仪器分析-课件思考题与课后习题答案。(全)

仪器分析（内部资料）

检验08级03班

仪器分析备考小组

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说明：以下均为老师课件和课后习题的答案，答案均为本小组研讨得出，如有什么问题，请与本小组探讨探讨！最后祝大家考试取得好成绩！

绪论

⒈经典分析方法与仪器分析方法有何不同？

化学分析：即经典分析，是利用化学反应及其计量关系，确定被测物的组成和含量。如：重量（沉淀）分析、容量（滴定）分析等；

仪器分析：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，又称为物理或物理化学分析法

⒉仪器的主要性能指标的定义

1）、精密度（重现性precision/Reproducibility ）：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（sensitivity ）：仪器在稳定条件下对被测量物微小变化的相应，也即仪器的输出量与输入量之比

3）、检出限（检出下限，limit of detection, LOD）：在适当置信概率下被检测组分的最小量或最低浓度。①最低检出浓度：满足最低检测限要求时，进样供试品溶液的浓度，常见单位：微克/毫升，纳克/毫升，克/毫升【浓度单位】；②最低检出量：最低检出量=最低检出浓度X 进样量，常见单位：微克，纳克【重量单位】；③最低检出限：检出限DL是一种比值，用%或ppm表示，等于最低检出浓度与样品溶液浓度（通常是一个固定的限度值）的比值，因此只有在满足最低检出浓度和最低检出量的同时才能够做出检出限

4）、线性范围（linear range ）

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；即在一定的置信度时，拟合优度检验不存在失拟的情况下，回归直线所跨越的最大的线性区间5）、选择性（selectivity）；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范围

1）、工作曲线法：标准曲线法、外标法。

特点：准确、直观，可消除一部分偶然误差，需对照和口空白。

适用于大多数定量分析。

2）、标准加入法：增量法。

特点：可消除机体效应带来的影响。

适用于待测组分浓度不为0，输出信号与待测组分浓度符合新性关系的的情

况。

3）、内标法:

特点：可消除样品处理过程的误差。

适用条件：内标物和待测物性质相近、浓度相近、有相近的响应，内标物既不干扰待测组分又不被其他杂志干扰。

光谱分析法引论

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的能量满足△E = 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基态时产生发射光谱。

M* →− M + hv

2线光谱和带光谱

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的，表现形式为带光谱UV-Vis）、（IR）、（MFS）、（MPS）

原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。

（AES）、（AAS）、（AFS）、（XFS）等。

原子吸收光谱AAS

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 （主要影响因素）：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。外界压力愈大，浓度越高，谱线愈宽。同种粒子碰撞称赫尔兹马克（Holtzmank）变宽, 异种粒子碰撞称罗论兹（Lorentz）变宽。一般情况下，ΔυL 10-3 nm

⑷自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。

⑸场致变宽(field broadening)：包括Stark变宽(电场)和Zeeman 变宽(磁场)

⒉火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？

①化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反应关系相近，又称为中性火焰，这类火焰, 温度高、稳定、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。

②贫燃火焰：指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素,如碱金属。

③富燃火焰：指燃气大于化学元素计量的火焰。其特点是燃烧不完全，温度略低于化学火焰，具有还原性，适合于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多，背景高。

⒊原子吸收光谱法中的干扰有哪些？如何消除这些干扰？

1）物理干扰：

消除方法：①稀释试样；②配制与被测试样组成相近的标准溶液；③采用标准化加入法。

2）化学干扰：

消除：分不同情况采取不同方法。(1)选择合适的原子化方法：提高原子化温度，化学干扰会减小，在高温火焰中P043-不干扰钙的测定。（2）加入释放剂（广泛应用）（3）加入保护剂：EDTA、8—羟基喹啉等，即有强的络合作用，又易于被破坏掉。（4）加基体改进剂（5）分离法

3）电离干扰：

消除的方法：加入过量消电离剂。所谓的消电离剂, 是电离电位较低的元素。加入时, 产生大量电子, 抑制被测元素电离。

eg，K ---- K+ + e

Ca2++ e --- Ca

4）光谱干扰：

消除：①非共振线干扰：多谱线元素－－减小狭缝宽度或另选谱线；②谱线重叠干扰－－选其它分析线

5）背景干扰：也是光谱干扰，主要指分子吸与光散射造成光谱背景。

消除：⑴用邻近非共振线校正背景⑵连续光源校正背景（氘灯扣背景）⑶Zeaman 效应校正背景。⑷自吸效应校正背景

紫外-可见分光光度法Ui-vis

课后习题：

P50，3.1分子光谱如何产生？与原子光谱的主要区别

它的产生可以看做是分子对紫外-可见光光子选择性俘获的过程，本质上是分子内电子跃迁的结果。

区别：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的，表现形式为带光谱；原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。

3.2说明有机化合物紫外光谱产生的原因，其电子跃迁有那几种类型？吸收带有那几种类型？

有机化合物的紫外-可见光谱决定于分子的结构和分子轨道上电子的性质。

有机化合物分子的特征吸收波长（λmax）决定于分子的激发态与基态之间的能量差

跃迁类型与吸收带

σ→σ* 发生在远紫外区，小于200nm

n →σ* 吸收峰有的在200nm附近，大多仍出现在小于200nm 区域

π→π* 一般在200nm左右，发生在任何具有不饱和键的有机化合物分子

n →π* 一般在近紫外区，发生在含有杂原子双键的不饱和有机