仪器分析考试复习知识重点总结.docx
《仪器分析考试复习知识重点总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析考试复习知识重点总结.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
仪器分析考试复习知识重点总结
基础部分
1基线：
当色谱柱后没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随时间变化的线
2死时间：
指不被固定相吸附或溶解的气体从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间
3保留时间：
指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间
4调整保留时间：
指扣除死时间后的保留时间
5保留值：
试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值
6相对保留值：
指组分2的调整保留时间与另一组分1的调整保留时间之比（公式见P7）
7分配系数：
在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时浓度比称为分配系数（公式见P9）
8分配比：
在一定温度、压力下在两相间达到平衡时，组分在两相中的质量比（公式见P10）
9速率公式：
H=A+B/u+Cu
A涡流扩散相：
气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱峰的扩张
A=2λdp
λ：
填充的不均匀性dp：
填充物的平均直径
提高柱效：
使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，填充均匀，
B/u分子扩散项：
由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空间中，在“塞子”的前后存在着浓度差而形成浓度梯度，因此使运动着的分子产生纵向扩散。
B=2γDg
γ：
载体填充在柱内引起的扩散路径弯曲因子D：
组分在流动相中的扩散系数
提高柱效：
B/u与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑;
Dg∝（M载气）-1/，M载气↑，B值↓，采用分子质量较大的载气
Cu:
传质阻力相：
气相传质阻力（Cg）样品组分从气相移动到固定相表面及其返回的过程。
提高柱效：
采用粒度小的填充物和电工对分子质量小的气体作载气（见P16）
液相传质阻力系数（Cl）样品组分从固定相的气/液界面移动到液相内部及返回的
传质过程
10色谱峰的标准偏差、半峰宽度、峰底宽度：
标准偏差x：
即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
半峰宽度Y1/2：
一半峰高处的宽度Y1/2=2.354x
峰底宽度Y：
过峰两侧拐点的切线与基线焦点的间距。
Y=4x
11塔板高度和理论塔板数（n）与柱长（H）的关系
12分离度：
相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度平均值之比，用R表示。
是一个用来作为衡量色谱峰分离效能的指标。
13分离操作条件：
①载气流速：
u最佳=（B/C）^0.5
u小：
选分子量大载气（N2,Ar）
u大：
选分子量小载气（H2,He）
②柱温：
柱温升高：
分离度↓，峰宽↓，分析时间↓
柱温↑，组分挥发度↑，组分K↓（更接近），tR↓（更接近），低沸点组份峰易产生重叠。
柱温降低：
分离度↑，峰宽↑，分析时间↑
但是柱温过低，传质阻力增加，峰形变宽，分析时间延长。
温度选择原则：
在使难分离组分较好分离、保留时间适宜、峰
形对称前提下，选择较低温度。
14色谱定性定量方法
定性方法：
保留值（通过与标准物质或参比物质的色谱保留值比较进行）、保留指数I法（是把物质的保留行为用两个紧靠近它的标准物（一般是两个正构烷烃）来标定）、色谱-结构分析仪器联用、利用检测器的选择性响应定性
定量方法：
