儀器分析實驗操作題庫引言儀器分析實驗是分析化學學科的核心實踐環(huán)節(jié)，涵蓋光譜、色譜、電化學、質(zhì)譜等多類分析技術(shù)，其操作規(guī)范性、參數(shù)把控能力直接影響分析結(jié)果的準確性與可靠性。本題庫圍繞典型儀器分析方法的實驗操作、儀器維護、故障排查等核心要點設(shè)計，涵蓋選擇題、簡答題、實操分析題等題型，旨在為實驗人員、學生提供系統(tǒng)的操作能力訓練素材，助力夯實儀器操作基本功、提升問題解決能力。第一章光譜分析類實驗操作題1.1紫外-可見分光光度法選擇題1.紫外-可見分光光度計的核心光學部件不包括以下哪項？A.氘燈（紫外區(qū)光源）B.鎢燈（可見區(qū)光源）C.光柵（單色器）D.熱導池（檢測器）（答案：D，熱導池為氣相色譜檢測器，分光光度計常用光電管、光電倍增管等）2.進行紫外光譜分析時，若樣品為強酸性溶液，應(yīng)優(yōu)先選擇哪種比色皿？A.石英比色皿B.玻璃比色皿C.塑料比色皿D.金屬比色皿（答案：A，玻璃對紫外光有吸收，石英透光范圍更寬且耐酸）簡答題1.簡述紫外-可見分光光度法中“空白校正”的操作目的與具體步驟。答：目的是消除溶劑、比色皿、背景雜質(zhì)對吸光度的干擾，確保測量值僅反映樣品的吸光特性。步驟為：①選擇與樣品溶劑一致的空白溶液（如純?nèi)軇?、試劑空白）；②將空白溶液注入比色皿，放入樣品池，設(shè)置儀器波長至待測波長；③點擊“空白校正”（或“調(diào)零”）按鈕，使儀器吸光度顯示為0。實操分析題某實驗員在測定某藥物的紫外吸收光譜時，發(fā)現(xiàn)基線（空白校正后）在250nm附近出現(xiàn)明顯波動。請分析可能的原因并給出解決措施。分析：可能原因包括①光源不穩(wěn)定（氘燈壽命不足或供電波動）；②單色器部件（如光柵、狹縫）積塵或松動；③樣品池污染（殘留前次樣品）；④環(huán)境振動或溫度波動。解決措施：①更換新氘燈或檢查電源穩(wěn)定性；②清潔單色器光學元件（需專業(yè)工具，避免劃傷）；③用溶劑徹底清洗比色皿并烘干；④關(guān)閉實驗室門窗、穩(wěn)定室溫后重新測量。1.2原子吸收光譜法選擇題1.原子吸收光譜儀中，霧化器的主要作用是？A.將液態(tài)樣品轉(zhuǎn)化為氣溶膠B.分離不同元素的原子C.產(chǎn)生特征譜線D.檢測光信號（答案：A，霧化器使樣品形成細霧，進入火焰/石墨爐原子化）2.石墨爐原子化法與火焰原子化法相比，最大優(yōu)勢是？A.分析速度更快B.樣品用量更少（μg級）C.背景干擾更小D.線性范圍更寬（答案：B，石墨爐需樣量僅為火焰法的1/1000左右，適合痕量分析）簡答題1.為何石墨爐原子化實驗前需對石墨管進行“空燒”？答：空燒（高溫烘烤石墨管）的目的是去除石墨管內(nèi)殘留的污染物（如前次樣品、雜質(zhì)），避免其在后續(xù)樣品分析中產(chǎn)生背景吸收或干擾信號；同時，空燒可使石墨管表面狀態(tài)穩(wěn)定，延長使用壽命。操作時需設(shè)置高于樣品原子化溫度的空燒程序（如2500℃，持續(xù)2-3次）。實操分析題某樣品采用火焰原子吸收法測銅時，吸光度值遠低于預(yù)期，且標準曲線線性差。請列舉3種可能的故障點及排查方法。故障1：霧化器堵塞→排查：取下霧化器，用超聲波清洗器（或稀硝酸浸泡）清洗，觀察噴霧是否呈均勻細霧；故障2：乙炔流量異?！挪椋簷z查乙炔鋼瓶壓力、減壓閥及管路是否漏氣，調(diào)整流量至儀器推薦范圍（如2-3L/min）；故障3：標準溶液失效→排查：重新配制不同濃度的銅標準溶液，繪制標準曲線，若線性恢復(fù)則說明原溶液污染或變質(zhì)。第二章色譜分析類實驗操作題2.1高效液相色譜法（HPLC）選擇題1.反相HPLC中，流動相的pH值對樣品保留時間影響顯著，若分析弱酸性樣品，應(yīng)選擇哪種pH調(diào)節(jié)策略？A.調(diào)至強酸性（pH<2）B.調(diào)至弱酸性（pH=3-5）C.調(diào)至中性（pH=7）D.