176《仪器分析》答案（五篇模版）

第一篇：176《仪器分析》答案

《仪器分析》练习题参考答案

一

一、填空题

1.原子发射，原子吸收，原子荧光 2.伸缩振动,变性振动

3.气态基态原子的外层电子

4.辐射原子与其它粒子间相互碰撞 5.多普勒变宽

6.共振线，定性分析 7.被测元素浓度

8.各元素具有其最佳温度 9.离子

10.原子发射光谱，差值 11.光致，猝灭效应 12.共振，非共振 13.共振原子

14.原子发射光谱

15.激发电位，电子伏特

16.粉末法，糊状法，薄膜法，压片法 17.长波，强度

18.基频吸收，3N-6，3N-5

19.远红外光区，中红外光区，近红外光区 20.偶极矩，红外活性

21.磁性核，整数和半整数，核磁共振

1322.H，C 123.所采用的内标试剂，核外电子云的密度，磁的各向异性 24.磁矩，适宜频率，能量，核磁共振 25.*，n*，200

26.化学位移，四甲基硅烷TMS 27.自然宽度，平均寿命，能级宽度

1/328.T

29.红外，紫外，可见 30.钨或卤钨，氘灯

二、选择题

1.B；2.B；3.B；4.D；5.D；6.B；7.D；8.A；9.C；10.B 11.D；12.A；13.C；14.D；15.C；16.A；17.C；18.B；19.C；20.D

三、问答题

1.示差法选用一已知浓度的溶液作参比。测定时先用比试样浓度稍小的标准溶液，加入各种试剂后作为参比，调节其透过率为100％，即吸光度为零，然后测量试样溶液的吸光度。这时的吸光度实际上是两者之差A，它与两者的浓度差c成正比,且处在正常的读数范围内。以A与c作校准曲线，根据测得的A查得相应的c，则cxcsc。

由于用已知浓度的标准溶液作参比，如果该参比溶液的透过率为10％，现调至100％，就意味着将仪器透过率标尺扩展了10倍。另外, 示差分光光度法中最后测定结果的相对误差是dc，cs是相当大而且非常准确的，所以测定结果的准确度很高。

ccs2.⑴锐线光源辐射的发射线与原子吸收线的中心频率ν0（或波长λ0）完全一致；

⑵锐线光源发射线的半宽度比吸收线的半宽度更窄，一般为吸收线半宽度的1/5～1/10，这样，峰值吸收与积分吸收非常接近。在此条件下，用峰值吸收测量法就可代替积分吸收测量法，只要测量吸收前后发射线强度的变化，便可求出被测定元素的含量。

3.主要因素有：⑴激发电位；⑵跃迁几率；⑶统计权重；⑷激发温度；⑸基态原子数。

4.红外光谱是由分子的振动能级（同时伴随转动能级）跃迁产生的，物质吸收红外辐射应满足两个条件：⑴辐射光具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等；⑵辐射与物质之间有耦合作用。

5.分子在振动过程中，有偶极矩的改变才有红外吸收，有红外吸收的称为红外活性；相反，则称为非红外活性。⑴无，对称分子的对称伸缩振动；⑵有，分子的变形伸缩振动。

6.主要有：多普勒变宽（又称热变宽），碰撞变宽（包括赫尔兹马克变宽和洛仑兹变宽），电场致宽、磁场致宽及自吸变宽等。在分析测试工作中，谱线的变宽往往会导致原子吸收分析的灵敏度下降。

四、计算（答案略）

二

一、填空题

1.中性分子，最高质量

2.间接进样，直接进样，色谱进样

3.质荷比m/z，离子相对强度，峰，基峰 4.碎片离子峰，左侧

5.一个电子，相对分子质量

6.使不对称电对处于稳定值，干扰值，测量误差 7.分解电压，微小的电流，电解电流，充电电流 8.酸差

9.定性分析

10.可逆波，不可逆波，过电位，电化学极化 11.消除液接电位，硝酸钾

12.平衡电位，电化学极化，浓差极化 13.小，高

14.浓差极化，电化学极化

15.法拉第电解定律，电流效率为100%，除去溶液中的氧气 16.极化，去极化 17.0.059/n，8.88×10-3 18.气体，低沸点

19.选择性，分配系数，热力学，动力学 20.保留值，理论塔板数 21.电负性

22.气相色谱，液相色谱，气体，液体 23.气化温度，热稳定性

二、选择题

1.D；2.A；3.A；4.B；5.C；6.B；7.B；8.D；9.C；10.A；

11.D；12.A；13.D；14.B；15.A；16.B；17.A；18.D；19.C；20.A； 21.B；22.C；23.D；24.A

三、问答题

1.在两种不同离子或两种离子相同而浓度不同的溶液界面上，存在着微小的电位差，这种电位差称为液体接界电位，简称液接电位。它是由于离子运动速度不同而引起的。液体接界电位与离子的浓度，电荷数，迁移速度以及溶剂性质有关，其大小一般不超过30毫伏。

2.在电化学测试过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极，称为指示电极；在测量过程中，具有恒定电位的电极，称为参比电极。3.在电解过程中，控制工作电极的电位保持恒定值，使被测物质以100％的电流效率进行电解，当电极电流趋近于零时，指示该物质已被电解完全。4.浓差极化现象的出现，一般需具有以下几个条件：（1）极化电极的表面积要小，这样电流密度就很大，单位面积上起电极反应的离子数量就很多，cs就易于趋于零；（2）溶液中被测定物质的浓度要低，cs也就容易趋近于零；（3）溶液不搅拌，有利于在电极表面附近建立扩散层。

5.电极的电位完全随外加电压的变化而变化，是极化电极。参比电极的表面积很大，没有明显的浓差极化现象，它的电位很稳定，不随外加电压变化而变化，称为去极化电极。极谱波的产生是由于在极化电极上出现浓差极化现象而引起的，所以其电流－电位曲线称为极化曲线，极谱的名称也由此而来。

6.控制电流电解法是在电解过程中不断调节外加电压，使通过电解池的电流恒定。恒电流电解不控制阴极电位，靠不断增大外加电压保持一个较大的、基本恒定的电解电流，因而电解效率高，分析速度快。但是，由于在电解过程中不控制阴极电位，随着电解的进行，阴极电位逐渐变负，若溶液中有几种离子共存时，在还原电位较正的离子还未完全析出时，阴极电位可能已负到另一种离子的析出电位而使其伴随析出。所以，这种方法的选择性较差。

控制电位电解法包括控制阴极电位电解分析法和控制阳极电位电解分析法两种。其中最重要的是控制阴极电位电解分析法。控制阴极电位电解过程需要随时测量阴极电位并随时调节外加电压以控制电极电位为一恒定值。由于控制阴极电位能有效地防止共存离子的干扰，因此选择性好。该法既可作定量测定，又可广泛地用作分离技术，常用于多种金属离子共存情况下某一种离子含量的测定。7.电位分析法是利用电极电位和浓度的关系来测定被测物质浓度的一种电化学分析法。电位分析法通常分为两类：直接电位法和电位滴定法。

8.平行催化波的产生是由于电活性物质O在电极上还原为R，R与溶液中存在的另一种物质Z（氧化剂）作用，被氧化生成O，再生的O又在电极上还原。如此反复进行，使电流大大增加。

9.气相色谱法是以气体为流动相的柱色谱法。由于气体粘度小，组分扩散速率高，传质快，可供选择的固定液种类比较多，加之采用高灵敏度的通用性检测器，使得气相色谱法具有以下特点：选择性好，柱效高，灵敏度高。10.固定液为高沸点有机液体。理想的固定液应满足下列要求：

（1）有适当的溶解性，被分离的物质必须在其中有一定的溶解度，不然就会很快地被载气带走而不能在两相之间进行分配。

（2）选择性好，对沸点相近而类型不同的物质有分离能力，即保留一种类型化合物的能力大于另一种类型。

（3）热稳定性好，在操作温度下呈液态，而且粘度愈低愈好。物质在高粘度的固定液中传质速度慢，柱效率因而降低。这决定固定液的最低使用温度。（4）挥发性小，在操作温度下蒸气压低，以避免固定液流失。

