儀器分析復(fù)習(xí)概要

1、選擇題20分，填空題20分，判斷題10分，簡(jiǎn)答題30分，計(jì)算題20分1、儀器分析的分類(lèi)、特點(diǎn)、主要評(píng)價(jià)指標(biāo)分類(lèi)：光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜法、其他儀器法特點(diǎn)：1）靈敏度高2）取樣量少3）檢出度高4）操作簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是相對(duì)誤差 大 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)：精密度、準(zhǔn)確度、選擇性、靈敏度、檢出限、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性及 線(xiàn)性范圍2、各個(gè)儀器分析方法的英文縮寫(xiě)及分析對(duì)象紫外-可見(jiàn)吸收光譜法UV-vis-物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法IR鑒定化合物類(lèi)別，鑒定官能團(tuán)原子吸收光譜法AAS 主要測(cè)定金屬元素、非金屬元素氣相色譜法GC分離化合物高效液相色譜法HPLC分離化合物磁核共振波譜法NMC有機(jī)分子結(jié)構(gòu)3、分子光譜的產(chǎn)生

2、（紅外、紫外）紫外：用紫外-可見(jiàn)光照射分子時(shí)，會(huì)發(fā)生電子能級(jí)的躍遷，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的躍遷，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的 光譜，稱(chēng)為電子光譜，長(zhǎng)稱(chēng)紫外-可見(jiàn)吸收光譜紅外:利用物質(zhì)對(duì)紅外輻射的吸收所產(chǎn)生的紅外吸收光譜，對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及含量進(jìn)行 分析測(cè)定的方法叫紅外吸收光譜分析法。4、朗伯比爾定律（紫外、原子吸收的計(jì)算，摩爾吸光系數(shù)）A = lgI0 / Iv= kCLIo= 入射光強(qiáng)， Iv= 透射光強(qiáng)A= be 二摩爾吸光系數(shù)摩爾吸收系數(shù) k：吸光物質(zhì)在特定波長(zhǎng)和溶劑中的一個(gè)特征常數(shù) ；k 值愈大，方法的靈敏度愈高；k 的單位： L.em -1 . mol-1 ；5、電子躍遷（類(lèi)型、具體的光譜區(qū)域、具體的吸收帶）1

3、efe*躍遷200nm遠(yuǎn)紫外區(qū) 飽和烴只能發(fā)生efe*躍遷；2nf e*躍遷200nm左右（150250nm）含有未共用電子對(duì)的雜原子 （N OSX）的飽和基團(tuán)發(fā)生nf e*躍遷3nf n*躍遷（K、B、E帶）若有共軛體系，波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，C=C,C=C4nf n*躍遷（R帶）吸收峰在200400 nm左右；5含雜原子的雙鍵不飽和有機(jī)化合物C=S，O=N-，-N=N-6、生色團(tuán)和助色團(tuán)生色團(tuán)：含有非鍵軌道和n分子軌道能引起nfn*,nf n*躍遷的電子體系稱(chēng) 為生色團(tuán)。-C=O -, -C=C-,-C=C-O-，O=N-助色團(tuán)是一種能使生色團(tuán)的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)并增強(qiáng)其吸收強(qiáng)度的官能團(tuán)，

4、 一般是含有未共享電子的雜原子基團(tuán)，如NH2，OH,NR2,SH,Cl，Br，OR，SR等。7、影響紫外可見(jiàn)吸收光譜的因素共軛效應(yīng)：nfn共軛 助色效應(yīng)：nn共軛 超共軛效應(yīng)：en共軛 空間位阻溶劑效應(yīng)8 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)基本部件和作用1光源：提供連續(xù)光譜可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈作為光源，波長(zhǎng)范圍在 3202500nm紫外區(qū)：氫燈、氘燈。2單色器：是從連續(xù)光譜中獲得所需單色光的裝置。 常用的有 棱鏡和光柵兩種單色器3吸收池：盛放溶液的器皿，在紫外區(qū)須采用石英池，可見(jiàn)區(qū) 一般用玻璃池。4檢測(cè)器5信號(hào)顯示器9、紅外吸收的條件1.分子的振動(dòng)必須能與紅外輻射產(chǎn)生耦合作用。2.只有當(dāng)照射分子的紅外輻射光子的能量