标准曲线法或外标法（确定绝对校正因子）（利用待测组分的纯物质（外标）制作标准曲线）、内标法（是将一定量的内标物质ms,加入到准确称取的试样m中，根据试样质量m和内标物质量ms以及待测物及内标物在色谱上相应峰面积的比值Ai/As，求出待测物的含量wi=mi/m）、内标标准曲线法–简化内标法、归一化法。
气相色谱
15气相色谱构成及各部分功能：
载气系统（装载气源、净化干燥、流速控制）
进样系统（将样品直接或经过特殊处理后引入气相色谱仪的气化室或色谱柱进行分析）
分离系统
检测器（被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图）
温度控制系统（气化室：
保证液体试样瞬间气化；
ü检测器：
保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；
ü分离室：
准确控制分离需要的温度。
当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度
下分离）
数据处理及控制系统
16为什么要对载气进行净化：
去除载气中的水、有机物等杂质，防止其在高温中发生反应影响分离效果甚至对之后的设备造成损坏。
17怎样进样：
①手动进样系统：
微量注射器
②阀进样系统：
气体进样阀，液体进样阀
③液体样品自动进样器：
用于液体样品的进样
18气化室的功能：
将试样瞬间气化为蒸汽
19辅助进样系统（知道有哪些应该就行了）与原理（大概了解）
顶空进样：
顶空进样器主要用于固体、半固体、液体样品基质中挥发性有机化合物的分析，如水中VOCs、茶叶中香气成分、合成高分子材料中残留单体的分析等。
吹扫捕集系统：
用于固体、半固体、液体样品基质中挥发性有机化合物的富集和直接进气相色谱仪进行分析。
热裂解器进样系统：
用于几乎没有什么蒸气压的高聚物的进样
原理：
顶空进样：
待测样品置入一密闭的容器中，通过加热升温使挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气液（或气固）两相中达到平衡，直接抽取顶部气体进行色谱分析，从而检验样品中挥发性组分的成分和含量
吹扫捕集：
吹扫-捕集实质上是一种连续气体萃取技术，吹扫气（一般使用氮气）通过液体或固体样品，将样品中的可挥发组分（其中包括欲测组分）带出，然后用冷冻或固体吸附剂吸附的方法，将欲测组分捕集下来，再通过热解吸的方法，将欲测组分解吸下来，进行分析
热裂解器进样系统：
高聚物几乎没有什么蒸气压，因而难以通过GC进行分析。
但是，可以通过高温裂解的办法使高聚物裂解为可挥发的小分子,可以通过气相色谱分离分析
20气相色谱检测器有哪些以及原理，以及性能指标
热导检测器、FID、电子捕获检测器
具体原理看书34-41
FID工作原理
①载气带着样品流出色谱柱后，与氢气混合，通过喷嘴后与空气混合，点火，形成氢火焰。
②有机组分在氢火焰中电离，形成正负离子。
③离子在收集极核发射极电场作用下形成电流。
④电流放大，记录形成色谱峰
电子捕获工作原理
离子室由不锈钢构成，池体内放射源为阴极，不锈钢棒为阳极。
辐射源63Ni或3H辐射射线使载气电离产生正离子和低能量电子，
带电粒子在极化电压作用下向两级移动形成基流。
电负性物质AB进入后，捕获低能量电子，基流降低产生信号，
性能指标：
一.灵敏度（Sensitivity）
单位浓度（或质量）的组分通过检测器时所产生的信号大小，称为该检测器对该组分的灵敏度S（或响应值）。
二.检出限D（detectionlimit）
检测器响应值为3倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为检出限。
3.最小检出量Q0（minimumdetectablequantity）
指检测器恰好能产生与噪声相区别的信号（h=3N）时所需进入色谱柱的最小物质质量（或浓度）
4.响应时间（responsetime）
书P46
5.线性范围（linearrange）
检测器在线性工作时，被测物质的最大浓度（或质量）与最低浓度（或质量）之比
21固定相
常见的：
活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛、高分子多孔微球（GDX系列）
22毛细管气相色谱的特点、带来的问题
特点：
①不装填料，阻力小，长度可达百米，塔板数大幅增加。
②柱内径小，柱容量小，允许进样量少。
