实用仪器分析实验报告（样例5）

第一篇：实用仪器分析实验报告

X 射线荧光光谱分析实验

实 验 名 称

X射线荧光光谱分析实验

一、实验目的（1）通过本实验，了解 X 射线荧光分析仪的原理和实验技术；（2）掌握 X 射线荧光分析样品的制备；（3）掌握粉末样品、薄膜样品中的元素检测方法；（4）通过实验掌握设备的开关机；（5）培养和提高学生的动手能力和创新能力。

二、实验原理简述 该仪器的工作原理是元素的原子受到高能辐射X 射线激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特殊性波长的 X 射线，根据莫斯莱定律，荧光 X 射线的波长 λ 与元素的原子序数 Z 有关，其数学关系如下：λ=K(Z− s)−2，式中 K 和 S 是常数。

图 1 X 射线荧光光谱仪（岛津 XRF-1800）

四、实验步骤

（1）仪器准备 使用仪器前务必检查外部冷却水系统水压是否在 0.2-0.4Mpa，X-射线荧光光谱仪主机板面是否有 error 灯亮或电脑界面是否显示报错。

（2）样品准备 使用压样机压制样品，样品要求：

a 不受理有可能污染仪器的样品（有机样品，高挥发性物质、低熔点材料和有掉落的粉末等）和磁性样品。

b 仪器元素检测范围 O~U，若样品含 O 之前

五、实验数据及其处理分析

六、思考题

第二篇：仪器分析总结

1.紫外可见光谱产生原因?有哪些特点? 原因:分子具有不同的特征能级，当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁。同原子一样，分子吸收能量具有量子化特征，记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系可以得到吸收光谱。特点:灵敏度高准确度好选择性好，仪器价格低廉操作简便，快速分析速度快应用范围广。

2.电子跃迁有哪几种类型?它们的能量补充范围。从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外－可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的σ电子，形成双键的π电子以及未共享的或称为非键的n电子．电子跃迁发生在电子基态分子成键轨道和反键轨道之间或基态原子的非键轨道和反键轨道之间。处于基态的电子吸收了一定的能量的光子之后，可分别发生σ→σ*,σ→π*, π → σ*, n →σ*, π →π*, n→π*等跃迁类型．π →π*, n →π*所需能量较小，吸收波长大多落在紫外和可见光区，是紫外－可见吸收光谱的主要跃迁类型．四种主要跃迁类型所需能量的大小顺序为：n →π* < π →π* n →σ* < σ→σ*.一般σ→σ*跃迁波长处于远紫外区，＜200 nm, π →π*, n →σ*跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150~250nm之间，n →π*跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于250nm~800nm之间．

3.紫外可见光谱的吸收光谱带有几种？原因，特点。首先有机化合物紫外吸收光谱中，如果存在饱和基团，则有σ →σ*跃迁吸收带，这是由于饱和基团存在基态和激发态的 σ电子，这类跃迁的吸收带位于远紫外区．如果还存在杂原子基团，则有n →σ*跃迁，这是由于电子由非键的n轨道向反键σ轨道跃迁的结果，这类跃迁位于远紫外到近紫外区，而且跃迁峰强度比较低．如果存在不饱和C=C双键，则有π →π*, n →π*跃迁，这类跃迁位于近紫外区，而且强度较高．如果分子中存在两个以上的双键共轭体系，则会有强的K吸收带存在，吸收峰位置位于近紫外到可见光区。对于芳香族化合物，一般在185nm，204nm左右有两个强吸收带，分别成为E1, E2吸收带，如果存在生色团取代基与苯环共轭，则E2吸收带与生色团的K带合并，并且发生红移，而且会在230~270nm处出现较弱的精细吸收带（B带）．这些都是芳香族化合物的特征吸收带。4.影响紫外分子光谱的因素有哪些？

共轭效应：分子中共轭体系形成大π键，使得各能级之间的能量差减小，因而产生吸收峰长移并产生深色效应的现象。助色效应：当助色团与发色团相连，由于助色团的n电子与发色团的π电子发生共轭，结果使得吸收峰长移产生深色效应的现象。超共轭效应：由于烷基的∂电子与共轭体系的π电子共轭，使得吸收峰长移并产生深色效应的现象。溶剂效应：由于溶剂的极性不同引起某些化合物的吸收峰发生长移或短移的现象。

5.朗伯比尔定律成立的前提条件是什么？他在紫外可见分光光度法中的地位和意义。它的表达式说明了什么？（1）入射光为单色光。溶液为稀溶液(2)地位及意义。是吸光度法的基本定律。(3)表达式。表明在稀溶液中。物质对单色光的吸光度与吸光物质溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。

6.在紫外可见分光光度定量分析中，影响准确度的因素有哪些？如何减小测定误差？

(1)样品溶液浓度的影响:比尔定律只适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液,因为浓度高时吸光粒子间的平均距离减小，受粒子间电荷分布相互作用的影响，他们的摩尔吸收系数发生改变导致偏离比尔定律，因此。待测溶液的浓度应该控制在0.01mol/L以下。(2)单色光不纯引起的偏离:比尔定律只适用于单侧光，但一般的分光机所提供的入射光并不是纯的单色光，而是波长范围较窄的复色光，由于同一物质对不同波长光的吸收程度不同导致对比尔定律的偏离。实际上理论上的单色光是不存在的。我们所做的只能是让入射光的光谱带宽尽可能的小，要尽可能的靠近单色光。(3)其他原因:光通过吸收池时约有十分之一或更多光能因反射而损失。用参比溶液对比来补偿。由于仪器性能限制通过吸收知道光不是平行光，而是稍稍倾斜的光束。紫外可见分光光度计主要部件类型和性能原理。光源发射强度足够而稳定的连续入射光。

原理:电子的能级跃迁产生的，利用分子对紫外可见光的吸收特性建立起来的分析方法

仪器结构:光源－单色器－吸收池－检测器－信号指示系统。

光源（1）钨灯或卤钨灯,波长范围350至一千纳米，作为可见光源（2）氢灯或氘灯，气体放点发光，发射150-400nm的紫外连续光谱。

单色器:将来自光源的含各种波长的复色光按波长顺序色散并,从中分离所需波长的单色光。(1)色散元件，菱镜 光栅(2)准直镜，是以狭缝为焦点的聚焦镜，将进入单色器的发散光变成平行光，又将发散后的单色平行光聚焦于出光狭缝(3)狭缝。为光的进出口包括进光狭缝和出光狭缝，进光狭缝限制杂散光进入，单色光由出光狭缝分出。

样品池：用于乘装试液，为光学玻璃池或石英池

检测器：是一类光学电转器，将接受的光学电讯号转变为便于测量的电讯号，常用的有光电池，光电管及光电信增管。

信号处理与显示：将检测器输出的信号放大并显示。9.判断在紫外可见光区，下列化合物产生几个吸收带。乙烯 K带 苯乙烯 E带，K带 丁二烯 K带 R带 苯甲醛 R带 E带

8.举例说明紫外可见分光光度法在定性分析中的应用?（1)紫外光源可以用于有机化合物的定性分析通过测定物质的最大吸收波长和吸光系数或者将未知化合物的紫外吸收光谱与标准谱图对照可以确定化合物的存在。(2)可以用来推断有机化合物的结构。(3)进行化合物纯度的检查。(4)进行有机化合物，配合物或者部分无机化合物的定量测定。

1.从原理和仪器两方面比较分子荧光，磷光的异同点。荧光是激发单重态最低振动能级至基态各振动能级间跃迁产生的，磷光是由激发三重态的最低振动能级至基态各振动能级间跃迁产生的。/分子荧光和分子磷光属于光致发光，但是荧光发射，在电子能量变化中不涉及电子自旋的改变，荧光的寿命较短为10-5s。磷光发射，在电子能量变化中伴随电子自旋的改变，磷光的寿命较长，为几秒甚至更长。/化学发光基于在化学反应过程中，生成了能产生发射光谱的激发态物质，产生的光谱不一定是分析物本身的光谱，而往往是被分析物反应生成物质的光谱，有时被分析物用作抑制剂或催化剂。3.酚酞与荧光素，哪一种的荧光量子产率高。

荧光素的荧光量子产率高。因为荧光素分子中的氧桥构成三环共面的刚性平面，而这种结构可以减少分子的振动，使分子与溶剂或其他溶质分子的相互作用减小，也就减少了碰撞去活的可能性，又含羟基等给电子基增强了兀电子共轭强度，使最低激发态单重态与基态之间的跃迁概率增加，使荧光增强。

6.为什么分子荧光光度分析法的灵敏度通常比分子吸光光度法的要高。

因为荧光是从入射光的直角方向检测，即在黑背景下检测荧光的发射，而且荧光的发射强度大，可以通过各种方法来增强，从而提高检测的灵敏度，而分子吸光光度法中存在着严重的背景干扰，因此，分子荧光光度法灵敏度通常比分子吸光光度法的高。

7.激发光谱，荧光发射光谱和吸收光谱三者的关系。荧光发射光谱的形状与激发光波长无关。荧光发射光谱与吸收光谱是镜像关系。（1）吸收光谱: 当一束连续光通过透明介质时，如果光波能量和介质中从基态到激发态的能量间隔相等，介质中的状态将由基态被激发到激发态，透过透明介质的光将因这样的吸收而光强减弱，由于激发态不同，它们的吸收能量不一样，这样在记录透过透明介质后的光强时就形成了光强随着波长变化的谱线，即吸收光谱。吸收光谱可以给出材料基质和激活离子的激发态能级的位置和它们的分布情况。（2）荧光光谱: 固定激发波长，扫描发射波长，所得到荧光强度—发射波长的关系曲线。可用于荧光物质的鉴别，并作为荧光测定时选择恰当的测定波长或滤光片的依据。

