
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文檔簡(jiǎn)介
1、文檔大全緒論一、什么是儀器分析??jī)x器分析有哪些特點(diǎn)?(簡(jiǎn)答,必考題)儀器分析是分析化學(xué)的一個(gè)重要部分,是以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)作為基礎(chǔ)的一類分析方法,它的顯著特征是以儀器作為分析測(cè)量的主要手段。1、靈敏度高,檢出限量可降低。、級(jí),甚至更低。適合Lg如樣品用量由化學(xué)分析的mL、mg級(jí)降低到儀器分析的于微量、痕量和超痕量成分的測(cè)定。2、選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過(guò)選擇或調(diào)整測(cè)定的條件,使共存的組分測(cè)定時(shí),相互間不產(chǎn)生干擾。3、操作簡(jiǎn)便,分析速度快,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。4、相對(duì)誤差較大?;瘜W(xué)分析一般可用于常量和高含量成分分析,準(zhǔn)確度較高,誤差小于千分之幾。多數(shù)儀器分析相對(duì)誤差較大,一般為5%
2、,不適用于常量和高含量成分分析。5、需要價(jià)格比較昂貴的專用儀器。r化學(xué)分析分析方法定性分析定量分析重法I容法(嚴(yán)勲絡(luò)劭氧化-還原、沉淀等滴定法儀器分析二、儀器分析的分類光化學(xué)分析法,電化學(xué)分析法,色譜分析法和其他儀器分析方法三、儀器分析法的概念儀器分析法是以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ),探求這些性質(zhì)在分析過(guò)程中所產(chǎn)生的分析信號(hào)與物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系,進(jìn)而對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析及動(dòng)態(tài)分析的一類測(cè)定方法。四、儀器分析法的主要性能指標(biāo)精密度,準(zhǔn)確度,靈敏度,標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍,檢出限(濃度相對(duì)檢出限;質(zhì)量絕對(duì)檢出限)五、選擇分析方法的幾種考慮儀器分析方法眾多,對(duì)一個(gè)所要進(jìn)行分析的對(duì)象,選擇何種
3、分析方法可從以下幾個(gè)方面考慮:1. 您所分析的物質(zhì)是元素?化合物?有機(jī)物?化合物結(jié)構(gòu)剖析?2. 您對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度要求如何?AKcL4. 您樣品中待測(cè)物濃度大小范圍是多少?5. 可能對(duì)待測(cè)物產(chǎn)生干擾的組份是什么?6. 樣品基體的物理或化學(xué)性質(zhì)如何?7. 您有多少樣品,要測(cè)定多少目標(biāo)物?光譜分析法導(dǎo)論一、什么是光譜分析法以測(cè)量光與物質(zhì)相互作用,引起原子、分子內(nèi)部量子化能級(jí)之間的躍遷產(chǎn)生的發(fā)射、吸收、散射等波長(zhǎng)與強(qiáng)度的變化關(guān)系為基礎(chǔ)的光學(xué)分析法,稱為光譜分析法通過(guò)各種光譜分析儀器來(lái)完成分析測(cè)定光譜分析儀器基本組成部分:信號(hào)發(fā)生系統(tǒng),色散系統(tǒng),檢測(cè)系統(tǒng),信號(hào)處理系統(tǒng)等。二、光譜的分類1、按產(chǎn)生光譜
4、的物質(zhì)類型:原子光譜(線狀光譜)、分子光譜(帶狀光譜)、固體光譜2、按產(chǎn)生光譜方式:發(fā)射光譜、吸收光譜、散射光譜3、按光譜性質(zhì)和形狀:線狀光譜、帶狀光譜、連續(xù)光譜三、光譜儀器的組成1、光源:要求:強(qiáng)度大(分析靈敏度高)、穩(wěn)定(分析重現(xiàn)性好)按光源性質(zhì):連續(xù)光源:在較大范圍提供連續(xù)波長(zhǎng)的光源,氫燈、氘燈、鎢燈等線光源:提供特定波長(zhǎng)的光源,金屬蒸氣燈(汞燈、鈉蒸氣燈)、空心陰極燈、激光等。2、單色器:是一種把來(lái)自光源的復(fù)合光分解為單色光,并分離出所需要波段光束的裝置(從連續(xù)光源的輻射中選擇合適的波長(zhǎng)頻帶)。單色光具有一定的寬度(有效帶寬)。有效帶寬越小,分析的靈敏度越高、選擇性越好、分析物濃度與光
