现代仪器分析

现代仪器分析复习大纲

绪论

●分析化学是发展和应用各种分析方法、仪器技术和研究策略，解决组织在空

间和时间方面的化学组成、性质和性状的一门学科

●化学分析——定性分析、定量分析

●仪器分析——成分、结构、状态分析

特点——①速度快，适合于复杂混合物样品的成批分析

②信息多，有利于结构或表面状态分析

③灵敏度高，样品用量少。检出限mg/L(ug/g)，甚至ug/L(ng/g)

④可实现非破坏性分析，还可用少量样品相继进行多种分析

⑤易于实现自动化

⑥缺点——相对误差较大;仪器设备复杂，价格昂贵

第二章紫外—可见吸收光谱法

●光谱分析法是指在光的作用下，通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射

光的波长和强度来进行分析的方法。

●电场和磁场的交互变化产生电磁波，电磁波向空中发射或泄露的现象，叫电

磁辐射。光是一种电磁波。

●紫外光波长10～400 nm，可见光波长400～800 nm，近紫外-可见光谱波长：

200～800 nm

●定义：紫外-可见吸收光谱法又称紫外—可见吸收光度法，是利用物质的分

子化学键的价电子跃迁吸收紫外-可见光区（波长范围200～800nm）

的电磁辐射进行分析测定的方法，属于电子光谱。

紫外-可见光谱——电子跃迁光谱

吸收光谱的特征——结构定性分析，吸收强度——定量分析。

●特点：

1）灵敏度较高：可测10-5— 10-8mol/L的微量组分

2）准确度较高：相对标准偏差RSD 2%—5%

3）可选择性：通过适当测定条件，可测多组共存体系中的一种或多种组分4）设备简单、操作简单、应用广泛：几乎所有无机离子及许多有机化合物

都可以直接或间接测定

●分子吸收光谱的形成过程：

运动的分子外层电子→吸收外来辐射→产生电子能级跃迁→分子吸收谱

●分子的三种运动形式对应三种不同能级：电子能级、振动能级、转动能级

●波长（λ）为横坐标，电信号（吸光度 A）为纵坐标，可得到光强度变化对

波长的关系曲线图—分子吸收光谱图

●物质的颜色：是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生,即物质的

颜色是它所吸收光的互补色。

●定性分析依据：

吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况,可根据吸收光谱曲线的形状，即曲线上吸收峰的数目，峰所对应的波长及峰的相对高度来进行定性分析。

定量分析的依据：

吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比, 一定范围内与物质的浓度成正比，根据某一特征峰的高度与物质浓度成正比的关系来进行定量分析。

A＝lg(I0/I t)= εbc

●吸收曲线：在相同条件下分别测量均匀介质对不同波长λ的单色光的吸光度

A，作出的A-λ曲线称为吸收曲线，又称吸收光谱。

讨论：①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长（λmax）

②不同物质不同浓度甚至相同浓度，它们的吸收曲线形状和λmax都

不同，此特性可作作为物质定性分析的依据。

③同一种物质不同浓度，其吸收曲线形状相似,λmax不变。在某一定

波长下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性

可作作为物质定量分析的依据。

④在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收

曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

●朗伯-比尔定律（ Lambert-Beer 定律）

/I) = K b c

A = lg(I

1）意义：当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质的理想溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。

2）该定律适用于溶液，也适用于其他均匀非散射的吸光物质（气体、固体），是紫外-可见光、红外光吸光光度法定量分析的依据。

●吸光系数—质量吸光系数

A＝lg(I

/I) ＝a b c

A：吸光度；溶液对光的吸收程度；（A无单位）

b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位；

c：溶液的浓度，单位g·L-1

a：质量吸光系数，单位L·g-1·cm-1，相当于浓度为1g/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度

吸光系数-摩尔吸光系数

A＝lg(I

/I) ＝ε b c

A：吸光度；溶液对光的吸收程度；（A无单位）

b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位；

c：溶液的摩尔浓度，单位mol·L-1；

ε：摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1；在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度；

ε与溶液的浓度及液层厚度无关，仅与吸收物质本身的性质有关

εmax越大表明物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高

εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度

●Lambert-Beer 定律偏离

（1）吸光度与吸光物质的浓度成正比，故以吸光度A为纵坐标，浓度C为横坐标作图，应得到一通过原点的直线，称为标准曲线或工作曲线。

（2）当吸光物质的浓度比较高时，明显地看到标准曲线向浓度轴弯曲的情况(个别情况向吸光度轴弯曲)。这种情况称为偏离朗伯-比耳定律。

偏离原因：光学因素、化学因素

非单色光：

①Lambert-Beer定律应用的重要前提—入射光为单色光

②分光光度计难以获得真正的纯单色光，是一个有限波长宽度的复合光，

可能造成对吸收定律的偏离。

③单色光的纯度越差，吸光物质的浓度越高，朗伯-比耳定律偏离越严重。

杂散光：

指一些不在吸收谱带宽度范围内的并与所需波长相隔较远的光，这种光也使吸收光谱变形变值，现代仪器上有消除杂散光的装置，故一般

可忽略不计。

散射光和反射光：

吸光物质对入射光有散射作用，入射光在吸收池内外界面通过时又有反射作用。散射光和反射光都是入射光谱带内的光对透射光强度都产

生影响。

非平行光

是指通过吸收池的光不平行，而导致通过的光比垂直平行光的光程长，使厚度增大而影响测量值，这种测量时实际厚度的变异，也是同一

物质用不同仪器测定时产生差异的原因之一。

?溶液浓度过高，介质不均匀

Lambert-Beer定律假定所有的吸光质点间不发生相互作用，此假定

只有在稀溶液(c< 0.01mol/L)时才基本符合。当浓度过高(c>0.01mol/L)

吸光质点间可能会发生缔合等作用，使C与A关系偏离定律

①粒子相互作用加强，吸光能力改变。

②溶液对光的折射率显著改变。

?溶液中的化学反应

溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变化而改变其浓度，因而导致偏离朗伯-比耳定律。

●吸收峰强弱判断

ε≥ 104 强吸收，可用于微量物质的定量分析

ε＝103—104 较强吸收，可用于微量物质的定量分析

ε＝102—103 较弱吸收，不太适合微量物质定量分析

ε﹤ 102弱吸收，纯物质结构测定参考

●生色团：能使分子在紫外—可见光区产生吸收而带有颜色的基团称为生色团。

助色团：本身无近紫外光和可见光区吸收，但与生色团相连时能使生色团的λmax向长波方向移动，增加吸收强度的基团称为助色团。

红移：λmax向长波方向移动称为红移或长移。

蓝移：向短波方向移动称为蓝移 (或紫移)或短移。

增色效应或减色效应：吸收强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象（分别）吸收带：是指同类电子跃迁引起的吸收峰。

1）K吸收带是共轭分子的特征吸收带，可用于判断共轭结构

2）R带是判断羰基结构的重要依据

●影响紫外-可见吸收光谱的因素

1）内部因素-分子结构本身的差异：共轭效应、取代基效应、氢键效应、空间效应

2）外部因素-溶剂、温度、仪器性能等

●选择溶剂的原则：

（1）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。

（2）溶剂在被测样品的吸收光谱区应无明显吸收。

（3）溶剂与溶质之间无相互作用或相互作用不影响测定结果。(非极性化合物-非极性溶剂；极性化合物-极性溶剂）

（4）未知物与已知物采用相同溶剂

●分光光度计的组成：光源、单色器、样品室、检测器和显示系统。

光源：提供能量足够高的紫外、可见辐射，供吸光物质吸收。

要求： A 能量足够高； B 波长范围尽可能宽；

C 良好的稳定性；

D 使用寿命长。

氢灯和氘灯：紫外区，185—400nm，中等强度

钨灯和卤钨灯：可见区，325—1200nm ，高强度，稳定性好.

