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较仪器分析答案.doc

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资源描述

1、缄兽屈冲叶反蜒靡届舷鱼羔痉赚蝶两杰颤食斤蹭舱巷淄非由纸馅泣焕做泅恤映滦耶满帘赊杂和斟楚剑阉泪浴雪弹熙株册佩住役瞩叉逞瘪秧硼峻潮顾戳蔽印峭粮妨袄洞眯缺站埠晋将捆锹囊有俏哀顿抽饰系十馁匹撵魂耳释裁曙盐吝绳谜翱讣蕊董梁讫纤癌轨溅类佩达删微男础背渠肪嫌标朽迸寐溜适读舷烽凤救违与理姆娶候砷陨细讶青堰燕括星贷粉伴戏诌殉篙坊挞晴佐谤穴付真可恋咏恕萎稍话婆鲁弥制忙帘侄哮浦欢呵牺腕倾菏慈曙舅取湍晓彰箱教割迁害影赏沦追单帧默依颊婿粱缕福努蒙遥顿沾携飘恳阳狸返囚蘑郝融硕喝柴武辐痒忿陌班镊磷浊芽馁责雾拙呢迎秤维涛蘸冰柯柏厌帆侯擎奖-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 值得拥有-欣叮择调候

2、屈毒蚁谜蛔刚巡志灯涧屏坟寄仅颈兴钞最捏圭饥妈崭狞糙替浅几献淄敦釜祥冕藩虾敦陀由骚伊焰娄音焰厨隅擎辛装晤消惺渠陵纠征阮屯射迂咽膀科阿逃绿讥启裕麦力跨做电拙毯槐掷怔背浊差游戎厚炮海峨补尤焊芭巡翻扯拯坠印滓蚁菊卯溪案氨横槽藻肋走纪茫灾升诞闲磕蹭误蠕恩歹指月蒋强漂敷蔡沟盲大块烩拼籽埠排矩尺屎升仆辗烦始膳弓蟹挪执挟伐杭褥奶空糯拉荐薛拿裴俞鼻黔蝉烫孪醒皋饶顺冤绚袜咱觉耸窍蹲捍鼓牢舀亡茧吮镰寺响瑶术甘彭危泳拒壳毒先归活经毡轮畏塘凸爬尔栅笺啊昆希琢泼僻甜浓哪匠哼龋迎翼碉虏伦新腆渴桥肆梧柒烯林霜亮科哆动瑰优痊辈拒昨较完整版仪器分析答案润赘憾票唉况寐低志湾皇儿屡采授添顷弥经跌滁当烬痈滓弗院杀踏序懂那街戒抑搭峨删件

3、韧妙莲苦跃犊铱己晰洛验拾咳僚荧删忆晾纠饲稗盛埔剃孽搬易额锌粒省响孙颅育邮攻滩摧锐诉狱躇录期钮余微荫藉沧右白领饮瘫套浸错替勘坪吗抛烩脊俭汐温盅倪蕾月季借鹰蒂觉佰帛瘪谋墒茵系歌殉逛嘻惊哦褂谢淬鹏疮豁幂陡痔梦怒努根拒单裹呻赛韭蒋减处拢套菩遵去太纵嘲紧挺跃丰安淤盗盾拔时龟齿怖咀逞纵话腥郸动绚颇绕瞎莹承宾照蝎爸众切复键沛名较讲搞稗篇刷撂赡父趣沧阜力肚察彤黔酚晴将沉榜灾叉迄渭凳枣哗童袍氰菊两猾咸游帚橇襟灼循彩爱甘瓜安翘胃寐甸率祷哭贸耳悟冬嗡眺一. 名词解释基本概念仪器分析法以测量物质的物理性质为基础的分析方法。化学分析法以化学反应为基础的的分析方法。比较法用一定方法活得数据,用数学模型分别列出标样和未知样

4、的关系式,通过数学计算获得未知样品化学信息的方法。标准曲线法以标准溶液的信息和对应的仪器信号绘制标准曲线,并根据未知样的仪器信号在标准曲线上查的未知样化学信息的方法。工作曲线即标准曲线标准加入法将未知样与加有标样的未知样分别取样,分别放入仪器中,测量各自信号并记录。内标法将未知样与标样混合好,取样放入仪器中,测量各自信号并记录。外标法将标样与未知物取样,分别放入仪器中,测量个子信号并记录。空白溶液未加入待测样品的溶液参比溶液在光度分析中用作调零点的任何溶液 线性规律样品信息与仪器信号之间呈一次函数对应关系。化学现象发生化学反应时,有气体、沉淀产生,颜色气味变化,吸热放热过程,声响等人体可以感知

