儀器分析及公式總結

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上儀器分析總結一、基礎內容（一）緒論化學分析是指利用化學反應和它的計量關系來確定被測物質組成和含量的一類分析方法。儀器分析是指通過物質某些物理或者物理化學性質、參數(shù)及其變化來確定物質的組成、成分含量及化學結構的分析方法。分析儀器是儀器分析方法的技術設備，包括通用分析儀器和專用分析、測量一起兩大類。儀器分析的特點：1、 試樣用量少，適用于微量、半微量乃至超微量分析；2、 檢測靈敏度高，最低檢出量和檢出濃度大大降低；3、 重現(xiàn)性好，分析速度快，操作簡便，易于實現(xiàn)自動化、信息化和在線檢測；4、 化學分析需要在溶液中進行，儀器分析可在物質原始狀態(tài)下分析；5、 可實現(xiàn)復雜混合物成

2、分分離、鑒定或者結構測定；6、 相對誤差較化學分析誤差較高，達35%，不適合常量和高含量分析；7、 需要結構復雜的分析儀器，分析成本較高。分析方法類型：1、光化學分析法；2、電化學分析法；3、分離分析法；4、其他儀器分析法。分析儀器的性能指標：精密度、靈敏度、檢出限、動態(tài)范圍、選擇性、響應速度、分辨率。（二）電化學分析法電化學分析導論被測樣品：溶液分析對象：具體物種（分子、離子）分析方法：是將待測試液與適當?shù)碾姌O組成一個化學電池，通過測量電池的某些物理量，如電位、電流、電導或電量等來確定物質的組成和含量或測定某些電化學性質。電解池：由外加電源強制發(fā)生電池反應，以外部供給的電能轉變?yōu)殡姵胤磻a(chǎn)物

3、的化學能，在反應中有電荷在金屬/溶液界面上轉移，電子轉移引起的氧化或還原反應發(fā)生。并遵循Faraday電解定律，稱為Faraday過程。非Faraday過程：由于熱力學或動力學方面的原因，可能沒有電荷轉移反應發(fā)生，而僅僅發(fā)生吸附和脫附的過程，使電極/溶液界面的結構可以隨電位或溶液組成的變化而改變。電極過程：電極和溶液界面上發(fā)生一系列變化的總和。電極過程的基本歷程：1、 液相物質傳遞步驟；2、 前置的表面轉化步驟3、 電子傳遞步驟4、 隨后的表面轉化步驟5、 物質傳遞步驟極化現(xiàn)象：當有電流通過電極時，總的反應速率不為零，即原有的熱力學平衡被破壞，致使電極電位偏離平衡電位的現(xiàn)象電化學電池中的電極系

4、統(tǒng)：1、 工作電極：實驗中要研究或考察的電極，它在電化學池中能發(fā)生所期待的電化學反應，或者對激勵信號能做出響應的電極2、 參比電極：在測量過程中其電位幾乎不發(fā)生變化的電極3、 輔助電極（又稱對電極）：提供電子傳導的場所，與工作電極、參比電極、組成三個電極系統(tǒng)的電池，并與工作電極形成電流通路電分析化學方法：靜態(tài)方法：平衡態(tài)或非極化條件下的測量方法，如電位法、電位滴定法動態(tài)方法：有電流通過或極化條件下的測量方法，如伏安法、計時電位法伏安法：指用電極電解被測物質溶液，根據(jù)所得到的電流電壓曲線來進行分析的方法電位分析法：將一個指示電極和一個參比電極，或者采用兩個指示電極，與試液組成電池，然后根據(jù)電池電

5、動勢或者指示電極電位的變化來進行分析的方法（電位法、電位滴定法）電重量法：使用外加電源電解試液，電解完成后直接稱量電極上析出的被測物質的質量來進行分析的方法電離分離法：將電解的方法用于物質的分離庫侖分析法：根據(jù)電解過程中所消耗的電荷量來進行分析（分控制電流庫侖分析法和控制電位庫侖分析法）電導分析法：根據(jù)溶液的電導性來進行分析的方法（包括電導法和電導滴定法）電分析化學方法的特點：分析速度快；靈敏度高；所需試樣量少，所使用的儀器簡單，易于控制；適用于進行微量操作；可用于各種化學平衡常數(shù)的測定以及化學反應機理的研究。電位分析法電位分析法：電位法、電位滴定法電位法一般使用專用的指示電極，把被測離子的活

6、（濃）度通過毫伏電位計顯示為電位讀數(shù)，再有能斯特方程計算求其活度；電位滴定法類似于化學滴定法，是利用電極電位在化學計量點附近的突變來代替指示劑的顏色變化來確定滴定終點。被測物質含量的求取和化學滴定法完全相同電位分析法指示電極的分類：第一類電極：金屬電極與其金屬離子溶液組成的體系，其電極電位決定于該金屬離子的活度第二類電極：金屬及其難溶鹽（或絡離子）所組成的電極體系第三類電極：金屬與兩種具有共同銀離子的難溶鹽或難解離的絡離子組成的電極體系零類電極：惰性金屬電極，Pt、Au、C等膜電極：離子選擇電極電位選擇系數(shù)：電極對各種離子的選擇性，用電位選擇系數(shù)來表示，為一常數(shù)參比電極和鹽橋參比電極基本性質：

