高等仪器分析简答题题目与答案

仪器分析基本原理1、简述仪器分析的一般流程。

一个完整的仪器分析流程应包括取样、样品的预处理(溶样、分离、提纯与制备)、仪器测定、数据处理、结果表达、提供分析报告、对结果进行研究与解释等过程。

2、比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。

标准曲线法的优点就是大批量样品测定非常方便。

缺点就是:对个别样品测定仍需配制标准系列,手续比较麻烦,特别就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。

标准加入法的优点就是可最大限度地消除基体干扰,对成分复杂的少量样品测定与低含量成分分析,准确度较高;缺点就是不能消除背景吸收,对批量样品测定手续太繁,不宜采用。

3、简述吸收光谱与发射光谱之间的差异。

发射光谱:给样品以能量,比如原子发射光谱,原子外层电子由基态到激发态,处于激发态电子不稳定,会以光辐射的形式就是放出能量,而回到基态或较低的能级。

得到线状光谱。

吸收光谱:用一定波长的光照射样品,样品会吸收一部分光,照射前后就有光强度的变化,记录这种变化得到的就是吸收光谱,如分子、原子吸收光谱。

区别:发射光谱就是指样品本身产生的光谱被检测器接收。

比如ICP,样品本身被激发,然后回到基态,发射出特征光谱。

发射光谱一般没有光源,如果有光源那也就是作为波长确认之用。

在测定时该光源也肯定处于关闭状态。

吸收光谱就是光源发射的光谱被样品吸收了一部分,剩下的那部分光谱被检测器接收。

比如原子吸收光谱,空心阴极灯发出的光谱被样品吸收了一部分,检测器则接收剩余的那部分。

吸收光谱都有光源,测定时光源始终工作,并且光源、样品、检测器在一直线(中间反射镜不算)。

紫外-可见分析技术1、简述影响紫外可见吸收光谱的因素。

(1)温度:在室温范围内,温度对吸收光谱的影响不大。

在低温时,吸收强度有所增大;在高温时,谱带变宽,谱带精细结构消失。

(2)溶剂:由于紫外光谱的测定大多数在溶液中进行,而溶剂的不同将会使吸收带的位置及吸收曲线的形态有较大的影响。

所以在测定物质的吸收光谱时,一定要注明所用的溶剂。

一般来说,极性溶剂会造成π-π﹡跃迁吸收带发生红移,而使n-σ﹡跃迁发生蓝移。

非极性溶剂对上述跃迁影响不太明显。

(3)pH值:很多化合物都具有酸性或碱性可解离基团,在不同的pH值的溶液中,分子的解离形式可能发生变化。

其吸收峰的形状、吸收峰的位置、吸收强度等都有可能发生变化。

(4)仪器的狭缝宽度:狭缝宽度越大,光的单色性越差,吸收光谱的细微结构就可能消失。

2、简述紫外光谱法在有机化合物分析中的应用,试举例说明。

紫外可见光谱一般有以下几个应用:定性分析,定量分析,异构体判断,纯度检查。

定性分析:判断共轭关系及某些官能团。

如在(200-400nm)之间无吸收峰,说明该未知物无共轭关系,且不会就是醛、酮,很可能就是一个饱与化合物。

定量分析:用于测定物质的浓度与含量。

异构体判断:乙酰乙酸乙酯存在酮-烯醇互变异构体。

酮式没有共轭双键,在204nm处有弱吸收;烯醇式有共轭双键,在245nm处有强吸收。

故可根据它们的紫外吸收光谱可判断其存在与否。

纯度检查:例如,如果一化合物在紫外区没有吸收峰,而其中杂质有较强的吸收,就可方便检测出该化合物的痕量杂质。

3、简述紫外可见吸收光谱波长范围的划分,并指出“UV”所表示的范围。

紫外可见光谱区就是在4-800nm的电磁波,其中4-400nm的电磁辐射称为紫外区,它又分为两段:4-200nm为远紫外区,200-400nm的电磁波为近紫外区,而波长在400-800nm的电磁波为可见光区。