5、與分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需的能量相等。10、雙原子分子的振動(dòng)（振動(dòng)頻率、基頻峰和泛頻峰）化學(xué)鍵的振動(dòng)類(lèi)似于連接兩個(gè)小球的彈簧一簡(jiǎn)諧振動(dòng)虎克定律2兀JMJ7?1J77k為化學(xué)鍵的力常數(shù)，其定義為將兩原子由平衡位置伸長(zhǎng)單位長(zhǎng)度時(shí)的恢復(fù) 力（單位為Ncm-1基頻峰：v=0fv=1,基本振動(dòng)頻率；注：最強(qiáng)，紅外主要吸收峰，一般特征峰都是基頻吸收；倍頻峰：=0 -=2,3等合頻峰：1+2,21+2等差頻峰： 21等注：泛頻峰強(qiáng)度弱，難辨認(rèn)，卻增加了光譜的特征性。11、多原子分子的振動(dòng)（基本振動(dòng)類(lèi)型，振動(dòng)自由度的計(jì)算,影響吸收峰數(shù)目的因素）非線(xiàn)性分子線(xiàn)性分子（所有分子在一條直線(xiàn)上）沒(méi)有偶極矩變化的振動(dòng)，不產(chǎn)生

6、紅外吸收； 相同頻率的振動(dòng)吸收重疊，即簡(jiǎn)并；儀器不能區(qū)別頻率十分接近的振動(dòng)，或吸收帶很弱，儀器無(wú)法檢測(cè);有些吸收帶落在儀器檢測(cè)范圍之外； 產(chǎn)生各種泛頻峰。12、特征區(qū)和指紋區(qū)特征區(qū)(40001300cm-1):是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收帶，為化學(xué)鍵和基團(tuán)的特征 吸收峰。伸縮振動(dòng)對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)6：2926 cm-1:2853 cm-1（強(qiáng)吸收（強(qiáng)吸收S）變形振動(dòng)3n-63n-5振動(dòng)形式數(shù)目:揺擺（面外）扭曲V：1306-1303 cm1T：1250 cm（弱吸收Vi）（中等吸吸收峰較稀疏，容易辨認(rèn)，是鑒定基團(tuán)存在的主要區(qū)域；指紋區(qū)(1800600cm-1):是由

7、單鍵的伸縮振動(dòng)和變形振動(dòng)產(chǎn)生的吸收帶， 相關(guān)峰 常出現(xiàn)在指紋區(qū)。吸收峰密集、難辨認(rèn)，能反映分子結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。13、 影響基團(tuán)頻率的因素6共軛效應(yīng)：電子云密度均化，移向低波數(shù)；7氫鍵的影響：降低雙鍵特性，向低波數(shù)移動(dòng)；8誘導(dǎo)效應(yīng)：吸電子基團(tuán)使吸收峰向高波數(shù)方向移動(dòng)；9空間位阻：破壞共軛體系的共平面性，向高波數(shù)移動(dòng)；10振動(dòng)偶合相鄰的兩個(gè)基團(tuán)(其振動(dòng)頻率相近)，發(fā)生相互振動(dòng)偶合， 使吸收峰分裂；11費(fèi)米共振當(dāng)泛頻峰與某基頻峰位相近時(shí)， 由于相互作用產(chǎn)生強(qiáng)吸收帶 或發(fā)生峰的分裂；12測(cè)量物態(tài)(氣液固)13溶劑效應(yīng)14、 紅外吸收光譜儀的基本部件和作用14光源：能夠發(fā)射高強(qiáng)度連續(xù)紅外輻射的物質(zhì) ，通

8、常采用惰性固體作光 源。常用的光源有 能斯特?zé)艉凸杼及?；15吸收池：可測(cè)定固、液、氣態(tài)樣品； 注意：用于測(cè)定紅外光譜的樣品有較高的純度(98%)，且不 應(yīng)含有水分。16單色器： 把復(fù)合光色散成單色光，常用的有光柵、棱鏡；17檢測(cè)器：真空熱電偶、熱(釋)電檢測(cè)器、碲鎘汞檢測(cè)器。15、譜圖解析(重要的吸收峰的位置、特點(diǎn))1) OH36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中， 濃度較小(稀溶液)時(shí)， 峰形尖銳的強(qiáng)吸收 發(fā)生締合作用，峰形較寬的強(qiáng)吸收(s)NH伸縮振動(dòng)：35003100cm-1(2)飽和碳原子上的一CHCH32960 cm-12870 cm-1反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)CH

9、22930 cm-1反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)(s);當(dāng)濃度較大時(shí),2850 cm-1對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)CH2890 cm-1弱吸收(3)不飽和碳原子上的=CH (CH)苯環(huán)上的CH3030 cm-1=CH30903010 cm-1CH3300 cm-1叁鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(2500-1900cm-1)在該區(qū)域出現(xiàn)的峰較少；(1)RC三CH2140-2100 cm-1RC三CR2260-2190 cm-1R=R時(shí)，無(wú)紅外活性(2)RC三N非共軛2260-2240 cm-1共軛2230-2220 cm-1僅含C、H、N時(shí)：峰較強(qiáng)、尖銳；有0原子存在時(shí)；0越靠近C三N,峰越弱;雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)(19001300 cm-1)