7、1、可逆性；2、重現(xiàn)型；3、穩(wěn)定性分類：標準氫電極、甘汞電極和銀氯化銀電極鹽橋作用：接通電路，消除或減小液接電位使用條件：1、鹽橋中電解質不含有被測離子；2、電解質的正負離子的遷移率應該基本相等；3、要保持鹽橋內離子濃度盡可能的大，以保證減小液接電位擴散電位：由于離子擴散速度的不同造成的電位差離子選擇電極電位=內參比電極+膜電位離子選擇電極類型：1、 玻璃電極2、 晶體膜電極：I）、氟離子單晶膜電極；II)、硫、鹵素離子電極3、 流動載體電極：液膜電極4、 氣敏電極：一種氣體傳感器，測定溶液或其他介質中氣體的含量5、 生物電極：一種將生物化學和電化學原理結合而制成的電極（分為酶電極、離子敏感場

8、效應晶體管、組織電極）響應時間：從離子選擇電極與參比電極一起與試液接觸時算起，直至電池電動勢達到穩(wěn)定值時為止，在此期間所經(jīng)過的時間為實際響應時間分析方法：直接比較法、校準曲線法、標準加入法電位滴定法滴定終點的確定：滴定反應發(fā)生時，在化學計量點附近，由于被滴定物質的濃度發(fā)生突變，指示電極的電位隨之產(chǎn)生突越，由此確定滴定終點滴定反應類型以及指示電極的選擇1、 酸堿反應可用pH玻璃電極作指示電極2、 氧化還原反應在滴定過程中，溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)的濃度比值發(fā)生變化，可采用零類電極作指示電極，一般都用鉑電極3、 沉淀反應滴定可根據(jù)不同的沉淀反應，選用不同的指示電極4、 絡合反應用EDTA進行電位滴定時

9、，可采用兩種類型的指示電極；一是應用于個別反應的指示電極；另一種能夠指示多種金屬離子的電極，謂之pM電極伏安法與極譜法液相傳質方式：對流、電遷移、擴散直流直譜裝置：以滴汞電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極組成的電解池干擾電流及其消除方法:殘余電流：來源于微量雜志的氧化還原所產(chǎn)生的電流，采用作圖法加以扣除遷移電流：加入大量支持電解質可以消除極譜極大：在電流電位曲線上出現(xiàn)的比擴散電流要大得多的突發(fā)電流峰：通常采用加入表面活性劑來抑制氧電流：通入惰性氣體，或在中性或堿性溶液中加入亞硫酸鈉，強酸中加入碳酸鈉或鐵粉，從而消除氧的電流干擾脈沖極譜：方波極譜法、常規(guī)脈沖極譜法、示差脈沖極譜法伏安法：線性

10、掃描伏安法、循環(huán)伏安法、溶出伏安法、單掃描極譜法（示波極譜法）特點1、 在汞滴的生長后期施加線性掃描電壓，且掃描速度快2、 在陰極射線示波器記錄電流電位曲線3、 在一滴汞生長周期內完成一個極譜波的測定循環(huán)伏安法（三角波電位掃描）：從其實電位Ei開始，線性掃描到終止電位Et后，再掃描到起始電位溶出伏安法：先將被測物質以某種方式富集在電極表面，而后借助線性電位掃描或脈沖技術將電極表面富集物質溶出根據(jù)溶出過程得到的電流電位曲線來進行分析的方法（陽極溶出伏安法、陰極溶出伏安法、吸附溶出伏安法、）伏安法常用的電極：汞電極、碳電極、金屬電極、化學修飾電極電解和庫侖法過電壓：指工頻下交流電壓均方根值升高，超

11、過額定值的10%，并且持續(xù)時間大于1分鐘的長時間電壓變動現(xiàn)象過電位：電極的電位差值，無電流通過（平衡狀態(tài)下）和有電流通過之電位差值。影響過電位的因素：1、電極材料和電極表面狀態(tài)；2、析出物質的形態(tài)；3、電流密度；4、溫度電分析方法的應用1、 控制電流電解法：指恒電流電解法，在恒定的電流條件下進行電解，然后直接稱量電極上析出物質的質量來進行分析，主要用于精銅產(chǎn)品的鑒定和仲裁分析2、 控制電位電解法：控制陰極或者陽極電位為一恒定值條件下進行電解的方法，特點是選擇性高，可用于分離并測定銀（與銅分離）、銅（與鉍、鉛、銀、鎳等分離）、鉍（與鉛、錫、鏑等分離）、鎘（與鋅分離）等庫侖法控制電位庫侖法優(yōu)點：具

12、有準確、靈敏、選擇性高，特別適用于混合物質的測定，同樣也是研究電極過程、反應機理等方面的有效方法控制電流庫侖法滴定終點的確定：化學指示劑法、電流法(單指示電極電流法、雙指示電極電流法)庫侖滴定法特點：1、 可以使用不穩(wěn)定的滴定劑2、 能用于常量組分及微量組分的分析，能作為標準方法3、 控制電位法同樣適用于庫侖滴定，提高了選擇性4、 可以采用酸堿中和、氧化還原、沉淀以及絡合等各類反應進行滴定微庫侖分析方法：動態(tài)庫侖滴定其他庫侖分析法：Karl Fischer（卡爾·費歇爾）滴定法、庫侖陣列電極電化學分析新方法化學修飾電極類型：吸附型、共價鍵合型、聚合物型、復合型化學修飾電極功能：富集作