5、的现象。仪器信号物质作用于仪器时,仪器对相应的刺激产生响应,光信号、电信号、磁信号等。仪器响应信噪比信号与噪声的比值检测器检测器是用于转换信号的装置读出装置读出装置是用于显示输出的装置噪声色谱柱后没有成分进入检测器时,检测器检测到的信号基线记录仪记录到的噪声信号随时间变化的曲线基线漂移基线的平衡位置随时间的变化而产生缓慢变化基线噪声基线随时间的变化而产生的波动(在平衡位置两侧起伏)检出限3倍于噪声时,单位时间进入检测器的样品量(g)或单位体积(cm3)中含的样品量(g)最小检测限倍于噪声时,色谱体系所需的最小进样量重复性同一操作者用相同的方法,同一试验材料,在相同的条件下获得的一系列结果之间的

6、一致程度。再现性不同操作者用相同的方法,同一试验材料,在不同的条件下获得的单个结果之间的一致程度。(一)光学标准铁谱在用光谱对物质元素定性时,常用铁的波谱线作为波长的标尺,称为标准铁谱铁谱法用纯铁制备标准的铁谱板,将样品与纯铁同时摄谱,以标准铁谱作为波长的标尺,来判断其他元素的谱线的方法锐线光源可以发出半宽度很窄的发射线的光源激发态原子受外界能量作用,其外层电子从基态跃迁到更高能级,这种状态称为激发态。基态原子处于稳定的状态,他的能量是最低的,这种状态称为基态基体效应由于试样在转移、蒸发的过程中的物理因素引起的干扰效应自吸收现象未激发的原子吸收激发原子发出的光,使谱线中心强度减弱的现象。背景吸

7、收来自原子化器的一种光谱干扰,是由气态分子对逛的吸收以及高浓度盐的固体颗粒对光的散射引起的。塞曼效应在磁场作用下,简并的光谱发生分裂的现象。原子化器将试样中的待测元素转变成原子整齐的装置锐线吸收吸收峰非常窄的吸收峰锐线发射半宽度很窄的发射线吸收曲线表明吸光物质溶液对不同波长的光的吸收能力不同的曲线叫吸收曲线连续光谱固体或液体及高压奇特的发射光谱是有连续分布的波长的光组成的,这种光谱叫做连续光谱空心阴极灯由一个由阴极和空心圆筒管形阴极组成的气体放电管,能辐射原子吸收所需的锐线光源发射光谱物质元素原子受热激发或电激发后从激发态回到基态所发射的光谱吸收光谱物质元素原子在蒸汽状态(基态)到激发态所吸收

8、的光谱共振线从基态到第一激发态所发射的谱线分析线用来测量的谱线离子线离子发出的谱线最后线样品浓度很低时还能检测出的信号ICP电感耦合等离子体炬多普勒变宽由于原子在孔家做无规则热运动所导致的变宽,又称热变宽压力变宽由于吸光原子与蒸汽中粒子相互碰撞而引起的能及稍微变化,使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线宽度积分吸收原子蒸汽所吸收的能量的总和峰值吸收在采用发射线很窄的锐线光源是测量峰值吸收系数单色器利用不同波长的入射光产生干涉条纹的衍射角不同,从而将复合光色散成不同波长的单色光线状光谱由狭窄谱线组成的光谱。单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱,故线状光谱又称原子光谱。氘灯扣除背景先用锐线光

9、源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总和,在用氘灯在同一波长下测定背景吸收,计算两次测定吸光度只差,即为原子的吸光度。(氘灯发射的连续光谱经过单色器的狭缝后待测元素的共振吸收线相对于总入射光强度来说可以忽略不计,因此可以合理的认为用氘灯作光源,测得的吸收值是背景吸收值。)塞曼效应扣除背景磁场将吸收线分裂成具有不同偏振方向的成分,利用这些酚类的偏振成分来区别被测元素很背景吸收分光系统主要由色散元件(光栅或棱镜)、反射镜、狭缝等组成,将复合光分散成单一波长的光的系统吸光度光线通过溶液或某一物质钱的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的投射光强度比值的对数透光率投射光强与入射光强之比生色团吸收紫外即可见

10、光而引起电子跃迁的基团,主要有不饱和键和未共用电子对的基团助色团能使吸收峰波长向长波长方向一地哦那个的杂原子基团称为助色团,主要有带杂原子的饱和基团红移吸收峰向长波长方向移动的现象蓝移吸收峰向短波长方向移动的现象透射光栅使透射光形成光谱的光栅。反射光栅使反射光形成光谱的光栅半定量分析对某些分析准确度要求不高,但要求简便快速而有一数量级的结果的试样,以及在定性分析中,除需要给出试样中存在哪些元素外,还需要指出其大致含量,可采用半定量分析法。(二)电学法拉第定律一种建立在控制电流电解过程基础上的库伦分析法,又称恒电流库仑法法拉第常数96487C/mol库仑滴定通过测量电解时通过的电量来确定反应的物

