仪器分析各个章节小结

第八章电位法和永停滴定法- 章节小结

1．基本概念

指示电极：是电极电位值随被测离子的活（浓）度变化而变化的一类电极。

参比电极：在一定条件下，电极电位基本恒定的电极。

膜电位：跨越整个玻璃膜的电位差。

不对称电位：在玻璃电极膜两侧溶液pH相等时，仍有1mV～3mV的电位差，这一电位差称为不对称电位。是由于玻璃内外两表面的结构和性能不完全相同，以及外表面玷污、机械刻划、化学腐蚀等外部因素所致的。

酸差：当溶液pH<1时，pH测得值（即读数）大于真实值，这一正误差为酸差。

碱差：当溶液pH>9时，pH测得值（即读数）小于真实值，这一负误差为碱差，也叫钠差。

转换系数：指当溶液pH每改变一个单位时，引起玻璃电极电位的变化值。

离子选择电极：一般由电极膜（敏感膜）、电极管、内充溶液和内参比电极四个部分组成。

电位选择性系数：在相同条件下，同一电极对X和Y离子响应能力之比，亦即提供相同电位响应的X和Y离子的活度比。

可逆电对：电极反应是可逆的电对。

此外还有相界电位、液接电位、原电池、残余液接电位。

2．基本理论

（1）pH玻璃电极：

①基本构造：玻璃膜、内参比溶液（H+与Cl-浓度一定）、内参比电极（Ag-AgCl电极）、绝缘套；

②膜电位产生原理及表示式：；

③玻璃电极作为测溶液pH的理论依据。

（2）直接电位法测量溶液pH：

①测量原理。

②两次测量法。pHs要准，而且与pHx差值不大于3个pH单位，以消除液接电位。

（3）离子选择电极：

①基本构造：电极膜、电极管、内参比溶液、内参比电极；

②分类：原电极、敏化电极；

③响应机理及电位选择性系数；

④测量方法：两次测量法、校正曲线法、标准加入法。

（4）电位滴定法：以电位变化确定滴定终点（E－V曲线法、曲线法、曲线法）。

（5）永停滴定法：以电流变化确定滴定终点，三种电流变化曲线及终点确定。

第九章光谱分析法概论- 章节小结

1．基本概念

电磁辐射：是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光子流。

磁辐射性质：波动性、粒子性

电磁波谱：所有的电磁辐射在本质上是完全相同的，它们之间的区别仅在于波长或频率不同。若把电磁辐射按波长长短顺序排列起来，即为电磁波谱。

光谱和光谱法：当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强度随波长（或相应单位）的变化，所得的图谱称为光谱。利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称光谱法。

非光谱法：是指那些不以光的波长为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、折射、干涉、衍射和偏振）的变化的分析方法。

原子光谱法：测量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱为基础的成分分析方法。为线状光谱。

分子光谱法：以测量分子转动能级、分子中原子的振动能级（包括分子转动能级）和分子电子能级（包括振－转能级跃迁）所产生的分子光谱为基础的定性、定量和物质结构分析方法。为带状光谱。

吸收光谱法：物质吸收相应的辐射能而产生的光谱，其产生的必要条件是所提供的辐射能量恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需的能量。利用物质的吸收光谱进行定性、定量及结构分析的方法称为吸收光谱法。

发射光谱法：发射光谱是指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、热能、电能或化学能的激发跃迁到激发态后，由激发态回到基态时以辐射的方式释放能量，而产生的光谱。利用物质的发射光谱进行定性定量及结构分析的方法称为发射光谱法。

2．基本计算

（1）电磁辐射的频率：ν=C/λ σ=1/λ=ν/C

（2）电磁辐射的能量：E=hν=hC/λ=hCσ

3．光谱分析仪器组成：辐射源、分光系统、检测系统

第十章紫外-可见分光光度法- 章节小结

1．基本概念

透光率（T）：透过样品的光与入射光强度之比。T=I t/I0

吸光度（A）：透光率的负对数。A=－lgT=lg(I0/I t)