5、學(xué)響應(yīng)信號(hào)的線性相關(guān)性也越好。3、樣品室:光源與試樣相互作用的場(chǎng)所;吸收池:紫外-可見(jiàn)分光光度法:石英比色皿紅外分光光度法:將試樣與溴化鉀壓制成透明片4、檢測(cè)器5、顯示與數(shù)據(jù)處理二、光的能量E、頻率U、波長(zhǎng)入、波數(shù)0的關(guān)系E=hu=hc/入=hco不同波長(zhǎng)的光(輻射)具有不同的能量,波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率、波數(shù)越低,能量越低三、透光率:透射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比,用T(%)表示:四、吸光度入射光與透射光強(qiáng)度之比的對(duì)數(shù)值,用符號(hào)A表示:IA二lgj0t吸光度與透光率之間的關(guān)系為:A=lgT=-lgT五、什么是朗伯一比爾定律(Lambert-Beer)?(簡(jiǎn)答題,必考題)1、其物理意義:一定溫度下,一定波
6、長(zhǎng)的單色光通過(guò)均勻的、非散射的溶液時(shí),溶液的吸光度A與溶液的濃度c和液層厚度l的乘積成正比。2、朗伯定律(1760年):光吸收與溶液層厚度成正比,比爾定律(1852年):光吸收與溶液濃度成正比;3、朗伯一比爾定律是吸光光度法的定量基礎(chǔ);4、A=KcL(A-吸光度,C-溶液濃度mol/L,K吸收系數(shù),L液層厚度cm)六、對(duì)A=KcL的相關(guān)說(shuō)明(易出判斷或選擇題)1、必須是在使用適當(dāng)波長(zhǎng)的單色為入射光的條件下,吸收定律才成立。單色光越純,吸收定律越準(zhǔn)確;2、并非任何濃度的溶液都遵守吸收定律,稀溶液均遵守吸收定律,濃度過(guò)大時(shí),將產(chǎn)生偏離。3、吸收定律能夠用于那些彼此不相互作用的多組分溶液,它們的吸收
7、光度具有加合性,即溶液對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收等于溶液中各個(gè)組分對(duì)該波長(zhǎng)光的吸收之和。4、吸收定律中的比例系數(shù)稱為“吸收系數(shù)k”。它與很多因素有關(guān),包括入射光的波長(zhǎng)、溫度、溶劑性質(zhì)及吸收物質(zhì)的性質(zhì),與濃度和光透過(guò)介質(zhì)的厚度無(wú)關(guān),七、摩爾吸收系數(shù)的理解1、物理意義:濃度為1mol/L的溶液,在厚度為1cm的吸收池中,在一定波長(zhǎng)下的吸光度;2、數(shù)學(xué)表達(dá)式:(1)當(dāng)C=1mol/LL=1cm時(shí),A=KcL,K稱為摩爾吸收系數(shù),用k表示;(2)當(dāng)C單位為g/L時(shí),A=acl(a吸收系數(shù))八、摩爾吸收系數(shù)(K的討論(易出判斷或選擇)1、吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù),可作為定性鑒定的參數(shù);2、不隨濃
8、度c和光程長(zhǎng)度L的改變而改變,在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí),k僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān),與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān);3、同一吸光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的k值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)入處的摩爾吸光系max數(shù),常以k表示。k表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力,也反映了光度法測(cè)定該物maxmax質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。4、Kmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng),用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。K>105:超咼靈敏;K=(610)X104:高靈敏;K<1X104:不靈敏。5、參比溶液的透光度為100%(參比溶液又稱空白溶液。測(cè)量時(shí)用作比較的、不含被測(cè)物質(zhì)但其基體盡可能與試樣溶液相似的溶液)。九、與摩爾吸收系數(shù)
