仪器分析问答解答
(完整版)仪器分析试题及答案

(完整版)仪器分析试题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN复习题库绪论1、仪器分析法:采用专门的仪器,通过测量能表征物质某些物理、化学特性的物理量,来对物质进行分析的方法。
( A )2、以下哪些方法不属于电化学分析法。
A、荧光光谱法B、电位法C、库仑分析法D、电解分析法( B )3、以下哪些方法不属于光学分析法。
A、荧光光谱法B、电位法C、紫外-可见吸收光谱法D、原子吸收法( A )4、以下哪些方法不属于色谱分析法。
A、荧光广谱法B、气相色谱法C、液相色谱法D、纸色谱法5、简述玻璃器皿的洗涤方法和洗涤干净的标志。
答:(1)最方便的方法是用肥皂、洗涤剂等以毛刷进行清洗,然后依次用自来水、蒸馏水淋洗。
(3分)(2)玻璃器皿被污染的程度不同,所选用的洗涤液也有所不同:如:①工业盐酸——碱性物质及大多数无机物残渣(1分)②热碱溶液——油污及某些有机物(1分)③碱性高锰酸钾溶液——油污及某些有机物(1分)(3)洗涤干净的标志是:清洗干净后的玻璃器皿表面,倒置时应布上一层薄薄的水膜,而不挂水珠。
(3分)6、简述分析天平的使用方法和注意事项。
答:(1)水平调节。
观察水平仪,如水平仪水泡偏移,需调整水平调节脚,使水泡位于水平仪中心。
(2分)(2)预热。
接通电源,预热至规定时间后。
(1分)(3)开启显示器,轻按ON键,显示器全亮,约2 s后,显示天平的型号,然后是称量模式0.0000 g。
(2分)(4)称量。
按TAR键清零,置容器于称盘上,天平显示容器质量,再按TAR 键,显示零,即去除皮重。
再置称量物于容器中,或将称量物(粉末状物或液体)逐步加入容器中直至达到所需质量,待显示器左下角“0”消失,这时显示的是称量物的净质量。
读数时应关上天平门。
(2分)(5)称量结束后,若较短时间内还使用天平(或其他人还使用天平),可不必切断电源,再用时可省去预热时间。
一般不用关闭显示器。
仪器分析 课本问答题

第二、三章色谱分析1简要说明气相色谱分析的基本原理答:借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。
气相色谱就是根据组分与固定相和流动相的亲和力不同而实现分离。
组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发(气液色谱),或吸附、解吸过程而相互分离,然后进入检测器进行检测。
2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?答:气路系统.进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统.气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统.其作用主要是运送组分进入色谱柱进行分离,再送进检测室。
进样系统包括进样装置和气化室.其作用是将液体试样,在进入色谱柱前瞬间气化,然后快速定量地转入到色谱柱中.温控系统是控制、调节需要的温度。
检测和记录系统是根据组分的物理、化学性质转变为电的信号,以峰的形式记录下来。
3.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?答: 不能,有效塔板数仅表示柱效能的高低,柱分离能力发挥程度的标志,而分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异.4.色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?解:根据组分在色谱柱中保留值的不同进行定性.主要的定性方法主要有以下几种:(1)直接根据色谱保留值进行定性;(2)利用相对保留值r21进行定性;(3)混合进样;(4)多柱法;(5)保留指数法;(6)联用技术;(7)利用选择性检测器5.从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及液相色谱的异同点解:二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。
从仪器构造上看,液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度,克服阻力。
