆元：氣源系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、柱.系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)5、高效液相色譜儀由哪兒部分組城？答:主要包括：高壓泵、進(jìn)樣閥、色譜柱、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)采集和扯理系統(tǒng)等部分u5.請(qǐng)分析下列情況下應(yīng)當(dāng)采取的樣品富集手段和儀器分析方法。1）空氣中微量的苯、甲苯、甲醛和甲醇等揮發(fā)性污染物質(zhì)。2）茶葉中含有微量有機(jī)磷農(nóng)藥。3）食用油中含有微量的黃曲酶素。答：1）采用氣相色譜法檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室空氣中苯，甲苯，甲醇和丙酮的含量。方法在每個(gè)月的上中下旬個(gè) 選擇一天,以DMF（N,N-二甲基甲酰胺）為吸收劑,采用氣泡吸收管收集實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣，氣

5、相色譜法測(cè)定 （DM-WAX毛細(xì)管柱,FID檢測(cè)器）。2）根據(jù)相似相滂原理，用乙臘把茶葉樣血中殘留的有 機(jī)鱗夜藥進(jìn)行鋸蕩提以，經(jīng)凈化、濃筋后用氣甜色譜 法測(cè)足。利用FPT檢測(cè)器對(duì)含R S化合物具有專響再:性 和較高的靈敏度的特點(diǎn)，用保留時(shí)何定性用樣站峰 誦積與標(biāo)推峰面積比較定屋3）測(cè)定黃曲霉毒素的方法有薄層色譜法、高效液相色譜法、酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法、質(zhì)譜法、放射免疫 測(cè)定法。但是有不足 所以可用“免疫親和柱法。為什么說紅外光譜與拉曼光譜是姐妹光譜方法？紅芥光潛只叫位紅、外暖也光潛，它是紅的光了偵公了提劫、轉(zhuǎn)動(dòng)的量了化能費(fèi)挪產(chǎn)生吸收而產(chǎn)生的特征.甌牲光潛布技.要產(chǎn)生 這神藏阪需要?T內(nèi)驅(qū)有定的根

6、性.也禽是說存崔分了內(nèi)的電碣極處-在光了 K分了相工非用時(shí),通過電俚極矩成遷發(fā)生了相工 作用.因此，黑些沒有搖性的分了或者對(duì)禰性的丹孑，因?yàn)椴淮婊娢歌緷?，基本上是沒有紅外吸牧光譜效所的.控,光譜散也是發(fā)生在外國，它不是卮收光，而是在入射光7&分了扼動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)量了化冊(cè)勰共振扇以另外個(gè)球III射咒了. 無射和111射光了的能量差等.-廖苛相21作用的辦了振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)既遷能嵌“號(hào)紅外辰收說譜不同.拉業(yè)光譜是神階數(shù)更嗇的光了一分 了相豆作用，要tt紅外股收咒語的強(qiáng)度弱很莎-迫是再于它產(chǎn)生的機(jī)理是電四掇矩疏者螺偶攜印既遷，并不需要能了本身帶有損性.因 此特別話合那些沒有柢性的對(duì)林0 了的椎測(cè).相同點(diǎn)在于，

7、對(duì)F 個(gè)咎定的牡學(xué)鍵，卻紅外既假頻率片拉曼位詼相等，均代在第振動(dòng)能廄的淀,，因比，對(duì)某 鈴定的化含物, 某些崎的外吸收泌fc和拉旻位罄完全相同、町郊I吸收波數(shù)項(xiàng)拉曼位繆均在紅牌光區(qū).兩者都反映丹子前結(jié)枸信用I.拉所光譜和紅外光 譜林，也呈用.來檢測(cè)物腰命亍的振動(dòng)相轉(zhuǎn)動(dòng)能域不同點(diǎn)在h西青產(chǎn)生的機(jī)理不可缶外光誥的入射）tS檢測(cè)北均為燈外光-而控曼光譜的入射光大筮裁是叫舅光，散拊光也是U 見光：紅外湖測(cè)定的是處的魁收，和拉墨瓣定的是光的微射；紅外光譜時(shí)*水檢、耳晶和聚片情的檢測(cè)比筷困整，但控受光暮幾乎 用以不郵別劊樣處理就W以進(jìn)行強(qiáng)析.比校山恤村外北譜不可以用腐惟浙郁怛是拉曼叫以，灰稅拉理光語的 林

