三、填空题(分,每空分)气相色谱分析的基本过程是往气化室进样,气化的试样经分离,然后各组分依次流经,它将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化输给,描绘成色谱图。玻璃电极在使用前应用活化(时间),活化的目的是。在色谱分析中,当分离度≥时,则可认为两混合组分完全分离。色谱峰越窄,表明理论塔板数越;理论塔板高度越小,柱效能越。极化曲线是用图示的方法来表示与之间变化的曲线。有机化合物的电子跃迁类型主要有跃迁,跃迁,跃迁和跃迁。其中跃迁需要的能量较小、产生的强度最大。用光栅摄谱仪摄谱时,所得的光谱在一定的波长范围内,其波长的间隔分布是。可见紫外、原子吸收、红外的定量分析吸收光谱法都可应用一个相同的定律亦称为。其数学表达式为。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与溶液中的吸光物质的浓度及液层厚度的乘积成正比。偏离的原因是:入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。溶液的不均匀性,如部分入射光因为散射而损失。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、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相重合。定量的依据: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。使用空心阴极灯应注意些什么?如何预防光电倍增管的疲劳?答:使用空心阴极灯应注意:使用前须预热;选择适当的灯电流。预防光电倍增管的疲劳的方法:避免长时间进行连续光照。与火焰原子化器相比,石墨炉原子化器有哪些优缺点?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。光谱干扰有哪些,如何消除?答:原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类。消除方法:物理干扰的消除方法:配制与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法,使试液与标准溶液的物理干扰相一致。化学干扰的消除方法:加入释放剂或保护剂。电离干扰的消除方法:加入一定量的比待测元素更容易电离的其它元素(即消电离剂),以达到抑制电离的目的。光谱干扰的消除方法:缩小狭缝宽度来消除非共振线干扰;采用空白校正、氘灯校正和塞曼效应校正的方法消除背景吸收。比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。答:标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便。缺点是:对个别样品测定仍需配制标准系列,手续比较麻烦,特别是遇到组成复杂的样品测定,标准样的组成难以与其相近,基体效应差别较大,测定的准确度欠佳。标准加入法的优点是可最大限度地消除基干扰,对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析,准确度较高;缺点是不能消除背景吸收,对批量样品测定手续太繁,不宜采用。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:→,→,→,→。其中→,→,→的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来。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→或→跃迁的基团。例如:><,≡,>,,等。助色团:指含有未成键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:,,,,等。标准光谱比较定性法为什么选铁谱?()谱线多:在~范围内有数千条谱线;()谱线间距离分配均匀:容易对比,适用面广;()定位准确:已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。已知一物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸收系数为,现用吸收池测得该物质溶液的吸光度为,计算溶液的浓度。

解:∵

∴()()

.的碱性溶液在处有最大吸收若碱性溶液的浓度吸收池长度为在此波长下测得透射比是。计算:()该溶液的吸光度;()摩尔吸收系数;()若吸收池长度为,则透射比多大?

解:

()

∵

∴

苯胺在为处的为,现欲制备一苯胺水溶液使其透射比为吸收池长度为问制备该溶液需苯胺多少克

解:设需苯胺则∵

∴

化学分析:是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。

仪器分析与化学分析的区别不是绝对的,仪器分析是在化学分析基础上的发展。不少仪器分析方法的原理,涉及到有关化学分析的基本理论;不少仪器分析方法,还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合,才能完成分析的全过程。

仪器分析的特点(与化学分析比较)

灵敏度高,检出限低、选择性好、操作简便,分析速度快,易于实现自动化和智能化。应用范围广,不但可以作组分及含量的分析,在状态、结构分析上也有广泛的应用相对误差较大。需要价格比较昂贵的专用仪器,并且仪器的工作条件要求较高。

仪器分析方法分类:

、光分析法凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。可分为光谱法和非光谱法。

光谱法则是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。这类方法比较多,是主要的光分析方法。

非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号,仅通过测量电磁幅射的某些基本性质(反射,折射,干涉,衍射,偏振等)。

光分析法的分类:原子发射光谱,原子吸收光谱,紫外可见光谱,红外光谱,核磁谱,分子荧光光谱,原子荧光光谱

、电化学分析法是根据物质在溶液中的电化学性质建立的一类分析方法。以电讯号作为计量关系的一类方法主要有四大类电位法、电导法、电解法、极谱法及伏安法。

色谱法:色谱法是以物质在两相流动相和固定相中分配比的差异而进行分离和分析的方法。 主要有气相色谱法和液相色谱法。

其它仪器分析方法

①质谱:根据物质带电粒子的质荷比在电磁场作用下进行定性、定量和结构分析的方法。

②热分析:依据物质的质量、体积、热导、反应热等性质与温度之间的动态关系来进行分析的方法是热差分析法。

③放射分析:依据物质的放射性辐射来进行分析的方法同位素稀释法,中子活化分析法。

仪器分析的应用领域

社会:化学:生命科学:环境科学:材料科学:药物:外层空间探索:

标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线。

线性范围标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围。

精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次平行测定所得测定结果的一致程度。精密度常用测定结果得标准偏差或相对标准偏差()量度。

准确度试样含量的测定值与试样含量的真实值或标准值相符合的程度称为准确度。准确度常用相对误差量度。

检出限某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小质量,称为这种方法对该物质的检出限,以浓度表示的称为相对检出限,以质量表示的称为绝对检出限。

方法的灵敏度越高,精密度越好,检出限就越低。

检出限是方法灵敏度和精密度的综合指标,它是评价仪器性能及分析方法的主要技术指标。

光学分析方法: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。

光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位;

电磁辐射的基本性质:

电磁辐射(电磁波):以接近光速(真空中为光速)传播的能量;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。

电磁辐射具有波动性和粒子性;

光的波动性:电磁辐射为正弦波波长、频率、速度、振幅。与其它波如声波不同,电磁波不需传播介质,可在真空中传输。

频率为空间某点的电场每秒钟达到正极大值的次数

周期两个相邻矢量极大或极小通过空间某固定点所需的时间间隔叫做辐射的周期

光的粒子性:当物质发射电磁辐射或者电磁辐射被物质吸收时就会发生能量跃迁。此时电磁辐射不仅具有波的特征而且具有粒子性最著名的例子是光电效应现象的发现。

光电效应

能态量子理论物质粒子总是处于特定的不连续的能量状态,即能量是量子化的;处于不同能量状态粒子之间发生能量跃迁时的能量差可用表示。

两个重要推论:物质粒子存在不连续的能态,各能态具有特定的能量。当粒子的状态发生变化时,该粒子将吸收或发射完全等于两个能级之间的能量差反之亦是成立的即

辐射能的特性

吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能并从低能级跃迁到高能级;

发射将吸收的能量以光的形式释放出;

散射丁铎尔散射、瑞利散射、拉曼散射;

折射折射是光在两种介质中的传播速度不同;

反射

干涉干涉现象;

衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象;

偏振只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。

丁达尔散射:大分子(如胶体粒子和聚合物分子)尺寸与光的波长相近时所产生的散射现象,此时散射光极强(与成反比),可以肉眼观察到。

瑞利散射:(弹性碰撞。方向改变,但不变)

当分子或分子集合体的尺寸远小于光的波长时所发生的散射现象。散射光强与光的波长的4、散射粒子的大小和极化率成反比。

拉曼散射:(非弹性碰撞,方向及波长均改变)

光照导致的分子内振动能级跃迁而产生的分子极化过程。分子极化率越大,散射越强。

电磁波谱的排列从上到下随波长的逐渐增大,频率和光量子的能量逐渐减小。量变→质变

朗伯比尔定律透光度吸光度

光吸收的基本定律

朗伯定律:光吸收与溶液层厚度成正比

比尔定律:光吸收与溶液浓度成正比

摩尔吸光系数的讨论

)吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数,可作为定性鉴定的参数;

)不随浓度和光程长度的改变而改变。在温度和波长等条件一定时仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;

)同一吸光物质在不同波长下的值是不同的。在最大吸收波长处的摩尔吸光系数,常以表示。表明了该吸收物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。

)越大表明该物质的吸光能力越强,用光度法测定该物质的灵敏度越高。:超高灵敏;

~):高灵敏;

:不灵敏。

)在数值上等于浓度为、液层厚度为时该溶液在某一波长下的吸光度。

的适用条件

单色光应选用处或肩峰处测定

吸光质点形式不变:离解、络合、缔合会破坏线性关系,应控制条件酸度、浓度、介质等

稀溶液:浓度增大,分子之间作用增强

光分析法的分类

一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;

产生光谱的物质类型不同

原子光谱、分子光谱、固体光谱

光谱的性质和形状:

线光谱、带光谱、连续光谱

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(线性光谱):最常见的三种

基于原子外层电子跃迁的原子吸收光谱

原子发射光谱、原子荧光光谱;

基于原子内层电子跃迁的射线荧光光谱

基于原子核与射线作用的穆斯堡谱;

分子光谱(带状光谱):紫外光谱法();红外光谱法();分子荧光光谱法();分子磷光光谱法;核磁共振与顺磁共振波谱;

连续光谱:

固体被加热到炽热状态时,无数原子和分子的运动或振动所产生的热辐射,也称黑体辐射。通常产生背景干扰。温度越高,辐射越强,而且短波长的辐射强度增加得最快!

另一方面,炽热的固体所产生的连续辐射是红外、可见及较长波长的重要辐射源(光源)。