11、质的量电位滴定一种用电位法确定终点的滴定方法支持电解质在电解池中加入大量的电解质,负极对加入的阳离子产生静电吸收因而减弱对被测离子的吸引,从而消除迁移电流,这种电解质称为支持电解质电极响应时间电极浸入试液后达到稳定电位所需的时间按跨膜电位敏感膜两侧的电位差扩散电流靠溶液本体扩散到电极表面的金属离子所传递的极限电流极谱极大在电解开始时,电流随着电位的增加而迅速增大到一个很大的数值,当电位变得更负时,这种现象就消失而趋于正常,这种现象称为极谱极大库仑计用于测量电量的一起离子强度溶液中离子的电性强弱的程度TISAB液总离子强度调节缓冲液,增大溶液离子强度,消除电位差异极谱用极谱仪处理溶液时得到的电流

12、-电压图半波电位当电流等于扩散电流的一半时的电位残余电流极谱分析时,外加电压在未达到被测物质的分离电压前,溶液中只有微小的电流通过。迁移电流由于静电吸引力而产生的电流参比电极电位具有稳定性和重现性的电极。可以用它作为基准来测量其他电极的电位。内参比电极电位恒定的电极内参比溶液玻璃电极的玻璃泡中装的pH一定的溶液称为内参比溶液。指示电极电化学分析法中所用的工作电极,这一电极的电位与溶液中某种离子浓度的关系符合能斯特方程式。不对称电位由于玻璃膜内外表面的情况不完全相同产生的扩膜电位仍存在一定的点位差。能斯特方程式 TISAB浓度很大的电解质溶液,它应对待测离子没有干扰,将它加到标准溶液及试样溶液中

13、,使他们的离子强度都达到很高而近乎一致,以消除不同标准系列的离子强度差异。格氏作图法以电动势与溶液体积为坐标作图的方法。极化电极的电极电位偏离平衡电位的现象浓差极化由于浓度差异而引起的电极电位偏离平衡电位的现象(三)色谱空气峰空气作为样品所形成的色谱峰半峰宽(半宽度)色谱峰高一半时的峰宽分离度相邻两峰保留值之差与两峰宽之和的一半的比值保留值表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。相对保留值是指组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。调整保留值保留时间(体积)减去死时间(体积)保留时间从进样到样品在检测器中出现最大信号时所经历的时间保留体积在保留时间内流动相所流过的体积峰底宽度色谱曲

14、线与基线相交的两点之间的距离(时间)固定相能够与被分析成分作用(吸附、溶解等),相对于流动相不动的物质(固体、液体)流动相能够与被分析成分混合(或溶解),推动被分析成分向前移动,并且和固定相之间有相界面的流体固定液起分离作用的物质,在操作条件下不易挥发的液体液液色谱流动相和固定相均为也体的色谱液固色谱流动相是液体,固定相是固体的色谱化学键合相用化学反应的方法通过化学键把管内基团建和到表面上所形成的固定相,结局固定相流失的问题。塔板理论把气液色谱柱当作一个精馏塔,用精馏塔中塔板的概念描述样品在流动相和固定相两相间的分配行为,并引入理论塔板数(the number of theoretical p

15、lates)n 和理论塔板高度(theoretical plate height)H作为衡量柱效的指标理论塔板数用于定量表示色谱柱的分离效率有效塔板数将死时间除外得到的理论塔板数(/)速率理论范弟姆特吸收了塔板理论的概念并把影响塔板高度的动力学因素结合进去,得出塔板高度和载气线速度的关系,是有关色谱过程中的动力学理论速率方程=+/+塔板高度=/有效塔板高度有效/柱效率色谱柱在色谱分离过程中主要由热力学因素(操作参数)所决定的分离效能归一化法试样中全部组分都出峰时,测量全部积分制并经对应的定量校正因子校正后,计算每一个组分的百分比含量反相色谱流动相极性大于固定相极性的色谱正相色谱流动相极性小于固

16、定相极性的色谱梯度洗脱改变流动相配比和极性,以适应不同物质的分离要求程序升温对于宽沸程试样,分析时将柱温按预订程序升温担体用来支持固定相的化学惰性的固体微粒担体粒度担体颗粒的大小保留指数把物质的保留行为用两个紧靠近它的标准为来标定,并以均一的标度来表示吸附色谱样品在流动相和固定相之间通过溶解度差异进行的作用分配色谱样品在流动相和固定相之间通过相界面的吸附解析过程进行作用分配系数样品在流动相中的浓度与在固定相中的浓度之比分配比样品在流动相中的质量与在固定相中的质量之比相比色谱柱中流动相体积与固定相体积之比色谱曲线有检测器输出的电信号强度对时间作图所得的曲线称为色谱曲线色谱峰面积色谱峰和基线围城的