8、憂監(jiān)灑胳拉曼 光潛的是何用叫象止獲得的，所以拴良光誕可用普通的取璃毛架管教樣品飽.拉史敵射光能全部巷過網(wǎng). ii紅好光誥的樣品池需要特 賺材料做瞄.本質(zhì)區(qū)別=卸外是鼠收代諸，技.旻是敵射花港：拉曼光諾光諾與卻外光避兩卻就包含的倍息通常是立補(bǔ)的.主要區(qū)別，光譜的選擇性法則是不樣的，的外光語是要求分了的偶根蝕發(fā)生變化才能涮到，血控曼是昔了的程化性發(fā)生唾化才能 篇到：以）紅外很容易麒量，海且信號(hào)很好，；j拉廈的倍號(hào)很邑笑用的波氏耘回不樣，村外光語使月的是任外元尤其是中紅外.im我受叫選罪的波K很寥，從可見此有njr、都叫州更鳳4）拉旋柯和外太多數(shù)0+候都是2L相沖充的、就是說、燈圳強(qiáng)，拉曼弱.反之也

9、是如此：5）花雄定有機(jī)化獺力而，紅外光譜耳有較大的優(yōu)勢(shì)、無機(jī)化物的控光譜侑耳量比紅外光譜的大-光來檢測(cè)蛀J南外區(qū)的 分予的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)性此它是禪間接的檢測(cè)刃法-說明近紅外光譜法的基本原理。舉一例分析其在你的研究領(lǐng)域中的可能應(yīng)用。答：波長(zhǎng)在700nm - 2,500nm （4,000 - 14,300cm-1）的光譜為近紅外光譜。如果產(chǎn)品顏色是質(zhì)量指標(biāo)之一、您可選400nm-1,100nm的圖譜數(shù)據(jù)作鑒定。近紅外光譜儀適用于 對(duì)含有C-H, N-H, O-H和S-H化學(xué)鍵 的化合物作組份分析。在700 - 2,500 nm的近紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi), 含有上述化合鍵的物質(zhì)（藥品、煙草、食品、農(nóng)作物、聚合物

10、、石油化工產(chǎn)品等）會(huì)產(chǎn)生吸收。一些物 質(zhì)除在1,450 nm到2,050 nm 之間產(chǎn)生第一諧波外，往往還會(huì)分別在1,050 nm - 1,700nm 和700 nm - 1,050 nm譜帶內(nèi)產(chǎn)生第二及第三諧波。這些諧波的組合構(gòu)成了被測(cè)物質(zhì)在近紅外光譜帶內(nèi)的特征吸收 譜圖-指紋圖。相同的近紅外譜圖（樣品的指紋圖）一定是從相同的物質(zhì)得到。這也是應(yīng)用近紅外光譜儀 作質(zhì)量管理的主導(dǎo)基礎(chǔ)原理。有機(jī)物在近紅外光譜帶內(nèi)的吸收強(qiáng)度比在中紅外（如FT-IR）的吸收強(qiáng)度弱 10 到 1,000 倍。質(zhì)譜法是如何確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的？有哪些主要局限？答：質(zhì)譜法（Mass Spectrometry, MS）是利用電

11、磁學(xué)原理，對(duì)荷電分子或亞分子裂片依其質(zhì)量和電荷 的比值（質(zhì)荷比，m/z）進(jìn)行分離和分析的方法?；窘M成包括：離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器、真空 系統(tǒng)。質(zhì)譜法的基本原理是有機(jī)物樣品在離子源中發(fā)生電離，生成不同質(zhì)荷比（m/z）的帶正電荷離子， 經(jīng)加速電場(chǎng)的作用形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器，在其中再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使其發(fā)生色散、聚焦，獲得 質(zhì)譜圖，從而確定不同離子的質(zhì)量，通過解析，可獲得有機(jī)化合物的分子式，提供其一級(jí)結(jié)構(gòu)的信息。，有機(jī)質(zhì)譜儀：由于應(yīng)用特點(diǎn)不同又分為： 氣相色譜-質(zhì)譜暖用儀（GCTS）.在這類儀器中，由于質(zhì)惜儀工作原理不同，又有氣相色僧8極質(zhì)譜儀，氣相色譜-飛行時(shí)閭應(yīng)譜儀，氣相色魯葛子胸曾儀