（3）激发光谱: 固定发射波长，扫描激发波长，而获得荧光强度——发射波长的关系曲线。可用于荧光物质的鉴别，并在进行荧光测定时选择适宜的激发波长。4.苯胺在PH3还是PH10时荧光更强，解释之。

由于苯胺带有碱性的胺基，它在PH7~12的溶液中以分子形式存在，会发出蓝色的荧光，当PH为3时，溶液中的苯胺多数以离子形式存在，因此苯胺在PH10时的荧光比PH3时更强。

1、比较原子吸收与分子吸收的异同。

基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱，原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区，原子吸收光谱是线状光谱。分子吸收光谱也叫紫外可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收200~800Nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法，这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子能级间的跃迁，是带状光谱。

3、原子化器的类型及特点

（一）火焰原子化器（1）雾化器：利用压缩空气等将样品变成高度分散状态的细小雾滴，生成的雾滴随气体流动并被加速，形成粒子直径为微米级的气溶胶，气溶胶粒子直径越小，火焰中生成的基态原子越多。（2）混合室：使气溶胶粒层更小更均匀，使燃气助燃气充分混合，记忆效应小。（3）燃烧器：通过火焰燃烧使试样雾滴在火焰中经过干燥蒸发熔融和热解毒过程，将待测原素原子化，要求原子化程度高噪声小，火焰稳定，光路原子数目多。

化学计量焰：火焰层次清晰，温度高，稳定，干扰小，适合多种元素测定。

复燃焰：温度较化学计量焰较低，有还原性，适于易形成难离解氢化物的元素测定。

贫燃焰：温度较低，有较强氧化性易于测定易离解易电离的元素。

（二）非火焰原子化器: 由电源，炉体和石墨管三部分组成，利用电热阴级发射等离子体或激光等方法使试样中待避元素形成基态自由原子。

4、什么是锐线光源，为什么原子吸收要使用锐线光源。锐线光源：发射线半宽度小于吸收线半宽度的光源，且发射线中心频率与吸收线中心频率一致的光源。

在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线和吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可以看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数Kn，在此轮廓内不随频率改变而改变，吸收仅限于发射线轮廓内。这样，求出一定的峰值吸收系数即可测定出一定的原子数。所以把锐线当做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。

5、用石墨炉原子化器进行测定时，为何要通惰性气体 加热光源供给原子化器能量，一般采用低压、大电流的交流电，为保证炉温恒定，要求提供的电流稳定，炉温可在1~2s内达3000℃，为防止试样及石墨管氧化，必须不断通入惰性气体，有利于难溶氧化物的原子化。

7、氘灯法校正背景存在问题

使用：先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总吸光度，再用连续光源发出的辐射在同一波长下测定背景吸收，计算俩次测定吸光度之差，即可使背景吸收得到校正。

问题：只适用于波长190-350nm的吸收线，而且要求氘灯和元素空心阴极灯发出的俩光束必须严格重合。

8、原子吸收的干扰，如何消除。

（1）物理干扰：试样与标准样的黏度，表面张力，相对密度等物理性质不同时，将会使喷入火焰的速度和雾滴大小不同。由试样和标准样物理性质的差别所产生的干扰称为物理干扰。消除：配置与试样溶液组成相似的标准溶液，或采用标准加入法。

（2）电离干扰：由于很多元素在高温火焰中产生电离，使单位体积内的基态原子数减少，灵敏度降低。消除：适当控制火焰温度，加入消电离剂（钾，钠等易电离的碱金属）

（3）化学干扰：被测元素与共存的其他元素发生化学反应，生成一种稳定化合物而影响原子化效率。

1、阳离子的干扰：部分被测元素与干扰离子形成难溶的混合晶体

2、阴离子的干扰：主要是磷酸根离子和硫酸根离子对碱金属的干扰。消除：1.加入释放剂，使被测元素从化合物中释放出来。2.加入络合保护剂，使被测元素在处于保护层的情况下进入火焰，在高温下保护剂先被破坏而释放出被测元素或与干扰元素生成稳定化合物，将被测元素解离出来。3.加入助熔剂，对高熔点的待测物起助熔作用，提高灵敏度。4.利用适当高温火焰。5.沉淀、溶剂萃取、离子交换等方法。6.采用标准加入法。（4）光谱干扰1.光谱干扰：由于分析的谱线与邻近线不能完全分开而产生光谱干扰，另一种是由于发射共振线轮廓与火焰非测定元素的吸收线轮廓相互重叠所造成的干扰。消除：采用适宜狭缝宽度，降低灯电流或采用其他分析线。2.背景干扰：产生原因见6 消除：1.临近非共振线校正：用分析线测量总吸光度。以空心阴极灯发射的与分析线邻近的非吸收线测量背景吸光度。2.氘灯自动背景校正：先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总吸光度，再用连续光源发出的辐射在同一波长下测定背景吸收，计算两次测定吸光度之差，即可使背景吸收得到校正。3.亲曼效应背景校正：根据磁场将简并的谱线分裂成具有不同偏振特性的成分，由谱线的磁特性和偏振特性~别被测元素和背景吸收。4.自吸收背景校正：首先使空心阴极灯在弱脉冲低电流下工作，此时发射轮廓较窄的谱线，用以测定待测~与背景吸收，再以短暂的强脉冲高电流通过空心阴极灯，使其产生自吸收并使发射线的谱线轮廓变宽，两种条件~定的吸收光度之差，是校正了背景吸收的净原子吸收的吸光度。

6、原子吸收光谱分子产生背景的原因及影响（1）分子吸收：在原子化过程中生成的气体分子、氧化物、盐类和氢氧化物等分子对光的吸收引起的干扰（减少浓度，高温火焰）（2）光散射：在原子化过程中产生的固体微粒对光的阻挡而发生的散射现象。（3）火焰气体吸收：火焰气体对光谱产生吸收，波长越短，吸收越强烈（使用空气，氢或氩气_氢火焰）

2为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标。分离度R为相近两色谱峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比，在色谱分析时，常碰到两个难分离的物质情况。相邻两组分在色谱柱中的分离情况，柱效只能说明柱子的效率高低，却反映不出难分离物质对的分离效果，而选择性则反映不出效率高低。分离度既可以判断两种物质是否完全分离，说明柱子的分离能力，同时在计算的过程中要引入半峰宽，这个指标可以反映柱效的高低，所以分离度R作为色谱柱的总分离效能指标。

9.色谱分离基本方程式的含义，对色谱分离有什么指导意义？

方程式，主要反映了分析柱的性能，它表明分离度随体系的热力学性质的变化而变化，同时与色谱柱条件有关。（1）当体系的热力学性质一定时，分离度与n的平方根成正比。对于选择柱长有一定的指导意义，增加柱长和改进分离度但过分增加柱长会显著增长保留时间引起色谱峰扩张，同时选择性能优良的色谱柱，并对色谱条件进行优化，也可以增加提高分离度。（2）方程式说明K值增大也对分离有力，但k值太大会延长分离时间增加分析成本。（3）提高柱效选择性可以提高分离度分离效果越好，因此，可以通过选择合适的固定相，增大，不同组分的分配系数差异，从而实现分离。10.色谱定性的依据是什么？主要有哪些定性方法？ 依据:根据组分在色谱柱中保留值的不同进行定性

方法：1利用标准样品对照定性，在一定的色谱条件下。一个未知物质只有一个确定的保留时间，由此将已知样品在相同的色谱条件下的保留时间与未知物的保留时间进行比较，就可以定性鉴别未知物2相对保留值法。在相同条件下，分别测出组份i的基准物质s的调整保留值，再计算即可，用已求出的相对保留值与文献相对应值比较定性。3利用加入已知纯物质增加峰高定性法:将纯物质加入试样中若发现有新峰或在未知峰上有不规则形状则两者非同种物质，若峰增高而半峰宽不相应增加则可能为同种物质。4利用文献上保留指数，用两个紧靠待测组分的标准正构烷烃标定，使待测主峰的保留值正好在两个正构烷烃的保留值之间，再进行色谱实验后计算保留指数来进行定性分析。5与化学方法配合进行定性分析，利用检测器的选择性进行定性分析，6与其他仪器联用定性。

12，为什么要用定量校正分子，什么情况下可以不用？ 色谱定量分析是基于被测物质的量与其峰面积的正比关系，但由于同一检测器对不同的物质具有不同的响应值，所以两个相等量的不同物质的峰面积往往不想相等，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量，为了使检测器产生的响应信号能真实地反映物质的含量就要对响应值进行校正，为此引入定量校正分子，以校正峰面积，使之能真实反映组分的含量。

气相分析中间或者溶媒一般不用定量校正因子。在归一化法，测定同系物或性质很相近，响应值大小一样的话或很接近，把他们的校正因子看作一时，可省略定量校正因子，测某种很纯的物质的纯度时，因杂质含量很小，也可省略定量校正因子来计算。

13.有哪些常用的色谱定量分析方法？比较优缺点及适用情况。

（1）归一化法:把试样中所有组分的含量之和按100%计算，以他们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数，通过下列公式计算各组分含量。

优点，简便、准确，当操作条件、进样量、流速等变化时，对分析结果影响较小

缺点，所有组分都要出峰，而且分离良好才行。这种方法常用于常量分析，尤其适用于进样量很少而体积不易准确测量的样品，条件是试样中所有组分都能流出色素柱，并在色素图显示色素峰。

（2）内标法:准确称取样品，加入一定量的某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。

优点，可消除基体带来的干扰，消除了由人为而造成的系统误差，定量较准确。

缺点，每次分析都要准确称取试样及内标物的质量，不宜做快速控制分析。

适用于试样中各组分含量相差悬殊，或只需测定试样中某个或某几个组分而且试样中所有组分不能全部出峰时

（3）外标法，将欲测组份的纯物质配制成不同浓度的标准溶液，浓度与待测组分相近，取固定量的上述溶液进行色谱分析，得到标准样品的对应色谱图，以峰高或峰面积对浓度作图。分析样品时，在上述完全相同的色谱条件下，取制作标准曲线同样量的试样分析、测得该试样的响应信号后，由标准曲线即可查出其百分含量。优点，操作简单、计算方便。缺点，结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性。

