实用仪器分析复习讲义

2. 参比电极
5.什么是第一类电极、第二类电极、离子选择电极？并以具体的例子写出各自的Nernst方程。
1. 基于电子交换反应的电极 1）. 第一类电极——金属-金属离子电极
金属和该金属离子溶液组成的电极体系，电位由金属离子活度决定
例如：Ag-AgNO3电极(银电极)，电极电位为：
Ag+ + e = Ag
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• 按IUPAC（国际纯粹和应用化学联合会）的推荐，可分为三类: (1)不涉及电双层，也不涉及电极反应，如电导分析。 (2)涉及电双层，但不涉及电极反应。 (3)涉及电极反应，如电解、库仑、极谱、伏安分析等。
2.什么是电化学测量电池的电动势？什么是电极电位？它们有什么关系？
• 电动势：当流过电池的电流为零或接近零时两极间的电位差。 • 电极的电极电位：金属插入具有该金属离子的溶液中所构成的体系即为电极。在电 极金属与溶液的两相界面上，由于带电质点的迁移形成了电双层，其电位差即为电 极的电极电位。 • 电极电位大小是一种相对值，以标准氢电极为负极，被测电极为正极组成电池，所 测得电池的电动势即为该电极的电极电位。
第一章 绪论
1.什么是分析化学？
分析化学是化学学科的重要分支，它包括化学分析和仪器分析。是人们研究物质的 组成、含量和
2.分析化学的特点？
• • • • • • 灵敏度高 选择性好 分析快速结构信息的科学。 适用于微量组分的测定 适用性强，应用广泛 易于自动化。
3.仪器分析的发展？
光谱分析→电化学分析→色谱法

0.05916 1 ( Hg2Cl2 / Hg ) lg 2 2 a (Cl )

6.什么是电位分析法？可以分为哪两种具体方法？
电位分析法：基于测量进入被测溶液中两电极间的电动势或电动势变化来进行定量
分析的一种电化学分析方法。
直接电位法 电位分析法 电位滴定法
7.简述离子选择性电极的电极电位的响应机理及测量原理。
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4.分子能级的变化包括哪几种能级的变化？并简要说明各能级变化对应的光谱。
能级 电子能级Ee 振动能级Ev 转动能级Er 变化范围(J) 波谱区 紫外、可见光 近红外、中红外区 远红外、微波区 方 法 电子光谱 振动光谱 转动光谱
分子中各能级变化以及对应的光谱分析方法名称
5.简述为什么分子光谱是带状光谱而原子光谱是线性光谱？
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6.简述一般光谱分析仪的组成。
• 光源： 提供能量，稳定，具有一定的强度 • 分光系统：核心部件，复合光分解为单色光 • 样品池： 放置样本 • 检测器：光信号装换为电信号 • 记录系统：信号放大并显示
第三章 紫外-可见分光光度法
1.什么是紫外-可见分光光度法？
紫外-可见分光光度法：利用物质的分子或离子吸收紫外-可见波段范围（200~800nm） 单色辐射对物质进行定性、定量或结构分析的一种方法。
• 缺点：测定线性范围窄；每次只能测一种元素；多数非金属元素不能直接测定；
火焰法要用燃气，不方便也不安全。
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4.画图比较分子吸收光谱和原子吸收光谱的异同点。
分子吸收光谱 光源 吸收物质 能级 吸收形式 连续光源 （液态）分子 电子、振动、转动能级 宽带吸收 原子吸收光谱 锐线光源 （气态）原子 电子能级 线状吸收
测定不同波长的荧光强度。以荧光的波长（ ）为横坐标，荧光强度（IF）为纵
坐标作图，得到的是荧光光谱。
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3.画出荧光光度计的结构示意图，并说明和紫外可见分光光度计的主要区别。
激发光源 样品池 两个单色器 检测器 记录仪
主要区别：
• 荧光分光光度计测的是吸收光能量后处于激发态的分子发出的辐射（即分子荧光）， 紫外分光光度计测的是分子在紫外光区的吸收强度。 • 荧光分光光度计有两个单色器，而紫外只有一个单色器 • 荧光分光光度计的光源和检测器是成直角分布的，而紫外是成一条直线的。
分子的某种振动能级与红外辐射能量相等。
2.简述红外光谱分析法的应用。
• 定性分析和结构分析: 已知物的鉴定 未知物结构鉴定 • 定量分析：应分光度法广泛？
红外吸收光谱用于定量分析时，灵敏度较低，实验误差较大，操作比较复杂,仪器 价格也明显高于紫外可见分光度法。
基于电子交换反应 第二类电极 离子选择电极
电极类型
指示电极
按照作用 1. 指示电极
参比电极
用来指示电极表面待测离子的活度，在测量过程中溶液本体浓 度不发生变化的体系的电极。如电位测量的电极，测量回路中 电流几乎为零，电极反应基本上不进行，本体浓度几乎不变。 用来提供标准电位，电位不随测量体系的组分及浓度变化而变化 的电极。这种电极必须有较好的可逆性、重现性和稳定性。常用 的参比电极有SHE、Ag/AgCl、Hg/Hg2Cl2电极，尤以甘汞电极 (SCE)使用得最多。
2.简述原子发射光谱分析法的特点。
• 优点：选择性好；灵敏度高；准确度较高；可多元素同时检测；分析速度快，取样 量少；测定线性范围宽，应用范围广。 • 缺点：对高含量元素分析准确度较差；主要应用于金属元素分析，对一些非金属元
素测定的灵敏度很低。
3.简述原子吸收光谱分析法的特点。
• 优点：选择性好，干扰少且易消除；灵敏度高，可测微量物质；精密度高；取 样量少，可直接测定固液体；适用范围广，也测定元素可达70多种。
在一定条件下，原电池的电动势与被测离子活度的对数呈线性关系。因此，通过
• 单波长单光束分光光度计： 结构简单，价格低廉，操作方便，易于维修。适用于常规分析。 • 单波长双光束分光光度计： 能自动扫描吸收光谱，自动消除光源电压波动的影响，减少放大器增益的漂移，但
其结构较单波长单光束分光光度计复杂。适用于定量分析。
• 双波长分光度计： 可以测定多组分混合物、混浊试样，在有背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下对
• 响应机理：离子选择性电极的结构一般都是由敏感膜、内参比电极和内参比溶液
组成，并且，膜材料和内参比液均含有与待测离子相同的离子，其膜电位的产生
机理与pH玻璃电极相类似，是基于电极膜和溶液界面的离子交换扩散作用。 • 测量原理： 离子选择性电极电位不能直接测出，通常是以离子选择性电极作为指示电极，饱 和甘汞电极作为参比电极，插入被测溶液中构成原电池。
某组分进行定量测定，可利用其获得导数光谱和进行系数倍率法测定，能方便地转换为
单波长工作方式。适用于多组分混合物、混浊试样的测定分析。
4.简述紫外-可见分光光度法的主要应用。
有机物定量和定性分析，纯度检查
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第四章 红外光谱法
1.简述什么是红外光谱分析法以及产生的条件。
• 红外光谱分析法是利用红外辐射与物质分子振动或转动的相互作用，通过记录试样 的红外吸收光谱进行定性、定量和结构分析的方法。 • 产生的条件： 分子在振动时，必须有瞬间偶极矩的产生：红外光的能量能传递给分子；
2.303 RT lg a (Cl ) F
2. 离子选择电极（ISE）
又称膜电极，具有敏感膜并能产生膜电位的电极(基于 离子交换或扩散的电极).其响应机理是由于相界面上发 生了离子的交换和扩散，而非电子转移。 如：甘汞电极，电极电位为
Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2 Cl-
0.05916 a( Hg2Cl2 ) ( Hg2Cl2 / Hg ) lg 2 a( Hg )
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第二章 光学分析基础
1.什么是光学分析法？什么是光谱分析法？
• 光学分析法：根据物质发射电磁辐射以及电磁辐射与物质相互作用为基础而建立起 来的一类分析方法.。
光学分析方法分为光谱分析和非光谱分析。
• 光谱分析是测定物质与电磁辐射相互作用时产生的发射、吸收辐射的波长和强度进 行定性、定量和结构分析的方法，包括发射光谱法、吸收光谱法、散射光谱法。
( Ag

