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1、教學(xué)內(nèi)容緒論分子光譜法:UV-VIS、IR、F原子光譜法:AAS電化學(xué)分析法:電位分析法、電位滴定色譜分析法:GC、HPLC質(zhì)譜分析法:MS、NRS第一章 緒論經(jīng)典分析方法與儀器分析方法有何不同?經(jīng)典分析方法:是利用化學(xué)反應(yīng)及其計(jì)量關(guān)系,由某已知量求待測(cè)物量,一般用于常量分析,為化學(xué)分析法。儀器分析方法:是利用精密儀器測(cè)量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)性質(zhì)以確定其化學(xué)組成、含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)的一類分析方法,用于微量或痕量分析,又稱為物理或物理化學(xué)分析法?;瘜W(xué)分析法是儀器分析方法的基礎(chǔ),儀器分析方法離不開必要的化學(xué)分析步驟,二者相輔相成。儀器的主要性能指標(biāo)的定義1、精密度(重現(xiàn)性):數(shù)次平行測(cè)定結(jié)果的相互
2、一致性的程度,一般用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示(RSD%),精密度表征測(cè)定過程中隨機(jī)誤差的大小。2、靈敏度:儀器在穩(wěn)定條件下對(duì)被測(cè)量物微小變化的響應(yīng),也即儀器的輸出量與輸入量之比。3、檢出限(檢出下限):在適當(dāng)置信概率下儀器能檢測(cè)出的被檢測(cè)組分的最小量或最低濃度。4、線性范圍:儀器的檢測(cè)信號(hào)與被測(cè)物質(zhì)濃度或質(zhì)量成線性關(guān)系的范圍。5、選擇性:對(duì)單組分分析儀器而言,指儀器區(qū)分待測(cè)組分與非待測(cè)組分的能力。簡(jiǎn)述三種定量分析方法的特點(diǎn)和應(yīng)用要求一、工作曲線法(標(biāo)準(zhǔn)曲線法、外標(biāo)法)特點(diǎn):直觀、準(zhǔn)確、可部分扣除偶然誤差。需要標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照和扣空白應(yīng)用要求:試樣的濃度或含量范圍應(yīng)在工作曲線的線性范圍內(nèi),繪制工作曲線的條件應(yīng)與
3、試樣的條件盡量保持一致。二、標(biāo)準(zhǔn)加入法(添加法、增量法)特點(diǎn):由于測(cè)定中非待測(cè)組分組成變化不大,可消除基體效應(yīng)帶來的影響應(yīng)用要求:適用于待測(cè)組分濃度不為零,儀器輸出信號(hào)與待測(cè)組分濃度符合線性關(guān)系的情況三、內(nèi)標(biāo)法特點(diǎn):可扣除樣品處理過程中的誤差應(yīng)用要求:內(nèi)標(biāo)物與待測(cè)組分的物理及化學(xué)性質(zhì)相近、濃度相近,在相同檢測(cè)條件下,響應(yīng)相近,內(nèi)標(biāo)物既不干擾待測(cè)組分,又不被其他雜質(zhì)干擾第2章 光譜分析法引論1、吸收光譜和發(fā)射光譜的電子能動(dòng)級(jí)躍遷的關(guān)系吸收光譜:當(dāng)物質(zhì)所吸收的電磁輻射能與該物質(zhì)的原子核、原子或分子的兩個(gè)能級(jí)間躍遷所需要的能量滿足E=hv的關(guān)系時(shí),將產(chǎn)生吸收光譜。M+hvM*發(fā)射光譜:物質(zhì)通過激發(fā)過
4、程獲得能量,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子或分子M*,當(dāng)從激發(fā)態(tài)過渡到低能態(tài)或某態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光譜。M*M+hv2、帶光譜和線光譜帶光譜:是分子光譜法的表現(xiàn)形式。分子光譜法是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生。線光譜:是原子光譜法的表現(xiàn)形式。原子光譜法是由原子外層或內(nèi)層電子能級(jí)的變化產(chǎn)生的。1色譜法有哪些類型?其分離的基本原理是什么?答:氣體為流動(dòng)相的色譜稱為氣相色譜(GC),根據(jù)固定相是固體吸附劑還是固定液(附著在惰性載體上的一薄層有機(jī)化合物液體),又可分為氣固色譜(GSC)和氣液色譜(GLC)液體為流動(dòng)相的色譜稱液相色譜(LC)。同理,液相色譜亦可分為液固色譜(LSC)和液液色譜(LLC)超臨界流體
5、為流動(dòng)相的色譜稱為超臨界流體色譜(SFC)。隨著色譜工作的發(fā)展,通過化學(xué)反應(yīng)將固定液鍵合到載體表面,這種化學(xué)鍵合固定相的色譜又稱化學(xué)鍵合相色譜(CBPC)。 2試述熱導(dǎo)池及氫焰離子化檢測(cè)器的原理?答:熱導(dǎo)池檢測(cè)器是利用組分蒸氣與載氣導(dǎo)熱系數(shù)不同來測(cè)定各組分的氫焰離子化檢測(cè)器是利用有機(jī)物在氫氣空氣火焰中產(chǎn)生離子化反應(yīng)而生成許多離子對(duì),在加有電壓的兩極間形成離子流 3如何選擇氣液色譜的固定液?答:對(duì)固定液的選擇并沒有規(guī)律性可循。一般可按“相似相溶”原則來選擇。在應(yīng)用時(shí),應(yīng)按實(shí)際情況而定。(i)分離非極性物質(zhì):一般選用非極性固定液,這時(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次序流出,沸點(diǎn)低的先流出,沸點(diǎn)高的后流出。(i
6、i)分離極性物質(zhì):選用極性固定液,試樣中各組分按極性次序分離,極性小的先流出,極性大的后流出。(iii)分離非極性和極性混合物:一般選用極性固定液,這時(shí)非極性組分先流出,極性組分后流出。(vi)分離能形成氫鍵的試樣:一般選用極性或氫鍵型固定液。試樣中各組分按與固定液分子間形成氫鍵能力大小先后流出,不易形成氫鍵的先流出,最易形成氫鍵的最后流出。(v)復(fù)雜的難分離物質(zhì):可選用兩種或兩種以上混合固定液。對(duì)于樣品極性情況未知的,一般用最常用的幾種固定液做試驗(yàn)。對(duì)固定液的要求:首先是選擇性好另外還要求固定液有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性;對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?;在操作溫度下有較低蒸氣壓,以免流失太快