同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多,分离方式也比较多样。
气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。
而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。
但是二者均可与MS等联用。
二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快,操作方便等优点,但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。
仪器分析测试问题和答案.doc

仪器分析测试问题和答案第一部分:仪器分析练习和答案第二章气相色谱分析1。
选择题1。
在气相色谱分析中,用于定性分析的参数是:( a)保留值(b )(峰面积)( c)分辨率(d )(半峰宽)( 2)。
在气相色谱分析中,用于定量分析的参数是:( a)保留时间(b)保留体积(c)半峰宽(d)峰面积(3)。
使用热导池检测器时,应选择以下哪种气体作为效果最佳的载气?()H2 B他C Ar D N24。
热导池检测器是a () a浓度型检测器b质量型检测器c仅响应含碳和氢的有机化合物检测器d仅响应硫和磷化合物5。
使用氢火焰离子化检测器,下列哪种气体是最合适的载气?(H2·N2)6.色谱分离混合物的可能性取决于样品混合物在固定相中的差异()。
A.沸点差,b .温度差,c .吸光度,d .分配系数。
7.选择定影液时,一般是基于()原理。
A.沸点,熔点,相似溶解,化学稳定性。
8,相对保留值是指组分2和组分1()。
A.调整保留值的比率,b .死时间的比率,c .保留时间的比率,d .保留体积的比率。
9、气相色谱定量分析()要求进样量特别准确。
A.内部标准法;B.外部标准方法;C.面积统一法。
10、理论塔板数反映()。
A.分辨率;B.分配系数;C.保留值;D.柱效率。
11.下列气相色谱仪的检测器中,质量检测器为()热导池和氢火焰离子化检测器;火焰光度和氢火焰离子化检测器;C.热导池和电子俘获探测器;火焰光度和电子俘获探测器。
12、在气-仪分析练习问答第2章气相色谱分析1。
选择题1。
在气相色谱分析中,用于定性分析的参数是:( a)保留值(b )(峰面积)( c)分辨率(d )(半峰宽)( 2)。
在气相色谱分析中,用于定量分析的参数是:( a)保留时间(b)保留体积(c)半峰宽(d)峰面积(3)。
使用热导池检测器时,应选择以下哪种气体作为效果最佳的载气?()H2 B他C Ar D N24。
热导池检测器是a () a浓度型检测器b质量型检测器c仅响应含碳和氢的有机化合物检测器d仅响应硫和磷化合物5。
仪器分析简答题精选20题

仪器分析简答题精选20题1.简要说明气相色谱分析的基本原理气相色谱利用组分与固定相和流动相的亲和力不同,实现分离。
组分在固定相和流动相之间进行溶解、挥发或吸附、解吸过程,然后进入检测器进行检测。
2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?气相色谱仪包括气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。
气路系统让载气连续运行管路密闭,进样系统将液体或固体试样在进入色谱柱前瞬间气化,然后快速定量地转入到色谱柱中。
3.对担体和固定液的要求分别是什么?对担体的要求包括表面化学惰性、多孔性、热稳定性高以及对粒度的要求。
对固定液的要求包括挥发性小、热稳定性好、对试样各组分有适当的溶解能力、具有较高的选择性以及化学稳定性好。
担体的表面积越大,固定液的含量可以越高。
4.试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。
相似相溶”原理是指样品混合物能否在色谱上实现分离,主要取决于组分与两相亲和力的差别,及固定液的性质。
固定液的性质越与组分相似,分子间相互作用力越强。
根据此规律,可以选择非极性固定液分离非极性物质,极性固定液分离极性物质,以及极性固定液分离非极性和极性混合物。
存在的问题包括如何选择合适的固定液以及如何解决固定液与被测物质起化学反应的问题。
