现代仪器分析期末分析资料

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现代仪器分析

一、现代仪器分析的分类

1.光谱分析法(光谱法和非光谱法折射散射)

2.电化学分析法电位极谱电导电量

3.色谱分离

4.其他质谱、热分析

分析化学:测定物质的化学组成的方法

化学分析:是利用化学反应及其计量关系进行分析的方法

仪器分析:是以物质的的物理性质或物化学性质进行分析的方法

定量分析:测定各成分的相对含量

定性分析:测定样品中的原子、分子或官能团的信息

二、仪器分析的特点:

1.灵敏度

2.效率高可以一次分析样品中多种元素信息

3.选择性好

4.满足特殊要求

5.准确度相对较低

6.一般仪器价格较贵,维修使用成本高

三、分析方法选择依据:

(一)对样品了解:

1.准确度、精确度要求;

2.可用样品量;

3.待测物浓度范图;

4.可能的干扰;

5.样品基体的物化性质;

6.多少样品(经济)。

(二)分析方法设计的要求:

1.精度绝对偏差、RSD(相对偏差)、变异系数;

2.误差系统误差、相对误差;

3.灵敏度校正曲线灵敏度、分析灵敏度;

4.检出限(RSN)blank;

5.浓度范围定量限或线性检测限

6.选择性选择性系数。

(三)仪器分析方法和分类:

1.按被分析物质的含量划分

常量成分分析(>0.01%)、痕量成分分析(0.01-0.00001%)、超痕量成分分析(<0.00001%)

2.根据研究对象分类

有机分析和无机分析

3.按被分析物质的状态分类

成分分析、价态分析、结构分析、表面与界面分析

4.根据分析任务分类

定性分析、定量分析、结构解析

5.按原理、方法分类

电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、光分析法、热分析法、分析仪器联用技术

四、光分析法:

(1)定义:凡是基于检测能量作用于物质后产生的辐射信号(光)或其所引起的变化的分析方法均可称为光分析法。

(2)分类:非光谱法和光谱法

非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、衍射和偏振等)的变化的分析方法。如:折射法、干涉法、散射浊度法、X射线衍射法和电子衍射等。

五、色谱分析法:

(1)定义:以物质在互不相溶的两相中分配系数差异而建立起来的一类分析方法。如气-固、气液、液-固、液液等两相

(2)分类:

1.色谱分离法: 气相色谱法色谱分离法、液相色谱法、超临界流体色谱法

2.电泳分离法:毛细管电泳法、毛细管电动色谱法

质谱法(MS):以高速电子束轰击待测物,使之电离成带电碎片然后按质荷比大小分离,得到质谱图,进行分析的方法。

热分析法:热分析法是测量物质的某些性质如质量、体积、热导和反应热与温度之间的动态关系的方法.可用于成分分析,但更多的用于热力学、动力学和化学反应机理等方面的研究。

分类:差热分析法、差示扫描量热法、,热重量法和测温滴定法等。

主要性能指标定义及表示方法

1.精密度

使用同一方法或步骤进行多次重复测量所得分析数据之间符合的程度。

2.准确度

测定值与真值相符合的程度

绝对误差(absolute error)E a= X i-u

相对误差(relative error)E r=E a/μ×100%

公认真值:原子量、纯物质中各元素的理论含量、标样的标准值等

3.选择性

4.标准曲线

5.灵敏度

反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力,也就是说当浓度或含量有微小变化时,仪器或方法均可以觉察出来。

6.检测限

在已知置信水平,可以检测到的待测物的最小质量或浓度。它和分析信号与空白信号的波动(噪音,Noise)有关或者说与信噪比(S/N)有关。

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;

五、食品、农产品品质无损检测的优点

农畜产品品质无损检测具有传统方法无法比拟的优点:

(1)除得到样品的外部品质信息外,也能获得很多的内部品质信息,同时保证了样品的完整性;

(2)检测结果客观、准确、重现性好;

(3)检测速度又较传统的化学方法迅速、绿色。

电子鼻的基本组成

气体传感器的种类:

(1)金属氧化物型半导体传感器

(2)有机导电聚合物传感器

(3)质量传感器(包括石英晶体谐振传感器和声表面波传感器)

(4)金属氧化物半导体场效应管传感器

(5)红外线光电传感器

六、电子鼻的基本组成:电子鼻模拟生物的嗅觉器官,因而其工作原理与嗅觉形成相似,气味分子被电子鼻中的传感器阵列吸附,产生信号。生成的信号经各种方法处理加工与传输,将处理后的信号经模式识别系统作出判断。根据这种原理电子鼻主要包括传感器阵列和数据处理分析器两大部分。

七、电子鼻在食品工业中的应用

1.在原材料方面,可以用来检测鱼、肉、蔬菜、水果等的新鲜度,分类谷物、对禽类进行沙门氏菌检疫;

2.在生产过程方面,可以用它实现烹调、发酵、存储等过程的监测;

3.在产品评价方面,它可以用来评价水果、葡萄酒、干酪和肉制品等的成熟度,评价和识别不同品牌的白酒、葡萄酒,检测果汁等饮料的新鲜度。

4.此外,它还可以用来分析包装材料及其与产品的相互作用

第二章光分析导论

知识点:光分析法基本组成、光与物质的相互作用、定义及分类、朗伯比尔定律及给定数值的简单计算、光谱与光谱分析法分类、常见分子光谱分类、吸收光谱与发射光谱

一、光分析法:

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。

二、三个基本组成部分

1.信号发生器:提供能量并与待测物质相互作用

2.色散系统(光谱法)

3.信号检测与处理系统。

三、光与物质的相互作用、定义及分类

(1)光的吸收:

当光与物质接触时,某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱,这种现象称为物质对光的吸收。

(2)光的发射:

当受激物质从高能态回到低能态时,以光辐射的形式释放出多余的能量。如原子发射、分子发射以及X射线等。

(3)光的透射:光通过透明介质时,光的频率没有变化,只是传播速度减慢。

(4)光的散射:光通过不均匀介质时,-部分光改变了前进方向,且方向的改变

在宏观上具有不确定性。

分类:一般可分为丁达尔散射和分子散射两类。

(5)光的折射:从一种透明介质进入另一种透明介质时,光束前进方向发生改变。原理:由光在不同介质中的传播速度不同而引起的。

(6)光的干涉:当频率、振动(方向)、周相相同(或周相差保持恒定)的光源所发射的相干光波互相叠加时,产生明暗相同的条纹。

(7)光的衍射:光波绕过障碍物而弯曲向后传播。衍射现象是干涉的结果。

(8)光的偏振:天然光通过某些物质时,变为只在一个固定方向有振动的光,即平面偏振光。

五、朗伯比尔定律及给定数值的简单计算

朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)

在一定浓度范围内,物质的吸光度A与吸光样品的浓度c及厚度L的乘积成正比。是吸收光谱法定量分析的基础 A=K c L或I=I

e K c L

A吸光度,c溶液浓度mol/L, K吸收系数,L液层厚度cm

朗伯定律(1760年):光吸收与溶液层厚度成正比

比尔定律(1852年):光吸收与溶液浓度成正比与依据。

光谱与光谱分析法分类

(1)光谱法的分类:

1.产生物质:原子光谱、分子光谱和固体光谱

2.光谱形式:发射光谱、吸收光谱和散射光谱

3.光谱形状:线光谱、带光谱和连续光谱

(2)光谱分析法的分类:

1.原子光谱法:原子发射、原子吸收、原子荧光、x射线荧光

2.分子光谱法:紫外可见、红外可见、分子荧光、分子磷光、核磁共振、化学发光

3.吸收光谱法:原子吸收、紫外可见、红外可见、核磁共振

4.发射光谱法:原子发射、原子荧光、分子荧光、分子磷光、x射线荧光、化学发光

常见分子光谱分类:

(1)原子光谱:由于原子外层电子能级发生变化而产生的辐射或吸收的光谱

(2)分子光谱:由于分子中电子能级、分子振动能级、分子转动能级发生变化而产生的辐射或吸收的光谱。

常见分子光谱(带状光谱)分类:

(1)紫外光谱法(UV)

(2)红外光谱法(IR)

(3)分子荧光光谱法(MFS)

(4)分子磷光光谱法(MPS)

(5)核磁共振波谱(NMR)

吸收光谱与发射光谱吸收光谱:

1.吸收光谱

(1)定义

物质中分子、原子及强磁场中的原子核吸收了特定的光子后,由低能态跃迁到高能态,将所吸收的光辐射记录下来得到的光谱。

(2)分为:分子吸收光谱、原子吸收光谱、核磁共振光谱

2.发射光谱

(1)定义

吸收了光能处于高能态的分子或原子其寿命很短,当它们回到基态或较低能态时重新以光辐射形式释放出来由此获得的光谱。

(2)分为:原子发射光谱、分子发射光谱、X-射线发射光谱

第三章紫外—可见光光度法

紫外-可见光分光光度法定义、能级差、吸收光谱、吸收曲线、物质的吸收曲线与最大吸收波长的特点、互补色光、光吸收定律、吸光系数、摩尔吸光系数(例题计算)、比尔定律的局限性、吸收定律适用条件、偏离吸收定律的原因、生色团、助色团、助色团顺序、红移与蓝移、增色与减色效应、紫外分光光度计、分类、光度分析方案的设计、检测条件的选择

紫外-可见光分光光度法:是利用物质的分子对紫外-可见光区辐射的吸收来进行定性、定量及结构分析的方法。

能级差:在分子中存在着电子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的。其中电子能级的间距最大(每个能级间的能量差叫间距或能级差)振动能级次之,转动能级的间距最小。

物质的粒子总是处于不连续的能量状态,称为能级,基态(E0)激发态(Ej),两者间的能量差称为能级差(ΔE)

吸收光谱:跃迁过程中吸收的光谱称为吸收光谱

吸收曲线:每一种物质对不同波长光的吸收程度是不同的。如果我们让各种不同波长的光分别通过被测物质,分别测定物质对不同波长光的吸收程度。以波长为横坐标,吸收程度为纵坐标作图所得曲线。

物质的吸收曲线和最大吸收波长的特点:

(1)不同的物质,吸收曲线的形状不同,最大吸收波长不同。

(2)对同一物质,其浓度不同时,吸收曲线形状和最大吸收波长不变,只是吸收程度要发生变化,表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。

互补色光:白光除了可由所有波长的可见光复合得到外,还可由适当的两种颜色的光按定比例复合得到。能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。

光吸收定律

吸光系数:当溶液浓度c的单位为g/L,溶液液层厚度b的单位为cm时,K叫“吸光系数”用a表示,其单位为L/g.cm,此时:

A=a b c

由式可知:a=A/b c,它表示的是当c=1g/L、b=1cm时溶液的吸光度。

摩尔吸光系数:当溶液浓度c的单位为mol/L,液层厚度b的单位为cm时,K叫“摩尔吸光系数”,用ελ表示,其单位为L/mol·cm,此时:

A=ελ

由此式可知:ελ=A/b c,

的是当c=1mol/L,b=1cm时,物质对波长为λ的光的吸光度。

例题:

吸收定律的适用条件:

1.必须是使用单色光为入射光;

2.溶液为稀溶液;

3.吸收定律能够用于彼此不相互作用的多组分溶液。它们的吸光度具有加合性,且对每一组分分别适用,即:

=A1+A2+A3…+An

A

=ε1bc1+ε2bc2+ε3bC3…+εn b c n

4.吸收定律对紫外光、可见光、红外光都适用

偏离吸收定律的原因:

1.入射光为非单色光:严格地说吸收定律只适用于入射光为单色光的情况。但在紫外可见光分光光度法中,入射光是由连续光源经分光器分光后得到的,这样得到的入射光并不是真正的单色光而是一个有限波长宽度的复合光,这就可能造成对吸收定律的偏离。

对非单色光引起的偏离,其原因是由于同-物质对不同波长的光的摩尔吸光系数不同造成的。所以只要在入射光的波长范围内,摩尔吸光系数差别不是太大,由此引起的偏离是较小的。

2.非平行光和光的散射:当入射光是非平行光时,所有光通过介质的光的光程不同,引起小的偏离。另外,当溶液中含有悬浮物或胶粒等散射质点时,入射光通过溶液时就会有一部分光因散射而损失掉,使透过光强度减小,测得的吸光度增大,从而引起偏离吸收定律。

3.化学因素引起的偏离:

①离解作用;②酸效应;③溶剂作用

生色团:有机物中含有n→π*或π→π*跃迁的基团。

助色团、助色团顺序:

助色团:是指带有非键电子对的基团;可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团,常见助色团助色顺序为:

- F< - CH3< - Br< - 0H< - OCH3< - NH2< - NHCH3 < - NH(CH3)2 < - NHC6H5< - 0-红移与蓝移:

由于化合物结构变化(共轭、引入助色团取代基)或采用不同溶剂后

①吸收峰位置向长波方向的移动,叫红移

②吸收峰位置向短波方向移动,叫蓝移

增色效应和减色效应:

①增色效应:吸收强度增强的效应

②减色效应:吸收强度减小的效应

分光光度计的类型:

1.单波长单光束分光光度计

2.单波长双光束分光光度计

3.双波长分光光度计

光度分析方案的设计:

1.显色反应及其条件的选择;显色反应及条件的确定:显色剂用量、酸度、时间、温度、干扰及消除。

2.光度测量条件的选择

3.标准曲线、线性方程及方法评价;

4.建立光度分析方法的一般步骤

检测条件的选择:

1.波长的选择(最大吸收峰或者第二吸收峰)

2.溶解的选择(样品溶解良好,保持样品稳定,在检测波长无吸收)

3.参比溶液的选择(水,试剂空白,无显色剂的样品稀释液,+掩蔽剂)

习题

1.频率可用下列哪种方式表示:______。

2.光量子的能量正比于辐射的()

(1)频率;(2)波长;(3)周期;(4)传播速度

3.下列四个电磁波谱区中,指出能量最小的部分()(1)X射线;(2)红外区;(3)无线电波;(4)紫外和可见区

4.分子运动包括有电子相对于原子核的运动(E电子)核间相对位移(E振动);和转动(E转动)能量大小顺序为()

5.在分光光度法中,运用朗伯比尔定律进行定量分析采用的入射光为()(1)白光;(2)单色光;(3)可见光;(4)紫外线

6.指出下列哪种因素对朗伯比尔定律不产生偏差()(1)溶质的解离作用;(2)杂散光进入检测器;(3)溶液的折射指数增加;(4)改变光程长度

7.分光光光度法中,以______为纵坐标,以______为横坐标作图,可得到光吸收曲线。

8.在紫外-可见光光度法定量分析中,可以用______, ______ , ______ ,______进行分析定量

9.紫外-可见光光度法,吸光度与吸光溶液的浓度遵从的关系式为______

10.对于紫外-可见光光度计,在可见光区可采用玻璃吸收池,而在紫外光区仅可采用______吸收池

11.在有机化合物中,常常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发生移动,波长增加的现象称为______ ,波长减小的现象称为______ 。

12.简述吸收光谱产生的原因

13.什么是朗伯比尔定律,用数学表达式并说明各个物理量的意义

14.简述引起朗伯比尔定律偏离的原因。

第五章

色谱法的定义、原理、按两相的物理状态分类、色谱图、色谱特点及作用、色谱流出曲线与术语、分配系数K的讨论、塔板理论、 HPLC定义、仪器结构、类型、检测器、特点、定量分析与定性分析、 HPLC检测过程

GC的分类、GC结构、检测器类型

一、色谱法的定义:色谱法是一种分离方法,它利用物质在两相中分配系数的微小差异进行分离。当两相做相对移动时,使被测物质在两相之间进行多次分配,这样原来微小差异产生了很大的效果,使各组分分离,以达到分离分析及测定--些物理化学常数的目的。

二、色谱法的原理:是利用混合物中各组份在不同的两相中溶解,分配,吸附等化学作用性能的差异,当两相作相对运动时,使各组分在两相中反复多次受到上述各作用力而达到相互分离

两相中有一相是固定的,叫作固定相。

有一相是流动的,称为流动相,流动相又叫洗脱剂,溶剂。

三、色谱按两相的物理状态分类:

①气相色谱→气液色谱(GLC)、气固色谱(GSC)

②液相色谱→液液色谱(LLC)、液固色谱(LSC)

③超临界流体色谱

④化学键合相色谱

四、色谱图:色谱柱流出物通过检测器时所产生的响应信号对时间的曲线图,

其纵坐标为信号强度,横坐标为时间。

四、色谱的特点及作用:

五、(1)特点:1.分离效率高2灵敏度高3.分析速度快4.应用范围广

(2)作用:有机化合物分离和定量分析

色谱流出曲线与术语

分配系数K的讨论:

1.一定温度下,组分的分配系数K越大,出峰越慢;

3.试样一定时,K主要取决于固定相性质;

3.每个组份在各种固定相上的分配系数K不同;

4.选择适宜的固定相可改善分离效果;

5.试样中的各组分具有不同的K色谱柱值是分离的基础;

6.某组分的K=0时,即不被固定相保留、最先流出。

塔板理论:

塔板理论是色谱学的基础理论,塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡,随着流动相的流动,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板,并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多,则其分离效果就越好。

根据塔板理论,待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布,当色谱柱的塔板数很高的时候,二项式分布趋于正态分布。

HPLC(高效液相色谱法)定义:一种以分离混合化合物为目的色谱法,具有高压,高效,高速,高灵敏度等特点。

可以对混合物中的组分进行定性和定量

利用色谱法原理对组分进行分离

HPLC的仪器结构:

高压泵

进样器

色谱柱

检测器

HPLC的类型:

1.体积排阻色谱

2.离子(交换)色谱

3.反相色谱

4.疏水作用色谱

5.亲和色谱

HPLC检测器类型

1.紫外-可见光吸收检测器;紫外吸收检测器简称紫外检测器(ultraviolet

detector,UVD),是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器,其工作原理是Lambert-Beer定律,

大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外或可见光吸收基团,紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可检测,因此UVD既有较高的灵敏度,也有很广泛的应用范围,是液相色谱中应用最广泛的检测器。,既可测190--350 nm范围的光吸收变化,也可向可见光范围350---700 nm 延伸。

2.二极管阵列检测器

3.示差折光检测器

4.荧光发光检测器

5.电化学检测器

HPLC特点:

1.高压(15-35Mpa)

2.高速(能在1h之内完成传统常压色谱20小时的工作量)

3.高效(柱效可达到30000塔板)

4.高灵敏度(紫外检测达到纳克级,荧光检测可达到10-11g)

GC的分类:

1.按固定相分:气固、气液

2.按分离原理分:吸附色谱,分配色谱

3.按柱子粗细分:填充柱和毛细管柱

GC结构:

1.载气系统

2.进样系统

3.色谱柱与温控系统

4.检测系统

5.数据处理系统

GC检测器类型:

1.氢火焰离子化检测器(FID);

2.电子捕获检测器(ECD);

3.火焰光度检测器(FPD);

4.热导检测器(TCD)

5.氮磷检测器(NPD)也称热离子检测器(TID);

6.原子发射检测器(AED)

7.硫荧光检测器(SCD)

常用检测器有哪些种?检测原理是什么?

FID检测器是什么,检测原理,检测范围

ECD检测器是什么,检测原理,检测范围

FPD检测器是什么,检测原理,检测范围

TCD检测器是什么,检测原理,检测范围

第七章

原子吸收分光光度法定义、原子化常用的三种方法、练习题

原子荧光光谱法定义、优缺点、荧光猝灭、原子荧光光度计主要部件、

原子吸收分光光度法(原子吸收光谱法或原子吸收法):是一种基于待测基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。

原子化常用的三种方法:

(1)火焰原子化

(2)电加热原子化

(3)氢化物原子化

练习题

1、原子吸收分析中光源的作用是( ):

A提供试样蒸发和激发所需的能量 B产生紫外光

C发射待测元素的特征谱线 D产生具有足够浓度的散射光

答案: C

2、空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素是( ):

A阴级材料 B填充气体 C灯电流 D阳极材料

答案: C

3、火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法及氢化物原子吸收法的主要区别

在于( )。

A.所依据的原子吸收原理不同

B.所采用的光源不同

C.所利用的分光系统不同

D.所采用的原子化方式不同

答案: D

4、在原子吸收光谱分析中,原子化器的作用是

A.把待测元素转变为气态激发态原子;

B.把待测元素转变为气态激发态离子;

C.把待测元素转变为气态基态原子;

D.把待测元素转变为气态基态离子。

答案: C

5、原子吸收光度分析(火焰法)测定钠离子含量,需向溶液中需加入大量钾离子,钾离子是:( )。

A.缓冲剂

B.释放剂

C.保护剂

D.消电离剂

答案: D

5、相对于火焰原子化器来说,石墨炉原子化器( )

A.灵敏度高,但重现性差

B.灵敏度高,且重现性好

D.灵敏度低,且重现性差 D.灵敏度低,但重现性好

答案: A

6、在原子吸收光谱法中,目前常用何种光源?其主要操作参数?( )

A.氙弧灯,内充气体的压力;

B.氙弧灯,灯电流;

C.空心阴极灯,内充气体的压力;

D.空心阴极灯,灯电流。

答案: D

E.7、在原子吸收分析中,干扰效应主要有:

答案:物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰

8、富燃焰是指_________________火焰______较强(填还原性或氧化性) 。

答案:燃助比大于其化学计量比的火焰、还原性

9、简要说明原子吸收谱线变宽的原因。

答案:①自然变宽; ②多普勒变宽(或热变宽);

③压力变宽; ④场致变宽;⑤自吸变宽。

10、画出单光束原子吸收分光光度计结构示意图(用方框图表示),并说明各部分的作用。

光源的作用是发射待测元素的特征谱线。

原子化器产生气态的基态原子,以便吸收特征谱线。

单色器是将欲测谱线发出并投射到检测器中

检测系统是作用是将光信号转化为电信号

工作站是显示出经检测器放大后的信号

6.原子吸收中物理干扰排除的方法( )

A释放剂 B扣除背景 C标准加入法 D保护剂

7.原子吸收中原子化器的作用是( )

A把待测元素转变为气态激发态原子 B把待测元素转变为气态激发态离子C把待测元素转变为气态基态原子 D把待测元素转变为气态基态离子,

8.在火焰原子吸收分光光度法中,复燃火焰的性质和使用与待测的元素( )

A还原性火焰,适用干易形成难解离氧化物元素的测定

B还原性火焰,适用于易形成难解离还原性物质的测定

C氧化性火焰、适用于易形成难解离氧化物元素的测定

D氧化性火焰,适用于易形成难解离还原性物质的测定

9.在火焰原子吸收分光光度法中,对于碱金属元素,可选用( )

A化学计量火焰 B贫燃火焰 C电火花 D贫燃火焰

10.在原子吸收光谱法中,目前常用的光源和主要操作参数是( )

A氙弧灯,内充气压力 B氙弧灯,灯电流

C空心阴极灯,内充气气体压力 D空心阴极灯,灯电流

11.原子吸收分光光度计中常用检测器是( )

A光电池 B光电管 C光电倍增管 D感光板

12.在原子吸收光谱中,谱线变宽的原因_________________。

13.氘灯校正装置

1、画出原子荧光分光光度计的结构框图,并简要叙述原子荧光分光光度法的工

作原理。

2、原子荧光光谱是怎么产生的?有几种类型?

荧光猝灭:受激发原子与其他原子碰撞,能量以热或其他非荧光辐射的方式给出,产生非荧光去激发过程,使荧光减弱或消失的现象。

原子荧光光谱法(AFS):是基于气态和基态原子的核外层电子吸收共振发射线后,发射出荧光进行元素定量分析的一种分析方法。

优点:①检出限低、灵敏度高

②谱线简单、干扰小

③线性范围宽(可达3~5个数量级)

④易实现多元素同时测定(产生的荧光向各个方向发射)

缺点:存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题;

原子荧光光度计主要部件:

(1)光源:高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器;

(2)可调频激光器:高光强、窄谱线,但价格昂贵。最常用的是无极放电灯。(3)原子化装置:与原子吸收法相同;

(4)色散系统:光栅、滤光器;

(5)检测系统:光电倍增管

计算题已知某化合物的的相对分子量为251,将此化合物用己醇作溶剂配置成浓度为0.150mmol/L溶液,在480nm处用2.00cm吸收池测得透光率为39.8%,求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数和吸光系数。

解:已知溶剂浓度c=0.150mmol/L,b=2.00cm,T=0.398,由Lambert-beer定律得:

з(480nm)=A/Cb

=-lg0.398/0.150*10-3 *2.00

=1.33*103 (L/mol/cm)