（5）化学稳定性好，与被分析物或载气不产生不可逆反应。

11.热导池由金属池体和装入池体内两个完全对称孔道内的热敏元件所组成。热敏元件常用电阻温度系数和电阻率较高的钨丝或铼钨丝。

热导池检测器是基于被分析组分与载气的导热系数不同进行检测的，当通过热导池池体的气体组成及浓度发生变化使，引起热敏元件温度的变化，由此产生的电阻值变化通过惠斯登电桥检测，其检测信号大小和组分浓度成正比，因而可用于定量分析。

12.气相色谱定性分析就是要确定每个色谱峰究竟代表什么组分。⑴用纯物质对照定性；⑵相对保留值；⑶加入已知物增加峰高法；⑷保留指数定性。

四、计算（答案略）

第二篇：《仪器分析》考前复习题&答案

1、指示电极和工作电极有何区别？如何定义？（5分）

用来指示电极表面待测离子的活度，用于测定过程中溶液本体浓度不发生变化的体系的电极，称为指示电极。用来发生所需要的电化学反应或响应激发信号，用于测定过程中本体浓度会发生变化的体系的电极，称为工作电极。主要区别是：测定过程中溶液本体浓度是否发生变化。因此，在电位分析法中的离子选择电极、极谱分析法中的滴汞电极都称为指示电极。在电解分析法和库仑分析法的铂电极上，因电极反应改变了本体溶液的浓度，故称为工作电极。

2、比较化学滴定、电位滴定、库仑滴定之间的异同。（5分）

普通的化学滴定法是依靠指示剂颜色变化来指示滴定终点。如果待测溶液有颜色或浑浊时，终点的指示就比较困难，或者根本找不到合适的指示剂。

而电位滴定法是在滴定过程中，通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，和直接电位法相比，电位滴定法不需要准确的测量电极电位值，因此，温度、液体接界电位的影响并不重要，其准确度优于直接电拉法。但是在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。库仑滴定是指在特定的电解液中，以电极反应的产物作为滴定剂（电生滴定剂，相当于化学滴定中的标准溶液）与待测物质定量作用，借助于电位法或指示剂来指示滴定终点。与其他的滴定相比，库仑滴定并不需要化学滴定和其它仪器滴定分析中的标准溶液和体积计量，简化了操作过程；库仑滴定中的电量较为容易控制和准确测量；沉定剂来自于电解时的电极产物，可实现容量分析中不易实现的沉定过程；方法的灵敏度、准确度较高；易于实现自动滴定等特点。

3、极谱定性、定量的依据是什么。（5分）

极谱定性分析的依据是：在一定条件下，每种物质的半波电位是个固定值，不因该物质在电解液中所含的浓度不同而不变化。

定量分析根据极谱扩散电流方程和极谱波方程式

极谱扩散电流方程(id)平均1121362(i)dt607nDmtcdt0

当温度、底液及毛细管特性不变时，极限扩散电流与浓度成正比，这既是极谱定量分析的依据。极谱波方程式de12RTnFln(id)cii(id)a

4、盐桥的作用是什么?对盐桥中的电解质有什么要求?（5分）

主要作用是：1.在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触，减免和稳定液接电位（当组成或活度不同的两种电解质接触时，在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层，这样产生的电位差称为液体接界扩散电位，简称液接电位）,使液接电位减至最小以致接近消除.2.防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位。盐桥里的物质一般是强电解质而且不与溶液反应，常用氯化钾，但对于溶液中有Ag+的则不能采用氯化钾，一般用硝酸钾代替。

5、为什么要引入条件电极电位？对参比电极有何要求？（5分）

条件电极电位是由于在实际工作中考虑了溶液的离子强度、配位效应、沉淀、水解、pH等因素的影响后的实际电极电位。参比电极必须是电极反应为单一的可逆反应，电极电势稳定和重现性好，通常多用微溶盐电极作为参比电极。

6、简述色谱基础理论中的塔板理论和速率理论（10分）

塔板理论是由以下四个假设构成的：

1、在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间迅速达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。

2、流动相（如载气）进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。

3、所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。

4、分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。（3分）速率理论：是由荷兰学者范弟姆特等提出的。结合塔板理论的概念，把影响塔板高度的动力学因素结合进去，导出的塔板高度H与载气线速度u的关系：

HABuCu

其中：A 称为涡流扩散项，B 为分子扩散项，C 为传质阻力项

涡流扩散项 A 气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱的扩张。由于 A=2λdp，表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性 λ 有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径。

分子扩散项 B/u 由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空间中，在“塞子”的前后(纵向)存在着浓差而形成浓度梯度，因此使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDg

r 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数(弯曲因子)，D g 为组分在气相中的扩散系数。分子扩散项与 D g 的大小成正比，而 D g 与组分及载气的性质有关：相对分子质量大的组分，其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气(如氮气)，可使 B 项降低，D g 随柱温增高而增加，但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。

传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C 1 两项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程，在这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。这种过程若进行缓慢，表示气相传质阻力大，就引起色谱峰扩张。（7分）

7、简述HPLC仪器的基本构成及常用的一些分离类型。（10分）

HPLC仪器一般可分为梯度淋洗系统，高压输液泵与流量控制系统，进样系统，分离柱及检测系统等5个主要部分（5分）；液相色谱有多种分离类型，根据使用的固定相不同，主要有如下分离类型：液-固吸附色谱，液-液分配色谱、离子交换色谱，排阻色谱、亲和色谱等。（5分）

8、色谱分析法区别于其他分析方法的主要特点是什么？（5分）

1、分离效率高，可以分离分析复杂混合物、有机同系物、异构体、手性异构体等；

2、灵敏度高，可以检测出μg/g级甚至是ng/g级的物质量；

3、分析速度快，一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析；

4、应用范围广，气相色谱适用物沸点低于400℃的各种有机化合物或无机气体的分离分析。液相色谱适用于高沸点、热不稳定及生物试样的分离分析。离子色谱适用于无机离子及有机酸碱的分离分析。

9、色谱分离过程中的热力学和动力学因素分别由哪两个参数表现出来？两个色谱峰的保留时间较大就一定能够分离完全吗？（5分）

色谱分离过程中的热力学因数是是保留值之差，而区域宽度是色谱分离过程中的动力学因数，他们分别是通过分离度和分配系数这两个参数表现出来的。

不一定能分离完全，判断两个峰能否分离完全是用分离度来表现的，当分离度R=1.5时，分离程度达到99.7%，为相邻两峰完全分离的标准。

10、选择气相色谱固定液的基本原则是什么？如何判断化合物的出峰顺序？（5分）

固定液通常中高沸点、难挥发的有机化合物或聚合物。选择固定液的基本原则是“相似相溶”原理。即根据试样的性质来选择与其相近或相似的固定液。

根据组分与固定液的极性来判断出峰顺序。如果组分与固定液的极性相似，固定液和被测组分两种分子间的作用力就强，被测组分在固定液中的溶解度就大，分配系数就磊，就不能先出峰，即组分与固定液的极性相差较大的、分配系数小的先出峰，而分配系数大的后出峰。

11、HPLC分析法中为什么采用梯度洗脱？如果组分保留时间太长，可以采取什么措施调节？（5分）

在气相色谱中，可以通过控制柱温来改善分离、调节出峰时间。而在液相色谱中，分离温度必须保持在相对较低和恒定状态。改善分离、调节出峰时间的目的，需通过改变流动相组成和极性的方法即梯度洗脱的方法改变，从而可以使一个复杂样品中的性质差异较大的组分能按各自适宜的容量因子k达到良好的分离目的。

如果组分保留时间太长，可以通过改变柱长，增加流速，改变流动相的极性来调节。

12、简述光分析仪器的基本流程，并举例说明各基本单元所用的器件。（10分）

光分析仪器种类很多，原理各异，但均涉及以下过程：提供能量的能源及辐射控制、辐射能与待测物质之间的相互作用，信号发生、信号检测、信息处理与显示等。（首先是被测物质与辐射能作用后，通过信号发生部分产生包含物质某些物理或化学性质信息的分析信号，再由信号检测部分将分析信号转变为易于测量处理的电信号，最后由信息处理与显示部分将信号和结果以展现出来，变成人们可以观看的形式。）

光分析仪器通常包括五个基本单元：光源、单色器、试样室、检测器、信息处理与显示装置。（5分）

光源：在光谱分析中通常根据方法特征采用不同的光源，如：可见光谱分析法中通常使用钨灯，而紫外光谱分析法中通常使用氢灯和氘灯，红外光谱分析法中经常使用能斯特灯。单色器：作用是将多色光色散成光谱带，提供光谱带或单色光。是光分析仪器的核心部件之一，其性能决定了光分析仪器的分辨率。包括色散元件(光栅与棱镜)，狭缝、准直镜等元件。