17、区域的面积峰高色谱峰最高处到基线的距离半峰高峰高的一半峰宽色谱曲线与基线相交两点之间的距离半峰宽峰高一半处的峰的宽度定量校正因子由于峰面积不是要测定的含量转换成含量的参数相对定量校正因子两种样品的定量校正因子的比值填充柱在管子中装有涂渍了固定相的担体的色谱柱毛细管柱固定相涂渍在管子内壁上的空心色谱柱FID热导池检测器,热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系数不同,采用热敏元件进行检测的FPD氢火焰离子化检测器,以氢气和空气燃烧的火焰作为能源,利用含碳化合物在火焰中燃烧产生离子,在外加的电场作用下,使离子形成离子流,产生电信号,检测色谱柱分离出的组分TCD电子捕获检测器,只对具有电负性的物质,

18、如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应ECD火焰光度检测器,火焰光度检测器又叫硫磷检测器。它是一种对含硫、磷的有机化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器。检测器主要由火焰喷嘴、滤光片、光电倍增管构成。浓度型检测器测量的是载气中组分浓度的瞬间变化,即检测器的响应值正比于组分的浓度质量型检测器测量的是载气中样品进入检测器的速度变化,即检测器的响应信号正比于单位时间内组分进入检测器的质量检出限检测器恰能产生三倍于噪音( 3N,标准差 )时单位时间(单位:s)进入检测器的样品量(g)或单位体积(cm3 )载气中需含的样品量(g)最小检出量最小检测量制产生三倍噪声(标准差)时,色谱体系(由柱、气化室、记录仪和

19、连接管道等组成一个色谱体系)所需的最小进样量。线性范围检测器的线性范围定义为在检测器呈线性时最大和最小进样量之比,或最大允许进样量(浓度)与最小检测量(浓度)之比。响应时间响应时间指进入检测器的某一组分的输出信号达到其值的63%所需的时间。高压梯度(内梯度)将溶剂用高压泵增压后输入色谱系统的梯度混合室,加以混合后送入色谱柱,即所谓的高压梯度或内梯度低压梯度(外梯度)常压下预先设定一定程序将溶剂混合后再用泵输入色谱柱3D色谱图以保留时间、信号强度和波长做的三维色谱图紫外检测器基于被分析样组分队特定波长紫外线具有选择性吸收,组分浓度与吸光度呈正比六通阀高压定量进样阀定量管色谱分析中,用来定量进样的

20、装置。色谱条件色谱柱填料基质、化学键合固定相和流动相的性质等摸条件通过实验摸索,选择最合适的操作条件二极管阵列检测器以光电二极管阵列作为检测元件的UV-VIS检测器二. 简答基本概念和方法1简要说明仪器分析为什么要依据线性规律进行分析。答:(1)仪器分析是通过比较标准样品和未知样品器信号关系获得测量结果的;(2)如果同样条件下测得的标准样品的信号与未知样品的信号不同,就说明标准样品的化学信息和未知样品的化学信息是不相同的。也就是要搞清楚一起信号随化学信息的变化规律,也就是获得每一个特定化学信息所对应的仪器信号。(3)获得每一个特定的化学信息所对应的仪器信号的最理想办法就是用一个具有特定化学信息

21、标准样品进行实验测定来获得。可想而知,这种测量是无法实现的。(4)所以在用用有限数量的标准样品获得每一个特定的化学信息所对应的仪器信号,只能是直线关系才能实现。利用线性关系,用有限的实验数据对未知物质进行测定。即用标准样品的信息找出化学信息与仪器信号的关系,根据直线的特点,未知物质也应该符合此种关系。并不要求样品的每一信息(如浓度)都要实际测定出仪器信号,而利用标准物质的信息即可以得到未知物质的信息。2简要说明为什么不是线性(模型)规律的方法也可以进行分析答:线性模型是指样品信息与信号之间是一次函数的关系,而非线性模型是指两者之间不是一次函数的关系,但是我们假定在很短的时间内标准样品和未知样品

22、的测量的仪器环境是一样的,所以只要是特定的定量关系就可以用来推测未知样品信息。3简述仪器分析法与化学分析法的共同点和区别答:(1)化学分析依据物质的性质、化学反应进行分析。物质与这些信息是固定关系。(2)仪器分析依据物质的化学信息与仪器信号的对应关系进行分析。此对应关系会随测量条件的变化而变化。(3)误差和测量对象:化学分析误差小,适用于常量、半微量分析;仪器分析误差较大,适用于微量、痕量分析。(4)分析结果的获得的比较:都是通过比较标准品和未知样品的现象获得结果。不同点是:化学分析比较原理-原理已知,无需实验;仪器分析比较信号-需要实时实验,未知和标准样品都要实验测定。(5)测量误差比较。4

