儀器分析課后習(xí)題答案解析(武大版)

1、儀器分析課后習(xí)題參考局部第一章緒論1. 儀器分析有哪些分析方法？請加以簡述。答：a.光學(xué)分析法b.電化學(xué)分析法c.別離分析法d.其它分析方法。光學(xué)分析法：分為非光譜法和光譜法。非光譜法是不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級躍遷，通過測量光與物質(zhì)相互作用時其散射、折射等性質(zhì)變化，從而建立起分析方法的一類光學(xué)測定法。光譜法是物質(zhì)與光相互作用時，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的量子化的能級間的躍遷，從而測定光譜的波長和強度而進行的分析方法。電化學(xué)分析方法：利用待測組分的電化學(xué)性質(zhì)進行測定的一類分析方法。別離分析方法：利用樣品中共存組分間溶解能力、親和能力、吸附和解析能力、遷移速率等方面的差異，先別離，后按順序進行測定的一類分析方法。其

2、它儀器分析方法和技術(shù)：利用生物學(xué)、動力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)測定的一類分析方法。3.儀器分析的聯(lián)用技術(shù)有何顯著優(yōu)點？答：多種現(xiàn)代分析技術(shù)的聯(lián)用，優(yōu)化組合，使各自的優(yōu)點得到發(fā)揮，缺點得到克服，尤其是儀器與現(xiàn)代計算機技術(shù)智能融合，實現(xiàn)人機對話，不斷開拓了一個又一個的研究領(lǐng)域。第二章分子分析方法2. 為什么分子光譜總是帶狀光譜？答：因為當(dāng)分子發(fā)生電子能級躍遷時，必須伴隨著振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，而這些振動的能級和轉(zhuǎn)動的能級躍遷時疊加在電子躍遷之上的，所以是帶狀光譜。4. 有機化合物分子電子躍遷有哪幾種類型？那些類型的躍遷可以在紫外可見光區(qū)吸收光譜中反映出來？答：6-6*、n6*、n6*、n6*

3、、n-口*、口-口*。其中n-6*、n-n*、nn*類型的躍遷可以在紫外可見光區(qū)吸收光譜中反映出。5. 何謂生色團、助色團、長移、短移、峰、吸收曲線、濃色效應(yīng)，淡色效應(yīng)、向紅基團、向藍(lán)基團？答：深色團：分子中能吸收特定波長的光的原子團或化學(xué)鍵。助色團：與生色團和飽和烴相連且使吸收峰向長波方向移動，并使吸收強度增強的原子或原子團，如：-OH、-NH2。長移：某些有機物因反響引入含有未珙縣電子對的基團，使吸收峰向長波長的移動的現(xiàn)象。短移：某些有機物因反響引入含有未珙縣電子對的基團，使吸收峰向短波長的移動的現(xiàn)象。峰：吸收曲線的峰稱為吸收峰，吸收程度最大的峰稱為最大吸收峰。吸收曲線：又稱吸收光譜，通常

4、以入射光的波長為橫坐標(biāo)，以物質(zhì)不同波長光的吸收A為縱坐標(biāo)，在200-800nm波長范圍內(nèi)所繪制的A-A曲線。濃色效應(yīng)：使吸收強度增強的現(xiàn)象。淡色效應(yīng)：使吸收強度減弱的現(xiàn)象。向紅基團：使吸收峰向長波長移動的基團。向藍(lán)基團：使吸收峰向短波長移動的基團。7.何為溶劑效應(yīng)？答：溶劑的極性不同會引起某些化合物的吸收峰發(fā)生紅移或藍(lán)移的作用。9.有機物分子的吸收帶有那些類型？產(chǎn)生的原因是什么？各有何特點？答：有R、K、B、E等吸收帶類型。R吸收帶：由發(fā)色團-C=Q-N=O的n-口*躍遷產(chǎn)生。特點：躍遷所需能量少，通常為200-400nm；躍遷概率小，一般工100,屬于弱吸收。K吸收帶：由共腕體系”-口*躍遷