9、、吸收系數(shù)有關(guān)的計(jì)算(選擇題計(jì)算)例有濃度為L(zhǎng)Opg-mL1的F嚴(yán)溶液以鄰二氮菲顯色后,用分光光度計(jì)測(cè)定,比色皿厚度為在波長(zhǎng)51Unm處測(cè)得吸光度=0380,計(jì)算該顯色反應(yīng)的吸收系數(shù)口利摩爾吸收系數(shù)仏(鐵的摩爾質(zhì)量55*85gmolC1)廊已知XNOcin店(K380鐵的摩爾質(zhì)量M=55.85gmol*1呼的儂度用xI表示時(shí),g1廠丄吸收系數(shù)_A_0.3802.0cmxl.OxlOg-L1L*g-1cm-1摩爾吸收系數(shù)(2)12+的濃度用uxNLr】表示時(shí)*0,380ALcx1.8x1O'5fl/oZ-L1=l.lxlO1Acm紫外一可見(jiàn)吸收光譜法(200800nm)一、紫外可見(jiàn)分光光
10、度計(jì)與可見(jiàn)分光光度計(jì)比較,有什么不同之處?為什么?1、光源不同:紫外用氫燈或氘燈(發(fā)射200375nm的連續(xù)光譜),而可見(jiàn)用鎢燈(波長(zhǎng)范圍在3202500nm),因?yàn)槎甙l(fā)出的光的波長(zhǎng)范圍不同;2、從單色器來(lái)說(shuō),如果用棱鏡做單色器,則紫外必須使用石英棱鏡,可見(jiàn)則石英棱鏡或玻璃棱鏡均可使用,而光柵則二者均可使用,因?yàn)椴A芪兆贤夤猓?、從吸收池來(lái)看,紫外只能使用石英吸收池,而可見(jiàn)則玻璃、石英均可使用,同樣因?yàn)椴A芪兆贤夤猓?、從檢測(cè)器來(lái)看,可見(jiàn)區(qū)一般使用氧化銫光電管,它適用的波長(zhǎng)范圍為400-800nm,紫外用銻銫光電管,其波長(zhǎng)范圍為200-400nm。二、簡(jiǎn)述紫外可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生原因,
11、有哪些特點(diǎn)?1、紫外-可見(jiàn)分光光度法是研究物質(zhì)在紫外、可見(jiàn)光區(qū)的分子吸收光譜的分析方法。它屬于分子光譜法的一種,是利用某些物質(zhì)的分子吸收200800nm光譜區(qū)的輻射來(lái)進(jìn)行分析測(cè)定的方法;2、產(chǎn)生原因:這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級(jí)間的躍遷,廣泛用于無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的定性、定量測(cè)定;3、特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):靈敏度高(適于微量組分的測(cè)定)、準(zhǔn)確度較高、方法簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛,缺點(diǎn):僅適合微量分析;有個(gè)別的紫外可見(jiàn)吸收光譜大體相似;5、紫外可見(jiàn)光譜法的應(yīng)用根據(jù)有機(jī)化合物的紫外光譜,可以推斷出該化合物的主要生色團(tuán)及其取代基的種類和位置以及該化合物的共軛體系的數(shù)目和位置。(可不背這句話)三、
12、什么是發(fā)色團(tuán)及助色團(tuán)?舉例說(shuō)明。1、發(fā)色團(tuán):分子中能吸收紫外一可見(jiàn)光的結(jié)構(gòu)單元,含有n鍵的不飽和基團(tuán),簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或三鍵組成(如乙烯基、乙炔基等);2、助色團(tuán):含有未成鍵n電子,本身不產(chǎn)生吸收峰,但與發(fā)色團(tuán)相連,能使發(fā)色團(tuán)吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)、吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的雜原子基團(tuán)(如一OH,NH2,NHR等);四、什么是標(biāo)準(zhǔn)曲線法(單組分分析)?(簡(jiǎn)答題,掌握)定量分析:配制一系列的標(biāo)準(zhǔn)溶液,其濃度包括待測(cè)樣品A的濃度范圍,在干擾少的吸收峰波長(zhǎng)處,測(cè)定其吸光度A與濃度c的標(biāo)準(zhǔn)曲線,待測(cè)樣品溶液在相同條件下進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)得的吸光度Ai值,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上即可查出相應(yīng)Ai的濃度Ci。斜率越小,檢測(cè)的靈敏度