③气流单途径通过柱子，消除了涡流扩散。
④固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大，涂层很薄，则气相和液相传质阻力大大降低。
⑤毛细管色谱柱柱效高达每米3000～4000块理论塔板，一支长度100m的毛细管柱
带来的问题：
（1）允许通过的载气流量很小。
（2）柱容量很小，允许的进样量小，需采用分流进样技术。
（3）分流后，柱后流出的试样组分量少，流速慢。
如何解决：
灵敏度高的氢火焰离子化检测器，采用尾吹技术。
23程序升温的概念以及为什么要使用它
概念：
是指色谱柱的温度按照组分沸程设置的程序连续地随时间线性或非线性逐渐升高，使柱温与组分的沸点相互对应，以使低沸点组分和高沸点组分在色谱柱中都有适宜的保留、色谱峰分布均匀且峰形对称。
为什么要使用：
适应于沸点宽度较大的试样，在较低的初始温度下，沸点较低的组分即最早流出的峰可以得到良好的分离，随柱温增加，较高沸点的组分也能较快地流出并和低沸点组分一样也能得到分离良好的尖峰。
24浓度型检测器和质量型检测器
浓度型检测器：
载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的相应值和组分的浓度成正比。
载气不产生信号值
质量型检测器：
是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进去检测器某组分的质量成正比，载气产生信号值。
高效液相色谱
25高效液相色谱和气相色谱测定的物质的区别，它们二者之间相互的关系
一.共性
气相色谱基本理论、基本关系式及定性定量方法对于高效液相色谱同样适用。
影响柱效的因素同样为涡流扩散、分子扩散及传质阻力三项。
二.互补性
低沸点（GC）—高沸点（HPLC）。
扩展：
生化试样、手性化合物、离子化合物。
三.差异
①分析对象的区别
GC：
适于能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品；但对高沸点、挥发性差、热稳定性差、离子型及高聚物的样品，尤其对大多数生化样品不可检测，占有机物的20%
HPLC：
适于溶解后能制成溶液的样品（包括有机介质溶液），不受样品挥发性和热稳定性的限制，对分子量大、难气化、热
②流动相区别
GC：
气体组分与流动相无亲合作用力，只与固定相有相互作用。
HPLC：
流动相与组分间有亲合作用力，能提高柱的选择性、改善分离度。
③操作条件区别
GC：
加温操作
HPLC：
室温；高压（液体粘度大，峰展宽小）
26高效液相色谱分哪些类，每一种类型的原理
①液液分配色谱法：
以液体作为流动相，将固定液涂渍或键合到载体上作为固定相，由于样品组分在固定液和流动相之间分配系数不同而实现分离的色谱法。
②液固吸附色谱法：
组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸。
适用于分离相对分子质量中等的非离子型油溶性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性
③离子对色谱法：
待分离的离子（正负均可）与流动相中的对离子（反离子）结合，形成不带电荷的疏水性离子对，它们在疏水的固定相上进行分配而实现分离。
④离子交换色谱法：
以离子交换树脂为固定相，其上可解离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换，依据这些离子与树脂具有不同的亲和力而得以分离的色谱技术
⑤离子色谱法:
与离子交换色谱的区别是其采用了特制的、具有极低交换容量的离子交换树脂作为柱填料，并采用淋洗液抑制技术和电导检测器，是测定混合阴离子的有效方法。
⑥空间排阻色谱法：
小分子可以扩散到凝胶空隙中通过，出峰最慢
Ø中等分子只能通过部分凝胶空隙，中速通过
Ø大分子被排斥在外，出峰最快
Ø溶剂分子小，故在最后出峰
27高效液相色谱仪由哪几个部分组成，各部分的功能，进样为什么要脱气以及如何脱气
①流动相及其传输系统：
高压泵（提供稳定的压力）、连接管、流动相脱气、流动相
②进样系统
③分离系统：
色谱柱、预柱（起到过滤和去除杂质保护分析柱的作用）及在线过滤器（过滤流动相及样品中的颗粒物）、柱温箱（如果温度波动，影响组分出峰时间，从而影响定向定量分析结果）
④检测系统：