10、1)RC=CR17001600 cm-1強(qiáng)度弱，R=R(對(duì)稱(chēng))時(shí)，無(wú)紅外活性。(2)單核芳烴的C=C鍵伸縮振動(dòng)(16501450 cm-1)(3)C=OC=O (1850185016501650 cm-1cm-1 )碳氧雙鍵的特征峰，強(qiáng)度大，峰尖銳。無(wú)取代苯，6個(gè)C-H,670680單吸收帶單取代苯，690700,740750,兩個(gè)吸收帶鄰位雙取代苯，740750，單吸收帶間位雙取代苯，690700,780800,兩個(gè)，還有一個(gè)在860弱帶對(duì)位雙取代苯。800850單吸收帶化合物C8H10O的紅外光譜如下圖所示，試推測(cè)其結(jié)構(gòu)。解：（1）計(jì)算不飽和度=1+8+1/2（0-10）=4，可能含苯環(huán);

11、（2）3350cm-1強(qiáng)而寬的吸收帶，締合-OH形成的OH,1005 cm-1吸收峰C-O，醇 類(lèi)化合物；（3）3000 cm-1 g衛(wèi)謝忌CH，1615，1500 cm-1吸攻嵯C=C；750,700CH單取代；（4）2935，2855 cm-1和股收I牟 胞和煉基CH吸收峰，1380 cm-1無(wú)吸收峰，說(shuō)明不含-CH3，1460 cm-1是-CH2-的CH2。16、色譜圖中的基本術(shù)語(yǔ) nrt?-“-1、 基線(xiàn)一在實(shí)驗(yàn)操作條件下，色譜柱后沒(méi)有樣品組分流出的曲線(xiàn)稱(chēng)為基線(xiàn)。穩(wěn) 定的基線(xiàn)應(yīng)該是一條水平直線(xiàn)。2、 峰高一色譜峰頂點(diǎn)與基線(xiàn)之間的垂直距離，以(h)表示。峰高低與組分濃度 有關(guān)，峰越高越窄

12、越好。3、 色譜峰面積A色譜峰與峰底所圍的面積。4、 色譜峰的寬度標(biāo)準(zhǔn)偏差6峰高0.607倍處的色譜峰寬的一半。 半峰寬Y1/2峰高一半處對(duì)應(yīng)的峰寬。Y1/2 =2.3546基線(xiàn)寬度Y色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)所作切線(xiàn)在基線(xiàn)上的距離。Y =465、 色譜保留值一定性的依據(jù)1)死時(shí)間to不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間。(2)保留時(shí)間tR組分流經(jīng)色譜柱時(shí)所需時(shí)間。(3)調(diào)整保留時(shí)間tR扣除了死時(shí)間的保留時(shí)間。t R =tR-t0*t R體現(xiàn)的是組分在柱中被吸附或溶解的時(shí)間，更合理的反映了被測(cè)組分的保留特性。17、分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)：組分在兩相之間達(dá)到平衡分配時(shí)，該組分在兩相中的濃度之比為

13、一常 數(shù)。cs:組分在固定相中的濃度;cM:組分在流動(dòng)相中的濃度;分配比：溶質(zhì)在兩相中物質(zhì)的量之比k=組分在固定相中物質(zhì)的量/在組分在流動(dòng)相中物質(zhì)的量=K(Vs/Vm)18、塔板理論(塔板數(shù)的計(jì)算公式，理論的創(chuàng)新點(diǎn))在每一個(gè)平衡過(guò)程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達(dá)到；將載氣看作成脈動(dòng)(間歇)過(guò)程; 試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散可忽略；每次分配的分配系數(shù)相同。色譜柱的總長(zhǎng)度為L(zhǎng),每塊塔板高度為H,則塔板數(shù)為n=L/Hn理論=(tR/Y1/2)2X5.54=16(tR/Y)2n有效=(tR/Y1/2)2X5.54=16(tR/Y)2H有效二L/n有效N越大，H越小，柱效能越高，分離的越好佃、速率理論(影響板高的因

14、素)吸收了塔板理論中板高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過(guò)程，從而在動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響板高的各種因素。H = A + B/u + CuA:渦流擴(kuò)散項(xiàng)，B/u分子擴(kuò)散項(xiàng)，Cu:傳質(zhì)阻力都小的時(shí)候塔板高度H才會(huì)小20、分離度相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬總和之半的比值，即tR(2)tR(1)12丫1丫22亡上2,1k2121、色譜的定性和定量方法一、定性分析一確定每個(gè)色譜峰所代表的化合物不同物質(zhì)在同一色譜條件下，可能具有相似或相同的保留值，即保留值并非專(zhuān) 屬的1利用保留時(shí)間定性：此方法要求操作條件穩(wěn)定、一致，必須嚴(yán)格控制操作條件, 尤其是流速。不適用于不同儀器上