13、用、化學轉換、電催化、滲透性生物電化學傳感器;酶傳感器（以氧作為待女子受體的酶傳感器、接替型酶傳感器、直接電子傳遞型酶傳感器）電化學免疫傳感器：電流型免疫傳感器、電位型免疫傳感器生物成分的表面固定化法：夾心法、交聯(lián)法、包埋法、共價鍵合法、吸附法微電極特點：1、電極表面的液相傳質速率加快，提高測量響應速度；2、通過電流的電流很小，在高阻抗體系的伏安法測量中可以不考慮歐姆電位降的補償；3、提高靈敏度、4、可以用于生物活體及單細胞分析微電極的基本性質：1、容易達到穩(wěn)定電流；2、微電極的時間常數(shù)很?。?、適用于高阻抗溶液體系（三）光學分析法光化學分析導論光學分析法：基于物質發(fā)射的電磁輻射或物質與輻射相

14、互作用后產(chǎn)生的輻射或發(fā)生信號變化來測定物質的性質、含量和結構的一類儀器分析方法。分為光譜法和非光譜法，包括三個過程：1.能源提供能量；2.能量與物質作用；3.產(chǎn)生被檢測信號。線狀光譜：由若干條強度不同的譜線和暗區(qū)相間而成的光譜。帶狀光譜：由幾個光帶和暗區(qū)相間而成的光譜。連續(xù)光譜：在一定范圍內各種波長的光都有，且連續(xù)不斷，無明顯的譜線和譜帶。電磁波吸收：由電磁輻射提供能量致使量子從低能級向高能級的躍遷過程（按電磁輻射作用對象分為：原子吸收、分子吸收、磁場誘導吸收）電磁波發(fā)射：由高能級向低能級躍遷并發(fā)射電磁波的過程（按受作用的對象分為：原子發(fā)射、分子發(fā)射）電磁波共振：由低能級吸收電磁輻射向高能級躍

15、遷，再由高能級躍遷回低能級并發(fā)射相同頻率的電磁輻射，同時存在弛豫現(xiàn)象的過程。弛豫現(xiàn)象：指以發(fā)光的形式釋放能量的過程。非光譜法：折射法、旋光法、比濁法、衍射法（X射線衍射法、電子衍射法）光譜法（吸收光譜、發(fā)射光譜、散射光譜）：1、基于原子、分子外層電子能級躍遷的光譜法：原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、紫外可見光吸收光譜法、分子熒光和分子磷光光譜法、化學發(fā)光分析法2、基于原子內層電子能級躍遷發(fā)光譜法：X射線分析法X射線熒光法、X射線吸收法、X射線衍射法3、基于原子核能級躍遷的光譜法：核磁共振波譜法4、基于Raman散射的光譜法光譜儀的組成：穩(wěn)定光源系統(tǒng)試樣引進系統(tǒng)波長選擇系統(tǒng)檢測系

16、統(tǒng)信號處理或讀出系統(tǒng)光譜儀分類：吸收光譜儀、吸收/發(fā)射和發(fā)散射光譜儀以及發(fā)射光譜分析儀光源系統(tǒng)（一般指常見光源）：連續(xù)光源、線光源、脈沖光源波長選擇系統(tǒng)：單色器、濾光片、棱鏡、光柵、狹縫檢測系統(tǒng)：理想的檢測器、光電檢測器（硒光電池、真空管電管、光導電檢測器、硅二極管、光電倍增器、硅二極管陣列、電荷轉移器件、）、熱檢測器（真空熱電偶、測熱輻射計、熱釋電檢測器）原子發(fā)射光譜法原子光譜法的基礎原子能級：原子有原子核和核外電子組成，核外電子按照一定規(guī)律排列在一定軌道繞核運動，由于不同軌道的能級不同，所以每個電子的能量也由它所處的能級所決定的，意即不同能量的電子發(fā)生躍遷時所需的激發(fā)能是不一樣的。不同能級

17、間的能量差不同且量子化；原子的吸收光譜由原子最外層電子的躍遷所產(chǎn)生的。原子化過程：被測元素由試樣轉入氣相，并轉化為基態(tài)原子的過程。包括火焰原子化法（常用為乙炔-空氣火焰）和非火焰原子化法（最常用的是管式石墨爐原子化器）兩種方法。定量分析方法：1、校正曲線法；2、標準加入法；3、內標法共振譜線：由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)所輻射的譜線稱為共振線。共振線是原子發(fā)射光譜中最強的譜線。處于較低能級的激發(fā)態(tài)(第一激發(fā)態(tài))直接躍遷到基態(tài)時所輻射的譜線稱為第一共振線（不同元素的特征譜線）。用來進行光譜分析的譜線叫做分析線，分析線常常選用靈敏線或最后線。靈敏線：是各元素中最容易激發(fā)或激發(fā)電位較低，躍遷幾率較大的譜線

18、。靈敏線大多是一些共振線。定性分析：各種元素都有自己的特征譜線組識別各元素的特征譜線鑒定元素的存在。定量分析：譜線的強度測定元素的含量。原子發(fā)射光譜法定義：原子發(fā)射光譜分析(AES)是根據(jù)原子所發(fā)射的光譜來測定物質的化學組成的分析方法。原子發(fā)射光譜分析的特點：光譜定性分析可靠、靈敏、快速、 簡便、應用范圍廣。周期表上約七十個元素可以用光譜方法較容易地定性鑒 定，這是光譜分折的突出應用。 在多數(shù)情況下，分析前不必把待分析的元素從基體元素中分離出來。一次分析可以同時測得樣品中多種元素的含量。消耗試樣量很少，并具有很高的靈敏度。適宜于作低含量及痕量元素的分折。不適合分析有機物及大部分非金屬元素。原子