/ Ag )
( Ag / Ag )

2.303 RT lg a( Ag ) F
第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。
2）.第二类电极──金属-金属难溶盐电极 如：Ag-AgCl电极(银电极)，电极电位为
AgCl + e = Ag+Cl-
( AgCl / Ag ) ( AgCl / Ag )
第九、十章 电化学分析基础
1.什么是电化学分析法？如何分类？
• 电化学分析法：根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法。
• 按所测电化学参数的不同分类: (1)电导分析法：测量电导值； (2)电位分析法：测量电动势；——离子选择性电极 (3)电解(电重量)分析法：测量电解过程电极上析出物重量； (4)库仑分析法：测量电解过程中的电量； (5)伏安分析：测量电流与电位变化曲线； (6)极谱分析：使用滴汞电极时的伏安分析。
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第五章 分子发光分析法
1.什么是分子发光分析法？分子发光有哪几种？
• 分子发光：物质的分子在外界能量作用下，从基态跃迁到激发态，在返回基态时以 发射辐射能的形式释放能量.
• 分子发光分析法：通过测量分子发光的特性、强度对物质进行定性、定量分析的方
法。 • 分子发光的种类：光致发光（荧光、磷光）、化学发光、生物发光。
2.什么是分子荧光的激发光谱和荧光光谱？
• 荧光激发光谱：荧光物质常用紫外光或波长较短的可见光激发而产生荧光。将 激发光的光源用单色器分光，测定不同波长激发光照射下荧光强度，以激发波 长（）为横坐标，荧光强度（IF）为纵坐标作图，便可得到荧光物质的激发光 谱。 • 荧光发射光谱：固定激发光波长和强度，让物质发射的荧光通过单色器，然后
2.什么是吸收光谱？什么是发射光谱？
• 吸收光谱：基于物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱。 • 发射光谱：物质接受外界能量，使其由基态或低能态跃迁至高能态，再由高能 态返回到基态或低能态而产生的光谱。