13、越低0Ci五、分光光度法1、概念:分光光度法是根據(jù)物質(zhì)的吸收光譜和光的吸收定律,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量、定性分析的一種儀器分析方法2、分類(根據(jù)測(cè)定時(shí)所選用光源):可見(jiàn)分光光度法(400800nm)紫外分光光度法(200400nm)六、吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù):朗伯比耳定律七、紫外一可見(jiàn)吸收光譜(波長(zhǎng)2為橫坐標(biāo),吸光度A為縱坐標(biāo))1. 物質(zhì)具有最大吸收波長(zhǎng);2. 不同濃度的同一種物質(zhì),其吸收曲線形狀相似,入max不變。但是不同物質(zhì),其吸收曲線形狀和入max不一樣,所以可作為定性分析的依據(jù);3. 不同濃度的同一種物質(zhì),在入max處吸光度隨濃度變化的幅度最大,測(cè)定的靈敏度最高,所以通常選取在入
14、max處測(cè)量。八、常見(jiàn)有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜1、270-750nm無(wú)吸收峰。飽和化合物,單烯;2、270-350nm有吸收峰(£=10-100L/(mol*cm),nn*躍遷,含有一個(gè)簡(jiǎn)單的非共軛且含有n電子的生色團(tuán);3、250-300nm有中等強(qiáng)度的吸收峰,(s=200-2000L/(mol*cm),如苯環(huán)。4、210-250nm有強(qiáng)吸收峰,表明可能含有2個(gè)共軛雙鍵;在260nm,300nm,330nm有強(qiáng)吸收峰,說(shuō)明是3個(gè)或3個(gè)以上雙鍵的共軛體系。5、若吸收峰延伸至可見(jiàn)光區(qū),則可能是長(zhǎng)鏈共軛或稠環(huán)化合物九、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)準(zhǔn)色器吸收池顯亦系統(tǒng)光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示1、
15、光源(提供入射光):在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜,具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命可見(jiàn)光區(qū):鎢燈作為光源,輻射波長(zhǎng)范圍在3202500nm。紫外區(qū):氫、氘燈作為光源,發(fā)射200375nm的連續(xù)光譜2、單色器:將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光(了解)組成:入射狹縫、準(zhǔn)光器、色散元件、聚焦原件、出射狹縫等色散元件類型:棱鏡、光柵3、樣品室(吸收池):樣品室放置各種類型的吸收池(比色皿)和相應(yīng)的池架附件注意:紫外區(qū)須采用石英池,可見(jiàn)區(qū)可用玻璃池或石英池用作盛空白溶液的比色皿與盛試樣溶液的比色皿應(yīng)互相匹配,即有相同的厚度與相同的透光性。為了減少反射
16、損失,比色皿的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向。不能用手指拿比色皿杯的光學(xué)面,用后要及時(shí)洗滌,可用溫水或稀鹽酸,乙醇以至鉻酸洗液(濃酸中浸泡不要超過(guò)15分鐘),表面只能用柔軟的絨布或拭鏡頭擦凈。吸收池盛放溶液時(shí)不能裝滿,只能裝4/5。4、檢測(cè)器:利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào),常用的有光電池、光電管或光電倍增管;5、顯示系統(tǒng):檢流計(jì)、數(shù)字顯示、計(jì)算機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理。十、比色皿的選擇和使用(選擇題易考)選擇:1、要根據(jù)所使用的波長(zhǎng)來(lái)選擇比色皿:石英比色皿和普通硅酸鹽玻璃比色皿;玻璃由于吸收紫外UV光,僅適用于可見(jiàn)光區(qū);石英適用于紫外和可見(jiàn)光區(qū)。2、選擇配對(duì)良好的比色皿。
17、根據(jù)國(guó)家檢定規(guī)程的要求比色皿間的偏差不得超過(guò)0.5%,所以比色皿在使用之前,要對(duì)比色皿進(jìn)行透光測(cè)定,把偏差小于0.5%的比色皿配對(duì)使用。3、選擇合適厚度的比色皿(必考題)常用比色皿厚度有1、2、3、5、10cm等,在實(shí)際分析工作中,通常根據(jù)溶液濃度的不同,選用液槽厚度不同的比色皿,使溶液的吸光度控制0在.20.8之間(使測(cè)量結(jié)果的誤差最?。?。4、對(duì)有揮發(fā)性的樣品,選擇帶蓋比色皿。使用:1、拿比色皿時(shí),手指只能捏住比色皿的毛玻璃面,不要碰比色皿的透光面,以免沾污。2、不得將光學(xué)面與硬物或臟物接觸。3、測(cè)定有色溶液吸光度時(shí),一定要用有色溶液潤(rùn)洗比色皿內(nèi)壁幾次,以免改變有色溶液的濃度。另外,在測(cè)定一