此法适用于试样中各组分浓度变化范围不大时。（4）内标标准曲线法:不必测出校正因子，消除了某些操作条件的影响，适用于液体读样的常规分析。

11.何为保留指数？应用保留指数作定性指标有什么优点？如何计算？

保留指数：人为地将正构烷烃的碳数n乘以100定为其的保留指数，以正构烷为参考标准，用两个紧靠其的标准正构烷烃来标定使待测组分的保留值正好在两个正构烷烃的保留之间。优点，准确度高，可根据固定相和柱温直接与文献值对照而不必使用标准式样。1气象色谱的分离原理。

利用物质在流动相与固定相中分配或吸附性能等性质的差异，当两相做相对运动时，待测组分在两相之间进行多次反复的质量交换，使混合物中各组分达到分离，进而通过检测器达到检测分析的目的。2.气相色谱仪的构成及作用。

（1）气路系统，是一个连续运行的密闭管路系统，携带样品通过色谱柱，提供样品在柱中运行的动力。（2）进样系统采用微量进样器或进样阀引入样品，并使样品瞬间汽化。（3）分离系统，分填充柱和毛细管柱两种，样品在次得到所需要的分离。（4）检测系统，将经过色谱柱分离后的各组份的量转变成便于记录的电信号，然后对被分离物质的组成和含量进行鉴定和测量（5）温度控制系统，控制并显示汽化室、色谱柱柱效、检测器及辅助部分的温度。（6）记录系统，对色谱数据进行自动处理，又可对色谱系统的参数进行自动控制。3对载体和固定液的要求。

载体：

1、多孔性，即表面积大，使固定液与试样的接触面较大。

2、表面是化学惰性的，即表面没有吸附性或吸附性很弱，不与被测物质起化学反应。3，热稳定性好，有一定的机械强度不易破碎。

4、对载体力度的要求，均匀细小又不能过细。

固定液：1，化学稳定性要好，不与被测物质起任何化学反应，2、对试样各组分有适当的溶解能力。3，挥发性小。4，具有较高的选择性,即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力。5，热稳定性好，在操作温度下呈液体状态下且不发生分解。

4.比较红色载体与白色载体的性能，何为硅烷化载体，有什么优点？

红色载体：由天然硅藻土直接煅烧而成，表面孔穴密集孔径较小表面积大，涂固定液量多，在同样大小柱中分离效率较高，结构紧密，力学性能好，但表面由许多吸附活性中心，造成极性固定液分布不均，适宜分析非极性或弱极性的样品。白色载体：是天然硅胶涂在煅烧之前加入了助溶剂，形成较大的疏松颗粒，表面孔径较大，表面积较小，机械强度不如红色载体，表面极性中心显著减少，吸附性小，可用于分析极性物质。硅烷化载体：将载体进行钝化处理，用硅烷化试剂和载体表面的硅醇、硅醚基团起反应，消除表面氢键的结合能力，屏蔽活性中心后的载体。

优点:改进了载体的性能可以分析化学性质活泼的式样。5“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。

合理性：当组分与固定液分子极性相似时，固定液和被测组分两种分子间的作用力强，被测组分在固定液中的溶解度就大，分配系数就大，也就是说被测组分在固定液中溶解度或分配系数的大小与被测组分和固定液两种分子间的相互作用力的大小有关。

（1）分离非极性物质一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。（2）分离极性物质，选用极性固定液，这时试样中各组分主要按极性顺序分离，极性小的流出色谱柱，极性大的后流出色谱柱。（3）分离非极性和极性化合物时一般选用极性固定液，这时非极性组分先出峰极性组分后出峰。（4）对于能形成氢键的试样，如，醇酚胺，和水等的分离，一般选择极性的或是氢键型的固定液，这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的后流出。（5）对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。

存在问题，以上讨论的仅是对固定液的大致的选择原则，应用时有一定的局限性，事实上在色谱柱中的作用是较复杂的，因此，固定液的选择应主要靠实践。6.热导检测器的工作原理，其灵敏度的影响因素。原理:热导池作为检测器是基于不同的物质具有不同的热导系数。当电流通过钨丝时，钨丝被加热到一定温度时，钨丝的电阻值也就增加到一定位。在未进试样时，通过热导池的两个池孔（参比池和测量池）的都是载气。由于载气的热传导作用，使钨丝的温度下降，电阻减小，此时热导池的两个池孔中钨丝温度下降和电阻减小的数值是相同的。在进入试样组分后，载气流经参比池，而载气带着试样组分流经测量池，由于被测组分与载气组成的混合气体的导热系数和载气的导热系数不同，因而测量池中的钨丝散热情况就发生变化，使两个池孔中的两根钨丝电阻值之间有了差异，此差异可以利用电桥测量出来。

影响因素:桥路工作电流、热导池体温度、载气性质和流速、热敏原件阻值及热导池死体积等对检测器灵敏度有影响。

7.氢焰电离检测器的工作原理，操作条件？

原理:火焰中的电离是化学电离，即有机物在火焰中热裂解，发生自由基反应。化学电离产生的正离子和电子在外加直流电场作用下向两极移动而产生微电流。经放大后，记录下色谱峰。

操作条件:（1）气体流速（2）气体纯度（3）极化电压（4）使用温度

1高效液相色谱与经典液相色谱有何异同？

高效 高速 高灵敏 高自动化 a在分析速度上比经典液相色谱法快数百倍。b传质阻力小，分离效率高，在经典液相色谱法中难分离的物质，一般在高效液相色谱法中都能得到满意的效果。C分析灵敏度比经典液相色谱有较大提高。

4薄层色谱与高效液相色谱相比，两者在分离方法上有何优缺点？

高效液相色谱法是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。

优点：分离效率高，选择性好，检测灵敏度高，操作自动化，应用范围广； 不受试样的挥发性和热稳定性限制，应用范围广；流动相种类多，可通过流动相的优化达到高的分离效率；一般在室温下分析即可，不需高柱温。缺点：分析成本高，液相色谱仪价格及日常维护费用贵，分析时间一般比气相长。

薄层色谱法:系将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上，成一均匀薄层。待点样、展开后，根据比移值(Rf)与适宜的对照物按同法所得的色谱图的比移值(Rf)作对比，用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法.优点操作显色比较简单，薄层色谱法斑点集中，薄层板耐腐蚀

缺点对生物高分子的分离效果不甚理想

10什么是化学键合色谱？它的突出优点是什么？ 化学键合相是利用化学反应通过共价键将有机分子键合在载体表面形成均一，牢固的单分子薄层而构成的固定相，其分离机理为吸附和分配两种机理兼有，对多数键合相来说，以分配机理为主。通常化学键合相的载体是硅胶，硅胶表面有硅醇基，他能与合适的有机化合物反应，获得各种不同性能的化学键合相。

优点：固定相不易流失，柱的稳定性和寿命较高，能耐受各种溶剂，表面较均一，传质快，柱效高，能键合不同基团以改变其选择性。

11什么叫梯度洗脱它与气相色谱中的程序升温有何异同。

梯度洗脱：在分离过程中使流动相的组成随时间改变而改变。通过连续改变色谱柱中流动相的极离子强度或PH等因素。使得被测组分的相对保留值得以改变，提高分离效率。

梯度洗脱类似程序升温，两者目的相同，不同的是程序升温是通过程序改变柱温，当流动相和固定相不变时，分配比的变化是通过温度变化引起的，而液相色谱是通过改变流动相组成 极性ph来达到改变分配比的目的，一般柱温保持恒定 16与GC和HPLC仪器相比SFC仪器有何不同。

1,为精确控制流动相流体的温度。色谱柱安装在恒温控制的柱炉内。2,SFC仪器带有一个限流器，用以对住维持一个合适的压力，并且通过它流体转化为气体后，进入检测器进行测量。3以超临界流体作为流动相。十四章

1.与HPLC相比CE更具有什么优点？

1高效2高速3微量4操作模式多，分析方法开发容易5低能耗。

2.高效毛细管电泳分离的原理。

在电解质溶液中，带电粒子在电场的作用下，以不同速度向其所带电荷相反方向迁移，产生电涌流，在一般情况下，毛细管柱内表面带负电，和溶液接触时形成了一双电层，在高压电作用下，双电层的水合阳离子整体朝负极方向移动产生电渗流，带电粒子在毛细管内电解质缓冲液中的迁移速度等于电泳流和电渗流二者的矢量和，带正电的粒子迁移方向和电渗流相同，因此首先流出，所带正电荷越多，相对分子质量越小的正电粒子流出越快，中性粒子电泳速率为零，其迁移数率相当于电渗流速率，带负电的粒子的电泳流方向和电渗流相反，因电渗流速率一般大于电泳流速率，故其在中性粒子之后流出，各种粒子因差速迁移而达到区带分离。3.高效毛细管电泳的几种模式的分离机理和应用对象有何不同。

1毛细管区带电泳。溶质在毛细管内的背景电解质溶液中以不同速率迁移而形成一个一个独立的溶质带的电泳模式，应用分离出中性物质外的物质。

2毛细管凝胶电泳在毛细管中装入凝胶做支持物进行的电泳，凝胶起筛子作用使溶质按分子大小逐一分离，应用，分离分析蛋白质和DNA分子量或碱基数。

3毛细管等电聚焦，两性电解质在分离介质中的迁移造成的ph梯度由此可以使物质根据他们不同的等电点达到分离的目的，应用，两性电解质。

4毛细管等速电泳，选用淌度比样品中任何待测组分的淌度都高的电解质作为先导电解质，用淌度比样片中任何待测组分都低的电解质作为尾随电解质，夹在其间的样品组分根据自己的有效淌度的不同而分离，应用，离子性物质。

