仪器分析作业答案L

其他分析法
利用物质中各组分间的热学、力 学、声学、动力学性质以及带电粒 子的质荷比的差异
热学、力学、升学、 质谱法、热分析法、动力学分析法、中子活化法、光 动力学 声光谱分析法和电子能谱法
另： 答：主要有光学分析法、电化学分析法、分离分析法和其他分析法。 ①光学分析法：分为光谱法和非光谱法两类。非光谱法是不涉及物质内部能及的跃迁的，通过测量光与物质相 互作用时其散射、折射、衍射、干涉和偏振等性质的变化。从而建立起分析方法的一类光学测定法；光谱法是 物质与光互相作用时、物质内部发生了量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度进而进行分析的方 法，它包括发射光谱法和吸收光谱法。②电化学分析法：是利用溶液中待测组分的电化学性质，进行测定的一 类分析方法，主要有电位分析法、电解和库仑分析法、电导分析法和伏变分析法等。 ③分离分析法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、渗透能力、吸附和解吸能力、迁移速率等方面的 差异， 先分离， 后按顺序进行的测定的一类仪器分析法称为分离分析法。 主要包括气相色谱 GC， 薄层色谱 TLC， 纸色谱 PC，高效液相色谱 HPLC,离子色谱 IC，超临界流体色谱 STC，高效毛细管电泳 HPCE 等。 ④其他仪器分析方法和技术：除上方法以外，还有利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质进行测定的 仪器分析方法和技术，如免疫分析、催化动力分析、热分析、中子活化分析、光声分析、质谱法和超离心法等。 3、.精密度：是指在相同条件下对同一样品进行多次测评，各平行测定结果之间的符合程度。 准确度：是多次测定的平均值与真实值相符合的程度，用误差或相对误差来描述，其值越小准确度越高。 4、仪器分析的联用技术有何显著优点? 多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到充分的发挥，缺点予以克服。展现了仪器分析在 各领域的巨大生命力；与现代计算机智能化技术的有机融合，实现人机对话，更使仪器分析联用技术得到飞跃 发展。开拓了一个又一个的新领域，解决了一个又一个技术上的难题。有分析仪器联用和分析仪器与计算机联 用。如新的过程光二极管陈列分析仪与计算机等技术的融合，可进行多组分气体或流动液体的在线分析。1S 内 能提供 1800 多种气体，液体或蒸汽的测定结果，真正实现了高速分析。同时，分析的精密度、灵敏度、准确度 也有很大程度的提高。 第 2 章 分子吸光分析法 2、为什么分子光谱总是带状光谱？ 答：如果分子吸收了 200-800nm 的紫外可见光，则能引起电子能级的跃迁，所产生的光谱称为紫外-可见光谱或 分子电子光谱。当分子发生电子能级跃迁时，必定伴随着振动能级和转动能级的跃迁，是叠加在电子跃迁之上 的，所以紫外-可见光谱是带状光谱。 6、生色团：分子中能吸收特定波长光的原子团或化学键。 助色团：是与生色团或饱和烃相连且能使吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的原子或原子团，如 -OH,-NH2 及卤素等。
第 1 页 共 9 页
长移：某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向长波移动的现象。 短移：某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使吸收峰向短波移动的现象。 7、溶剂效应：溶剂极性的不同也会引起某些化合物的吸收峰发生红移或蓝移的作用。 9、有机物分子的吸收带有哪几种类型？产生的原因是什么？各有何特点？ 