12、等.|Q 液相色5S-所譜聯(lián)用儀（lc-is）-同樣有梭相色1S-四器極質(zhì)譜佻扳相色譜-離子阱質(zhì)晉儀，根相色漕-飛行時(shí)閭質(zhì)譜儀，以及各種各樣的液相色質(zhì):散岬儀,twvy. cioum, corn&其他有機(jī)質(zhì)譜儀，主要有；I /基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（KALDbDFKS）一富立葉變換質(zhì)諧儀（FTW）同位素質(zhì)造儀.氣體分析質(zhì)譜儀.主要有呼氣質(zhì)揩儀.氮質(zhì)渚檢漏儀等.無機(jī)質(zhì)譜設(shè)，包括火花源雙聚焦融儀.同位素質(zhì)造儀.氣體分析質(zhì)譜儀.主要有呼氣質(zhì)揩儀.氮質(zhì)渚檢漏儀等.無機(jī)質(zhì)譜設(shè)，包括火花源雙聚焦融儀.奧感應(yīng)耦臺(tái)等離子彌質(zhì)港世UCF-MS),二次離子崗謂我(SIMS)質(zhì)譜圖一般的解釋步驟如下:(1)

13、由質(zhì)譜的高質(zhì)量端確定分子離子峰，質(zhì)譜圖一般的解釋步驟如下:(1)由質(zhì)譜的高質(zhì)量端確定分子離子峰，求由分子量，初 步判斷化合物類型及是否含有CL Br. S等元素，(2)根據(jù)分子離子峰的高分羯數(shù)據(jù)，給出化合物的組成式.(3)由組成式計(jì)算化合物的不植和度，即確定化合斯中環(huán) 和歡鍵的數(shù)目.計(jì)算方法為：不飽和度U=四價(jià)原子數(shù)-(一價(jià)原子數(shù)/2) + (三價(jià)原子數(shù)質(zhì)譜分析具有以下一些特點(diǎn);(1)可以對(duì)氣體、液體、固體等進(jìn)行分析，分析的 范圍比較廣；1(2)可以測(cè)質(zhì)譜分析具有以下一些特點(diǎn);(1)可以對(duì)氣體、液體、固體等進(jìn)行分析，分析的 范圍比較廣；1(2)可以測(cè)定化合物的分子量，推測(cè)分子式、 結(jié)構(gòu)式，用途

14、廣；(3)分析速度快，靈敏度高，樣品用量小， 只需要ling左右，有時(shí)只要幾個(gè)微克就可以了。7.采用GC-MS法分析多成分復(fù)雜樣品時(shí)，如何進(jìn)行定性和定量分析?GC-MS利用氣相色譜作為質(zhì)譜GC-MS利用氣相色譜作為質(zhì)譜的進(jìn)樣系統(tǒng)，使復(fù)雜的化學(xué)蛆會(huì)得到分離；利用質(zhì)譜儀作為檢測(cè)器進(jìn)行定性和定量的分析，主要是用于定性定量分析沸點(diǎn)較低、熱穩(wěn)定性好的化合物。2. 1GC-MS的原理供試品經(jīng)GC分離為單一組分，按其不同的保留時(shí)間，與載氣同時(shí)流出色譜柱，經(jīng)過分子分離器接口，除去載氣，保留組分進(jìn)入MSR離子源被離子化，樣總組分轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，經(jīng)分析檢測(cè)，記錄為MS陳GC-MS中氣相色譜儀相當(dāng)于質(zhì)諾儀進(jìn)樣系統(tǒng)，而原

15、譜儀則是氣相色譜的檢測(cè)器，通過接口將：者有機(jī)地結(jié)合.總離子色譜圖的橫座標(biāo)是出峰時(shí)間，縱座標(biāo)是峰高。圖中每個(gè)峰表示樣品的一個(gè)組份，由每個(gè)峰可以得到 相應(yīng)化合物的質(zhì)譜圖；峰面積和該組份含量成正比，可用于定量。總離子色譜圖是將每個(gè)質(zhì)譜的所有離子加合得到的：同樣，由質(zhì)譜中任何一 個(gè)質(zhì)量的離子也可以得到色譜圖，即質(zhì)量色譜圖質(zhì)量色譜圖是由全掃描質(zhì)譜中 提取一種質(zhì)量的離子得到的色涪圖，因此，又稱為提取離于色譜圖，假定做質(zhì)量 為ni的離子的質(zhì)量色譜圖，如果某化合物質(zhì)譜中不存在這種離子，那么該化合物 就不會(huì)出現(xiàn)色涪峰，一個(gè)混合物樣品中可能只有幾個(gè)甚至一個(gè)化合物出峰，利用 這一特點(diǎn)可以識(shí)別具有某種特征的化合物，也