5胶束电动毛细管色谱，采用CZE技术并结合色谱原理而形成的，溶质在载体与周围介质之间的分配，同时两项在高压电场中具有不同的迁移，应用，非结合性溶质，4毛细管电色谱的特点，1分离效率比HPLC高五至十倍，2选择性比毛细管电泳高，3分析速度快分析结果重复性好，能实现样品的富集与预浓缩。

1双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率？

在单聚焦分析器中，离子源产生的离子在进入加速电场前，初始能量不能为零，且各不相同，具有相同质荷比的离子，初始能量存在差异，因此通过分析器后，也不能完全聚焦在一起，而双聚焦分析器同时实现了方向聚焦和能量聚焦，解决了离子能量分散的问题，提高了仪器的分辨率。

2比较电子轰击电离源、场致电离源及场解析电离源的特点？

电子轰击电离源:离子化效率高，电子电离源的结构简单，缺点是电子轰击的能量远远超过普通化学键的键能，过剩的能量将引起分子多个键的断裂。

场致电离源:优点，分子离子和准分子离子峰强;碎片离子峰也很丰富;适合热不稳、难挥发性样品分析。缺点:样品涂在金属板上的溶剂也被电离，使质谱图复杂化。场解析电离源:解析所需能量远低于汽化所需能量，故有机化合物不会发生热分解，很少生成碎片离子。3常用的电离源有哪些？

电子轰击电离源 场致电离源 场解析电离源 化学电离源 快原子和快离子轰击电离源 电喷雾电离源 大气压化学电离 激光解吸源

4标准加入法 取相同体积的式样溶液两份分别移入容量瓶AB另取一定量的标准溶液加入B稀释定容测AB吸光度值设A中待测元素浓度为Cx，B瓶加入的标准浓度为Cs，A溶液吸光度为Ax，B溶液吸光度为Ao则Cx＝（Ax÷Ao－Ax）Cs

某溶液中含有乙醇和甲苯，请根据所学的仪器分析方法，建立乙醇和甲苯的定量方法。

紫外可见光谱法（对照法）~取混合溶液与甲苯标准溶液分别稀释一定的倍数，制成极稀溶液样品。分别将其放入吸收池选定波长，紫外可见光照射分别测吸光度。由A样=E样L样C样，A标=E标L标C标,E样=E标L样=L标，所以C样=A样/A标*C标，即得甲苯乙醇的量。

测定蒽时的激发和荧光发射的最佳波长:400nm

在液相色谱中范氏方程中的哪一项对住效能的影响可以忽略不计:分子扩散项

对聚苯乙烯相对分子质量进行分级分析应采用哪一种液相色谱法:凝胶色谱法。

现需分离分析一氨基酸式样，拟采用哪种色谱？

氨基酸一般采用液相色谱来分析。如果采用气相色谱分析需衍生化处理才行。

提高液相色谱柱效的最有效途径是什么？

选择合适的流动相，控制相对较低的流动相相速。色谱柱填充均匀。减小固定相颗粒直径。减小固定相液膜厚度。

在液相色谱法中梯度淋洗适用于分离何种式样。保留时间过短或过长的试样，样片中有多个组分而且极性差别较大的复杂样品。（组分复杂及容量因子值范围很宽的样品）

3能否根据塔板理论数来判断分离的可能性

不能，有效塔板数仅表示柱效率的高低，柱分离能力发挥程度的标志，而分离的可能性取决于组分在固定相和流动相之间分配系数的差异

仪器分析:是通过测量表征物质的某些物理或物里化学性质的参数来确定其化学组成或结构的分析方法。量子产率：发荧光的分子数与总的激发态分子数之比，（物质吸光后发射荧光的光子数与吸收激发光的光子数的比值）。

系间跨越：不同多重态之间的一种无辐射跃迁（激发态电子改变其自旋态，分子的多重性发生改变）。

振动弛豫：被激发到激发态的分子能通过与溶剂分子的碰撞，迅速以热的形式把多余的振动能量传递到周围的分子，而自身返回该电子能级的最低振动能级的过程。重原子效应：荧光分子的芳环上被F,Cl,Br等卤素取代后，使系间跨越加强，其化合物荧光强度随卤素原子质量增加而减弱，而磷光相应增强的效应。

多普勒变宽：原子在空间做无规则热运动引起的谱线展宽。

自然变宽：没有外界影响的谱线展宽。

光谱通带：单色仪出射狭缝的辐射波长区间宽度。红移:指由于化合物的结构改变，如加入助色团，发生共轭作用以及改变溶剂等，使吸收峰向长波方向移动 蓝移:指当化合物的结构改变或受溶剂影响，使吸收峰向短波方向移动

增色效应:由于化合物结构改变或其他原因，使吸收强度增强

减色效应:由于化合物的结构改变或其他原因，使吸收强度减弱

程序升温:指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的

内转换:相同多重态间的一种无辐射跃迁过程

外转移:激发分子通过与溶剂或溶质间相互作用和能量转换而使荧光或磷光减弱甚至消失的过程

荧光发射:分子处于单重激发态的最低震动能层时，发射分子返回基态，这一过程称为荧光跃迁

荧光猝灭：荧光分子与溶剂或其他溶质分子之间相互作用，使荧光强度减弱的作用。

碰撞猝灭:处于激发单重态的荧光分子与猝灭剂分子碰撞，使前者以无辐射跃迁方式回到基态，产生猝灭作用

自猝灭:单重激发态分子在发射荧光之前和未激发的荧光物质分子碰撞引起自猝灭

静态猝灭:由于部分荧光分子与猝灭剂分子生成非荧光的配合物

分配系数:在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时的浓度之比值

分离度R:相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽度总和一半的比值

分配比:又称容量因子，它指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相的质量比

磷光发射:当受激分子降至S1的最低振动能级后，如果经系间跨越至T1态，并经T2态的最低振动能级回S0态的各振动能级，此过程辐射的光称为磷光发射

镜像规则:通常荧光发射光谱与它的吸收光谱成镜像对称系

参比电极:与被测物质无关，电位已知且稳定，提供测量电位参考的电极

梯度淋洗:对组成复杂，含有多种不同极性组分样品进行液相色谱分析时，通过逐渐调节溶剂非极性和极性组分的比例而改变混合溶剂的极性，根据相似相容的原则，逐渐将不同极性的组分依次洗出色谱柱而获得良好分离的方法技术

梯度洗脱:在分离过程中使流动相的组成随时间的改变而改变。优点，通过连续改变色谱柱中流动相的极性离子强度或ph，使被测组分的相对保留值得以改变，提高分离效率。

多普勒变宽:由于分子在空间做无规则热运动所导致的，又称热变宽。

发射光谱:原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发生电磁辐射。

吸收光谱:物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱。

紫外可见吸收光谱:利用某些物质的分子在200~800nm光谱区的辐射来进行分析测量的方法。

指示电极:在点位分析中电极电位随被测电活物质活度变化的电极。

生色团:分子中能吸收紫外线或可见光的结构单元。

选择因子:在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准，然后再求其他峰对这个峰的相对保留值。

末端吸收:在指有机化合分子中含有能产

生 或 跃迁的，能在紫外可见范围内产生吸收的光团 积分吸收：在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收，在温度不太高的火焰条件下，峰值吸收系数与原子浓度成正比。

峰值吸收:原子吸收线中心频率或波长处所对应的吸收系数。

背景吸收:原子化器中连续的分子吸收，固体颗粒散射等干扰。

检测限:以特定的分析方法，适当的置信水平被检出最低浓度或最小值。

死时间:不同固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间。

正相液相色谱:流动相为非极性，固定相为极性的液相色谱即为正相液相色谱。分离中等极性化合物，易构体等。

反相液相色谱:流动相为极性，固定相为非极性的液相色谱即为反相液相色谱。可分离离子，离子化合物包括强碱强酸。

第三篇：仪器分析总结

1.绪论

要求：

1.仪器分析概念及性质* 2.仪器分析方法的分类* 3.仪器分析方法的主要评价指标*

仪器分析概念：现代仪器分析是以物质的物理性质或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、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。仪器分析的特点：

1.灵敏度高，试样用量少。2.选择性好。

3.操作简便，分析速度快，自动化程度高。4.用途广泛。

5.相对误差较大，价格昂贵。仪器分析方法分类：

光分析法、分离分析法、电化学分析法、质谱法、分析仪器联用技术。

光分析法：光分析法是利用待测组分的光学性质（发射、吸收、散射、折射、衍射、偏振）进行分析测定的一种仪器分析方法。光分析法分为光谱法和非光谱法，光谱法又分为原子吸收发射光谱，紫外可见吸收光谱，红外光谱，拉曼光谱法。

电化学分析法：电化学分析法是利用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，电化学分析法分为电导分析法、电位分析法等。

分离分析法：利用物质中各组分间的溶解能力、亲和能力、吸附和解吸能力、渗透能力、迁移速率等性能差异，先分离后分析的一类仪器分析方法，分离分析法分为气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法、离子色谱法等。

质谱法：质谱法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。

联用分析技术：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，特别是分离方法（如色谱法）和检测方法（红外吸收光谱法、质谱法、原子发射光谱法）的结合，汇集了各自的优点，可以更好地完成试样分析。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）仪器分析方法的主要评价指标：

精密度、准确度、选择性、标准曲线、灵敏度、检出限。精密度：旨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。用标准偏差S或相对标准偏差Sr（或RSD）表示，S、Sr越小，精密度越高。