紫外-可见检测器、光电二极管阵列检测器PDA/DAD、荧光检测器、示差折光检测器
⑤数据处理及控制系统
28如何脱气：
在线脱气机、通入惰性气体（He）、超声
29正相柱与反相柱的概念
正相柱：
流动相极性小于固定相极性的液液分配色谱。
多用于极性化合物的分离
反相柱：
流动相极性大于固定相极性的液相分配色谱。
适用范围比正相色谱广，特别是非极性和中等极性的化合物。
30预柱和在线过滤器他们差别和联系
预柱：
填充有固定相的小柱子，放在分析柱之前。
起到过滤和去除杂质保护分析柱的作用。
在线过滤器：
金属筛片。
过滤流动相及样品中的颗粒物
31检测器（光电二极管、荧光检测器、示差折光检测器）工作的原理
翻书吧……（P86-P92）
32离子色谱（传统离子交换色谱、离子对色谱、离子排阻色谱、离子色谱）的原理
①传统离子交换色谱：
高交换容量的离子交换树脂，不能用电导检测器。
②离子对色谱：
加入离子对试剂，与待测物生成离子对，原理见26
③离子排阻色谱：
Donnan排斥作用－Donnan膜的负电荷层排斥完全离解的离子型化合物，仅允许未离解的化合物通过。
吸附－保留时间与有机酸的烷基键的长度有关。
通常烷基键越长，其保留时间也越长。
空间排阻－与有机酸的分子量大小及交换树脂的交联度有关。
④：
离子色谱，原理见26
33抑制柱和抑制器的原理的作用
抑制柱：
将淋洗液转化成电导值较小的水，将待测离子转化为电导值较高的酸或减。
具体原理见P75
抑制器：
分析阳离子的话，就把中间的膜换成阴离子交换膜。
原理的话看图
34离子色谱仪的构成以及功能
主要由高压泵、柱温箱、进样器、分离柱、检测器和数据处理单元等部分组成
原子吸收
35原子吸收工作原理
见P228
36共振发射线共振吸收线的概念，第一激发态的概念，自然宽度、多普勒宽度、压力变宽、劳伦兹变宽（要知道）
①共振发射线：
电子从第一激发态跃迁回基态时，发射的光（谱线）
②共振吸收线：
电子从基态跃迁至第一激发态所产生的谱线
③共振线：
共振发射线和共振吸收线都简称为共振线
④第一激发态：
原子吸收能量后其中的电子跃迁到高一个能级的状态
⑤自然宽度：
在无外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度。
⑥多普勒宽度：
由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称为热变宽
⑦压力变宽：
由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。
包括：
共振变宽或赫鲁兹马克变宽（因和同种原子碰撞而产生的变宽）和劳伦兹变宽（与其它粒子（如待测元素的原子与火焰气体粒子）碰撞而产生的变宽。
）
⑧自吸变宽：
光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。
灯电流越大，自吸现象越严重。
⑨场致变宽：
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象；影响较小
37原子吸收为什么要选择空心阴极灯
是锐线光源，灯内是低电压，压力变宽基本消除；灯电流仅几毫安，温度很低，热变宽也很小。
当使用很窄的锐线光源作原子吸收测量时，测得的吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数呈线性关系。
38原子吸收到底测的是什么
在一定待测元素浓度范围和一定火焰宽度L的情况下，A与溶液中待测元素的浓度成正比，即：
A=K·c
此即为原子吸收分光光度法定量基础，故而测定的是吸光度A
39原子吸收分光光度计包括哪几个部分都有什么特点
①光源：
（1）能发射待测元素的共振线；
（2）能发射锐线；（3）辐射光强度大，稳定性好。
②原子化系统：
将试样中的待测元素转变成气态的基态原子（原子蒸气）
③光学系统：
外光路系统（或称照明系统）：
作用是光源发出的共振线能正确地通过原子蒸汽，并投射在单色器入射狭缝上。
分光系统（单色器）：
是将待测元素的特征谱线与邻近谱线分开
④检测系统：
主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成
40原子吸收分光光度计与传统的分光光度计有什么区别
（1）采用锐线光源