4、简述紫外可见分光光度计的结构。

光源:光源就是提供入射光的装置。

单色器:就是一种把来自光源的复合光分解为单色光,并分离出所需要波段光束的装置。

吸收池:又称样品池、参比池或比色皿。

检测器:其作用就是检测光信号,将光信号转变为电信号。

信号显示系统:配有微机,可对光谱仪进行操作控制,并进行数据处理。

荧光分析技术1、简述荧光分析法的特点,其中物质产生荧光所必须具备的条件。

荧光法的主要特点就是灵敏度高与选择性强。

分子产生荧光必须具备两个条件:(1)物质分子必须具有能吸收一定频率紫外光的特定结构;(2)物质分子吸收了特征频率的辐射能之后,必须具有较高的荧光效率。

荧光效率大,在相同的浓度下,荧光的发射强度也大。

具有共轭双键体系的分子、具有刚性平面结构的分子、苯环上取代基的类型2、简述环境对荧光测试的影响。

分子所处的环境,如温度、溶剂、pH值等都会影响分子结构与立体构像,从而影响荧光强度。

温度:一般来说,大多数荧光物质的溶液随着温度的降低,荧光效率与荧光强度将增加;相反,温度升高荧光效率将下降。

溶剂:同一种荧光物质溶于不同的溶剂,其荧光光谱的位置与强度可能会明显的不同。

一般情况下,随着溶剂的极性增加,荧光强度将增强。

pH:溶剂pH值的影响,当荧光物质就是弱酸或弱碱时,溶剂pH值对荧光强度有较大的影响。

猝灭剂的影响:荧光猝灭就是指荧光物质与溶剂或其她溶质分子相互作用,引起荧光强度降低、消失或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。

引起荧光猝灭的物质称为猝灭剂。

3、分子发光分析法包括几种分析方法,并简述分子吸收分光光度法与分子发光分析法的区别。

分子发光分析法包括荧光分析、磷光分析与化学发光分析。

分子吸收分光光度法就是受激物质以热能的形式释放过多的能量,测量的就是物质对辐射的吸收;而分子发光分析就是受激物质分子以发射辐射的形式释放能量,测量的就是物质分子自身发射的辐射的强度,属于发射光谱。

4、简述荧光分析法的特点及缺点。

荧光法的主要特点就是灵敏度高,检出限为10-7-10-9g/ml,比紫外可见分光光度发高10-1000倍。

荧光法的选择性强,能吸收光的物质并不一定能产生荧光,且不同物质由于结构不同,虽吸收同一波长,产生的荧光强度也不同。

此外,它还有用样量少、操作简便等优点。

荧光法的缺点就是由于许多物质不发射荧光,因此它的应用范围受到限制。

5、简述荧光定量分析条件的选择。

选择线性范围:当荧光物质溶液的吸光度A≤0、05时,荧光强度与浓度才呈线性关系。

选择合适的激发光与荧光波长:一般选择激发光谱中能产生最强荧光的入射光波长作为激发光,荧光光谱选择最强荧光的波长作为荧光测定的波长。

原子吸收、原子发射技术1、原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？原子吸收光谱仪器由光源、原子化器、分光系统、检测器、信号处理与读出装置等5个基本部分与必要的附属装置。

光源:锐线光源用于产生原子吸收信号,连续光源用于校正背景。

原子化器: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:将复合光分解为单色光输出。

检测器:将弱光信号转为电信号。

信号处理与读出装置:将电信号在软件中转化成数据,显示出来。

2、比较原子吸收光谱与原子发射光谱的优缺点。

原子吸收光谱法的优点:(1)检出限低,灵敏度高;(2) 精密度高;(3)分析速度快;(4) 应用范围广;(5)仪器比较简单,操作方便。

缺点:多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。

原子发射光谱的优点:(1)多元素同时检测能力;(2)分析速度快;(3)选择性好;(4)检出限低;(5)准确度较高;(6)试样消耗少;(7)ICP光源校准曲线线性范围宽。