准确度：指测定值与真实值相符合的程度。用相对误差Er来描述，Er越小，准确度越高。精密度和准确度的关系：

1.精密度是保证准确度的先决条件。

2.精密度高不一定准确度高，主要由于有系统误差存在。

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，干扰越少。标准曲线：标准曲线是待测物质浓度与仪器响应信号的关系曲线。灵敏度：待测组分单位浓度或单位质量变化引起响应信号的变化程度。

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含量。

精密度、准确度和检出限是评价仪器性能及分析方法的最主要技术指标。

2.光分析法

要求：

1.光分析法概述

2.光（电磁辐射）的波粒二象性* 3.光的吸收、发射* 4.光的吸收定律** 5.光谱法的分类* 6.光谱产生原理

7.分子光谱与原子光谱区别*

光分析法概念：给予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。

光分析法仪器三个基本组成部分：信号发生系统、色散系统、信号检测系统。

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λ波数σ描述；在与其他物质相互作用时，主要表现出粒子性，可用能量描述。普朗克公式：E=hv=hcλ。

透射率：T=II0

吸光度：A=lg(1/T)=lg(I0/I)光的吸收定律——朗伯比尔定律：A=kcLεcL ε=α·M

kε:摩尔吸光系数，与介质性质、温度和入射光波长有关。c :浓度

L :厚度 光谱分类：

按照产生光谱的物质类型不同：原子光谱、分子光谱、固体光谱。按照产生光谱方式不同：吸收光谱、发射光谱、散射光谱。按照光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱。

光谱产生原理：通常的物质分子处于稳定基态，当它收到光照或其他能量激发时，将根据分子吸收能量的大小引起分子的转动、振动、电子能级跃迁，同时伴随着光子的吸收或发射，光子能量等于前后两个能级的能量差。由于物质内部能级跃迁是量子化的，物质只能吸收或发射特定波长的光，形成特征光谱，不同物质特征光谱不同，可以根据物质的特征光谱研究物质的组成和结构。原子光谱是线光谱(line spectra)，分子光谱是带光谱(band spectra)，固体光谱是连续光谱。

分子光谱为带光谱的根本原因：当外界能量引起分子振动能级发生跃迁时，必然同时叠加转动能级的跃迁；同样，在分子的电子能级跃迁的同时，总伴随着分子的振动跃迁和转动能级跃迁。分子的振动光谱、电子光谱是由许多线光谱聚集的谱带组成的。章末一个简答题，在前面。

3.原子发射光谱(Atomic Emission Spectrometry, AES)

要求：

1.原子发射光谱法的定义* 2.原子发射光谱的产生、分析过程 3.谱线强度与试样中元素含量的关系。4.谱线的自吸和自蚀* 5.原子发射光谱仪主要部件的作用* 6.光谱定性分析相关概念和定性方法* 7.光谱定量分析工作曲线法和标准加入法* 8.原子荧光的产生、特点*、共振荧光* 9.原子荧光光度计的组成*、AFS与AES和AAS之间的区别和联系*

原子发射光谱法：根据原子或离子在一定条件下受激后所发射的特征光谱来研究物质化学组成及含量的方法，称为原子发射光谱法。（Atomic Emission Spectrometry, AES）.分析过程：激发源提供外部能量使被测试样蒸发、解离，产生气态原子，并使气态原子的外层电子激发至高能态，处于高能态的原子自发跃迁回低能态时，以辐射形式释放出多余能量。经分光系统分光后形成一系列按波长顺序排列的谱线。用检测系统记录和检测谱线的波长和强度。定性分析原理：根据某元素的特征频率或波长的谱线是否出现，即可确定样品中是否存在该原子。定量分析原理：分析样品中待测元素浓度越高，在激发源中该元素的激发态原子数目越多，特征谱线强度越大，和已知含量标样的谱线强度相比即可确定该元素含量。原子发射光谱特点：

优点：可多元素同时检测、分析速度快、检出限低、选择性好、准确度高、试样用量少。缺点：不适合卤素和惰性气体分析、只能确定总量不能确定空间结构和官能团。谱线强度与试样中元素含量关系：I=a·c 浓度较大时，发生自吸：I=a·cb

a 为常数，c为被测元素含量，b为自吸系数 b=1无自吸，b<1 有自吸。谱线的自吸和自蚀：

自吸：原子在高温区发射某一波长的辐射，被处在边缘的低温状态的同种原子吸收的现象。自蚀：当样品达到一定含量，由于自吸严重，谱线中心辐射完全被吸收，称为自蚀。原子发射光谱仪主要部件：激发源、分光系统、检测系统。（激发源有火焰、电弧、ICP；分光系统有棱镜、光栅；检测器有感光板、光电倍增管、CCD）。

光谱定性分析依据：元素不同导致电子结构不同导致光谱不同产生特征光谱。灵敏线：每种元素的原子光谱中，凡是具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线，称为该元素的灵敏线。

最后线：当元素含量减少到最低限度时，仍能够坚持到最后出现的谱线，称为最后线或最灵敏线。主共振线：由第一激发态与基态之间跃迁产生的共振线称为主共振线。通常也是最后线。特征线组：是指为某种元素所特有、容易辨认的多重线组。分析线：用来进行定性或定量分析的特征谱线。

定性方法：目前常用标准试样光谱比较法和铁光谱比较法。

标准试样光谱比较法：将待测元素的纯物质与试样在相同条件下同时并列摄谱于同一感光板，然后再映谱仪上进行光谱比较，如果样品光谱出现于纯物质光谱相同波长的谱线（一般看最后线）则表明样品中含有与纯物质一样的元素。

铁光谱比较法：以铁的光谱线做标尺，将各个元素的最后线按波长插在标尺上方，制成标准光谱图。将待测试样和纯铁同时并列摄谱于同一感光板，然后再映谱仪上用元素标准管谱图与样品光谱图对照检查，如二者最后线重合，则认为样品存在该元素。选择铁光谱的原因：谱线多、间距均匀、定位准确。

元素存在判定：多条灵敏线出现，含有该元素；只有一条最灵敏线，可能有该元素；只有非灵敏线，不含该元素；无某一元素谱线，一定不存在。

原子荧光分析法：原子荧光分析法是一种通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下所产生荧光的发射强度，来测定待测元素含量的一种发射光谱分析方法（Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS）。

区别：AFS与AES的区别是激发源不同，AFS属于光致激发的原子发射光谱法，但所用仪器与原子吸收光谱法（AAS）相近。原子荧光特点：

1.属于光致发光：十二次发光过程，激发光远停止时，在发光过程立即停止。2.发射的荧光强度与照射光强有关。3.不同元素的荧光波长不同。（原子结构不同，电子能级排布不同）。4.浓度很低时，强度与蒸汽中该元素浓度成正比。（定量依据，用于痕量分析）共振荧光：荧光线的波长=激发线的波长

原子荧光分析仪基本组成：激发光源、原子化器、分光系统、检测系统。（激发源是高强度空心阴极灯、无极放电灯、高压氙弧灯；原子化器是将待测元素转化为原子蒸汽，有Ar稀释的火焰；分光系统极为简单，滤光片或光栅；检测系统是光电倍增管PMT）。AES,AFS,AAS三者区别和联系： 联系：产生光谱的对象都是原子。区别：AAS是基于基态原子选择性吸收光辐射能，并使该辐射强度降低而产生的光谱（共振吸收线）。AES是基态原子受到热电光的作用，原子从基态跃迁到激发态，然后返回基态时产生的光谱（共振发射线。）AFS是气态原子吸收光源的特征辐射后，原子外层电子跃迁到激发态，然后返回到基态发射的与原子激发波长相同的辐射即为原子荧光，是光致二次发光，本质上仍是发射光谱。

4.原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)

要求：

1.原子吸收光谱法概念*、特点。2.原子吸收光谱的产生。

3.基态原子与待测元素含量的关系。4.特征频率和半宽度*、了解变宽因素。

5.原子吸收线测量的积分吸收法、峰值吸收法*。6.原子吸收分光光度计主要组成*。7.HCL和原子化器*，光谱通带*。8.原子吸收光谱法分析法中测定条件的选择*，定量分析法，灵敏度与检出限*。9.干扰及消除方法*。

原子吸收光谱法：基于测量待测元素基态原子对其特征谱线的吸收程度来确定物质含量的分析方法称为原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）。特点：

优点：检出限低、选择性好、精密度和准确度高、进样量少，分析速度快。缺点：不能进行多元素同时分析，非金属元素不能直接测定。

原子吸收光谱的产生：在通常情况下，原子处于基态，当通过基态原子的某辐射线所具有的能量（或频率）恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的能量（或频率）时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量，产生原子吸收光谱。原子的能级是量子化的，所以原子对不同频率辐射的吸收也是有选择的。原子由基态跃迁到第一电子激发态所需能量最低，跃迁最容易（这时产生的吸收线称为主共振吸收线或第一共振吸收线），因此大多数元素主共振吸收线就是该元素的灵敏线，也是原子吸收法中最主要的分析线。

原子吸收光谱相比于原子发射光谱优点：激发态原子数受温度的影响大，而基态原子数受温度的影响小，所以原子吸收光谱法的准确度优于原子发射光谱分析法；基态原子数远大于激发态原子数，因此原子吸收光谱法的灵敏度高于原子发射光谱法。

原子吸收谱线的轮廓与谱线变宽：表示原子吸收线轮廓的特征量是吸收线的特征频率v0和半宽度△v。特征频率由原子的能及分布特征决定，半宽度除谱线本身具有的自然宽度外，还受多种因素影响（热变宽、压力变宽）。

原子吸收线测量：积分吸收法、峰值吸收法。

峰值吸收法：采用锐线光源作为辐射源测量谱线的极大吸收（峰值吸收）。

锐线光源：发射线与吸收线特征频率一致且发射线半宽度远远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。

峰值吸收的测量条件：1.光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度（△v发射<△v吸收）2.通过原子蒸气的发射线的特征频率恰好与吸收线的特征频率重合。（ν0发射 = ν0吸收）