吸光系数（E）：吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。根据浓度单位的不同，常有摩尔吸光系数ε和百分吸光

系数之分。

电子跃迁类型：

（1）σ-σ*跃迁：处于σ成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到σ*反键轨道。饱和烃中电子跃迁均为此种类型，吸收波长小于150nm。

（2）π-π*跃迁：处于π成键轨道上的电子吸收光能后跃迁到π*反键轨道上，所需的能量小于σ-σ*跃迁所需的能量。孤立的π-π*跃迁吸收波长一般在200nm左右，共轭的π-π*跃迁吸收波长

＞200nm，强度大。

（3）n-π*跃迁：含有杂原子不饱和基团，其非键轨道中的孤对电子吸收能量后向π*反键轨道跃迁，这种吸收一般在近紫外区（200－400nm），强度小。

（4）n-σ*跃迁：含孤对电子的取代基，其杂原子中孤对电子吸收能量后向σ*反键轨道跃迁，吸收波长约在200nm。

以上四种类型跃迁所需能量σ-σ* > n-σ*≥ π-π* > n-π*

（5）电荷迁移跃迁和配位场跃迁

生色团：有机化合物分子结构中含有π-π*或n-π*跃迁的基团，能在紫外－可见光范围内产生吸收的原子团。

助色团：含有非键电子的杂原子饱和基团，与生色团或饱和烃连接时，能使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。

红移（长移）：由于化合物的结构改变，如发生共轭作用、引入助色团以及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。

蓝移（紫移或短移）：当化合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动。

增色效应：由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度增加。

减色效应：由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度减小。

强带：化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值大于104的吸收峰。

弱带：化合物的紫外可见吸收光谱中，摩尔吸光系数值小于102的吸收峰。

吸收带及其特点：

计算分光光度法：运用数学、统计学与计算机科学的方法，在传统分光光度法基础上，通过量测试验设计与数据的变换、解析和预测对物质进行定性定量的方法。

2．基本原理

（1）Lambert-Beer定律：当一束平行单色光通过均匀的非散射样品时，样品对光的吸收度与样品的浓度及厚度成正比。A=ECl

（2）吸光度的加和原理：溶液中存在多种无相互作用的吸光物质时，体系的总吸光度等于各物种吸光度之和。A总

=A a+A b+A c+……

（3）计算分光光度法：

①双波长分光光度法：等吸收双波长消去法和系数倍率法均利用使ΔA干扰=0，ΔA信号=ΔA被测原理消去干扰组分的吸光度值。

②导数光谱法：利用导数光谱的输出信号更多、更明显（可显示出结构相似的不同化合物的微小差别）及易于辨认等特点定性；利用导数光谱法能消除背景干扰及分离重叠谱带等优势定量。

③褶合光谱法：是一种信号处理技术，即通过褶合变换，显示原始光谱在构成上的局部细节特征，对结构相似的物质进行定性鉴别；同时减少了混合物中共存组分之间的数学相关性，因而可以测定共存组分的含量。

3．基本计算

（1）Lambert-Beer定律数学表达式：

A=-lgT=ECl 或 T=10-A=10-ECl

（2）摩尔吸光系数与百分吸光系数的关系：（3）单组分定量：

① 吸光系数法：C＝A/El

② 对照法：

③ 校正曲线法

（4）多组分定量（a + b的混合物）：

①解线性方程组：

② 等吸收双波长消去法：

③系数倍率法：ΔA＝

第十二章红外吸收光谱法- 章节小结

1．基本概念

基频峰：当分子吸收一定频率的红外线，由振动基态（V=0）跃迁至第一激发态（V=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰。

