仪器分析简答.doc

相界电位：两个不同物相接触的界面上的电位差。
液接电位：两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微小电位差。
不对称电位：当玻璃膜内外溶液H+浓度或pH值相等时，从前述公式可知，jM=0，但实际上jM不为0，仍有1~3 mV的电位差
碱差：当测定较强碱性溶液pH值（pH > 9）时，测得的pH值小于真实值而产生的负误差。
酸差：当用pH玻璃电极测定pH<1的强酸性溶液或高盐度溶液时，电极电位与pH之间不呈线性关系，所测定的值比实际的偏高，这个误差叫做酸差
3、什么叫盐桥？为什么说它能消除液接电位？
盐桥：沟通两个半电池、消除液接电位、保持其电荷平衡、使反应顺利进行的一种装置，内充高浓度的电解质溶液。
用盐桥将两溶液连接后，盐桥两端有两个液接界面，扩散作用以高浓度电解质的阴阳离子为主，而其是盐桥中电解质阴阳离子迁移速率几乎相等，所以形成的液接电位极小，在整个电路上方向相反，可使液接电位相互抵消。
直接电位法（离子选择性电极法）：选择合适的指示电极和参比电极，浸入待测溶液中组成原电池，测定原电池的电动势或电极电位，利用Nernst方程直接求出待测物质含量的方法。
电位滴定法：根据滴定过程中指示电极的电位或电动势变化确定滴定终点
直接电位法、电位滴定法的测量电池为原电池。
吸光度：指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数，用来衡量光被吸收程度的一个物理量。吸光度用A表示。
摩尔吸光系数：一定波长下C为1mol/L ，l为1cm时的吸光度值
百分吸光系数：一定波长下C为1%(w/v) ，l为1cm时的吸光度值
发色团：分子中能吸收紫外或可见光的结构单元，含有非键轨道和n分子轨道的电子体系，能引起π→π*跃迁和n→ π*跃迁，
助色团：一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团，如-OH、-NH3、-SH及一些卤族元素等。这些基团中都含有孤对电子，它们能与生色团中n电子相互作用，使π→π*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。
红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）；吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）
什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？
物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。
由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。
3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？
电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大； n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。
分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，为分子光谱，属于连续的带状光谱，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。

12．以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外－可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。
（1）R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生，如C＝O；C＝N；—N＝N— ，其λ200~400nm，强度较弱ε<100。
（2）K带：由共轭双键的π→ π*跃迁产生，如(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO— ，其λ >200nm，ε>104。
（3）B带：苯环本身振动及闭合环状共轭双键π-π*跃迁而产生的吸收带，是芳香族化合物的主要特征吸收带，其λ256nm，宽带，具有精细结构；ε~200。