（2）单色器在火焰与检测器之间（避免火焰辐射直接照射）
（3）具有原子化系统
（4）调制方式工作：
区分光源和火焰发射的辐射（斩光器/电源
调制）
41原子吸收的光源有什么要求
（1）能发射待测元素的共振线；
（2）能发射锐线；
（3）辐射光强度大，稳定性好。
42常用的原子化系统有哪些及原理（原理见书239-245）
火焰原子化装置、无火焰原子化装置（石墨炉）、氢化物原子化法、冷原子化法
43富燃火焰贫燃火焰化学计量火焰的概念
①化学计量火焰：
温度高，干扰少，稳定，背景低，适用于测定许多元素。
②富燃火焰：
还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土
③贫燃火焰：
火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定
44石墨炉法有哪些部分组成
由石墨炉电源、炉体和石墨管三部分组成。
45火焰原子化和石墨炉法的优缺点是什么
火焰原子化：
优点：
简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应用范围广。
缺点：
原子化效率低、只能液体进样
石墨炉法：
优点：
a.试样原子化是在惰性气体保护下，强还原性的石墨介质中进行的，有利于易形成难熔氧化物的元素的原子化。
b.取样量少（5-100μl，20-40μg）。
c.试样全部蒸发，原子在测定区的平均滞留时间长，几乎全部样品参与光吸收，绝对灵敏度高，10-9~10-13g。
一般比火焰原子化法提高
46定量分析有哪些方法
这里只写了两个，标准曲线和标准加入
47光谱干扰、物理干扰、化学干扰的概念以及如何排除这些干扰
①光谱干扰：
光谱干扰是指与光谱发射和吸收有关的干扰效应。
光谱干
扰主要来自光源和原子化器
消除：
光源在单色器的光谱通带范围内存在与分析线相邻的其他谱线：
减小狭缝宽度、采用单元素灯
空心阴极灯有连续背景发射：
用较小通带或更换灯
光谱线重叠干扰：
选用其他谱线进行测定、分离干扰元素
……（太多了，感觉列不完了，看书250-257）
②物理干扰：
试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效应，
消除：
配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法。
若试样溶液的浓度高，还可采用稀释法。
③化学干扰：
指待测元素与其他组分之间的化学作用所引用的干扰效应。
消除：
加入消电离剂（易电离元素）：
如NaCl、KCl、CsCl等。
加入释放剂：
与干扰物质能生成比被测元素更稳定的化合物，使被测元素释放出来。
锶和镧可消除磷酸根对钙的干扰。
加入保护剂：
与被测元素生成易分解或更稳定的配合物，防止被测元素与干扰组份生成难离解的化合物。
EDTA.缓冲剂：
在试样和和标准溶液中均加入大量的干扰元素，使干扰达到饱和并趋于稳定。
铝盐使铝对钛的干扰趋于稳定除了加上述试剂消除干扰外，还可以采用标准加入法来消除干扰。
当上述方法均无效时，则必须分离
48背景吸收的概念以及包括哪些部分以及如何去除
概念：
主要是指原子化过程中所生成的气体分子、氧化物及盐类等分子或固体微粒对光源辐射吸收或散射引起的干扰。
干扰严重时，不能进行测定。
原子化过程中是一种宽频带吸收。
石墨炉原子化法比火焰法产生的干扰严重
包括：
火焰成分对光的吸收、金属的卤化物、氰化物、氢氧化物以及部分硫酸盐和磷酸盐分子对光的吸收、固体颗粒对光的散射）
去除：
邻近线校正法、用与试样溶液有相似组成的标准溶液来校正、用分离基体的方法来消除影响、氚灯扣除背景法、塞曼效应校正法
49原子吸收一般选择哪些的测定条件
①分析线：
一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线。
②空心阴极灯电流：
在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流。
③火焰：
依据不同试样元素选择不同火焰类型。
④燃烧器高度：
控制光源光束通过火焰区域的高度。
⑤狭缝宽度：
无邻近干扰线（如测碱及碱土土金属）时，选较大的通带，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带（实验确定）
升级会员 