峰值吸收法定量分析依据——光吸收定律：A=Kc 在特定条件下，吸光度A与待测元素浓度c呈线性关系。原子吸收分光光度计组成： 1.光源：作用是发射待测元素的特征共振辐射，必须使用待测元素制成的锐线光源。可用待测元素作阴极材料制成相应空心阴极灯（HCL）。特点是只有一个灯电流操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯泡容易更换；每测一种元素需要更换相应灯泡。2.原子化器：

分类是1.火焰原子化器 2.石墨炉原子化器 3.低温原子化技术。作用是将试样中待测元素转化为基态原子，以便对特征谱线进行吸收。提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。常用火焰是空气-乙炔火焰。

3.分光系统：分光系统的作用是将待测元素的分析线与干扰线分开，使待测系统只能接受分析线。在原子吸收光度计中，单色其通常位于火焰之后，这样可分掉火焰的杂散光并防止光电管疲劳。4.检测系统：组成是光电转换器、放大器和显示器。作用是吧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率或吸光度形式显示出来。原子吸收分析中需要研究的测定条件（三个）

测定条件的选择：分析线、空心阴极灯电流、狭缝宽度、原子化条件。

分析线：常选待测元素的主共振线作为分析线；为了避免邻近谱线干扰，可选次灵敏线；测量高浓度样品时，可选次灵敏线。

空心阴极灯电流：电流过小，光强低且不稳定；电流过大，发射线变宽，灵敏度下降，且影响光源寿命；选择原则是保证稳定和合适光强输出条件下，尽量选低工作电流。狭缝宽度：原则是在不减小吸光度值的条件下，尽可能使用较宽的狭缝。原子化条件： 火焰原子化：火焰类型（温度-背景），使待测元素获得最大原子化效率；助燃比（温度-氧还环境）；助燃器高度；进样量。

石墨炉原子化：升温程序的优化。

定量分析法：1.标准曲线法（会出现正偏离和负偏离）2.标准加入法（可消除基体干扰，不能消除背景吸收影响）。灵敏度与检出限：

干扰和消除方法：

干扰：物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰。

物理干扰及消除：指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于其物理特性的变化而引起的吸收强度变化的效应。这类干扰是非选择性的，对试样中各元素的测定影响基本相同。

消除物理干扰的方法：配制与待测溶液组成相似的标准溶液、浓度高的溶液可用稀释法、采用标准加入法

化学干扰及消除：化学干扰是指在溶液或原子化过程中待测元素与其它组分之间的化学反应所引起的干扰效应，主要影响待测元素的原子化效率。原子吸收法的主要干扰，具有选择性。典型的化学干扰是待测元素与共存物作用生成了难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子数减少。消除化学干扰的方法：

加释放剂：加入一种过量的金属元素，与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物，从而使待测元素释放出来。

例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。

加保护剂：保护剂与待测元素形成稳定的络合物，防止干扰物质与其作用。例：加入EDTA生成EDTA-Ca，避免磷酸根与钙作用

电离干扰及消除：在高温下原子电离，使基态原子的浓度减少，引起原子吸收信号降低的现象。电离干扰在火焰温度高、待测元素电离电位低的情况下最容易发生，随被测元素浓度的增高而减小。消除电离干扰的方法：

加入过量消电离剂，抑制被测元素的电离—碱金属。例如Ca测定在高温下产生电离现象，加入KCl可消除。光谱干扰及消除：

1、非共振线干扰——缩小狭缝宽度

2、背景吸收

分子吸收是指试样在原子化过程中生成的分子对光辐射的吸收而引起的干扰，使吸收值增高。光散射是指原子化过程中产生的微小固体颗粒使光产生散射，造成透过光减小，吸收值增加。消除背景吸收的方法：空白校正法、连续光源校正法、塞曼效应校正法。

5.紫外-可见吸收法

(Ultraviolet and Visible Absorption Spectrometry, UV-Vis)要求：

1.物质对光的选择性吸收

2.紫外-可见吸收光谱法概念* 3.紫外-可见吸收光谱基本原理* 4.Lambert-Beer定律的成立条件* 5.摩尔吸收系数ε的讨论* 6.朗伯-比尔定律的加和性* 7.偏离朗伯-比尔定律的原因* 8.电子跃迁的类型* 9.发色团、助色团和吸收带* 10.影响紫外吸收光谱的因素* 11.紫外分光光度计基本构造* 12.测量条件的选择* 13.定性、结构、定量*分析

物质对光的选择性吸收：物质溶液之所以呈现颜色，是由于物质溶液对光的选择性吸收引起的。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。透射光与吸收光可组成白色。

紫外可见吸收光谱法：紫外可见吸收光谱法是基于分子内电子能级跃迁产生的吸收光谱进行分析的光谱分析法。属于分子吸收光谱。紫外可见吸收光谱法的基本原理：利用光的吸收定律——朗伯比尔定律：当一束平行光通过单色溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质浓度c及液层厚度L的乘积成正比。

朗伯比尔定律成立条件：朗伯-比尔定律只适用于低浓度、均匀、非散射的溶液，并且溶质不能有解离、缔合、互变异构等化学变化。

摩尔吸光系数：在温度和介质条件一定时，ε仅与吸光物质的结构与性质有关；ε不随浓度c和光程长度L改变而变化；ε是吸光能力与测定灵敏度的度量，εmax越大表明该物质的吸光能力越强，测定灵敏度越高；ε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。朗伯比尔定律的加合性：如果在一溶液中有多个组分对同一波长的光有吸收作用，则总吸光度等于各组分的吸光度之和（条件是各组分的吸光质点不发生作用），这就是物质对光吸收的加和性。偏离朗伯比尔定律的原因：

1.入射光并非完全意义的单色光而是复色光。2.溶液的不均匀性导致部分入射光因散射而损失。3.溶液发生了解离、缔合、配位等化学变化。电子跃迁的类型：σ电子、π电子、n电子。

σ→σ*跃迁：σ电子跃迁到σ*轨道所需能量最大（饱和烃类C-C键）。

n →σ*跃迁：分子中未共用n电子跃迁到σ*轨道，能量较大，大部分在远紫外区。π→π*跃迁：成键π电子由基态跃迁到π*轨道，属强吸收。

K吸收带由共轭非封闭体系中π→π*月前产生。

n →π*跃迁：未共用n电子跃迁到π*轨道：所需能量小。R吸收带由n→π*跃迁产生。发色团：是指含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生π→π*或n→π*跃迁的基团。

助色团：是指含有为成键n电子，本身没有生色功能，但与发色团相连时，能使发色团吸收峰向长波长方向移动，吸收强度增强的杂原子基团称为助色团。

吸收带：吸收峰在紫外-可见光谱中的波带位置称为吸收带。有R、K、B、E吸收带。B、E吸收带是由芳香族化合物π→π*跃迁产生。影响紫外可见吸收光谱的因素：

1.助色效应：助色团与生色团相连，由于助色团n电子与生色团π电子共轭，使吸收峰红移，吸收强度增强的过程。

2.共轭效应和超共轭效应：π电子共轭体系增大，λmax红移，εmax增大；σ→π超共轭效应增强，λmax红移，εmax增大。

3.空间位阻效应：空间阻碍使得共轭体系被破坏，λmax蓝移，εmax减小。

4.溶剂效应：溶剂极性增大，π→π*跃迁吸收带红移；n→π*跃迁吸收带蓝移。极性溶剂往往使吸收峰的振动精细结构消失。

紫外分光光度计基本构造：光源、单色器、吸收池、检测器、显示器。

光源：连续光源，提供激发能，使待测分子产生吸收。可见光区用钨灯或卤钨灯（热辐射光源），紫外光区用氢灯氘灯（气体放电光源）。

单色器：将光源辐射的复合光色散成单色光。有光栅单色器和棱镜单色器。与原子吸收分光光度计不同，在UV-Vis光度计中，单色器置于吸收池前面以防止强光照射吸收池引起物质分解。吸收池（比色皿）：盛放被测样品。有玻璃吸收池（可见光）和石英吸收池（紫外和可见）。吸收池（比色皿）使用前要用溶剂洗涤，加入池高4/5，手拿毛玻璃，避免测定强酸强碱，使用后要清洗，定量分析使用之前要校正。

检测器：检测光信号，并将光信号转变成可测量的电信号，光电池→光电管→光电倍增管→光电二极管阵列检测器。

紫外分光光度计类型：单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计、光电二极管阵列分光光度计。

UV-Vis分光光度计测定条件选择：

3.入射光波长的选择：根据吸收大，干扰小的原则选择最佳入射波长。2.吸光度读数范围选择

3.参比溶液选择：用于调节A=0 UV-Vis吸收光谱法应用：定性分析、结构分析、定量分析 定量分析：根据朗伯比尔定律 1.单组分定量分析：

比较法：在相同条件下配制样品溶液和标准溶液（与待测组分的浓度相近），在相同的实验条件和最大波长λmax处分别测得吸光度为Ax和As，然后进行比较，求出样品溶液中待测组分的浓度。标准曲线法：首先配制一系列已知浓度的标准溶液，在λmax处分别测得标准溶液的吸光度，作A-c的标准曲线。在完全相同的条件下测出试液的吸光度，并从曲线上求得相应的试液的浓度。

2.多组分定量分析：依据吸光度具有加合性

课后题：

6.红外吸收光谱（Infrared Absorption Spectrum, IR）

要求：

1.红外吸收光谱法概念和特点* 2.红外吸收光谱产生的两个条件* 3.分子的基本振动形式* 4.红外吸收光谱的分区及其特点* 5.影响基团频率位移的因素

6.色散型红外光谱仪和FI-IR光谱仪基本组成部件、作用和特点* 7.定性、定量分析

8.了解有机化合物的红外谱图解析方法

红外吸收光谱法：利用红外分光光度计测量物质对红外光的吸收及所产生的红外吸收光谱对物质的组成和结构进行分析测定的方法。红外吸收光谱法的特点： 1.除了单原子分子、对称双原子分子外，几乎所有的化合物都有红外吸收，能提供丰富的结构信息； 2.任何气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定； 3.样品用量少，分析速度快；

