仪器分析复习.docx

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仪器分析复习

高效液相与气相**色谱法：

不同点：

一、流动相不同：

HPLC为液体流动相而且还参与条件选择，GC为永久性气体作流动相（通常叫做载气）

二、进样器不同：

高效液相为平头进样针，气相色谱为尖头进样针

三、色谱柱长不同：

气相色谱柱通常几米到几十米

（气相色谱由于载气的相对分析量较低，分子间隙大，故粘度低，流动性好，组分在气相中流动速度快，因此可以增加柱长，以提高柱效）。

液相色谱柱通常为几十到几百毫米

四、分析种类有差异：

气相色谱分析的对象多为（不适绝对）：

分子质量小于1000，低沸点，易挥发，热稳定性好的化合物。

液相色谱：

更适用于分析高沸点，难挥发，热稳定性差，分子质量较大（1000--2000）的液体化合物。

五：

样品柱前变化不同：

气相色谱的样品在柱前必须变为气体（气化室汽化），而液相色谱的样品在柱前则无变化。

六、所用检测器有差异：

液相主要为：

紫外检测器，荧光检测器、示差折光检测器.....

气相色谱主要为：

氢火焰离子化检测器（FID）,热导检测器（TCD）,电子捕获检测器（ECD）,火焰光度检测器（FPD）,氮磷检测器（NPD）.....

相同点：

基本原理相同。

都是利用物质在流动相和固定相中的分配系数的差别，从而在两相间反复多次（1000-1000000次，甚至更多）的分配，使原来分配系数差别很小的各组分分离开来。

都用于微量分析

原子与紫外**吸光法：

相同点：

基本原理相同,遵循朗伯比尔定律。

都是吸收光谱法。

不同点：

吸光物质的状态:

原子，基于蒸气相中基态原子；紫外可见，溶液中的分子或原子团。

吸收光：

原子，锐线光;窄频率的线性吸收；紫外可见，紫外可见光；带状吸收。

仪器不同:

原子，原子吸收光谱仪；紫外可见，紫外可见分光光度计

分析仪器：

信号发生器检测器信号处理器读出装置

紫外可见:

光源单色器吸收池检测器信号显示器

原子：

光源原子化系统分光系统检测和显示

气相：

气路系统进样系统分离系统温控系统检测记录系统

高效液相：

高压输液系统进样系统分离系统检测系统

特点：

仪器分析具有取样量少、测定是、速度快、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点

原子灵敏度高精密度好选择性好，方法简便准确度高，分析速度快应用广泛

色谱：

选择性好分离效能高灵敏度高分析速度快

气相：

选择性好分离效能高灵敏度高分析速度快应用范围广

实验技术：

**HPLC:

一，选择HPLC1相对分子质量2水溶性3分子的结构和极性

二，衍生化技术

三，梯度洗脱

四，连用技术

**GC:

一，载气及流速的选择，检测器的适应性，载气流速的大小，选择稍高于最佳流速的载气流速

二，担体和固定液的选择，担体（粒度均匀，形状规则）的粒度直接影响涡流扩散和气相传质阻力，

三，色谱柱及柱温的选择，柱长比等于分离度的平方比，采用程序升温发（宽沸程的多组分混合物），原则，适当低的柱温，应以保留时间适宜，峰形不拖尾为度，柱温不能超过固定液的最高温度。