19、發(fā)射光譜法的過程：由光源提供能量使試樣蒸發(fā)，形成氣態(tài)原子，并進一步使原子激發(fā)產(chǎn)生光輻射將光源發(fā)出的復合光排列成譜線，形成光譜用檢測器檢測譜線的強度和波長影響譜線強度的因素有：統(tǒng)計權重、躍遷概率、激發(fā)能、激發(fā)溫度、基態(tài)原子數(shù)自吸現(xiàn)象：原子在高溫時被激發(fā)，發(fā)射某一波長的譜線，而處于低溫狀態(tài)的同類原子又能吸收這一波長的輻射的現(xiàn)象自蝕現(xiàn)象：當自吸現(xiàn)象非常嚴重時，譜線中心的輻射講完全被吸收的現(xiàn)象共振變寬：由于同類原子的相互碰撞引起的譜線變寬現(xiàn)象使電極之間的氣體電離的方法：紫外線照射、電子轟擊、電子或離子對中性原子碰撞以及金屬灼熱時發(fā)射電子等擊穿：當電極間的電壓增大到某一定值時，電極間的電阻突然變得很小的

20、現(xiàn)象自持放電：在電極間的氣體被擊穿后，即使沒有外界電離作用，仍然繼續(xù)保持電離，使放電持續(xù)的現(xiàn)象ICP電感耦合等離子體的特點：1、檢出限低；2、穩(wěn)定性好、精密度高、準確度高；3、自吸效應、基體效應小；4、選擇合適的觀測高度，光譜背景小；缺點：在于對非金屬測定靈敏度低，儀器價格昂貴，維持費用較高試樣引進激發(fā)光源方式：1、 溶液試樣：一般采用氣動霧化（同心型、直角型、特殊型）、超生霧化和電熱蒸發(fā)方式2、 氣體試樣：直接引入3、 固體試樣：1、試樣直接插入進樣；2、電弧和火花熔融法；3、電熱蒸發(fā)進樣；4、激光熔法原子吸收光譜法定義：AAS是基于物質產(chǎn)生的原子蒸氣對特定的譜線（通常是待測元素的特征譜線）

21、的吸收作用來進行定量分析的一種方法。原子吸收光譜譜線變寬的因素：自然寬度、Doppler變寬（熱變寬）、碰撞變寬（Lorentz洛倫茲變寬、Holtsmark霍爾茨馬克變寬）、場致變寬、自吸變寬原子吸收光譜法特點：選擇性好、靈敏度高、精密度高、操作方便和快捷、應用范圍廣缺點：光源單一，不適宜用于多元素混合物的定性分析，對于高熔點、形成氧化物、形成復合物或形成碳化物后難以原子化元素的分析靈敏度極低。原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜的比較1.原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。由于原于的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其它

22、輻射線干擾較小。2.原子吸收具有較高的靈敏度。在原子吸收法的實驗條件下，原子蒸氣中基態(tài)原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)多得多，所以測定的是大部分原子。3.原子吸收法比發(fā)射法具有更佳的信噪比。這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原子。原子吸收分光光度計的基本構造：光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)1.光源空心陰極燈能發(fā)射待測元素的共振線、比吸收光譜線更窄的銳線光譜，光的強度穩(wěn)定且背景小?？諛O陰極燈的發(fā)光強度與工作電流有關。使用燈電流過小，放電不穩(wěn)定；燈電流過大，濺射作用增強，原子蒸氣密度增大，譜線變寬，甚至引起自吸，導致測定靈敏度降低，燈壽命縮短。因此在實際工作中應選擇合適的工作電流。為了獲得穩(wěn)定的

23、發(fā)射強度，在使用前要進行預熱，根據(jù)不同元素燈的性質預熱時間也不同，一般在510分鐘。2.原子化系統(tǒng)原子吸收光譜法常用的原子化系統(tǒng)：火焰原子化系統(tǒng)，石墨爐子原子化系統(tǒng)和低溫原子化系統(tǒng)（1） 火焰原子化系統(tǒng)結構：霧化器、預混合室、燃燒器及其高度控制、燃氣與助燃氣氣路控制系統(tǒng)特點：適用范圍廣，分析操作簡單，分析速度快、分析成本低缺點：同軸霧化器霧化效率低，所需試樣溶液體積較大、火焰原子化效率低伴隨復雜的火焰反應、原子蒸氣在光程中滯留時間短，燃氣和助燃氣體稀釋作用限制了方法檢出限的降低，而且只能分析液體試樣（2） 石墨爐原子化系統(tǒng)結構：電源、爐體、石墨管石墨爐原子化法（電熱原子化法）特點：采用直接進樣

24、和程序升溫方式可達3500，升溫速度快，絕對靈敏度高，可分析元素種類多，所用試樣少，缺點：分析速度較慢，分析成本高，背景吸收、光輻射和基體干擾比較大（3）低溫原子化法（化學原子化法）：冷原子化法和氫化物發(fā)生法原子吸收分光光度計的性能指標：1、光學系統(tǒng)的波長顯示值誤差；2、光學系統(tǒng)分辨率；3、基線的穩(wěn)定性；4、吸收靈敏度；5、精密度；6、檢出限；干擾及其消除物理干擾：試樣溶液物理性質變化而引起吸收信號強度變化，屬于非選擇性干擾減少或消除的辦法：1、配置與待測試樣溶液基體相一只的標準溶液；2、當配置與待測試樣溶液基體相一致的標準溶液有困難時，采用標準加入法；3、被測試樣溶液中元素的濃度較高時，采用