检测器有光检测器和热检测器两种，光检测器可分为单道型检测器和阵列型（多道型）检测器，单道型检测顺有光电池检测器、光电管检测器和光电倍增管检测器等，阵列型检测器有光电二极管阵列检测器和电荷转移元件阵列检测器等。热检测器有真空热电偶检测器和热电检测器。信息处理与显示装置主要是计算机，配合专用的工作站进行数据处理并显示在计算机屏幕上。（5分）

13、光分析法与其他分析方法相比有什么突出优点？（5分）

光分析法在分析过程不涉及混合物分离，某些方法可进行混合物选择性测量，仪器涉及大量光学器件，与其他分析方法相比，具有灵敏度高、选择性好、用途广泛等特点。它涉及辐射能与待测物质间的相互作用及原子或分子内的能级跃迁，能提供化合物的大量结构信息，在研究待测物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他分析方法难以取代的地位。

14、为什么原子光谱通常为线状光谱而分子光谱通常为带状光谱？（5分）

原子光谱是由原子所产生的吸收，包括原子发射，原子吸收和原子荧光三种，都经过原子化的过程以后，利用原子能级之间跃迁实现检测的，根据量子力学基本原理，能级跃迁均是量子化的，且满足一定条件时才能有效发生，所以原子光谱是线状光谱，谱线宽度很窄，其半宽度约为10nm。（同时由于原子内部不存在振动和转动能级，所发生的仅仅是单一的电子能级跃进迁的缘故。）分子光谱包括紫外-可见、红外和荧光三种，是通过分子价层电子能级跃迁而产生的，由于分子中广泛存在分子的振动、分子的转动，会叠加到电子能级之上，又由于其产生的振-转能级低于价电子能级，结果是价电子能级的展宽，最终表现为为带状光谱而不是线状光谱。-

315、为什么分子的荧光波长比激发光波长长？而磷光波长又比荧光波长长？两者有那些共性和不同？（10分）

1、分子吸收外界光辐射以后，价层电子吸收能量发生能级跃迁，从基态跃迁到激发态，高能态的电子不稳定需要释放多余的能量，可以通过多种途径实现，其中之一是以光辐射的形式释放能量，回到基态，2、电子由第一激发单重态最低能级回到基态时发射的光称为荧光，而电子由第一激发三重态最低能级回到基态时发射的光称为磷光。（5分）

3、由于分子受到光激发以后，可能跃迁到高电子能级的各个振动能级上，而不是只有第一激发单重态的最低能级，由 ΔE=hν和c=λν 可知，荧光波长比激发光波长长，类似的，由于三重态对应的是自旋平行而单重态对应的是自旋相反，根据量子力学原理可知第一激发三重态比第一激发单重态的能级还要小一些，因此，磷光波长又比荧光波长长。

4、两者均属于分子从激发态回到基态的光子发射过程，都具有两个特征光谱——激发光谱和发射光谱，其不同之处除了波长不同以外，其发射时间也有不同——荧光大约在10-8s左右，而磷光则在10-4-100s之间。（5分）

16、分析线、灵敏线、最后线、共振线各表示什么意义？相互之间有什么关系？（5分）

分析线在测定某元素的含量或浓度时，所指定的某一特征波长的谱线，一般是从第一激发态状态下跃迁到基态时，所发射的谱线。

每一种元素都有一条或几条最强的谱线，即这几个能级间的跃迁最易发生，这样的谱线称为灵敏线，最后线也就是最灵敏线。

电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光，叫共振发射线，简称共振线。

17、已知某种化合物C10H12O2，其HNMR数据如下：δ7.3（5H，s），δ5.21（2H，s），δ2.3（2H，tetra），δ1.2（3H，tri）推断结构。（5分）δ7.3

δ2.3

δ 5.21 5H

2H

δ1.2 2H

3H

计算自由度：U=10-6+1=5，由δ=7.3ppm(5H，s)，推断可能含有一个苯环还可能含有一个

OH2COCCH2CH3双键。结合其他数据，最后得出该化合物的结构为：。

18、（10分）分子式为C4H10O的化合物有两种同分异构体，请根据HNMR数据分别确定其结构，并标示出各组峰所对应的化学位移：结构（I）δ1.9（3H，三重峰），δ3.7（2H，四重峰）；结构（II）δ0.7（3H，三重峰），δ1.0（3H，二重峰），δ1.2（2H，五重峰），δ1.3（1H，单重峰），δ3.6（1H，六重峰）。

结构（I）应该为：CH3CH2OCH2CH3 结构（II）应该是：CH3CH2CH(CH3)OH

19、（10分）分子式为C4H8O2（M=88）的化合物有两种同分异构体，请根据下列数据分别确定其结构，并简要说明依据：结构（I）HNMR——δ2.2（3H，单峰），δ3.5（3H，单峰），δ4.1（2H，单峰）；MS——主要质谱峰有88，58，45，43 结构（II）FTIR——主要吸收峰有2985，1741，1464，1438，1357，1203cm-1；MS——主要质谱峰有88，59，57，29

自由度为4-4+1=1

结构（I）应该为：CH3COCH2OCH

3质谱中88到58是脱去两个甲基所得的离子，而88-45是脱去CH3CO（43）所得。

结构（II）应该是：CH3CH2COOCH3，由红外图可以推知，其中含有：甲基，羰基等，同时结合质谱图可以得出其结构应为CH3CH2COOCH3。

20、质谱仪由哪几部分组成，各部分的作用是什么。（5分）

质谱仪包括进样系统、离子源、质量分析器、检测器和真空系统。其中以离子源、质量分析器和离子检测器为核心，且必须处于高真空状态。进样系统，将样品气化为蒸气送入质谱仪离子源中。样品在进样系统中被适当加热后转化为即转化为气体。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。质量分析器是将离子源产生的离子按m/z大小顺序分离，顺序到达检测器产生检测信号而得到质谱图。相当于光谱仪中的单色器。检测器，通常以电子倍增管检测离子流；真空系统使离子源、质量分析器、检测器处于高真空状态。

21、综合运用所学化学知识，试设计鸭蛋中苏丹红III的分析检测方案。（15分）

如下基本信息供参考：

“苏丹红”是一种化学染色剂。它的化学成份中含有一种叫萘的化合物，该物质具有偶氮结构，由于这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。1995年欧盟(EU)等国家已禁止其作为色素在食品中进行添加，对此我国也明文禁止。但由于其染色鲜艳，印度等一些国家在食品生产和加工过程中违法使用苏丹红，导致严重的安全隐患。

化学式：苏丹红1号：1-苯基偶氮-2-萘酚：C16H12N2O

苏丹红2号：1-[(2,4-二甲基苯)偶氮]-2-萘酚

苏丹红3号：1-[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮-2-萘酚

苏丹红4号：1-2-甲基-4-[(2-甲基苯)偶氮]苯基偶氮-2-萘酚

黄色粉末，熔点134°C。不溶于水，微溶于乙醇，易溶于油脂、矿物油、丙酮和苯。乙醇溶液呈紫红色，在浓硫酸中呈品红色，稀释后成橙色沉淀。

非唯一方法，只要基本原理正确，有比较详细的步骤，即可给12-15分；如果步骤过于简略或者有明显错误出现，则给8-11分；如果基本原理不明白，实验步骤不清晰，则给4-7分；其他情况给0-3分。

如果给出多个方法，则按照最高原则给分。

用液相色谱进行分析检测：

原理：将鸭蛋用打浆机或粉碎机磨细，将着色剂经乙腈提取后，过滤，然后将滤液用反相高效液相色谱进行色谱分析。

试剂与仪器：乙腈(色谱纯)、水、冰醋酸、氯仿及苏丹红1号、苏丹红2号、苏丹红3号、苏丹红4号等标准品；分析天平、溶剂过滤器、0.45µm滤膜、185mm滤纸、移液枪、一次性注射器、打浆机、均质机、高效液相色谱仪及进样瓶。

