《仪器分析》复习资料

《仪器分析》复习资料

1.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。

2.仪器分析的特点：灵敏度高，检出限可降低；选择性好；操作简便，分析速度快，容易实现自动化；相对误差较大；需要价格比较昂贵的专用仪器。

3.色谱法：利用混合物中各组分不同的物理或化学性质达到分离目的进而进行分析的方法。

4.方法选择时考虑的因素：1.对样品了解：准确度、精确度要求；可用样品量；待测物浓度范围；可能的干扰；样品基本的物化性质；多少样品。2. 对方法的要求：精度；误差；灵敏度；检出限；浓度范围；选择性。

5.分析仪器的组成：信号发生器、检测器、信号处理器、读出装置。

6.发光与物质的内部结构一致：当某物质受到激发后，将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见-紫外-近红外的电磁辐射，这称之为发光过程。

7.原子的发射光谱和吸收光谱是非连续的，分子的吸收光谱或发射光谱是一相对连续的宽谱带。

8.有机分子的电子能级：（δ）＜（∏）＜（n ）＜（∏* ）＜（δ* ）

9.电子转移吸收光谱：无机物或两种不同的有机化合物混合无之间：可见光。

10.配位体场吸收光谱：络合离子或过渡金属离子与有机物形成的络合体：可见光。

12.光分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面的地位。基本过程：能源提供能量；能量与被测物之间的相互作用；产生信号。基本特点：所有光分析法均包含三个基本过程；选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；涉及大量光学元器件。

13.电磁辐射的特性：吸收、发射、散射、折射、反射、干涉、衍射、偏振。

14.光分析法分类：原子光谱（线性）：原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）、X射线荧光光谱（XFS）。分子光谱（带状）：紫外光谱法（UV）、红外光谱法（IR）、分子荧光光谱法（MFS）、分子磷光光谱法（MPS）、核磁共振与顺磁共振波谱（N）。非光谱法：不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等。

15.原子发射光谱分析法：以火焰、电弧、等离子炬等作为光源，使气态原子的外层电子受激发射出特征光谱进行定量分析的方法。

16.原子吸收光谱分析法：利用特殊光源发射出待测元素的共振线，并将溶液中离子转变成气态原子后，测定气态原子对共振线吸收而进行的定量分析方法。

17.原子荧光分析法：气态原子吸收特征波长的辐射后，外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，在10-8s后跃回基态或低能态时，发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐射，在与光源成90度的方向上，测定荧光强度进行定量分析的方法。

18.红外吸收光谱分析法：利用分子中基团吸收红外光产生的振动-转动吸收光谱进行定量和有机化合物结构分析的方法。

19.光分析法仪器的基本单元：光源、单色器、试样装置、检测器、信号与数据处理系统。

光源：依据方法不同，采用不同的光源：火焰、灯、激光、电火花、电弧等；依据光源性质不同，分为：连续光源、线光源。

单色器：获得高光谱纯度辐射束的装置，而辐射束的波长可在很宽范围内任意改变；主要部件：进口狭缝；准直装置：使辐射束成为平行光线；色散装置：使不同波长的辐射以不同的角度进行传播；聚焦透镜或凹面反射镜，使每个单色光束在单色器的出口曲面上成像。

试样装置：光源与试样相互作用的场所。包括：吸收池、特殊装置。

检测器：包括：光检测器（硒光电池、光电二极管）、热检测器（真空热电偶检测器）。20.原子发射光谱的产生：原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8 s），迅速回到基态时，就要释放出多余的

能量，若此能量以光的形式出现，即得到发射光谱。

21.激发电位：原子外层电子从低能级激发到高能级需要的能量.