7、。(a在操作溫度下呈液態(tài),并有足夠的穩(wěn)定性,能溶解被分離混合物中的各組分,且不與組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。b在操作溫度下粘度要低,以保證固定液能均勻分布在擔(dān)體上形成均勻的液膜。c對(duì)被分離的各組分有足夠的分離能力。)1、分子光譜是如何產(chǎn)生的?它與原子光譜的主要區(qū)別是什么?分子光譜是由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生的,表現(xiàn)形式為帶光譜它與原子光譜的主要區(qū)別在于表現(xiàn)形式為帶光譜。(原子光譜是由原子外層或內(nèi)層電子 能級(jí)的變化產(chǎn)生的,它的表現(xiàn)形式為線光譜。)第3章 紫外-可見分光光度法(P21)UV-Vis:根據(jù)物質(zhì)分子的價(jià)電子在200400760 nm 光譜區(qū)域內(nèi)吸收激發(fā)光輻射的能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)
8、態(tài),以熱能的方式釋放能量,通過檢測(cè)其熱能定性或定量研究物質(zhì)。1. 試說明有機(jī)化合物紫外光譜產(chǎn)生的原因。機(jī)化合物紫外光譜的電子躍遷有哪幾種類型?吸收帶有哪幾種類型?有機(jī)化合物分子的價(jià)電子在吸收輻射并躍遷到高能級(jí)后所產(chǎn)生的吸收光譜。紫外-可見光譜是由于分子中的價(jià)電子躍遷產(chǎn)生的。(1)-* 躍遷:處于成鍵軌道上的電子吸收光能后躍遷到* 反鍵軌道。飽和烴中電子躍遷均為此種類型,吸收波長(zhǎng)小于150nm。(2)-* 躍遷:處于成鍵軌道上的電子吸收光能后躍遷到* 反鍵軌道上,所需的能量小于-* 躍遷所需的能量。孤立的-* 躍遷吸收波長(zhǎng)一般在200nm左右,共軛的-* 躍遷吸收波長(zhǎng)200nm,強(qiáng)度大。(3)n
9、-* 躍遷:含有雜原子不飽和基團(tuán),其非鍵軌道中的孤對(duì)電子吸收能量后向* 反鍵軌道躍遷,這種吸收一般在近紫外區(qū)(200400nm),強(qiáng)度小。(4)n-* 躍遷:含孤對(duì)電子的取代基,其雜原子中孤對(duì)電子吸收能量后向* 反鍵軌道躍遷,吸收波長(zhǎng)約在200nm。以上四種類型躍遷所需能量-* n-* -* n-*飽和烴類有機(jī)化合物:* 躍遷,n*躍遷 不飽和脂肪族化合物:*,不飽和共軛結(jié)構(gòu):K帶 不飽和雜原子n*不飽和雜原子:R帶芳香族化合物:E1和E2帶,B帶2. 影響紫外-可見光譜吸收峰的因素:1溶劑的影響極性增加使-* 躍遷吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng) n-*躍遷吸收峰向短波方向移動(dòng)極性:水甲醇乙醇丙酮正丁醇
10、乙酸乙酯乙醚氯仿二氯甲烷苯四氯化碳己烷石油醚2位阻影響:反式的吸收峰比順式明顯長(zhǎng)移3跨環(huán)效應(yīng):有些不飽和酮,不共軛但是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)牧Ⅲw排列使得羰基氧上的孤對(duì)電子和雙鍵的電子發(fā)生作用,以致使相當(dāng)于n-*躍遷吸收峰向短波方向移動(dòng)3.極性溶劑為什么會(huì)使*躍遷的吸收峰長(zhǎng)移,卻使n*躍遷的吸收峰短移?溶劑極性不同會(huì)引起某些化合物吸收光譜的紅移或藍(lán)移,稱溶劑效應(yīng)。在*躍遷中,激發(fā)態(tài)極性大于基態(tài),當(dāng)使用極性溶劑時(shí),由于溶劑與溶質(zhì)相互作用,激發(fā)態(tài)*比基態(tài)能量下降更多,因而使基態(tài)與激發(fā)態(tài)間能量差減小,導(dǎo)致吸收峰紅移。在n*躍遷中,基態(tài)n電子與極性溶劑形成氫鍵,降低了基態(tài)能量,使激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差增大,導(dǎo)致吸收峰
11、藍(lán)移。4. Lambert-Beer 定律A =k c l = -lgT = lgI0 / I lcm,c-mol/L,值稱為摩爾吸光系數(shù)(Lmol-1cm-1)5.比較雙光束和雙波長(zhǎng)分光光度法在儀器結(jié)構(gòu)上有何不同,雙波長(zhǎng)分光光度法的原理是什么?答:(1) 雙光束分光光度計(jì):在單色器的后面放置扇面鏡,將光分為兩路強(qiáng)度相同的兩部分,分別通過參比和樣品溶液測(cè)定。減免光源強(qiáng)度不穩(wěn)定而引入的誤差。雙波長(zhǎng)分光光度計(jì),將同一光源發(fā)出的輻射通過兩個(gè)單獨(dú)調(diào)節(jié)的單色器,產(chǎn)生兩條不同波長(zhǎng)的光,分別進(jìn)行測(cè)定。消除因?yàn)槲粘貐?shù)不痛位置不同,污垢和制備參比溶液引起的誤差(2)由于雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)采用統(tǒng)一光源,調(diào)節(jié)儀器
12、使兩波長(zhǎng)處光強(qiáng)度相等,則兩波長(zhǎng)處吸光度之差為A= A2 A1 = (2 1)bc即輸出信號(hào)A濃度c成正比消除了參比溶液和樣品溶液組成不同帶來的誤差。 (3)單波長(zhǎng)光束分光光度計(jì) :用鎢燈和氫燈,自由一束單色光。 (4)光多道二極管陣列檢測(cè)的分光光度計(jì):PADs(硅二極管,反向倒置的Pn結(jié)硅片,導(dǎo)電性又0到有產(chǎn)生光電流) 3、在分光光度法測(cè)定中,為什么盡可能選擇最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)量波長(zhǎng)?因?yàn)檫x擇最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)量波長(zhǎng),能保證測(cè)量有較高的靈敏度,且此處的曲線較為平坦,吸光系數(shù)變化不大,對(duì)beer定律的偏離較小。6、在分光光度測(cè)量中,引起對(duì)Lambrt-Beer定律偏離的主要因素有哪些?如何克服這些因
13、素對(duì)測(cè)量的影響?(1)與測(cè)定樣品溶液有關(guān)的因素溶劑:當(dāng)待測(cè)物與溶劑發(fā)生締合、離解及溶劑化反應(yīng)時(shí),產(chǎn)生的生成物與待測(cè)物具有不同的吸收光譜,出現(xiàn)化學(xué)偏離。(2)與儀器有關(guān)的因素A本身局限性:只適用于C蒽奈聯(lián)苯苯(4)取代基效應(yīng):在芳香化合物的芳香環(huán)上,給電子基團(tuán)增強(qiáng)熒光,吸電子基團(tuán)減弱熒光。(5)熒光試劑;熒光胺,鄰苯二甲醛OPA,丹酰氯,茜素紫醬R2. 影響熒光強(qiáng)度的外部因素(1) 溶劑 黏度 較低分子碰撞幾率低,有利于熒光發(fā)射(2) 溫度 較低時(shí)分子間碰撞幾率小,無輻射躍遷減小,利于熒光 熒光素鈉的乙醇溶液 -80,熒光效率=1(3) 酸度 變化熒光物質(zhì)本身是弱酸或弱堿,苯胺 712(4)熒光