液-固吸附色谱的保留机理是通过组分在固定相表面吸附进行分离的。
适用于分离极性化合物和分子量较小的有机化合物。
化学键合色谱的保留机理是通过组分与固定相表面的化学键合进行分离的。
适用于分离具有特定官能团的化合物。
离子交换色谱的保留机理是通过组分与固定相中的离子交换进行分离的。
适用于分离带电离子和离子性化合物。
离子对色谱的保留机理是通过组分与固定相中的离子对形成复合物进行分离的。
适用于分离带电离子和离子性化合物。
空间排阻色谱的保留机理是通过组分在固定相中的空隙中受到阻滞进行分离的。
适用于分离分子量较大的有机化合物。
在这些类型的应用中,最适宜分离的物质取决于不同类型的保留机理和固定相的选择。
仪器分析简答题汇总

仪器分析简答题汇总仪器分析简答题汇总1.影响紫外—可见光谱的因素p26①共轭效应:共轭体系越长,π和π* 轨道的能量差越小,最大吸收波长越向长波方向移动,吸收强度增大。
②立体化学效应:指因空间位阻、跨环效应等因素导致吸收光谱的红移或蓝移,并常伴随有增色或减色效应。
③溶剂的影响:主要是由溶剂极性不同所引起的溶剂效应。
溶剂极性越强,由π→π*跃迁引起的吸收带越向长波方向移动,而由n→π*跃迁引起的吸收带则蓝移。
④体系pH的影响:在不同pH条件下,分子离解情况不同,而产生不同的吸收光2.紫外可见分光光度法干扰及消除方法p37干扰:①干扰物质本身有颜色或与显色剂形成有色化合物,在测定条件下也有吸收②在显色条件下,干扰物质水解,析出沉淀使溶液浑浊,致使吸光度的测定无法进行③与待测离子或显色剂形成更稳定的配合物,使显色反应不能进行完全消除方法:①控制酸度;②选择适当的掩蔽剂;③利用生成惰性配合物;④选择适当的测量波长;⑤分离3.红外光谱法的特点及局限性p54优点:①分析特性好;②分析速度快;③重现性好,用量少局限性;①有些物质不产生红外吸收,不用红外鉴定②有些指纹峰不能指认,定性分析灵敏度、准确度低4.产生红外吸收的条件p54①辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等②辐射与物质之间哟耦合作用(分子振动必须伴随偶极矩的变化)5.红外光谱法对试样的要求p70①单一组分纯物质,纯度> 98%;②样品中不含水,水本身有红外吸收,会严重干扰样品谱图;③要选择合适的浓度和测试厚度,使大多数吸收峰透射比处于10%~80%。
6.IR与UV-VIS的异同点相同点:都是分子吸收光谱不同点:UV-Vis 是基于价电子能级跃迁而产生的电子光谱;主要用于具有共轭体系的化合物的研究IR 则是分子振动能级跃迁而产生的振动光谱;主要用于振动中伴随有偶极矩变化的有机化合物的研究7.分子产生荧光必须具备的条件p91①分子必须具有与所照射的辐射频率相适应的结构,才能吸收激发光;②分子吸收了与其本身特征频率相同的能量之后,必须具有一定的荧光量子产率8.影响荧光强度的因素和荧光猝灭的主要类型p93影响荧光强度的因素:①溶剂:溶剂极性的影响;②温度——低温下测定,提高灵敏度;③pH值的影响;④内滤光作用和自吸收现象;⑤散射光的影响:应注意Raman光的干扰荧光猝灭的主要类型:①碰撞猝灭②静态猝灭③转入三重态的猝灭④发生电荷转移反应的猝灭⑤荧光物质的自猝灭9.荧光分析法的特点p97①灵敏度高(提高激发光强度,可提高荧光强度),达ng/ml ;②选择性强(比较容易排除其它物质的干扰);③试样量少,方法简便;④提供比较多的物理参数10.荧光分析法与UV-VIS的比较相同点:都是分子光谱,都需要吸收紫外-可见光,产生电子能级跃迁。
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光学分析法:基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法电磁辐射:以巨大速度通过空间,不需要以任何物质作为传播媒介的一种能量。
电磁辐射范围:γ射线~无线电波。
相互作用方式:发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等。
用途: 研究物质组成、结构表征、表面分析。
电磁辐射的性质:波动性、粒子性。
每种运动状态都属一定的能级:电子能级、分子振动能级、转动能级。
ΔE= Δ Ee+ Δ Ev+ Δ Er紫外-可见吸收光谱:分子吸收紫外-可见光获得的能量使价电子发生跃迁,由价电子跃迁产生的分子吸收光谱称为紫外-可见吸收光谱或电子光谱。