18、系列溶液的吸光度時(shí),通常都按由稀到濃的順序測(cè)定,以減小測(cè)量誤差。4、盛裝溶液時(shí),高度為比色皿的4/5處即可。5、比色皿外壁的水用擦鏡紙或細(xì)軟的吸水紙吸干,以保護(hù)透光面。6、凡含有腐蝕玻璃的物質(zhì)的溶液,不得長(zhǎng)期盛放在比色皿中。7、不能將比色皿放在火焰或電爐上進(jìn)行加熱或干燥箱內(nèi)烘烤。十一、反應(yīng)條件的選擇?1. 顯色反應(yīng)2. 對(duì)顯色反應(yīng)的要求1.1靈敏度高:一般£>104。1.2選擇性好:顯色劑僅與被測(cè)離子發(fā)生顯色反應(yīng)1.3對(duì)照性好:顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收,;max>60nm1.4反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定,穩(wěn)定。1.5顯色條件易于控制,重現(xiàn)性好。紅外吸收光譜法主要是定
19、性測(cè)量一、紅外光譜與紫外光譜的區(qū)別1. 起源不同:紫外光譜電子光譜紅外光譜振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜2. 特征性不同:紅外光譜的特征性比紫外光譜強(qiáng)紫外光譜主要是分子的n電子或n電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜,多數(shù)紫外光譜較簡(jiǎn)單特征性較差。紅外吸收光譜是振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。每個(gè)官能團(tuán)都有幾種振動(dòng)形式,在紅外區(qū)相應(yīng)產(chǎn)生幾個(gè)吸收峰,光譜復(fù)雜,特征性強(qiáng)。040戲原子分子的三種能級(jí)歆遷示意圖=二2虞遷.4=J:芒*轉(zhuǎn)功貌融j=o二、紅外光譜的形成及產(chǎn)生條件1、能量在4000-400cm-1的紅外光不足以使樣品產(chǎn)生分子電子能級(jí)的躍遷,而只能引起振動(dòng)能級(jí)與轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍,故紅外光譜又稱振轉(zhuǎn)光譜;2、由于振動(dòng)能級(jí)躍遷的同時(shí)不可避免地伴
20、隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化,故紅外光譜也是帶光譜;3、沒(méi)有偶極矩變化的振動(dòng)不產(chǎn)生紅外吸收;4、第99頁(yè)表8-1紅外光譜的分區(qū)看一下某物質(zhì)能吸收紅外光波,產(chǎn)生紅外吸收光譜圖,那么其分子結(jié)構(gòu)中必定()A.發(fā)生偶極矩的凈變化,B.含有共軌體系, C.含有不飽和鍵, D具有對(duì)稱性三、紅外光譜對(duì)試樣的要求(選擇題或判斷題)1、試樣純度應(yīng)99%,便于與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照。多組分試樣應(yīng)在測(cè)定前盡量預(yù)先用分餾、萃取、重結(jié)晶、區(qū)域熔融或色譜法進(jìn)行分離提純。2、試樣中不應(yīng)含有游離水。水本身有紅外吸收,會(huì)嚴(yán)重干擾樣品譜,而且還會(huì)侵蝕吸收池的鹽窗。四、樣品的制樣方法(固、液、氣)1、固體樣品的制備(1)壓片法:將12mg固
21、體試樣與200mg純KBr研細(xì)混合,研磨到粒度小于2“m,在壓片機(jī)上壓成透明薄片,即可用于測(cè)定。(2)糊狀法:研細(xì)的固體粉末和石蠟油調(diào)成糊狀,涂在兩鹽窗上,進(jìn)行測(cè)試。此法可消除水峰的干擾。液體石蠟本身有紅外吸收,此法不能用來(lái)研究飽和烷烴的紅外吸收。2、液體樣品的制備液膜法、液體吸收池法、樣品滴入壓好的Kbr薄片上測(cè)試3、氣態(tài)樣品的制備氣態(tài)樣品一般都灌注于氣體池內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。色譜分析法導(dǎo)論一、色譜法的優(yōu)缺點(diǎn)(簡(jiǎn)答題60%)1、優(yōu)點(diǎn):(1)分離效率高能很好地分離理化性質(zhì)極為相近的復(fù)雜混合物,如有機(jī)同系物、異構(gòu)體、手性異構(gòu)體;(2)靈敏度高由于使用高靈敏的檢測(cè)器,可以檢測(cè)出10-1110-13g的樣品