缺点:非金属元素不能检测或灵敏度低。

3、简述配制金属离子标准溶液的注意事项。

配置金属离子溶液应用纯水配制,容器应用纯水洗三次以上。

特殊要求的溶液应事先作纯水的空白值检验。

所用试剂的纯度应为分析纯或分析纯以上,根据不同的工作要求合理选用相应级别的试剂。

为保证试剂不受污染,应用清洁的牛角勺从试剂瓶中取出,绝不可用手抓取。

试剂结块可用洁净的粗玻璃棒或瓷药铲将其捣碎后取出。

打开易挥发的试剂瓶塞时不可把瓶口对准脸部。

夏季由于室温高,试剂瓶中很易冲出气液,最好把瓶子在冷水中浸一段时间再打开瓶塞。

放出有毒,有味气体的瓶子应该用蜡封口。

若嗅试剂气味,可将瓶口远离鼻子,用手在试剂瓶上方扇动,绝不可用舌头品尝试剂。

所用天平的砝码,滴定管,容量瓶及移液管均需定期校正。

不能用手接触腐蚀性及有剧毒的溶液,剧毒废液应作解毒处理,不可直接倒入下水道。

溶液要用带塞的试剂瓶盛装,见光易分解的溶液要装于棕色瓶中,挥发性试剂例如用有机溶剂配制的溶液,瓶塞要严密,见空气易变质及放出腐蚀性气体的溶液也要盖紧,长期存放时要用蜡封住。

浓碱液应用塑料瓶装,如装在玻璃瓶中,要用橡皮塞塞紧,不能用玻璃磨口塞。

除高氯酸外,均指20℃时的浓度。

在标准滴定溶液标定,直接制备与使用时若温度有差异,应要求补正。

标准滴定溶液标定,直接制备与使用时所用分析天平、砝码、滴定管、容量瓶、单标线吸管等均须定期校正。

滴定分析用标液在常温(15-25℃)下,保存时间一般不超过2个月。

当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象时,应重新配制。

4、简述原子类分析方法中,样品制备的要求。

在大多数情况下,由供试样品制备样品,都需要将样品消解,破坏基体与转为溶液,使被测元素转化为适于测定的形式。

样品消解方法的选择,取决于样品类型与被测元素的性质。

同时要考虑与随后测定方法的衔接。

分解样品的方法有酸碱溶法、燃烧法、干灰化法、湿消解法与微波消解法等等。

5、简述原子吸收光谱分析的特点。

(1)检出限低;(2)选择性好;(3)精密度高;(4)抗干扰能力强;(5)应用范围广;(6)用样量小;(7)仪器设备相对比较简便,操作简便,易于掌握。

6、简述原子吸收光谱定量分析的常用方法,并简要说明各方法在使用时应注意的问题。

常用的定量方法有标准曲线、标准加入法。

此外,如为双通道仪器,可用内标法定量。

在这些方法中,标准曲线法就是最基本的定量方法。

标准曲线法:又称矫正曲线法,就是用标准物质配制标准系列,在标准条件下,测定各标准样品的吸光度值,以吸光度值A与浓度C绘制标准曲线,在同样条件下,测定样品的吸光度值,再通过绘制的标准曲线求得相应的浓度。

标准曲线法成功应用的基础在于,标准系列与被分析样品的基体的精确匹配、标样浓度的准确确定与吸光度值的准确测量。

同时,待测样品所测的吸光度值应在标准曲线范围内。

标准加入法:原子吸收光谱分析就是相对分析法,用校正曲线确定含量,分析结果的准确性直接依赖于标准样品与被分析样品物理化学性质的相似性。

在实际的分析过程中,样品的基体、组成与浓度千变万化,要找到完全与被测样品组成相匹配的标准物质就是不容易的。

标准加入法可以自动进行基体匹配,补偿样品基体的物理与化学干扰,提高测定的准确度。

标准加入法操作如下:分取几份等量的被分析试样,在其中分别加入不同量的被测元素标准溶液,依次在标准条件下测定它们的吸光度值,制作吸光度值对加入量的校正曲线,将校正曲线外延与横坐标相交,原点至交点的距离,即为试样中被测元素的含量。