四，进样条件的选择，1s以内为宜。

液0.1-10ul气0.1-10ml

**原子：

一，溶样，（元素挥发损失生成不利于原子化的形态造成样品污染影响测定）干法，高温灰化溶解制液或石墨炉原子化法直接测定。

湿法，敞开的容器中进行，消耗大量的酸，易污染，易挥发。

二，干扰及抑制，光谱干扰，电离干扰，化学干扰，物理干扰。

三，测定条件的选择，

四，原子吸收分析中的萃取技术。

**紫外可见：

一，测定条件的选择，入射光波长参比液吸光度范围配对池

二，量程扩展技术。

。

。

。

。

**红外吸收光谱的选择：

一，制样方法，压片，薄膜，液膜，糊状，液池。

二，气体样品的选择。

三，载样材料的选择及保护。

农作物中含氯农药的残留量——电子捕获检测器（ECD）

酒中水的含量——热导检测器（TCD）

啤酒中微量硫化物——火焰光度检测器（FPD）

苯和二甲苯的异构体——氢火焰离子化检测器（FID）

课后习题

仪器分析是以物质的物理组成或物理化学性质为基础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对其进行定性、定量、进行形态和机构分析的一类测定方法，由于这类方法的测定常用到各种比较贵重、精密的分析仪器，故称为仪器分析。

与化学分析相比，仪器分析具有取样量少、测定是、速度快、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点，常用来测定相对含量低于1%的微量、痕量组分，是分析化学的主要发展方向。

为什么分子光谱是带状光谱？

答：

一个电子能级的跃迁往往叠加许多振动能级，而一个振动能级的跃迁又可以叠加许多转动跃迁，若分子中的原子多于两个，跃迁的状态就更多样复杂，分子发生电子能级跃迁时的这种能级多重叠现象，决定分子光谱的形状—带状光谱。

何为生色团，助色团，长移，短移，浓色效应，淡色效应，向红基团和向蓝基团？

答：

生色团就是分子中能吸收特定波长光的原子或化学键。

助色团是指与生色团和饱和烃相连且能吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的原子或基团，如-OH,-NH2。

长移是指某些化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向长移动的现象又叫红移。

短移是指吸收峰向短波长移动的现象，又叫蓝移。

浓色效应是指使吸收强度增加的现象，又叫增色效应。

淡色效应是指使吸收强度降低的现象。

向红基团是指长移或红移的基团，如-NH2、-Cl。

向蓝基团是指使波长蓝移的基团，如-CH2

何谓溶剂效应？

为什么溶剂的极性增强时∏到∏*跃迁的吸收峰发生红移，而n到∏*跃迁的吸收峰发生蓝移？

答：

溶剂极性的不同会引起某些化合物的吸收峰发生红移或蓝移这种作用称为溶剂效应。

在∏到∏*跃迁中，激发态的极性大于基态，当溶剂的极性增强时，由于溶剂与溶质相互作用，通知的分子轨道∏*能量下降幅度大于∏成建轨道，因而使∏*与∏间的能量差减少导致吸收峰红移。

在N到∏*跃迁中，溶质分子的N电子与极性溶剂形成氢键，降低了N轨道的能量，N与∏*轨道间的能量差增大，引起吸收带蓝移。

如何选择参比溶液,参比溶液的作用是什么？

答：

参比溶液的作用是在一定的入射光波长下调节A=0，可以消除由比色皿，显色剂，溶剂和试剂对待测组分的干扰。

当显色剂在测定波长下均无吸收时，用纯溶剂作参比溶液，称为溶剂空白，若显色剂和其他试剂无吸收，而试液中共存的其他离子又吸收，则用不加显色剂的试液为参比溶液，称为样品空白，当试剂显色剂有吸收而试液无色时，以不加试液的试剂显色剂按照操作步骤配成参比溶液。

产生红外吸收的条件是什么？

是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱？

为什么？

答：

1、辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所有的能量，2、辐射与物质间有相互耦合作用。

对称分子无偶极矩辐射不能引起共振，无红外活性。

为什么说红外光谱实质上是分子的震动-转动光谱？

什么是基频吸收带？

答：

双原子分子通常同时具有振动和转动，振动能态改变时总伴随着转动能态的改变，产生光谱称为振动-转动光谱，其波长范围位于红外区。

其频吸收带是振动能级由基态跃迁至第一振动激发态时所产生的吸收带，基频峰最强。

进行红外光谱分析时，为什么要求式样为单一组且为纯样品？

为什么式样不能含有游离水分？

答：

样品不纯混合物中各组分的光谱相互重叠未知混合物鉴定带来困难，水有红外吸收，会引起严重的干扰，使样品的红外光谱失真而且会腐蚀吸收池，使透光性变差，因此式样中不能含有游离水。

