儀器分析復習概要

1、選擇題20分，填空題20分，判斷題10分，簡答題30分，計算題20分1、儀器分析的分類、特點、主要評價指標分類：光學分析法、電化學分析法、色譜法、其他儀器法特點：1）靈敏度高2）取樣量少3）檢出度高4）操作簡便。缺點是相對誤差 大 主要評價指標：精密度、準確度、選擇性、靈敏度、檢出限、標準曲線的線性及 線性范圍2、各個儀器分析方法的英文縮寫及分析對象紫外-可見吸收光譜法UV-vis-物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)紅外吸收光譜法IR鑒定化合物類別，鑒定官能團原子吸收光譜法AAS 主要測定金屬元素、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-可見光照射分子時，會發(fā)生電子能級的躍遷，對應產(chǎn)生的躍遷，對應產(chǎn)生的 光譜，稱為電子光譜，長稱紫外-可見吸收光譜紅外:利用物質(zhì)對紅外輻射的吸收所產(chǎn)生的紅外吸收光譜，對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及含量進行 分析測定的方法叫紅外吸收光譜分析法。4、朗伯比爾定律（紫外、原子吸收的計算，摩爾吸光系數(shù)）A = lgI0 / Iv= kCLIo= 入射光強， Iv= 透射光強A= be 二摩爾吸光系數(shù)摩爾吸收系數(shù) k：吸光物質(zhì)在特定波長和溶劑中的一個特征常數(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（類型、具體的光譜區(qū)域、具體的吸收帶）1

3、efe*躍遷200nm遠紫外區(qū) 飽和烴只能發(fā)生efe*躍遷；2nf e*躍遷200nm左右（150250nm）含有未共用電子對的雜原子 （N OSX）的飽和基團發(fā)生nf e*躍遷3nf n*躍遷（K、B、E帶）若有共軛體系，波長向長波方向移動，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化合物C=S，O=N-，-N=N-6、生色團和助色團生色團：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 為生色團。-C=O -, -C=C-,-C=C-O-，O=N-助色團是一種能使生色團的吸收峰向長波方向移動并增強其吸收強度的官能團，

4、 一般是含有未共享電子的雜原子基團，如NH2，OH,NR2,SH,Cl，Br，OR，SR等。7、影響紫外可見吸收光譜的因素共軛效應：nfn共軛 助色效應：nn共軛 超共軛效應：en共軛 空間位阻溶劑效應8 紫外可見分光光度計基本部件和作用1光源：提供連續(xù)光譜可見光區(qū)：鎢燈作為光源，波長范圍在 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，可見區(qū) 一般用玻璃池。4檢測器5信號顯示器9、紅外吸收的條件1.分子的振動必須能與紅外輻射產(chǎn)生耦合作用。2.只有當照射分子的紅外輻射光子的能量

5、與分子振動能級躍遷所需的能量相等。10、雙原子分子的振動（振動頻率、基頻峰和泛頻峰）化學鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧一簡諧振動虎克定律2兀JMJ7?1J77k為化學鍵的力常數(shù)，其定義為將兩原子由平衡位置伸長單位長度時的恢復 力（單位為Ncm-1基頻峰：v=0fv=1,基本振動頻率；注：最強，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：泛頻峰強度弱，難辨認，卻增加了光譜的特征性。11、多原子分子的振動（基本振動類型，振動自由度的計算,影響吸收峰數(shù)目的因素）非線性分子線性分子（所有分子在一條直線上）沒有偶極矩變化的振動，不產(chǎn)生

6、紅外吸收； 相同頻率的振動吸收重疊，即簡并；儀器不能區(qū)別頻率十分接近的振動，或吸收帶很弱，儀器無法檢測;有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外； 產(chǎn)生各種泛頻峰。12、特征區(qū)和指紋區(qū)特征區(qū)(40001300cm-1):是由伸縮振動產(chǎn)生的吸收帶，為化學鍵和基團的特征 吸收峰。伸縮振動對稱伸縮振動對稱伸縮振動反對稱伸縮振動反對稱伸縮振動6：2926 cm-1:2853 cm-1（強吸收（強吸收S）變形振動3n-63n-5振動形式數(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，是鑒定基團存在的主要區(qū)域；指紋區(qū)(1800600cm-1):是由

7、單鍵的伸縮振動和變形振動產(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，能反映分子結(jié)構(gòu)的細微變化。13、 影響基團頻率的因素6共軛效應：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；8誘導效應：吸電子基團使吸收峰向高波數(shù)方向移動；9空間位阻：破壞共軛體系的共平面性，向高波數(shù)移動；10振動偶合相鄰的兩個基團(其振動頻率相近)，發(fā)生相互振動偶合， 使吸收峰分裂；11費米共振當泛頻峰與某基頻峰位相近時， 由于相互作用產(chǎn)生強吸收帶 或發(fā)生峰的分裂；12測量物態(tài)(氣液固)13溶劑效應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 能斯特燈和硅碳棒 ；15吸收池：可測定固、液、氣態(tài)樣品； 注意：用于測定紅外光譜的樣品有較高的純度(98%)，且不 應含有水分。16單色器： 把復合光色散成單色光，常用的有光柵、棱鏡；17檢測器：真空熱電偶、熱(釋)電檢測器、碲鎘汞檢測器。15、譜圖解析(重要的吸收峰的位置、特點)1) OH36503200cm-1確定醇、酚、酸在非極性溶劑中， 濃度較小(稀溶液)時， 峰形尖銳的強吸收 發(fā)生締合作用，峰形較寬的強吸收(s)NH伸縮振動：35003100cm-1(2)飽和碳原子上的一CHCH32960 cm-12870 cm-1反對稱伸縮振動對稱伸縮振動CH

