儀器分析考試相關重點

1、液相1. 適應范圍寬分離范圍：高沸點、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大（大于 400以上）的有機物2. 液相色譜儀組成： 高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)3. 等度洗脫：在整個分離過程中，流動相的洗脫強度不變化，將目標物分離。4. 梯度洗脫：分離過程中，按一定程序，連續(xù)改變不同極性的溶劑之間的比例，使流動相的強度、極性、pH值或離子強度相應地變化，提高分離、縮短分析時間。5. 紫外檢測器：應用最廣，對大部分有機化合物有響應，無紫外吸收的化合物不適用。工作原理：A=Kbc分類:固定波長；可變波長特點：線性范圍高；靈敏度高（10-9g/ml）;對流動相的流速和溫度變化不敏感； 可用于梯

2、度洗脫。6. 示差折光檢測器：原理:連續(xù)檢測參比池和樣品池中流動相之間的折光指數(shù)差值。折光指數(shù)=溶劑X © 1 +溶質(zhì)X © 2折光指數(shù)差值與濃度呈正比.通用型檢測器（每種物質(zhì)具有不同的折光指數(shù)）；靈敏度低、對溫度敏感、不能用于梯度洗脫。7. 熒光檢測器：高靈敏度（10-11g/ml）、線性范圍103、高選擇性；對多環(huán)芳燒，維生素 B、黃曲霉素、嚇 咻類化合物、農(nóng)藥、藥物、氨基酸、笛類化合物等有響應。激發(fā)波長發(fā)射波長8. 液-液分配色譜：固定相與流動相均為液體（互不相溶）；基本原理：組分在固定相和流動相上的分配；K=Cs/Cm= 3 Vm/Vs分離順序取決于 K;流動相的種

3、類影響 K正相色譜：對于親水性固定液，采用疏水性流動相，即流動相的極性小于固定液的極性；反相色譜：流動相的極性大于固定液的極性。9. 離子交換色譜：固 定相：陰離子離子交換樹脂、陽離子離子交換樹脂；基本原理：基于離子交換樹脂上可電離的離子與流動相中具有相同電荷的溶質(zhì)離子進行反復可逆交換；組分與離子交換劑之間親和力的大小與離子半徑、電荷、存在形式等有關。親和力大，保留時間長；陽離子交換: RSO3Na+M+=R SO3M+Na+ 陰離子交換： R NR4Cl+X-=R NR4X+C1-應用：離子及可離解的化合物，氨基酸、核酸等。10. 離子色譜：離子色譜采用了特制的、具有極低交換容量的離子交換樹

4、脂作為柱填料，并采用淋洗液抑制技 術和電導檢測器，是測定混合陰離子的有效方法。11. 雙柱型離子色譜法 以陰離子交換為例：A 分離柱： R OH-+Na+Br-RBr-+Na+OH-B抑制柱：R H+Na+OH-R Na+H2OR H+Na+Br-R Na+H+Br-12. 離子對色譜：陰離子分離：常采用烷基鉉類，如氫氧化四丁基鉉或氫氧化十六烷基三甲鉉作為對離子；陽離子分離：常采用烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉作為對離子；13. 排阻色譜色譜：原 理：按分子大小分離。小分子可以擴散到凝膠空隙，由其中通過，出峰最慢；中等分子只能通過部分凝膠空隙，中速通過；而大分子被排斥在外，出峰最快。溶劑分子小，故在

5、最后出峰?？蓪?相對分子質(zhì)量在100-105范圍內(nèi)的化合物按質(zhì)量分離。14. 如何保證良好的柱性能與柱壽命：盡量減少壓力波動，避免機械及熱沖擊；使用保護柱及在線過濾器；色譜柱使用溫度最好小于 40度;充分過濾樣品及流動相，盡量避免雜質(zhì)微粒與強保留成分；硅膠基質(zhì)的色譜柱，應保持流動相的 PH值范圍；在2.08.0,使用有機緩沖溶液； 流動相中含有緩沖溶液，應注意用95:5的水及有機溶劑過渡，有機溶劑不能低于5%;經(jīng)常以強溶劑沖洗色譜柱.15. 如何儲存色譜柱：1.盡可能將色譜柱儲存在 100%有機溶液中，避免在緩沖溶液中保存。2.使用緩沖溶液后的色譜柱，用不含緩沖液的同種水-有機溶劑流動相沖洗色