原子吸收法有何特点？

它与吸光度法比较有何异同？

答：

原子吸收法是基于式样蒸汽相中被测元素的基态原子对由光源发出的该原子的特征窄频，辐射产生共振吸收基吸光度在一定范围内与蒸汽相中被测元素的基态原子浓度成正比，以此测定式样中该元素的含量的一种仪器分析方法，与可见光吸光度法的原理相同。

不同点在于吸光物质状态不同，原子吸收法是基于蒸汽想中基态原子对光的吸收现象吸收的是由空心阴极灯等光源发出的悦线光，是窄频率的现状吸收，吸收波长的半宽度只有0.001nm所以原子吸收光谱是现状光谱，可见光吸收光光度法则是基于溶液中分子对光的吸收，可在广泛的波长范围内产生带状吸收光谱。

原子吸收法主要有哪些干扰？

怎样抑制或消除各举一例，加以说明。

答：

在原子吸收法中干扰效应大致有四类：

光谱干扰，电离干扰，化学干扰和物理干扰。

其中光谱干扰可分为非共振线的干扰，空心阴极灯的发射干套，分子光谱吸收的干扰。

化学干扰主要是待测元素不能全部原子化，抑制干扰常用的方法有加入释放计，是氧化物还原，加入保护剂，加入缓冲剂。

物理干扰是指溶剂和溶质的物理性质发生变化引起吸光度下降的效应，主要指由于试剂和溶质的蒸发速率等变化而造成的干扰，消除方法是尽量保持试液与标准溶液的物理性质和测定条件一致，

使谱线变宽的主要因素有哪些？

它们对原子吸收法的测定有什么影响？

答：

引起谱线变宽的因素很多：

一是原子内因性质所决定的另一则是有外界影响引起的，谱线的变宽会影响原子吸收分析的灵敏度和准确度。

1、自然变宽：

量子力学指出原子的电子所处的能量和寿命不可能同时测定称为测不准原理。

2、热变宽是由于原子受热后在空间做无规则运动产生多普勒效应所引起的变宽。

3、压力变宽和原子蒸气中的气体压力有关。

谱线叠加变宽由于原子同位素原子的质量不同，因而吸收中心频率的不同谱线叠加将是谱线变宽。

吸收变宽、在空心阴极灯中激发态原子发射出的光被阴极周围的同类原子所吸收的吸自现象会使谱线变宽。

什么是正常焰，富燃焰，贫燃焰？

为什么说原子吸收分析中一般不提倡使用燃烧速度太快的燃气？

答：

正常焰是按化学计量配比的，富燃焰燃助比大于化学计量配比值，贫燃焰燃助小于化学计量配比值，富燃焰具有还原性，贫焰燃的氧化性强。

如果燃烧速度大于供气速率火焰可能会在燃烧气或雾化室内燃烧，将损坏仪器甚至可能发生爆炸。

色谱分析法的最大特点是什么？

它是哪些类型？

答：

具有选择性好，分离效能高，灵敏度高，分析速度高等优点，不足之处是对未知物不易确定性，分类：

按两项状态分类，可分为气固色谱，气液色谱的气相色谱法和流动相为液体的液相色谱。

按固定向的外形及性质可分为柱色谱薄层色谱和纸色谱。

按分离原理可分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱。

从色谱流出曲线上通常可以获得哪些信息？

答：

可以获得曲线中突起的部分色谱峰，基线形态，色谱峰高，区域宽度，峰面积，色谱峰高是峰顶点与基线之间的垂直距离，区域宽度可以衡量柱效，在相同的色谱操作条件下获得色谱峰的区域宽度值越小，说明色谱柱的分离效能越好柱效越高。