4.与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能。红外吸收光谱的产生条件：

（一）辐射应具有恰好能满足物质产生振动跃迁所需能量。

（二）辐射与物质间有相互偶合作用，产生偶极矩的变化。分子基本振动形式：

1.双原子分子振动：沿键轴方向伸缩振动v（键长变化键角不变的振动）2.多原子分子振动：伸缩振动v（键长变化键角不变的振动）、弯曲振动δ（基团键角发生周期性变化，但键长不变的振动）；伸缩振动的吸收峰波数比相应键的弯曲振动峰波数高

谱带强度：影响吸收峰强度的主要因素是振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化。红外吸收光谱图的分区：

1.官能团区：将4000-1300cm-1区域称为官能团区，这个区域内每个红外吸收峰都和一定官能团对应。

2.指纹区：将1300-670 cm-1区域称为红外光谱中的指纹区，由于各振动之间的相互偶合，使得这个区域中的吸收带变得非常复杂，对结构上的微小变化表现极其敏感。指纹区可以表征整个分子的结构特征。

从官能团区可找出该化合物存在的官能团，指纹区的吸收可以用来与标准谱图进行比较，从而得出与已知物结构相同或不同的确切结论。二者相互补充。

影响基团频率的因素：化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。

内部因素：诱导效应（T效应）、共扼效应（C效应）、氢键效应、空间位阻等。外部因素：溶剂、试样状态、制样方法等。

色散型红外吸收光谱仪基本结构：光源、吸收池、单色器、检测器、记录系统。UV-Vis与IR区别：

UV-Vis——吸收池放在单色器之后（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）。

IR——吸收池放在光源与单色器之间（红外光源能量小，不会引起试样的分解，而且可以减小来自试样和吸收池的杂散光对检测器的影响）。

工作波段范围不同，两者的光源、透光材料与检测器等有很大的差别。

以光栅为分光元件的色散型红外光谱仪缺点：

1.色散型红外吸收光谱仪是扫描式的仪器，扫描速度慢，不能测定瞬间光谱的变化，也不能实现与色谱仪的联用。

2.分辨率较低，要获得0.1~0.2 cm-1的分辨率已相当困难。傅里叶变换红外吸收光谱仪（FT-IR）：根据光的相干性原理设计，没有色散元件，不需要分光。主要由光源、干涉仪、吸收池、检测器、计算机和记录系统组成。FT-IR特点：

1.测定速度极快。1s内，实现红外光谱仪与色谱仪的联用。2.灵敏度和信噪比高。（无狭缝装置，输出能量无损失；多次测定、多次累计）3.分辨率提高，波数精度可达10-2 cm-1。4.测定的光谱范围宽，10~104 cm-1。

红外光谱解析三要素：吸收峰位置、强度、峰形。近红外光谱在食品检测方面应用：

 在粮油检测方面，它可以同时测定小麦中蛋白质、淀粉、水分、灰分、干面筋等含量，快速测定其他粮食中淀粉和蛋白质含量，评价和控制面粉生产过程中原料与产品的品质。

 在肉制品加工中，测定原料肉或肉制品中的水分、蛋白质、脂肪含量等指标，甚至可以在屠宰分割过程中即时测定肉的水分、蛋白质含量及颜色。

 在发酵工业中，近红外技术可以用来测定发酵乳的蛋白质、脂肪和总固形物含量，检测葡萄酒发酵过程中各种香味成分以及各种糖类的含量，测定酱油中主要成分，食品的掺伪检测等。 在油脂工业中，近红外技术可用来检测油料中油分含量及游离脂肪酸、碘值等指标。中红外光谱在食品检测方面应用：  结构鉴定  成分含量测定  掺假检测 课后题：

7.分子发光分析法

要求：

1.定义*、分类* 2.单重态和三重态

3.激发态到基态的能量传递途径 4.光谱曲线* 5.荧光强度与浓度关系* 6.荧光与分子结构关系（内因）* 7.影响荧光强度的因素 8.荧光分析仪器* 9.分子荧光定量分析法* 10.荧光分析法特点

11.化学发光分析法基本原理* 12.化学发光分析装置与技术*

分子发光分析：某些物质的分子吸收一定能量（光能、电能、化学能等）跃迁到较高的电子激发态后，在返回电子基态的过程中伴随有光辐射，这种现象称为分子发光（Molecular Luminescence），以此建立起来的分析方法称为分子发光分析法。分子发光分类：

1.光致发光（PL）-光能（荧光、磷光）2.电致发光（EL）-电能 3.化学发光（CL）-化学能

4.生物发光（BL）-生物体，酶，法学发光。

分子发光光谱：属于分子发射光谱，带光谱，在近紫外区和可见光区（200-800nm）。单重态与三重态：

激发单重态：电子自旋相反-S 激发三重态 ：电子自旋平行-T 激发态到基态能量传递途径：

光谱曲线：

 激发光谱的形状与发射波长无关，发射光谱的形状与激发波长无关，变化的只是If—光谱曲线高低；在最大激发波长和最大发射波长下，荧光强度最大。 Stokes位移：λem>λex（>20 nm）。

 同一物质的激发光谱与吸收光谱形状相似，最大激发波长与最大吸收波长一致。 同一组分的激发光谱（吸收光谱）波长最短，磷光波长最长，荧光波长处于中间。荧光强度与浓度关系：If=Kc（必须A<0.05）荧光与分子结构的关系（内因）：

1.共轭π键体系：提高共轭程度有利于增加荧光效率，并产生红移。2.刚性平面结构：刚性和平面性增加，有利于荧光发射。

3.取代基效应：给电子取代基增强荧光；的电子取代基减弱荧光、加强磷光；对位、邻位取代基增强荧光，间位取代基抑制荧光。

4.电子跃迁类型：含N、O、S杂原子的有机物，S1→T1系间窜跃强烈，荧光很弱或不发荧光。不含N、O、S原子的有机荧光体系多发生π→π*类型的跃迁，这是电子自旋允许的跃迁，摩尔吸收系数大，荧光辐射强。

影响荧光强度的因素（外因）： 1.荧光猝灭

2.温度、酸度和溶剂影响 3.表面活性剂影响

荧光分析仪器组成：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器、显示器。特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。

激发光源：高压汞灯、高压氙弧灯：强度高、紫外可见区有连续光谱。样品池：四面透光的比色皿，手拿棱或者最上端。双单色系统：

激发单色器：选择激发光波长。发射单色器：选择发射光波长。

紫外可见分光光度计构成和荧光分光光度计构成： 紫外：光源-单色器-样品池-检测器-数据处理

荧光：光源-激发单色器-样品池-发射单色器-检测器-数据处理 磷光特点：

 磷光波长比荧光的长(T1

 磷光寿命和强度对重原子敏感。荧光定量分析法：If=Kc

1.工作曲线法（直接荧光工作曲线法最常用，还有荧光淬灭工作曲线法）2.比较法:

Ifx—样品溶液的荧光强度 Ifs—标准溶液的荧光强度 If0—试剂空白的荧光强度

荧光分析法特点：

灵敏度高：比紫外-可见分光光度法高2～4个数量级 选择性好：可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性 重现性好 取样量少 仪器不复杂

缺点：应用范围小

化学发光法：与荧光相同的是都电子从激发态跃迁到基态时放出辐射，不同的是荧光靠吸收紫外-可见光，化学是吸收化学能。化学发光类型：气相化学发光、液相化学发光、固相化学发光、异相化学发光。化学发光分析装置：进样系统-发光反应室-光检测器PMT-信号放大器-显示与记录发光反应可采用静态或流动注射的方式进行：

静态方式：用注射器分别将试剂加入到反应器中混合，测最大光强度或总发光量；试样量小，重复性差；

流动注射方式：用蠕动泵分别将试剂连续送入混合器，定时通过测量室，连续发光，测定光强度；试样量大。

化学发光分析特点： 1.灵敏度高 2.仪器设备简单

3.发射光强度测量无干扰 4.线性范围宽 5.分析速度快

缺点：可供化学发光用的试剂少、发光反应效率低、研究少。课后题：

9.分离分析法（这章计算多，建议看PPT）

要求：

1.色谱分析法简介（掌握概念和分离原理）2.色谱分析法的分类* 3.色谱图及色谱常用术语* 4.搭板理论和速率理论、分离度* 5.色谱定性和定量方法* 分离分析法：利用样品中共存组分间各种性能上的差异，西安将他们分离然后进行分析测定的分析方法。分为色谱分析法、高效毛细管电泳法、色谱-质谱联用法、色谱-光谱、波谱联用法。色谱分析法简介：色谱法是一种分离分析方法。它利用样品中各组分与流动相和固定相的作用力不同（吸附、分配、交换等性能上的差异），先将它们分离，后按一定顺序检测各组分及其含量的方法。

色谱法分离原理：当混合物随流动相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生作用（溶解、吸附等），由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力作用下，各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。这种利用各组分在两相中性能上的差异，使混合物中各组分分离的技术，称为色谱法。色谱法与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。色谱法的特点：（1）分离效率高

复杂混合物，有机同系物、异构体。（2）灵敏度高

可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)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：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。(5)高选择性:对性质极为相似的组分有很强的分离能力.不足之处：