6、譜柱 （1520倍的柱體積），后換成100%有機溶劑儲存。3.避免用純水沖洗鍵合致密的C18柱。4.將色譜柱的兩端用堵頭寧好，以免柱床填料干裂。16. 液相色譜的流動相：一、重要性（與氣相色譜法比教）氣相色譜法樣品固定相液相色譜法樣品固定相流動相17. 正相色譜流動相的選擇：流動相的極性小于固定相的極性，極性柱也稱正相柱。例如 -CN基柱、-NH2基柱1. 一般規(guī)律：流動相（弱極性），極性弱的組分流出；增加極性，順序不變，保留值變小。2. 方法底劑：低極性溶劑。正己烷、苯、氯仿等洗脫劑： 極性較強。酰、酮、醇和酸18. 反相色譜流動相的選擇：流動相的極性大于固定相的極性，非極性柱也稱反相柱。例

7、如 -C18柱、-C8柱、 苯基柱1. 一般規(guī)律：流動相（極性），極性強的組分先出；減小極性，順序不變，保留值變小。2. 方法：底劑：水洗脫劑：甲醇、乙睛、二氧六環(huán)、四氫吠喃氣相1. 色譜法分類：（1）氣相色譜：流動相為氣體（稱為載氣）。按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜（2）液相色譜：流動相為液體（也稱為淋洗液）。按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。2. 色譜流出曲線： 從流動相帶著組分進入色譜柱起就用檢測器檢測流出柱后的流動相，并記錄信號強度隨時 間變化的曲線，此曲線就叫色譜流出曲線。3. 基線：當色譜柱后沒有組分進入檢測器時，在實驗條件下，反映檢測系統(tǒng)噪聲隨時間變化的線。4.

8、保留時間（tR）:組分從進樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時所需的時間；5. 死時間（tM ）:不與固定相作用的氣體（如空氣）的保留時間；6. 相對保留值r21 組分2與組分1調(diào)整保留值之比：r21 = t R2 / t R1= V R2 / V R1注意：相對保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關，與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關表示固定相對這兩種組分的選擇性在GC中用于定性的依據(jù)！7. 色譜流出曲線的意義：色譜峰數(shù)=樣品中單組份的最少個數(shù)；色譜保留值一定性依據(jù)；色譜峰高或面積一定量依據(jù)；色譜保留值或 區(qū)域?qū)挾纫簧V柱分離效能評價指標；色譜峰間距一固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)。8. 分配系數(shù)K:組分

9、在固定相和流動相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分配達平衡時的濃度之比值，即組分在固定相中的濃度K =CM組分在流動相中的濃度分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。K與固定相和溫度有關，與兩相體積、柱管的特性、使用的儀器無關。9. 分配系數(shù) K的討論組分在固定相中的濃度K值是一定溫度下，組分的分配系眼 泌碑成動柚郭融feg適宜的固定相可改善分離效果；各組分具有不同的 分離的基礎；某組分的 K = 0時，即不被固定相保留，最先流出。10. 分配比k （容量因子或容量比）：在一定溫度壓力下，組分在兩相間分配達到平衡時的質(zhì)量比組分在固定相中的質(zhì)量m

10、s組分在流動相中的質(zhì)量mM討論：分配系數(shù)與分配比都與組分、固定相的熱力學性質(zhì)有關，隨柱溫、柱壓的改變而變化。二者都是衡量色譜柱對組分保留能力的參數(shù)，數(shù)值越大，組分的保留時間越長。分配比可以由實驗測得。11.容量因子與分配系數(shù)的關系M s Vs,M SVsCsk =M M sVsV.tR tM tR k -=tMtMK_ P12. 選擇因子a與分配比、分配系數(shù)的關系注意：K或k ：某一組分在兩相間的分配；«是兩組分間的分離情況！兩組分 K或k相同，即a =1 ，兩組分不能分離；兩組分K或k相差越大，a越大，分離越好。兩組分在兩相間的分配系數(shù)不同，是色譜分離的先決條件。13. 塔板理論：

11、半經(jīng)驗理論；將色譜分離過程比擬作蒸儲過程，將連續(xù)的色譜分離過程分割成多次的平衡過程的重復（類似于蒸儲塔塔板上的平衡過程）；色譜柱長：L,虛擬的塔板間距離：H,色譜柱的理論塔板數(shù)：n,則三者的關系為：n = L / H理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關系為：tR 2 tR 2。"（丫心）-伯板）14. 塔板理論的特點和不足：色譜柱長固定，n大（H?。?，被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)多，柱效能高，所得色譜峰窄。（2）不同物質(zhì)在同一色譜柱上的K不同，用n有效和H有效作為衡量柱效能的指標時，應指明測定物質(zhì)。（3）兩組分的K相同時，該色譜柱的柱效 n多大，都無法分離。（4）塔板理論無法解釋同一色譜 柱在