实验：

1、样品处理：

将已知质量M的鸭蛋放入一个容量较大的密闭容器中用打浆机或粉碎机磨细混合均匀，称取一定量（准确至 0.01g）样品于三角瓶中，用量筒加入 一定量的乙腈。之后在均质机中充分混合数分钟，振荡后过滤于三角瓶中。

2、标准及标准曲线

流动相：溶剂 A：酸性水溶液溶剂 B：乙腈

流速:0.7ml/min

基线稳定后开始进样 将一定量的苏丹红1号、苏丹红2号、苏丹红3号、苏丹红4号等标准品溶于乙腈中配成已知浓度的乙腈溶液，测出各物质的出峰时间，并配制具有浓度梯度的5个标准工作溶液的测定值绘制标准曲线。

3、样品检测

将制好的样品过 0.45μm的膜装入自动进样器的小瓶后进行液相色谱测定。记录其中的浓度C。

结果：

着色剂含量按公式：R=C×V×D/M 计算。单位：mg/kg 其中：C-样品中待测组分的浓度,单位：µg/mL，V-样品溶液体积（mL），D-样品溶液的稀释倍数，M-检测样品取样量（g）

22、（10分）在现有奶粉检测的国家标准中，主要进行蛋白质、脂肪、细菌等检测。三聚氰胺属于化工原料，是不允许添加到食品中的，所以现有国家标准不包含三聚氰胺检测的相应内容。由于中国采用估测食品和饲料工业蛋白质含量方法的缺陷（“凯氏定氮法”测出含氮量乘以6.25来估算蛋白质含量），三聚氰胺常被不法商人掺杂进食品或饲料中，以提升食品或饲料检测中的蛋白质含量指标（蛋白质平均含氮量为16％左右，三聚氰胺的含氮量为66％左右），因此三聚氰胺也被作假的人称为“蛋白精”。为保障食品安全，打击非法活动，请你设计牛奶中三聚氰胺的分析检测方案。

如下基本信息供参考：

三聚氰胺（英文名：Melamine），是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。三聚氰胺性状为纯白色单斜棱晶体，无味，密度1.573g/cm3(16℃)。常压熔点354℃（分解）；快速加热升华，升华温度300℃。在水中溶解度随温度升高而增大,在20℃时，约为3.3 g/L，微溶于冷水，溶于热水，极微溶于热乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等。

高效液相色谱仪-质谱联用方法：

试剂与样品

牛奶，甲醇、乙腈；氨水、乙酸铅、三氯乙酸；三聚氰胺标准品、柠檬酸、辛烷磺酸钠、实验方法

(1)

标准样品配制：

取50mg三聚氰胺标准品，以20%甲醇溶解定容至50mL得到1000ppm的标准溶液，使用时，以提取液(0.1%三氯乙酸)稀释至所要的浓度。(2)

提取：

称取牛奶样品5g，加入50ml0.1%三氯乙酸提取液，充分混匀，加入2mL2%乙酸铅溶液，超声20min。

然后取部分溶液转移至10mL离心管中，8000rpm/min离心10min，取上清液3mL过混合型阳离子交换小柱(PCX)。

(3)测量

23、某工厂生产了一种叫做己二胺盐酸盐的产品准备出口，采购方需要生产厂家提供产品质量标准和相应的检测方案，由于没有现成的国家标准或行业标准可以采用，作为品质主管的你将如何完成此项工作？（15分）

已知如下一些基本情况：

中文名称:1,6-己二胺盐酸盐

英文名称:1,6-hexanediamine dihydrochloride 分子式:C6H18Cl2N2 分子量: 189.13 mp : 256-257 °C 结构式：

通过定性和定量来进行检测：

性状：白色结晶，有吸湿性，水溶性好

定性用质谱进行检测，而定量则采用自动电位滴定法进行测量

定量：原理：采用自动电位滴定法，用银离子作标准溶液进行测量，通过硝酸银的用量算出原液中氯离子的含量m1，进而折算出其中的1,6-己二胺盐酸盐的量m2，m1/m2算出其纯度。仪器：

自动电位滴定仪

银电极

甘汞电极（外盐桥为浓度为0.1mol/L的硝酸钾溶液）试剂：

氯化钠

硝酸银 1,6-己二胺盐酸盐，去离子水，分析步骤：

1、采用氯化钠溶液标定硝酸银溶液

将氯化钠置于坩埚内，在500~600℃加热50min，冷却后称取1.4625g溶于蒸馏水中定容于250mL容量瓶中，制得浓度为0.1000mol/L的氯化钠标准溶液。

配制一定浓度的硝酸银溶液，对电位滴定仪进行滴定参数设置，建立滴定模式后，开始硝酸银溶液。测得浓度c0.2、样品处理及测定：

称取一定量m1（已知，精确至0.0001g）的1,6-己二胺盐酸盐，用去离子水将其稀释至50mL，备用。平行移取三份稀释5倍未知样溶液10mL置于烧杯中，同标定硝酸银的操作步骤进行测定。记录硝酸银溶液用量V

3、回收率测定

为了检测该测定的准备性及方法的可行性，进行回收率实验。平行移取2份10mL待测样置于烧杯中，依次加入氯化钠标准溶液3mL，10mL，用自动电位滴定仪重复操作步骤进行测定。

结果计算：

通过硝酸银的用量算出原液中氯离子的含量m1，进而折算出其中的1,6-己二胺盐酸盐的量m2，m1/m2算出其纯度。

其质量分数wc0*V*189.132m1*100%

第三篇：《仪器分析》试卷及答案

二、填空题

1、分配比k表示

MS/Mm，待分离组分的k值越小，其保留值越小。各组分的k值相差越大，越易分离。

2、在毛细管电泳中，带电粒子所受的驱动力有 电泳力 和 电渗力。对于阳离子，两者的方向 相同 ；对于阴离子，两者的方向 相反。

3、分配系数K表示

CS/CL，待分离组分的K值越大，其保留值越长。各组分的K值相差越大，越易分离。

4、高效液相色谱仪一般由 高压输液系统、进样系统、分离系统 和

检测与记录系统等部分组成。

5、氢焰检测器是 质量 型检测器，对有机化合物有很高的灵敏度。

6、在毛细管电泳中，带电粒子所受的驱动力有 电泳力 和 电渗力。对于阳离子，两者的方向 相同 ；对于阴离子，两者的方向 相反。

7、火焰光度检测器属于 质量 型检测器；它的选择性是指它只对含硫含磷化合物有响应。

8、气相色谱仪由载气系统、进样系统、分离系统、检测记录系统和温控系统等部分组成。

9、高效液相色谱中的 梯度洗脱 技术类似于气相色谱中的程序升温，不过前者改变的是流动相的 组成与极性，后者改变的是温度。

10、利用保留值定性是色谱定性分析的最基本方法。它反映了各组分在两相间的分配情况，它由色谱过程中的热力学因素所控制。

11、分离任意两组分的先决条件是分配系数(K)或分配比(k)不相等。

12、热导池检测器是 浓度 型检测器，对所有化合物都有响应，是

通用型

检测器。

13、高效液相色谱中的 梯度洗脱 技术类似于气相色谱中的程序升温，不过前者连续改变的是流动相的 组成与极性，而不是温度。

14、火焰光度检测器属于 质量 型检测器；它的选择性是指它只对含硫含磷化合物有响应。

15、电子捕获检测器属于 浓度 型检测器；它的选择性是指它只对具有电负性的物质有响应。

16、热导检测器是 浓度 型检测器，对无机有机化合物都有响应。

17、使用玻璃电极前需要 浸泡24h，主要目的是使 不对称电位 值固定。实际测定pH时，需要用标准缓冲溶液校正，其目的是消除 不对称电位和液接电位。

18、离子选择性电极是通过电极上的薄膜对各种离子有选择性的电位响应作为指示电极的。它与金属基电极的区别在于电极的薄膜不给出也不得到电子，而是选择性地让一些离子渗透，同时也包含离子交换过程。

19、离子选择性电极在使用时，每次测量前都要将其电位清洗至一定的值，即固定电极的预处理条件，其目的是为了避免记忆效应或迟滞效应

20、玻璃电极由于薄膜内、外两个表面的状况不同，如含钠量、张力以及外表面的机械和化学损伤程度等不同而产生的电位差叫做不对称电位，在使用前需在去离子水中浸泡24h以上，是为了使不对称电位处于稳定值。

