《仪器分析》知识点整理

教学内容 绪论 分子光谱法：UV-VIS、IR、F 原子光谱法：AAS 电化学分析法：电位分析法、电位滴定 色谱分析法：GC、HPLC 质谱分析法：MS、NRS 第一章 绪论 ⒈经典分析方法与仪器分析方法有何不同？ 经典分析方法：是利用化学反应及其计量关系，由某已知量求待 测物量，一般用于常量分析，为化学分析法。 仪器分析方法：是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学 性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，用于 微量或痕量分析，又称为物理或物理化学分析法。 化学分析法是仪器分析方法的基础，仪器分析方法离不开必要的 化学分析步骤，二者相辅相成。 ⒉仪器的主要性能指标的定义 1、精密度（重现性） ：数次平行测定结果的相互一致性的程度, 一般用相对标准偏差表示（RSD%） ，精密度表征测定过程中随机 误差的大小。 2、灵敏度：仪器在稳定条件下对被测量物微小变化的响应，也 即仪器的输出量与输入量之比。 3、检出限（检出下限） ：在适当置信概率下仪器能检测出的被检 测组分的最小量或最低浓度。 4、线性范围：仪器的检测信号与被测物质浓度或质量成线性关 系的范围。 5、选择性：对单组分分析仪器而言，指仪器区分待测组分与非 待测组分的能力。 ⒊简述三种定量分析方法的特点和应用要求 一、工作曲线法（标准曲线法、外标法） 特点：直观、准确、可部分扣除偶然误差。需要标准对照和扣空 白 应用要求：试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内， 绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。 二、标准加入法（添加法、增量法） 特点：由于测定中非待测组分组成变化不大，可消除基体效应带 来的影响 应用要求：适用于待测组分浓度不为零，仪器输出信号与待测组 分浓度符合线性关系的情况 三、内标法 特点：可扣除样品处理过程中的误差 应用要求： 内标物与待测组分的物理及化学性质相近、 浓度相近， 在相同检测条件下，响应相近，内标物既不干扰待测组分，又不 被其他杂质干扰 第 2 章 光谱分析法引论 习 题 1、吸收光谱和发射光谱的电子能动级跃迁的关系 吸收光谱：当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核、原子 或分子的两个能级间跃迁所需要的能量满足ΔE=hv 的关系时， 将 产生吸收光谱。M+hv→M* 发射光谱：物质通过激发过程获得能量，变为激发态原子或分子 M*，当从激发态过渡到低能态或某态时产生发射光谱。M*→ M+hv 2、带光谱和线光谱 带光谱：是分子光谱法的表现形式。分子光谱法是由分子中电子 能级、振动和转动能级的变化产生。 线光谱：是原子光谱法的表现形式。原子光谱法是由原子外层或 内层电子能级的变化产生的。 第 6 章 原子吸收光谱法（P130） 熟识: 原子吸收光谱产生的机理以及影响原子吸收光谱轮廓的因 素 了解: 原子吸收光谱仪的基本结构；空心阴极灯产生锐线光源的 原理 掌握: 火焰原子化器的原子化历程以及影响因素、原子吸收光谱 分析干扰及其消除方法、 AAS 测量条件的选择及定量分析方法(实 验操作) 1、定义：它是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收来 进行定量分析的方法。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。 2、原子吸收定量原理：频率为ν的光通过原子蒸汽，其中一部 分光被吸收，使透射光强度减弱。 3、谱线变宽的因素(P-131)： ⑴多普勒（Doppler）宽度ΔυD：由原子在空间作无规热运动所 致。故又称热变宽。 Doppler 宽度随温度升高和相对原子质量减小而变宽。 ⑵压力变宽ΔυL（碰撞变宽） ：由吸收原子与外界气体分子之间 的相互作用引起 外界压力愈大，浓度越高，谱线愈宽。 4、对原子化器的基本要求：①使试样有效原子化；②使自由状 态基态原子有效地产生吸收； ③具有良好的稳定性和重现形； ④操作简单及低的干扰水平等。 1．测量条件选择 ⑴分析线：一般用共振吸收线。 ⑵狭缝光度： W=DS 没有干扰情况下，尽量增加 W，增强辐射能。 ⑶灯电流：按灯制造说明书要求使用 ⑷原子条件:燃气：助燃气、燃烧器高度石墨炉各阶段电流值 ⑸进样量:（主要指非火焰方法） 2．分析方法 (1).工作曲线法 最佳吸光度 0.1---0.5，工作曲线弯曲原因：各种干扰效应。 ⑵. 标准加入法 标准加入法能消除基体干扰，不能消背景干扰。使用时，注意要 扣除背景干扰。 习 题 ⒈引起谱线变宽的主要因素有哪些？ ⑴自然变宽：无外界因素影响时谱线具有的宽度 ⑵多普勒（Doppler）宽度ΔυD：由原子在空间作无规热运动所 致。故又称热变宽。 ⑶. 压力变宽ΔυL（碰撞变宽） ：由吸收原子与外界气体分子之 间的相互作用引起 ⑷自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子 所吸收产生自吸现象。 ⑸场致变宽(field broadening)： 包括 Stark 变宽(电场)和 Zeeman 变 宽(磁场) ⒉火焰原子化法的燃气、 助燃气比例及火焰高度对被测元素有何 影响？ ①化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反应关系相 近， 又称为中性火焰 ， 这类火焰, 温度高、 稳定、 干扰小背景低， 适合于许多元素的测定。 ②贫燃火焰：指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度较低，有 较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离元素,如碱金属。 ③富燃火焰：指燃气大于化学元素计量的火焰。其特点是燃烧不 完全，温度略低于化学火焰，具有还原性，适合于易形成难解离 氧化物的元素测定；干扰较多，背景高。 ④火焰高度：火焰高度不同，其温度也不同；每一种火焰都有其 自身的温度分布；一种元素在一种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测定时要选择适合被测元素的 火焰高度。 ⒊原子吸收光谱法中的干扰有哪些？如何消除这些干扰？ 一．物理干扰：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吸光度下降的效应，是非选择性干扰。 消除方法： ①稀释试样； ②配制与被测试样组成相近的标准溶液； ③采用标准化加入法。 二．化学干扰：化学干扰是指被测元原子与共存组分发生化学反 应生成稳定的化合物，影响被测元素原子化，是选择性干扰，一 般造成 A 下降。 消除方法：(1)选择合适的原子化方法：提高原子化温度，化学干 扰会减小，在高温火焰中 P043-不干扰钙的测定。 （2）加入释放剂（广泛应用） （3）加入保护剂：EDTA、8—羟基喹啉等，即有强的络合作用， 又易于被破坏掉。 （4）加基体改进剂 （5）分离法 三. 电离干扰：在高温下原子会电离使基态原子数减少, 吸收下 降, 称电离干扰，造成 A 减少。负误差 消除方法：加入过量消电离剂。 （所谓的消电离剂, 是电离电位较 低的元素。加入时, 产生大量电子, 抑制被测元素电离。 ） 四. 光谱干扰： 吸收线重叠： ①非共振线干扰：多谱线元素－－减小狭缝宽度或另选谱线 ②谱线重叠干扰－－选其它分析线 五.背景干扰：背景干扰也是光谱干扰， 主要指分子吸与光散射造 成光谱背景。 （分子吸收是指在原子化过程中生成的分子对辐射 吸收，分子吸收是带光谱。光散射是指原子化过程中产生