22.共振线：具有最低激发电位的谱线，一般是该元素的最强谱线。

23.谱线强度公式：I ij = g i/g0A ij hυij N0e-Ei/kT

影响I的因素：激发电位：E↑I↓；跃迁几率A：A∝1/ ；统计权重g：I∝g；光源温度：T ↑I↓；原子密度：D↑I↑；

24.谱线的自吸:原子在高温时被激发，发射某一波长的谱线，而处于低温状态的同类原子吸收而整个分子或原子无光或光的发射强度降低的现象。自吸严重时谱线变宽，称为共振变宽。I = I0e-ad

25.谱线的自蚀：元素浓度越大时，共振线常呈现自蚀现象。

26.原子发射光谱仪器装置：激发光源、分光系统、检测系统。

27.激发光源的作用：光源具有使试样蒸发、解离、原子化和激发、跃迁产生光辐射的作用。

28.理想光源的条件：高灵敏度和低检出限；光源在工作工程中比较稳定；无背景或背景较小；足够亮度，缩短测定时间；消耗试样少；结构简单，操作方便，使用安全。

29.直流电弧的特点：阳极斑温度高，蒸发快，进入弧中物质多，较好的检出性能，利于难溶物质分析；光谱中除石墨电极的CN带外，背景较少；设备简单，操作安全；弧焰温度低，激发能力一般；稳定性差；易自吸和自蚀，不适用于定量分析。

30.交流电弧的特点：电极上无高温斑点，温度分布较均匀，满足一般定量要求；温度比DC略高，可测元素多；蒸发能力比DC低，检出性能稍差。

31.等离子体光源：直流等离子焰（DCP）、电感耦合高频等离子炬（ICP）、微波诱导等离子体（MIP）。

32. ICP是理想光源：温度高，惰性气氛，原子化条件好，有利于难熔化合物的分解和元素激发，有很高的灵敏度和稳定性；“趋肤效应”，涡电流在外表面处密度大，使表面温度高，轴心温度低，中心通道进样对等离子的稳定性影响小。也有效消除自吸现象，线性范围宽；ICP中电子密度大，碱金属电离造成的影响小；Ar气体产生的背景干扰小；无电极放电，无电极污染；ICP焰炬外型像火焰，但不是化学燃烧火焰，气体放电.

33.棱镜与光栅的比较特点：原理（折射/衍射）；波长的选择性（＞120nm，＜60µm/全波段）；色散率（在短波有较大/几乎没有变化）。

34.色散率：把不同波长的光分散开来的能力。倒数色散率dλ/dl：每毫米的距离内的波长数量。

35.分辨率：正确分辨出紧领两条谱线的能力。常用两条可以分辨开的光谱线的波长的平均值λ与其波长的差△λ之比值来表示。即R= λ/ △λ。

36.集光本领：该光学系统传递辐射的能力。

37.摄谱法定性分析：每一种元素原子在火焰、电弧放电等激发光源受激发时，便发射出特有的原子光谱。检查试样光谱中是否出现该元素的特征谱线（在相同激发条件下），便可以确定该元素的存在。

38.样品的处理和火焰类型：固体导电样品，直接作为电极；溶液样品，ICP中直接引入，在一般电极上先滴上，再烘干；非金属样品、粉末试剂，将样品和合适的缓冲剂加入到电极上的空中。

40.最后线：元素谱线中含量最高的，有时也是最容易激发的。（激发的条件不同则最高强度的谱线也有所不同，温度高则想短波方向移动。样品含量低时，最后线就是灵敏线。样品含量高时，最后线往往被带状光谱叠盖，或被其它元素的谱线干扰所淹没）。

41.分析线：用来作为鉴定某元素是否存在的谱线称分析线。如灵敏线、最后线。而有时干扰物质存在时，往往选择谱线强度低但干扰少的特征谱线作为鉴定之用。

42.共振线：由激发态直接跃迁到基态是辐射的谱线称共振线。第一共振线：最低能级的激发态直接跃迁到基态是辐射的谱线。第二共振线：是灵敏线。

43.内标元素的选择：与待测元素蒸发性质相近；电离能相近；最好同族；在样品中不存在或极少存在；有高纯度；

44.火焰光度计：利用火焰作为激发光源（燃料燃烧），因其温度低仅适用于易电离的金属离子的分析。K，Na，Li等。通常选用光电转换法测定样品。应用火焰光度计测定的主要干扰：Ca，Mg,