21、玻璃电极在高酸度(pH＜1)下使用产生的误差称为酸差，使测定的PH值偏高；较璃电极在碱度过高(pH＞9)下使用产生的误差称为碱差或钠差，使测定的pH值偏低。

22、一玻璃电极对Na+的选择性系数KH+,Na+＝10-11，则表示Na＋的活度等于H＋的活度的1011倍时，Na+、H+产生的电位相等。

23、用离子选择电极以一次标准加入法进行定量分析时，要求加入的标准溶液浓度要高，体积要小，这样可以保持待测溶液的总离子强度基本不变化。

24、若标准缓冲溶液和待测溶液的pH值、电池电动势分别为PHS、ES和pHX、EX，则根据pH值的实用定义pHX＝pHS＋（EX－ES）F/2.303RT。为了减小测定误差，在选取标准缓冲溶液时应该选用pH使与待测溶液pH值相近的标准缓冲溶液，另外在测定过程中要尽可能保持温度恒定。

25、库仑滴定法分为 动态库仑滴定法

和 恒电流库仑滴定法 二类。

26、极谱定性分析的依据是

E1/2，定性分析的依据是极限电流。

27、ISE由离子交换膜（敏感膜）、内参比电极和内参比溶液等组成。

28、在电位分析中，Ki称之为 选择性系数，Ki越大，表明电极的选择性越 差，通常Ki ＜1。

29、电解分析和库仑分析都不需要 基准物质或标准溶液。库仑分析是测定电解过程中消耗的 电量，可用于 痕量 分析。

30、极限电流与残余电流的差值称为扩散电流，它与溶液中 被测离子浓度 成正比，是极谱定量分析的基础。

31、溶出伏安法包含电解富集和反向溶出两个过程

32、使用玻璃电极前需要 浸泡24h，主要目的是使 不对称电位 值固定。实际测定pH时，需要用标准缓冲溶液校正，其目的是消除 不对称电位和液接电位。

33、库仑分析法分为 控制电位库仑分析法

和 恒电流库仑分析法 二类。

34、极谱定性分析的依据是

E1/2，定性分析的依据是极限电流。

35、玻璃电极的内参比电极为 Ag-AgCl 电极，电极管内为浓度一定的 HCl。

36、在电位分析中，Ki称之为 选择性系数，Ki越小，表明电极的选择性越 高，通常Ki ＜1。

37、随着电解的进行，阴极电位不断 变负，阳极电位不断 变正，要使电流保持恒定，必须不断 增大 外加电压。

38、极限电流与残余电流的差值称为扩散电流，它与溶液中 被测离子浓度 成正比，是极谱定量分析的基础。

39、溶出伏安法包含电解富集和反向溶出两个过程 40、电位分析中，电位保持恒定的电极称为 参比电极，常用的有 甘汞电极、Ag-AgCl电极。

41、无论是原电池还是电解池，发生氧化反应的电极都称为 阳极，发生还原反应的电极都称为

阴极。

42、在电位分析中，若被分析离子为i，干扰离子为j，两种离子带的电荷相等，当ai=100aj时j离子产生的电位与i离子产生的电位值相等，则Kij＝ 0.01。

43、滴汞电极的面积很小，电解时电流密度很大，很容易发生浓差极化，是极谱分析的工作电极。

44、溶出伏安法实质上是电解法和极谱法结合。

45、溶出伏安法，包括两个过程；(1)电解富集，(2)反向溶出。

46、极谱定性分析的依据是半波电位，定量分析的依据是极限扩散电流。

47、Ki,j为电极的离子选择性系数，Ki,j的值 ＜

1，Ki,j值越 小，表明电极的选择性越高。

48、在一定实验条件下，扩散电流与汞柱高度的平方根成正比，因此在实际测定中，应保持汞柱高度不变。

49、电位分析中，电位保持恒定的电极称为参比电极，常用的有饱和甘汞电极、Ag-AgCl电极。

50、单扫描极谱法是在dA／dt变化较小的滴汞生长后期，快速施加极化电压的，因此有利于减小因滴汞电极面积变化而引起的充电(电容)电流，也有利于加速分析速度。

51、膜电极除晶体膜和非晶体膜电极外，还有流动载体膜电极（液膜电极）、敏化电极。

52、离子选择电极的选择系数Ki主要用来估算干扰离子的误差；干扰离子产生的相对误差＝Kij/ ajzi/zj。

53、库仑分析法分为 控制电位库仑分析法

和 恒电流库仑分析法 二类。

54、滴汞电极的滴汞面积很小，电解时电流密度很大，很容易发生浓差极化，是极谱分析的工作电极。

55、循环伏安法中，若还原波和氧化波是呈对称的，则可证明此反应是可逆的。

56、红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物，因此，除了单原子和同核分子等外，几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。

57、原子线的自然宽度是由激发态原子的寿命引起的。

58、分子磷光是指激发态分子在第一电子激发态的最低振动能级，经系间窜越转移到激发三重态的最低振动能级，最后跃迁至基态发出的光辐射。

60、原子发射光谱仪一般由 激发光源、分光系统、检测系统 和

记录系统等部分组成。61、分子振动显示红外活性是指分子振动引起分子的偶极矩变化，分子振动显示拉曼活性分子振动引起分子的极化率变化。

62、正常情况下，原子线的宽度主要是由原子热运动决定的。

63、二极管阵列检测器属于 溶质 型检测器；它只对能吸收可见紫外光的化合物有响应。64、原子吸收光谱仪由光源、原子化系统、分光系统、检测系统和记录系统等部分组成。65、燃助比为1的火焰称为化学计量火焰，适用于多种元素测定。

66、在分子振动过程中，化学键或基团的偶极矩不发生变化，就不吸收红外光。

67、在红外光谱中，将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性，相反则称为非红外活性。一般来说，前者在红外光谱图上有吸收峰。

68、原子吸收线的宽度主要是由原子热运动(或多普勒变宽)引起的。

69、原子吸收分光光度法与分子吸收分光光度法都是利用吸收原理进行测定的，但两者本质的区别是前者产生吸收的是原子，后者产生吸收的是分子，前者使用的是锐线光源，后者使用的是连续光源。前者的单色器在产生吸收之后，后者的单色器放在吸收之前。

70、在紫外-可见吸收光谱中，σ→σ*跃迁，对应真空紫外光谱区；π→π*跃迁，对应近紫外光谱区；n-π*跃迁，对应近紫外、可见光谱区。

71、分子荧光是由于分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量跃迁至激发态，再以无辐射弛豫转入第一电子激发态的最低振动能级，然后跃回基态的各个振动能级，并产生光辐射。72、分子磷光是指激发态分子在第一电子激发态的最低振动能级，经系间窜越转移到激发三重态的最低振动能级，最后跃迁至基态发出的光辐射。

73、紫外光谱仪一般由 光源、单色器、样品池 和

检测系统等部分组成。74、分子中各种电子能级高低顺序为Eσ*＞Eπ*＞En＞Eπ＞Eσ，在大多数有机化合物分子中，价电子是处在n轨道以下的各个轨道中的，一般紫外一可见吸收光谱分析中最有用的两种电子能级的跃迁是n→π*、π→π*跃迁。75、分子的弯曲振动是指使化学键的键角发生周期性变化而键长不变的振动，包括剪式振动、平面摇摆振动、非平面摇摆振动及扭曲振动。

76、在1H NMR谱图中，由共振吸收峰的数目可确定化合物中不同种类质子的数目，由积分线高度可算出各种类氢核的数目，由共振峰裂分蜂数目可确定相邻质子数。

77、除同位素离子峰外，分子离子峰位于质谱图的最高质量区，它是由分子失去一个电子生成的，故其质荷比值是该化合物的相对分子质量。78、化合物CH3CH2I的核磁共振谱中，-CH3是三重峰，-CH2-是四重峰，峰面积比为 3：2。79、除同位素离子峰外，分子离子峰位于质谱图的最高质量区区，它是由分子失去一个电子生成的，故其质荷比值是该化合物的相对分子质量。