现代仪器分析简答

1、现代仪器分析法有何特点?它的测定对象与化学分析法有何不同? 分析速度快,自动化程度高,特别适用于大批量分析; 灵敏度高,试样用量少,适合微量和痕量组分; 用途范围广,能适合各种分析的要求;选择性高 2、评价一种仪器分析方法的技术指标是什么? 主要技术指标: 1、精密度; 2、准确度; 3、标准曲线; 4、灵敏度; 5、检出限; 6、选择性 3、影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些?其中最主要的因素是什么? 答:影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度 △ fN 多普勒变宽和压力变宽。 其中最主要的 是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 4、原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成?各有何作用? 答:原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 光源的作用:发射待测元素的特征谱线。 原子化器的作用:将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。 分光系统的作用:把待测元素的分析线与干扰线分开,使检测系统只能接收分析线。 检测系统的作用: 把单色器分出的光信号转换为电信号, 经放大器放大后以透射比或吸光度 的形式显示出来。 5、与火焰原子化器相比,石墨炉原子化器有哪些优缺点? 答:与火焰原子化器相比,石墨炉原子化器的优点有:原子化效率高, 气相中基态原子浓度 比火焰原子化器高数百倍,且基态原子在光路中的停留时间更长,因而灵敏度高得多。 缺点:操作条件不易控制,背景吸收较大,重现性、准确性均不如火焰原子化器,且设备复 杂,费用较高。 6、测定植株中锌的含量时,将三份 1.00g 植株试样处理后分别加入 0.00mL 、 1.00mL 、 2.00mL0.0500mol?L-1ZnCl2 标准溶液后稀释定容为 25.0mL ,在原子吸收光谱仪上测定吸光 度分别为0.230、0.453、0.680,求植株试样中锌的含量( 3.33 X10-3g.g-1 )。 解:设植株试样中锌的含量为 Cx mol.L-1 ??? A1=KCx A2=K(25 X 10-3Cx+1.00 0X .0500 A3=K(25 X 10-3Cx+2.00 0X .0500 解之得 Cx=2X 10-3 mol.L-1 7、 电子跃迁有哪几种类型?哪些类型的跃迁能在紫外及可见光区吸收光谱中反映出来? 答:电子跃迁的类型有四种: 6^6 * n 宀6* n ^n* n^n 。* 其中n ~6* n ~n* n^n 的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来。 8、何谓发色团和助色团?举例说明。 答:发色团指含有不饱和键,能吸收紫外、可见光产生 n ^n*或 n^n 跃迁的基团。例如: > C=C V, — C = C — ,> C=O , — N=N —, — COOH 等。 助色团:指含有未成键 n 电子 本身不产生吸收峰 但与发色团相连能使发色团吸收峰向 长波方向移动 吸收强度增强的杂原子基团。 例如: —NH2 —OH —OR —SR —X 等。 ?/ A=KC X 65.4 X 10-3)/25 1X 0-3 X 65.4 X 10-3) /25 10X -3 ?植株试样中锌的含量为 3.33X 10-3g.g-1

武汉大学版仪器分析知识点总结(适用考中科院的同学)

第一部分:AES,AAS,AFS AES原子发射光谱法是根据待测元素的激发态原子所辐射的特征谱线的波长和强度,对元素进行定性和定量测定的分析方法。 特点: 1.灵敏度和准确度较高 2.选择性好,分析速度快 3.试样用量少,测定元素范围广 4.局限性 (1)样品的组成对分析结果的影响比较显著。因此,进行定量分析时,常常需要配制一套与试样组成相仿的标准样品,这就限制了该分析方法的灵敏度、准确度和分析速度等的提高。 (2)发射光谱法,一般只用于元素分析,而不能用来确定元素在样品中存在的化合物状态,更不能用来测定有机化合物的基团;对一些非金属,如惰性气体、卤素等元素几乎无法分析。 (3)仪器设备比较复杂、昂贵。 术语: 自吸 自蚀 ?击穿电压:使电极间击穿而发生自持放电的最小电压。 ?自持放电:电极间的气体被击穿后,即使没有外界的电离作用,仍能继续保持电离,使放电持续。 ?燃烧电压:自持放电发生后,为了维持放电所必需的电压。 由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线称为共振线。由较低级的激发态(第一激发态)直接跃迁至基态的谱线称为第一共振线,一般也是元素的最灵敏线。当该元素在被测物质里降低到一定含量时,出现的最后一条谱线,这是最后线,也是最灵敏线。用来测量该元素的谱线称分析线。 仪器: 光源的作用: 蒸发、解离、原子化、激发、跃迁。 光源的影响:检出限、精密度和准确度。 光源的类型: 直流电弧 交流电弧 电火花 电感耦合等离子体(ICP)

ICP 原理 当高频发生器接通电源后,高频电流I 通过感应线圈产生交变磁场(绿色)。 开始时,管内为Ar 气,不导电,需要用高压电火花触发,使气体电离后,在高频交流电场的作用下,带电粒子高速运动,碰撞,形成“雪崩”式放电,产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流(涡电流,粉色),其电阻很小,电流很大(数百安),产生高温。又将气体加热、电离,在管口形成稳定的等离子体焰炬。 ICP-AES 法特点 1.具有好的检出限。溶液光谱分析一般列素检出限都有很低。 2.ICP 稳定性好,精密度高,相对标准偏差约1%。 3.基体效应小。 4.光谱背景小。 5.准确度高,相对误差为1%,干扰少。 6.自吸效应小 进样: 溶液试样 气动雾化器 超声雾化器 超声雾化器:不连续的信号 气体试样可直接引入激发源进行分析。有些元素可以转变成其相应的挥发性化合物而采用气体发生进样(如氢化物发生法)。 例如砷、锑、铋、锗、锡、铅、硒和碲等元素。 固体试样 (1). 试样直接插入进样 (2). 电弧和火花熔融法 (3). 电热蒸发进样 (4). 激光熔融法 分光仪棱镜和光栅 检测器:目视法,摄谱法,光电法 干扰: 光源 蒸发温度 激发温度/K 放电稳定性 应用范围 直流电弧 高 4000~7000 较差 定性分析,矿物、纯物质、 难挥发元素的定量分析 交流电弧 中 4000~7000 较好 试样中低含量组分的定量分析 火花 低 瞬间10000 好 金属与合金、难激发元素的定量分析 ICP 很高 6000~8000 最好 溶液的定量分析

现代仪器分析复习题不完全整理中国海洋大学

第一章绪论复习题 一.名词解释 1. 灵敏度 2. 相对标准偏差 3. 检出限 4. 信噪比 5. 定量限 二.简答题 1.仪器分析方法有哪些分类?

2.仪器性能指标有哪些?分别如何判定? 3.常用三种仪器分析校正方法各有何特点? 第二章原子发射光谱法复习题 一.名词解释 1. 等离子体 2. 趋肤效应 3. 通道效应 4. 共振线 5. 分析线 6. 谱线自吸 7. 光谱载体 8. 光谱缓冲剂 二.简答题

1.原子光谱与原子结构、原子能级有什么关系?为什么能用它来进行物质的定性分析? 能量,跃迁,转换,电磁辐射释放 2.光谱分析时狭缝宽度如何选择? 定性:较窄提高分辨率 定量:较宽提高灵敏度 3.影响原子发射谱线强度的因素有哪些?(同教材P46-47 3-9) 1)统计权重:谱线强度与激发态和基态的统计权重之比g i/g o成正比 2)跃迁概率:谱线强度与跃迁概率成正比 3)激发能:负相关 4)激发温度:正相关。但升高温度易电离。 5)基态原子数:一定实验条件下,上述条件影响因素均为常数,则谱线强度与基态原子数成正比。 4.简述ICP :光源的组成、形成原理及特点。 组成:ICP 光源是由高频发生器和感应圈、等离子体炬管和供气系统、试样引入系统组成 原理:当高频发生器接通电源后,高频电流I通过感应线圈产生交变磁场。 开始时,管内为Ar气,不导电,需要用高压电火花触发,使气体电离后,在高频交流磁场的作用下,带电粒子高速运动,碰撞,形成“雪崩”式放电,产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流(涡电流),其电阻很小,电流很大(数百安),产生高温。又将气体加热、电离,在管口形成稳定的等离子体焰炬。 特点:优点: (1)检出限低,一般在10-5~10-1ug/mL。可测70多种元素。

现代仪器分析XRF汇总

中国矿业大学 2016级硕士研究生课程考试试卷 考试科目现代仪器分析 考试时间2016-10-18 学生姓名王一鹏 学号TS16040101A3 所在院系化工学院 任课教师何亚群教授 中国矿业大学研究生院培养管理处印制