5、產(chǎn)生。特點：躍遷所需能量比R吸收帶大，躍遷概率大；K吸收帶波長及強度與共腕體系數(shù)目、位置、取代基總類有關(guān)。b吸收帶：由共腕體系n-n*躍遷產(chǎn)生。特點：當(dāng)苯環(huán)上有取代基且與苯環(huán)共軛或在極性溶劑中測定時苯的精細(xì)結(jié)構(gòu)局部消失或完全消失。e吸收帶：由芳香族化合物的n-n*躍遷產(chǎn)生，可分為E1帶和E2帶。特點：是芳香族化合物的特征吸收帶，常用來判斷是否有芳香環(huán)。13. 如何選擇參比溶液？參比溶液作用是什么？答：選擇：a.當(dāng)顯色劑、試劑在測定波長下均無吸收時，選純?nèi)芤鹤鰠⒈纫骸. 假設(shè)顯色劑和其它試劑無吸收，而試液中其它離子有吸收，那么用不加顯色劑的試液做參比液。c. 假設(shè)顯色劑和其它試劑吸收而試液無顏

6、色時，以不加試液的試劑顯色劑按操作步驟配成參比溶液。作用：用適當(dāng)?shù)膮⒈热芤涸谝欢ǖ娜肷洳ㄩL下調(diào)節(jié)A=0;可以消除比色皿、顯色劑、溶劑和試劑對待測組分的干擾。17 .何為配對池？如何正確選擇使用配對池？答：吸收池由于在使用過程中受到化學(xué)腐蝕或受的摩擦程度不同，因此在同樣條件下測定本底吸光度有差異，差異最小的同一吸收池稱為配對池。選擇：工作時，用空氣空白或蒸餾水空白在一定波長下測吸光度值，選擇配對池投入使用，如吸收池受污染很嚴(yán)重，用適當(dāng)?shù)脑噭┨幚聿⒂谜麴s水洗凈后再進行選擇，以提高測定的準(zhǔn)確度。18 .計算化合物CH2=C(CB)-C(CH3)=CH?的入ma*解：母體二烯217nm兩個取代基5nm

7、x2計算值入max227nm24.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么？答：a.輻射應(yīng)具有能滿足的物質(zhì)產(chǎn)生振動躍遷所需能量。b.輻射與物質(zhì)間有相互偶合作用。27.進行紅外光譜分析時，為什么要求試樣為單一組分且為純樣品？為什么試樣不能還有游離水分？答：如果試樣不純，混合中各組分的光譜相互重疊，給未知化合物的鑒定帶來困難，水有紅外吸收，會引起嚴(yán)重干擾，使樣品的紅外光譜失真而且會侵蝕吸收池的窗片，使透光性變差，故樣品中不能含有游離水分。第四章原子光譜吸收法AAS1.共振線：在所有原子發(fā)射譜線中，但凡由各高能級躍遷迂回到基態(tài)時所產(chǎn)生的譜線稱為共振線。6.原子吸收法有何特點？它與吸光光度法比擬有何異同？答：特點：靈

8、敏度高精密度好選擇性好，方法簡單準(zhǔn)確度高，分析速度快應(yīng)用廣泛相同：根本原理相同都屬于吸收光譜吸收有選擇性上機測定相均為液態(tài)。異同:AASUV-vis基態(tài)原子對光吸收分子對光吸收線狀光譜帶狀光譜空心陰極燈發(fā)出的銳線光源連續(xù)光源需要原子化裝置/、需要aE里分析定量、定性分析8.何謂銳線光源？原子吸收法中為什么要采取銳線光源？簡述空心陰極燈HCL產(chǎn)生特征銳線光源的根本原理。答：空心陰極燈產(chǎn)生的光源是銳線光源。銳線光源具有：能發(fā)射待測元素的共振線；能發(fā)射銳線；輻射光源強度大，穩(wěn)定性好。原理：當(dāng)陰極和陽極間施加足夠的直流電后，電子由陰極高速射向陽極運動中與內(nèi)充惰性氣體原子碰撞并使其電離。電離產(chǎn)生的正離子