調(diào)至弱堿性（pH=8-10）（答案：B，弱酸性樣品在弱酸性流動相中以分子態(tài)為主，與反相柱（如C18）的疏水作用更強，保留時間穩(wěn)定；強酸性易損傷硅膠基質(zhì)色譜柱）2.HPLC開機前需檢查的關(guān)鍵部件不包括？A.泵的排氣閥狀態(tài)B.進樣針是否潔凈C.柱溫箱溫度設(shè)置D.廢液瓶液位（答案：B，進樣針潔凈度為進樣前檢查項，開機前需確保泵排氣、柱溫箱、廢液瓶等系統(tǒng)狀態(tài)正常）簡答題1.簡述HPLC中“柱平衡”的操作要點及判斷平衡的方法。答：柱平衡是指用流動相持續(xù)沖洗色譜柱，使柱內(nèi)固定相充分浸潤、系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的過程。操作要點：①開機后，設(shè)置流動相比例、流速（如1mL/min），打開泵；②平衡時間需足夠（新柱或流動相變化時，通常需30min-2h）；③觀察系統(tǒng)壓力：當壓力波動<0.1MPa/min，且連續(xù)10min穩(wěn)定時，可認為柱平衡完成。實操分析題某HPLC分析中，主峰出現(xiàn)拖尾（峰形不對稱，尾部延長），請分析原因并給出3種解決措施。原因1：色譜柱污染/柱效下降→措施：用低流速（0.2mL/min）、高比例水相（如100%水）反向沖洗色譜柱（需確認柱允許反向沖洗），或更換新柱；原因2：流動相pH不匹配→措施：調(diào)整流動相pH（如弱酸性樣品調(diào)至pH=3-5），使樣品分子態(tài)比例增加；原因3：進樣量過大→措施：減少進樣體積（如從20μL降至10μL），或稀釋樣品后重新進樣。2.2氣相色譜法（GC）選擇題1.氣相色譜中，熱導池檢測器（TCD）的工作原理基于？A.樣品組分的光吸收特性B.組分與載氣的熱導率差異C.組分的電離特性D.組分的熒光發(fā)射（答案：B，TCD通過檢測載氣（如N?、He）與樣品組分的熱導率差異產(chǎn)生信號）2.毛細管氣相色譜柱的安裝需注意“柱長超出進樣口/檢測器的長度”，其目的是？A.防止載氣泄漏B.確保樣品完全進入色譜柱C.避免死體積D.方便色譜柱固定（答案：C，柱端超出進樣口石墨墊、檢測器收集極的長度，可消除柱外死體積，提升分離效率）簡答題1.為何GC分析前需對進樣口隔墊定期更換？答：隔墊（如硅膠隔墊）在高溫（進樣口溫度常>200℃）下會老化、碎裂，產(chǎn)生揮發(fā)性雜質(zhì)（污染色譜柱和檢測器），同時可能導致載氣泄漏（影響保留時間和峰形）。定期（如每____次進樣）更換隔墊，可避免背景干擾、保證進樣系統(tǒng)氣密性。實操分析題GC分析某有機溶劑混合物時，所有組分的保留時間均提前（比正常情況縮短），但峰形正常。請分析可能的原因及解決方法。原因1：載氣流速過高→排查：檢查載氣鋼瓶壓力、流量計或電子流量控制（EPC）模塊，調(diào)整流速至方法設(shè)定值（如1mL/min）；原因2：柱溫箱溫度過高→排查：確認柱溫設(shè)置（如原方法為80℃，實際可能誤設(shè)為100℃），重新設(shè)置并平衡柱溫；原因3：色譜柱固定相流失→排查：若柱使用時間過長，固定相流失會導致柱效下降、保留能力減弱，需更換新色譜柱。第三章電化學分析類實驗操作題3.1電位分析（離子選擇性電極法）選擇題1.氟離子選擇性電極的敏感膜材料是？A.AgCl-Ag?SB.LaF?（摻雜Eu2?、Ca2?）C.石墨D.鉑金（答案：B，LaF?晶體對F?有選擇性響應(yīng)，摻雜離子可增加導電性）2.電位分析中，“總離子強度調(diào)節(jié)緩沖液（TISAB）”的核心作用不包括？A.調(diào)節(jié)溶液pHB.穩(wěn)定離子強度C.消除共存離子干擾D.加速電極響應(yīng)（答案：D，TISAB通過固定離子強度、調(diào)節(jié)pH、掩蔽干擾離子來保證測量準確性，不直接加速響應(yīng)）簡答題1.簡述離子選擇性電極的“活化”操作步驟及目的。答：活化目的是使電極敏感膜表面形成穩(wěn)定的水化層，恢復(fù)響應(yīng)性能（長期放置后膜表面干燥，需重新水化）。步驟：①取與待測離子濃度相近的標準溶液（如測F?