单色器：将光源发射的复合光分解成单色光的装置。常用的单色器：棱镜和光栅

棱镜：依据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开

光栅：是利用光的衍射与干涉作用制成的

样品池（比色皿）：

功能：用于盛放分析试液

种类：石英比色皿：适用于可见光区及紫外光区，

玻璃比色皿：只能用于可见光区。

规格：0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm

检测器：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号的装置。

信号显示系统：检测器输出的电讯号一般比较弱，需经讯号处理器放大，由显示器把检测结果（吸光度、透光率或直接转换成浓度）显示出来。

●仪器测量误差是影响光度分析准确度的主要因素。

●显色反应：将待测组分转变成在紫外-可见区能产生吸收的有色物质的反应。

显色剂：能与被测组分生成紫外-可见吸光化合物的试剂。

显色反应的要求：

A．选择性好 B.灵敏度高（ε＝104—105）

C.生成的吸光物质组成恒定，性质稳定；

D.两种有色物（显色产物与显色剂）最大吸收波长之差（对比度）要

求△λ > 60nm 。

显色反应的条件：

（1）显色剂用量、酸度、显色温度、显色时间——通过实验确定

（2）干扰的消除： A 控制溶液酸度 B 加入掩蔽剂

C 改变干扰离子价态

D 选择适当的参比溶液

E 选择合适的测定波长

F 分离干扰离子

●仪器测量条件的选择：

1）入射光波长：灵敏度最大，干扰最小的波长

2）参比溶液（空白溶液）：调节分光光度仪器工作零点（T=100%，A = 0），消除显色溶液中其他有色物质的干扰，抵消比色皿壁及溶液对入射光的

反射和吸收的影响

3）读数范围的选择：一般T（透光率）：15 ～ 65% A：0.2 ～ 0.8

●应用：

定性分析：

1.定性鉴定：与标准物、标准谱图对照：

2.纯度检查：被检对象—紫外-可见区无吸收；可能的杂质—有吸收

3.结构分析：利用紫外可见吸收光谱可确定有机化合物中不饱和基团，

还可区分化合物的构型、构象、同分异构体

4.推测官能团

5.判断同分异构体

定量分析：

1.单组分物质的定量分析

*标准比较法（一标准法）：

相同条件下配制样品溶液和标准溶液，在最佳波长λ测二者吸光度A样和A标，根据朗伯-比尔定律求得被测组分浓度

*标准曲线法（工作曲线法）：

2.多组分物质的同时测定

*吸收光谱互不重叠 *吸收光谱单向重叠 *吸收光谱双向重叠 *双波长测定法：

1）在分析浑浊或背景吸收较大的复杂试样时显示出很大的优越性。

2）灵敏度、选择性、测量精密度等方面比单波长法有所提高。

第三章红外光谱法(IR)

●红外吸收光谱:由分子中振动和转动能级的跃迁而产生的分子吸收光谱，又

称振动-转动光谱。

●红外光谱法的特点：

1）应用范围广：除单原子分子及同核的双原子分子外，几乎所有有机物

2）固体、液体、气态样品均可进行测定；

3）特征性强：不同化合物谱图上吸收峰的位置、数目、形状等不同（定性分析和结构分析）；

4）样品用样量少，分析速度快，不破坏样品。

●红外光区的划分：

●波数：1cm中所含波的个数

●红外光谱图的表示方式：

以波长或波数为横坐标，以吸光度或透过率为纵坐标记录物质分子吸收红外光的谱图。

纵坐标：透过率（T %），表示吸收强度。吸收峰向下，波谷向上； T↓，表明吸收的越好，故曲线低谷表示是一个好的吸收带。

横坐标：表示吸收峰的位置。

●红外光谱图的主要参数：

1）峰的位置

2）峰的数目——分子结构的反映——定性分析

3）峰的强度——定量分析

●红外光谱产生的条件：

幅射体系发射的能量满足振动跃迁所需能量。E 幅射= △E跃迁

分子在振动过程中有偶极矩的变化

△u≠0 红外活性△u非红外活性

●对称分子：没有偶极矩的，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、

Cl

2、Cl

2

C= CCl

2

等。

*注：对称性分子的非对称性振动，有偶极矩变化的振动跃迁，有红外活性非对称分子：有偶极矩，红外活性。

●分子的振动自由度: 线性分子：3N－5（N原子个数）

非线性分子：3N－6 （N原子个数）

●基团频率:不同分子中同一类型的化学基团，在红外光谱中的吸收频率总是

出现在一个较窄的范围内，这种吸收谱带的频率称为基团频率。

●红外光谱的区域划分:

1)官能团区(基团频率)：4000—1300cm-1，判断特征基团（官能团）

2)指纹区：1300—650cm-1，判断碳链长短、判断顺反异构、判断苯环取代

指纹区（1300-650 cm-1）可用以判断烯烃和苯环的取代情况

●色散型红外光谱仪：光源→吸收池→单色器→检测器→放大记录系统

* 光源：通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度的连续红外辐射。

常用的是能斯特（Nernst）灯或硅碳棒。

* 吸收池：因玻璃、石英等料不能透过红外光，用可透过红外光的NaCl、KBr、CsI等材料制成窗片。

?固态试样：与纯KBr混匀压成薄片

?气态试样：注入抽成真空的气体样品池

?液态试样：滴在可拆池两窗之间形成薄的液膜

* 单色器：由色散元件、准直镜和狭缝构成。把通过样品池和参比池的复合光色散成单色光，再射到检测器上加以检测。

* 检测器：常用的红外检测器有高真空热电偶、热释电检测器和碲镉汞检测器。

*记录系统：计算机，自动记录谱图

●傅立叶变换红外光谱仪的原理

光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，通过试样后，包含的光信息需要经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。

特点：1）扫描速度极快，1s完成全光谱扫描

2）灵敏度高，检测限可达10-9—10-12 g

3）分辨率高，波数精度可达0.01cm-1

4）测量精密度、重现性好：可达0.1％，而杂散光小于0.01％。

5）测定光谱范围宽：可达10～104cm-1

6）仪器结构复杂，价格昂贵

对试样的要求：试样可以是液体、固体或气体，一般应要求：

1)试样应该是单一组份的纯物质，纯度应>98%

2)试样中不应含有游离水。水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，

而且会侵蚀吸收池的盐窗。

3)试样的浓度和测试厚度应选择适当，以使大多数吸收峰的透射比

处于10%-80%范围内。

样品制备：

样品制备

1)气态样品：可在玻璃气槽内进行测定，它的两端粘有红外透光的

NaCl或KBr窗片。先将气槽抽真空，再将试样注入。

2)液体和溶液试样：

液体池法：沸点较低，挥发性较大的试样用液体池法，可注入封

闭液体池中，液层厚度一般为0.01-1mm。

液膜法：沸点较高的试样用液膜法，直接滴在两片盐片之间，形

成液膜。

溶剂应选不腐蚀窗体材料、测试区无红外吸收、无强溶剂效应。常用CS2、CCl4、CHCl3等。

3)固体试样:

压片法：将1-2mg试样与200mg纯KBr研细均匀，置于模具中，

用（5-10）×107Pa压力在油压机上压成透明薄片，即可

用于测定。试样和KBr都应经干燥处理，研磨到粒度小于

2微米，以免散射光影响。

石蜡糊法：将干燥处理后的试样研细，与液体石蜡或全氟代烃混

合，调成糊状，夹在盐片中测定。

薄膜法：高分子化合物直接加热熔融后涂制或压制成膜。也可将

试样溶解在低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂

挥发后成膜测定。

溶液法：不宜研成细末的固体样品，用溶剂制成溶液，按液体样

品测试。

●衰减全反射技术 (ATR)

●应用：

1)定性分析：已知物的鉴定、真伪鉴定或成分比较、主要成分判别、未知物

结构的测定

2)定量分析：

a.红外光谱的摩尔吸收系数通常<103，因此吸收的灵敏度较低，对于含量

低于1%的组分常常不能测出。

b.红外光谱仪的透光狭缝常常较大，定量分析时入射光波长常常不是单

一波长，因此分析的精密度不高，定量分析不够准确。

c.紫外可见光谱主要用于有色分子或具有大共轭体系的有机物的定量分

析；而大多数有机物和无机物在红外光区都有吸收，因此红外光谱法

定量测定的范围要宽的多，对于定量分析性质相似的多组分混合物非

常有用。

第四章原子发射光谱分析法(AES)

●分子光谱：由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生，带状光谱。UV,

IR…

原子光谱：由原子内层或外层电子能级的变化产生，表现为线状光谱。AAS，AES…

●定义：根据待测物质的气态原子被激发时所发射的特征线状光谱的波长和强

度来测定物质的元素组成和含量的一种分析方法。

●原子发射光谱分析的一般过程:

激发分光检测

●原子发射光谱的特点:

1)灵敏度高：0.1—1 ug/g(一般光源)；ng/g(ICP）

2)选择性好：各元素具有不同的特征光谱

3)分析速度快：试样不需处理可直接测量，同时对几十种元素进行定性定

量分析；利用光电直读光谱仪，可在1—2min内同时测定

20多种元素

4)可多元素同时检测：各元素同时发射各自的特征光谱

5)样品用量少：几毫克—几十毫克

6)微量分析准确度高：RSD<1%

7)应用范围广：70多种金属和类金属元素

8)ICP-AES性能优越：线性范围4—6数量级，可测高中低不同含量试样，

一个试样同时进行多元素分析，又可测定各种不同含量●影响谱线强度的因素：

1）跃迁几率：谱线强度与跃迁几率成正比

2）激发能：激发能越小，谱线强度越强

3）统计权重：谱线强度与统计权重成正比

4）激发温度

5）基态原子数

●自吸（r）：位于中心的激发态原子发射的辐射被边缘的同种基态原子吸收，

使辐射强度降低的现象。

自蚀（R）：元素浓度低时，不出现自吸。随浓度增加，自吸越严重，当浓度达到一定值时，谱线中心完全吸收，如同出现两条线。

由于发射谱线的宽度比吸收谱线的宽度，自吸对谱线中心处的强度影响较大。

●主要由激发光源、分光系统、检测系统三部分组成

1.光源：

1）作用：提供试样蒸发、气化、原子化和原子激发所需要的能量。

2）要求：灵敏度高，稳定性好，光谱背景小，结构简单，操作安全等。

3）常用的激发光源：

*适宜固体试样直接分析的光源：电弧和电火花光源；

*适宜液体试样分析的光源：火焰和等离子体光源。

2.分光系统：

3.检测系统：

照相法---用感光板接收和记录光谱的方法。

采用照相法记录光谱的原子发射光谱仪称为摄谱仪

1）光谱投影仪（映谱仪）

观察谱线的位置及大致强度，进行光谱定性分析及半定量分析

2）测微光度计（黑度计）-测量感光板谱线强弱

摄谱并显像后在感光板上呈现出黑的谱线，感光层变黑的程度称为谱线黑度，它等于影像透过率T倒数的对数值。

定量分析时，感光板上谱线越黑，元素含量越高。

3）光电检测法---用光电倍增管或电感耦合器件接收记录光谱的方法。

光电法比照相法的分析速度快（一般2—3min可得结果），准确度高。

电荷耦合器件（全谱直读等离子体光谱仪,CCD）

●应用：

1 定性依据：原子的核外电子能级不同时，跃迁产生不同波长的光谱线，通

过检测特征光谱线是否存在，确证某元素是否存在。

元素不同→电子结构不同→发射光谱不同(特征光谱)

灵敏线：指元素谱线中易激发或激发电位较低的谱线。

主共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线，谱线强度大；通常也是最灵敏线。

最后线：当元素含量减至很小，最后仍然观察到的少数几条谱线；最后线一般是最灵敏线。

分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，用来判断元素存在与否的一组特征谱线（灵敏线）。

选用的分析线满足条件：

1）具有足够的强度，一般选用最后线（最灵敏线）作为分析线，不选自吸严重的谱线。

2）不应与其它干扰的谱线重叠。在定性分析时通常选3-5条谱线作为分析线即可。

3）若元素最灵敏线不在工作波段范围内，选用工作波段内的灵敏度稍定的谱线作为分析线。

4）分析线的选择应根据光源和具体元素而定。

注意：只要在试样光谱中检出了某元素的灵敏线，就可以确证试样中存在该元素。反之，若在试样中未检出某元素的灵敏线，则说明试

样中不存在被检元素，或者说该元素的含量在检测灵敏度以下。

2 定性方法：

标准试样光谱比较法：

将试样与已知的鉴定元素的化合物(或标准样品)在相同的条件下并列摄谱，然后将所得标准样品摄像谱图与样品谱图进行比较，如果元素谱线出现，这种元素就存在。只适合于试样中指定组分的定性分析。

波长测定法——测量波长的仪器为比长仪

铁谱比较法（元素标准光谱图）：

元素标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。

为什么选铁谱？

（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：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。

谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析线是否存在，并与标

准谱图对比确定。可同时进行多元素测定。

3 定性分析实验操作技术：

样品的要求：均匀、有代表性、无污染

在定性分析中通常选择灵敏度高的直流电弧，分析常见元素用中型石英摄谱仪。电极材料：采用光谱纯的碳或石墨，特殊情况采用铜电极

*内标元素和内标线的选择原则：

①内标元素可以选择基体元素，或另外加入，含量一定；

②内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以忽略的（铱）；

③内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；

④分析线对匹配，同为原子线或离子线，且应具有相同或相近的激发电位和

电离电位；

⑤分析线对波长应尽可能接近；

⑥强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸很小。

第五章原子吸收光谱分析法（AAS）

●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。位于光谱的紫外区和可见区。测定痕量和超痕量元素的有效方法