泛频峰：将倍频峰、合频峰及差频峰统称为泛频峰。

伸缩振动：化学键两端的原子沿着键轴方向作规律性的伸缩运动。

弯曲振动：键角发生规律性变化的振动，又称为变形振动。

振动自由度：分子基本振动的数目。

简并：振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为简并。

红外活性振动：能引起偶极矩变化而吸收红外线的振动。

红外非活性振动：不能引起偶极矩变化，不吸收红外线的振动。

特征峰：凡是能用于鉴别基团存在的吸收峰。

相关峰：由一个基团产生的一组相互具有依存关系的吸收峰。

特征区：4000～1300cm-1的区域称为特征区。

指纹区：1300～400cm-1区域称为指纹区。

2．基本原理

（1）振动自由度：非线型分子有3N－6个振动自由度；线型分子有3N－5个。

（2）红外吸收光谱产生的条件：①E L=ΔV·hγ 或γL=ΔV·γ；②Δμ≠0。

（3）基频峰的分布规律：①μ愈小，σ愈高。②μ相同，K愈大，σ愈高。③μ相同时，一般ν>β>γ。

（4）解析光谱的三大要素：第一是峰位，第二是峰强，第三是峰形。

（5）解析光谱的原则：遵循用一组相关峰确定一个基团。

（6）解析光谱的顺序：先特征区，再指纹区。

（7）掌握各类化合物的主要光谱特征。

3．基本计算

①②γL=ΔV·γ

③

④

第十六章色谱分析法概论- 章节小结

一、主要内容

1．基本概念

保留时间t R：从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。

死时间t0：分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。

调整保留时间t R'：某组分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附）的组分在柱中多停留的时间。

相对保留值r2,1：两组分的调整保留值之比。

分配系数K：在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相与流动相中的浓度之比。

保留因子k：在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中的质量之比。

分离度R：相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。

分配色谱法：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别或分配系数的差别而实现分离的色谱法。

吸附色谱法：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别或吸附系数的差别而实现分离的色谱法。

离子交换色谱法：利用被分离组分离子交换能力的差别或选择性系数的差别而实现分离的色谱法。

分子排阻色谱法：根据被分离组分分子的线团尺寸或渗透系数的差别而进行分离的色谱法。

涡流扩散：在填充色谱柱中，由于填料粒径大小不等，填充不均匀，使同一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱，使色谱峰展宽的现象。

纵向扩散：由于浓度梯度的存在，组分将向区带前、后扩散，造成区带展宽的现象。

传质阻抗：组分在溶解、扩散、转移的传质过程中所受到的阻力称为传质阻抗。

保留指数I：在气相色谱法中，常把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为，也就是以正构烷烃系列为组分相对保留值的标准，即用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分的保留，这个相对值称为保留指数，又称Kovats 指数。

保留体积V R：是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动相体积。

调整保留体积V R'：是由保留体积扣除死体积后的体积。

保留比R'：设流动相的线速度为u，组分的移行速度为v，将二者之比称为保留比。

2．基本理论

（1）色谱分离的原理：组分在固定相和流动相间进行反复多次的“分配”，由于分配系数K(或容量因子k)的不同而实现分离。各种色谱法的分离机制不同。

（2）塔板理论：塔板理论描述组分在色谱柱中的分配和转移行为，由塔板理论导出的流出曲线方程为：

塔板理论有如下基本假设：①在色谱柱内一小段长度即一个塔板高度H内，组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。②分配系数在各塔板上是常数。③试样和新鲜流动相都加在第0号塔板上。④流动相不是连续地而是间歇式地进入色谱柱，且每次只进入一个塔板体积。⑤试样在柱内的纵向扩散可以忽略。

塔板理论在解释流出曲线的形状和位置、组分的分离及评价柱效等方面是成功的。

（3）速率理论：速率理论解释了影响塔板高度或使色谱峰展宽的各种因素，包括涡流扩散、纵向扩散、传质阻抗和流动相线速度。其表达式为：H=A+B/u+Cu

A为涡流扩散系数：A=2ldp

B为纵向扩散系数：B=2gDm

C为传质阻抗：包括固定相传质阻抗Cs和流动相传质阻抗Cm

3．基本计算

（1）保留值：t R'=t R-t0，V R'=V R-V0，r2,1=t R1'/t R2'=V R1'/V R2'