形成过程:运动的分子外层电子→吸收外来辐射→产生电子能级跃迁→分子吸收光谱。
M+hν→M* → h ν分子吸收光谱的形成:吸收曲线:①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。
吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax;②不同浓度的同一种物质,其吸收曲线形状相似λmax不变。
而对于不同物质,它们的吸收曲线形状和λmax则不同;③吸收曲线可以提供物质的结构信息,并作为物质定性分析的依据之一;④不同浓度的同一种物质,在某一定波长下吸光度A 有差异,在λmax处吸光度A 的差异最大。
此特性可作作为物质定量分析的依据;⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大,所以测定最灵敏。
吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。
紫外-可见吸收光谱的主要类型:分子轨道理论:成键轨道→反键轨道σ→σ*>n →σ* >π→π* >n →π*①σ—σ*跃迁:分子成键轨道中的一个电子通过吸收辐射而被激发到相应的反键轨道。
②n →σ*跃迁:发生在含有未共用电子对(非键电子)原子的饱和有机化合物中。
紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示五部分组成。
答:光源的作用:提供能量,激发被测物质分子。
种类:①钨灯:适用波长范围320—2500nm②氢(氘)灯:提供波长范围180—375nm。
仪器分析问答

绪论1.与经典分析化学相比,仪器分析具有哪些特点?1.试样用量少,适用于微量、半微量乃至超微量分析2.检测灵敏度高,最低检出限和检出浓度大大降低3.重现性好,分析速度快,操作简便,易于实现自动化、信息化和在线检测4.仪器分析可在物质原始状态下分析,可实现试样非破坏性分析及表面、微区、形态等分析5.可实现复杂混合物成分分离、鉴定或结构测定6.相对误差较高,较不适宜常量和高含量成分分析7.需要结构复杂的昂贵仪器设备,分析成本一般比化学分析高2.分析仪器的一般结构组成。
试样系统,能源,信息发生器,信息处理单元,信息显示单元3.分析仪器的一般性能指标包括哪些?精密度,灵敏度,检出限,动态范围,选择性,响应速度,分辨率光谱法导论1.光谱分析仪器的一般结构。
稳定的光源系统→试样引入系统→波长选择系统(单色器、滤光片)→检测系统(将辐射能转换成电信号)→信号处理及读出系统2.光谱分析法的主要过程。
(1)能源提供能量;(2)能量与被测物之间的相互作用;(3)产生信号。
3.常见的光谱分析法包括哪些?按物质与辐射能的能级跃迁方向,分为吸收光谱和发射光谱;按作用物是分子或原子,分为分子光谱法和原子光谱法;射线光谱法、X射线光谱法、紫外光谱法、可见光谱法、按辐射源的波长,分为红外光谱法、核磁共振波谱法等按辐射能量传递的方式,可分为吸收光谱法、发射光谱和散射光谱法。
4.常见分光系统的组成及各自特点。
分光系统作用是将复合光分解成单色光或有一定波长范围的谱带。
分为单色器和滤光片1.单色器:采用色散元件的波长选择系统常称为单色器,主要用于把来自光源的复合光分解为单色光,并分离出所需波段光束。
单色器主要组成部分:①入射狭缝;②准直装置;③色散元件(单色器的核心部件),通常有棱镜和光栅;⑤出射狭缝棱镜:棱镜的色散作用是基于棱镜材料对不同波长的光有不同折射率,因此可将混合光中所包含的各个波长从长波到短波以此分散成为一个连续光谱光栅:利用复色光通过条痕狭缝反射后,产生衍射和干涉作用,是不同波长的光有不同的投射方向而起到色散作用2.滤光片:吸收滤光片(适用于可见光区);干涉滤光片(适用于紫外、可见和红外光区)紫外光谱、分子发光、原子吸收光谱1.原子吸收的背景有那几种方法可以校正?答:1、用氘灯校正背景,锐线光源测定的吸光度值为原子吸收和背景吸收的总光度值,用氘灯测定的吸光度仅为背景吸收,两者之差即是经过背景校正之后的被测定元素的吸光度值。
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仪器分析答案完整版(⾃⼰整理的)第⼆章习题解答1.简要说明⽓相⾊谱分析的基本原理借在两相间分配原理⽽使混合物中各组分分离。