●AAS与UV比较

相同点：

1）都依据样品对入射光的吸收进行测量。

2）都遵循朗伯-比耳定律。

3）均由四大部分组成：光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器。

不同点：

1）吸收物质的状态不同。

紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。

原子吸收光谱：基态原子蒸气，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。

2）单色器与吸收池的位置不同。

紫外可见：光源→单色器→比色皿。

原子吸收：光源→原子化器→单色器

●AAS与AES比较

相似处：产生光谱的对象都是原子。

不同处：

AAS：利用的是原子的吸收现象，是基于“基态原子”选择性吸收光辐射能，并使该光辐射强度降低而产生的光谱(共振吸收线)；吸收线的数目少。

AES：利用的是原子的发射现象；是基态原子受到热、电或光能的作用，原子从基态跃迁至激发态，然后再返回到基态时所产生的光谱(共振发射

线和非共振发射线)。发射线的数目多。

●原子吸收光谱特点：

1）灵敏度高、检出限低。

2）选择性好，抗干扰能力强。准确度和精密度高。微量0.1%—0.5％，痕量<0.1% 。

3）用量小。 5）操作简便、分析速度快。

4）应用范围广。可测定70多种元素，联用进行形态和同位素分析，间接测定有机化合物。

局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元素；原子化温度低，难熔元素、非金属元素测定困难。

●应用：冶金、化工、环保水质、食品检验、生化制药、临床医学

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现代仪器分析简答

1、现代仪器分析法有何特点？它的测定对象与化学分析法有何不同？ 分析速度快，自动化程度高，特别适用于大批量分析； 灵敏度高，试样用量少，适合微量和痕量组分； 用途范围广，能适合各种分析的要求；选择性高 2、评价一种仪器分析方法的技术指标是什么？ 主要技术指标： 1、精密度； 2、准确度； 3、标准曲线； 4、灵敏度； 5、检出限； 6、选择性 3、影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？ 答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度 △ fN 多普勒变宽和压力变宽。 其中最主要的 是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 4、原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？ 答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 光源的作用：发射待测元素的特征谱线。 原子化器的作用：将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。 分光系统的作用：把待测元素的分析线与干扰线分开，使检测系统只能接收分析线。 检测系统的作用： 把单色器分出的光信号转换为电信号， 经放大器放大后以透射比或吸光度 的形式显示出来。 5、与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器有哪些优缺点？ 答：与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器的优点有：原子化效率高， 气相中基态原子浓度 比火焰原子化器高数百倍，且基态原子在光路中的停留时间更长，因而灵敏度高得多。 缺点：操作条件不易控制，背景吸收较大，重现性、准确性均不如火焰原子化器，且设备复 杂，费用较高。 6、测定植株中锌的含量时，将三份 1.00g 植株试样处理后分别加入 0.00mL 、 1.00mL 、 2.00mL0.0500mol?L-1ZnCl2 标准溶液后稀释定容为 25.0mL ，在原子吸收光谱仪上测定吸光 度分别为0.230、0.453、0.680,求植株试样中锌的含量( 3.33 X10-3g.g-1 )。 解：设植株试样中锌的含量为 Cx mol.L-1 ??? A1=KCx A2=K(25 X 10-3Cx+1.00 0X .0500 A3=K(25 X 10-3Cx+2.00 0X .0500 解之得 Cx=2X 10-3 mol.L-1 7、 电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外及可见光区吸收光谱中反映出来？ 答：电子跃迁的类型有四种： 6^6 * n 宀6* n ^n* n^n 。* 其中n ~6* n ~n* n^n 的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来。 8、何谓发色团和助色团？举例说明。 答：发色团指含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生 n ^n*或 n^n 跃迁的基团。例如： > C=C V, — C = C — ,> C=O , — N=N —, — COOH 等。 助色团：指含有未成键 n 电子 本身不产生吸收峰 但与发色团相连能使发色团吸收峰向 长波方向移动 吸收强度增强的杂原子基团。 例如： —NH2 —OH —OR —SR —X 等。 ?/ A=KC X 65.4 X 10-3)/25 1X 0-3 X 65.4 X 10-3) /25 10X -3 ?植株试样中锌的含量为 3.33X 10-3g.g-1

现代仪器分析-荧光分析教案

学习好资料欢迎下载 题目: 荧光分析法 教学目的与要求: （1）掌握分子荧光、磷光和化学发光的产生机理；掌握激 发光谱和发射光谱特征。 （2）掌握荧光与分子结构的关系以及溶液的荧光（磷光） 强度影响因素。 （3）熟悉荧光（磷光）分析法的特点及定量测定方法。 （4）了解磷光分析法的类型。 （5）熟悉荧光、磷光和化学发光分析仪器的结构。 内容与时间分配: ①荧光分析原理：120min； ②荧光仪器：20min； ③分析方法：40min； ④磷光分析简介：20min； 重点与难点: 1、荧光的产生； 2、荧光光谱与激发光谱； 3、荧光与分子结构 4、影响因素 5、分析方法 教具准备: PPT

荧光分析法（fluorometry） 灵敏度高，紫外－可见法10－7g/ml 待测物质：分子荧光 原子荧光 激发光：紫外可见荧光 红外可见荧光 X－射线荧光 1、基本原理 利用目一波长得光照射试样，使试样吸收这一辐射，然后再发射出波长相同或较长得光，若这种再发射约在10-9秒内发生，称为荧光，利用荧光得强度和特性对物质进行定性、定量分析，称为荧光分析法。 当分子轨道中电子吸收光子跃迁， 若电子跃迁后，处于自旋方向相反得状态，则总自旋量子数S＝0，体系的多重性M=2S+1，既为激发态的单线态（此分子在磁场中不产生能级裂分） 若电子跃迁后，处于自旋方向相同的状态，则总自旋量子数S=1/2+1/2=1,体系的多重性M=2S+1=3,即为三线态（在磁场中，三线态的电子能级产生裂分，一条线可分裂成三条线。三线态的能量较相应单线态的能量低）。 [电子由单→单跃迁，所需E1

现代仪器分析复习题

绍兴文理学院《现代仪器分析》复习题 一、填空题 1、按照固定相的物态不同，可将气相色谱法分为_气固色谱_和气液色谱，前者的固定相是固体吸附剂，后者的固定相是涂在固体担体上或毛细管壁上的液体。 2、按固定相外形，可将气相色谱法分为柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱) 3、分离非极性物质，用非极性固定液，试样中各组分按沸点次序流出，沸点低，tr小，沸点高，tr大。 4、分离极性物质，用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小，tr小；极性大， tr 大。 5、最为有效地增加柱效的方法是减小填充物的粒径。 6、电子从基态吸收光后跃迁到激发态，称这种吸收谱线为共振线，如果跃迁到第一激发态，就称之为第一共振线 7、色谱分离的基本理论是塔板理论、速率理论。分别从组分在两相间的分配、组分在色谱柱中的运动描述了色谱行为。 8、为使组成复杂的混合物能够更好的分离，气相色谱法常常采用程序升温分析模式，而高效液相色谱法常采用梯度淋洗分析模式。 9、气相色谱仪中气化室的作用是保证样品迅速完全气化。气化室温度一般要比柱温高30-70℃，但不能太高，否则会引起样品分解。 10、在气液色谱中，被分离组分分子与固定液分子的性质越相近，则它们之间的作用力越大，该组分在柱中停留的时间越长，流出色谱柱越慢。 11、按组份在固定相上的分离机理，气相色谱法可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱以及凝胶色谱（尺寸排阻色谱）等几种。 12、气相色谱气化室的作用是将液体或固体试样瞬间气化而不分解。 13、两组分保留值差别的大小，反映了色谱柱分离能力的高低。 14、分子对红外辐射产生吸收要满足的条件是(1) _分子的振动方式必须是红外或心活性的_，(2) _某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同（即能产生瞬时偶极矩变化）_。 15、原子的吸收线具有一定的宽度，引起原子吸收线变宽的主要原因是自然宽度，多普勒变宽和压力变宽（劳伦兹变宽）。

现代仪器分析重点总结(期末考试版)