16、可以通過選擇不同質(zhì)量的離子做質(zhì) 量色譜圖，使正常色譜不能分開的兩個(gè)峰實(shí)現(xiàn)分離，以便進(jìn)行定量分析（見圖&C-MS定性分析目前色質(zhì)聯(lián)用儀的數(shù)據(jù)庫中，一般貯存有近3。萬個(gè)化合物的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)潛圖： 因此,GC-MS最主要的定性方式是庫檢索.由總離子色譜圖可以得到任一組分的 質(zhì)港圖，由質(zhì)譜圖可以利用計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)庫中檢索=檢索結(jié)果，可以給出凡神最 可能的化合物。包括化合物名稱 分子式、分子量、基峰及可靠理度表4是由選擇離子檢測(cè)和全掃描有什么區(qū)別?為什么做出來的圖譜相差很大？答：選擇離子檢測(cè)用于定量，全掃描用于定性，側(cè)重點(diǎn)不一樣。選擇離子監(jiān)測(cè)只是針對(duì)你所選定的 特定離子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，多用來定量分析，全掃描針對(duì)你選定

17、的離子監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的所有離子進(jìn)行檢測(cè)，主要 用來定性分析。全掃描是對(duì)掃描整個(gè)被測(cè)化合物的分子離子和碎片離子的質(zhì)量，得到是化合物的完整（實(shí) 際上不是全部）的質(zhì)譜圖，可以用來進(jìn)行譜庫檢索，一般用于定性分析。選擇離子檢測(cè)只掃描化合物某 些特征離子，多用于定量。假如選擇一個(gè)沒有在整個(gè)分析時(shí)間沒有出現(xiàn)的離子進(jìn)行選擇離子檢測(cè)，可能 得到的基線很平直或看不到基線。選擇離子掃描是符合設(shè)定條件的離子才能出峰，不符合條件的在MASE那塊就給過濾掉了字、所以選擇離子掃描靈敏度更 好譜圖更好看些.1旦選擇高子掃描方式，得到的離子信息莪少，掃描選定離子設(shè)定少的話容易誤判，多的話譜圖通 道過易，分析數(shù)據(jù)時(shí)看起來不方便。全掃

18、描高子信息較多，但譜圖上目標(biāo)物的峰會(huì)被雜峰掩蓋，靈敏度不如選擇高子 掃描高。說明HPLC-MS的主要離子化方法與適用分析對(duì)象。液質(zhì)聯(lián)用（LC - MS）又叫液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，自Homing于20此紀(jì)70年代進(jìn)行開創(chuàng)性研究以來，各種商品化儀器相繼間此，且應(yīng)用日益廣泛“它以液相色譜作為分離系統(tǒng)，質(zhì)譜為檢測(cè)系統(tǒng),高效液相色譜（HPLC或LC）是以液體溶劑作為流動(dòng)相的色譜技術(shù)，一般在室溫下操作，可以直接分析不抨發(fā)性化合物、 極性化合物和大分子化合物（包括蛋白、.多肽、務(wù)糖、務(wù)聚物等），分析范圍廣， 原譜是強(qiáng)有力的結(jié)構(gòu)解析工具，能為結(jié)構(gòu)定性提供較多的信息，是理想的色譜檢 測(cè)器，不僅特異，而且具有極高的檢測(cè)靈敏度。液質(zhì)聯(lián)用體現(xiàn)了色譜和質(zhì)譜優(yōu)勢(shì) 的互補(bǔ)，將色譜對(duì)復(fù)雜樣品的高分離能力，與MS具有高選擇性、高靈敏度及能 夠提供相對(duì)分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，在藥物分析、殘留物分析、食 品分析和環(huán)境分析等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)你介紹兩種檢測(cè)材料表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的儀器分析方法。答：近紅外和拉曼光譜法線輪廓法、區(qū)域形貌法和區(qū)域特征