现代仪器分析复习题 刘约权

第一章、绪论1、分析化学由仪器分析和化学分析组成。

化学分析主要测定含量大于1%的常量组分；现代仪器分析具有准确、灵敏、快速、自动化程度高的特点，常测定含量很低的微、痕量组分。

2、仪器分析方法分为光分析法、电化学分析法、分离分析法、其他分析法。

3、主要评价指标有：精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。

4、标准曲线的线性范围越宽，式样测定的浓度适用性越强。

5、检出限以浓度表示时称作相对检出限；以质量表示时称作绝对检出限。

6、检出限D=3So/b So为空白信号的标准偏差；b为灵敏度即标准曲线的斜率。

7、采样的原则：要有代表性；采样的步骤：采集、综合、抽取；采集方法：随即取样与代表性取样结合的方式；样品的制备：粉碎、混匀、缩分（四分法）。

8、提取的效果取决于溶剂的选择和提取的方法。

9、溶剂选择的原则：对待测组分有最大的溶解度而对杂质有最小的溶解度。

10、消解法有干法和湿法。

湿法主要采用：压力密封消解法、微波加热消解法。

11、样品纯化主要采用色谱法、化学法和萃取法。

1、光谱及光谱法是如何分类的？⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。

原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同5、原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。

6、分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。

7、吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。

8、发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。

第二章、分离分析法导论1、茨维特的实验首次提出了色谱的概念.2、色谱法是一种分离方法。

3、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3、它的特点是：有两相，一是固定相，一是流动相，两相作相向运动。

4、色谱法分离原理：当流动相中所携带的混合物流过固定相时，就会和固定相发生作用(力的作用)。

由于混合物中各组分在性质和结构上有差异，与固定相发生作用的大小也有差异。

因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。

5、色谱法的分类：按流动相状态的不同，可分为气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)、超临界流体色谱(SFC)。

按固定相使用的形式可分为：柱色谱：将固定相装在色谱柱内；纸色谱：用滤纸做固定相或固定相载体的色谱；薄层色谱：固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上。

6、将色谱法用于分析中，则称为色谱分析。

7、色谱分析是一种分离、分析法。

8、气相色谱法适合分离分析易汽化（在- 190℃-500℃范围内有0.2-10mmHg的蒸气压的）稳定、不易分解、不易反应的样品，特别适合用于同系物、同分异构体的分离。

9、气相色谱法：适用范围：沸点在500度以下；在操作条件下，热稳定性良好的物质，原则上均可采取气相色谱法。

固定液的选择：根据相似相容原理。

气相色谱检测器类型：浓度型：热导检测器、电子捕获器质量型：氢火焰离子化检测器、火焰光度。

检测器操作条件的选择：载气及其流速的选择；柱温的选择；载体和固定液含量的选择；进样条件的选择。

10、液相色谱法液体为流动相，适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。

11、峰底宽、半峰宽及标准偏差三者的关系为： W=4σ，Wh/2=2.354σ。

12、保留值：死时间(tM): 无保留组分出峰时间；保留时间(tR):；调整保留时间(t ’R): ；死体积(VM): 保留体积(VR):；调整保留体积(V ’R)：13、分配平衡：分配系数K 为容量因子，是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。