现代仪器分析：一般的说，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。灵敏度：指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度。灵敏度也就是标准曲线的斜率。斜率越大，灵敏度就越高 光分析法：利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。 光吸收：当光与物质接触时，某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。 原子发射光谱法：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。 多普勒变宽：原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽：待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团：本身不吸收紫外、可见光，但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动，且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 使用石墨炉原子化器是，为防止样品及石墨管氧化应不断加入（N2）气，测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 光谱及光谱法是如何分类的？ ⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。 原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。 选择内标元素和分析线对有什么要求？ a. 若内标元素是外加的，则该元素在分析试样中应该不存在，或含量极微可忽略不计，以免破坏内标元素量的一致性。 b. 被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能，以避免“分馏”现象发生。 c. 分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近（激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线对”）；分析线对应该都是原子线或都是离子线，一条原子线而另一条为离子线是不合适的。 d. 分析线和内标线的波长要靠近，以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合适。 e. 内标线和分析线应是无自吸或自吸很小的谱线，并且不受其他元素的谱线干扰。 原子荧光光谱是怎么产生的？有几种类型？ 过程：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辐射即为原子荧光。 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 为什么原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响？ 影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法。内标法属相对强度法，是在待测元素的谱线中选一条谱线作为分析线，然后在基体元素或在加入固定量的其他元素的谱线中选一条非自吸谱线作为内标线，两条谱线构成定量分析线对。 通常为什么不用原子吸收光谱法进行物质的定性分析？ 答：原子吸收光谱法是定量测量某一物质含量的仪器，是定量分析用的，不能将物质分离，因此不能鉴定物质的性质，因此不能。。。。 原子吸收光谱法，采用峰值吸收进行定量分析的条件和依据是什么？ 为了使通过原子蒸气的发射线特征(极大)频率恰好能与吸收线的特征(极大)频率相一致，通常用待测元素的纯物质作为锐线光源的阴极，使其产生发射，这样发射物质与吸收物质为同一物质，产生的发射线与吸收线特征频率完全相同，可以实现峰值吸收。 朗伯比尔定律的物理意义是什么？偏离朗伯比尔定律的原因主要有哪些？ 物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中的吸光物质的浓度C及液层厚度L的乘积成正比。A=kcL 偏离的原因是：1入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。2溶液的不均匀性，如部分入射光因为散射而损失。3溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。 影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？ 答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度Δf N、多普勒变宽和压力变宽。其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件和依据是什么？ 答：原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件：①光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度；②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率ν0相重合。定量的依据：A=Kc 原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？ 答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。

现代仪器分析 重点内容综述

一，原子发射光谱法：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。 多普勒变宽：原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽：待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团：本身不吸收紫外、可见光，但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动，且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 2.根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 3.原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 4.使用石墨炉原子化器是，为防止样品及石墨管氧化应不断加入（N2）气，测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 5.光谱及光谱法是如何分类的？⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 6.原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 7.分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 8.吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。 9.发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。 10.原子荧光。 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 11.原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响 12.朗伯比尔定律 物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中的吸光物质的浓度C及液层厚度L的乘积成正比。A=kcL 偏离的原因是：1入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。2溶液的不均匀性，如部分入射光因为散射而损失。3溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。 13.影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度ΔfN、多普勒变宽和压力变宽。其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。 14.原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。 原子化器的作用：将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。 分光系统的作用：把待测元素的分析线与干扰线分开，使检测系统只能接收分析线。 检测系统的作用：把单色器分出的光信号转换为电信号，经放大器放大后以透射比或吸光度的形式显示出来。 15.与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器有哪些优缺点？ 与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器的优点有：原子化效率高，气相中基态原子浓度比火焰原子化器高数百倍，且基态原子在光路中的停留时间更长，因而灵敏度高得多。缺点：操作条件不易控制，背景吸收较大，重现性、准确性均不如火焰原子化器，且设备复杂，费用较高 16.原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类 17.比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。 答：标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便。缺点是：对个别样品测定仍需配制标准系列，手续比较麻烦，特别是遇到组成复杂的样品测定，标准样的组成难以与其相近，基体效应差别较大，测定的准确度欠佳。 标准加入法的优点是可最大限度地消除基干扰，对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析，准确度较高；缺点是

现代仪器分析与实验技术复习题

现代仪器分析与实验技术 一.名词解释 标准曲线:是待测物质的浓度或含量与仪器信号的关系曲线,由于是用标准溶液测定绘制的,所以称为标准曲线。 准确度:是指多次测定的平均值与真值(或标准值)相符合的程度,常用相对误差来表示。 超临界流体:某些具有三相点和临界点的纯物质,当它在高于其临界点即高于其临界温度和临界压力时,就变成了既不是气体也不是液体而是一种性质介于气体和液体之间的流体,称为超临界流体。 延迟荧光:分子跃迁至T1态后,因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态,经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。这种荧光称为延迟荧光。 精密度:是指在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。 灵敏度：指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的改变量，它受校正曲线的斜率比较和仪器设备本身精密度的限制。 检出限：是指能以适当的置信度被检出的组分的最低浓度或最小质量。 线性范围：指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。 梯度洗脱:指在一个分析周期中,按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成(如溶剂的极性、离子强度、pH等)和配比,使样品中的各个组分都能在适宜的条件下得到分离。 锐线光源:锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态,在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 自吸收：指当浓度较大时，处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收，使谱线的强度减弱，这种现象称为自吸收。 原子线:原子外层电子吸收激发能后产生的谱线称为原子线。 离子线：离子外层电子从高能级跃迁到低能级时所发射的谱线。 电离能：使原子电离所需要的最小能量。 共振线：在所有原子发射的谱线中凡是由各高能级跃迁到基态时所长生的谱线。

传统分析方法与现代仪器分析法的比较

传统分析方法与现代仪器分析法的比较 【摘要】随着现代科技的发展，传统的化学分析方法也在与时俱进，逐步与现代科技相融合、渗透，从而使化学分析的效率比以往更加富有成效，分析的精密度、准确度更加优异，分析结果也使人更加放心，通过氯化物的传统滴定方法与间断式流动分析仪仪器法的对比，得出传统法与仪器法的各自优缺点，仅作参考。 【关键词】滴定法；仪器法；氯化物 1 实验原理比较 氯化物广泛存在于天然水中，传统测定方法是滴定法，在中性或弱碱性溶液中，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定氯化物时，由于氯化银的溶解度小于铬酸银，氯离子首先被完全沉淀，然后铬酸根才以铬酸银的形式沉淀出来，产生砖红色物质，指示氯离子滴定的终点。 目前分析氯化物的仪器主要是间断化学分析仪、流动注射分析仪、离子色谱仪等，以间断化学分析仪为例，Smartchem140全自动化学分析仪工作原理实际上是经典的比色法，试剂和样品被精确地加入反应槽，搅拌混匀，反应，然后反应混合物被传送到高精度比色计测量吸光度。 2 仪器与试剂比较 滴定法所用实验器材 锥形瓶；棕色酸式滴定管； NaCI、AgNO3、K2CrO4、NaOH（均为分析纯）； 间断化学分析仪所用实验器材 比色杯、流通池、0.45微米滤膜过滤装置（上海摩速有限公司） 3 样品测定比较 滴定法首先取150mL水样置于锥形瓶中，另外取一个锥形瓶加入50mL蒸馏水作空白，加入1mL K2CrO4指示液，用AgNO3、标准溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现即为终点，整个实验过程都是手工操作，费时费力，分析一个水样耗时十几分钟，不适合大批量样品分析。 间断化学分析仪Smartchem-140采用目前世界上最先进的第二代全自动间断化学分析技术，吸光率反应终点采取了比色管直读式，样品与试剂在独立的