9、22930 cm-1反對稱伸縮振動(s);當濃度較大時,2850 cm-1對稱伸縮振動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，無紅外活性(2)RC三N非共軛2260-2240 cm-1共軛2230-2220 cm-1僅含C、H、N時：峰較強、尖銳；有0原子存在時；0越靠近C三N,峰越弱;雙鍵伸縮振動區(qū)(19001300 cm-1)

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

11、（2）3350cm-1強而寬的吸收帶，締合-OH形成的OH,1005 cm-1吸收峰C-O，醇 類化合物；（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無吸收峰，說明不含-CH3，1460 cm-1是-CH2-的CH2。16、色譜圖中的基本術(shù)語 nrt?-“-1、 基線一在實驗操作條件下，色譜柱后沒有樣品組分流出的曲線稱為基線。穩(wěn) 定的基線應該是一條水平直線。2、 峰高一色譜峰頂點與基線之間的垂直距離，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、 色譜峰的寬度標準偏差6峰高0.607倍處的色譜峰寬的一半。 半峰寬Y1/2峰高一半處對應的峰寬。Y1/2 =2.3546基線寬度Y色譜峰兩側(cè)拐點所作切線在基線上的距離。Y =465、 色譜保留值一定性的依據(jù)1)死時間to不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需的時間。(2)保留時間tR組分流經(jīng)色譜柱時所需時間。(3)調(diào)整保留時間tR扣除了死時間的保留時間。t R =tR-t0*t R體現(xiàn)的是組分在柱中被吸附或溶解的時間，更合理的反映了被測組分的保留特性。17、分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)：組分在兩相之間達到平衡分配時，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/在組分在流動相中物質(zhì)的量=K(Vs/Vm)18、塔板理論(塔板數(shù)的計算公式，理論的創(chuàng)新點)在每一個平衡過程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達到；將載氣看作成脈動(間歇)過程; 試樣沿色譜柱方向的擴散可忽略；每次分配的分配系數(shù)相同。色譜柱的總長度為L,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散和傳質(zhì)過程，從而在動力學基礎(chǔ)上較好地解釋了影響板高的各種因素。H = A + B/u + CuA:渦流擴散項，B/u分子擴散項，Cu:傳質(zhì)阻力都小的時候塔板高度H才會小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 屬的1利用保留時間定性：此方法要求操作條件穩(wěn)定、一致，必須嚴格控制操作條件, 尤其是流速。不適用于不同儀器上

15、獲得的數(shù)據(jù)之間的對比。2相對保留值法：相對保留值r21僅與柱溫和固定液性質(zhì)有關(guān)。在色譜手冊中都 列有各種物質(zhì)在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來進行定性鑒定。3.保留指數(shù)定性法：保留指數(shù)又稱為柯瓦（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際上公認的定性指標。 它具有重現(xiàn)性好、 標準統(tǒng)一及溫度系數(shù)小等優(yōu)點。4.與其它分析儀器聯(lián)用的定性方法（如：GC-MS目前解決復雜混合物中未知物 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。準稱樣品m（含被測組分mi）Ai=組分i峰面積，As為標準物峰面積，m為樣品質(zhì)量，f為質(zhì)量校正因子內(nèi)標物應

16、是樣品中不存在的純物質(zhì)；內(nèi)標物的峰位置應盡量靠近被測組分的峰，或位于幾個被測物色譜峰的中間并與這些色譜峰完全分離；內(nèi)標物的質(zhì)量應與被測物質(zhì)的m接近，能保持色譜峰大小差m$理R 4丫丫內(nèi)標+準稱純物質(zhì)作內(nèi)標物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；6-壓力表；7-進樣器；8-色 譜柱；9-熱導檢測器；10-放大器；11-溫度控制器；12-記錄儀；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目的。熱導檢測器（TCD）（氫）火焰離子化檢測器（F

17、ID）電子捕獲檢測器（ECD）火焰光度檢測器（FPD）氮磷檢測器（NPD）也稱熱離子檢測器（TID）原子發(fā)射檢測器（AED）硫熒光檢測器（SCD）23、毛細管氣相色譜儀器的兩個部件（分流和尾吹）24、高效液相色譜儀（基本部件和作用、梯度洗脫、常用檢測器）高效液相色譜儀的結(jié)梯度洗脫：在一個色譜分析周期內(nèi)，不斷改變流動相配比、極性、pH、離子強度（使用兩種或兩種以上溶劑），以達到用最短的時間獲得最佳的分離效果。常用檢測器：紫外可見吸收檢測器（UV-Vis）熒光檢測器（FLD）示差折光率檢測器（RID）25、高校液相色譜法的主要類型（）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其共振線的吸收而進行定量的分析方法。 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，又稱做元素的特征譜線。27. 原子吸收譜線的輪廓的表示方法K（譜線輪廓）因此各元素的共振線28. 影響譜線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）吸收線的輪廓主要受多普勒和勞倫茲變寬影響