80、在CH3CHO分子的核磁共振谱中，有

组峰，-CH3是二重峰，CHO是四重峰。81、同位素离子峰位于质谱图的最高质量区，计算同位素离子峰与分子离子峰的强度比，根据拜诺表可确定化合物的可能分子式。

82、除同位素离子峰外，分子离子峰位于质谱图的最高质量区区，它是由分子失去一个电子生成的，故其质荷比值是该化合物的相对分子质量。

83、质子受核外电子云密度的影响而产生 屏蔽 作用，核外电子云密度越大，质子的共振吸收峰向 高 场移动。

84、在核磁共振谱中，把具有相同的化学位移和相同偶合常数的核称为磁等价核。

85、除同位素离子峰外，分子离子峰位于质谱图的最高质量区，它是分子失去一个电子生成的，故其质荷比值是该化合物的相对分子质量。它的相对强度与分子的结构及离子源的轰击能量有关。

86、磁等价是指分子中的一组氢核，其化学位移相同，且对组外任何一个原子核的偶合常数也相同。

87、质谱仪中，将样品分子电离的部件称为离子源，将不同质荷比的离子分离的部件称为质量分析器。

88、在CH3CHO分子的核磁共振谱中，有

组峰，-CH3是二重峰，CHO是四重峰。89、同位素离子峰位于质谱图的最高质量区，计算同位素离子峰与分子离子峰的强度比，根据拜诺表可确定化合物的可能分子式。

90、核磁共振波谱中化学位移的标准物质是 TMS，它的化学性能稳定，分子中的12个H核化学环境相同相同，谱图上只产生处于高场的一个单峰。

91、同位素离子峰位于质谱图的最高质量区，计算同位素离子峰与分子离子峰的强度比，根据拜诺表可确定化合物的可能分子式。

三、问答题

1、色谱图上的色谱峰流出曲线可说明什么问题? 答：可说明(1)根据色谱峰的数目，可判断样品中所含组分的最少个数。(2)根据峰的保留值进行定性分析。(3)根据峰的面积或高度进行定量分析。(4)根据峰的保留值和区域宽度，判断色谱柱的分离效能。(5)根据两峰间的距离，可评价固定相及流动相选择是否合适。

2、色谱定性分析的依据是什么？在色谱定量分析中为什么要用定量校正因子？常用的色谱定量分析方法有哪些？

答：在一定色谱条件下保留值是特征的，这就是色谱定性的依据。

当两个质量相同的不同组分在相同条件下使用同一个检测器进行测定时，所得的峰面积却常不相同。也就是说，在同一类型的检测器上，重量或浓度相同的不同物质，在同一条件下，产生的信号是不一样的（得到的色谱峰面积却常常不同）；在不同类型的检测器上，同一种物质产生的信号也是不一样的。因此，不能直接利用峰面积计算物质的含量。为了使峰面积能真实地反映出物质的质量，就要对峰面积进行校正，即要用定量校正因子。常用的色谱定量方法有：归一化法、内标法、外标法。

3、(7分)何谓梯度淋洗，适用于哪些样品的分析？与程序升温有什么不同？

答：梯度淋洗就是在分离过程中，让流动相的组成、极性和pH等按一定程序连续变化(1.5分)。样品中各组分能在最佳的k下出峰。使保留时间短、拥挤甚至重叠的组分，保留时间过长而峰形扁平的组分获得很好的分离(2分)，特别适合样品中组分的k范围很宽的复杂样品的分析(1分)。梯度淋洗十分类似气相色谱的程序升温，两者的目的相同。不同的是程序升温是通过程序改变温度，而液相色谱是通过改变流动相的组成、极性和pH达到改变k的目的(1.5分)。

5、柱温对气相色谱分析有何影响？如何选择柱温？

答：柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高，低沸点组分峰易产生重叠。柱温下降，分离度增加，分析时间延长。

柱温选择首先应使柱温控制在固定液最高和最低使用温度范围之间。一般选择接近或略低于平均沸点时的温度。在满足分离度要求下，提高柱温有利于缩短分析时间、提高分析效率。对于组分复杂、沸程宽的样品，可采用程序升温。

6、什么是指示电极及参比电极？

答：指示电极：用来指示溶液中离子活度变化的电极，其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化，在一定的测量条件下，当溶液中离子活度一定时，指示电极的电极电位为常数。参比电极：在进行电位测定时，是通过测定原电池电动势来进行的，电动势的变化要体现指示电极电位的变化，因此需要采用一个电极电位恒定，不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准，这样的电极就称为参比电极。

7、残余电流产生的原因是什么？它对极谱分析有什么影响? 答：残余电流的产生有两个原因，一是由于溶液中存在微量易在滴汞电极上还原的杂质所致。另一个原因是由于存在电容电流（充电电流）所致。

残余电流通常<1μA，相当于10-5mol/L一价金属离子产生的极限扩散电流，因此限制了直流极谱法的灵敏度。

8、产生浓差极化的条件是什么？ 答：（1）电极表面电流密度较大，使电极表面的离子浓度由于电解反应而迅速降低；（2）搅拌不充分，使电极表面的金属离子浓度比溶液本体的浓度小。

9、应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？进行定量分析有哪些方法？ 答：原子吸收光谱法进行定量分析的依据是：试样中待测元素的浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比，即A＝k'C。定量分析方法有标准曲线法和标准加入法两种。

10、什么是发色团和助色团？作用原理如何？各举二例。

答：凡是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，称为发色团。主要是分子中具有不饱和键和未成对电子的基团，能吸收外来辐射并引起(–(*和n–(*跃迁。主要的生色团有乙烯基＞C＝C＜、乙炔基–C≡C –、羰基＞C＝O、亚硝基– N＝O、偶氮基– N＝N–等。助色团是指本身不会产生紫外吸收，但与生色团相连时，能使后者吸收波长变长、强度增大的含杂原子（带有孤对电子）的饱和基团(1分)。助色团与发色团相连时，助色团的n电子与生色团的π电子形成n-π共轭，生成多电子大π键(1分)，π→π* 跃迁所需能量减小，生色团的λMax 移向长波区并增加吸收强度。如–OH、–OR、–NHR、–SH、–Cl、–Br、–I等。

14、简述溶剂效应对有机化合物紫外—可见光谱的影响及原因。答：溶剂效应对有机化合物紫外—可见光谱的影响主要有两个方面：

(1)影响λmax。受极性溶剂的影响，一般n电子的能量降低最大，其次是反键轨道、成键轨道，从而使n—π＊跃迁产生蓝移、π—π＊跃迁产生红移。

(2)影响吸收强度和精细结构。溶剂的极性使分子的振动、转动受到限制，从而使其精细结构消失，对应吸收强度减小。

16、分子荧光是怎样产生的？产生的条件是什么?

答：分子荧光是由于分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量跃迁至激发态，再以无辐射弛豫转入第一电子激发态的最低振动能级，然后跃回基态的各个振动能级，并产生光辐射。分子产生荧光应具备两个条件：①分子必须具有与所照射的辐射频率相适应的结构，才能吸收激发光；②吸收了与其本身特征频率相同的能量之后，必须具有一定的荧光效率，即该物质具有发射荧光的能力，是荧光物质，这种能力主要决定于物质的化学结构和化学环境。

17、为什么荧光分析法的灵敏度比紫外分光光度法高? 答：荧光分析法定量的依据是荧光强度与浓度成线性关系，测定的是荧光强度。可采用增强入射光强度或增大检测信号的放大倍数来提高灵敏度。在紫外—可见分光光度法中测定的是吸光度，而吸光度A＝lg(I0/I)，如果增大入射光强度，相应也增大了透射光强度，比值仍然不变，不能达到提高灵敏度的目的。所以，荧光分析法的灵敏度比紫外分光光度法高，一般高2一3个数量级。

18、采用什么方法，可以区别n→π* 和π→π*跃迁类型？

答：可以利用紫外吸收光谱方法加以区别。它们的摩尔吸收系数差异很大，可用摩尔吸收系数不同加以区别；也可在不同极性溶剂中测定最大吸收波长，观察红移和紫移，以区别这两种跃迁类型。