现代仪器分析重点总结(期末考试版)

分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 已知一物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸收系数κ为 1.4×104L·mol-1·cm-1，现用1cm吸收池测得该物质溶液的吸光度为0.850，计算溶液的浓度。 解：∵A=KCL ∴C=A/（KL）=0.850/(1.4×104×1)=0.607×10-4（mol·L-1 ） 10．K2CrO4的碱性溶液在372nm处有最大吸收,若碱性K2CrO4溶液的浓度c(K2CrO4)=3.00×10-5mol· L-1,吸收池长度为1cm,在此波长下测得透射比是71.6%。计算：（1）该溶液的吸光度；（2）摩尔吸收系数；（3）若吸收池长度为3cm，则透射比多大？ 解：(1)A=-lgT=-lg71.6%=0.415 (2)K=A/(CL)=0.415/(3.00×10-5×1)=4.83×103 （L·mol-1·cm-1 ） (3)∵lgT=-A=-KCL=-4.83×103×3.00×10-5×3=-0.4347 ∴T=36.75% 苯胺在λmax为280nm处的κ为1430 L·mol-1·cm-1，现欲制备一苯胺水溶液,使其透射比为30%,吸收池长度为1cm,问制备100mL该溶液需苯胺多少克? 解：设需苯胺X g,则∵A=-lgT= KCL ∴0.523=1430×(X/M×100×10-3) ×1 X=3.4×10-3g 精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次平行测定所得测定结果的一致程度。精密度常用测定结果得标准偏差 s 或相对标准偏差（sr）量度。 二光分析导论 和活度） 四原子吸收光谱法 原子吸收光谱法的分析方法 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。主共振吸收线就是该元素的灵敏线，也是原子吸收中最主要的分析线。基态原子数与待测元素含量的关系温度增加，则Nq/N0 大，即处于激发态的原子数增加；当温度保持不变时，电子跃迁能级差越小的元素，形成的激发态原子就越多， Nq/N0 则越大 轮廓表示原子吸收线轮廓的特征量 是吸收线的特征频率V o和宽度。 2）极大（峰）值吸收法以半宽比 吸收线的半宽还要小得多的锐线光 源来代替产生连续光谱的激发光 源，测量谱线的峰值吸收。 光源：锐线光源空心阴极灯 火焰类型：富燃焰、贫燃焰、化学 计量火焰 低温原子化技术：氢化物发生法（Sn As Se Sb Ge Pb）和冷原子化法（汞） 测定条件选择 ①狭缝宽度——不引起吸光度减 小的最大狭缝宽度②分析线— —灵敏度高、干扰少 ③灯电流——保证输出稳定和适 当光强的条件下，尽量选用低的工 作电流 ④试样用量——根据实验确定，在 合适的燃烧器高度下，调节毛细管 出口的压力以改变进样速率，达到 最大吸光度值的进样量 特征浓度：Cc（又称百分灵敏度） 是指产生1%净吸收（吸光度为 0.0044）的待测元素浓度。 干扰及消除方法※ 物理干扰、化学干扰、电离干扰、 光谱干扰 1、物理干扰消除：配制与待测溶液 组成相似的标准溶液或者采用标准 加入法，使试液与标准溶液的物理 干扰相一致 2、化学干扰消除：①加释放剂消除： 能与干扰元素生成更稳定、更难挥 发的化合物，而释放待测元素。 ②加保护剂消除：能与待测元素形 成络合物，在元素中更易原子化 3、电离干扰消除：加入消电离剂消 除，大量易电离的其它元素抑制待 测元素的电离 4、光谱干扰消除：非共振线干扰— 减小狭缝消除 背景吸收干扰（空白校正、氘灯校 正和塞曼效应校正） 五紫外-可见吸收光谱法 利用紫外-可见分光光度计测量物 质对紫外-可见光的吸收程度和紫 外-可见吸收光谱来确定物质的组 成、含量，推测物质结构的分析方 法。 朗伯—比尔定律A=kcL 电子跃迁的类型 成键σ电子（单键轨道） 成键π电子（双键或叁键轨道） 未成键n 电子（非键轨道）主要有 四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序 为：n→π*＜π→π*≤n→σ*＜σ →σ* 吸收带：R吸收带n→π*跃迁产生 K共轭体系中的π→π*B芳香族 化合物的π→π*产生的精细结构 吸收带E芳香族化合物的π→π* 产生的，芳香族化合物特征吸收 影响紫外可见吸收光谱的因素 1. 共轭效应π→π共轭使吸收峰 波长长移，吸收强度增加 2. 助色效应助色团的n电子与发 色团的π电子共轭，使吸收峰波长 长移，吸收强度增加的现象。 3. 超共轭效应烷基的σ电子与共 轭体系中的π电子共轭，使吸收峰 波长长移，吸收强度增加的现象。 4. 溶剂效应由溶剂的极性强弱引 起吸收峰波长发生位移，吸收强度 和形状发生改变的现象。（溶剂极性 增加）长移：π→π*吸收峰向长波 方向移动的现象。红移短移：π→ π*吸收峰向短波方向移动的现象。 紫移 测量条件选择，应注意: 1、入射光波长的选择： 选择被测物质的最大吸收波长作为 入射光波长。这样，灵敏度较高， 偏离朗伯-比耳定律的程度减小。 当有干扰物质存在时，应根据“吸 收最大、干扰最小”的原则选择入 射光波长。 2、吸光度读数范围的选择：为了减 少浓度的相对误差，提高测量的准 确度，一般控制待测液的吸光度在 0.2~0.7，可通过改变称样量、稀释 溶液以及选择不同厚度的吸收池来 控制吸光度。 3参比的溶液选择原则是使溶 液的吸光度能真正反应待测物的浓 度。 ①纯溶剂空白：当试液、试剂、显 色剂均无色时，可用蒸馏水作参比 液，称纯溶剂空白。 ②试剂空白：试液无色，试剂、显 色剂有色，采用不加试液的空白溶 液作参比，称试剂空白。 ③试液空白：试剂和显色剂均无色 时，而试液中其他离子有色时，应 采用不加显色剂的试液溶液作参比 液，称试液空白。 4、溶剂的选择：饱和有机化合物的 选择：低极性、惰性 5、显色反应条件：ph值范围 七分子发光光谱 分子去激类型：无辐射去激；辐射 去激 分子荧光分子磷光 原理分子第一 单重激发 态（S1） 的最低振 动能级到 基态（S0） 的不同振 动能级的 辐射跃迁 分子第一 三重激发 态（T1） 的最低振 动能级到 基态（S0） 的不同振 动能级的 辐射跃迁 特点概率大， 辐射过程 快， 损耗能量 大，波长 磷光大于 荧光，寿 命长 十一电化学分析法 电极分类 按电极电位形成的机理把能够建立 平衡电位的电极分为金属基电极和 膜电极第一类电极：金属和该金 属离子溶液组成的电极体系，电位 由金属离子活度系数决定 第二类电极;金属、金属难溶盐与该 难溶盐的阴离子溶液相平衡构成， 与该溶液中构成难容盐的阴离子活 度的对数呈线性关系常见甘汞电 极、Ag—AgCl电极 第三类电极：零类电极，由石墨、 金铂等惰性导体浸入含有氧化还原 电对的溶液中构成，也成氧化还原 电极。（溶液中氧化还原电对的性质 十六气相色谱法 适用范围：沸点在500度以下；在 操作条件下，热稳定性良好的物质， 原则上均可采取气相色谱法。 固定液的选择：根据相似相容原理 气相色谱检测器类型 浓度型：热导检测器、电子捕获器 质量型：氢火焰离子化检测器、火 焰光度检测器 操作条件的选择：载气及其流速的 选择；柱温的选择；载体和固定液 含量的选择；进样条件的选择 毛细血管和填充柱的区别：1、采用 分流进样方式 2、尾吹系统 十七高效液相色 适用范围：不受样品挥发和热稳即 相对分子质量的限制，只要把样品 制成溶液即可 基本部分：高压输液系统，进样系 统，分离系统，检测系统 正相键合色谱与反向键和色谱的区 别： 正相：流动相极性低而固定相高 反向：流动相极性大于固定相极性

