仪器分析问答题

1.为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感？答：因为原子发射光谱法中火焰是作为激发光源，待测元素的蒸发、原子化和激发电离都是在火焰中进行的，且其测定是基于激发态的原子为基础；而原子吸收法中火焰仅作为原子化器，待测元素在火焰中只需要蒸发和原子化，无须激发和电离，且其测定是基于未被激发的基态原子为基础。因此，原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感。2.为什么原子吸收光谱分析对波长选择器的要求较原子发射光谱要低？答：原子吸收光谱的光谱较原子发射光谱的光谱简单。3.与紫外可见分子吸收光谱法不同，荧光样品池的四面均为磨光透明面，为什么？答：为了消除入射光及散射光的影响，荧光的测定应在与激发光呈直角的方向上进行，因此荧光样品池的四面均为磨光透明面。4.光电倍增管可作为红外吸收光谱仪的检测器吗？为什么？答：不可。因为红外光区的能量不足以产生光电子发射，通常的光子换能器不能用于红外的检测。5.试从分光原理和分光的优缺点比较棱镜和光栅。答：分光原理：棱镜：光的折射原理光栅：狭缝的干涉和光栅的衍射分光的优缺点比较：与棱镜相比，光栅作为色散元件有以下优点：适用范围广；色散率大，分辨率高；色散率不随波长变化。但光栅光谱有级，级与级之间有重叠现象，而棱镜光谱则无这种现象。6、为什么选铁谱？答：选用铁谱作为标准的原因：（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：已准确测量了每一条铁谱线的波长。7.简述直流电弧,交流电弧,电火花光源的特点及应用。答：直流电弧光源的特点：阳极斑点使电极头温度高又利于试样的蒸发，尤适用于难挥发元素。阴极层效应增强微量元素的谱线强度，提高测定灵敏度。弧焰温度较低，激发能力较差，不利于激发电离电位高的元素。弧光游移直流电弧主要用于矿物和纯物质中痕量杂质的定性、定量分析，不宜用与高含量定量分析和金属、合金分析。不定，分析结果的再现性差。弧层较厚，容易产生自吸现象，不适合于高含量定量分析。交流电弧光源特点：弧焰温度比直流电弧稍高，有利于元素的激发；电极头温度不直流电弧低，不利于难挥发元素的蒸发；电弧放电稳定，分析结果再现性好；弧层稍厚，也易产生自吸现象。交流弧光电源适用于金属、合金定性、定量分析。电火花光源特点：电弧瞬间温度很高，激发能量很大，可激发电离电位高的元素。电极头温度低，不利于元素的蒸发。稳定性高，再现性好自吸现象小，适用于高含量元素分析。电火花光源适用于低熔点金属、合金的分析，高含量元素的分析，难激发元素的分析。8.棱镜和光栅的分光原理有何不同，它们产生的光谱特征有何不同答：棱镜分光原理是光折射。由于不同波长有其不同的折射率，因此能把不同波长分开。而光栅的分光是由于光的衍射与干涉总效果。不同波长通过光栅作用各有其相应的衍射角，而把不同波长分开。它们光谱主要区别是：(1)光栅光谱中个谱线排列是匀排列光谱，棱镜光谱是一个非均匀排列光谱（2）棱镜的波长越短，偏向角越大，而光栅正好相反。(3)光栅光谱有级，级与级之间有重叠现象棱镜光谱没有这种现象。光栅适用的波长范围较棱镜宽。9.影响光栅的色散率（线色散率）有哪些因素?线色散率的单位是什么？答光栅线色散率表达式为：由此看出，影响——的因素有光谱级数（m）,投影物镜焦距（f）,光栅常数(b)及光栅衍射角(r)。而与波长几乎无关。当b愈小m愈大，线色散率愈大，而增大f和r也能增大线色散率，但受到限制。增大f，光强会减弱，增大r角，像色散严重。线色散率单位为mm/Ǻ,实际中线色散率常用到线色散率表示，即一般常用Ǻ/mm。此值愈小，色散能力愈大。10.为什么一般原子荧光法比原子吸收法对低浓度成分的测量更具优越性？答一个是激发单色器,置于液槽前,用于获得单色性较好的激发光;另一个是发射单色器,置于液槽和检测器之间,用于分出某一波长的荧光,消除其他杂散干扰.11.在原子吸收分析中，为什么火焰法（火焰原子化器）的绝对灵敏度比火焰法（石墨炉原子化器）低？答：火焰法是采用雾化进样。因此：(1)试样的利用率低,大部分试液流失,只有小部分(越x%)喷雾液进入火焰参与原子化.(2)稀释倍数高,进入火焰的喷雾液被大量气体稀释,降低原子化浓度.(3)被测原子在原子化器中(火焰)停留时间短,不利于吸收.12.试述质谱仪的工作原理，并指出硬电离源和软电离源的区别。