14、熄滅劑 1重原子效應(yīng):原子序數(shù)較大,電子自旋與軌道運(yùn)動(dòng)作用較強(qiáng),導(dǎo)致電子自選反轉(zhuǎn),體系間跨越,熒光降低。2溶解氧的存在,使熒光物質(zhì)氧化,或氧分子的順磁性,促進(jìn)體系間跨越,造成熒光減少。3熒光分子與熄滅劑分子相互碰撞損失能量。4熒光物質(zhì)分子與熄滅劑分子作用生成了不發(fā)光的配位化合物5內(nèi)濾光作用:溶液中若存在能吸收激發(fā)光或熒光體所發(fā)射熒光的物質(zhì),會(huì)使熒光減弱的現(xiàn)象。6自吸收現(xiàn)象:熒光物質(zhì)的熒光發(fā)射光譜短波長(zhǎng)一端與該物質(zhì)的吸收光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)一端有重疊,在溶液濃度較大時(shí),一部分熒光被自身吸收。(5) 散射光的影響:拉曼光:非彈性,發(fā)射出比入射光較長(zhǎng)或較短的光, 瑞利光; 彈性碰撞,波長(zhǎng)不變,6. 溶液熒光
15、的猝滅 (P95)熒光猝滅:指熒光物質(zhì)分子與溶劑分子或其他溶質(zhì)分子相互作用引起熒光強(qiáng)度降低或熒光強(qiáng)度與濃度不呈線性關(guān)系的現(xiàn)象。(1)碰撞猝滅:猝滅劑分子與處于激發(fā)態(tài)的熒光物質(zhì)分子碰撞而損失能量。(2)靜態(tài)猝滅:部分熒光分子與熄滅劑分子作用生成了非熒光的配合物。(3)轉(zhuǎn)入三重態(tài)的猝滅:在熒光物質(zhì)分子中有溶解氧的存在或引入溴或碘后,易發(fā)生體系跨越而轉(zhuǎn)變成三重態(tài)。(4)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)的猝滅:(5)熒光物質(zhì)的自猝滅:?jiǎn)沃丶ぐl(fā)態(tài)分子和未激發(fā)的熒光物質(zhì)分子碰撞引起自猝滅。熒光物質(zhì)濃度超過 1g/L 時(shí)會(huì)產(chǎn)生自身猝滅。8熒光強(qiáng)度與溶液濃度的關(guān)系(P93)If = K c(l c0.05)9分子熒光分析法的
16、應(yīng)用定性分析:因物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,吸收紫外光波長(zhǎng)也不同。定量測(cè)定:同一種物質(zhì)的稀溶液,濃度大的發(fā)射的熒光較強(qiáng)。10熒光分析法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):靈敏度高(提高激發(fā)光強(qiáng)度,可提高熒光強(qiáng)度),達(dá)ng/ml;選擇性強(qiáng)(比較容易排除其它物質(zhì)的干擾),重現(xiàn)性好;取樣少。缺點(diǎn):許多物質(zhì)本身不能發(fā)射熒光,因此,應(yīng)用不夠廣泛。11熒光法定量測(cè)定的靈敏度比UV法高的原因?熒光分析測(cè)定的是很弱背景上的熒光強(qiáng)度,且測(cè)定的靈敏度只取決于檢測(cè)器的靈敏度,因此只要改進(jìn)光電倍增管和放大系統(tǒng)就可以檢測(cè)很弱的熒光,從而測(cè)定濃度很低的溶液的含量,紫外是測(cè)定I/ I0透光強(qiáng)度的比值,濃度很低時(shí)難以檢測(cè),即使放大信號(hào)也只是各自值變大,比值不變,
17、因此檢測(cè)器對(duì)其影響小,12熒光分析法與UV法的比較?相同點(diǎn):都需要吸收紫外-可見光,產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷。 不同點(diǎn):熒光法測(cè)定的是物質(zhì)經(jīng)紫外-可見光照射后發(fā)射出的熒光的強(qiáng)度 (F); UV法測(cè)定的是物質(zhì)對(duì)紫外-可見光的吸收程度 (A)13紫外分光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)有何不同? 答:光源:激發(fā)光源強(qiáng)度比吸收測(cè)量中的光源強(qiáng)度大。單色器:兩個(gè)單色器,激發(fā)單色器和發(fā)射單色器。檢測(cè)器:熒光強(qiáng)度很弱,檢測(cè)器有較高的靈敏度。試樣池:熒光分析中要求用石英材料。由于熒光強(qiáng)度與透過光強(qiáng)度相比小得多,在測(cè)量熒光時(shí)必須嚴(yán)格消除透過光的影響,在測(cè)量熒光計(jì)的儀器中,是在與入射光和透過光垂直的方向上來測(cè)量熒光。(熒光光度計(jì)有
18、兩個(gè)單色器,且入射光路與檢測(cè)系統(tǒng)的光路垂直。)14熒光分光光度計(jì)的儀器校正?靈敏度校正;被檢測(cè)出的最低信號(hào),1m/ml的硫酸奎寧波長(zhǎng)校正;汞燈的標(biāo)準(zhǔn)譜線校正單色器的波長(zhǎng)刻度。激發(fā)光譜與熒光光譜的校正:光源的強(qiáng)度隨波長(zhǎng)而變,以及每個(gè)檢測(cè)器對(duì)不同的波長(zhǎng)光的接受程度不同,檢測(cè)器的感應(yīng)與波長(zhǎng)不成線性關(guān)系。第五章 紅外吸收光譜法( IR ) 根據(jù)樣品對(duì)不同波長(zhǎng)紅外光的吸收情況,來研究物質(zhì)分子的組成、結(jié)構(gòu)及含量的方法。1.分子產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?(1)分子吸收的輻射能與其能級(jí)躍遷所需能量成整數(shù)倍關(guān)系;(2)分子發(fā)生偶極距的變化(耦合作用)。答:(1)必要條件:振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起偶極矩凈變化的分子(2
19、)輻射的頻率與分子的固有振動(dòng)頻率相匹配5. 何謂紅外吸收光譜法? 樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí),分子吸收其中一些頻率的輻射,使振-轉(zhuǎn)能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),相應(yīng)于這些區(qū)域的透射光強(qiáng)減弱,記錄百分透過率T%對(duì)波數(shù)或波長(zhǎng)的曲線,即為紅外吸收光譜。 8. 紅外光譜分析對(duì)試樣基本要求及常用試樣對(duì)試樣的要求:1)試樣應(yīng)為“純物質(zhì)”(98%) 2)試樣不含有水; 3)試樣濃度或厚度應(yīng)適當(dāng),以使T 在合適范圍。制樣方法 液體或溶液試樣1)沸點(diǎn)低易揮發(fā)的樣品:液體池法;2)高沸點(diǎn)的樣品:液膜法(夾于兩鹽片之間)。 3)固體樣品可溶于CS2或CCl4等無強(qiáng)吸收的溶液中。固體試樣1)壓片法:12mg樣+20