高效液相色谱仪一般可分为那几部分？

试比较气相色谱和液相色谱的异同点。

答：

可分为四个主要的部分，高压输液系统进样系统，分离系统和检测系统。

与气相色谱比较高效液相色谱法具有以下三个方面优点，一、气相色谱法只能分析气体和沸点较低的化合物，可分析的有机物仅占有机总数德20%，对于哪些沸点高、热稳定性差相对分离和分析，二、气相色谱法一般都在较高温度下进行分离和测定其应用范围受到较大的限制。

气相色谱法更快更灵敏，更方便而且消费低，因此凡能用气相色谱法分析的样品一般不用HPLC

什么为梯度洗脱，梯度洗脱有什么优点？

答：

梯度洗脱是指一个分析周期中，按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成和配比，使样品中的各组分都能在适宜的条件下得到分离。

梯度洗脱可以改善峰型，提高柱效减少分析时间，使强保留成分不易残留在柱上，从而保持柱子的良好性能，但梯度洗脱会引起基线飘移，有时重现性差，故需严格控制梯度洗脱的实验条件。

化学键合相有什么优点？

答：

化学键合相有一下优点：

1、固定相不易流失柱的稳定性和寿命较高，2、耐受各种溶剂，可用于梯度洗脱，3、表面较为均一没有液抗，传至快，柱效高，4、能结合不同基因以改变其选择性，是HPLC较为理想的固定相。

何谓正相色谱和反相色谱？

答：

正相色谱法的流动相极性小于固定相，在正相色谱中，固定相是极性填料，而流动相是非极性或弱极性的溶剂。

反相色谱法的流动相极性大于固定相，极性大的组分先流出色谱柱，极性小者后流出，适用于分析非极性化合物。

对固定液和担体的基本要求是什么？

如何选择固定液？

答：

理想的担体应是能牢固地保留固定液并使其呈均匀薄膜状的无活性物质，有足够大的表面积，良好空隙，能均匀地分布，表面积呈化学惰性，没有吸附性，不能与被测物反应，形状规则，粒度均匀，机械强侵润星和热稳定性好。

固定液的要求：

选择性好，热稳定性好，化学稳定性好，对式样各组分适当的溶解能力，凝固点低，以便在载体表面能均匀分布，选择按相似相容原则来选择，对非极性和极性的混合物选用极性，分离形成氢键的试样选用极性或氢键固定液，对复杂难分离物可选用两种以上固定液，

色谱分析法的最大特点是什么？

它是哪些类型？

答：

具有选择性好，分离效能高，灵敏度高，分析速度高等优点，不足之处是对未知物不易确定性，分类：

按两项状态分类，可分为气固色谱，气液色谱的气相色谱法和流动相为液体的液相色谱。

按固定向的外形及性质可分为柱色谱薄层色谱和纸色谱。

按分离原理可分为吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱。

简述气象色谱仪的分离原理和流程？

答：

气相色谱法是一种以气体为流动相的柱色谱法，根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱和气-液色谱，气-固色谱仪多孔性固体为固定相，分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物，气-液色谱的固定相将高沸点的有机物涂在惰性担体上由于有很多种固定液可供选择，因此气-液色谱选择性较好应用广泛。

气象色谱的流动相为惰性气体，气-固色谱法中以表面积答且具有一定活性的吸附剂为固定相，当多组分的混合物样品进入色谱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后各组运动速度不同离开色谱柱时间不同，彼此分离进入检测器记录下来。

气相色谱流程载气由高压钢瓶中流出，经减压后通过净化干燥管，纯化再经稳压阀和转子流量计，流经汽化室与样品混合进入色谱柱中分离，分离后流入检测器，将质量和浓度转化为电信号，经放大后记录下来，得到每个峰的保留时间，根据所得进行定量分析。