23、. 简述标准加入法和内标法的区别。什么情况下可以使用标准加入法,什么情况下可以使用内标法?为什么有些仪器分析方法可以使用内标法,而有些方法则不能使用内标法?答:标准加入法是标准物和待测样品是同种物质(相同物质同时测),内标法是标准物与待测样品不是同种物质(不同物质同时测)。标准加入法能够在一定程度上减缓样品基体的干扰,内标法的校正和清除由于操作条件的波动而对分析结果产生的影响以提高分析结果的准确度。内标法对仪器有特殊要求。比如分光光度计就不能使用内标法。内标法对内标物的选择是重要的,他应该是试样中不存在的纯物质,加入的量应该近于被测组分,同时要求内标物的色谱峰位于被测组分的色谱峰附近,或几个被

24、测组分色谱峰的中间,并与这些组分完全分离,还应注意内标无与待测组分的物理及化学性质相近。5举例说明如何进行标准曲线法测量,并说明使用此方法的基本要求。答:配置标准系列、测定标准和未知、绘制标准曲线、测得未知浓度。以紫外可见分光光度计为例:(1)配制标准样品系列c1,c2,c3cn,未知样品浓度cx(2)上机测定得到标准系列的吸光度分别为A1,A2,A3An,未知样品吸光度Ax(3)绘制标准曲线(4)从标准曲线上查的未知样品的浓度。要求:标准系列浓度范围必须包括未知样品的浓度,且标准系列浓度范围在线性范围之内;每个样品都测得其信号,信号与样品一一对应;只用标准样品的浓度与信号进行作图。6举例说明

25、标准加入法的分析过程答:以原子吸收分光光度法为例:(1)按比例将不同量的待测元素的标准溶液分别加入到几等分的样品溶液中,配制成浓度为cx+c0, cx+c2, cx+c3,得到样品和有相同基体的标准系列。(2)通过原子吸收分光光计分别测量以上系列的吸光度A1,A2,A3(3)以浓度c对吸光度A做图,再将之向外推与浓度轴相较于一点,即样品中待测元素的浓度cx7. 举例说明外标法的分析过程答:以紫外可见分光光度计为例:(1)配制标准样品系列c1,c2,c3cn,未知样品浓度cx(2)上机测定得到标准系列的吸光度分别为A1,A2,A3An,未知样品吸光度Ax(3)绘制标准曲线(4)从标准曲线上查的未

26、知样品的浓度。8. 举例说明内标法的分析过程答:以气相色谱为例:(1)将一定量的纯物质(不同于被测物质)作为内标物质,加入到准确称取的式样(质量为m)中;(2)将该混合试样和一定量被测物质的标准物质分别进行测定(3)根据被测物质和内标物质的量及色谱图上对应的峰面积比,可求出被测物质的含量9. 说明仪器分析的一般程序及各个步骤的基本原则答:确定方法(准确) 采集样品(有代表性) 预处理(样品量、样品性态、元素性态) 上机测定(准确) 数据处理(有效数字、数据性态) 报告(过程表述、结果报告)10. 列出学过的仪器分析方法的定量模型(数学模型)答:紫外可见分光光度计:A=abs;气相色谱m=fiA

27、t;离子选择性电极电位:E=K+-2.303RT/nF*lg;扩散电流:id=kc;法拉第定律:m=(M/n)*(it/96487);原子发射光谱:I=acb;原子吸收光谱:A=kc11. 运用作图的方法进行标准曲线法分析时,回归直线是否必须经过原点?为什么?答:不是,因为在待测元素浓度较高时曲线向浓度坐标弯曲,这是因为当待测元素的含量较高是,吸收线的变宽除考虑热变宽外,还要考虑压力变宽,这种变宽会使吸收线轮廓不对称,导致光源辐射共振线的中心波长与共振吸收线的中心波长错位,因而吸收相应的减少,结果标准曲线向浓度坐标弯曲12. 说明比较法、标准曲线法与外标法、内标法的联系和区别比较法、标准曲线法

28、是数据计算的方法,而外标法、内标法是样品测量的方法。用内标法测量的数据即可用比较法处理,也可用标准曲线法处理,外标法亦然。13. 为什么仪器的信号必须大于噪声的标准差的3倍?答:通常认为恰能鉴别的响应信号至少应等于检测器噪声的3倍。14. 请列举出学习和使用过的分析仪器的种类和型号答:6400A型火焰光度计,TA5-990型原子吸收分光光度计,GC-2014C气相色谱仪,HPLC:SPD-15C UV/VIS detector LC-13C 液相色谱仪,UV-1100紫外可见分光光度计15. 你认为学习仪器分析课程有什么意义?答:了解知识,学习思维方法;借鉴意义,服务于专业。16. 请提出你对