⽓相⾊谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和⼒不同⽽实现分离。
组分在固定相与流动相之间不断进⾏溶解、挥发(⽓液⾊谱),或吸附、解吸过程⽽相互分离,然后进⼊检测器进⾏检测。
2.⽓相⾊谱仪的基本设备包括哪⼏部分?各有什么作⽤?⽓路系统.进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统.⽓相⾊谱仪具有⼀个让载⽓连续运⾏管路密闭的⽓路系统.进样系统包括进样装置和⽓化室.其作⽤是将液体或固体试样,在进⼊⾊谱柱前瞬间⽓化,然后快速定量地转⼊到⾊谱柱中.3.当下列参数改变时:(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相⽐减少,是否会引起分配系数的改变?为什么?答:固定相改变会引起分配系数的改变,因为分配系数只于组分的性质及固定相与流动相的性质有关.所以(1)柱长缩短不会引起分配系数改变(2)固定相改变会引起分配系数改变(3)流动相流速增加不会引起分配系数改变(4)相⽐减少不会引起分配系数改变5.试以塔板⾼度H做指标,讨论⽓相⾊谱操作条件的选择.解:提⽰:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载⽓流速.P13-24。
(1)选择流动相最佳流速。
(2)当流速较⼩时,可以选择相对分⼦质量较⼤的载⽓(如N2,Ar),⽽当流速较⼤时,应该选择相对分⼦质量较⼩的载⽓(如H2,He),同时还应该考虑载⽓对不同检测器的适应性。
(3)柱温不能⾼于固定液的最⾼使⽤温度,以免引起固定液的挥发流失。
在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下,尽可能采⽤较低的温度,但以保留时间适宜,峰形不拖尾为度。
(4)固定液⽤量:担体表⾯积越⼤,固定液⽤量可以越⾼,允许的进样量也越多,但为了改善液相传质,应使固定液膜薄⼀些。
(5)对担体的要求:担体表⾯积要⼤,表⾯和孔径均匀。
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一、名词解释1.分馏效应:将试样中各物质按其沸点从低到高先后顺序挥发进入分析区的现象称为分馏效应或选择挥发。
2.共振线和共振电位:原子中的一个外层电子从激发态向基态跃迁产生的谱线,称为共振线;上述跃迁所需要的能量称为共振电位。
3.多普勒变宽:又称热变宽,它是发射原子热运动的结果。
如果发射体朝向观察器(如光电倍增管)移动,辐射的表观频率要增大,反之,则要减小。
所以观察器接收的频率是(ν+Δν)和(ν-Δν)之间的频率,于是出现谱线变宽。
4.原子荧光:将一个可被元素吸收的波长的强辐射光源,照射火焰中的原子或离子,原子的外层电子从基态跃迁至高能态,大约在10-8s内又跃回基态或低能态,同时发射出与照射光相同或不同波长的光,这种现象称为原子荧光。
5.原子发射光谱:在室温下,物质所有的原子都是处于基态。
通过火焰、等离子体、电弧或火花等的热能可将它们原子化后并激发至高能级轨道。
激发态原子的寿命很短,在它返回基态时伴随发射一个辐射光子,产生发射光谱线。
6.原子吸收光谱:处于基态原子核外层电子,如果外界所提供特定能量的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态之间的能量差时,核外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃迁到相应激发态,从而产生原子吸收光谱。
7.单重态与三重态:对于有两个外层电子的原子,它存在具有不同能量的受激单重态和三重态,在激发的单重态中,两电子的自旋相反(或配对),在三重态中两电子自旋平行。
8.激发电位:将元素原子中一个外层电子从基态跃迁至激发态所需的能量。
9.荧光量子产率:发射荧光的分子数与激发分子总数的比值。
或发射光量子数与吸收光量子数的比值。
10. 分子发光:分子吸收外来能量时,分子的外层电子可能被激发而跃迁到更高的电子能级,这种处于激发态的分子是不稳定的,它可以经由多种衰变途径而跃迁回基态。
这些衰变的途径包括辐射跃迁过程和非辐射跃迁过程,辐射跃迁过程伴随的发光现象,称为分子发光。