20、0mg KBr干燥處理研細(xì):粒度小于 2 mm(散射小)混合壓成透明薄片直接測(cè)定;2)石蠟糊法: 試樣磨細(xì)與液體石蠟混合夾于鹽片間; (石蠟為高碳數(shù)飽和烷烴,因此該法不適于研究飽和烷烴)。3)薄膜法: 高分子試樣加熱熔融涂制或壓制成膜;高分子試樣溶于低沸點(diǎn)溶劑涂漬于鹽片揮發(fā)除溶劑形成樣品薄膜。7.簡(jiǎn)述振動(dòng)光譜的特點(diǎn)以及它們?cè)诜治龌瘜W(xué)中的重要性。優(yōu)點(diǎn):特征性強(qiáng),可靠性高、樣品測(cè)定范圍廣、用量少、測(cè)定速度快、操作簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好。局限性:有些物質(zhì)不能產(chǎn)生紅外吸收;有些物質(zhì)不能用紅外鑒別;有些吸收峰,尤其是指紋峰不能全部指認(rèn);定量分析的靈敏度較低。2紅外吸收光譜定性分析的依據(jù)根據(jù)化合物紅外譜圖中特征吸
21、收峰的位置、數(shù)目、相對(duì)強(qiáng)度、形狀等參數(shù)來推斷樣品中存在哪些基團(tuán),從而確定其分子結(jié)構(gòu)。3.為什么實(shí)際測(cè)得吸收峰數(shù)目遠(yuǎn)小于理論計(jì)算的振動(dòng)自由度?振動(dòng)自由度:多原子分子的基本振動(dòng)數(shù)目也是基頻吸收峰的數(shù)目。沒有偶極矩變化的振動(dòng)不產(chǎn)生紅外吸收,即非紅外活性;相同頻率的振動(dòng)吸收重疊,即簡(jiǎn)并;儀器分辨率不夠高;有些吸收帶落在儀器檢測(cè)范圍之外。12. 說明什么是基團(tuán)頻率和“指紋區(qū)”?各有什么特點(diǎn)和作用?答:組成分子的各種原子基團(tuán)都有自己的特征紅外吸收的頻率范圍和吸收峰,稱這些能用于鑒定原子基團(tuán)存在并有較高強(qiáng)度的吸收峰為特征峰,其相應(yīng)的頻率稱為特征頻率或基團(tuán)頻率?!爸讣y區(qū)”:在1300 cm-1600 cm-1
22、(7.7mm16.7mm)范圍的光譜區(qū),分子構(gòu)型和結(jié)構(gòu)的微小差別,都可引起吸收峰分布的明顯改變。這一區(qū)域內(nèi)的光譜對(duì)于分子來說就好像“指紋”對(duì)人一樣,具有各自獨(dú)特的特征。基團(tuán)頻率:有一定的范圍,吸收峰較強(qiáng),用于鑒定原子基團(tuán)的存在指紋區(qū):分子構(gòu)型和結(jié)構(gòu)的微小差別,會(huì)引起吸收峰分布的明顯改變,可用于區(qū)分化合物的精細(xì)結(jié)構(gòu)4 分子振動(dòng)頻率(基團(tuán)頻率)1. 官能團(tuán)具有特征頻率基團(tuán)頻率區(qū)(官能團(tuán)區(qū)):在40001300cm-1 范圍內(nèi)的吸收峰,有一共同特點(diǎn):即每一吸收峰都和一定的官能團(tuán)相對(duì)應(yīng),因此稱為基團(tuán)頻率區(qū)。在此區(qū),原則上每個(gè)吸收峰都可以找到歸屬。指紋區(qū):在1300400cm-1范圍內(nèi),雖然有些吸收也對(duì)
23、應(yīng)著某些官能團(tuán),但大量吸收峰僅顯示了化合物的紅外特征,猶如人的指紋,故稱為指紋區(qū)。指紋區(qū)的吸收峰數(shù)目雖多,但往往大部分都找不到歸屬。相關(guān)峰:同一種分子的基團(tuán)或化學(xué)鍵振動(dòng),往往會(huì)在基團(tuán)頻率區(qū)和指紋區(qū)同時(shí)產(chǎn)生若干個(gè)吸收峰。這些相互依存和可以相互佐證的吸收峰稱為相關(guān)峰。2.何謂特征吸收峰?影響吸收峰強(qiáng)度的主要因素是什么?能代表基團(tuán)存在、并有較高強(qiáng)度的吸收譜帶稱基團(tuán)頻率,其所在位置稱特征吸收峰。與分子躍遷概率有關(guān),與分子偶極距有關(guān)(P59)3. 什么是拉曼散射,Stokes線和反Stokes線。答:一束單色光作用于透明介質(zhì)時(shí),在透射和反射方向以外出現(xiàn)的光稱為散射光。當(dāng)散射的粒子為分子大小時(shí),發(fā)生與入射
24、光頻率相同的瑞利(Rayleigh)散射光,另外在其兩側(cè)對(duì)稱分布有強(qiáng)度較弱的頻率不同于入射光的散射光,稱之為拉曼(Raman)光。這種現(xiàn)象稱為拉曼散射其中頻率較低的稱為斯托克斯(Stokes)線,頻率較高的稱為反斯托克斯線 (anti-Stokes)。14. 下述分子的振動(dòng)各具有什么活性(紅外、拉曼、或兩者均有)(1)O2的對(duì)稱伸縮振動(dòng); (2)CO2的不對(duì)稱伸縮振動(dòng); (3)H2O的彎曲振動(dòng); (4)C2H4的彎曲振動(dòng)。答: 紅外活性拉曼活性 備注(1)O2的對(duì)稱伸縮振動(dòng)非是(2)CO2的不對(duì)稱伸縮振動(dòng) 是 非(3)H2O的彎曲振動(dòng) 是是 (4)C2H4的扭曲(或彎曲)振動(dòng) 非非5.如何利用
25、紅外吸收光譜區(qū)別烷烴、烯烴、炔烴?利用基團(tuán)的紅外特征吸收峰區(qū)別:烷烴:飽和碳的C-H吸收峰 3000cm-1,C = C 雙鍵:16001670cm1CC-叁鍵:21002260 cm16.IR 與 UV的比較相同點(diǎn):都是分子吸收光譜。不同點(diǎn): UV-Vis 是基于價(jià)電子能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電子光譜;主要用于樣品的定量測(cè)定。 IR 則是分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜;主要用于有機(jī)化合物的定性分析和結(jié)構(gòu)鑒定。7影響吸收峰的因素有那些?(1)影響強(qiáng)度的因素分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的幾率 分子振動(dòng)中的偶極矩變化幅度和強(qiáng)度振動(dòng)形式 分子的對(duì)稱性(2)影響位置的因素內(nèi)因: 吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)使雙鍵性增強(qiáng),向高頻