答：有 R 吸收带、K 吸收带、B 吸收带、E 吸收带、 产生的原因：当分子发生电子能级的跃迁时，必定伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而这许许多多的振动能 级和转动能级的跃迁时叠加在电子跃迁之上的，所以会形成吸收带。 特点：R 吸收带：跃迁所需能量少，通常为 200-400nm，跃迁概率小，一般ε﹤100，属于弱吸收。 K 吸收带：跃迁所需的能量较 R 吸收带大，通常为 217-280nm，跃迁概率大，一般摩尔吸光系数大于 1×10 4， K 吸收带的波长及强度与共轭体系数目、位置、取代基的种类等有关。 B 吸收带：是由芳香族化合物的π→π*跃迁产生的，在 230-270nm 有一系列吸收峰，称为精细结构吸收带。 E 吸收带：是由芳香族化合物的π→π*跃迁产生的，可分为 E1 吸收带和 E2 吸收带，E1 吸收带在 184nm 处为 强吸收，ε＞10 4，由于在远紫外区不常用。E2 吸收带在 204nm 处为较强吸收，ε﹥1.0×10 3. 另： ①R 吸收带：由发色团（如﹥C=O、 —N=O、—N=N—）的 n→π＊的跃迁产生的。特点是：跃迁所需能量少， 通常为 200—400nm，跃迁概率小，一般为﹤100,属弱吸收带。 ②K 吸收带—共轭非封闭体系的π→π* 跃迁。特点是：跃迁吸收能量较 R 吸收带大，跃迁概率大，一般﹥ 1.0×104. 波长及强度与共轭体系数目、位置、取代基有关，共轭体系增加，吸收度增加。 ③B 吸收带：由芳香族化合物中的 → *产生的。在 230—270nm 有一系列吸收峰，为精细结构吸收带， =102，当苯环上又取代基且与苯环共轭或在极性溶剂中测定，苯的精细结构部分消失或全部消失。 ④E 吸收带：由芳香族化合物中的 → *产生的。分为 E1 和 E2 带，E1 在 184nm 处强吸收，E2 在 204nm 处强吸收，是芳香族化合物的特征吸收带。 13、如何选择使用参比溶液？参比溶液的作用是什么？ 参比溶液的作用：是在一定的入射光波长下调节 A=0，可以消除由比色皿，显色剂，溶剂和试剂对待测组分的 干扰。 选择：当显色剂在测定波长下均无吸收时，用纯溶剂作参比溶液，称为溶剂空白，若显色剂和其他试剂无吸收， 而试液中共存的其他离子又吸收，则用不加显色剂的试液为参比溶液，称为样品空白；当试剂显色剂有吸收而 试液无色时，以不加试液的试剂显色剂按照操作步骤配成参比溶液，称为试剂空白。适当的参比溶液在一定的 入射光波长下调节 A=0，可以消除由比色皿、显色剂、溶剂和试剂对待测组分的干扰。 另： 作用：扣除由于吸收池、溶剂及试剂对入射光的吸收和反射带来的影响。 选择： 试液 （未加显色剂时） 显示剂 无色 有色 无色 无色 无色 有色 其他试剂 无色 无色 有色 参比溶液 选用纯溶剂（或蒸馏水）作参比（溶剂空白） 以不加显色剂的试液为参比（试液空白） 以显色剂加试剂作为参比（试剂空白）
电化学分析 法 分离分析法
利用待测组分在溶液中的电化学 性质
电化学与化学热力 学
电位法、极谱与伏安法、电导法、电解法及库仑法
利用物质中各组分间的溶解能力、 化学热力学和化学 亲和能力、吸附和解吸能力、渗透 能力、 迁移速率等性能方面的差异 动力学
气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法和离子色 谱法、超临界流体色谱法、高效毛细管电泳法、毛细 管电动色谱法以及色谱-质谱、毛细管电泳-质谱等联 用方法。
第 2 页 共 9 页
24、产生红外吸收的条件是什么？是否所有分子振动都会产生红外吸收光谱？为什么？ 答： a.辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量匹配； b.辐射与物质分子之间有偶合作用，即分子振动必须伴随偶极距的变化。 不是，像同原子分子，O2、N2。因为他们的偶极矩为 0。像 CO2 分子由于空间结构，它的偶极矩也为 0，他们 的振动都没有红外吸收光谱。 （2、不是。分子振动必须伴随偶极矩的变化才能吸收光谱（如 He、Ne、O2、H2 等偶极矩为零的单原子分子 和同核分子不产生红外吸收光谱。 ） （对称分子无偶极矩辐射不能引起共振，无红外活性。 ） 27、进行红外光谱分析时，为什么要求试样为单一组分且为纯样品？为什么试样不能含有游离水分？ 答：被鉴定的物质应该是纯样品，否则混合物中各组分的光谱相互重叠，给未知混合物的鉴定带来困难。水有 红外吸收，会引起严重干扰，使样品的红外光谱失真，而且会侵蚀吸收池的 KBr，使透光性变差，因此试样中 不能含有游离水。 第 4 章 原子光谱分析法 2、共振线：人们把原子在基态与激发态之间的相互跃迁称为共振跃迁，由此产生的谱线称为共振（吸收或发 射）线。 6、原子吸收有何特点？它与吸光光度法比较有何异同？ 答：特点：灵敏度高、精密度好、选择性好、准确度高、分析速度快、应用广泛等。 相同点：基本原理相同、都属于吸收光谱法、遵循朗伯比尔定律、上机物质是液态。 不同点： AAS 对象不同 谱带 应用 仪器 基态原子 线状 定量 UV-VIS 分子 带状 定量（定性）
第 1 章 绪论 2、仪器分析主要有哪些分析方法？请分别加以简述。 分析方法
光分析法Байду номын сангаас
基本原理
利用待测组分光学性质 （如光的发 射、吸收、散射、折射、衍射、偏 振等）
理论基础
物理光学、几何光 学、量子光学
包含的分析方法
吸收光谱法、发射光谱法、散射光谱法以及旋光（偏 振法）法、折射（光）法、比浊法、光导纤维传感法、 X 射线及电子衍射法
17、何谓配对池？如何正确选择使用配对池？ 答：吸收池由于在使用过程中受化学腐蚀或受摩擦的程度不同，因此在相同条件下测定的本底吸光度有差异， 差异最小的同一规格的吸收池称为配对池。 工作时，用空气空白或蒸馏水空白在一定波长下测定吸光度值，选择配对池投入使用，如果吸收池受污染严重， 用适当的试剂处理并用蒸馏水洗净后在进行选择，以提高测定的准确度。 18、计算 CH2=C(CH3)-C(CH3)=CH2 的λmax.
光源（空心阴极灯，锐线光） 光源 原子化器
另： 原子吸收法有何特点？它与吸收光光度法比较有何异同？ 原子吸收法是基于式样蒸汽相中被测元素的基态原子对由光源发出的该原子的特征窄频，辐射产生共振吸收基 吸光度在一定范围内与蒸汽相中被测元素的基态原子浓度成正比，以此测定式样中该元素的含量的一种仪器分 析方法，与可见光吸光度法的原理相同。不同点在于吸光物质状态不同，原子吸收法是基于蒸汽想中基态原子 对光的吸收现象吸收的是由空心阴极灯等光源发出的悦线光，是窄频率的现状吸收，吸收波长的半宽度只有 0.001nm 所以原子吸收光谱是现状光谱，可见光吸收光光度法则是基于溶液中分子对光的吸收，可在广泛的波 长范围内产生带状吸收光谱。 原子吸收法有何特点？它与吸光度法比较有何异同？ 原子吸收光谱的特点：灵敏度高、精密度好、选择性好、准确度高、分析速度快、应用广泛等。紫外-可见吸收 光谱法（UV-Vis）与原子吸收光谱（AAS）的相同点：①都是由基态跃迁到激发态②基本原理相同，都遵循朗 伯-比尔定律，都属于吸收光谱法③所测物质的状态都为液态 不同点：①分析对象不同: UV-Vis 是分子，AAS 是原子②UV-Vis 产生的是带状光谱 AAS 产生的是现状光谱③UV-Vis 主要是进行定量分析，但也可以定性（辅 佐） ；AAS 主要用于定量分析④仪器设置不同：UV-Vis 的紫外光源是氢灯或氘灯（D） ，可见光源为钨（W）灯 或者碘钨灯；AAS 是空心极阴灯等光源发出的锐线光。其次是 UV-Vis 的设备没有原子化器；AAS 的设备有原 子化器⑤测定范围不同。 8、何谓锐线光源？原子吸收法中为什么要采用锐线光源？ 答：锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态，在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 由于原子吸收谱线的半宽度通常小于 0.005nm，要进行原子测量，不但要求光源发出光的中心频率与吸收谱线
