仪器分析复习题Word格式文档下载.docx

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不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率越低，波数越低，能量越低。

7、光谱法：

以能源与物质相互作用引起原子、分子内部量子化能级之间跃迁所产生的光的吸收、发射、散射等波长与强度的变化关系为基础的光分析法，称为光谱法。

8、发射光谱的特征是在暗背景上有明亮的谱线或谱区，吸收光谱的特征则是在连续的亮背景上有暗线或暗区。

9、什么是光的吸收定律？

其数学表达式是怎样的？

光的吸收定律也称为朗伯比尔定律，表明在一定浓度范围内，物质的吸光度A与吸光样品的浓度c及厚度L的乘积成正比，是吸收光谱法定量分析的基础和依据。

其数学表达式为A=KcL或I=I0e-KcL

10、光谱仪器通常包括五个基本单元：

光源；

单色器；

样品；

检测器；

显示与数据处理系统

11、原子发射光谱法AES：

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。

又称为原子发射分析法。

12、原子荧光分析法AFS：

利用光能激发产生的原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性和定量分析的方法。

13、原子线：

原子外层电子的能级跃迁所产生的谱线叫原子线，以罗马字母I表示。

P23

14、共振线：

在原子发射的所有谱线中，凡是由高能态跃迁回基态时所发射的谱线，叫共振线。

15、分析线：

每种元素发射的特征谱线有许多，当进行定性分析时，只要检出几条合适的谱线就可以了。

这些用来进行定性或定量分析的特征谱线被称为分析线，常用的分析线是元素的灵敏线或最后线。

16、灵敏线：

每种元素的原子光谱线中，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。

如果把含有某元素的溶液不断稀释，原子光谱线的数目就会不断减少，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。

17、原子发射光谱定量分析的依据----谱线强度24

18、电感耦合等离子体ICP利用等离子体放电产生高温的激发光源。

19、原子吸收光谱法AAS：

基于测量待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度而建立起来的分析方法，称为原子吸收光谱法或原子吸收分光光度法，简称原子吸收法。

20、多普勒变宽：

又称热变宽，是由原子不规则的热运动引起的。

在原子蒸汽中，原子处于杂乱无章的热运动状态，当趋向光源方向运动时，原子将吸收频率较高的光波，当背离光源方向运动时，原子将吸收频率较低的光波，相对极大吸收频率而言，既有紫移（向高频方向移动）又有红移（向低频方向移动），这种现象称多普勒变宽或热变宽。

21、试比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。

53

标准曲线法，配制一系列标准溶液，在给定的实验条件下，分别测得其吸光度A，以A为纵坐标，待测元素相应的浓度c为横坐标，绘制A—c标准曲线。

在相同实验条件下，测出待测试样溶液的吸光度，在标准曲线上查出其浓度即可求出待测元素的含量；

标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便，但不足之处是对个别样品测定仍需配制标准系列，手续比较麻烦，特别是对组成复杂的样品的测定，标准样的组成难以与其相近，基体效应差别较大，测定的准确度欠佳。

标准加入法，将试样分成体积相同的若干份（一般为5份），除一份外，其余各份分别加入已知量的不同浓度的标准溶液，如c1,c2,c3,c4,稀释、定容到相同的体积后，分别测量其吸光度Ax,A1,A2,A3,A4。

以加入待测元素的标准量为横坐标，测得相应的吸光度为纵坐标作图，可得一条直线。

将此直线外推至横坐标相交处，此点与原点的距离即为稀释后试样中待测元素的浓度。

标准加入法的最大优点是可最大限度地消除基体影响，但不能消除背景吸收，对批量样品测定手续太繁，但对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析，准确度较高。

22、测定植株中锌的含量时，将三份1.00g植株试样处理后分别加入0.00ml，1.00ml，2.00ml0.0500mol·

L-1ZnCl2标准溶液稀释定容为25.0ml，在原子吸收光谱仪上测定吸收度分别为0.230，0.453，0.680，求植株试样中锌的含量。

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23、原子吸收分光光度计的特殊之处光源（锐线光源空心阴极灯）原子化器的作用及分类

光源的作用：

提供待测元素的特征光谱，为了测定待测元素的极大吸收，获得较高的灵敏度和准确度，必须使用待测元素制成的锐线光源。

通常对锐线光源的要求如下：

（1）发射线的宽度要明显小于吸收线的宽度；

（2）辐射应有足够的强度，以保证有足够高的信噪比；

（3）辐射应有足够的稳定性；

（4）光谱纯度要高，在光源通带内无其他干扰光谱。

空心阴极灯可以产生符合条件的锐线光源，应用广泛。

原子化器的作用是将试样中的待测元素转化为基态原子，以便对特征光谱线进行吸收，试样的原子化目前主要有火焰原子化器、石墨炉原子化器和低温原子化器三类。

第五章紫外可见吸收光谱法

24、物质对光吸收的加和性原则：

如果在一试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。

即A=A1+A2+…..+An，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原则。

25、朗伯—比尔定律的物理意义是什么？

偏离朗伯—比尔定律的原因主要有哪些?