26、移動(dòng) 給電子共軛效應(yīng)離域效應(yīng)增強(qiáng)使雙鍵性減弱,向低頻移動(dòng) 環(huán)張力:環(huán)內(nèi)雙鍵向低頻,環(huán)外雙鍵向高頻 空間位阻:向高頻移動(dòng)互變異構(gòu) 振動(dòng)耦合氫鍵:伸縮振動(dòng)頻率降低,吸收強(qiáng)度增大,峰變寬。 分子內(nèi)使基頻峰向低頻移動(dòng) 分子間費(fèi)米共振:頻率相近的基頻峰和泛頻峰相互作用使的強(qiáng)度增加或發(fā)生分裂。外因:物態(tài)效應(yīng) 溶劑效應(yīng):極性增強(qiáng)向低頻移動(dòng)8 紅外光譜法的應(yīng)用一、定性分析已知物的鑒定-譜圖比對(duì),未知物結(jié)構(gòu)的確定,收集試樣的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料,確定未知物的不飽和度不飽和度有如下規(guī)律:鏈狀飽和脂肪族化合物不飽和度為0;一個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的不飽和度為1;一個(gè)三鍵或兩個(gè)雙鍵及脂環(huán)的不飽和度為2;一個(gè)苯環(huán)的不飽和度為4
27、。3.紅外譜圖解析的三要素是什么?紅外譜圖解析三要素:位置、強(qiáng)度、峰形。紅外譜圖解析順序:先看官能團(tuán)區(qū),再看指紋區(qū)。未知物結(jié)構(gòu)的確定 1.收集試樣的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料 2.確定未知物的不飽和度 3.譜圖解析二、定量分析理論依據(jù):朗伯-比爾定律優(yōu)點(diǎn):(1)有許多譜帶可供選擇,有利于排除干擾;(2)氣、液、固均可測(cè)定。第6章 原子吸收光譜法1、定義:它是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸收來進(jìn)行定量分析的方法?;鶓B(tài)原子吸收其共振輻射,外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)。2、原子吸收定量原理:頻率為的光通過原子蒸汽,其中一部分光被吸收,使透射光強(qiáng)度減弱
28、。3、譜線變寬的因素(P-131):多普勒(Doppler)寬度D:由原子在空間作無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所致。故又稱熱變寬。Doppler寬度隨溫度升高和相對(duì)原子質(zhì)量減小而變寬。壓力變寬L(碰撞變寬):由吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起外界壓力愈大,濃度越高,譜線愈寬。4、對(duì)原子化器的基本要求:使試樣有效原子化;使自由狀態(tài)基態(tài)原子有效地產(chǎn)生吸收; 具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形;操作簡(jiǎn)單及低的干擾水平等。1測(cè)量條件選擇 分析線:一般用共振吸收線。狹縫光度:W=DS沒有干擾情況下,盡量增加W,增強(qiáng)輻射能。燈電流:按燈制造說明書要求使用原子條件:燃?xì)猓褐細(xì)狻⑷紵鞲叨仁珷t各階段電流值進(jìn)樣量:(主要指非火
29、焰方法)2分析方法(1).工作曲線法 最佳吸光度0.1-0.5,工作曲線彎曲原因:各種干擾效應(yīng)。 . 標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法能消除基體干擾,不能消背景干擾。使用時(shí),注意要扣除背景干擾。引起譜線變寬的主要因素有哪些? 自然變寬:無外界因素影響時(shí)譜線具有的寬度多普勒(Doppler)寬度D:由原子在空間作無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所致。故又稱熱變寬。. 壓力變寬L(碰撞變寬):由吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起自吸變寬:光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。場(chǎng)致變寬(field broadening):包括Stark變寬(電場(chǎng))和Zeeman 變寬(磁場(chǎng))火焰原子化法的燃?xì)?、助燃?xì)?/p>
30、比例及火焰高度對(duì)被測(cè)元素有何影響? 化學(xué)計(jì)量火焰:由于燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)計(jì)量反應(yīng)關(guān)系相近,又稱為中性火焰 ,這類火焰, 溫度高、穩(wěn)定、干擾小背景低,適合于許多元素的測(cè)定。貧燃火焰:指助燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰,它的溫度較低,有較強(qiáng)的氧化性,有利于測(cè)定易解離,易電離元素,如堿金屬。富燃火焰:指燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)元素計(jì)量的火焰。其特點(diǎn)是燃燒不完全,溫度略低于化學(xué)火焰,具有還原性,適合于易形成難解離氧化物的元素測(cè)定;干擾較多,背景高?;鹧娓叨龋夯鹧娓叨炔煌?,其溫度也不同;每一種火焰都有其自身的溫度分布;一種元素在一種火焰中的不同火焰高度其吸光度值也不同;因此在火焰原子化法測(cè)定時(shí)要選擇適合被測(cè)元素的火焰高
31、度。原子吸收光譜法中的干擾有哪些?如何消除這些干擾?一物理干擾:指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過程中,由于其物理特性的變化而引起吸光度下降的效應(yīng),是非選擇性干擾。消除方法:稀釋試樣;配制與被測(cè)試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液;采用標(biāo)準(zhǔn)化加入法。二化學(xué)干擾:化學(xué)干擾是指被測(cè)元原子與共存組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物,影響被測(cè)元素原子化,是選擇性干擾,一般造成A下降。消除方法:(1)選擇合適的原子化方法:提高原子化溫度,化學(xué)干擾會(huì)減小,在高溫火焰中P043-不干擾鈣的測(cè)定。(2)加入釋放劑(廣泛應(yīng)用)(3)加入保護(hù)劑:EDTA、8羥基喹啉等,即有強(qiáng)的絡(luò)合作用,又易于被破壞掉。(4)加基體改進(jìn)劑(5)分離法三.
