仪器分析1

《仪器分析》课程第一章食品现代分离技术概要1、二氧化碳的临界温度低（TC=31ºC）、临界压力适中（7.14MPa）、二氧化碳是非极性物质，在实际应用中加入乙醇的目的是提高二氧化碳的溶解能力。（P3）2、膜过滤的种类包括纳滤膜、超滤膜、微滤膜等。3、固相微萃取的基本原理：通过样品与固相涂层之间的平衡来达到分离的目的。（P17）4、分子蒸馏（定义）：高真空条件下，蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸汽分子的平均自由程，由蒸发面逸出的分子，既不与参余空气的分子碰撞，自身也不相互碰撞毫无阻碍地奔射并凝聚在冷凝面上。分子蒸馏技术（原理）：是运用不同物质分子运动自由程的差异而实现物质的分离。分子自由程λ（定义）：一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。轻、重分子自由程短的是重分子（P23）第二章紫外-可见分子吸收光谱法1、紫外-可见吸收光谱产生于分子价电子在电子能级间的跃迁。基于物质对光的吸收而建立起来的分析方法叫吸光光度法。2、不同性质的价电子分别是：单键、双键、孤对电子，分子的不同振动能级分别是：电子能级、振动能级和转动能级。3、生色团（定义）：分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。严格讲，不饱和吸收中心才是真正的生色团。乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C㆔N等。助色团（定义）：有非键对电子对的基团，它们本身没有生色功能(不能吸收λ200nm的光)，但当它们与生色团相连时，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)。如—OH、—OR、—NH2、—NHR、—SH、—X等。（P34）4、红移（定义）：有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长λmax和吸收强度发生变化。向长波方向移动称为红移。蓝移（定义）：向短波方向移动。（P36）5、列举影响紫外-可见光谱的因素？（1）共轭效应共轭体系增大，max红移，max增大；取代基越大，空间位阻越大，共轭体系破坏；（2）取代基影响给电子基为含未共用电子对原子的基团;吸电子基为易吸引电子而使电子容易容易流动的基团；流动性增加，发生红移；（3）溶剂的影响极性、酸度、极限波长等。（P36）6、紫外-可见分光光度分析法的基本原理及仪器构造？仪器构造：光源、单色器、吸收池、检测器、显示器（P44）7、干扰及其消除方法？加入掩蔽剂？氧化还原？干扰：干扰物本身有颜色或与显色剂反应后产物在测定条件下有吸收；干扰物与被测组分反应或与显色剂反应，使显色反应不完全。干扰物质在测量条件下从溶液中析出，使溶液变浑浊。消除方法：1.加入掩蔽剂：选择掩蔽剂的原则是：（1）掩蔽剂不与待测组分反应；（2）掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。例：测定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽剂使Fe3+(黄色)成为Fe(PO４)23-(无色)，消除Fe3+的干扰；2.氧化还原反应例：用铬天菁S光度法测定Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+还原为Fe2+，消除Fe3+的干扰。3.控制溶液酸度4.利用校正系数；5.利用参比溶液消除显色剂和共存离子的干扰；6.选择适当的波长；7.增加显色剂的用量；8.分离（P52）9、示差吸光光度法、双波长吸光光度法原理？（P61-63）10、以示差吸光光度法测定高锰酸钾溶液的浓度，以含锰10.0mg/mL的标准溶液作参考比液，其对水的透色比为T=20。0%，并以此调节透光度为100%，此时测得未知浓度高锰酸钾溶液的透光度为T=40.0%，计算高锰酸钾的质量浓度。(P77/19)11、紫外区、可见光区的波长范围及光源是钨灯、氢、氘灯?紫外区：氢、氘灯作为光源。发射185～375nm的连续光谱。可见光区：钨灯作为光源，波长范围在320～2500nm。第三章红外光谱1、极性分子：正负电荷中心不重合于一点的分子；分子极性的大小常用偶极矩来衡量。非极性分子:分子中的共用电子对不偏向任何一个原子的分子，正负电荷中心重合。分子偶极矩（μ）：μ＝q×dq：电荷中心上的电量，d：分子中正、负极之间的距离（偶极长）波数区间：4000-500cm-1.2、波数和波长的换算？（P81）3、红外吸收光谱法（IR）：利用物质对红外光区电磁辐射选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法。红外光谱（原理）：分子振动能级伴随转动能级跃迁。产生满足两个条件：频率一致、偶极矩改变。4、分子振动形式？线性分子振动形式：3N-5，非线性：3N-6。5、各特征官能团的波数？如苯、羧酸、甲基、氨基等。6、红外光谱中影响基团频率位移的因素有哪些？内因：1）电效应：由化学键的电子分布不均匀引起。a．诱导效应I：使红外吸收峰向高波数方向移动吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）b．共轭效应M：使红外吸收峰向低波数方向移动2）氢键效应：使红外吸收峰向低波数方向移动3）振动的偶合外因：试样状态、测定条件、溶剂极性、制样方法等。7、红外和紫外仪器原理的差别？红外紫外分子振动能级伴随转动能级跃迁分子外层价电子能级跃迁所有红外吸收的有机化合物π-π*跃迁、n-π*跃迁有机化合物特征性强简单，特征性不强定性、鉴定化合物类别、鉴定官能团、推测结构定量、推测有机化合物共轭骨架IR先吸收后分光UV先分光后吸收8、溴化钾压片？（P110）9、不饱和度的计算公式？10、波谱分析？第四章原子吸收光谱1、原子吸收基本原理？共振线？原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。电子从基态跃迁到能量最低的激发态(称为第一激发态)，为共振跃迁，所产生的谱线称为共振吸收线(简称共振线)。当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出同样频率的谱线，称为共振发射线(也简称共振线)。2、原子吸收分光光度计的组成？空心阴极灯的结构？原子化系统的组成？火焰的分类及应用？原子吸收分光光度计的组成：（锐线）光源、原子化系统、单色器、检测器空心阴极灯是一种特殊气体放电器，包括一个阳极和一个空心圆筒形阴极。两电极密封于带有石英窗(或玻璃窗)的玻璃管中，管中充有低压惰性气体。当两极间施加适当电压后，电子从空心阴极内壁流向阳极，在电子通路上与惰性气体原子碰撞，并使之电离，带正电荷的惰性气体离子在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击，使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与惰性气体原子及离子发生碰撞而被激发于是阴极内的辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。