XRF在矿物加工领域中的应用 王一鹏 (中国矿业大学化工学院) 摘要:X射线荧光光谱分析(X Ray Fluorescence,XRF)是固体物质成分分析的常规检测手段,也是一种重要的表面/表层分析方法。本文主要介绍了X射线荧光光谱仪的工作原理及主要构造,并分析了X射线荧光光谱分析在矿物加工学领域中的应用。 关键词:XRF 原理表面/表层分析矿物加工 1 X射线荧光光谱分析概述 X射线荧光光谱分析(X Ray Fluorescence,XRF)是固体物质成分分析的常规检测手段,也是一种重要的表面/表层分析方法。由于整体技术和分光晶体研制发展所限,早期的X射线荧光光谱仪检测范围较窄,灵敏度较差。随着测角仪、计数器、光谱室温度稳定等新技术的进步,使现代X射线荧光光谱仪的测量精密度与准确度有了较大改善。特别是人工合成多层膜晶体的开发应用使轻元素铍、硼、碳、氮、氧等的X射线荧光光谱分析分析成为可能,这类晶体是由低原子序数和高原子序数物质以纳米级厚度交替叠积而成,其层间厚度可以人工控制,如OVO-B晶体的间距为20纳米,适用于硼和铍的分析。由于X射线管的功率增大,铍窗减薄,X射线管与样品的距离缩短,为轻元素分析配备了超粗准直器,降低了元素的检出限,技术发展使现代X射线荧光光谱仪的检测范围可达到4Be(铍)~92U(铀),对元素的检测范围为10-6%~100%。 2 X射线荧光光谱仪工作原理 2.1 X射线荧光的物理原理 X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波,其特性通常用能量(单位:千电子伏特,keV)和波长(单位nm)描述。 X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行,内层电子(如K层)在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,释放出来,电子

仪器分析复习资料整理

第二章气相色谱分析 1、气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用? 载气系统(气路系统) 进样系统: 色谱柱和柱箱(分离系统)包括温度控制系统(温控系统): 检测系统: 记录及数据处理系统(检测和记录系统): 2、当下列参数改变时,是否会引起分配系数的改变?为什么? (1)柱长缩短, 不会(分配比,分配系数都不变) (2)固定相改变, 会 (3)流动相流速增加, 不会 (4)相比减少, 不会 当下列参数改变时:,是否会引起分配比的变化?为什么? (1)柱长增加, 不会 (2)固定相量增加, 变大 (3)流动相流速减小, 不会 (4)相比增大, 变小 答: k=K/b(b记为相比),而b=VM/VS ,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关. 3、试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些 因素的影响? A、涡流扩散项:气体碰到填充物颗粒时,不断地改变流动方向,使试样组分在气相中形成 类似“涡流”的流动,因而引起色谱的扩张。由于A=2λdp ,表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性λ 有关,而与载气性质、线速度和组分无关,因此使用适当细粒度和颗粒均匀的担体,并尽量填充均匀,是减少涡流扩散,提高柱效的有效途径。 B、分子扩散项:由于试样组分被载气带入色谱柱后,是以“塞子”的形式存在于柱的很 小一段空间中,在“塞子”的前后 ( 纵向 ) 存在着浓差而形成浓度梯度,因此使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDg r 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数 ( 弯曲因子 ) , D g 为组分在气相中的扩散系数。分子扩散项与 D g 的大小成正比,而 D g 与组分及载气的性质有关:相对分子质量大的组分,其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根,所以采用相对分子质量较大的载气( 如氮气 ) ,可使 B 项降低, D g 随柱温增高而增加,但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。 C、传质阻力项:传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C 1 两 项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程,在这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换,即进行浓度分配。这种过程若进行缓慢,表示气相传质阻力大,就引起色谱峰扩张。对于填充柱: 液相传质过程是指试样组分从固定相的气液界面移动到液相内部,并发生质量交换,达到分配平衡,然后以返回气液界面的传质过程。这个过程也需要一定时间,在此时间,组分的其它分子仍随载气不断地向柱口运动,这也造成峰形的扩张。液相传质阻力系数 C 1 为: 对于填充柱,气相传质项数值小,可以忽略。 在色谱分析中,理论塔板数与有效理论塔板数的区别就在于前者___没有考虑死时间(死

现代仪器分析复习题

绍兴文理学院《现代仪器分析》复习题 一、填空题 1、按照固定相的物态不同,可将气相色谱法分为_气固色谱_和气液色谱,前者的固定相是固体吸附剂,后者的固定相是涂在固体担体上或毛细管壁上的液体。 2、按固定相外形,可将气相色谱法分为柱色谱(填充柱、空心柱)、平板色谱(薄层色谱和纸色谱) 3、分离非极性物质,用非极性固定液,试样中各组分按沸点次序流出,沸点低,tr小,沸点高,tr大。 4、分离极性物质,用极性固定液,试样中各组分按极性次序分离,极性小,tr小;极性大, tr 大。 5、最为有效地增加柱效的方法是减小填充物的粒径。 6、电子从基态吸收光后跃迁到激发态,称这种吸收谱线为共振线,如果跃迁到第一激发态,就称之为第一共振线 7、色谱分离的基本理论是塔板理论、速率理论。分别从组分在两相间的分配、组分在色谱柱中的运动描述了色谱行为。 8、为使组成复杂的混合物能够更好的分离,气相色谱法常常采用程序升温分析模式,而高效液相色谱法常采用梯度淋洗分析模式。 9、气相色谱仪中气化室的作用是保证样品迅速完全气化。气化室温度一般要比柱温高30-70℃,但不能太高,否则会引起样品分解。 10、在气液色谱中,被分离组分分子与固定液分子的性质越相近,则它们之间的作用力越大,该组分在柱中停留的时间越长,流出色谱柱越慢。 11、按组份在固定相上的分离机理,气相色谱法可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱以及凝胶色谱(尺寸排阻色谱)等几种。 12、气相色谱气化室的作用是将液体或固体试样瞬间气化而不分解。 13、两组分保留值差别的大小,反映了色谱柱分离能力的高低。 14、分子对红外辐射产生吸收要满足的条件是(1) _分子的振动方式必须是红外或心活性的_,(2) _某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同(即能产生瞬时偶极矩变化)_。 15、原子的吸收线具有一定的宽度,引起原子吸收线变宽的主要原因是自然宽度,多普勒变宽和压力变宽(劳伦兹变宽)。

现代仪器分析重点总结(期末考试版)

现代仪器分析:一般的说,仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。灵敏度:指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度。灵敏度也就是标准曲线的斜率。斜率越大,灵敏度就越高 光分析法:利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性,进行物质的定性和定量分析的方法。 光吸收:当光与物质接触时,某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱,这种现象称为物质对光的吸收。 原子发射光谱法:元素在受到热或电激发时,由基态跃迁到激发态,返回到基态时,发射出特征光谱,依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线:在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线:复杂元素的谱线可能多至数千条,只选择其中几条特征谱线检验,称其为分析线。 多普勒变宽:原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽:待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团:本身不吸收紫外、可见光,但与发色团相连时,可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动,且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理,仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 使用石墨炉原子化器是,为防止样品及石墨管氧化应不断加入(N2)气,测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 光谱及光谱法是如何分类的? ⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱;⑵光谱的性质和形状:线光谱、带光谱、连续光谱;⑶产生光谱的物质类型不同:发射光谱、吸收光谱、散射光谱。 原子光谱与发射光谱,吸收光谱与发射光谱有什么不同 原子光谱:气态原子发生能级跃迁时,能发射或吸收一定频率的电磁波辐射,经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 分子光谱:处于气态或溶液中的分子,当发生能级跃迁时,所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 吸收光谱:当物质受到光辐射作用时,物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后,由低能态被激发跃迁到高能态,此时如将吸收的光辐射记录下来,得到的就是吸收光谱。发射光谱:吸收了光能处于高能态的分子或原子,回到基态或较低能态时,有时以热的形式释放出所吸收的能量,有时重新以光辐射形式释放出来,由此获得的光谱就是发射光谱。 选择内标元素和分析线对有什么要求? a. 若内标元素是外加的,则该元素在分析试样中应该不存在,或含量极微可忽略不计,以免破坏内标元素量的一致性。 b. 被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能,以避免“分馏”现象发生。 c. 分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近(激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线对”);分析线对应该都是原子线或都是离子线,一条原子线而另一条为离子线是不合适的。 d. 分析线和内标线的波长要靠近,以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合适。 e. 内标线和分析线应是无自吸或自吸很小的谱线,并且不受其他元素的谱线干扰。 原子荧光光谱是怎么产生的?有几种类型? 过程:当气态原子受到强特征辐射时,由基态跃迁到激发态,约在10-8s后,再由激发态跃迁回到基态,辐射出与吸收光波长相同或不同的辐射即为原子荧光。 三种类型:共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 为什么原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响? 影响谱线强度因素较多,直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果,实际工作多采用内标法。内标法属相对强度法,是在待测元素的谱线中选一条谱线作为分析线,然后在基体元素或在加入固定量的其他元素的谱线中选一条非自吸谱线作为内标线,两条谱线构成定量分析线对。 通常为什么不用原子吸收光谱法进行物质的定性分析? 答:原子吸收光谱法是定量测量某一物质含量的仪器,是定量分析用的,不能将物质分离,因此不能鉴定物质的性质,因此不能。。。。 原子吸收光谱法,采用峰值吸收进行定量分析的条件和依据是什么? 为了使通过原子蒸气的发射线特征(极大)频率恰好能与吸收线的特征(极大)频率相一致,通常用待测元素的纯物质作为锐线光源的阴极,使其产生发射,这样发射物质与吸收物质为同一物质,产生的发射线与吸收线特征频率完全相同,可以实现峰值吸收。 朗伯比尔定律的物理意义是什么?偏离朗伯比尔定律的原因主要有哪些? 物理意义是:当一束平行单色光通过均匀的溶液时,溶液的吸光度A与溶液中的吸光物质的浓度C及液层厚度L的乘积成正比。A=kcL 偏离的原因是:1入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。2溶液的不均匀性,如部分入射光因为散射而损失。3溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。 影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些?其中最主要的因素是什么? 答:影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度Δf N、多普勒变宽和压力变宽。其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 原子吸收光谱法,采用极大吸收进行定量的条件和依据是什么? 答:原子吸收光谱法,采用极大吸收进行定量的条件:①光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度;②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率ν0相重合。定量的依据:A=Kc 原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成?各有何作用? 答:原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。