32、 電離干擾:在高溫下原子會(huì)電離使基態(tài)原子數(shù)減少, 吸收下降, 稱電離干擾,造成A減少。負(fù)誤差消除方法:加入過量消電離劑。(所謂的消電離劑, 是電離電位較低的元素。加入時(shí), 產(chǎn)生大量電子, 抑制被測(cè)元素電離。)四. 光譜干擾:吸收線重疊:非共振線干擾:多譜線元素減小狹縫寬度或另選譜線 譜線重疊干擾選其它分析線五.背景干擾:背景干擾也是光譜干擾,主要指分子吸與光散射造成光譜背景。(分子吸收是指在原子化過程中生成的分子對(duì)輻射吸收,分子吸收是帶光譜。光散射是指原子化過程中產(chǎn)生的微小的固體顆粒使光產(chǎn)生散射,造成透過光減小,吸收值增加。背景干擾,一般使吸收值增加。產(chǎn)生正誤差。)消除方法:用鄰近非共振線校正
33、背景連續(xù)光源校正背景(氘燈扣背景)Zeaman 效應(yīng)校正背景自吸效應(yīng)校正背景7. 簡(jiǎn)述原子吸收光譜分析條件的選擇要點(diǎn)。答:(1). 分析線:一般選用共振線作分析線。 (2). 空心陰極燈電流: 保正穩(wěn)定和適當(dāng)光強(qiáng)度輸出的條件下,盡量選用較低的電流。(3). 火焰:火焰法主要是選擇適當(dāng)?shù)幕鹧妗?對(duì)于分析線在220nm以下的元素,不宜選用乙炔火焰。 對(duì)于易電離的元素,宜選用低溫火焰。 對(duì)于易生成難離解化合物的元素,宜選用高溫火焰。石墨爐法則應(yīng)選擇合適的干燥、灰化和原子化溫度和時(shí)間(4).燃燒器高度:應(yīng)調(diào)節(jié)其高度使光束從原子濃度最大處通過。(5).狹縫寬度:一般可用較寬的狹縫,以增強(qiáng)光的強(qiáng)度;存在譜
34、線干擾和背景吸收較大時(shí),宜選用較小的狹縫寬度。3石墨爐原子化器的原子化過程有哪些階段?各階段的作用是什么?1)干燥:去除溶劑,防止樣品濺射2)灰化 :使有機(jī)物和低沸點(diǎn)無機(jī)物盡量揮發(fā)除去3)原子化:待測(cè)物化合物分解為基態(tài)原子,此時(shí)停止通 Ar,延長(zhǎng)原子停留時(shí)間,提高靈敏度;4)凈化:樣品測(cè)定完成,高溫去殘?jiān)瑑艋堋?.常用光源有哪幾種,它們各有什么特點(diǎn),在實(shí)際工作中應(yīng)怎樣正確選擇。答:火焰、直流電弧、交流電弧、高壓電容火花、電感耦合等離子體炬光源. 火焰:最簡(jiǎn)單的激發(fā)光源,至今仍被廣泛用于激發(fā)電位較低的元素直流電弧光源特點(diǎn):(1)陽極斑點(diǎn),使電極頭溫度高,有利于試樣蒸發(fā),龍適用于難揮發(fā)元素
35、; (2)陰極層效應(yīng)增強(qiáng)微量元素的譜線強(qiáng)度,提高測(cè)定靈敏度; (3)弧焰溫度較低,激發(fā)能力較差,不利于激發(fā)電離電位高的元素; (4)弧光游移不定,分析結(jié)果的再現(xiàn)性差; (5)弧層較厚,容易產(chǎn)生自吸現(xiàn)象,不適合于高含量定量分析直流電弧主要用于礦物和純物質(zhì)中痕量雜質(zhì)的定性、定量分析,不宜用于高含量定量分析和金屬、合金分析交流電弧光源特點(diǎn):(1)弧焰溫度比直流電弧稍高,有利于元素的激發(fā);(2)電極頭溫度比直流電弧低,不利于難揮發(fā)元素的蒸發(fā);(3)電弧放電穩(wěn)定,分析結(jié)果再現(xiàn)性好;(4)弧層稍厚,也易產(chǎn)生自吸現(xiàn)象交流電弧光源適用于金屬、合金定性、定量分析高壓電容火花光源特點(diǎn):(1)電極瞬間溫度很高,激發(fā)
36、能量大,可激發(fā)電離電位高的元素; (2)電極頭溫度低,不利于元素的蒸發(fā); (3)穩(wěn)定性好,再現(xiàn)性好; (4)自吸現(xiàn)象小,適用于高含量元素分析電火花光源適用于低熔點(diǎn)金屬、合金的分析,高含量元素的分析,難激發(fā)元素的分析 電等離子體源(ICP)的優(yōu)點(diǎn):(1)檢出限低,可達(dá)10-310-4gg-1;(2)精密度高,可達(dá)1%;(3)基體和第三元素影響小,準(zhǔn)確度高;(4)工作曲線線性范圍寬,可達(dá)45個(gè)數(shù)量級(jí);(5)光譜背景一般較小,多元素同時(shí)測(cè)定電感耦合等離子體焰光源(ICP)是原子發(fā)射光譜分析理想的激發(fā)光源ICP原子發(fā)射光譜分析(ICP-AES)的應(yīng)用十分廣泛,并已成為當(dāng)今環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)及生命科學(xué)等
37、重要領(lǐng)域中各種材料的元素分析的有效方法之一另外,ICP與其他分析技術(shù)的聯(lián)用也引人注目比如,ICP為原子化器與原子吸收、原子熒光分析聯(lián)用(ICP-AAS或ICP-AFS),ICP為離子源與質(zhì)譜聯(lián)用(ICP-MS)和ICP-AES為檢測(cè)器與色譜(氣相、液相)聯(lián)用等是分析液體試樣的最佳光源。必須針對(duì)所分析對(duì)象的性質(zhì)和分析任務(wù)的要求,考慮如下幾個(gè)方面:分析元素的性質(zhì) 首先要考慮待分析元素的揮發(fā)性及它們的電離電位大小。對(duì)易揮發(fā)易電離的元素,如堿金屬可以采用火焰光源。對(duì)難揮發(fā)元素可考慮采用直流電弧光源。對(duì)一些難激發(fā)的元素,可考慮采用火花光源。以利于這些元素的測(cè)定。分析元素的含量 低含量元素需有較高的絕對(duì)靈