時用10?3mol/LNaF溶液）；②將電極浸入溶液中，室溫下放置30min-2h（新電極或長期未用的電極需更長時間）；③活化后用去離子水沖洗，即可用于測量。實操分析題用pH玻璃電極測定某未知溶液pH時，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)漂移（pH值持續(xù)變化）。請分析3種可能原因并給出解決措施。原因1：電極未充分活化→措施：按要求重新活化電極（浸泡在pH=7緩沖液中24h以上）；原因2：參比電極（如甘汞電極）內(nèi)充液不足→措施：補充KCl飽和溶液，確保液接界暢通；原因3：溶液攪拌不均勻→措施：減慢攪拌速度（避免產(chǎn)生氣泡附著電極表面），或改用磁力攪拌子（避免電極晃動）。3.2伏安分析（極譜/溶出伏安法）選擇題1.溶出伏安法中，“富集階段”的電位設(shè)置需滿足？A.使待測離子在電極表面氧化B.使待測離子在電極表面還原并沉積C.使電極表面發(fā)生析氫反應(yīng)D.使電極表面形成氧化膜（答案：B，富集階段通過還原電位使金屬離子沉積在工作電極（如Hg膜電極）表面，提高檢測靈敏度）2.極譜分析中，“極大抑制劑”的作用是？A.消除充電電流B.抑制遷移電流C.消除極譜波的“極大”（峰形畸變）D.加速電極反應(yīng)（答案：C，極大抑制劑（如動物膠、TritonX-100）可消除滴汞電極表面的對流擾動，使極譜波峰形規(guī)則）簡答題1.為何溶出伏安法的“溶出階段”電位掃描方向需與富集階段相反？答：富集階段（如還原富集）使待測離子以金屬單質(zhì)形式沉積在工作電極表面；溶出階段需通過氧化電位掃描（與富集電位方向相反），使沉積的金屬重新氧化為離子進入溶液，產(chǎn)生氧化電流信號。反向掃描可確保沉積的金屬被完全氧化，形成可檢測的溶出峰。實操分析題某溶出伏安實驗中，溶出峰電流信號微弱且重現(xiàn)性差。請分析可能的原因及改進方法。原因1：富集時間不足→措施：延長富集時間（如從30s增至60s），使更多離子沉積；原因2：工作電極表面污染→措施：用金相砂紙打磨電極表面（如玻碳電極），或更換新的汞膜電極；原因3：溶液攪拌速度不均→措施：使用恒速攪拌器，確保富集過程中溶液流速穩(wěn)定，避免沉積不均勻。第四章綜合實操與故障排查題4.1多儀器聯(lián)用操作某實驗需分析某中藥提取物中的黃酮類成分，要求同時獲得“含量（定量）”和“結(jié)構(gòu)（定性）”信息。請設(shè)計一套“HPLC-MS聯(lián)用”的實驗方案，涵蓋樣品前處理、儀器參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)分析要點。方案要點：1.樣品前處理：取中藥提取物，用甲醇超聲提取30min，0.22μm有機濾膜過濾，稀釋至合適濃度；2.HPLC條件：色譜柱（C18，250mm×4.6mm，5μm）；流動相（甲醇-0.1%甲酸水，梯度洗脫：0-10min30%→60%甲醇）；流速1mL/min；柱溫30℃；進樣量10μL；3.MS條件：離子源（ESI?，負離子模式）；掃描范圍m/z____；毛細管電壓3.5kV；干燥氣溫度350℃；4.數(shù)據(jù)分析：HPLC峰面積定量（外標法，用標準黃酮對照品）；MS質(zhì)譜圖與數(shù)據(jù)庫（如NIST、中藥成分數(shù)據(jù)庫）比對，結(jié)合保留時間推斷結(jié)構(gòu)。4.2跨方法故障診斷某實驗室多臺儀器（HPLC、GC、原子吸收）同時出現(xiàn)“基線噪聲大”問題，但單獨運行某臺儀器時噪聲正常。請分析可能的系統(tǒng)性故障及排查步驟。分析：系統(tǒng)性故障可能為實驗室供電系統(tǒng)干擾（如穩(wěn)壓電源失效、地線接觸不良）或共用氣源/水源污染。排查步驟：1.檢查實驗室總配電箱，確認穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定（波動<±1%），地線接地電阻<4Ω；2.檢查載氣/流動相氣源：GC載氣鋼瓶是否漏氣（用肥皂水檢測管路），HPLC流動相是否被微生物污染（觀察溶液是否