仪器分析复习资料

仪器分析的复习提纲

第一章小结：

仪器分析是以物质性质或物质化学性质及其在分析过程中所发生的分析结果与物质的内在关系为基础，进而对其进行定性、定量、进行形态和结构分析的一类测定方法。 精密度：指在相同条件下对同一样品进行多次平行测定，各平行测定结果之间的符合程度。

准确度：指多次测定的平均值与真值相符合的程度。 选择性：是指分析方法不受试样中共存物质干扰的程度。选择性越好，干扰越小。 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。 灵敏度：指分析信号随组分含量的变化率，与检测器的放大倍数有直接关系。 检出限：指能产生一个确证在试样中存在被测组分的分析信号所需要的该组分的最小含量或最小浓度。D=3s0/b. 仪器分析的主要优点： 1.灵敏度极高；

2.选择性好，适于复杂组分试样的分析； 3.分析迅速，适于批量试样的分析； 4．适于微量、超微量组分的测定； 5.能进行无损分析；

6.组合能力和适应性强，能进行在线分析； 易于自动化和智能化。

第二章小结：

光分析法：基于电磁辐射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。

光谱法——基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法。

激发能：原子外层电子由低能级跃迁到高能级所需要的能量。

电离能：原子外层电子获得足够大的能量，脱离原子，使原子电离所需要的最小能量。

光分析法仪器的基本单位：

光谱仪器通常包括五个基本单位： 1. 光源； 2. 单色器 3. 试样装置 4. 检测器

5. 显示与数据处理

第三章小结：

原子发射光谱仪：用来观察和记录原子发射光谱并进行光谱分析的仪器称为原子发射光谱仪。

一般元素普线的强度会随浓度的下降而消失，其总数量也会同时减少，所以谱线

中最后消失的谱线称“最后线”或最灵敏线。 原子发射光谱分析的特点：

1. 多元素同时检测的能力。样品激发后，不同元素都发射特征光谱。 2. 灵敏度高。可进行痕量分析，检出限可达10—0.1ug.g-1 3. 选择性好。一般不需要化学处理即可直接进行分析 4. 准确度较高。一般激发源，相对误差5-10% 5. 试样用量少，测定范围广。

第五章小结：

单色光：具有同一种波长的光，称为单色光。 复合光：含有多种波长的光称为复合光。 影响吸收定律的偏高因素： 1. 非单色光入射 2. 溶液散射 3. 化学因素

4. 溶液浓度的影响

紫外可见光谱的误差来源

A. 溶液偏离朗伯-比尔定律所引起的误差 B. 仪器误差 C. 操作误差

紫外可见光谱中测量条件的选择：

A． 入射波长的选择（吸收大，干扰小）

B． 吸光度度数范围的选择：A.0.2-0.7（T：65%-205） C． 参比溶液的选择：纯溶剂空白（试液+试剂+显示剂）；试剂空白（试液无色，试剂或显示剂）；试液空白（试剂或显示剂）

第六章小结：

红外吸收光谱又称红外分光光度法。它是利用物质对红外电磁辐射的选择性吸收特性来进行结构分析、定性和定量分析的一种分析方法。 集团频率：

能代表某基团存在并有较高强度的吸收峰的位置，为该基团的特征频率，称为集团频率。

红外光谱的特点：

1. 红外吸收只有振-转跃迁，能量低；

2. 应用范围广：除单原子分子和单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收； 3. 分子结构更为精细的表征：通过IR谱的波数位置。波峰数目及强度确定分子基团、分子结构。 4. 定量分析；

5. 固、液、气态样均可用，且用量少（mg）、不破坏样品； 6. 分析速度快；

7. 与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。 红外吸收光谱产生的条件： 满足两个条件：

1. 辐射影具有能满足物质产生振动跃迁所需要的能量；

2. 分子振动必须随偶极矩的变化，及即偶极矩的变化⊿u不等于0

第七章小结：

荧光（磷光）的激发光谱曲线：固定测定荧光波长（选最大发射波长）不变，化合物发射的荧光（磷光）强度与照射光波长的关系曲线。 分子产生的荧光必须具备的条件： 1. 具有一定的荧光量子产率；