38、敏度,而絕對(duì)靈敏度大小決定于激發(fā)溫度和被測(cè)元素進(jìn)入分析間隙的量,應(yīng)采用電弧光源。而對(duì)高含量的元素,要求測(cè)定準(zhǔn)確度較高,可采用火花光源。試樣的形狀及性質(zhì) 對(duì)塊狀金屬合金,火花和電弧光源均適合,而對(duì)一些導(dǎo)電性差的粉末類樣品,則常采用電弧光源。光譜定性還是定量分析 定性分析要求靈敏度高,常采用直流電弧。而定量分析要求準(zhǔn)確度高一些,常使用穩(wěn)定性較好的火花光源和交流電弧,但當(dāng)測(cè)定極痕量元素時(shí),常采用靈敏度較高的直流電弧。選擇光源時(shí)要考慮一系列問題,有時(shí)這些問題是矛盾的,但是只要抓住主要矛盾,從蒸發(fā)溫度、激發(fā)溫度和放電穩(wěn)定性三方面綜合考慮,就能得到較理想的效果。11.什么叫攝譜儀的線色散率、分辨率及集光本
39、領(lǐng)?它們各與哪些主要因素有關(guān)。答:線色散率是指在焦面上波長(zhǎng)相差dl的二條譜線被分開的距離dl,用dl/dl表示。棱鏡攝譜儀:由此式看出,影響dl/d的因素有投影物鏡焦距(f),棱角的角色散率,光軸與感光板的夾角等暗箱物鏡焦距越長(zhǎng),光軸與感光板夾角越小,棱鏡角色散率越大,則線色散率越大。光柵攝譜儀:由此式看出,影響dl/d的因素有光譜級(jí)數(shù)(m),投影物鏡焦距(f),光柵常數(shù)(b)及光柵衍射角(),而與波長(zhǎng)幾乎無關(guān)d越小,m越大,線色散率越大;而增大f和也能增大線色散率,但受到限制增大f,光強(qiáng)會(huì)減弱,增大,像色散嚴(yán)重 分辨率指分開相鄰譜線的能力可用下式表示R =,式中l(wèi)為兩條譜線的平均波長(zhǎng);dl為
40、恰好能分辨兩條譜線間的波長(zhǎng)差棱鏡攝譜儀R =式中m為棱鏡數(shù)目,b為棱鏡底邊長(zhǎng)度,dndl為棱鏡材料的色散率??梢姡忡R的數(shù)目越多及其底邊越長(zhǎng),分辨率越大。已知dndl與棱鏡材料和波長(zhǎng)有關(guān),因此,攝譜儀的分辨率也與這些因素有關(guān)。對(duì)于同一棱鏡,在短波長(zhǎng)區(qū)有較大的分辨率。分辨率與棱鏡頂角、暗箱物鏡焦距及光軸與感光板的夾角無關(guān),這是與線色散率不同的。棱鏡的實(shí)際分辨率比理論分辨率稍差。光柵攝譜儀RNm,光柵的理論分辨率與光柵的總刻線數(shù)和光譜的級(jí)次成正比集光本領(lǐng)表示攝譜儀光學(xué)系統(tǒng)傳遞輻射能的能力,常用入射于狹縫的光源亮度B為一單位時(shí),在感光板上所得照度E來表示。攝譜儀L =式中d/f為暗箱物鏡的相對(duì)孔徑,
41、為入射光的輻射通量與經(jīng)過一系列棱鏡、透鏡后透射光輻射通量之比。當(dāng)棱鏡數(shù)目增多,棱鏡底邊增大,或暗箱物鏡焦距增長(zhǎng)時(shí),均使透射比變小,而使集光本領(lǐng)減弱12.影響譜線強(qiáng)度的因素是什么,哪些是主要因素。答: (原子線)從上式可以看出,影響譜線強(qiáng)度(I)的因素有:(1)激發(fā)電位(E),I與E是負(fù)指數(shù)關(guān)系,E越大,I越??; (2)躍遷幾率(A),I與A成正比; (3)統(tǒng)計(jì)權(quán)重(g1/g2),統(tǒng)計(jì)權(quán)重是與能級(jí)簡(jiǎn)并度有關(guān)的常數(shù),I與g1/g2成正比; (4)激發(fā)溫度(T),T升高,I增大,但I(xiàn)與T關(guān)系往往是曲線關(guān)系,譜線各有其最合適的溫度,在此溫度時(shí),I最大; (5)基態(tài)原子(N0),I與N0成正比,由于N0
42、是元素的濃度(C)決定的,所以在一定條件下,N0正比于濃度C,這是光譜定量分析的依據(jù)假如是離子線,其I除與上述因素有關(guān)外,還與元素的電離電位(V)有關(guān)13.元素光譜性質(zhì)與元素周期表之間有什么關(guān)系。答:如同元素的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)一樣,元素的光譜學(xué)性質(zhì)在元素周期表中,也呈現(xiàn)周期性變化:(1)同一周期的元素,隨著原子序數(shù)增大,外層價(jià)電子數(shù)也逐漸增加。因此,光譜越復(fù)雜,其譜線強(qiáng)度逐步減弱。(2)對(duì)于主族元素,大部分外層、次外層為s、p電子排列,所以,它們的譜線數(shù)目較少,譜線強(qiáng)度較大。同一主族元素,由于外層電子數(shù)目相同,電子排列相似,故它們的光譜性質(zhì)很相似。(3)對(duì)于副族元素,內(nèi)層d電子數(shù)已經(jīng)飽和的元
43、素,如銅、銀、金、鋅、鎘、汞,由于外層為s電子排列,譜線簡(jiǎn)單且強(qiáng)度較大;而對(duì)于d電子數(shù)未飽和的鐵、鎢等元素,因具有外層d電子排列,譜線較復(fù)雜,強(qiáng)度也較弱。(4)同一元素的離子和原子,由于外層價(jià)電子數(shù)目不同,它們的離子光譜和原子光譜截然不同。而對(duì)于z+n的n級(jí)離子和原子序數(shù)為z的原子,外層價(jià)電子數(shù)及排列相同,它們的光譜則很相似。如碳的三級(jí)離子光譜、硼的二級(jí)離子光譜、鈹?shù)囊患?jí)離子光譜均和鋰的原子光譜相似。(5)對(duì)于同一周期的元素,原子序數(shù)越大,第一共振電位及電離電位越高,相應(yīng)第一共振線波長(zhǎng)越短。對(duì)于同一主族元素,原子序數(shù)越大,第一共振電位及電離電位越低,相應(yīng)的第一共振波長(zhǎng)越長(zhǎng)。究其原因,可以從價(jià)電