12、不同的載氣流速下柱效不同的實驗結果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。15. 分離度：1、難分離物質(zhì)對的色譜分離要求：（1）保留值之差足夠大色譜過程的熱力學因素（2）區(qū)域?qū)挾日V過程的動力學因素。討論：分離效果差，柱效低，選擇性（ a ）低完全分離，柱效高，峰窄，選擇性（ a ）低；完 全分離，選擇性（a ）增加，柱效低，峰寬完全分離，柱效高，選擇性（ ot）好分離度的表達式:2 (t R (2 ) - t R(1) )2 (tR (2) - t R (1 ) )R =Wb(2)Wb(i)1.699 (Yi/2(2)Yi/2(1)R=0.8 :兩峰的分離程度可達89% ; R=1 :

13、分離程度 98% ; R=1.5:達99.7% （相鄰兩峰完全分離的標準）16.色譜方程：令 Wb（2）=Wb（1）=Wb （相鄰兩峰的峰底寬近似相等），引入相對保留值和塔板數(shù)，可導出下式: '''''2 （t R（2） t R （1） ） t R （2） _ t R （1）（t R（2）t R （1）1）*R（1）（ r21- 1）R =Wb（2）Wb（1）WbWbn有效=16 R2(-I2L =16 R2(-)2，H 有效r21 Tr21 Tt R(2) _ (21 - 1)21 II n有效 :1617.有關色譜方程的討E：譜方程可得：提高,離廢：

14、 柱長更有效。2）分離度R與保留R21）分離度R與n （柱效）的關系對具一定相對保留值 增加柱長、柱效為提高柱效，用減小塔板高度因子a的關系：a越大，柱選擇性越好，對分離有利。a的物質(zhì)對，由色H的方法比增加a的微小變化可從1.01增加至1.10（增加9% ）時，R增加9倍（但a>1.5, R增加不大）。改變引起R較大改變。如，當 aa的方法有：降低柱溫、改變流動相及固定相的性質(zhì)和組成。3）分離度R分配比k的關系k增加，分離度 R增加，但當k>10，則R的增加不明顯。通常 k在210之間。改變 k的方法有：適當改變柱溫（GC）、改變流動相性質(zhì)和組成 （LC）以及固定相含量。色譜分離中

15、的問題：分析物組成復雜，為獲得滿意分離采用程序升溫（GC）和梯度淋洗（LC）來解決這個問題。）或氣相21. 適用范圍：氣體、易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的液體和固體。沸點500度以下，熱穩(wěn)定性良好，相對分子量在400以下的化合物。約占有機物的15% 20%。2. 基本組成：氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)溫控系統(tǒng)氣路系統(tǒng)：獲得純凈、流速穩(wěn)定的載氣。包括壓力計、流量計及氣體凈化裝置。進樣系統(tǒng)：汽化室的作用是將液體或固體樣品瞬間氣化為蒸氣，并很快被載氣帶入色譜柱。汽化室可控制溫度為 20400 C。氣化溫度比柱溫高 3070 C分離系統(tǒng)：由色譜柱組成，是色譜儀的核心部件，作用是分離樣品。色譜柱主要有兩類

16、：填充柱和毛細管柱 柱溫：是影響分離的最重要的因素。選擇柱溫主要考慮樣品待測物沸點和對分離的要求。柱溫通常要等于或略高于樣品的平均沸點（分析時間20-30min）;色譜柱的溫度控制方式有恒溫和程序升溫二種。對寬沸程的樣品，應使用程序升溫方法。程序升溫 指在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達到用最短時間獲得最佳分離的目的?？刂茰囟认到y(tǒng)： 在氣相色譜測定中，溫度是重要的指標，它直接影響色譜柱的選擇分離、檢測器的靈敏度和穩(wěn)定性。3. 組分分子與固定液間的作用力：GC中，主要的作用力是組分與固定液分子間的作用力，與流動相無關。作用力大的 組分，分配系數(shù)大。分子間作用力包括有定

17、向力、誘導力、色散力和氫鍵。前三種統(tǒng)稱范德華力，都是由電場作用而引起的，而氫鍵力則是一種特殊的范德華力。1）靜電力（定向力）一一極性與極性分子之間（偶極與偶極之間靜電吸引）分離靜電力反比于溫度極性樣品流出順序：極性中等極性非極性2）誘導力一一極性與非極性分子之間（偶極與瞬時偶極之間靜電吸引）極性分子的極性越大，非極性分子越容易被極化，誘導力大。樣品具有非極性分子和可極化的組分時，可用極性固 定液的誘導效應分離。例，苯（B.P.80.1C）和 環(huán)己烷（B.P.80.8C）沸點接近，偶極矩為零，苯比環(huán)己烷容易極化。3）色散力一一非極性分子之間（瞬時偶極之間靜電吸引）；分離非極作用力正比于沸點，沸點