25、稀釋方法化學干擾屬選擇性干擾；消除辦法：1、改變火焰類型；2、改變火焰特性；3、加入釋放劑；4、加入保護劑；5、加入緩沖劑；6、采用標準加入法電離干擾：由于電離能較低的堿金屬和見圖金屬元素在原子化過程中產(chǎn)生電離而使基態(tài)原子數(shù)減少，導致吸光度下降；減少的方法：加入電離能較低的消電離劑、利用強還原性富燃火焰、采用標準加入法、提高金屬元素的總濃度光譜干擾：當光譜通帶內存在其他譜線，分子吸收和光散射也屬于光譜干擾減少吸收線重疊干擾方法：選用較小的光譜通帶；選用被測元素的其他分析線；預先分離干擾元素減少直流發(fā)射光譜干擾方法：采用銳線光源的電源調制技術減少非吸收線光譜干擾方法：選用較小的光譜通帶；選用較小

26、HCL燈電流儀器操作條件的選擇：1、HCL電流選擇；2、吸收譜線選擇；3、光譜通帶的選擇火焰原子化法最佳條件選擇：1、火焰的類型與特性選擇；2、燃燒器高度的選擇；3、火焰原子化器的吸噴速率石墨爐原子化法最佳條件選擇：1、 石墨管類型的選擇；2、升溫程序的選擇；3、基體改進劑選擇；4、進樣量的選擇；紫外-可見光分光光度法單色光具有相同能量（相同波長）的光?；旌瞎猓◤秃瞎猓┚哂胁煌芰浚ú煌ㄩL）的光復合在一起?；パa色：max（最大吸收波長）吸收曲線中，吸光度最大處的波長，是定性鑒別物質的基礎。吸收曲線以波長為橫坐標，吸光度A為縱坐標作圖所得曲線。光吸收具有選擇性和加和性。紅外吸收光譜法紅外光譜又

27、稱為分子振動轉動光譜，當樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時，分子吸收某些頻率的輻射，并由其振動運動或轉動運動引起偶極矩的凈變化，產(chǎn)生的分子振動和轉動能級從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷，從而形成的分子吸收光譜。一般指有機物質在4000400cm-1紅外線的照射下，選擇性的吸收其中某些頻率后，用紅外光譜儀記錄所形成的吸收譜帶。特點：1）紅外吸收只有振-轉躍遷，能量低；2）應用范圍廣；3）分子結構更為精細的表征；4）固、液、氣態(tài)樣均可用，且用量少、不破壞樣品；6）分析速度快；7）與色譜等聯(lián)用具有強大的定性功能。紅外活性分子產(chǎn)生紅外吸收的分子，如非對稱分子。反之為非紅外活性分子，如對稱分子。伸縮振動原子沿鍵軸方

28、向伸縮，鍵長發(fā)生變化而鍵角不變的振動。分為對稱伸縮振動(s)和不對稱伸縮振動(as)。變形振動()又稱彎曲振動或變角振動，基團鍵角發(fā)生周期變化而鍵長不變的振動。分為面內變形振動和面外變形振動。產(chǎn)生吸收峰的條件 ：只有偶極矩大小或方向有一定改變的振動才能吸收紅外光而發(fā)生振動能級躍遷。線性分子具有3n-5種振動方式，非線性分子有3n-6種。產(chǎn)生紅外光譜的兩個條件： 1輻射應具有能滿足物質產(chǎn)生振動躍遷所需的能量； 2輻射與物質間有相互偶合作用。紅外光譜三要素：峰位、峰強、峰形。紅外譜帶位移影響因素： 1.誘導效應與共軛效應 2.鍵應力效應（張力效應） 3.空間效應 4.氫鍵效應 5.振動偶合與費米共

29、振 6.物態(tài)變化 7.溶劑影響紅外光譜的最大特點是具有特征性?；鶊F頻率與一定的結構單元相聯(lián)系的振動頻率。核磁共振波譜法核磁共振定量分析的基礎是結構分析。優(yōu)點：定性測定不具有破壞性，定量測定不需標樣，靈敏度、精確度、準確度及分析速度高。核磁共振譜定量分析的基礎：各化學環(huán)境不同的質子吸收蜂的面積，只與所包含的質子數(shù)有關，可直接根據(jù)各共振峰積分值的比值推算所代表的各自旋核的數(shù)量。NMR定量方法：1、要求： 1.被測物質的結構必須是已知； 2.核磁共振譜線已歸屬； 3.理想的被測信號是多個質子的單蜂； 4.信號兩端的基線位置一致； 5.每一信號需進行5次積分，取平均值。2、分類： 1.內標絕對測定法常

30、用內標：六甲基環(huán)三硅氧烷和六甲基環(huán)三硅胺 2.外標絕對測定法樣品和外標分別放置在兩只核磁管中測定，二管直徑必須相同，最好使用同一支樣品管。樣品和外標必須交叉重復測定以提高分析的準確性。 3.相對含量測定法被測樣品是由若干已知化合物組成，如果沒有合適的內標化合物時，可采用以其中一個組分做“標樣”。 4.峰高定量法通過求出樣品中某組質子的峰高，求出樣品的含量。峰高與自旋-自旋弛豫常數(shù)有關，而后者與化合物的類型有關，受局部磁場的影響，故不能直接用于定量。被積信號過于接近而無法準確測定各質子峰積分面積時，可考慮用峰高法進行定量分析，通過實驗求出峰高與含量之間的關系，校正誤差。（四）質譜法質譜儀：進樣系