11.化学发光:化学反应过程中生成的激发态物质所产生的光辐射。
12.助色团:本身不产生吸收峰,但与生色团相连时,能使生色团的吸收峰向长波方向移动,并且使其吸收强度增强的基团。
13.生色团:指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。
14.红移和蓝移:因取代基的变更或溶剂的改变,使其吸收带的最大吸收波长λmax发生移动;向长波方向移动称为红移;向短波方向移动称为蓝移。
15.化学位移:由屏蔽作用引起的共振时磁场强度的移动现象。
16.浓差极化:由于物质传递造成的电极表面浓度对溶液本体浓度的偏离而引起的极化。
17.Nernst响应斜率:以离子选择电极的电位E(或电池电动势)对响应离子活度的负对数(pa)作图,所得校准曲线呈直线部分的斜率即为电极的响应斜率,Nernst响应斜率为59.2/n(mV)。
18.色谱分离:色谱分离是基于混合物各组分在两相中分配系数的差异,当两相作相对移动时,被分离物质在两相间进行连续、多次分配,组分分配系数微小差异导致迁移速率差异,实现组分分离。
19.梯度洗脱:将两种或两种以上不同性质但互溶的溶剂,随时间改变而按一定比例混合,以连续改变色谱柱中冲洗液的极性、离子强度或pH值等,从而改变被测组分的相对保留值,提高分离效率,加快分析速度。
20.程序升温:在一个分析周期内,炉温连续地随时间由低温向高温线性或非线性地变化,以使沸点不同的组分在其最佳柱温下流出,从而改善分离效果,缩短分析时间。
二、简答及问答题1.简述原子发射光谱(摄谱法)定性分析过程及方法。
答:定性分析过程①样品制备;②摄谱,摄谱时需用哈特曼光阑,使样品和标准铁谱并列摄谱;③检查谱线,只要在试样光谱中检出了某元素的一根或几根不受干扰的灵敏线,即可确定该元素的存在。
定性分析方法①标准试样光谱比较法;②元素光谱图比较法。
2.按顺序写出原子吸收光谱仪和紫外-可见分光光度计的主要结构组成答:原子吸收光谱仪锐线光源→原子化器→单色器(或分光系统)→检测器→记录显示系统紫外-可见分光光度计光源→单色器(或分光系统)→吸收池→检测器→记录显示系统3.为什么在原子吸收光谱中需要调制光源?怎样调制?答:光源调制的目的是将光源发射的共振线与火焰发射的干扰辐射区别开来。
光源的调制是用一定频率的电源供给空心阴极灯,使光源的辐射变成一定频率的脉冲光信号,到达检测器时,产生一个交流电信号,再将交流放大器也调到与光源相同频率上,即可放大并读出。
而火焰产生的干扰辐射未变成交流信号,不能通过放大器,于是便达到消除火焰发射干扰的目的。
4.何谓元素的灵敏线、最后线和分析线?阐述三者之间的关系。
答:进行定性或定量分析的特征谱线称为分析线。
每种元素的原子光谱线中,凡是具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线,称为该元素的灵敏线。
最后线是指当试样中某元素的含量逐渐减少时,最后仍能观察到的几条谱线,它也是该元素的最灵敏线。
5.试述原子荧光和分子荧光产生的原理。
答:原子荧光产生的原理:将一个可被元素吸收的波长的强辐射光源,照射火焰中的原子或离子,原子的外层从基态跃迁至高能态,大约在10-8s内又跃回基态或低能态,同时发射出与照射光相同或不同波长的光。
分子荧光的产生原理:室温下大多数分子处在电子能级基态的最低振动能级,当其吸收了和它所具有的特征频率相一致的电磁辐射以后,可以跃迁至第一或第二激发单重态中各个不同振动能级和各个不同转动能级,产生对光的吸收。
通过无辐射跃迁,它们急剧降落至第一激发单重态的最低振动能级后,再回到基态振动能级时,以光的形式弛豫,所发出的光即为分子荧光。
6.试述分子荧光和磷光的产生过程。
答:在室温下大多数分子均处在基态的最低振动能级,当基态分子吸收相应的特征电磁辐射后,可以跃迁至第一(或第二等)激发单重态各个不同振动能级和转动能级。
通过无辐射跃迁,它们急剧降落至第一激发单重态的最低振动能级后,以辐射的形式弛豫回到基态各个振动能级时所发出的光称作荧光。
在同样的分子轨道上,处于三重态分子的能量低于相应单重态分子。
但是,通常第一激发三重态的一个振动能级几乎与第一激发单重态的最低振动能级的能量相同。
因此,由第一激发单重态的最低振动能级,有可能通过系间窜跃跃迁至第一激发三重态,再经过振动弛豫到其最低振动能级。
由此激发态以辐射的形式弛豫回至基态各个振动能级时所发出的光称作磷光。