（4）E带：由苯环环形共轭系统的π→ π*跃迁产生，也是芳香族化合物的特征吸收带其中E1带180nm，εmax>104 （常观察不到），E2带200nm，εmax=7000。
如何区别荧光、磷光、瑞利光和拉曼光？如何减少散射光对荧光测定的干扰？
荧光：是某些物质吸收一定的紫外光或可见光后，基态分子跃迁到激发单线态的各个不同能级，然后经过振动弛豫回到第一激发态的最低振动能级，在发射光子后，分子跃迁回基态的各个不同振动能级。这时分子发射的光称为荧光。荧光的波长比原来照射的紫外光的波长更长。
磷光：是有些物质的激发分子通过振动弛豫下降到第一激发态的最低振动能层后，经过体系间跨越至激发三重态的高振动能层上，再通过振动弛豫降至三重态的最低振动能层，然后发出光辐射跃迁至基态的各个振动能层．这种光辐射称为磷光。磷光的波长比荧光更长。
瑞利光：光子和物质分子发生弹性碰撞时．不发生能量的交换，仅是光子运动的方向发生改变，这种散射光叫做瑞利光，其波长和入射光相同。
拉曼光：光子和物质分子发生非弹性碰撞时，在光子运动方向发生改变的同时，光子与物质分子发生能量交换，使光于能量发生改变。当光子将部分能量转给物质分子时，光子能量减少，波长比入射光更长；当光子从物质分子得到能量时，光子能量增加，波氏比入射光为短。这两种光均称为拉曼光。
为了消除瑞利光散射的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角的方向上进行，并通过调节荧光计的狭缝宽度来消除
为消除拉曼光的影响可选择适当的溶剂和选用合适的激发光波长
具有哪些分子结构的物质有较高的荧光效率？
以下分子结构的物质有较高的荧光效率：
(1)长共轭结构：如含有芳香环或杂环的物质。(2)分子的刚性和共平面性：分子的刚性和共平面性越大，荧光效率就越大，并且荧光波长产生长移。(3)取代基：能增加分子的π电子共轭程度的取代基，常使荧光效率提高，荧光长移，如-NH2、-OH、-OCH3、-CN等。
3．哪些因素会影响荧光波长和强度？
(1)温度：物质的荧光随温度降低而增强。
(2)溶剂：一般情况下，荧光波长随着溶剂极性的增大而长移，荧光强度也有增强。溶剂如能与溶质分子形成稳定氢键，荧光强度减弱。
(3)pH：荧光物质本身是弱酸或弱碱时，溶液的pH对该荧光物质的荧光强度有较大影响。
(4)荧光熄灭剂：荧光熄灭是指荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子的相互作用引起荧光强度降低或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。
(5)散射光的干扰：包括瑞利光和拉曼光对荧光测定有干扰。
为什么要求用锐线光源？
原子吸收法的定量依据使比尔定律，而比尔定律只适应于单色光，并且只有当光源的带宽比吸收峰的宽度窄时，吸光度和浓度的线性关系才成立。然而即使使用一个质量很好的单色器，其所提供的有效带宽也要明显大于原子吸收线的宽度。若采用连续光源和单色器分光的方法测定原子吸收则不可避免的出现非线性校正曲线，且灵敏度也很低。故原子吸收光谱分析中要用锐线光源。
试简述发射线和吸收线的轮廓对原子吸收光谱分析的影响。
发射线的轮廓变宽对分析不利，吸收线的轮廓变宽对分析有利。
空心阴极灯的工作原理
在高压电场作用下，电子由阴极高速射向阳极并与载气原子碰撞并使之电离。由此产生的正离子又在电场作用下，轰击阴极表面，引起阴极物质的溅射。溅射出来的原子与其他粒子碰撞而被激发，激发态的原子在返回基态时，发射出相应元素的特征共振线。
原子吸收分光光度计主要由哪几部分组成？各部分的功能是什么？
原子吸收分光光度计由光源、原子化系统、分光系统和检测系统四部分组成.
光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥，蒸发和原子化。分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。检测系统将光信号转换成电信号后进行显示和记录结果。
色谱分类：分配色谱法，吸附色谱法，离子交换色谱法，分子（空间）排阻色潽法
峰高或峰面积用于定量；峰位用保留值表示，用于定性；峰宽用于衡量柱效。
拖尾峰 前沿陡峭，后沿较前沿平缓的不对称峰。(>1.05)比如，在分配色谱法中，如果载体表面具有活性作用点，试样量超过柱负荷或进样方法不当等，都会出现拖尾峰。
前伸峰 柱头塌陷，管内填料流失，形成短路时，会形成明显的前伸峰。(<0.95)在气相色谱中，如果进样器或柱温太低，会很容易产生前伸峰，提高柱温和检测器的温度可有效解决前伸峰的出现