21、试指出下列化合物有多少不同种类的质子，及相应峰面积的比例。

解

(1)乙醇有三类不同的氢质子，、CH2和OH它们的峰面积比相应为3：2：1。

(2)丙烷有两类不同的氢质子，两个CH3基团是等性的，即CH3和CH2，它们的峰面积比相应为3：1。

(3)1，1，3，3—四甲基丙烷有三类不同的氢原子，即CH3、CH2和CH，它们的峰面积相应为6：1：1。

(4)环戊烷因所有的质子均是等性的，在谱图中仅存在一个吸收峰。所以无比例可测。

2、什么叫锐线光源？在AAS分析中为什么要采用锐线光源？（6分）

答：能发射出谱线强度大、宽度窄而又稳定的辐射源叫锐线光源。在原子吸收光谱（AAS）分析中，为了进行定量分析，需要对吸收轮廓线下所包围的面积（即积分吸收）进行测定，这就需要分辨率高达50万的单色器，该苛刻的条件一般是难以达到的。当采用锐线光源后，由于光源共振发射线强度大且其半宽度要比共振吸收线的半宽度窄很多，只需使发射线的中心波长与吸收线的中心波长一致，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开，通过测量峰值吸收处的共振辐射线的减弱程度，即把共振发射线（锐线）当作单色光而测量其峰值吸光度即可用朗伯-比尔定律进行定量分析了。

4、何谓色谱分析的分离度？

答：分离度也称分辨率或分辨度，它是指相邻两色谱峰保留值（或调整保留值）之差与两峰底宽平均值之比，即。它是衡量相邻两色谱峰能否分离开和分离程度的总分离效能指标。当Rs < 1时，两峰总有部分重叠；当Rs = 1时，两峰能明显分离（分离程度达98%）；当Rs = 1.5时，两峰能完全分离（分离程度达99.7%）。因而用Rs = 1.5作为相邻峰已完全分开的标志。5.何谓程序升温？

程序升温是指在一个分析周期内，炉温连续地随时间由低温到高温线性或非线性地变化，以使沸点不同的组分各在其最佳柱温下流出，从而改善分离效果和缩短分析时间。它是对于沸点范围很宽的混合物，用可控硅温度控制器来连续控制柱炉的温度进行分离分析的一种技术方法。

1、直接电位法测定溶液中氟离子浓度时，所加入TISAB的组成是什么？其作用又是什么？ 答:（1）离子强度调节剂：NaCl溶液，保持溶液的离子强度一致；（2分）（2）pH缓冲盐：HAC和NaAC混合物，消除OH-的干扰；（2分）（3）掩蔽剂：柠檬酸钠，消除Fe3+和Al3+的干扰。（1分）

2、说明用邻二氮菲作显色剂测定铁的反应原理和加入各种试剂的作用？

答：邻二氮菲与Fe2+反应生成稳定的橙色配合物，配合物的ε=1.1×104L.mol-1.cm-1该法测定的灵敏度高，选择性好。（2分）

加入盐酸羫胺，使Fe3+还原成Fe2+；邻二氮菲作为显色剂；醋酸钠调节溶液酸度，使生成的配合物具有较好的稳定性，并消除干扰。（3分）

3、用火焰原子吸收法测定水样中钙含量时，PO43－的存在会干扰钙含量的准确测定。请说明这是什么形式的干扰？为何产生？如何消除？

答：火焰原子吸收法测钙时PO43-的干扰属于化学干扰，是由于形成的磷酸钙在火焰中很难解离，影响了钙的原子化效率，使灵敏度降低。（1分）消除的方法有四种，即：使用高温火焰如氧化亚氮-乙炔火焰（1分）；加释放剂（镧盐）（1分）；加保护剂（EDTA）；化学分离。

4、简述内标物的选择原则。答：（1）内标物应是试样中不存在的纯物质；

（2）内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标物的色谱峰与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离；（2分）

（3）内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应；（1分）（4）内标物加入量应接近待测组分含量。（1分）

5、什么是梯度洗脱？液相色谱中，梯度洗脱适用于分离什么样的混合物？梯度洗脱的作用有哪些？

答：在液相色谱分离过程中通过改变流动相组成，或流动相浓度使组分充分分离的方法。（2分）

梯度洗脱适用于复杂样品，特别是保留值相差很大的混合物的分离。（1分）

梯度洗脱技术可以改善峰形，减少拖尾，缩短分离时间，降低最少检测量，提高分析精度。（2 原子发射光谱分析所用仪器装置由哪几部分构成？其主要作用是什么？

答：原子发射光谱分析所用仪器装置通常包括光源，分光仪和检测器三部分（2分）。光源作用是提供能量，使物质蒸发和激发。分光仪作用是把复合光分解为单色光，即起分光作用。检测器是进行光谱信号检测。（3分）

控制电位库仑分析法和库仑滴定法在分析原理上有何不同？ 答：控制电位库仑分析法是直接根据电解过程中所消耗的电量来求得被测物质含量的方法（2分）。而控制电流库仑分析法即库仑滴定法是以100％的电流效率进行电解，使在电解中产生一种物质（库仑滴定剂），库仑滴定剂与被测物质进行定量化学反应，反应的化学计量点可借助于指示剂或其它电化学方法来指示（3分）。

请预测在正相色谱与反相色谱体系中，组分的出峰次序。

答：在正相色谱体系中，组分的出峰次序为：极性弱的组分，在流动相中溶解度较大，因此k值小，先出峰。极性强的组分，在固定相中的溶解度较大，因此k值大，后出峰（2.5分）。在反相色谱中组分的出峰次序为：极性弱的组分在固定相上的溶解度大，k值大，后出峰。而极性强的组分在流动相中的溶解度大，k值小，所以先出峰(2.5分)。4.在极谱分析法中，为什么要使用汞微电极？

滴汞电极由于汞滴不断滴落，使电极表面保持新鲜，重现性好。（1分）

汞与许多金属生成汞齐，降低了这些金属的析出电位，使许多金属都能用极谱法测定。（1分）

氢在汞电极上有较大的过电位，其析出电位一般负于1.2V，即使在酸性溶液中，氢波也不产生干扰。（1分）

滴汞电极表面积很小，因此电解时的电流密度很大，易于产生浓差极化现象。（2分）

第四篇：仪器分析题目

仪器分析题目 高效液相色谱仪的种类有哪些？基本组成是什么？

答：高效液相色谱仪的种类很多，根据其功能不同，主要分为分析型，制备型和专用型。但其基本组成是类似的，主要由输液系统，进样系统，分离系统，检测系统，记录及数据处理系统组成。包括溶剂贮存器，高压泵，进样器，色谱柱，检测器和记录仪等主要部件。在液相色谱中，色谱柱能在室温下工作，不需要恒温的原因是什么？

答：由于组分在液-液两相的分配系数随温度的变化较小，因此液相色谱柱不需恒温。高效液相色谱法的基本概念是什么？

答：在经典液相色谱的基础上，引入了气相色谱（GC）的理论，在技术上采用了高压泵，高效固定相和高灵敏度检测器，使之发展成为分离速率，高分离效率，高检测灵敏度的高效液相色谱法，易称为现代液相色谱法。柱外效应的解释。

答：由色谱柱以外的因素引起的色谱峰形扩展的效应，柱外因素常指从进样口到检测器之间，除色谱柱以外的所有死时间，如进样器，连接管，检测器等的死体积，都会导致色谱峰形加宽，柱效下降。高效液相色谱法的特点是什么？

答：高效液相色谱法的分离效能高，选择性高，检测灵敏，分析速度快，应用范围广，6为什么作为高效液相色谱仪的流动相在使用前必须过滤、脱气？常用的脱气方法？ 答案：高效液相色谱仪所用溶剂在放入贮液罐之前必须经过0.45μm滤膜过滤，除去溶剂中的机械杂质，以防输液管道或进样阀产生阻塞现象。所有溶剂在上机使用前必须脱气；因为色谱住是带压力操作的，检测器是在常压下工作。若流动相中所含有的空气不除去，则流动相通过柱子时其中的气泡受到压力而压缩，流出柱子进入检测器时因常压而将气泡释放出来，造成检测器噪声增大，使基线不稳，仪器不能正常工作，这在梯度洗脱时尤其突出。常用的脱气法有以下几种：（1）加热脱气法;（2）抽吸脱气法;（3）吹氦脱气法;（4）超声波振荡脱气法。

7对液相色谱流动相有何要求? 解：用作液相色谱流动相的溶剂，其纯度和化学特性必须满足色谱过程中稳定性和重复性的要求。对样品要有一定的溶解能力，粘度小，化学稳定性好，避免发生不可逆的化学吸附。溶剂应与检测器相匹配，不干涉所使用检测器的工作，制备色谱的溶剂应不干扰对分离各组分的回收。除此以外，选择的溶剂对所给定的样品组分具有合适的极性和良好的选择性。8何谓梯度洗脱，适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同?