9、在電場作用下高速碰撞陰極腔內(nèi)壁被測元素的原子，使其以激發(fā)態(tài)的形式濺射出來，當(dāng)它很快從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，便輻射出該金屬元素的特征共振線。11 .原子吸收法主要有那些干擾？怎樣消除或抑制？并舉例說明。答：光譜干擾：a.非共振線干擾，通過減小單色器出射狹縫寬度的方法抑制或消除。b.空心陰極燈的發(fā)射干擾，采用純度較高的單元素?zé)簟ｋ婋x干擾：加消電離劑?；瘜W(xué)干擾：參加釋放劑、或保護劑或緩沖劑。物理干擾：盡量保持試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的物理性質(zhì)和測定條件一致。12 .使譜線變寬的主要原因有哪些？它們對原子吸收法有什么影響？答：自然變寬；熱變寬；壓力變寬譜線疊加變寬；自吸變寬。譜線變寬的影響：主要影響原子吸收分析法的

10、準(zhǔn)確度和靈敏度。16 .什么是正常焰、富燃焰、貧燃焰？為什么原子分析中一般不提倡使用燃燒速度太快的答：正常焰；按化學(xué)計量配比。計量配比值=燃助比富燃焰：計量配比值<燃助比貧燃焰：計量配比值>燃助比。不提倡使用燃燒速度太快的燃?xì)庠颍喝绻紵俾蚀笥诠馑俾?，火焰可能會在燃燒器或霧化室內(nèi)燃燒，將損壞儀器甚至可能發(fā)生爆炸。17 .石墨爐原子法有何優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：需樣量少、靈敏度高、試樣利用率高、可以直接測定黏度大的試液和固體樣品、其整個過程都在一密閉且配置冷卻裝置的系統(tǒng)進行，比擬平安且記憶效應(yīng)小。缺點：精密度不高、裝置復(fù)雜、操作復(fù)雜、分析速率慢。18 .原子吸收定量分析方法有哪幾種？

11、個適用于何種場合？答：a.標(biāo)準(zhǔn)曲線法：測量與標(biāo)準(zhǔn)試液組成相近似的批量試液。b. 標(biāo)準(zhǔn)參加法：待測元素的濃度在參加標(biāo)準(zhǔn)后仍成良好線性。c. 濃度直讀法：儀器工作條件穩(wěn)定，試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的操作條件相同。d. 雙標(biāo)準(zhǔn)比擬法：采用兩個標(biāo)準(zhǔn)溶液進行工作，其中一個比試液稍濃；一個比試液稍稀。e. 內(nèi)標(biāo)法：在標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)試液中分別參加一定量試液不存在的內(nèi)標(biāo)元素，同時測定分析線和內(nèi)標(biāo)線的強度比，并以吸光度的比值對待測元素含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。26.測定某樣品中鋅，稱2.5000g用適當(dāng)方法溶解后定容為250.00ml，混合后用原子吸收法測定，現(xiàn)準(zhǔn)確吸取10.00ml該溶液兩份，一份參加25ug/ml鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液1

12、00ul，然后定容為25.00ml，混勻，在原子吸收分光光度計上測得吸光度為0.033。另一份不加標(biāo)準(zhǔn)溶液，同樣定容25.00ml，在相同條件下測得吸光度為0.022，求樣品中鋅含量？解：Ax=0.022Ao帶入式：Cx=Ax/(Ao-Ax)*Co=0.2(ug/ml)所以樣品中鋅含量為：Am=0.2/(2.5/250*10/25)=50(ug/g)第八章色譜分析導(dǎo)論1. 色譜分析法最大特點是什么？它有那些類型？答：特點：選擇性好、別離效能高、靈敏度高、分析速度快。類型：按兩相狀態(tài)：氣-固色譜、氣-液色譜。按固定相外形及性質(zhì)：薄層色譜、柱色譜。按別離原理：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜。2.