7.荧光的熄灭答:荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象称为荧光熄灭。
这些引起荧光强度降低的物质称为熄灭剂。
引起荧光熄灭的主要因素有:碰撞熄灭,能量转移,氧的熄灭作用,自熄灭和自吸收等8.处于单重态和三重态的分子其性质有何不同?为什么会发生系间窜越?答:对同一物质,所处的多重态不同其性质明显不同。
第一,单重态S分子在磁场中不会发生能级的分裂,具有抗磁性,而三重态T有顺磁性;第二,电子在不同多重态之间跃迁时需换向,不易发生。
因此,S与T态间的跃迁概率总比单重态与单重态间的跃迁概率小;第三,单重激发态电子相斥比对应的三重激发态强,所以,各状态能量高低为:S2>T2>S1>T1>S0,T1是亚稳态;第四,受激S 态的平均寿命大约为10-8s,而亚稳的T1态的平均寿命在10-4~10s;第五,S0→T1形式的跃迁是“禁阻”的,不易发生,但某些分子的S1态和T1态间可以互相转换,且T1→S0形式的跃迁有可能导致磷光光谱的产生。
系间窜越易于在S1和T1间进行,发生系间窜越的根本原因在于各电子能级中振动能级非常靠近,势能面发生重叠交叉,而交叉地方的位能相同。
当分子处于这一位置时,既可发生内部转换,也可发生系间窜越,这决定于分子的本性和所处的外部环境条件。
9.如何扫描荧光物质的激发光谱和荧光光谱?答:(1)固定第二单色器的波长,使测定的荧光波长保持不变,然后改变第一单色器的波长由200~700 nm进行扫描。
以测出相对荧光强度为纵坐标,以相应的激发光波长为横坐标作图,所绘出的曲线就是该荧光物质的激发光谱。
(2)固定第一单色器的波长,使激发光波长和强度保持不变,然后改变第二单色器的波长,从200~700 nm 进行扫描,所获得的光谱就是荧光光谱。
10.采用紫外-可见分光光度法进行定量分析时,在实际工作中,为什么绘制的标准曲线往往不是一条直线(即产生偏离朗伯-比尔定律现象)?答:原因是:(1)目前用多种方法获得的入射光均为复合光,并非完全意义上的单色光;(2)比尔定律本身具有局限性,它只适用于稀溶液(<0.01mol ·L-1),是一个有限定条件的定律;(3)溶液的不均匀性,如一部分入射光因散射而损失;(4)溶液中发生化学变化,如解离、缔合及形成新的配合物等。
11.简述红外吸收光谱产生的条件。
答:①ν辐射=ν振动;②分子在振动过程中必须有偶极矩的变化。
12. 核磁共振谱中为什么用化学位移标示峰位,而不用共振频率的绝对值? 答:采用相对差值化学位移标示峰位,而不用共振频率的绝对值标示,有两个原因:①氢核的共振频率很大,而差值很小,测定绝对值不如测定相对值准确方便。
②核的共振频率与仪器的磁场强度有关,同一个核在不同磁场的仪器中,将测得不同的共振频率,因此,若用频率标示共振峰,将不便于比较,而相对值则与磁场强度无关。
13.为什么化学位移可以用来进行氢核结构类型的鉴定?答:在有机化合物中,不同类型的质子(氢核)由于化学环境不同,其核外电子云密度不同,在外磁场中受到的电子屏蔽效应不同。
由核磁共振方程: 0(1)2B γνσπ=-共振,式中σ为屏蔽常数,其大小与质子核外电子云密度及所处的化学环境有关。
σ不同的质子,即化学环境不同的质子,其共振吸收峰将出现在1HNMR 谱的不同频率区域或不同磁场强度区域,即产生了化学位移。
据此,可以进行氢核结构类型的鉴定。
14.在分子质谱中,亚稳离子峰是怎样产生的?其主要特点和作用是什么? 答:质量为m 1的母离子,不仅可以在电离室中进一步裂解生成质量为m 2的子离子和中性碎片,而且也可以在离开电离室后的自由场区裂解为质量等于m 2的子离子。
由于此时该离子具有m 2的质量,具有m 1的速度υ1,所以这种离子在质谱图上既不出现在m 1处,也不出现在m 2处,而是出现在比m 2低的m*处。
这种峰称为亚稳离子峰。
它的表观质量m*与m 1、m 2关系如下:由于在自由场区分解的离子不能聚焦于一点,故在质谱图上,亚稳离子峰比较容易识别:它的峰形宽而矮小,且通常m/e 为非整数。
亚稳离子峰的出现,可以确定 开裂过程的存在。
15.在分子质谱中,什么是分子离子峰?其主要特点和作用是什么?答:分子受电子流或其它能量撞击后,失去一个价电子而生成带正电荷的离子称为“分子离子”,其在质谱图中相应的峰称为“分子离子峰”。
特点:①位于质谱图高质荷比端(右端);②为奇电子离子。