西南大学《虚拟仿真实验【1268】》机考大作业答案

西南大学《虚拟仿真实验【1268】》机考大作业答案
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教课程名称【编号】：虚拟仿真实验【1268】A卷大作业满分：100分（每题20分，6选5）
1、请简述仪器分析与化学分析各自的特点。

2、请简述X射线衍射分析样品制备方法。

3、请论述电化学分析中的三电极体系的组成和优点。

4、请简述原子吸收光谱分析中的光谱、化学与物理干扰及其抑制方法。

5、请详述红外吸收光谱样品制备方法。

6、请简述核磁共振波谱分析样品量、代试剂和TMS的选择原则。

答案：
仪器分析的特点：与化学分析比较，仪器分析具有一系列特点，主要有：
1）试样用量少，适用于微量、半微量乃至超微量分析。

由化学分析的mL、mg级降到ul-ug级，甚至更低的ng级，
2）检测灵敏度高，最低检出量和检出浓度大大降低。

由化学分析的10g级降至101g，最低已达101g级，适用于痕量、超痕量成分测定，
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）化学分析在溶液中进行，试样需要溶解或分解;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，实现一般化学分析方法难以实现的检测，6）化学分析一般相对误差小于0.3％左右，适用于常量和高含量成分分析。

仪器分析一般相对误差较高，为3％～5％，较不适宜常量和高含量成分分析,
7）需要结构较复杂的昂贵仪器设备，分析成本一般比化学分析高。

2、X射线行射分析的样品主要有粉末样品、块状样品、薄膜样品和纤维样品等。

样品不同，分析的目的不同(定性或者定量分析)，样品的制备方法也不同。

（1）粉未样品
X射线行射分析的粉未试样必须满足两个条件:1、晶粒要细小;2、试祥无择优取向(取向排列混乱)》所以，通常将试样研细后使用(可用玛瑙硏钵研细)定性分析时试样粒度应小于44微米(350目)，定量分析时应将试样研细至10微米左右。

较方便的确定10微米粒度的方法是用母指和中指捏住少量粉末并捻动，手指间没有颗粒感觉的粒度大致为10微米，常用的粉末样品架为玻璃试样架，在玻板上蚀刻出试样填充区为20×18毫米。

玻璃样品架主要用于粉未试样较少时(少于500mm3)使用。

填充时，将试祥粉未逐次放进试样填充区，重复操作使粉末试样在试样架里均匀分布并用玻璃板压实，要求试样面与玻璃表面齐平。

如果试样的量少到不能充分填满试样填充区，可在玻璃试样架凹槽里先滴一层用醋酸戌桸释的火棉胶容液，然后将粉末撒在上面，待干燥后测试。

（2）块状样品
现将块状样品表面研磨抛光，大小不超过20x18mm，然后使用橡皮泥将样品粘在铝样品支架上，要求样品表面与铝样品支架表面齐平
（3）微量样品
取微量样品放入玛瑙硏钵中将其硏细，然后将研细的样品放在单晶硅样品支架上(切割单晶硅样品支架时使其表面不满足衍射条件)，滴加数滴无水乙醇使微量样品在单晶硅片上分散均匀，等待乙醇完全挥发后即可测试。

（4）薄膜样品制备
将薄膜样品剪成合适大小，用胶带纸粘在玻璃样品支架上即可。

3、（1）三电极体系：研究电极上电子的运动是电化学反应的基础，为了分别对电池或电解池的阴极，阳极发生的反应进行观察需用到三电极体系。

加入的电极叫做参比电极，它的作用是为了测量进行
这些反应的电极电位的个基准电极。

被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相寸的电极叫做辅助电极。

在三电极法中为了能够在则定研充电极和参比电极之间电压同时，又能任意调节硏究电极的电位，最理想的设备为具有自动调节功能的恒电位仪。

（2）三电极的优点：1.可以同时测量极化电流和极化电位2.三电极两回路具有足够的测量精度。

4、(一)光普干扰及其抑制
待测物质的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类干扰主要来自光源和原子化装置，有以下几种:
(1)在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的近线，可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰
(2)空心阴极灯内有单色器不能分离的干抗元素的辐射，换用纯度较高的单元素灯减少干扰
(3)灯的辐射中有连续背景辐射，用较小通带或者更换灯减少干扰
(二)物理干扰及其抑制
物理干抗是指试样在转移、蒸发过程中因物理因素变化引起的干扰效应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率和雾滴大小等因素，可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来抑制。

(三)化学干扰及其抑制
化学干扰是指待测元素与其他组分之间的化学作用所引起的干扰效应，主要影响待测元素的原子化效率，是主要干扰源。

化学干扰的类型:待测元素与其共存物质作用生成难以挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子减少;待测离子发生电离，生成离子，不产生吸收，总吸收强度减弱，电离电位＜＝6eV 的元素容易发生电离;火焰温度越高，干扰越严重，例妙如碱或者碱士元素。