现代仪器分析测试题及答案

1.以下属于仪器分析方法的是?光学分析法、色谱分析法 2.色谱分析过程中,欲提高分离度,可采取降低柱温 3.仪器分析法的主要特点是:分析速度快,灵敏度高,重现性好,试样用量少,选择性高 4.同一人员在相同条件下,测定结果的精密度称为:重复性 5.不同人员在不同实验室测定结果的精密度称为:再现性 6.分析测量中系统误差和随机误差的综合量度是:准确度 7.分析方法的灵敏度和精密度的综合指标是:检出限 8.分析仪器的主要性能指标是:精密度、准确度、检出限 9.在1840年发生的法国玛丽投毒案中,采用马氏试砷法进行毒物检验。加热式样中含有砷的化合物,则生成的AsH3在管内生成黑亮的单质砷。此分析方法属于:化学分析法 10.在1840年发生的法国玛丽投毒案中,玛丽被怀疑采用砷毒杀自己的丈夫,法医在鉴定砒霜中毒时,第一次没有检测到死者胃粘膜中的砷,原因是:采样方法有误 11.在1993年发生的史瓦哥投毒案中,毒物鉴定的分析方法属于:仪器分析法 12.在1993年发生的史瓦哥投毒案中,试样的纯化方法属于:色谱法 13.光谱分析法与其他仪器分析法的不同点在于光谱分析法研究涉及的是:光辐射与试样间的相互作用与能级跃迁 14.每一种分子都具有特征的能级结构,因此,光辐射与物质作用时,可以获得特征的分子光谱。根据试样的光谱,可以研究试样的组成和结构。 15.太阳光(日光)是复合光,而各种等(如电灯、酒精灯、煤气灯)光是复合光。× 16.受激物质从高能态回到低能态时,如果以光辐射形式释放多余能量,这种现象称为:光的发射 17.原子光谱是一条条彼此分立的线光谱,分子光谱是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。√ 18.不同物质,在产生能级跃迁是,吸收的光的频率是相同的。× 19.频率、波长、波数及能量的关系是:频率越高,波长越短,波数越高,能量越高 20.按照产生光谱的物质类型不同,光谱可以分为:原子光谱、分子光谱、固体光谱 21.光谱分析仪通常由四个基本部分组成:信号发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 22.原子发射光谱是由于原子的外层电子在不同能级间的跃迁而产生的。 23.原子发射光谱属于线光谱 24.原子发射光谱法利用标准光谱比较法定性时,通常采用铁谱 25.无法用原子发射光谱分析的物质是有机物和大部分非金属元素 26.在原子光谱仪器中,能够将光信号转变为电信号的装置是光电倍增管 27.下面哪一项不是原子发射光谱法使用的光源?空心阴极灯 28.处于第一激发态的电子直接跃迁到基态能级时所发射的谱线成为主共振(发射)线 29.根据待测元素的原子在光激发下所辐射的特征光谱研究物质含量的方法称为原子荧光法 30.大米中的镉含量可以使用下面哪些方法进行检测?原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光法 31.原子吸收光谱法中,背景吸收产生的干扰主要表现为火焰中产生的分子吸收及固体微粒的光散射 32.原子吸收光谱法中的物理干扰可用下述哪种方法消除?标准加入法 33.原子吸收测定中,以下叙述和做法正确的是?在维持稳定和适宜的光强条件下,应尽量选用较低的灯电流

现代仪器分析与实验技术复习题

现代仪器分析与实验技术 一.名词解释 标准曲线:是待测物质的浓度或含量与仪器信号的关系曲线,由于是用标准溶液测定绘制的,所以称为标准曲线。 准确度:是指多次测定的平均值与真值(或标准值)相符合的程度,常用相对误差来表示。 超临界流体:某些具有三相点和临界点的纯物质,当它在高于其临界点即高于其临界温度和临界压力时,就变成了既不是气体也不是液体而是一种性质介于气体和液体之间的流体,称为超临界流体。 延迟荧光:分子跃迁至T1态后,因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态,经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。这种荧光称为延迟荧光。 精密度:是指在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。 灵敏度:指被测组分在低浓度区,当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的改变量,它受校正曲线的斜率比较和仪器设备本身精密度的限制。 检出限:是指能以适当的置信度被检出的组分的最低浓度或最小质量。 线性范围:指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。 梯度洗脱:指在一个分析周期中,按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成(如溶剂的极性、离子强度、pH等)和配比,使样品中的各个组分都能在适宜的条件下得到分离。 锐线光源:锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态,在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 自吸收:指当浓度较大时,处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收,使谱线的强度减弱,这种现象称为自吸收。 原子线:原子外层电子吸收激发能后产生的谱线称为原子线。 离子线:离子外层电子从高能级跃迁到低能级时所发射的谱线。 电离能:使原子电离所需要的最小能量。 共振线:在所有原子发射的谱线中凡是由各高能级跃迁到基态时所长生的谱线。

传统分析方法与现代仪器分析法的比较

传统分析方法与现代仪器分析法的比较 【摘要】随着现代科技的发展,传统的化学分析方法也在与时俱进,逐步与现代科技相融合、渗透,从而使化学分析的效率比以往更加富有成效,分析的精密度、准确度更加优异,分析结果也使人更加放心,通过氯化物的传统滴定方法与间断式流动分析仪仪器法的对比,得出传统法与仪器法的各自优缺点,仅作参考。 【关键词】滴定法;仪器法;氯化物 1 实验原理比较 氯化物广泛存在于天然水中,传统测定方法是滴定法,在中性或弱碱性溶液中,以铬酸钾为指示剂,用硝酸银滴定氯化物时,由于氯化银的溶解度小于铬酸银,氯离子首先被完全沉淀,然后铬酸根才以铬酸银的形式沉淀出来,产生砖红色物质,指示氯离子滴定的终点。 目前分析氯化物的仪器主要是间断化学分析仪、流动注射分析仪、离子色谱仪等,以间断化学分析仪为例,Smartchem140全自动化学分析仪工作原理实际上是经典的比色法,试剂和样品被精确地加入反应槽,搅拌混匀,反应,然后反应混合物被传送到高精度比色计测量吸光度。 2 仪器与试剂比较 滴定法所用实验器材 锥形瓶;棕色酸式滴定管; NaCI、AgNO3、K2CrO4、NaOH(均为分析纯); 间断化学分析仪所用实验器材 比色杯、流通池、0.45微米滤膜过滤装置(上海摩速有限公司) 3 样品测定比较 滴定法首先取150mL水样置于锥形瓶中,另外取一个锥形瓶加入50mL蒸馏水作空白,加入1mL K2CrO4指示液,用AgNO3、标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为终点,整个实验过程都是手工操作,费时费力,分析一个水样耗时十几分钟,不适合大批量样品分析。 间断化学分析仪Smartchem-140采用目前世界上最先进的第二代全自动间断化学分析技术,吸光率反应终点采取了比色管直读式,样品与试剂在独立的