15、獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。2相對(duì)保留值法：相對(duì)保留值r21僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊(cè)中都 列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來(lái)進(jìn)行定性鑒定。3.保留指數(shù)定性法：保留指數(shù)又稱(chēng)為柯瓦（Kovds）指數(shù)，它表示物質(zhì)在固定液 上的保留行為，是目前使用最廣泛并被國(guó)際上公認(rèn)的定性指標(biāo)。 它具有重現(xiàn)性好、 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一及溫度系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。4.與其它分析儀器聯(lián)用的定性方法（如：GC-MS目前解決復(fù)雜混合物中未知物 定性的最有效工具等）二、 定量方法歸一化法：所有出峰組分的含量之和按100%計(jì)。準(zhǔn)稱(chēng)樣品m（含被測(cè)組分mi）Ai=組分i峰面積，As為標(biāo)準(zhǔn)物峰面積，m為樣品質(zhì)量，f為質(zhì)量校正因子內(nèi)標(biāo)物應(yīng)

16、是樣品中不存在的純物質(zhì)；內(nèi)標(biāo)物的峰位置應(yīng)盡量靠近被測(cè)組分的峰，或位于幾個(gè)被測(cè)物色譜峰的中間并與這些色譜峰完全分離；內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量應(yīng)與被測(cè)物質(zhì)的m接近，能保持色譜峰大小差m$理R 4丫丫內(nèi)標(biāo)+準(zhǔn)稱(chēng)純物質(zhì)作內(nèi)標(biāo)物m色譜分離wiAsfsm22、氣相色譜儀（基本部件和作用、程序升溫、常用檢測(cè)器）1-載氣鋼瓶；2-減壓閥；3-凈化器；4-針形閥；5-轉(zhuǎn)子流量計(jì)；6-壓力表；7-進(jìn)樣器；8-色 譜柱；9-熱導(dǎo)檢測(cè)器；10-放大器；11-溫度控制器；12-記錄儀；程序升溫指在一個(gè)分析周期內(nèi)柱溫隨時(shí)間由低溫向高溫作線(xiàn)性或非線(xiàn)性變化，以達(dá)到用最短時(shí)間獲得最佳分離目的。熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）（氫）火焰離子化檢測(cè)器（F

17、ID）電子捕獲檢測(cè)器（ECD）火焰光度檢測(cè)器（FPD）氮磷檢測(cè)器（NPD）也稱(chēng)熱離子檢測(cè)器（TID）原子發(fā)射檢測(cè)器（AED）硫熒光檢測(cè)器（SCD）23、毛細(xì)管氣相色譜儀器的兩個(gè)部件（分流和尾吹）24、高效液相色譜儀（基本部件和作用、梯度洗脫、常用檢測(cè)器）高效液相色譜儀的結(jié)梯度洗脫：在一個(gè)色譜分析周期內(nèi)，不斷改變流動(dòng)相配比、極性、pH、離子強(qiáng)度（使用兩種或兩種以上溶劑），以達(dá)到用最短的時(shí)間獲得最佳的分離效果。常用檢測(cè)器：紫外可見(jiàn)吸收檢測(cè)器（UV-Vis）熒光檢測(cè)器（FLD）示差折光率檢測(cè)器（RID）25、高校液相色譜法的主要類(lèi)型（）1 .液一液分配色譜法(Liquid-liquid Partit

18、ion Chromatography)2.液 固色譜法3 .離子交換色譜法(Ion-excha nge Chromatography)4.離子對(duì)色譜法(Ion Pair Chromatography)5.離子色譜法(Ion Chromatography)6.空間排阻色譜法(Steric Exclusion Chromatography)26、原子吸收光譜的產(chǎn)生原子吸收法就是利用原子蒸氣對(duì)其共振線(xiàn)的吸收而進(jìn)行定量的分析方法。 各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同， 由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量不同, 有其特征性，又稱(chēng)做元素的特征譜線(xiàn)。27. 原子吸收譜線(xiàn)的輪廓的表示方法K（譜線(xiàn)輪廓）因此各元素的共振線(xiàn)28. 影響譜線(xiàn)寬度的因素自然寬度D- 7 . 16210一7.、，0T熱寬度（多普勒變寬）： M r壓力變寬（勞倫茲變寬 L，赫爾茲馬克變寬）吸收線(xiàn)的輪廓主要受多普勒和勞倫茲變寬影響