22、組分;(3)分析速度快對(duì)某一混合組分的分析,只需幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)就可以完成一個(gè)分析周期;(4)應(yīng)用范圍廣氣相色譜適用于沸點(diǎn)低于400°C的各種有機(jī)或無(wú)機(jī)試樣的分析,液相色譜適用于高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析,離子色譜法適用于無(wú)機(jī)離子及有機(jī)酸堿的分離分析,三者具有很好的互補(bǔ)性。2、缺點(diǎn):對(duì)被分離組分的定性較為困難。二、色譜圖1、色譜圖定義:試樣各組分經(jīng)色譜柱分離后,從柱后流出進(jìn)入檢測(cè)器,檢測(cè)器將各組分濃度(或質(zhì)量)的變化轉(zhuǎn)換為電壓(或電流)信號(hào),再由記錄儀記錄下來(lái)。所得的電信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線,稱為流出曲線,即色譜圖。2、基線:沒(méi)有組分僅有流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器時(shí),檢測(cè)到的信號(hào)
23、即為基線3、峰高:色譜峰頂點(diǎn)到基線的距離,h三、衡量色譜峰寬度的參數(shù)1、峰底寬(Wb):色譜峰兩邊轉(zhuǎn)折點(diǎn)所畫切線與基線相交截距;拐點(diǎn)位于0.607h處。如圖IJ間的距離2、半峰寬(W1/2):色譜峰高一半處的寬度,如圖GH間的距離。3、標(biāo)準(zhǔn)偏差():拐點(diǎn)間距離的一半,即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。EF的一半。四、色譜分析中的分配平衡1、分配平衡:在一定溫度下組分在流動(dòng)相和固定相之間所達(dá)到的平衡;2、分配系數(shù):組分在固定相和流動(dòng)相間發(fā)生的吸附、脫附,或溶解、揮發(fā)的過(guò)程叫做分配過(guò)程。在一定溫度下,組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度(單位:g/mL)比,稱為分配系數(shù),用K表示,即:K_組分在固
24、定相中的濃度_c二組分在流動(dòng)相中的濃度二rm3、保留值(色譜法的定性參數(shù)):從進(jìn)樣開(kāi)始到某個(gè)組分的色譜峰頂點(diǎn)的時(shí)間間隔;五、考點(diǎn)(重要內(nèi)容、選擇題)1、分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。不同組分的分配系數(shù)的差異,是實(shí)現(xiàn)色譜分離的先決條件,分配系數(shù)相差越大,越容易實(shí)現(xiàn)分離。!(配系數(shù)小,較早流出色譜柱,分配系數(shù)大的組分流出時(shí)間較長(zhǎng))2、根據(jù)色譜峰的個(gè)數(shù),可以判斷樣品中所含組份的最少個(gè)數(shù).3、根據(jù)色譜峰的保留值(或位置),可以進(jìn)行定性分析.!4、根據(jù)色譜峰下的面積或峰高,可以進(jìn)行定量分析.!(色譜分析中定量分析的參數(shù)是峰面積,定性分析的參數(shù)是保留時(shí)間)5、色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?,是評(píng)價(jià)色譜柱分離效能的
25、依據(jù)6、色譜峰兩峰間的距離,是評(píng)價(jià)固定相(和流動(dòng)相)選擇是否合適的依據(jù)。7、例題:組分A、B在某氣液色譜柱上K分別為495,467,哪個(gè)先出峰?(467,小的先出峰)六、塔板理論(選擇題的計(jì)算題)1、半經(jīng)驗(yàn)理論:將色譜柱比作蒸餾塔,把一根連續(xù)的色譜柱設(shè)想成是由許多小段組成。在每一小段內(nèi),一部分空間被固定相占據(jù),另一部分空間被流動(dòng)相占據(jù)。組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后,就在兩相間進(jìn)行分配。2、考點(diǎn):塔板理論的特點(diǎn)和不足(猜測(cè):易出判斷題)(1)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí),塔板數(shù)n越大(塔板高度H越?。?,被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多,柱效能則越高,所得色譜峰越窄,越能分開(kāi);(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系