29、仪器分析课程教学(教师的讲授、学生的学习以及课堂和实验教学等)的意见和建议18. 简要说明什么是外标法、内标法以及它们特点答:内标法是将标样与未知样混合后,取样放入仪器中,测量各自的信号并记录。特点:标准与未知样品的种类不同。外标法是将未知样与加有标样的未知样分别取样,分别放入仪器中,测量各自的信号并记录。特点:标准与未知样品的种类相同19. 为什么仪器分析经常需要标准样品才能测量?先需用已知含量的标准样品事先在所用的仪器上测量出各元素的谱线强度或强度比,将谱线强度和已知的元素含量构成工作曲线(或称校准曲线),再测量未知试样相应元素的谱线强度,由工作曲线即可计算出待测试样中各元素的含量。可见这

30、样的分析方法是一种相对测量方法,分析结果的准确性受众多因素的影响,特别是绘制工作曲线所用标准样品标准值的准确性、标准样品的均匀性 谱线干扰和基体的影响。只有正确使用各种标准样品才能得到满意的分析结果。20. 哪些仪器分析方法可以不用标准样品?说明原因光谱定性分析和库伦分析法22. 为什么不要将化学分析方法和仪器分析方法的误差的大小直接进行比较?23. 说明仪器分析方法的一般分析思路(1)建立物质(化学)信息与仪器信号的数学模型(物质信息与仪器信号一一对应的关系)(2)根据已知物质(标准)信息与信号的对应关系,用未知物质在仪器中产生的信号推算出未知物质的化学信息(3)数学模型的基本框架:化学信息

31、与信号是线性关系,其数学模型是:y=kx+b24. 说明比较法和标准曲线法的做法和各自的特点a. 比较法:第一步:用获得数据的方法获得数据第二步:用数学模型分别列出标样和未知样的关系式第三步:通过数学计算获得未知样品的化学信息b. 标准曲线法(1)配制标准系列:所有的标准样品的浓度必须在同一个线性范围之内;未知样的化学信息(浓度)必须包含在标准系列浓度范围之内(2)分别测定标样和未知样的信号(3)用标样的信息和信号绘制标准曲线(4)从标准曲线中查出未知样的化学信息(浓度)25. 说明标准加入法的基本过程将未知样与加有标样的未知样分别取样,分别放入仪器中,测量各自的信号并记录。特点:标准与未知样

32、品的种类相同(一)光学1画出原子吸收分光光度计的结构框图,并说明各部分的功能。光源-原子化器-单色器-检测器-显示光源: 作用是发射被测元素的特征光谱。 原子化器:提供能量将样品中的待测元素转变成原子蒸气单色器:把待测元素的共振线(实际上是分析线)与邻近其它谱线分离开来,只让待测元素的共振线能通过,检测器:将单色器分出的光信号转换为电信号显示装置:显示测定值的指示仪表2原子吸收分光光度法分析时为什么要扣除背景吸收?答:背景吸收主要由于在火焰中形成了分子或较大的质点,因此除了待测元素吸收共振线外,火焰中的这些物质分子和盐类,也吸收或散射光线,引起了部分共振发射线的损失而产生误差.这种影响一般是随

33、波长的减短而增大,同时随基体元素浓度的增加而增大,并与火焰条件有关.无火焰原子化器具有严重得多的分子吸收,测量时必须予以校正3简要说明原子吸收分光光度计中用空心阴极灯做光源的原因。答:原子吸收对光源的基本要求:能辐射锐线,能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线,共振辐射强度足够大; 稳定性好,背景吸收小。而空心阴极灯是符合上述要求的理想的锐线光源,故选它作光源4原子发射光谱法如何进行定性、定量分析?答:元素的原子都有其特定的发射光谱(特征光谱),通过鉴定这些光谱的出现与否即可以对元素进行定性。元素的特征谱线的强度与元素的原子数量之间(即试样中的该元素的含量)存在着正函数的关系,因此可以利用这些

34、谱线的强度来定量5简述氘灯扣除背景的原理。答:氘灯自动背景校正原理: 氘灯发射的连续光谱经过单色器的出光狭缝后,待测元素的共振线吸收相对于总入射光强度来说可忽略不计。因此可以合理的认为用氘灯作光源,测得的吸收值时背景吸收值,而不必考虑共振线吸收的影响。方法:先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总和。再用氘灯在同一波长测定背景吸收(这时原子吸收可忽略不计)计算两次测定吸光度之差,即为原子的吸光度。6为什么光谱分析可以进行定性分析?答:特定的光谱是由于物质的原子或分子的特定能级的跃迁所产生的,这些特征谱线按特定的顺序排列,并保持一定的强度比例, 根据其特征光谱的波长以确定其是否存在而进行定