化学干扰的抑制:通过在标准溶液和试液中加入某种光普化学冲剂来抑制或者减少化学干扰。

释放剂:与干扰元素生成更稳定化合物使待则元素释放出来，锶和镧能够有效消除磷酸根对钙的干抗。

保护剂:与待测元素形成稳定的配合物，防止干抗物质与其作用。

例如，加入EDTA 生成Ca-EDTA，避
免磷酸根与钙作用。

饱和剂加入足够的干抗元素，使干扰趋于稳定。

例如，用N2O-C2H2火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入300mg/L以上的铝盐，使铝对钛的干抗趋于稳定。

电离冲剂：加入一种大量易电离的缓冲剂以抑制待则元素的电离。

例如，加入足量的琰盐，抑制K、Na的电离。

5、红外光谱法对样品的要求如下:试样应该是单一组分的钝物质，纯度应该大于98％或者符合商业规格;试祥中应不含有游离水;试样的浓度和测试厚度应选择适当，使光谱图中的大多数吸收峰的透射比处于10％-80％。

试样的制样方法有如下几种：
1.气体样品:可直接用惰性气体当作载体，充入以氯化钠或者溴化钾等材料为窗口的样品池内进行测定。

样品池的长度可以根据气体的浓度(压力)和被则样品吸收带的强度而定，一般常用的长度为100mm。

因为绝大多数较为复杂的有机化合物在常温常压下都是液体或者固体，所以在有机分析中较少測试气体样品的红外吸收光谱
2.液体样品:纯液体可潏1-2涵样品夹在两片磨的很平的盐片间形成薄膜进行直接测试，样品厚度一般为0.01-0.1mm。

其优点是方法简单，且光普中没有溶剂吸收的干抗，缺点是样品厚度不易重复。

对于一些吸收较强或者样品量较少的液体，为了得到满意的谱图，可将液体配制成溶液样品进行测试。

使用的溶剂必须认真选择，一般来说，除对溶质有较大溶解度外，必须对红外光透明，不腐蚀池窗材料，对溶质不发生强的溶剂效应等特点。

常用的溶剂有二硫化碳、四氯化碳和三氯甲烷等。

样品池厚度一般为0.01-1mm，样品浓度可为1％-20％，溶液法的优点是光谱的重现性好，特别适合定量分析。

3.固体样品:
a)KBr压片法:取0.5-2mg样品，用玛瑙研钵研磨精细后，加入100-200mg干燥的KBr粉末，继续研磨，在7-10t/cm2的压力下(抽真空-10mmHg)1-5min
压成透明薄片进行测试。

样品在KBr的浓度为0.1％-0.5％。

压片法操作简单，没有溶剤和糊的吸收干扰，能够一次性完整的获取样品的吸收光谱。

样品浓度和薄片厚度易于控制，可用于定量分析。

b)糊状法:把5-10mg干燥样品用马瑙研钵充分研磨，加入几滴液体石蜡或者全氟煤油作为悬浮剂，继续研磨使两者混合成均匀的糊状物，然后把所制成的糊状物夹在两片窗片之间，压紧后成均匀膜层即可测定。

c)薄膜法:对熔点低且在熔融时不发生分解、升华和其他化学变化的固体样品可制成薄膜进行测定。

薄的制备方法有两种:1、直接加热熔融样品;2、溶解于易挥发溶剂中制成溶液，然后蒸干溶剂后形成薄膜进行测定。

6、(一)样品量
不同场强需要的样品量不同，如300兆核磁、分子量是几百的样品，测氧谱大约需要2mg 以上的样品，测碳普大约需要10mg以上。

600兆核磁则氢大约需要几百微克。

(二)氘代试剂的选择
因为测试时溶剂中的氢也会出峰，溶剂的量远远大于样品的量，溶剂峰会掩盖样品峰，所以用氘取代溶剂中的氢，氘的共振峰频率和氢差別很大，氢谱中不会出现氘的峰，减少了溶剂的干抗。

在谱图中出现的溶剂峰是氘的取代不完全的残留氢的峰。

另外，在测试时需要用氘峰进行锁场。

由于氘代溶剂的品种不是很多，要根据样品的极性选择极性相似的溶剂，氘代溶剂的极性从小到大是这样排列的:苯、氯仿、乙腈、内同、二甲亚砜呲啶、甲醇水。

还要注意溶剂峰的化学位移，最好不要遮挡样品峰。

(三)是否必须加TMS
测试样品加TMS（四甲基硅烷）是作为定化学位移的标尺，也可以不加TMS而用溶剂峰做标尺。