答：质谱仪是利用电磁学原理，是试样分子转变成代正电荷的气体离子，并按离子的荷质比将它们分开，同时记录和显示这些离子的相对强度。硬电离源有足够的能量碰撞分子，使它们处在较高的激发能态。其弛豫过程包括键的断裂并产生荷质比小于分子离子的碎片离子。由硬电离源所获得的质谱图，通常可以提供被分析物质所含功能基的类型和结构信息。由软电离源所获得的质谱图中，分子离子峰的强度很大，碎片离子峰较少且强度较低，但提供的质谱数据可以得到精确的分子质量。13.一般采用电子轰击源，能否得到样品的分子离子峰？为什么？答：一般采用电子轰击源，不能得到样品的分子离子峰。这是因为电子轰击源具有高的能量，属硬电离源。14.为什么原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感？答：因为原子发射光谱法中火焰是作为激发光源，待测元素的蒸发、原子化和激发电离都是在火焰中进行的，且其测定是基于激发态的原子为基础；而原子吸收法中火焰仅作为原子化器，待测元素在火焰中只需要蒸发和原子化，无须激发和电离，且其测定是基于未被激发的基态原子为基础。因此，原子发射光谱法对火焰温度的变化比原子吸收法更敏感。15、为什么在原子吸收分析时采用峰值吸收而不应用积分吸收？答;积分吸收测定谱线的轮廓需求分辨率为50万的单色器，这条件太苛刻，做不到。峰值吸收不要高分辨率的单色器，通过测量峰值吸收处的共振辐射线的减弱程度，只要满足条件：①发射线的半宽度小于吸收线的半宽度②发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。而这使用锐线光源（空心阴极灯）可以满足。16、何谓光的二象性？何谓电磁波谱？答：光的二象性：光同时具有波动和粒子两种属性的性质。电磁波谱：将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来的图表。17.简述ICP光源的工作原理及其优点？答：工作原理：高频电源与围绕在等离子炬管外的负载感应线圈接通时，高频感应电流通过感应线圈是产生轴向高频磁场。而此时炬管外管内切线方向通冷却气Ar，中层轴向通辅助气Ar，并用高频点火装置引燃，使气体触发产生载流子。当载流子多至使气体有足够的导电率时，在垂直于磁场方向的截面上产生巨大环形涡电流，瞬间将气体加热至10000K，在管口形成等离子炬。然后从内管通Ar，将试样气溶胶带入等离子炬进行蒸发、原子化、激发。优点：①温度高达6000K以上，灵敏度高达10^－9,②稳定性好，准确度高，重现性好③线性范围宽，可达4~6个数量级④可对同一个试样进行多元素含量分析测定⑤基体效应和自吸效应小⑥检出限低18.请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。19.什么是感光板的乳剂特性曲线？其直线部分的关系式如何表示？何谓反衬度、惰延量、雾翳黑度？在分析上有何意义？答：黑度S与曝光量H的关系曲线称为感光板的乳剂特性曲线直线部分的关系式：S=r(lgH—lgHi)=rlgH—i反衬度:感光板乳剂特性曲线的直线部分的斜率上式中：Hi为惰延量，其倒数表示乳剂的灵敏度雾翳黑度：感光板乳剂特性曲线的下部与纵坐标的交点相对应的黑度So意义：根据感光板乳剂特性曲线可以应用于光谱的定量分析20.说明用氘灯法校正背景干扰的原理，该法尚存在什么问题？原理：空心阴极灯发射待测元素的共振线通过原子化器时，总吸光度包括原子吸收和背景吸收；由于原子吸收线对连续辐射吸收可以忽略，连续光源氘灯发出的辐射可以不计，通过原子化器后得到的吸光度只有背景吸收；两者之差便可以扣除背景干扰。存在的问题：该法要求连续光源与空心阴极灯的两束光重叠，这在仪器调整上较困难，会影响背景校正的能力21、发射光谱中,背景的来源有_分子激发产生的带光谱_____、___炽热固体及离子电子复合时产生的连续光谱____、__其它元素的原子或离子光谱对分析线的覆盖____及光谱仪产生的__杂散光____。22．原子发射光谱定性分析时，摄谱仪狭缝宜小，原因是保证一定分辩率，减少谱线之间的重叠干扰；而定量分析时，狭缝大，原因是保证有较大的光照强度，提高谱线强度。概念1、光通过胶体溶液所引起的散射为丁铎尔散射2、光子与介质分子间发生了非弹性碰撞而导致散射光为拉曼散射2、灵敏度：原子吸收光谱法中的相对灵敏度以能产生1﹪吸收即吸光度值为0.00434时水溶液中元素的浓度公式：S=（0.00434*C)/A