现代仪器分析重点总结(期末考试版)

现代仪器分析:一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。

灵敏度：指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度。灵敏度也就是标准曲线的斜率。斜率越大，灵敏度就越高光分析法：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。

光吸收:当光与物质接触时,某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱,这种现象称为物质对光的吸收。原子发射光谱法:元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时,发射出特征光谱,依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。

主共振线:在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。

分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条,只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。

多普勒变宽:原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。

洛伦兹变宽:待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。

助色团:本身不吸收紫外、可见光,但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动,且吸收强度增强的杂原子基团。

分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。

根据分析原理,仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。

原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。

使用石墨炉原子化器是,为防止样品及石墨管氧化应不断加入(N2)气,测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。

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

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。

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。

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。

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。

选择内标元素和分析线对有什么要

求？

a. 若内标元素是外加的，则该元素

在分析试样中应该不存在，或含量

极微可忽略不计,以免破坏内标元

素量的一致性。ｂ．被测元素和内

标元素及它们所处的化合物必须有

相近的蒸发性能,以避免“分馏”现

象发生。c.分析线和内标线的激

发电位和电离电位应尽量接近（激

发电位和电离电位相等或很接近的

谱线称为“均称线对”）；分析线对

应该都是原子线或都是离子线，一

条原子线而另一条为离子线是不合

适的。ｄ. 分析线和内标线的波长

要靠近，以防止感光板反衬度的变

化和背景不同引起的分析误差。分

析线对的强度要合适。e.内标线

和分析线应是无自吸或自吸很小的

谱线,并且不受其他元素的谱线干

扰。

原子荧光光谱是怎么产生的?有几

种类型？

过程：当气态原子受到强特征辐射

时，由基态跃迁到激发态,约在10

－8s后，再由激发态跃迁回到基态,

辐射出与吸收光波长相同或不同的

辐射即为原子荧光。

三种类型：共振荧光、非共振荧光

与敏化荧光。

为什么原子发射光谱法可采用内标

法来消除实验条件的影响?

影响谱线强度因素较多，直接测定

谱线绝对强度计算难以获得准确结

果，实际工作多采用内标法。内标

法属相对强度法,是在待测元素的

谱线中选一条谱线作为分析线，然

后在基体元素或在加入固定量的其

他元素的谱线中选一条非自吸谱线

作为内标线,两条谱线构成定量分

析线对。

通常为什么不用原子吸收光谱法进

行物质的定性分析?

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A

与溶液中的吸光物质的浓度Ｃ及液

层厚度Ｌ的乘积成正比。Ａ=ｋcL

偏离的原因是:1入射光并非完全

意义上的单色光而是复合光。2溶

液的不均匀性,如部分入射光因为

散射而损失。３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Δf N、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ν0相重合。定

量的依据：A=Kc

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：б→б

*，ｎ→б*，n→π*，π→π＊。

其中n→б*，n→π＊，π→π*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n→π*或π→

π*跃迁的基团。例如：＞Ｃ=C＜，

—C≡C—,＞C=Ｏ，—Ｎ=Ｎ—,—

ＣOＯＨ等。

助色团：指含有未成键ｎ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:

—NH2,—OH,—OR,—ＳR，—Ｘ等。

标准光谱比较定性法为什么选铁

谱?

(1）谱线多:在2１０～6６0nm范围

内有数千条谱线；

(２）谱线间距离分配均匀：容易对

比,适用面广;

（３）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κ为 1.４×

104L·mol-1·cｍ－1,现用１cm吸收池

测得该物质溶液的吸光度为0.850,

计算溶液的浓度。

解：∵A=KCL

∴Ｃ=A/（KL)=0.850/(1．4×104×1)=

０.6０7×10-４ (mol·L－1 )

10．K2CｒO4的碱性溶液在３72nm

处有最大吸收,若碱性K2CrＯ4溶液

的浓度c（K２CrＯ４)=3.00×１0－５

mol·Ｌ-１,吸收池长度为１cｍ,

在此波长下测得透射比是71．6％。

计算：（1)该溶液的吸光度;(２)摩

尔吸收系数;(３)若吸收池长度为

3cm，则透射比多大？

解:(1)Ａ=-lgT＝－ｌg７1.6%＝

０．41５

(2)K=Ａ/（CＬ)=０.4１５

/(3.0０×１０-５×1)=４.83×103

（L·mｏl-1·cｍ-１)

(3）∵ｌgT=-Ａ=-ＫＣＬ=-4.8

３×１０3×3.00×10-5×3=-0.4347

∴T＝36．75%

苯胺在λmａｘ为280nm处的κ为14

３0 L·mol-1·cm-1,现欲制备一苯胺

水溶液,使其透射比为３0%,吸收池

长度为1cm,问制备100mL该溶液需

苯胺多少克?

解:设需苯胺Ｘｇ,则∵A＝－ｌg

Ｔ= KＣL

∴0.523=1430×(X／M×100×10-3)

×1 X=３.4×１0－3ｇ

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

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