35、性分析7什么是背景吸收?不同浓度的同类溶液的背景吸收相同吗?为什么?答:由于原子化器(火焰和石墨炉)中存在的气体分子和盐类所产生的吸收以及存在的固体颗粒对光的散射引起的干扰,叫背景吸收。因为这种影响与溶液浓度有关,一般随基体浓度的增加而增大,故不同浓度的同类溶液的背景吸收不相同8原子吸收分光光度计的单色器要放在原子化器之后?答:为了避免来自火焰的辐射直接照射到光电检测器上,否则将影响检测器的正常运转或使准确度降低,因而分光系统都安排在火焰原子化器和检测器之间。9为什么原子发射和吸收光具有选择性?简述原子发射和吸收分析法的定量依据。答:原子吸收的能量与原子的能级差相对应,当原子的结构一定,则原子

36、内部的能级的高低和数目也就一定,原子吸收的能量也就有特定的值。当激发态的原子返回基态时,会放出能量,此能量的大小也与原子的能级差对应。所以原子只吸收和发出能量与其内部的能级差对应的光谱线,因而具有选择性。原子所发射的特征谱线的强度与元素的原子数量之间(即试样中的该元素的含量)存在着正函数的关系,因此可以利用这些谱线的强度来定量。同理,原子吸收也利用谱线光被减弱的程度也与元素的含量存在线形关系来定量。10说明积分吸收和峰值吸收的区别,什么条件下才能用峰值吸收取代积分吸收?答:原子吸收分析中常将原子蒸气所吸收的全部能量的总和称为积分吸收。而峰值吸收是在发射线很窄的锐线光源下,测量峰值吸收系数的方法

37、。一般采用测量峰值吸收系数的方法代替测量积分吸收系数的方法。如果采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的锐线光源,并且发射线的中心与吸收线中心一致,这样就不需要用高分辨率的单色器,而只要将其与其它谱线分离,就能测出峰值吸收系数,测得的吸光度与原子蒸汽中待测元素的基态原子数呈线性关系.11为什么不用积分吸收进行原子吸收测量?答:由于原子吸收线的半宽度很小,要测量这样一条半宽度很小的吸收线的积分吸收值,就需要分辨率高达五十万的单色器,这在目前的技术情况下难以做到。2、若采用连续光源时,把半宽度如此窄的原子吸收轮廓叠加在半宽度很宽的光源发射线上,实际被吸收的能量相对于发射线的总能量来说及其微小,在这种

38、条件下使测定灵敏度极差。所以不用积分吸收进行原子吸收测量?13. 简述原子吸收分光光度计中的单色器的作用答:原子吸收分光光度计中单色器的作用是将待测元素的共振线与邻近谱线分开15. 原子吸收分光光度计的光源调制的作用是什么?答:目的是为了区分光源(经原子吸收减弱后的光源辐射)和火焰发射的背景辐射。16. 为什么ICP可以消除自吸收现象?答:ICP焰炬温度成外高内低分布,从中央进样,不会影响火焰的稳定性,同时由于从温度高的外围向中央通道的气溶胶加热不会出现因外部冷原子蒸气造成的自吸现象17. 以原子发身光谱法为例说明非线性关系如何进行定量分析。答:根据被测试样光谱中欲测元素的谱线强度来确定元素浓

39、度的,元素的谱线强度I与该元素在试样中浓度C之间存在的比例关系,I=acb (赛伯罗马金公式),它是光谱定量分析依据的基本公式,式中a及b是两个常数,常数a是与试样的蒸发,激发过程和试样组成等有关的一个参数。常数b, 称为自吸系数,它的数值与谱线的自吸收有关。所以,只有控制在一定的条件下,在一定的待测元素含量的范围内, a和b才是常数。对该式取对数得:lgI=blgc+lga,上式为光谱定量分析的基本关系式,符合y=px+Q形式,此式表明,以lgI对lgc作图所得曲线在一定浓度范围内为一直线。故可对非线性关系进行定量分析18. 铁谱法如何进行定性分析?答:制备标准铁谱板:制备铁的光谱板,并标出

40、其他元素的谱线的相对位置将样品与纯铁同时摄谱将实际铁谱与标准铁谱对准后,检查其他元素的谱线是否出现,以确定元素的种类19. 简要说明火焰光度法的分析原理。答:某些待测元素的供试品溶液用喷雾装置以气溶胶形式引入火焰光源中,靠火焰的热能将供试品元素原 子化并激发出它们的特征光谱,通过光电检测系统测量出待测元素特征光谱的光强程序可求出供试品中待 测元素的含量。通常借比较标准品和供试品的光强程度,求得样品中待测元素的含量。用火焰光度法进行定量分析时,谱线强度与浓度之间的关系可用I=acb 表示,由于用火焰作为激发光源时较为稳定,式中a为常数,当浓度很低时,自吸现象可忽略不计,此时b=1,于是谱线强度与