荧光量子产率是物质荧光特性的重要参数，它反映了荧光物质发射荧光的能力，其值越大，物质的荧光越强。

2. 具有合适的结构：有强的紫外-可见吸收和一定的荧光效率；刚性平面结构。

第八章小结：

核磁共振波谱法(NMR)：是利用原子核在外磁场作用下的核自旋能量跃迁所产生的吸收电磁波用来测定有机化合物结构和组成的一种方法。 核磁产生共振的条件： 1. 核有自旋（磁性核） 2. 外磁场、能级裂分

3. 照射频率与外磁场的比值v0/H0=y/2π 化学位移：在有机化合物中，核外电子云对抗外加磁场的电子屏蔽作用所引起共振时，磁感应强度及共振频率所产生的移动，这种现象称为化学位移。 为什么用TMS作为基准？

1. 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰； 2.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重叠； 3.化学惰性：易溶于有机溶剂，沸点低，易回收。 核磁共振波谱图能提供物质的结构信息

1. 峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种。 2. 峰的强度（面积）比：每类质子的数目（相对），多少个 3. 峰的位移值（δ）：每类质子所处的化学环境、化合物中的位置 4. 峰的裂分数：相邻碳原子上质子数； 5. 偶合常数（J）：确定化合物构型。

第十章小结：

质谱：利用电磁学原理，将化合物电离成具有不同质量的离子，然后按其质荷比（m/z）的大小依次排列成谱收集和记录下来，称为质谱。 与NMR、IR、UV-vis等有机化合物结构分构四大工具比较，具有哪些突出的优点？ 1. MS是唯一可以确定分子式的方法；

2. 灵敏度高。只要微克级甚至更少的样品，检出限可达10-14g；

3. 根据各类有机物分子的断裂规律，质谱中的分子碎片离子峰提供其结构的丰富信息

质谱仪的基本单元及其应用：

1. 进样系统。包括直接进样和间接进样；2.离子源：电子轰击电离，化学电离、电喷雾电离、微光电离；3.质量分析器4.检测器5.相对分子质量测定6.高分辨率质谱确定分子式；7.由同位素离子峰确定分子式。

第十五章小结：

分离分析法：通常将先分离后分析的仪器分析方法称为分离分析法 色谱法的特点：

1. 分离效率高：复杂混合物、有机同系物、异构体、手性异构体 2. 灵敏度高：可以检测出υg.g-1(10-9)级的物质量

3. 分析速度快：一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析 4. 应用范围广：

气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 5. 不足之处：被分离组分的定性较为困难。、

基线：无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线 色谱图：即检测器产生的信号强度对时间t作的图 峰高H：从峰的最大值到峰底的距离。

峰面积A：色谱峰与峰底之间的面积，是色谱定量的依据。 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度最大值时所需要的时间。 色谱分析中相对保留值只与柱温和固定相性质有关

组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、会发的过程叫分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数。分配系数是色谱分离的依据。

分配比是指在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比。 组分保留时间为何不同，色谱峰为何变宽？

1. 组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制； 2. 色谱峰变宽：色谱过程的动力学控制；

分离度又称分辨率，为相邻两色谱峰的保留值之差与两峰宽度总和的一半的比值。

色谱定性鉴定方法利用对照标样进行定性的方式主要有哪些？

利用保留值定性：通过对比试样中具有一纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中食否含有该物质及在色谱图中的位置，不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。

利用加入法定性:将纯物质加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。 色谱分析中常用的几种定量方法：

1. 归一化法：仅适用于试样中所有组分全出峰的情况； 2. 内标法：内标物要满足以下要求： A. 试样中不含有该物质 B. 与被测组分性质比较接近 C. 不与试样发生化学反应

3. 外标法，外标法也称为标准曲线法

第十六章小结：

色相色谱中温度控制系统是非常重要的，温度是色谱分离条件的重要参数；

气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度； 气化室：保证液体试样瞬间气化

检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝

分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离。 检测器性能评价的指标：

灵敏度（或响应度）S：在一定范围内，信号E与进入检测器的物质的物质质量m呈线性关系。

检测器（最小检测量）：检测器响应值为3备噪声水平的试样浓度（或质量），被定义为最低检测限

气相色谱中毛细管柱内径很细，因而带来三个问题，主要是哪些及其解决方法？ 1. 允许通过的载气流量很小。

2. 柱容量很小，允许的进样量小，需采取分流技术

3. 分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。解决方法：灵敏度高的氢焰检测器采用尾吹技术。

第十七章小结：

高效液相色谱法的主要部件：

高压输液系统 进样系统 分离系统 检测系统