解：梯度洗脱就是在分离过程中.让流动相的组成、极性、ph值等按‘定程序连续变化。使样品中各组分能在最佳的k下出峰。使保留时间短、拥挤不堪、甚至重叠的组分，保留时间过长而峰形扁平的组分获得很好的分离，特别适合样品中组分的k值范围很宽的复杂样品的分析。梯度洗脱十分类似气相色谱的程序升温，两者的目的相同。不同的是程序升温是通过程序改变柱温。而液相色谱是通过改变流动相组成、极性、ph值来达到改变k的目的。

9什么叫正相色谱？什么叫反相色谱？各适用于分离哪些化合物？在正相色谱与反相色谱体系中，组分的出峰次序

正相色谱法：流动相极性小于固定相极性的色谱法。用于分离溶于有机溶剂的极性及中等极性的分子型物质，用于含有不同官能团物质的分离。反相色谱法：流动相极性大于固定相极性的色谱法。用于分离非极性至中等极性的分子型化合物。

在正相色谱体系中组分的出峰次序为：极性弱的组分，在流动相中溶解度较大，因此k值小，先出峰。极性强的组分，在固定相中的溶解度较大，因此k值大，后出峰。

在反相色谱中组分的出峰次序为：极性弱的组分在固定相上的溶解度大，k值大，后出峰，相反极性强的组分在流动相中溶解度大，k值小，所以先出峰。10仪器考察 1）补充完整高效液相色谱分析流程图。2）高效液相是由哪几部分系统构成的？ 3）什么是梯度洗脱？梯度洗脱有什么好处？

1）1

4 5 6 2）输液系统，进样系统，分离系统，检测系统，记录与数据处理。

3）梯度洗提，就是载液中含有两种（或更多）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定的程序连续改变载液中溶剂的配比和极性，通过载液中极性的变化来改变被分离组分的分离因素，以提高分离效果。好处：改善分离，提高分离度，加快分析速度，改善峰形，减少拖尾，利于微量分析。

1试述紫外吸收光谱，红外吸收光谱和核磁共振波谱产生的原因。

答：价电子跃迁；分子振动或转动；电子自旋或核自旋。或转动；电子自旋或核自旋。

2简述红外吸收光谱产生的条件；是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?

答（1）辐射应具有使物质产生振动跃迁所需的能量，即必须服从νL= △V·ν

（2）辐射与物质间有相互偶合作用，偶极矩必须发生变化，即振动过程△μ≠ 0；（3）并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.3.红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程。

答：基本依据：红外对有机化合物得定性具有鲜明的特征，因为每一化合物都有特征的红外光谱，光谱带的数目 位置 形状 强度均随化合物及聚集态的不同而不同。

分析过程：（1）试样的分离和精制；（2）了解试样有关的资料;（3）谱图解析；（4）与标准谱图对照；（5）联机检索

4何为基团频率？何为特征吸收峰？ 答：基团频率和特征吸收峰物质的红外光谱是其分子结构的反映，谱图中的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。多原子分子的红外光谱与其结构的关系，一般是通过实验手段得到。这就是通过比较大量已知化合物的红外光谱，从中总结出各种基团的吸收规律。实验表明，组成分子的各种基团，如O-H、N-H、C-H、C=C、C=OH和C= C等，都有自己的特定的红外吸收区域，分子的其它部分对其吸收位置影响较小。通常把这种能代表及存在、并有较高强度的吸收谱带称为基团频率，其所在的位置一般又称为特征吸收峰

5伸缩振动和弯曲振动有什么区别？

答：伸缩振动 指成键原子沿着价键的方向来回地相对运动。在振动过程中，键角并 伸缩振动 不发生改变，如碳氢单键，碳氧双键，碳氮三键之间的伸缩振动。弯曲振动又分为面内弯曲振动和面外弯曲振动，用δ、γ表示。如果弯曲振动的方向垂直于分子平面，则称面外弯曲振动，如果弯曲振动完全位于平面上，则称面 内弯曲振动。剪式振动和平面摇摆振动为面内弯曲振动，面外摇摆振动和扭曲变形振动为面外弯曲振动。6.影响基团频率的因素？

答：内部因素：（1）.电子效应 包括诱导效应、共轭效应和中介效应，它们都是由于化学键的电子分布不均匀引起的。

（2）氢键的影响氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。

（3）振动耦合 当两个振动频率相同或相近的基团相邻具有一公共原子时，由于一个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个“微扰”，从而形成了强烈的振动!相互作用。

外部因素：（1）同一物质在不同状态时，由于分子间相互作用力不同，所得光谱也往往不同。

（2）在溶液中测定光谱时，由于溶剂的种类、溶液的浓度和测定时的温度不同，同一物质所测得的光谱也不相同。7简介红外光谱仪

答：红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪通常由光源，单色器[，探测器和计算机处理信息系统组成。根据分光装置的不同，分为色散型和干涉型。对色散型双光路光学零位平衡红外分光光度计而言，当样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测样品的红外光谱。

8什么是红外光谱法？

答：红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。简称“IR”,分子吸收光谱的一种。利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一法。被测物质的分子在红外线照射下，只吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光谱。对红外光谱进行剖析，可对物质进行定性分析。化合物分子中存在着许多原子团，各原子团被激发后，都会产生特征振动，其振动频率也必然反映在红外吸收光谱上。据此可鉴定化合物中各种原子团，也可进行定量分析。

9红外光谱法的特点 ？

答：红外光谱法的哇特征性强、测定快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较低、定量分析误差较大.10、色谱图上可以读到的信息 ？

答：

1、色谱峰个数，判断样品中所含组份最少个数

2、定性 Tr

3、定量 A∞H

4、分离效能

5、流动相和固定相

11、红外实际峰比理论峰少的原因？

答：

1、偶极矩的变化，△U=0,振动不产生红外吸收 如C02 非红外性

2、谱线振动

3、仪器分辨率，灵敏度不够

4、泛频峰的产生

第五篇：06仪器分析

精油的仪器分析

精油成分分析除上面提到的物理和化学法外，目前常用的是仪器分析法。在确定精油成分时，仪器分析是必要的物段。在确定某一成分化学结构前，首先要提纯该样品，然后采用多种仪器分析物段来确定该化合物的结构。通常采用两种方法来对分离出来的组分进行鉴定，一是保留数据法，另一个是研究波谱特征法。

“保留数据法”的优点是除了色谱法所使用的仪器和知识外，不需要有另个的仪器和专门知识。此方法要求色谱条件严格标准化，以便有确定的保留值。而且，现在的经验做法是选择几个已知化合物加入混合物中，以这此已知化合物作为保留值参考点，由插值法求未知化合物的保留值。因此在气相色谱中，以正烷烃系列化合物作为参考化合物得到了广泛的应用。保留值有可能与参考值偶然巧合，因而一个保留值是不足以鉴定某一物质的，两个或两个以上的保留值偶然巧合的情况就大减少了，因此在保留数值上作鉴定时，习惯上至少要有两个很好选择的不同系统：在气液色谱中用两个极性不同的柱子，在薄层色谱中可用双向展开。

波谱法是大多数研究者使用的方法，用于鉴别色谱馏分的波谱中，质谱法和红外光谱法使用得最普遍。因为对于微量样品来说，它们解决问题迅速，而且每个有机化合物都具有其特征的质谱（MS）和红外光谱（IR）。IR能确定分子功能基团的特征，MS一般揭示分子量和结构特征。

气相色谱和质谱联用（GC—MS）是芳香化合物领域中经常采用的，根据每个GC峰的质谱图，通过对照参考图谱，或用Varian质谱系统SS100检索进行鉴定。在缺少参考时，根据经验，研究者可试图从质谱碎片图去阐明化合物的结构。

IR与气相色谱仪直接连接成GC—IR，它和GC-MS一样，从气相色谱仪流出的成分可依次测定IR光谱。

还可以用核磁共振（NMR）提供有机化合物结构的重要数据，如化学位移常数，偶合常数等。

小结

用上述仪器组全进行分析虽能按照各种成分含量多少依次测定出来，但从香气再现这一目的来看，用这种方法也不一定能到理想的结果。因为，形成香气的成分对于香气的贡献不完全由含量多少来决定，有些阈值低的成分即使含量低，对于香气也是十分重要的。因此采用鼻子闻的方式进行官能评价是十分必要的。