相比β是柱型及结构的重要特征。

14、研究理论的目的：解决色谱峰的分离问题。

三个色谱基本理论问题：色谱热力学问题——发展高选择性色谱柱、色谱动力学问题——发展高效能色谱柱、分离条件的最优化问题——分离条件优化。

15、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形状变化的影响因素，包括塔板理论、速率理论。

16、速率理论又称作范第姆特方程，运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素。

17、H=A+B/u+Cu 常数：A 涡流扩散项，B 分子扩散系数，C 传质阻力18、保留值可作为色谱定性指标。

19、在一个分析周期内，按一定程序不断改变流动相的组成或浓度配比，称为梯度洗提。

是改进液相色谱分离的重要手段。

20、塔板理论将色谱柱比作精馏塔，通过概率理论得到流出曲线方程。

21、选择性系数α（相对保留值）与保留指数I 来评价固定液 ；有效塔板数N 有效来评价色谱柱与分离条件；以分离度R 作为柱的总分离效能指标。

22、要改善物质对的分离（提高R ），即提高两相邻物质的分离度，可以采取以下措施：提高柱效N ；提高选择性系数α；增大容量因子k 。

0F t V R R ⋅=23、色谱定量分析是基于被测物质的量与峰面积成正比。

24、对色谱流出曲线方程的讨论：①当t=tR时，C=Cmax，峰高正比于进样量C0，是峰高定量的理论基础。

②当n越大，柱效越大，Cmax/ C0越大。

即保留时间一定时，塔板数越多，峰越高。

③Cmax反比于tR，tR小，Cmax大，保留时间小的组分峰高且窄。

tR大，Cmax 小，保留时间大的组分峰低且宽。

25、塔板理论的贡献：①塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程。

②导出色谱流出曲线方程，它符合高斯分布，与实验现象相吻合。

③导出理论塔板数的计算公式，作为柱效的评价指标。

26、塔板理论的局限：①塔板高度H是一个抽象的物理量，它的色谱本质是什么？它与哪些参变量有关，又怎样影响峰的扩张？对实验的指导意义有限。

②不能解释流速对理论塔板数的影响。

③有些假设不合理，如没有考虑纵向扩散对色谱分离的影响等。

27、涡流扩散项A：由不等路径造成的色谱峰扩展。

分子扩散项：由于分子的纵向扩散造成的色谱峰扩展。

气相传质阻力项Cg u：试样组分从气相移动到固定相表面的过程中，由于质量交换过程需要一定时间（即传质阻力）而使分子有滞留倾向。

液相传质阻力项CL u：试样组分从固定相表面移动到固定相内部的过程中，由于质量交换过程需要一定时间（即传质阻力）而使分子有滞留倾向。

28、速率方程给我们的什么启示？：①为柱型的研究和发展提供理论依据②为操作条件的选择提供理论指导③为色谱柱的填充提供理论指导。

29、色谱定量分析的方法：（1）校正归一化法：应用范围：当试样中各组分都能流出色谱柱，且在检测器上均有响应，各组分峰没有重叠时，可用此法。

优点：简便、准确，当操作条件如进样量等变化时，对定量结果影响很小，该法适合于常量物质的定量。

缺点：对该法的苛刻要求限制了它的使用。

（2）内标法：适用范围：当只需测定试样中某几个组分，且试样中所有组分不能全部出峰时可用。

优点：受操作条件的影响较小，定量结果较准确，使用上不象归一化法那样受到限制，此法适合于微量物质的分析。

缺点：每次分析必须准确称量被测物和内标物，不适合于快速分析。

（3）外标法（标准曲线法）：用于常规分析，优点：操作简单，计算方便。

缺点：结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性。

该法必须定量进样。

30、N的影响，如何提高N？①分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关系，增加塔板数，有利于提高分离度。

②增加柱长可增加N，改善分离，但分析时间将大大延长，峰产生扩展。

③减小塔板高度H：a、根据速率方程的启示制备一根性能优良的色谱柱是十分重要的。

B、根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。

31、K的影响，如何改变k？①分离度与容量因子有关，容量因子越大，分离越好。

②但当容量因子大于10，k/(k+1)的改变不大，而分析时间将大大延长。

因此，k的最佳范围是1<k<10。

32、内标标准曲线法：优点：不必测校正因子，消除了某些操作条件的影响，方法简便，适合液体试样的常规分析。

如白酒分析国标中采用此法。

33、塔板理论的主要内容是什么？它对色谱理论有什么贡献？它的不足之处在哪里？答：塔板理论把整个色谱柱比拟为一座分馏塔，把色谱的分离过程比拟为分馏过程，直接引用分馏过程的概念、理论和方法来处理色谱分离过程。

塔板理论形象地描述了某一物质在柱内进行多次分配的运动过程，n越大，H越小，柱效能越高，分离得越好。

定性地给出了塔板数及塔板高度的概念。

塔板理论的不足之处：某些基本假设不严格，如组分在纵向上的扩散被忽略了、分配系数与浓度的关系被忽略了、分配平稳被假设为瞬时达到的等。

因此，塔板理论不能解释在不同的流速下塔板数不同这一实验现象，也不能说明色谱峰为什么会展宽及不能解决如何提高柱效能的问题。

34、速率理论的主要内容是什么？它对色谱理论有什么贡献？与塔板理论相比，有何进展？答：速率理论的主要内容是范第姆特方程式：H=A+B/? +C? 对色谱理论的贡献：综合考虑了组分分子的纵向分子扩散和组分分子在两相间的传质过程等因素。

与塔板理论相比，速率理论解释了色谱操作条件如何影响分离效果及如何提高柱效能。

35、试比较红色担体和白色担体的性能。

答：红色担体孔穴多，孔径小，比表面大，可负担较多固定液。

缺点是表面存在活性吸附中心，分析极性物质时易产生拖尾峰。

白色担体表面孔径大，比表面积小，pH大，表面较为惰性，表面吸附作用和催化作用小。

36、对载体和固定液的要求分别是什么？如何选择固定液？答：（1）对载体的要求：表面应是化学惰性的，即表面没有吸附性或吸附性很弱，更不能与被测物质起化学元反应；多孔性，即表面积较大，使固定液与试样的接触面较大；热稳定性好，有一定的机械强度，不容易破碎；4对载体粒度一般选用40～60目，60～80目或80～100目。

（2）对固定液的要求：○1挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失；○2热稳定性好，在操作温度下不发生分解，呈液体状态；○3对试样各组分有适当的溶解能力；○4具有高的选择性，即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力；○5化学稳定性好，不与被测物质起化学反应。

（3）固定液的选择，一般根据“相似相溶原则”进行。

37、简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要异同点。

答：相同点：均为高效、高速、高选择性的色谱方法，兼具分离和分析功能，均可以在线检测。

不同点：GC：分析对象及范围：能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品，占有机物的20%；流动相的选择：流动相为有限的几种“惰性”气体，只起运载作用，对组分作用小；操作条件：加温常压操作。