26、數(shù)不同,用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí),應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。(3)柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果,當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí),無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大,都無(wú)法分離。(4)塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。塔板理論的假設(shè):(1)在每一個(gè)小段內(nèi),平衡可以迅速達(dá)到;(2)將載氣看作成脈動(dòng)(間歇)過(guò)程;(3)試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散可忽略;(4)每次分配的分配系數(shù)相同。理論塔板高度H-使組分在柱內(nèi)兩相間達(dá)到一次平衡分配所需的柱長(zhǎng);理論塔板數(shù)/!:組分流過(guò)色譜柱時(shí)在兩相間進(jìn)行平衡分配的次數(shù);色譜柱長(zhǎng):L;則三者的關(guān)
27、系為:n=丄或h=丄Hn3、計(jì)算題(選擇題必考)例:已知一根長(zhǎng)1m的色譜柱的n有效為1600塊,組分A在該柱上的調(diào)整保留時(shí)間為n有效t'=5.54(r)W1/2=16(Wl)2b=&)2W1/2UJ囂-100=5-9(S)100s,試求A峰的半峰寬及有效塔板高度。=0.63(mm)T6U0LH=有n有氣相色譜法一、簡(jiǎn)述說(shuō)明氣相色譜分析的基本原理(簡(jiǎn)答題)根據(jù)兩相間分配原理而使混合物中各組分分離,利用各組分物理化學(xué)性質(zhì)的不同,在流動(dòng)相流經(jīng)固定相時(shí),由于各組分在兩相間的吸附、分配或其它親和力的差異而產(chǎn)生不同速度的移動(dòng),最終達(dá)到分離的目的。二、氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什
28、么作用?(選擇題)1、部分:氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng);2、氣相色譜儀具有一個(gè)讓載氣連續(xù)運(yùn)行管路密閉的氣路系統(tǒng),獲得純凈的、流速穩(wěn)定的載氣;3、進(jìn)樣系統(tǒng):包括氣化室和進(jìn)樣器,其作用是將液體或固體試樣在進(jìn)入色譜柱前瞬間氣化,然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中;4、分離系統(tǒng):包括填充柱和毛細(xì)管柱,分離樣品,色譜儀的核心部件;5、檢測(cè)系統(tǒng):按分離的各組分特性和含量轉(zhuǎn)變成易于記錄的電信號(hào)的裝置,色譜儀的關(guān)鍵部分;6、記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):對(duì)色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和自動(dòng)處理,對(duì)色譜參數(shù)進(jìn)行控制;7、溫度控制系統(tǒng):溫度是色譜分離的控制溫度最重要的選擇參數(shù)設(shè)置原則:根據(jù)待測(cè)
29、試樣各組分沸點(diǎn)設(shè)置柱溫,低于色譜柱最高使用溫度50C。溫控方式:恒溫、程序升溫°三、氣、液相色譜的特點(diǎn)比較1、20%的有機(jī)物可用氣相色譜測(cè),大部分用液相色譜2、氣相色譜液相色譜適用范圍易揮發(fā)、熱穩(wěn)定的化合物,不能對(duì)腐蝕性能和反應(yīng)性能較強(qiáng)的物質(zhì)(氣、液、固可以氣化的皆可)不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定但具有一定溶解性化合物,不適合氣體流動(dòng)相作用運(yùn)載樣品,不影響色譜分離運(yùn)載樣品,參與影響色譜分離,起主要作用分析樣品破壞樣品,不能回收不破壞樣品,能回收四、氣-液色譜的固定相1、固定相:在化學(xué)惰性的固體顆粒(載體或擔(dān)體)表面,涂上一層高沸點(diǎn)有機(jī)化合物(固定液)液膜;2、在氣-液色譜柱內(nèi),被測(cè)物質(zhì)中各組分
30、的分離是基于各組分在固定液中溶解度的不同;3、載體:用來(lái)支撐形成一層均勻的固定液薄膜,化學(xué)惰性物質(zhì);4、固定液:高沸點(diǎn)有機(jī)物,均勻地涂在載體表面,呈液膜狀態(tài),操作溫度下為液體;五、氣固色譜的固定相1、吸附劑:石墨化碳黑、硅膠、氧化鋁2、分子篩:4A、5A、13X(數(shù)字表孔徑lOTCm,字母表類型)3、高分子多孔微球:苯乙烯/乙基乙烯苯與二乙烯苯交聯(lián)共聚六、考點(diǎn):高柱效特點(diǎn)高選擇性:能分離性質(zhì)極為相近的物質(zhì)高靈敏度:可分析10叫10-1唁的物質(zhì)高柱效:h-103-106分離效能高:短時(shí)間內(nèi)能同時(shí)分離和測(cè)定極為負(fù)載的混合物。樣品用量少分析時(shí)間少?gòu)Sb.p.<500°CM<400