2014.01现代仪器分析卷A

中南林业科技大学食品科学与工程学院课程考试试卷 此课程为闭卷考试! 课程名称:现代仪器分析;试卷编号: A 卷;考试时间:100分钟 注意:答案请写在答题纸上! 一、填空题(每空2分,共20分) 1、根据固定相的不同,气相色谱法分为 和 。 2、紫外可见分光光度计中,在可见光区使用的光源是 ,用的棱镜和比色皿的材质可以是玻璃; 而在紫外光区使用的光源是 ,用的棱镜和比色皿的材质一定是 。 3、在荧光光谱中, 测量时, 通常检测系统与入射光的夹角呈 度。 4、物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中 及 的特性,而不是它的整个分子的特 性。 5、在原子吸收光谱分析中,只有采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的 ,且使它们的 中心频率一致,方可采用测量 来代替测量积分吸收的方法。。 二、选择题(每题2分,共20分) 1、气相色谱分析使用热导池检测器时,最好选用( )做载气,其效果最佳。 ①H 2气 ②He 气 ③Ar 气 ④N 2气 2、分离有机胺时,最好选用的气相色谱柱固定液为( )。 ①非极性固定液 ②高沸点固定液 ③混合固定液 ④氢键型固定液 3、一般气相色谱法适用于( )。 ①任何气体的测定 ②任何有机和无机化合物的分离测定 ③无腐蚀性气体与在气化温度下可以气化的液体的分离与测定 ④无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定 4、气相色谱仪分离效率的好坏主要取决于下列何种部件( )。 ①进样系统 ②分离柱 ③热导池 ④检测系统。 5、选择固定液的基本原则是( )。 ①相似相溶 ②待测组分分子量 ③组分在两相的分配 ④流动相分子量 6、原子吸收光谱分析仪的光源是( )。 ①氢灯 ②氘灯 ③钨灯 ④空心阴极灯 7、电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的( )。 学专业班级 装订线(答题不得超过此线)

仪器分析知识总结(改进版)

仪器分析复习资料(改进版) 绪论 分子光谱法:UV-VIS、IR、F 原子光谱法:AAS 电化学分析法:电位分析法、电位滴定 色谱分析法:GC、HPLC 质谱分析法:MS、NRS 第一章绪论 ⒈经典分析方法与仪器分析方法有何不同? 经典分析方法:是利用化学反应及其计量关系,由某已知量求待测物量,一般用于常量分析,为化学分析法。 仪器分析方法:是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法,用于微量或痕量分析,又称为物理或物理化学分析法。 化学分析法是仪器分析方法的基础,仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤,二者相辅相成。 ⒉仪器的主要性能指标的定义 1、精密度(重现性):数次平行测定结果的相互一致性的程度,一般用相对标准偏差表示(RSD%),精密度表征测定过程中随机误差的大小。 2、灵敏度:仪器在稳定条件下对被测量物微小变化的响应,也即仪器的输出量与输入量之比。 3、检出限(检出下限):在适当置信概率下仪器能检测出的被检测组分的最小量或最低浓度。 4、线性范围:仪器的检测信号与被测物质浓度或质量成线性关系的范围。 5、选择性:对单组分分析仪器而言,指仪器区分待测组分与非待测组分的能力。 校准曲线包括工作曲线和标准曲线: 工作曲线:配置4到6个不同浓度的标准溶液,加入与实际样品类似的基体中制成加标模拟样品采用和实际样品相同的分析方法测定(经过预处理的),以加标模拟样品的浓度为横坐标,响应信号为纵坐标绘制的标准曲线。 没有经过预处理的为标准曲线 标准参考物质法:取与待测试样相似的一定量标准参考物质,在规定的实验条件下进行检测根据测量值与给定的标准参考量值计算相对误差,越小越准确。 加标回收法:没有标准参考物质的条件下,向样品中加入一定量的被测成分的纯物质或者已知量的标准物质,两份试样同时按照相同的分析步骤加标的一份所得结果减去未加标的一份,差值同标准物质的理论值只比即加标回收率。(越接近100%越好) 注意事项:加标物质不能过多,一般为测量物含量的0.5-2.0倍,加标后的总含量不应超过方法测定的总含量。加标物质的浓度应该高,体积小,不超过原始试样体积的1% 标准方法比较法:和国标(已知方法)得到的结果比较。至少设计9组,分浓度的高,中,低三个浓度。 线性:被测物信号值与试样中被测物浓度直接呈正比关系的程度 线性范围:待测物质的浓度或量和测量信号值呈线性关系的浓度或者量的范围。(从测定的最低浓度扩展到校正曲线偏离线性浓度的范围。) ⒊简述三种定量分析方法的特点和应用要求 一、工作曲线法(标准曲线法、外标法) 特点:直观、准确、可部分扣除偶然误差。需要标准对照和扣空白 应用要求:试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内,绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。 二、标准加入法(添加法、增量法) 特点:由于测定中非待测组分组成变化不大,可消除基体效应带来的影响 应用要求:适用于待测组分浓度不为零,仪器输出信号与待测组分浓度符合线性关系的情况 三、内标法 特点:可扣除样品处理过程中的误差 应用要求:内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近,在相同检测条件下,响应相近,内标物既不干扰待测组分,又不被其他杂质干扰 第2章光谱分析法引论 习题 1、吸收光谱和发射光谱的电子能动级跃迁的关系 吸收光谱:当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核、原子或分子的两个能级间跃迁所需要的能量满足ΔE=hv 的关系时,将产生吸收光谱。M+hv→M* 发射光谱:物质通过激发过程获得能量,变为激发态原子或分子M*,当从激发态过渡到低能态或某态时产生发射光谱。M*→M+hv 2、带光谱和线光谱 带光谱:是分子光谱法的表现形式。分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生。 线光谱:是原子光谱法的表现形式。原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的。 第6章原子吸收光谱法(P130) 1、定义:它是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收来进行定量分析的方法。基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。 原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。 优点:灵敏度高,准确度高,选择性好,分析速度块,试样用量少,应用范围光 缺点:换等频率频繁,不可同时测定多个元素,对于难溶解元素有困难。 2、原子吸收定量原理:频率为ν的光通过原子蒸汽,其中一部分光被吸收,使透射光强度减弱。 3、谱线变宽的因素(P-131): 自然宽度:由原子本身性质引起,在无外界因素影响情况下谱线仍有一定宽度,这种宽度为自然宽度△VN ⑴多普勒(Doppler)宽度ΔυD:由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。 Doppler宽度随温度升高和相对原子质量减小而变宽。 ⑵压力变宽ΔυL(碰撞变宽):由吸收原子与外界气体分子之间的相互作用引起 外界压力愈大,浓度越高,谱线愈宽。 4、对原子化器的基本要求:①使试样有效原子化;②使自由状态基态原子有效地产生吸收; ③具有良好的稳定性和重现形;④操作简单及低的干扰水平等。 锐线光源:指发射线的半宽度比吸收线半宽度窄得多,且发射中心频率与吸收线中心频率相一致的光源。 石墨炉原子化法的过程:干燥,灰化,原子化,净化 1.测量条件选择 ⑴分析线:一般用共振吸收线。 ⑵狭缝光度:W=DS没有干扰情况下,尽量增加W,增强辐射能。 ⑶灯电流:按灯制造说明书要求使用 ⑷原子条件:燃气:助燃气、燃烧器高度石墨炉各阶段电流值 ⑸进样量:(主要指非火焰方法) 2.分析方法 (1).工作曲线法 最佳吸光度0.1---0.5,工作曲线弯曲原因:各种干扰效应。 ⑵. 标准加入法 标准加入法能消除基体干扰,不能消背景干扰。使用时,注意要扣除背景干扰。 Boltman分布定律:(Nj,N0分别代表单位体积内激发态原子数和基态原子数)1,Nj/N0值温度越高,比值越大2,在同一温度下,不同元素电子跃迁的能级Ej值越小,共振波长越长,比值越大。 习题 ⒈引起谱线变宽的主要因素有哪些? ⑴自然变宽:无外界因素影响时谱线具有的宽度 ⑵多普勒(Doppler)宽度ΔυD:由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。 ⑶.压力变宽ΔυL(碰撞变宽):由吸收原子与外界气体分子之间的相互作用引起