31、統(tǒng)、離子源、質量分析器、檢測器、計算機系統(tǒng)藥用植物中的組分提取分析： 低極性組分GC-MS 大極性組分、生物大分子HPLC-MS蛋白質測定：基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜（MALDI-TOF MS） 、電噴霧質譜（ESI-MS）。蛋白質分子量測定： 1、多肽與蛋白質的ESI-MS分析采用正離子方式進行，ESI-MS可以產(chǎn)生多電荷離子峰使檢測的分子質量范圍擴大。 2、ESI-MS得到的是一簇多電荷的質譜峰群，相鄰兩簇質譜峰之間電荷數(shù)差1。 3、P=(Mr+MaZ)ZP：多電荷離子質荷比，Mr：蛋白質分子量，Ma：正離子分子量（來源為氫時，Ma=1.0079），Z：多電荷離子帶電量故，Mr=(

32、P-Ma)Z=(P-1)Z 4、高分辨質譜求電荷數(shù)：Z=1P-P'，P、P：相鄰同位素峰的質荷比蛋白質鑒定：肽質量指紋譜+基于串聯(lián)質譜多肽測序肽質量指紋譜(PMF)蛋白質的氨基酸序列經(jīng)酶解為肽段序列，所測得的肽混合物質量數(shù)即稱為肽質量指紋譜。（五）色譜法色譜法導論色譜法是一種重要的分離分析方法，它是根據(jù)組分與固定相和流動相的作用力不同而達到分離目的。色譜流出曲線或色譜圖樣品注入色譜柱后，信號隨時間變化的曲線?；€實驗條件下，樣品加入色譜柱后僅有純流動相進入檢測器時的流出曲線，反映了S/N（信噪比）大小的穩(wěn)定性的水平直線。峰高色譜峰頂點與基線的距離。保留值：1、死時間(t0 )不與固定相

33、作用的物質從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間，與色譜柱的空隙體積成正比。流動相平均流速： u=Lt0，L為柱長2、保留時間(tR )試樣從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間。包括組份隨流動相通過柱子的時間t0和組份在固定相中滯留的時間。保留時間為色譜定性依據(jù)，但同一組份的保留時間還與流速有關，因此有時需用保留體積來表示保留值。3、調整保留時間(tR )某組份的保留時間扣除死時間后的時間，它是組份在固定相中的滯留時間。即tR = tR - t04、死體積(V0)色譜柱管內固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測器間隙的總和。V0=t0Fco，F(xiàn)co：柱出口的載氣流速(ml/min)5、保留體積(VR)

34、從進樣到待測物在柱后出現(xiàn)濃度極大點時所通過的流動相的體積。6、調整保留體積(VR)某組份的保留體積扣除死體積后的體積。即VR = VR - V07、相對保留值(r2,1)組份2的調整保留值與組份1的調整保留值之比。r2,1只與柱溫和固定相性質有關，而與柱內徑、柱長、填充情況及流動相流速無關，又稱選擇因子或者分離因子：反映兩組分間的分離情況，=1，則兩組分無法分離，而越大則分離越好。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。區(qū)域寬度：1、標準偏差峰高0.607處的峰寬的一半。2、半峰寬W1/2峰高一半處的峰寬。3、峰（底）寬W色譜峰兩側拐點上切線與基線的交點間的距離。色譜流出曲線的意義

35、： 色譜峰數(shù)樣品中單組份的最少個數(shù)； 色譜保留值定性依據(jù)； 色譜峰高或面積定量依據(jù)； 色譜保留值或區(qū)域寬度色譜柱分離效能評價指標； 色譜峰間距固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)。分配系數(shù)K一定溫度與壓力下兩相達平衡后，組分在固定相和流動相濃度的比值。分配比（容量因子或者保留因子）k一定溫度與壓力下兩相達平衡后，組分在固定相和流動相質量的比值。塔板理論假定：1）塔板之間不連續(xù)；2）塔板之間無分子擴散；3）組分在各塔板內兩相間的分配瞬間達到平衡（達一次平衡所需柱長為理論塔板高度H）；4）某組分在所有塔板上的分配系數(shù)相同；5）流動相以不連續(xù)方式加入（以一個一個的塔板體積加入）。 當塔板數(shù)n較少時，組分

36、流出曲線呈峰形，但不對稱；當塔板數(shù)n>50時，峰形接近正態(tài)分布。速率理論認為：單個組分粒子在色譜柱內的運動是高度不規(guī)則的、隨機的，在柱中隨流動相前進的速度是不均一的。塔板理論研究的是平衡態(tài)，速率理論則從動態(tài)角度出發(fā)，提出改變色譜條件、控制流速、提高分離效率的理論。色譜分離條件選擇：1、兩組份峰間距足夠遠：由各組份在兩相間的分配系數(shù)（k）決定，即由色譜過程的熱力學性質決定。2、每個組份峰寬足夠?。河山M份在色譜柱中的傳質和擴散（H或n）決定，即由色譜過程動力學性質決定。氣相色譜法氣相色譜儀：載氣系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)固定液的選擇相似性原則；組分極性差別較大選用極性固定