31、應(yīng)用范圍廣:20%有機(jī)物I熱穩(wěn)定需有對(duì)照品七、補(bǔ)充:金屬離子測(cè)定的方法有哪些?簡(jiǎn)要說(shuō)明原理及優(yōu)缺點(diǎn)。(簡(jiǎn)答題)1、方法:原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、紫外可見(jiàn)吸收光譜法2、原理及有缺點(diǎn),詳見(jiàn)本章節(jié)資料;八、測(cè)有機(jī)物的方法:紫外可見(jiàn)吸收光譜法、色譜法;原子發(fā)射光譜法(AES)一、原子發(fā)射光譜法1、定義:根據(jù)待測(cè)元素的激發(fā)態(tài)原子所輻射的特征譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度,對(duì)元素進(jìn)行定性和定量測(cè)定的分析方法;2、原子發(fā)射光譜儀主要由激發(fā)源、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)三部分組成;二、原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn)1. 多元素同時(shí)檢出能力一個(gè)樣品一經(jīng)激發(fā),樣品中各元素都各自發(fā)射出其特征譜線,可以進(jìn)行分別檢測(cè)而同時(shí)測(cè)定多種元素;2.
32、分析速度快試樣多數(shù)不需經(jīng)過(guò)化學(xué)處理就可分析,且固體、液體試樣均可直接分析,同時(shí)還可多元素同時(shí)測(cè)定,若用光電直讀光譜儀,則可在幾分鐘內(nèi)同時(shí)作幾十個(gè)元素的定量測(cè)定;3、選擇性好每種元素因其原子結(jié)構(gòu)不同,發(fā)射各自不同的特征光譜,對(duì)于分析一些化學(xué)性質(zhì)極為相似的元素具有特別重要的意義;4、檢出限低(靈敏度高)5、準(zhǔn)確度較高:標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍寬,可達(dá)46個(gè)數(shù)量級(jí)??赏瑫r(shí)測(cè)定高、中、低含量的不同元素。因此ICP-AES已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中。6、式樣用量少,適于整批樣品的多組分測(cè)定,尤其是定性分析更顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。三、原子發(fā)射光譜是怎樣產(chǎn)生的?(必考點(diǎn))原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生是由于原子外層電子在不同能級(jí)間
33、(高能級(jí)向低能級(jí))的,多余能量以電磁輻射的形式發(fā)射出去,從而得到發(fā)射光譜,原子發(fā)射光譜為線狀光譜;四、光譜的定性分析1、根據(jù)光譜圖中是否有某元素的特征譜線(一般是最后線)出現(xiàn)來(lái)判斷樣品中是否含有某種元素。2、定性分析:標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法和鐵光譜法3、元素的分析線與最后線進(jìn)行定性分析時(shí),只須檢出幾條譜線即可。分析線:進(jìn)行定性分析或定量分析的特征譜線。靈敏線:具有一定強(qiáng)度、能標(biāo)記某元素存在的特征譜線。是容易激發(fā)的譜線。最后線:指當(dāng)樣品中某元素的含量逐漸減少時(shí),最后仍能觀察到的幾條譜線。在定性分析中,待測(cè)元素譜線容易被基體的譜線和臨近的較強(qiáng)譜線所干擾或重疊,一般要根據(jù)該元素兩條以上不受干擾的最后線與靈敏線來(lái)判定,以避免由于其他譜線的干擾而判斷錯(cuò)誤。4、鐵光譜法目前最通用的方法,是采用鐵的光譜作為波長(zhǎng)的標(biāo)尺,來(lái)判斷其他元素的譜線。特點(diǎn):譜線多,在210660nm范圍內(nèi)有幾千條譜線。譜線間距離都很近,在上述波長(zhǎng)范圍內(nèi)譜線均勻分布,且對(duì)每一條譜線波長(zhǎng)已精確測(cè)量。原子吸收光譜法(AAS)一、原子吸收光譜法定義原子吸收光譜法是基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)對(duì)其原子共振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。二、原子吸收光譜法的缺點(diǎn)1、目前大多數(shù)儀器都不能同時(shí)進(jìn)行
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