18、低高性樣品流出順序：極性V中等極性V非極性4）氫鍵力一一強度介于化學鍵力和范德華力之間的靜電吸引，亦屬取向力。X H, Y電負性強，氫鍵強,Y的半徑小，氫鍵強4. 固定液的選擇一般可按“相似相溶”原則來選擇。在應用時，應按實際情況而定。（i）分離非極性物質(zhì)：一般選用非極性固定液。試樣中各組分按沸點次序流出，沸點低v沸點高。（ii）分離極性物質(zhì)：選用極性固定液。試樣中各組分按極性次序分離，極性小v極性大。（iii）分離非極性和極性混合物：一般選用極性固定液。非極性組分v極性組分后流出。（vi）分離能形成氫鍵的試樣：一般選用極性或氫鍵型固定液。試樣中各組分按與固定液分子間形成氫鍵能力大小先后流出。

19、不易形成氫鍵的v易形成氫鍵的樣品。（v）復雜的難分離物質(zhì)：可選用兩種或兩種以上混合固定液。對于樣品極性情況未知的，一般用最常用的幾種固定液做試驗。5. 熱導檢測器（TCD ）原理：由于不同氣態(tài)物質(zhì)所具有的熱傳導系數(shù)不同，當它們到達處于恒溫下的熱敏元件（如W,半導體）時，其電阻將發(fā)生變化 ,電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號，從而實現(xiàn)檢測功能。影響熱導檢測器靈敏度的因素：（I）橋電流響應值與工作電流的三次方成正比。增大電流有利于提高靈敏度，但電流太大會影響鴇絲壽命。 一般橋電流控制在 1OO20OmA左右（N2作載氣時為100150mA , H2作載氣時150200mA 為宜）。（2）池體溫度：池體溫度低

20、，與鴇絲溫差加大，提高靈敏度。池體溫度過低，被測試樣冷凝在檢測器中。池體溫度一般不應低于柱溫。（3）載氣種類：載氣與試樣的熱導系數(shù)相差愈大，靈敏度愈高。選擇熱導系數(shù)大的H2或He作載氣有利于靈敏度提高。（4）熱敏元件的阻值：阻值高、電阻溫度系數(shù)P大（隨溫度改變，阻值改變大，或者說熱敏性好）的熱敏元件，其靈敏度高。如鴇絲。（5）熱導池的死體積較大，靈敏度較低，使用具有微型池體（2.5 L）的熱導池。6. 火焰離子化檢測器（FID ）原理：含碳有機物在H2-Air火焰中燃燒產(chǎn)生碎片離子，在電場作用下形成離子流，根據(jù)離 子流產(chǎn)生的電信號強度，檢測被色譜柱分離的組分。結構：主體為離子室，內(nèi)有氣體入口、

21、火焰噴嘴、一對電極：發(fā)射極（極化極）和收集極、外罩。影響操作條件的因素： （1）氣體流量載氣流量一般用氮氣，最佳流速考慮分離效能氫氣流量氫氣流量與載氣流量之比影響氫火焰的溫度及火焰中的電離過程。H2: N2 = 1: 11 : 1.5 （最佳氫氮比） 空氣流量 空氣是助燃氣 一般 H2:空氣=1 : 10 2）極化電極極化電壓的大小直接影響響應值。一般選 土 100V 土 300V(3) 使用溫度氫焰檢測器的溫度不是主要影響因素80200 C靈敏度幾乎相同。80 C以下靈敏度顯著下降。(水蒸氣冷凝所致)7. 電子捕獲檢測器(ECD)捕獲機理：3射線電離載氣，產(chǎn)生次級電子和正離子，在電場作用下，

22、電子向正極移動，形成恒定基流。電負性溶質(zhì)進入檢測器，電負性溶質(zhì)捕獲低能量的自由電子，形成穩(wěn)定的負離子。負離子再與載氣正離子復合成中性化合物，使基流降低而產(chǎn)生負信號倒峰。組分濃度越高。倒峰面積越大。8. 火焰光度檢測器(FPD)原理：硫和磷化合物在富氫火焰中燃燒，生成化學發(fā)光物質(zhì)， 發(fā)射出特征波長的光，記錄這些特征光譜，就能檢測硫和磷。主要測硫、磷。紫外可見1. 紅移與藍移(紫移)：有機化合物中，因取代基的變更或溶劑的改變，使吸收峰的最大吸收波長發(fā)生移動。向長波方 向移動稱為紅移。向短波方向移動稱為藍移。2. 光吸收定律：腐 1A = lg = lg = Kbc'tr用一束強度為Io的單