被分离组分的定性较为困难 色谱分析法的分类

 按两相状态分类：气相色谱（GC）、液相色谱(LC)、超临界流体色谱(SFC)。

 按操作形式分类：柱色谱(CC，固定相装在管柱内)、纸色谱（PC，固定相为滤纸，采用适当溶剂在滤纸上展开进行分离）、薄层色谱（TLC，固定相压成土层或涂成薄层）

 按分离原理分类：吸附色谱（利用固体吸附剂表面对各组分吸附能力不同进行分离）、分配色谱（利用固定液对各组分溶解能力不同进行分离）、离子交换色谱（利用离子交换剂对各组分的亲和力不同进行分离）、凝胶色谱（利用凝胶对分子大小、形状不同的组分产生的阻滞作用不同进行分离）。

气相色谱：流动相为气体。常用的气体流动相为N2,H2,He。按分离柱不同分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相不同分为：气固色谱和气液色谱。

液相色谱：流动相为液体。常用液体流动相为H2O,CH3OH等液体。按固定相不同分为：固液色谱和液液色谱。

固定相可分为固体吸附剂和涂在固体载体上或毛细管内壁上的液体。

超临界流体色谱：流动相为超临界流体。超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态，具有介于气体和液体之间的极有用的分离性质。常用的超临界流体有CO2，NH3，CH3CH2OH,CH3OH等。超临界流体色谱法是集气相色谱法和液相色谱法的优势而发展起来的一种新型的色谱分离分析技术，不仅能够分析气相色谱不宜分析的高沸点、低挥发性的试样组分，而且具有比高效液相色谱更快的分析速率和更高的柱效率。色谱图：组分在检测器上产生的信号强度对时间(t)所作的图，由于它记录了各组分流出色谱柱的情况，所以又叫色谱流出曲线。流出曲线的突起部分称为色谱峰。基本术语：

1.基线：在正常实验操作条件下，没有组分流出，仅有流动相通过检测器时，检测器所产生的响应值。稳定的基线是一条直线，若基线下斜或上斜，称为漂移，基线的上下波动，称为噪音（或噪声）。2.色谱峰：

① 峰高h：从色谱峰顶到基线的距离

② 区域宽度：色谱峰的区域宽度用来衡量色谱柱的效率及反映色谱分离过程的动力学因素。

•标准偏差σ：0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。

•峰底宽Y或Wb：色谱峰两个拐点处所作切线与基线相交点之间的距离

Y=4σ

•半峰宽Y1/2：色谱峰高一半处的宽度

③ 峰面积A：色谱峰与峰底之间的面积；是色谱定量的依据。对称色谱峰面积：

3.色谱保留值：（详看PPT，太几把多了）

①时间表示的保留值

②体积表示的保留值

③相对保留值

搭板理论：

速率理论： 分离理论：

色谱定性分析方法： 1.与标样对照的方法 利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。利用加入法定性：将纯物质加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。2.利用文献保留值定性： 利用相对保留值r21定性

相对保留值r21仅与柱温和固定相性质有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定相上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。

3.保留指数：又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较好的定性参数。色谱定量分析方法： 1.定量校正因子

2.定量方法：归一化法、外标法、内标法

气相色谱（GC）

要求：

1.气相色谱仪工作过程 2.气相色谱仪主要部件* 3.气相色谱检测器（掌握类型，了解原理）4.气相色谱固定相 5.操作条件的选择 6.毛细管柱气相色谱 7.气相色谱法的应用

高效液相色谱（HPLC）

要求：

1.高效色谱法的特点

2.高效液相色谱仪工作流程和主要部件* 3.高效液相色谱法类型* 4.固定相和流动相* 5.化学键合相色谱法** 6.影响分离的因素

7.HPLC分离类型的选择 8.高效液相色谱法的应用 高效色谱法特点：高压、高速、高效、高灵敏度、高沸点、热不稳定有机物及生化试样的高效分离分析方法。

工作流程：高压泵将贮液罐的溶剂经进样器送入色谱柱中，然后从检测器的出口流出。当待分离样品从进样器进入时，流经进样器的流动相将其带入色谱柱中进行分离，然后以先后顺序进入检测器，记录仪将进入检测器的信号记录下来，得到液相色谱图。

主要部件：高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统。

流动相：由于高效液相色谱中流动相是液体，它对组分有亲和力，并参与固定相对组分的竞争。因此，正确选择流动相直接影响组分的分离度。对流动相要求：

 流动相不与色谱柱发生不可逆化学变化，以保持柱效或柱子的保留性质较长时间不变。 对待测样品有足够的溶解能力，以提高测定的灵敏度。

 与所用检测器相匹配。如应用紫外吸收检测器时，不能用对紫外光有吸收的溶剂。 粘度尽可能小，以获得较高的柱效。

 流动相纯度要高，价格便宜，毒性小。不纯溶剂会引起基线不稳，或产生“伪峰”。溶剂中痕量杂质的存在，长期积累会导致检测器噪声增加，同时也影响手机的馏分纯度。对固定相要求：  粒径较小且分布均匀  机械强度高，耐压  传质速度快  化学性质稳定，不与流动相发生反应。化学键合相色谱法： 化学键合固定相：

化学键合固定相是利用化学反应将有机分子键合到载体表面上，形成均

一、牢固的单分子薄层而构成各种性能的固定相。载体：硅胶

键合反应：酯化键合（Si-O-C型）、硅烷化键合（Si-O-Si-C型）、硅氮键合（Si-N型）存在双重分离机制： 高覆盖率：分配为主 地覆盖率：吸附为主 化学键合固定相特点：

 固定相不易流失，柱的稳定性和寿命较高  能耐受各种溶剂，可用于梯度洗脱

 表面较为均一。没有液坑，传质快，柱效高

 能键合不同基团以改变其选择性。例如，键合氰基、氨基等极性基团用于正相色谱法，键合离子交换基团用于离子色谱法，键合C2，C4，C6，C8，C18，C16，C18，C22烷基和苯基等非极性基团用于反相色谱法等。因此它是HPLC较为理想的固定相。

反相键合相色谱法是HPLC中应用最广的模式，优点：

（1）用单柱和流动相常常就能分离非离子化合物、离子化合物和可电离化合物，有时能同时分离它们；

（2）若采取某些措施，尤其是控制pH，则键合相柱会比较稳定，利于组分的分离；

（3）作为流动相主体的水价廉易得，流动相的紫外截止波长低（水为195nm，甲醇为205nm，乙腈为190nm），本底吸收少，有利于痕量组分的测定；（4）更换溶剂和梯度洗脱非常方便。影响分离的因素;1.提高柱效 2.流速

3.固定相和分离柱 分离类型选择：

①根据相对分子质量选择 ②根据溶解度选择 ③根据分子结构选择

思考题：教材思考题与习题第6、7、9题。

质谱分析（Mass Spectrometry, MS）

要求：

1.质谱定义*、作用、质谱分析基本原理*、质谱分析过程 2.质谱仪主要部件及作用* 3.质谱的表示方法

4.质谱中主要离子峰的类型*

质谱法定义：质谱法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。依据质谱线的位置和质谱线的相对强度建立的分析方法称为质谱法。

质谱图：质谱图是以m/z为横坐标，离子相对强度为纵坐标来表示质谱数据。由质谱图很直观地观察到整个分子的质谱信息。

有机化合物分析四大工具：红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁共振波谱、质谱。质谱的作用：

 准确测定物质的分子量

 质谱法是唯一可以确定分子式的方法  根据碎片特征进行化合物的结构分析

质谱法原理：质谱法是利用电磁学原理，将待测样品分子解离成具有不同质量的离子，然后按其质荷比（m/z）的大小依次排列收集成质谱。根据质谱中的分子离子峰（M•+）可以获得样品分子的相对分子质量信息；根据各离子峰（分子离子峰、同位素离子峰、碎片离子峰、亚稳离子峰、重排离子峰等）及其相对强度和氮数规则，可以确定化合物的分子式；根据各离子峰及物质化学键的断裂规律可以进行定性分析和结构分析；根据组分质谱峰的峰高与浓度间的线性关系可以进行定量分析。

质谱分析过程：进样-离子化-撞击形成碎片离子-正电荷离子被加速电场加速-加速正离子进入磁场发生偏转-按质荷比分离形成质谱图。

质谱仪主要部件：真空系统、进样系统、离子源或电离室、质量分析器、离子检测器。真空系统：减少离子碰撞损失

进样系统：高效重复将样品引入到离子源中并且不能造成真空度降低。

离子源或电离室：使试样中的原子、分子电离成离子，其性能影响质谱仪的灵敏度和分辨率。分为电子电离源、化学电离源、快原子轰击源、电喷雾源。

质量分析器：将离子源产生的离子按质荷比的大小分开。分为单聚焦分析器、双聚焦分析器、四级杆质量分析器、飞行时间质量分析器、离子阱质量分析器。离子检测器：电子倍增管、渠道式电子倍增管阵列。质谱的表示方法：

 质谱一般可用线谱或表谱两种方法表示。常用线谱。

 线谱上的各条直线表示一个离子峰，横坐标为质荷比m/z，纵坐标为离子的相对强度（相对丰度），一般将原始质谱图上最强的离子峰定为基峰并定为相对强度100％，其他离子峰以对基峰的相对百分值表示。能够很直观地观察到整个分子的质谱全貌。

 质谱表是用表格形式表示的质谱数据，质谱表中有两项即质荷比及相对强度。对定量计算较直观。

质谱图中主要离子峰的类型：  分子离子峰  同位素离子峰  碎片离子峰  亚稳离子峰  重排离子峰 质谱定性分析：  利用标准谱库检索  利用标准化合物  利用文献资料的数据 质谱定量分析：

归一化法、内标法、外标法

先进行定性分析，而后利用选择离子检测的选择离子流色谱图，一般不选择总离子流色谱图，因为选择离子流色谱图给出的色谱峰相对稳定，不受干扰，定量结果较可靠。本章没有练习题

第四篇：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。

第五篇：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