《现代仪器分析》教学大纲

《现代仪器分析》教学大纲 课程编号： 课程名称：现代分析/ Modern Instrumental Analysis 学时/学分：40 /2.5 先修课程：无机及分析化学、有机化学 适用专业：化学工程与工艺 开课学院（部）、系(教研室)：化学工程学院制药工程系 一、课程的性质与任务 仪器分析与光谱解析是制药工程专业的学科基础必修课。 本课程要求学生掌握各种仪器分析方法的基本原理、基本方法和基本操作。熟悉各种典型光谱的解析及色谱法的分离条件的选择。了解各种仪器的工作原理，以及各种仪器分析方法在药学中的应用。 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1.电位法及永停滴定法 电化学分析法的基本原理（分类、基本原理）；直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测定方法、应用及示例。 2.气相色谱法 气相色谱法的基本原理（基本概念、塔板理论、Van Deemter方程式简介），色谱柱（固定液、载体、气－液色谱填充柱的制备），气－固色谱填充柱、毛细管色谱柱简介，检测器（热导、氢焰）分离条件的选择，定性、定量分析方法，应用与示例等。 3.高效液相色谱法 高效液相色谱法的基本原理（Van Deemter）； 方程式在HPLC与GC中表现形式、Giddings方程式简介），各类高效液相色谱法：液－固吸附色谱法、液－液分配色谱法、化学键合相色谱法（反相键合相色谱法、正相键合相色谱法、离子抑制色谱法、离子对色谱法），离子交换色谱法与离子色谱法、空间排斥色谱法，其他色谱法简介（胶束色谱法、手性色谱法、亲合色谱法），高效液相色谱固定相，流动相、仪器装置、定性与定量分析方法及毛细电泳法简介。 4.紫外—可见光度法 紫外—可见光谱的跃迁机理；Lambert-beer定律；精细结构；溶剂效应；wood-word吸收定则及应用。 5.红外光谱法 红外光谱的跃迁机理；判别定则；拉曼光谱；Fourier变换红外光谱；试样的制备和仪器等。 6.核磁共振 核自旋能级跃迁的基本原理；Zeeman能级；Boltzman分布；核的进动与弛豫；化学位移及其影响因素；13C—1H自旋—自旋偶合；偶合常数及其影响因素；NMR光谱的改进；奥氏核效应；二维谱。 7.质谱

现代仪器分析复习题 刘约权

第一章、绪论 1、分析化学由仪器分析和化学分析组成。化学分析主要测定含量大于1%的常量组分；现代仪器分析具有准确、灵敏、快速、自动化程度高的特点，常测定含量很低的微、痕量组分。 2、仪器分析方法分为光分析法、电化学分析法、分离分析法、其他分析法。 3、主要评价指标有：精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。 4、标准曲线的线性范围越宽，式样测定的浓度适用性越强。 5、检出限以浓度表示时称作相对检出限；以质量表示时称作绝对检出限。 6、检出限D=3So/b So为空白信号的标准偏差；b为灵敏度即标准曲线的斜率。 7、采样的原则：要有代表性；采样的步骤：采集、综合、抽取；采集方法：随即取样与代表性取样结合的方式；样品的制备：粉碎、混匀、缩分（四分法）。 8、提取的效果取决于溶剂的选择和提取的方法。 9、溶剂选择的原则：对待测组分有最大的溶解度而对杂质有最小的溶解度。 10、消解法有干法和湿法。湿法主要采用：压力密封消解法、微波加热消解法。 11、样品纯化主要采用色谱法、化学法和萃取法。 1、光谱及光谱法是如何分类的？⑴产生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱；⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱；⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 5、原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 6、分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 7、吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，

2014.01现代仪器分析卷A

中南林业科技大学食品科学与工程学院课程考试试卷 此课程为闭卷考试！ 课程名称：现代仪器分析；试卷编号： A 卷；考试时间：100分钟 注意：答案请写在答题纸上！ 一、填空题（每空2分，共20分） 1、根据固定相的不同，气相色谱法分为 和 。 2、紫外可见分光光度计中，在可见光区使用的光源是 ，用的棱镜和比色皿的材质可以是玻璃； 而在紫外光区使用的光源是 ，用的棱镜和比色皿的材质一定是 。 3、在荧光光谱中, 测量时, 通常检测系统与入射光的夹角呈 度。 4、物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中 及 的特性，而不是它的整个分子的特 性。 5、在原子吸收光谱分析中，只有采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的 ，且使它们的 中心频率一致，方可采用测量 来代替测量积分吸收的方法。。 二、选择题（每题2分，共20分） 1、气相色谱分析使用热导池检测器时，最好选用（ ）做载气，其效果最佳。 ①H 2气 ②He 气 ③Ar 气 ④N 2气 2、分离有机胺时，最好选用的气相色谱柱固定液为（ ）。 ①非极性固定液 ②高沸点固定液 ③混合固定液 ④氢键型固定液 3、一般气相色谱法适用于（ ）。 ①任何气体的测定 ②任何有机和无机化合物的分离测定 ③无腐蚀性气体与在气化温度下可以气化的液体的分离与测定 ④无腐蚀性气体与易挥发的液体和固体的分离与测定 4、气相色谱仪分离效率的好坏主要取决于下列何种部件( )。 ①进样系统 ②分离柱 ③热导池 ④检测系统。 5、选择固定液的基本原则是( )。 ①相似相溶 ②待测组分分子量 ③组分在两相的分配 ④流动相分子量 6、原子吸收光谱分析仪的光源是( )。 ①氢灯 ②氘灯 ③钨灯 ④空心阴极灯 7、电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的( )。 学专业班级 装订线(答题不得超过此线)

现代仪器分析复习题不完全整理中国海洋大学

第一章绪论复习题 一.名词解释 1. 灵敏度 2. 相对标准偏差 3. 检出限 4. 信噪比 5. 定量限 二．简答题 1.仪器分析方法有哪些分类？

2.仪器性能指标有哪些？分别如何判定？ 3.常用三种仪器分析校正方法各有何特点？ 第二章原子发射光谱法复习题 一．名词解释 1. 等离子体 2. 趋肤效应 3. 通道效应 4. 共振线 5. 分析线 6. 谱线自吸 7. 光谱载体 8. 光谱缓冲剂 二.简答题