37、液，沸點差別較大選用非極性固定液。被分離物質固定液主要作用力出峰順序非極性非極性色散力按沸點順序，沸點低者先出柱。相同沸點的極性組分先出。中等極性中等極性誘導力和色散力按沸點順序，沸點低者先出柱。相同沸點的極性組分后出。極性極性靜電力按極性順序出柱，非極性組分先出柱。能形成氫鍵的試樣氫鍵型氫鍵力按形成氫鍵的能力大小出柱。常用檢測器濃度型熱導檢測器(TCD)有機和無機，適用范圍廣；一般氫氣作載氣，氮氣靈敏度差電子捕獲檢測器(ECD)只對含有電負性強元素的物質有響應；氮氣作載氣質量型氫焰離子化檢測器(FID)僅用于有機物檢測；氮氣作載氣，氫氣作燃氣，空氣助燃流量關系一般為，N2:H2:Air為1:

38、11.5:10火焰光度檢測器(FPD)氦氣熱離子化檢測器(TID)氦氣、氮氣速率理論應用1、（A=2dp）減小A：粒度較細，顆粒均勻， 一般為6080目或80100目的填料。2、（B=2Dg）減小B：載氣線速度較低時用氮氣，較高時宜用氦氣或氫氣；較低的柱溫。（1）填充柱<1，空心毛細管柱1。（2）Dg與載氣的分子量的平方根成反比，隨柱溫升高而增大，隨柱壓增大而減小。3、減小C：固定相的液膜厚度要?。唤M分在液相中的擴散系數(shù)要大。分離度R應用1、增大k：峰間隔變大。2、增大n：峰寬變窄。色譜柱評價：1、色譜柱效率峰尖評價：理論板高(H)、理論塔板數(shù)(n)對策：將Van Deemter 各因素

39、優(yōu)化2、選擇性峰的分離度評價：分離因子或分離度(R)對策：選擇極性相當?shù)墓潭ㄏ?、峰的對稱性吸附現(xiàn)象評價：拖尾因子(f)對策：色譜柱進一步老化柱溫選擇原則：不超過固定液最高使用溫度；在良好分離前提下，盡可能采用低柱溫。柱長選擇原則：在達到一定分離度的條件下，應使用盡可能短的柱。其他條件：1、氣化室溫度等于或稍高于試樣的沸點，不超過沸點50以上，高于柱溫3050。2、檢測室溫度高于或至少等于柱溫。3、進樣速度快，試樣不超載。 定量分析的依據(jù)：在恒定的實驗條件下，峰面積（或峰高）與組分的（含）量成正比。同一檢測器對不同物質具有不同的響應靈敏度。（需要校正）定量分析方法： 外標法校正曲線法和外標一點

40、法 內標法校正曲線法和內標一點法氣相色譜與液相色譜的比較1、流動相GC用氣體做流動相（載氣），常用載氣（氮氣、氦氣和氫氣）種類少，可選擇范圍小，對分離影響??；LC中，流動相種類多，對分離結果貢獻大。2、固定相GC一般選定一種載氣，然后通過改變色譜柱（固定相）以及操作參數(shù)（柱溫和載氣流速）來優(yōu)化分離；LC則往往是選定色譜柱后，通過改變流動相的種類、組成以及操作參數(shù)（柱溫）來優(yōu)化分離。3、分析對象GC分離的樣品可揮發(fā)且熱穩(wěn)定，沸點一般不超過450度。已知化合物中，有2025%可用GC直接分析，其余原則上可用LC分析。 4、檢測設備不同5、制備分離GC收集餾分后載氣很容易除去，原理上有優(yōu)勢，但由于其

41、柱容量遠不及LC，故實用價值很有限，而制備LC則有很廣泛的應用。高效液相色譜法高效液相色譜法（HPLC）在經(jīng)典液相色譜法的基礎上，引入了氣相色譜法的理論和實驗技術，以高壓輸送流動相，采用高效固定相及高靈敏度檢測器，發(fā)展而成的現(xiàn)代液相色譜分析方法。具有分離效率高、選擇性好、分析速度快、檢測靈敏度高、操作自動化和應用范圍廣的特點。（I）HPLC與經(jīng)典LC比較主要區(qū)別：固定相、輸液設備和檢測手段的差別1經(jīng)典LC：僅做為一種分離手段；柱內徑13cm，固定相粒徑>100m且不均勻；常壓輸送流動相；柱效低；分析周期長；無法在線檢測。2、HPLC：可用于分離和分析；柱內徑26mm，固定相粒徑<1

42、0m且均勻；高壓輸送流動相，分析速度快；柱效高；采用高靈敏度檢測器，分析時間大大縮短；可以在線檢測。（II）HPLC與GC比較相同：兼具分離和分析功能，均可以在線檢測 區(qū)別：分析對象和流動相的差別1、GC：分析可氣化、熱穩(wěn)定性好且沸點較低的樣品；采用惰性氣體為流動相，組分與流動相無親合作用力，只與固定相作用；實驗過程常需加溫。2、HPLC：分析樣品范圍廣，不受樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的影響；流動相為液體，種類較多，選擇余地廣；一般常溫進行。HPLC分類：按固定相的聚集狀態(tài)分為液液色譜法（LLC）和液固色譜法（LSC）；按分離機制分為分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法、空間排阻色譜法；最常見的是