(完整版)现代仪器分析试卷

武汉工程大学 2010—2011学年度第二学期期末试卷 考试课程:现代仪器分析考核类型:考试A卷 考试形式:闭卷出卷教师:徐兰英 考试专业:环境工程考试班级:研究生 一、名词解释(5×4) 1、离子色谱 2、参比电极 3、生色团 4、摩尔吸光系 5、酸差 二、选择题(从下列各题备选答案中选出一个正确答案,并将其代号写在答题纸上。多选 或少选均不给分。每小题2分,共30分。) 1、符合吸收定律的溶液稀释时,其最大吸收峰波长位置。 A、向长波移动 B、向短波移动 C、不移动 D、不移动,吸收峰值降低 2、分子的紫外-可见吸收光谱呈带状光谱,其原因是什么?。 A、分子中价电子运动的离域性质; B、分子中价电子能级的相互作用; C、分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁; D、分子电子能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁。 3、下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是。 A、柱温 B、载气的种类 C、柱压 D、固定液膜厚度 4、用NaOH直接滴定法测定H3BO3含量能准确测定的方法是。 A、电位滴定法 B、酸碱中和法 C、电导滴定法 D、库伦分析法 5、总离子强度调节缓冲剂的最根本的作用是。 A、调节pH值 B、稳定离子强度 C、消除干扰离子 D、稳定选择性系数 6、已知在c(HCl)=1mol/L的HCl溶液中:ΦCr2O72-/Cr3+=1.00V, ΦFe3+/Fe2+=0.68V。若以K2CrO7滴定Fe2+ 时,选择下列指示剂中的哪一种最适合。 A、二苯胺(Φ=0.76V); B、二甲基邻二氮菲—Fe3+(Φ=0.97V); C、次甲基蓝(Φ=0.53V); D、中性红(Φ=0.24V); 7、进行电解分析时,要使电解能持续进行,外加电压应。 A、保持不变 B、大于分解电压 C、小于分解电压 D、等于分解电压 A卷【第页共页】

08研究生现代仪器分析试卷(二)

08研究生现代仪器分析试卷(二)班级姓名分数 三、计算题 ( 共 6题 30分 ) 31. 5 分 已知亚异丙基丙酮(CH3)2C=CHCOCH3在各种溶剂中实现n→π*跃迁的紫外光谱特征如下:溶剂环己烷乙醇甲醇水 λmax/nm 335 320 312 300 εmax25 63 63 112 假定这些光谱的移动系全部由与溶剂分子生成氢键所产生,试计算在各种极性溶剂中氢键的强度。(N A= 6.02×1023mol·L-1,h= 6.623×10-34J?s,c = 3×1010cm/s) 32. 5 分 (1).在核磁共振波谱法中,常用TMS(四甲基硅烷) 作内标来确定化学位移,这样做有什么好处? (2)1,2,2-三氯乙烷的核磁共振谱有两个峰。用60MHz 仪器测量时,=CH2质子的吸收峰与TMS 吸收峰相隔134Hz,≡CH 质子的吸收峰与TMS 吸收峰相隔240Hz。试计算这两种质子的化学位移值,若改用100MHz 仪器测试,这两个峰与TMS 分别相隔多少? 33. 5 分 计算甲醛中的C=O 键(k= 1.23×103N/m) 和苯中的C-C 键(k= 7.6×102N/m) 在红外吸收光谱中所产生吸收峰的近似波数和波长。 34. 5 分 一气相色谱柱的操作条件如下: 载气流速F C (25℃) 40.0 mL/min 柱温122℃ 进口压力p i143988Pa 出口压力p0102658Pa 保留时间t (min) 空气0.24 苯 1.41 甲苯 2.67 乙苯 4.18 异丙苯 5.34 固定液体积V s(122℃) 14.1 mL 试计算:(1) 每一种物质的校正保留体积V R'; (2) 每一种物质的分配系数K; (3) 每一对相邻组分的相对保留值α2,1; (4) 如果这些组分都能完全分开,柱的有效理论塔板数至少是多少? 35. 5 分 用氟离子选择电极测定牙膏中的F-含量,称取0.205g牙膏,并加入50mLTISAB试剂,搅拌微沸冷却后移入100mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,移取25.0mL于烧杯中测其电位值为-0.155V,加入0.10mL,0.50mg/mL F-标准溶液,测得电位值为-0.176V。该离子选择电极的斜率为59.0mV/pF-,氟的相对原子质量为19.00,计算牙膏中氟的质量分数。

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教学内容 绪论 分子光谱法:UV-VIS、IR、F 原子光谱法:AAS 电化学分析法:电位分析法、电位滴定 色谱分析法:GC、HPLC 质谱分析法:MS、NRS 第一章绪论 ⒈经典分析方法与仪器分析方法有何不同? 经典分析方法:是利用化学反应及其计量关系,由某已知量求待测物量,一般用于常量分析,为化学分析法。仪器分析方法:是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法,用于微量或痕量分析,又称为物理或物理化学分析法。 化学分析法是仪器分析方法的基础,仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤,二者相辅相成。 ⒉仪器的主要性能指标的定义 1、精密度(重现性):数次平行测定结果的相互一致性的程度,一般用相对标准偏差表示(RSD%),精密度表征测定过程中随机误差的大小。 2、灵敏度:仪器在稳定条件下对被测量物微小变化的响应,也即仪器的输出量与输入量之比。 3、检出限(检出下限):在适当置信概率下仪器能检测出的被检测组分的最小量或最低浓度。 4、线性范围:仪器的检测信号与被测物质浓度或质量成线性关系的范围。 5、选择性:对单组分分析仪器而言,指仪器区分待测组分与非待测组分的能力。 ⒊简述三种定量分析方法的特点和应用要求 一、工作曲线法(标准曲线法、外标法) 特点:直观、准确、可部分扣除偶然误差。需要标准对照和扣空白 应用要求:试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内,绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。 二、标准加入法(添加法、增量法) 特点:由于测定中非待测组分组成变化不大,可消除基体效应带来的影响 应用要求:适用于待测组分浓度不为零,仪器输出信号与待测组分浓度符合线性关系的情况 三、内标法 特点:可扣除样品处理过程中的误差 应用要求:内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近,在相同检测条件下,响应相近,内标物既不干扰待测组分,又不被其他杂质干扰 第2章光谱分析法引论 习题

现代仪器分析复习题 刘约权

第一章、绪论 1、分析化学由仪器分析和化学分析组成。化学分析主要测定含量大于1%的常量组分;现代仪器分析具有准确、灵敏、快速、自动化程度高的特点,常测定含量很低的微、痕量组分。 2、仪器分析方法分为光分析法、电化学分析法、分离分析法、其他分析法。 3、主要评价指标有:精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。 4、标准曲线的线性范围越宽,式样测定的浓度适用性越强。 5、检出限以浓度表示时称作相对检出限;以质量表示时称作绝对检出限。 6、检出限D=3So/b So为空白信号的标准偏差;b为灵敏度即标准曲线的斜率。 7、采样的原则:要有代表性;采样的步骤:采集、综合、抽取;采集方法:随即取样与代表性取样结合的方式;样品的制备:粉碎、混匀、缩分(四分法)。 8、提取的效果取决于溶剂的选择和提取的方法。 9、溶剂选择的原则:对待测组分有最大的溶解度而对杂质有最小的溶解度。 10、消解法有干法和湿法。湿法主要采用:压力密封消解法、微波加热消解法。 11、样品纯化主要采用色谱法、化学法和萃取法。 1、光谱及光谱法是如何分类的?⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱;⑵光谱的性质和形状:线光谱、带光谱、连续光谱;⑶产生光谱的物质类型不同:发射光谱、吸收光谱、散射光谱。原子光谱与发射光谱,吸收光谱与发射光谱有什么不同 5、原子光谱:气态原子发生能级跃迁时,能发射或吸收一定频率的电磁波辐射,经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 6、分子光谱:处于气态或溶液中的分子,当发生能级跃迁时,所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 7、吸收光谱:当物质受到光辐射作用时,物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后,由低能态被激发跃迁到高能态,此时如将吸收的光辐射记录下来,

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