1.原子光谱与原子结构、原子能级有什么关系？为什么能用它来进行物质的定性分析？ 能量，跃迁，转换，电磁辐射释放 2.光谱分析时狭缝宽度如何选择？ 定性：较窄提高分辨率 定量：较宽提高灵敏度 3.影响原子发射谱线强度的因素有哪些？（同教材P46-47 3-9） 1）统计权重：谱线强度与激发态和基态的统计权重之比g i/g o成正比 2）跃迁概率：谱线强度与跃迁概率成正比 3）激发能：负相关 4）激发温度：正相关。但升高温度易电离。 5）基态原子数：一定实验条件下，上述条件影响因素均为常数，则谱线强度与基态原子数成正比。 4.简述ICP ：光源的组成、形成原理及特点。 组成：ICP 光源是由高频发生器和感应圈、等离子体炬管和供气系统、试样引入系统组成 原理：当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场。 开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流磁场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流），其电阻很小，电流很大（数百安），产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 特点：优点： （1）检出限低，一般在10-5~10-1ug/mL。可测70多种元素。

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第一章绪论复习题 一.名词解释 1. 灵敏度 2. 相对标准偏差 3. 检出限 4. 信噪比 5. 定量限 二．简答题 1.仪器分析方法有哪些分类？

2.仪器性能指标有哪些？分别如何判定？ 3.常用三种仪器分析校正方法各有何特点？ 第二章原子发射光谱法复习题 一．名词解释 1. 等离子体 2. 趋肤效应 3. 通道效应 4. 共振线 5. 分析线 6. 谱线自吸 7. 光谱载体 8. 光谱缓冲剂 二.简答题

1.原子光谱与原子结构、原子能级有什么关系？为什么能用它来进行物质的定性分析？ 能量，跃迁，转换，电磁辐射释放 2.光谱分析时狭缝宽度如何选择？ 定性：较窄提高分辨率 定量：较宽提高灵敏度 3.影响原子发射谱线强度的因素有哪些？（同教材P46-47 3-9） 1）统计权重：谱线强度与激发态和基态的统计权重之比g i/g o成正比 2）跃迁概率：谱线强度与跃迁概率成正比 3）激发能：负相关 4）激发温度：正相关。但升高温度易电离。 5）基态原子数：一定实验条件下，上述条件影响因素均为常数，则谱线强度与基态原子数成正比。 4.简述ICP ：光源的组成、形成原理及特点。 组成：ICP 光源是由高频发生器和感应圈、等离子体炬管和供气系统、试样引入系统组成 原理：当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场。

开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流磁 场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流），其电阻很小，电流很大（数百安），产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 特点：优点： （1）检出限低，一般在10-5~10-1ug/mL。可测70多种元素。 温度高，“通道效应”，停留时间长，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。 （2）稳定性好，精密度、准确度高。 中心通道进样对等离子体的稳定性影响小；RSD 1%。 （3）自吸效应、基体效应小，电离干扰小，无电极污染。 “趋肤效应”使表面温度高轴心温度低，自吸效应小；进样量小； ICP中电子密度大，碱金属电离的影响小；ICP焰炬是气体放电。 （4）线性范围宽，可达4～6个数量级。 除痕量、微量元素，还可测高含量元素。 （5）可进行多元素同时测定或顺序测定。 与其他光源相比，定量分析的功能更强。 缺点：对非金属测定的灵敏度低； 仪器昂贵； 操作费用高。

现代仪器分析知识点总结

现代仪器分析 绪论: 1仪器分析定义:现代仪器分析就是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础,借助比较复杂或特殊的现代仪器,对待测物质进行定性、定量及结构分析与动态分析的一类分析方法。2仪器分析的特点:灵敏度高,试样用量少;选择性好;操作简便,分析速度快,自动化程度高;用途广泛,能适应各种分析要求;相对误差较大。需要价格比较昂贵的专用仪器。3仪器分析包括:光分析法;分离分析法;电化学分析法;分析仪器联用技术;质谱法。4光分析:光分析法就是利用待测组分的光学性质(如光的发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等)进行分析测定的一种仪器分析方法。5光谱法包括:紫外／可见吸收光谱法;原子吸收光谱法;原子发射光谱法;分子发光分析法;拉曼光谱法;红外光谱法。6电化学分析法:电化学分析法就是利用待测组分在溶液中的电化学性质进行分析测定的一种仪器分析方法。7电化学分析法包括:电导分析法;电位分析法;极谱与伏安分析法;电解与库仑分析法。8分离分析法:利用物质中各组分间的溶解能力、亲与能力、吸附与解吸能力、渗透能力、迁移速率等性能的差异,先分离后分析测定的一类仪器分析方法。分离分析法包括:超临界流体色谱法;气相色谱法;高效液相色谱法;离子色谱法;高效毛细管电泳法;薄层色谱法。９质谱法:质谱法就是将待测物质置于离子源中电离形成带电离子,让离子加速并通过磁场或电场后,离子将按质荷比(m/ｚ)大小分离,形成质谱图。依据质谱线的位置与质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。1０联用分析技术:已成为当前仪器分析的重要发展方向。将几种方法结合起来,特别就是分离方法(如色谱法)与检测方法(红外吸收光谱法、质谱法、原子发射光谱法等)的结合,汇集了各自的优点,弥补了各自的不足,可以更好地完成试样的分析任务。气相色谱—质谱法(GC—MS)、气相色谱—质谱法—质谱法(GＣ—ＭS—MＳ)、液相色谱—质谱法(HPLC—ＭS)。１1仪器分析方法的主要评价指标:精密度(Preｃｉsion) ;准确度(Aｃｃｕrａcy);选择性(Sｐecifiｃitｙ);标准曲线(Calibrａtion Cｕｒve);灵敏度(Ｓensiｔivity);检出限(Detectｉon Liｍit)。１2精密度:指在相同条件下用同一方法对同一样品进行多次平行测定结果之间的符合程度。同一人员在相同条件下测定结果的精密度—重复性、不同人员在不同实验室测定结果的精密度—再现性。１3准确度:指测定值与真值相符合的程度。准确度常用相对误差Er来描述; Ｅｒ越小,准确度越高。准确度就是分析过程中系统误差与随机误差的综合反映,准确度愈高分析结果才愈可靠。１4选择性:指分析方法不受试样中基体共存物质干扰的程度。选择性越好,即干扰越少。15标准曲线:就是待测物质的浓度(或含量)与仪器响应(测定)信号的关系曲线。标准曲线的直线部分所对应的待测物质浓度(或含量)的范围称为该方法的线性范围。16灵敏度:待测组分单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值的变化程度,用b表示。指在浓度线性范围内标准曲线的斜率。斜率越大,方法的灵敏度就越高。17检出限:指某一分析方法在给定的置信度能够被仪器检出的待测物质的最低量。Ｄ＝3S0／b;S0—空白信号(仪器噪声)的标准偏差、ｂ—分析方法的灵敏度(标准曲线的斜率)、3—ＩUPAC建议在一定置信度所确定的系数。检出限就是方法的灵敏度与精密度的综合指标,方法的灵敏度越高,精密度越好,检出限就越低。精密度、准确度及检出限就是评价仪器性能及分析方法的最主要技术指标。 第一章光分析法导论 1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。电磁辐射范围:射线～无线电波所有范围、相互作用方式:吸收、发射、散射、反射、折射、干涉、衍射与偏振等。光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其她方法不可取代的地位。2电磁辐射的波粒二象性:光在传播时主要表现出波动性,可用波长(或波数)、频率υ描述;在与其她物质相互作用时,主要表现出粒子性,可用能量描述。3光的吸收:M + 光子→M*当光与物质接触时,某些频率的光被选择性