塔板理论基本假设：①在色谱柱内一小段长度即一个塔板高度H内，组分可以在两相中瞬间达到分配平衡②分配系数在各塔板内是常数③流动相不是连续地而是间歇式的进入色谱柱，且每次只进入一个塔板体积④试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
速率理论的要点
组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。(4) 各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。
5．气相色谱仪主要包括哪几部分？简述各部分的作用。
载气系统．进样系统、色谱柱系统、温控系统以及检测和记录系统．
载气系统的作用是获得纯净、流速稳定的载气。进样系统作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。色谱柱系统是色谱分析的心脏，组分分离的场所。温控系统控制气化室、柱箱和检测器的温度检测和记录系统将各组分的浓度或质量转变成相应的电信号并记录。
老化的目的是把固定相的残存溶剂，低沸点杂质，低分子量固定液等赶走，使记录器基线平直，并在老化温度下使固定液在担体表面有一个再分布过程，从而涂得更加均匀牢固
固定液的选择原则－“相似相溶”
a. 非极性物质—非极性固定液。沸点越低的组分越早出峰。b. 极性物质—极性固定液。极性越小的组分越早出峰。c. 极性与非极性混合物—极性固定液。极性越小的组分出越早出峰。d. 易形成氢键物质—极性或氢键型固定液。不易形成氢键的组分先出峰，易形成氢键的组分后出峰。e. 复杂难分离样品—多种固定液混合
氢焰离子化检测器
原理：有机化合物→离子对→产生离子流→向阴阳极移动产生电流→放大器放大→外界接收信号而记录
机理：C6H6→裂解→6CH· 6CH·+3O2→6e- +6CHO+ 6CHO+ + 6H2O → 6CO +6H3O+
e→阳极 CHO+,H3O+→阴极
气相色谱法实验条件的选择
色谱条件包括分离条件和操作条件。分离条件是指色谱柱。操作条件是指载气流速、柱温、进样条件及检测器1．色谱柱的选择2．柱温的选择3．载气与流速的选择4．进样条件的选择
说明氢焰、热导以及电子捕获检测器各属于哪种类型的检测器，它们的优缺点以及应用范围。
氢焰检测器为质量型检测器，具有灵敏度高、响应快、线性范围宽等优点，是目前最常用的检测器之一，但对在氢焰中不电离的无机化合物不能检测。
热导检测器为浓度型检测器，其特点为对任何气体均可产生响应，通用性好，线性范围宽、价格便宜、应用范围广。但灵敏度较低。
电子捕获检测器为浓度型检测器，具灵敏度高、选择性好的特点。是目前分析痕量电负性有机化合物最有效的检测器。但对无电负性的物质如烷烃等几乎无响应
选择载气流速
当u较小时，B/u占主要，选择分子量大的载气如N2，使组分的扩散系数小；
当u较大时，Cu占主要，选择分子量小的载气H2，减小传质阻力项Cu。
柱温选择原则
1柱温应控制在固定液的最高使用温度和最低使用温度范围之内。2使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。3柱温一般选择在组分平均沸点左右。4组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。
简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要异同点。
相同点：均为高效、高速、高选择性的色谱方法，兼具分离和分析功能，均可以在线检测
不同点：分析对象及范围、流动相的选择、操作条件
GC 能气化、热稳定性好、且沸点较低的样品，占有机物的20%，流动相为有限的几种“惰性”气体，只起运载作用，对组分作用小，加温常压操作
HPLC溶解后能制成溶液的样品，高沸点、高分子量、难气化、离子型的稳定或不稳定化合物，占有机物的80%，流动相为液体或各种液体的混合。它除了起运载作用外，还可通过溶剂来控制和改进分离。室温、高压下进行
流动相使用前脱气的原因：
1）气泡进入检测器后会在色谱图上出现尖锐的噪音峰。2）小气泡慢慢聚集后会变成大气泡，大气泡进入流路或色谱柱中会使流动相的流速变慢或出现流速不稳定，致使基线起伏。 3）气泡一旦进入色谱柱,排出这些气泡则很费时间。4）在荧光检测中,溶解氧还会使荧光淬灭。5）溶解气体还可能引起某些样品的氧化或使溶液pH值发生变化。
提高柱效途径：
1 小颗粒填料，填充均匀 2 选择较低的流动相流速 3 选黏度小的溶剂做流动相 改善传质