第 3 页 共 9 页
的中心频率完全一致，便于吸收，而且要求光源单色光的半宽度小于吸收谱线的半宽度，便于进行灵敏地测定。 如果像分子吸收光谱法那样采用一个连续光源，即使采用质量很高的单色器，获得 0.2nm 的纯度较高的光作为 原子吸收法的入射光，也只有很少一部分光被吸收（1%左右） ，而绝大部分的光透过，使产生的吸光度很小且 又不易区别。即入射光和透过光的强度几乎没有什么差异，吸光度 A 接近于零，测定根本无法进行，而由普通 的单色器很难得到半宽度小于 0.2nm 的单色光，满足不了原子吸收法的要求。而只有采用锐线光源测量谱线的 吸峰值吸收后才能得以解决。 另： 锐线光源：空心阴极灯中特定元素的激发态，在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。因为 要具体到元素，所以特征光源同一个与待测元素相同的纯金属制成发射线半宽度很小，并且发射线与吸收中心 频率一致。 11、原子吸收法主要有哪些干扰？怎样抑制或消除，各举一例加以说明。 答：有光谱干扰、电离干扰、化学干扰、物理干扰。 光谱干扰：非共振线的干扰，常见于多谱线元素，用减小单色器出射狭缝宽度的办法，可改善或消除这种干扰。 空心阴极灯的发射干扰，应采取纯度较高的单元素灯，可减免这种干扰。分子光谱吸收的干扰，背景吸收可利 用氘灯发射的连续光源做背景校正来扣除。 电离干扰：加入大量更易电离的非待测元素，使其电离产生大量的电子从而抑制被测元素的电离，提高分析的 准确度和灵敏度。 化学干扰：可用加入释放剂，使氧化物还原，加入保护剂，加入缓冲剂，还可以用溶剂萃取等方法除去干扰元 素。 物理干扰：尽量保持试液与标准溶液的物理性质和测定条件一致。 另： 原子吸收法主要有哪些干扰？怎样抑制或消除各举一例，加以说明。 答：原子吸收法主要有光谱干扰、电离干扰、化学干扰和物理干扰四大类。 光谱干扰 ①非共振线的干扰：用减小单色器出射狭缝宽度的办法可改善或消除； ②空心阴极灯的发射干扰：采用纯度较高的单元素灯和选用适当内充气并定期纯化灯内气体，必要时甚至要更 换新灯，可减免这种干扰；③分子光谱吸收的干扰：用同一光源，可消除光路系统造成的差异。例：灯内气体 的发射线干扰：铬灯如果用氩作内充气体，氩的 357.7nm 线将干扰铬的 357.9nm 谱线。灯内的氢气等杂质气体 的背景辐射同样使灵敏度下降并使标准曲线弯曲。因此，应选用适当内充气，并用反接灯极的方法定期纯化灯 内气体，必要时可考虑更换新灯。 电离干扰：加入大量的更易电离的非待测元素，即消电离剂，使其电离产生大量的电子，抑制被测元素的电离。 例：电离电位小于 6eV 的元素如碱金属、碱土金属特别容易产生电离干扰。可加入大量的更易电离的非待测元 素，使其电离产生大量的电子，从而抑制被测元素的电离，提高分析的准确度和灵敏度。 化学干扰：根据具体情况加入某些试剂，是抑制化学干扰的常用方法，主要有加入释放剂、使氧化剂还原、加 入保护剂和加入缓冲剂，此外还有标准加入法控制化学干扰和用溶剂萃取等化学分离的方法除去干扰素。 例： 加入释放剂：试样中有 PO 存在时对钙的测定有严重干扰，这是由于生产难挥发、难离解的焦磷酸钙： 2CaCl2+2H3PO4=Ca2P2O7+4HCl+H2O。 如果向试样中加入足量的氯化镧， 由于 PO 生产了更难离解的磷酸镧， 使钙仍以氯化物的形成进入火焰进行原子化：H3PO4+LaCl3=LaPO4+3HCl。 物理干扰：消除的方法是尽量保持试剂与标准溶液的物理性质和测定条件一致。 例：温度不同，将引起试剂中 溶剂和溶质的蒸发、运动速率等变化而造成干扰，所以要保持温度一致。 12、.使谱线变宽的主要因素有哪些？他们对原子吸收法的测定有什么影响？ 答：一是原子内性质所决定的；另一则是由外界影响引起的。像自然边宽、热变宽、压力变宽、普线叠加变宽、 自吸变宽。谱线的变宽会影响原子吸收分析的灵敏度和准确度。 另： 引起谱线变宽的因素很多：一是原子内因性质所决定的另一则是有外界影响引起的，谱线的变宽会影响原子吸