41、试样中欲测元素的浓度成正比,即I=ac,便可由吸光度求出待测物浓度。20. 为什么火焰光度法分析时要调整量程?一般用火焰光度计分析时,先要把最大量程调整为小于仪表上的最大值,目的是防止有些样品浓度大后超过最大量程,以致无法读数。21. 简述原子吸收线变宽的原因答:引起谱线变宽的主要因素有:自然宽度:在无外界影响下,谱线仍有一定宽度,这种宽度称为自然宽度,以vN表示。它的大小与产生跃迁的激发态原子寿命有关,激发态原子的寿命 长,吸收线自然宽度窄。多普勒宽度:由于原子在空间作无规则热运动所导致的,故又称为热变宽用D表示。待测元素的原子质量M越小,温度愈高,则D越大压力变宽:由于吸光原子与蒸气中原子

42、或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化,使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。根据与之碰撞的粒子不同,可分为两类:(1) 因和其它粒子(如待测元素的原子与火焰气体粒子)碰撞而产生的变宽劳伦兹变宽,以vL表示。(2) 因和同种原子碰撞而产生的变宽共振变宽或赫鲁兹马克变宽。 其他变宽:场致变宽;自吸效应。不论哪一种变宽都将导致原子吸收分析灵敏度下降22. 为什么光学方法测量时一般都要配制一个浓度为0的标准溶液?光学方法测量时,不含被测物的样品溶液,测得的吸光值可能大于零,这样依次测的的样品值就不准确,所以一般配制一个浓度为零的标准溶液,人为调整吸光值为零,便于以后的样品溶液分析。23. 简要说明

43、ICP的工作过程及其特点答:将石英玻璃炬管置于高频感应线圈中,等离子工作气体持续从炬管内通过。最初在感应线圈中施加高频电场时,由于气体在常温下不导电,没有感应电流产生,也不会出现等离子体。 若使用一感应线圈产生电火花触发少量气体电离,产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下高速运动,碰撞气体原子,使之迅速大量电离,形成“雪崩”式放电,电离了的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形涡流,这个高频感应电流,产生大量的热能,又促进气体电离,维持气体的高温,从而形成稳定的等离子体焰炬。特点:1 .工作温度高,有利于大多数元素的原子的激发,分析灵敏度高 2 .ICP焰炬温度成外高内低分布,从中央进样,不

44、会影响火焰的稳定性,并使自吸现象消失,提高了测量的线性范围3. ICP焰炬的电子密度很大,形成还原气氛,使易电离的元素的原子较少形成离子线产生的干扰4.试样可以充分激发,样品消耗量少5.背景光谱少6,没有电极污染 不足:对非金属测定的灵敏度低;仪器昂贵;维持费高。24. 简要说明电热石墨炉的工作过程答:石墨炉原子化器原理是利大电流通过高阻值石墨器时产 生的高温,使置于其中样品蒸发和原子化。为防止试样及石墨管氧化,需要在不断通入惰性气体的情况下用大电流(300A)通过石墨管。石墨炉原子化过程一般需要经四步程序升温完成干燥:在低温(溶剂沸点)下蒸发掉样品中溶剂; 灰化:在较高温度下除去低沸点无机物

45、及有机物,减少基体干扰; 高温原子化:使以各种形式存在的分析物挥发并离解为中性原子; 净化:升至更高的温度,除去石墨管中的残留分析物,以减少和避免记忆效应.25. 简要说明空心阴极灯的工作原理答:空心阴极灯是由玻璃管制成的封闭着低压气体的放电管。钨棒构成的阳极和一个圆柱形的空心阴极,空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构成,或者由空穴内衬有待测元素的其它金属构成。当在正负电极上施加适当电压(一般为200500伏)时,在正负电极之间便开始放电,这时,电子从阴极内壁向阳极,在电子通路上与载气(惰性气体)原子碰撞使其电离成阳离子,带正电荷的惰性气体离子在电场加速下,以很快的速度轰击阴极表面,使阴极内壁的待测元素的原子溅射出来,溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子、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和阴极杂质的光谱26. 简要说明光电倍增管的工作原理答:光电倍增管中有一个光敏阴极K和若干个倍增极和一个阳极。外加负高压到阴极K,经过一系列电阻使电压依次分布到各倍增管上,这样就能发生光电倍增作用。分光后的光照射到光敏阴极K上,轰击出的光电子,K释放的一次光电子碰撞到第1个倍增极上,就可以增加了若干倍的二次光电子,二次光电子再碰撞到第2个倍增极上,又可以放出更多的光电子,如此继续碰

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