44、子的狀態(tài)來解釋:價(jià)電子離核越遠(yuǎn),數(shù)目越少,受核的作用越小,相應(yīng)的第一共振電位于電離電位越小,第一共振線波長(zhǎng)越長(zhǎng)。相反,價(jià)電子離核越近,數(shù)目越多,受核的作用越大,相應(yīng)的第一共振電位于電離電位越大,第一共振線波長(zhǎng)越短。14.光譜背景是怎樣產(chǎn)生的,有什么影響,怎樣消除這種影響。答:當(dāng)試樣被光源激發(fā)時(shí),常常同時(shí)發(fā)出一些波長(zhǎng)范圍較寬的連續(xù)輻射,形成背景疊加在線光譜上即光譜背景常常是由于灼熱的固體輻射的連續(xù)光譜,分子輻射的帶光譜,以及分析線旁邊很強(qiáng)的擴(kuò)散線所造成,在光譜分析中譜線通常是疊加在背景之上的??鄢尘暗幕驹瓌t是,以譜線加背景的強(qiáng)度減去背景的強(qiáng)度,例如扣除的是分析線的背景,則為強(qiáng)度I1+Ib減去
45、強(qiáng)度Ib,而不是黑度相減。先測(cè)量黑度S1+b,由乳劑特性曲線查出其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度的對(duì)數(shù)1gI1+b,從而求出I1+b。再在分析線近旁測(cè)量出背景的黑度Sb由乳劑特性曲線查出其對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度Ib,因I1=I1+b Ib,即可求出分析線強(qiáng)度I1,用同樣方法,也可扣除內(nèi)標(biāo)線的背景,求出內(nèi)標(biāo)線強(qiáng)度I0,分析線對(duì)的強(qiáng)度比,應(yīng)用扣除背景后的1gR或換算成DS進(jìn)行工作。從理論上講,背景會(huì)影響分析的準(zhǔn)確度應(yīng)予以扣除在攝譜法中,因在扣除背景的過程中,要引入附加的誤差,故一般不采用扣除背景的方法,而針對(duì)背景產(chǎn)生的原因,盡量減弱、抑制背景,或選用不受干擾的譜線進(jìn)行測(cè)定15.光譜標(biāo)樣的制備要求有哪些?答:(1)選擇一套含量不同
46、的分析試樣,用不同的化學(xué)方法獨(dú)立測(cè)定,以獲得可靠數(shù)據(jù),作為原始標(biāo)準(zhǔn)。(2)用不含被測(cè)成分的同類物質(zhì)作為基準(zhǔn)物,加入一定量的欲測(cè)元素,配制成一系列含量范圍的標(biāo)準(zhǔn)試樣。(3)進(jìn)行巖石、礦物分析時(shí),如找不到不含欲測(cè)元素的空礦,可以用人工合成的方法制備基準(zhǔn)物,然后加入待測(cè)元素,制成一套標(biāo)準(zhǔn)樣品。不論用哪種方法制備光譜標(biāo)準(zhǔn)樣品,都必須滿足以下條件:(1)標(biāo)準(zhǔn)樣品化學(xué)成分應(yīng)極為準(zhǔn)確。(2)標(biāo)準(zhǔn)樣品中各成分分布極為均勻。(3)標(biāo)準(zhǔn)樣品的尺寸、形狀、熱處理過程、物理性能和制造方法應(yīng)與待測(cè)樣品相同。(4)標(biāo)準(zhǔn)樣品基體成分應(yīng)與待測(cè)試樣相同或盡可能接近。(5)標(biāo)準(zhǔn)樣品要有足夠的穩(wěn)定性,特別是待測(cè)元素的含量,應(yīng)在長(zhǎng)時(shí)
47、期內(nèi)保持不變。16.如何提高光譜分析的靈敏度和準(zhǔn)確度。答:靈敏度光譜分析中靈敏度的表示,同一般分析化學(xué)中采用的表示法類似,即絕對(duì)靈敏度(檢出限)和相對(duì)靈敏度(最低濃度),而更有意義的是絕對(duì)靈敏度(檢出限),其公式為:即檢出限近似等于均方誤差的三倍。光譜分析的靈敏度與光源中分析線與背景強(qiáng)度比,譜線的自吸系數(shù)b(一般很?。┡c感光板的反襯度、黑度測(cè)量誤差有關(guān),而且與攝譜儀的集光本領(lǐng)、感光板靈敏度、光源亮度有關(guān)。一般說來,分析線與背景強(qiáng)度比越大,譜線自吸系數(shù)越小,感光板反襯度越大,黑度測(cè)量誤差越小,靈敏度就越高;攝譜儀的集光本領(lǐng)越大,感光板的靈敏度越高,光源亮度越大,也能提高靈敏度。準(zhǔn)確度 光譜分析的
48、準(zhǔn)確度決定于測(cè)定系統(tǒng)中偶然誤差和系統(tǒng)誤差總和分析總誤差。要提高光譜分析的準(zhǔn)確度,要求盡可能降低測(cè)定系統(tǒng)的偶然誤差和系統(tǒng)誤差。光譜分析偶然誤差的來源:1. 分析試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品不均勻的誤差2. 光源不穩(wěn)定的誤差3. 感光板不均勻的誤差4. 分析結(jié)果處理的有關(guān)誤差而光譜分析的系統(tǒng)誤差則有以下幾個(gè)方面:1. 儀器構(gòu)件不準(zhǔn)確或校正不當(dāng)?shù)恼`差,如階梯減光器2. 儀器本身誤差,如狹縫的不當(dāng)改變3. 光源電路條件變化引起的誤差,如電壓變化4. 分析試樣的組成、物理和化學(xué)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)樣不一致而引起的誤差。有效減少或消除光譜分析存在的偶然和系統(tǒng)誤差是提高光譜分析準(zhǔn)確度的有效途徑。8在原子吸收分析中為什么要使用空心陰極燈光源?為什么光源要進(jìn)行調(diào)制? 解:原子吸收光譜分析的光源應(yīng)當(dāng)符合以一基本條件:(1)譜線寬度“窄”(銳線),有利于提高靈敏度和工作曲線的線性;(2)發(fā)射線、吸收線中心頻率完全一致;(3)譜線強(qiáng)度大、背景小,有利于提高信噪比,改善檢出限;(3)穩(wěn)定,有利于提高測(cè)量精密度;(4)燈的壽命長(zhǎng)空心陰極燈:(1)陰極元
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