23、色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為 c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度 c的乘積。適用條件：單色光；吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)；吸收過程中，吸收物質(zhì)互相不發(fā)生作用；吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性，且對每一組分分別適用，即：A總=A1+ A2+ A3 , + An = £ 1bc1+ £ 2bc2+£ 3bc3, + £ nbcn;吸收定律對紫外光、可見光、紅外光都適用3. 紫外可見分光光度計組成結構：光源一一單色器一一吸收池一一檢測器一一信號顯示系統(tǒng)波長范圍：185 375nm4. 顯色反應及

24、條件選擇：在紫外-可見光譜分析中，有時選用適當?shù)脑噭┙?jīng)化學反應將被測組分轉(zhuǎn)變成在一定波長范圍內(nèi) 有吸收或吸收系數(shù)較大的物質(zhì)，然后進行測定，以提高測定的靈敏度和選擇性。5. 顯色反應的類型：配位反應和氧化還原反應原子吸收分光光度法1 .原子吸收光譜法 是基于被測元素基態(tài)原子在 蒸氣狀態(tài)對其原子共振輻射的 吸收 進行元素定量分析的方法。2.峰值吸收：原子吸收分析中使用銳線光源，測量譜線的峰值吸收，代替積分吸收系數(shù)上式需滿足條件：(1)光源的發(fā)射線與吸收線的v 0一致。(2)發(fā)射線的 v 1/2小于吸收線的 v 1/2。提供銳線光源的方法：空心陰極燈2Tdn 2A = 0.434 ；盤、D2e ,

25、N 0 fL = kLN 0mc3. 基態(tài)原子數(shù)：原子吸收光譜是利用待測元素的原子蒸氣中基態(tài)原子與共振線吸收之間的關系來測定的 化時，原子蒸氣中基態(tài)原子與待測元素原子總數(shù)之間的定量關系。需要考慮原子4. 原子吸收分光光度儀銳線光源 一*原子化系統(tǒng) 一*單色器 一檢測器光源-單色器-吸收池-檢測器-信號顯示系統(tǒng)特點：(1)采用銳線光源(2)單色器在火焰與檢測器之間(3)原子化系統(tǒng)空心陰極燈：陰極：空心圓筒形，筒內(nèi)熔入被測元素；陽極：鴇棒； 管內(nèi)充氣：氯或氧；石英窗。極間電壓 500-300伏，要求穩(wěn)流電源供電?？招年帢O燈的輻射強度與燈的工作電流有關。5. 火焰原子化器：常用的是 預混合型原子化器

26、。它是由霧化器、燃燒器組成?；鹧骖愋停夯瘜W計量火焰：中性火焰。燃氣與助燃氣比例與化學反應計算量相近。富燃火焰：還原性火焰，燃氣大于化學反應計算量，燃燒不完全，貧燃火焰：氧化性火焰，助燃氣大于化學反應計算量，6. 火焰溫度的選擇：（a）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；（b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；（c）火焰溫度取決于燃氣與助燃氣類型，常用空氣一乙煥最高溫度2500K能測35種元素。7. 石墨爐原子化裝置結構：電源、保護系統(tǒng)和石墨管。原子化過程：原子化過程分為干燥（105C）、灰化（350- 1200 C,）、原子化（2400 3000 C）、凈化（允 許最

27、高溫度）四個階段，待測元素在高溫下生成基態(tài)原子。干燥：去除溶劑，防樣品濺射；灰化：使基體和有機物盡量揮發(fā)除去；原子化：待測物化合物分解為基態(tài)原子，此時停止通Ar,延長原子停留時間，提高靈敏度；凈 化：樣品測定完成，高溫去殘渣，凈化石墨管。8. 背景干擾及其抑制： 指原子化過程中所產(chǎn)生的光譜干擾，主要有分子吸收干擾和散射干擾，干擾嚴重時，不能進行測定。（1）分子吸收與光散射分子吸收：原子化過程中，存在分子對特征輻射產(chǎn)生的吸收。分子光譜是帶狀光譜，在一定波長范圍內(nèi) 產(chǎn)生干擾。光散射：原子化過程中，存在或生成的微粒使光產(chǎn)生的散射現(xiàn)象。產(chǎn)生正偏差，波長減短影響增大，基體元素濃度增加而增大，石墨爐原子化法比火焰法產(chǎn)生的干擾嚴重如何消除？ （1）鄰近非共振