43、化學鍵合相色譜法、離子抑制色譜法、離子對色譜法等，其他如親和色譜法、手性色譜法、膠束色譜法和電色譜法等?；瘜W鍵合相色譜法：以化學鍵合相為固定相的色譜法，適用于分離幾乎所有類型的化合物，是應用最廣的色譜法。其均一性和穩(wěn)定性好；柱效高，重現(xiàn)性好；分離選擇性高。化學鍵合相：采用化學反應的方法，將官能團鍵合在載體表面所形成的固定相。具有使用過程中不流失、化學穩(wěn)定性好、適于梯度洗脫、載樣量大等特點。但流動相的pH應在其相應使用范圍內，如28，否則硅膠會被溶解；按極性可分為非極性、弱極性和極性三類。非極性鍵合相：表面基團為非極性烴基，如十八烷基（C18）、辛烷基（C8）和苯基等，最常用是C18（ODS）。

44、一般來說，長鏈烷基可使得樣品保留時間延長，分離的選擇性增加，且載樣量提高，穩(wěn)定性好。弱極性鍵合相：常見的有醚基和二羥基鍵合相，使用較少。極性鍵合相：常用的有氨基和氰基鍵合相?；瘜W鍵合相色譜法可分為正相色譜法和反相色譜法，最常用的是反相色譜法。正相鍵合相色譜法以極性鍵合相為固定相，如氰基（-CN）、氨基（-NH2）等，并以非極性或弱極性溶劑為流動相，如各種烷烴等，即固定相極性大于流動相極性。主要用于分離溶于有機溶劑的極性至中等極性的分子型化合物。反相鍵合相色譜法以非極性鍵合相為固定相，如十八烷基硅烷（C18）、辛烷基（C8）等，有時也用弱極性或中等極性的鍵合相為固定相，流動相則以水為基礎溶劑，再

45、加入一些與水混溶的有機溶劑，如甲醇、乙腈等，以調整流動相的極性比例，即固定相極性小于流動相極性的色譜法。適合于分離非極性或弱極性化合物，可用于分子型化合物及離子型或可離子化的化合物（加入抑制劑）的分離。極性鍵合相的分離選擇性決定于鍵合相的種類、流動相的強度和樣品的性質。1、正相鍵合相色譜中，組分極性越強，吸附越牢，越后洗脫出柱；固定相極性增加，組分保留時間變大，洗脫減慢；流動相極性增加，洗脫能力增強，組分保留時間變小，洗脫加快。一般情況下分離含雙鍵的化合物常用氰基鍵合相，而分離多官能團化合物則用氨基鍵合相；流動相常以飽和烷烴加極性調節(jié)劑的方式組成。2、反相鍵合相色譜中，組分極性越弱，疏水性越強

46、，與固定相的親和力越大，越后洗脫出柱；流動相極性越小，洗脫能力越強，保留時間越短（水增多，保留時間增加）。以長鏈烷基組成的鍵合相適合分離非極性化合物，短鏈烷基鍵合相則能用于分離部分極性化合物，苯基鍵合相適用于分離芳香化合物以及多羥基化合物等。HPLC固定相：顆粒細且均勻；傳質快；機械強度高，能耐高壓；化學穩(wěn)定性好，不與流動相發(fā)生化學反應。HPLC流動相：不與固定相發(fā)生化學反應；對樣品有適宜的溶解度；必須與檢測器相適應；純度要高，粘度要小。使用前，需用微孔濾膜過濾，同時還要脫氣。在正相和反相色譜中，流動相極性強弱與洗脫能力是相反的相似相溶HPLC速率方程：H=A+Cmu+Csmu，降低流速，可增

47、加H，但流速太低，分析時間長。傳質過程組分在固定相和流動相間不斷的溶解、擴散、轉移的過程。影響此過程進行的阻力稱為傳質阻抗。為降低流動相的傳質阻抗，應降低固定相的粒度，同時選用粘度比較小的流動相，使得分子擴散比較容易。在實驗中常用粘度比較低的甲醇或乙腈，而少用粘度比較大的乙醇。HPLC儀器主要由輸液系統(tǒng)（高壓輸液泵以及在線脫氣和梯度洗脫裝置）、進樣系統(tǒng)（手動進樣閥或自動進樣器）、色譜柱系統(tǒng)（色譜柱以及柱溫箱）、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄處理系統(tǒng)組成，制備型HPLC還備有自動餾分收集裝置。HPLC的三大關鍵部件：輸液泵、色譜柱、檢測器。等度洗脫在同一分析周期內流動相組成保持恒定的洗脫方式。該法適合于組分數(shù)目少，性質差別不大的樣品的分離分析。梯度洗脫在一個分析周期內可以程序改變流動相組成的洗脫方式。該法適合分析組分數(shù)目多，性質相差較大的復雜樣品的分離分析。梯度洗脫可以縮短分析時間、提高分離度、改善峰形、提高檢測靈敏度，但是可能引起基線漂移和重現(xiàn)性降低。根據(jù)具體情況，可將等度洗脫和梯度洗脫結合起來。線性梯度洗脫是常用梯度洗脫方式，即在一個分析周期內，流動相隨時間均勻線性變化。梯度洗脫有兩種裝置：高壓梯度和低壓梯度。選擇性（專屬型）檢測器：紫外、二極管陣列、熒光、電化學檢測器（安培檢測器）。其只能檢測某一組分的某一性質，響應值不僅與待測溶液的濃度有關，還與化合物的結構有關