原子化系统的组成：喷雾器：使试验雾化成细小的雾滴，生产的雾滴随气流运动并被加速，形成粒子直径为微米级的气溶胶。雾化器：使气溶胶粒度更小，更均匀，使燃气、助燃气充分混合。燃烧器：气溶胶进入燃烧器，在火焰中干燥、蒸发和原子化。火焰的分类及应用化学计量火焰（中性火焰）：温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。贫燃火焰：火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。3、干扰及抑制？化学干扰，如测定钙离子时，如何消除硫酸根的干扰？光谱干扰及抑制物理干扰及抑制化学干扰及抑制背景干扰及抑制化学干扰通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或减少化学干扰：（1）释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。（2）保护剂—与待测元素形成稳定的络合物，防止干扰物质与其作用。例：加入EDTA生成EDTA-Ca，避免磷酸根与钙作用。（3）饱和剂—加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定。例：用N2O—C2H2火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入300mgL-1以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋于稳定。（4）电离缓冲剂—加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制待测元素的电离。例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离。4、原子荧光光谱产生的原理？产生的类型？荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发(或反之)，再发射荧光直接返回基态。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荧光；三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光5、习题12.用原子吸收光谱测定试液中的Pb，准确移取50mL试样2份，用铅空心阴极灯在波长283.3nm处测得一份试样的吸光度为0.325，在另一份试样中加入浓度为50.0mg/L,Pb标准溶液300uL,测得吸光度为0.670.计算试样中Pb的含量为多少？第五章气相色谱法1、固定相：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中不动的一相。流动相：携带混合物流过此固定相的流体相分离原理：依据不同物质在流动相中与固定相的相互作用的不同而产生不同的分配率，经过多次分配而达到混合物的分离的目的。按照固定相状态分类可分为：气固色谱法（固定相为固定吸附剂）、气液色谱法（固定相为涂在固体担体上的或毛细管2、气相色谱仪有哪几个系统组成？气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温度控制系统、放大与记录系统。其中进样系统包括进样器和气化室。色谱柱主要有填充柱和毛细管柱。在气相色谱仪中，温度控制系统的作用主要是控制气化室、色谱柱和检测器等部件的温度。气相色谱在一个分析周期内，按一定程序不断改变柱温，称为程序升温。气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温5~10度，并低于固定液的最高使用温度，老化时，色谱柱要与检测器断开。3、分配系数：在一定温度和压力下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比。分配系数只随柱温和柱压变化，与柱中两相体积无关。(P232/5)当下述参数改变时：（1）柱长缩短，（2）固定相改变，（3）流动相流速增加，是否会引起分配系数的变化？为什么？（1）柱长缩短，分配系数k只与组分和固定液的性质及柱温、柱压有关，与柱长无关，故分配系数k不变。（2）固定相改变，若固定相改变的性质发生变化，组分在固定液中的溶解度也将发生变化，故分配系数k将改变。（3）流动相流速增加，将导致柱压增加，分配系数k将改变。但改变的幅度将很小，可略。基线：在操作条件下，色谱柱没有组分流出，仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线。色谱峰：当样品中组分随流动相进入检测器时，检测器的响应信号大小随时间变化所形成的峰型曲线。峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离。峰面积：峰与峰底之间的面积。标准偏差：0.607倍峰高处的峰宽的一半。半高峰宽：色谱峰高一半处的峰宽。Y1/2=2.355峰宽：色谱峰两侧的转折点处所作的切线与峰底相交两点的距离。Y=4=1.70Y1/2保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值，常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。保留时间(体积)：指被测样品从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间(流动相所通过的体积)。死时间(体积)：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度(峰)最大值时所需时间(流过的体积)。调整保留时间(体积)：扣除死时间(死体积)后保留的时间(体积)。相对保留值：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。容量因子：在一定温度和压力下，组分在两相之间分配达到平衡时，组分分配在固定相和流动相的质量比（分配比）。4、请简述速率理论方程式及各常数代表的意义？(P232/8试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。)H=A+B/u+CuA:涡流扩散项B/u:分子扩散项Cu:传质阻力项(P232/7)某一气相色谱柱，速率方程式中A,B和C的值分别是0.15cm,0.36cm2和4.3×10-2s，计算最佳流速和最小塔板高度。5、担体及钝化处理方法？担体：是一种化学惰性、多孔型的固体颗粒，它的作用是提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面上。对担体的要求：①表面是化学惰性的，表面没有吸附性或很弱，更不能与被测物起化学反应；②多孔性，即表面积大，使固定液与试样接触面积大；③热稳定性好，有一定的机械强度，不易破碎；④对担体粒度的要求：均匀，细小（过细柱压增大），一般选用40～60目，60～80目，80～100目。气液色谱中所用担体：a.硅藻土型红色担体：活性吸附中心，适宜非