13、 從色譜流出曲線上通?？梢垣@得哪些信息？198頁答：根據(jù)色譜峰個數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個數(shù)。 根據(jù)色譜峰的保存值或位置，可以進行定性分析。 根據(jù)色譜峰下的面積或峰高，可以進行定量分析。 色譜峰的保存值及其區(qū)域?qū)挾仁窃u價色譜柱別離效能的依據(jù)。 色譜峰兩峰間的距離是評價固定相和流動相選擇是否適宜的依據(jù)。8.衡量色譜柱效能的指標(biāo)是什么?衡量色譜柱選擇性的指標(biāo)是什么？答：衡量色譜柱效能的指標(biāo)是有效塔板數(shù)n有效或有效塔板高度h有效；衡量色譜柱選擇性的指標(biāo)是兩組分的相對保存值。22.兩組分的相對保存值2,1為1.231,要在一根色譜柱上完全別離R=1.5所需有效塔板數(shù)n有效為多少？設(shè)有效塔板高度

14、H有效為0.1cm,應(yīng)使用多長的色譜柱？解：n有效=i6*R2r2,1/(r2,1-1)221.231/(1.231-1)由h有效=L/n有效所以L=h有效*n有效=0.1*102*1022.338m=1.022m第九章氣相色譜法1 .簡述氣相色譜分析儀的別離原理和流程。答：當(dāng)流動相中樣品混合物經(jīng)過固定相時，就會與固定相發(fā)生作用，由于各組分在性質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相相互作用的類別、強弱也有差異，因此，在同一動力作用下，不同組分在固定相滯留時間長短不同，從而按先后不同的次序從固定中相流出。流程：氣路系統(tǒng)一進樣系統(tǒng)一別離系統(tǒng)一溫控系統(tǒng)一檢驗和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。2 .對固定液和擔(dān)體的要求是什么？如何選

15、擇固定液？答：對擔(dān)體：具有足夠大的外表積和良好的空穴結(jié)構(gòu)，使固定液與試樣的接觸面積較大，能均勻地分布成一薄膜，但載體外表積不宜過大否那么猶如吸附劑，易造成峰拖尾；外表呈化學(xué)惰性，沒有吸附性或很弱，更不能與被測物起反響；熱穩(wěn)定性好、形狀規(guī)那么、粒度均勻，具有一定機械強度。對固定液：選擇性好、熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、對試樣各組分有溶解能力、粘度低、凝固點低。固體液選擇：別離非極性物質(zhì)：選非極性固定液。別離極性物質(zhì)：選擇極性固定液。別離非極性物質(zhì)與極性物質(zhì)混合：選極性固定液。別離能形成氫鍵的試樣：選極性或氫鍵型固定液。復(fù)雜難別離物質(zhì)：選兩種或以上的固定液。3 .熱導(dǎo)檢測器和氫火焰離子化檢測器根本原

16、理是什么？他們各有什么特點？答：熱導(dǎo)檢測器是基于不同物質(zhì)具有不同熱導(dǎo)系數(shù)，通過測定參比池和參比池發(fā)熱體熱量損失的比率，即可測出氣體組成和含量。氫火焰離子化檢測器主要以氫氣在空氣中燃燒火焰作為能源，利用含碳有機物在火焰中燃燒產(chǎn)生的離子，在外加電場的作用下，使離子形成離子流，再根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號強度，檢測被色譜柱別離出的組分。氫火焰離子化檢測器：主要通過分析產(chǎn)生的離子流來別離色譜組分；熱導(dǎo)檢測器：利用損失的熱量來檢測待測物組成和含量。7 .在某色譜條件下，分析只含有二氯乙烷，二澳乙烷及四乙基鉛三組分樣品，結(jié)果如下:組分二氯乙烷二澳乙烷四乙基鉛f峰回積/cm試用歸一化法求各組分百分含量解：VXi

17、=Aifi/(A13+Af2+Afn)X100%X二氯乙烷=(1.00*1.50)/(1.00*1.50+1.65*1.01+1.75*2.80)*100%=18.5%X二溴乙烷=(1.65*1.01)/(1.00*1.50+1.65*1.01+1.75*2.80)*100%=20.6%X四乙基鉛=(1.75*2.82)/(1.00*1.50+1.65*1.01+1.75*2.80)*100%=60.9%8 .什么叫程序升溫、溫度選擇原那么？檢驗器的應(yīng)用？PPT列題答：程序升溫：指在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低到高作線性或非線性變化，這樣能兼顧上下沸點組分的別離效果和分析時間，使不同沸點的組分

18、由低沸點到高沸點依次別離出來，從而到達最短時間獲得最正確別離效果的目的。溫度選擇原那么：使最難別離組分盡可能好別離前提下，采取適當(dāng)?shù)偷臏囟?，但?yīng)以保存時間為宜、峰形不拖尾為度，同時柱溫不能超過固定液的最高溫度，以免造成固定液流失。檢測器的應(yīng)用：熱導(dǎo)檢測器TCD：是氣相色譜常用檢測器；結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、對有機物和無機物都有響應(yīng)；線性范圍寬且不破壞樣品，但是其靈敏度較低。氫火焰離子化檢測器FID：是氣相色譜常用檢測器之一；結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，體積小，響應(yīng)快，線性范圍寬，穩(wěn)定性好，對含碳有機物有很高的靈敏度，但是其屬于選擇性檢測器，只對有機物產(chǎn)生信號，不能檢測永久氣體H2S、COC0氮氯化物等物質(zhì)

19、。第十章高效液相色譜法及超臨界液體色譜法1. 影響高效液相色譜峰展寬的因素有那些？答：固定相、流動相和停滯流動相的傳質(zhì)阻力系數(shù)；組分在流動相和固定相中的擴散系數(shù)；固定相厚度；固定相平均顆粒直徑；流動相線速率；柱效應(yīng)。柱前峰變寬：由于進樣器和進樣器到色譜柱連接管的死體積以及進樣時液流擾動引起的擴散都會引起色譜峰的展寬和不對稱。柱后峰展寬：主要由于檢測器流通過池體和連接管引起。2. 高效液相色譜儀一般分為那幾個局部？試比擬氣相色譜和高效液相色譜的異同點。答：主要有高壓輸液、進樣、別離、檢測等系統(tǒng)組成；此外還配有梯度淋洗、自動進樣及處理等輔助系統(tǒng)。相同：色譜理論一致范氏方程中有差異，定性、定量原理一

20、致，都可以用計算機控制色譜操作條件。異同：a.氣相色譜法只能分析氣體和沸點較低的化合物可分析的有機物僅占有機物總數(shù)的20%；高效液相色譜法可以對沸點較高，熱穩(wěn)定性差，相對分子質(zhì)量大的有機物進行別離和分析。b. 氣相色譜法的流動相是惰性氣體，僅起運載作用，高效液相色譜法中流動相可以選擇不同極性液體，c. 氣相色譜法一般都在較高溫度下進行別離和測定，其應(yīng)用范圍受到限制；而高效液相色譜法一般在室溫下進行別離和分析，不受樣品揮發(fā)性和高溫下不穩(wěn)定性的限制。3. 什么叫做梯度洗脫？有什么優(yōu)點？答：梯度洗脫：指的是在一個分析周期中，按一定程序連續(xù)改變流動相中溶劑的組成乳溶劑的極性、離子強度、PH等和配比，使樣品中各組分都能在適宜條件下得到別離。優(yōu)點：梯度洗脫可以改善峰形，提高柱效應(yīng)，減少別離時間，使強保存成分不易殘留在柱上，而保持了柱子的良好性能。注意：高