朗伯—比尔定律A=KcL的物理意义是当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液的吸光度A与溶液中吸光物质的浓度c及液层厚度L的乘积成正比。

在一定温度下，摩尔吸收系数k愈大，表示该物质对该波长的光吸收能力愈强，用于定量分析的灵敏度愈高。

在实际应用中，用一系列不同浓度的标准溶液测得的吸光度绘制的A—c标准曲线往往不在一条直线上，这种现象称为偏离朗伯比尔定律。

产生偏离的主要原因有：

1、入射光并非完全意义上的单色光而是复合光；

2、溶液的不均匀性，如部分入射光因散射而损失；

3、溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。

26、影响紫外—可见吸收光谱的因素有哪些？

紫外可见吸收光谱主要取决于分子中价电子的能级跃迁，但分子的内部结构和外部环境都会对紫外可见吸收光谱产生影响，其因素主要有：

1、共轭效应分子中的共轭体系由于大π键的形成，使各能级间能量差减小，跃迁所需能量降低。

因此使吸收峰向长波方向移动，吸收强度随之加强的现象，称为共轭效应；

2、助色效应当助色团与发色团相连时，由于助色团的n电子与发色团的π电子共轭，结果使吸收峰向长波方向移动，吸收强度随之加强的现象，称为助色效应；

3、超共轭效应由于烷基的σ电子与共轭体系中的π电子共轭，使吸收峰向长波方向移动，吸收强度加强的现象，称为超共轭效应。

但其影响远远小于共轭效应；

4、溶剂效应溶剂的极性强弱能影响紫外可见吸收光谱的吸收峰波长、吸收强度及形状。

27、紫外—可见分光光度计使用时的注意事项（波长范围、吸收池的选择、入射光波长的选择、吸光度读数范围的选择、参比溶液的选择等）

紫外—可见分光光度计，其波长范围200~1000nm；

一般可见光区使用玻璃吸收池，紫外光区使用石英吸收池；

入射光波长选择的依据是吸收曲线，一般以最大吸收波长λmax为测量的入射光波长；

在实际应用中，为了减小浓度的相对误差，提高测量的准确度，一般应控制待测溶液的吸光度在0.2~0.7，透射率为65%~20%。

当溶液的吸光度不在此范围时，可以通过改变称样量、稀释溶液以及选择不同厚度的吸收池来控制吸光度；

参比溶液选择的原则是使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。

通常利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光吸收和反射带来的误差。

参比溶液的选择方法如下：

1、纯溶剂空白当试液、试剂、显色剂均为无色时，可直接用纯溶剂（或蒸馏水）作参比溶液；

2、试剂空白试液无色，而试剂或显色剂有色时，可在同一显色反应条件下，加入相同量的显色剂和试剂（不加试样溶液），稀至同一体积，以此作为参比溶液；

3、试液空白试剂和显色剂均无色，试液中其他离子有色时，可采用不加显色剂的试液作参比溶液。

28、双光束分光光度计和双波长分光光度计的特点双光束分光光度计：

经过单色器的光被斩光器一分为二，一束通过参比溶液，另一束通过样品溶液，然后由检测系统测量即可得到样品溶液的吸光度，自动记录，快速全波段扫描。

可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。

仪器复杂，价格较高。

双波长分光光度计将不同波长的两束单色光（λ1、λ2）快速交替通过同一吸收池而后到达检测器。

产生交流信号。

无需参比池。

不需空白溶液作参比；

但需要两个单色器获得两束单色光（λ1和λ2）；

以参比波长λ1处的吸光度Aλ1作为参比，来消除干扰。

在分析浑浊或背景吸收较大的复杂试样时显示出很大的优越性。

灵敏度、选择性、测量精密度等方面都比单波长法有所提高。

29、示差分光光度法的应用

普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量较高时，将产生较大的误差。

需采用示差法。

即提高入射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比溶液。

按所选择的测量条件不同，示差法可分以下两种。

1、单标准示差分光光度法

a、高浓度试液法　首先用纯溶剂调节仪器T=0；

然后用一个比试液浓度稍低的参比溶液调节仪器T=100%，再测定待测物质的透射率或吸光度。

b、低浓度试液法和高浓度试液的测定不同，低浓度是采用参比调零示差分光光度法。

标准溶液的浓度cs稍大，先用cs调节仪器的T=0，用纯溶剂调节T=100%，然后测定待测物质的透射率和吸光度。

2、双标准示差分光光度法

这种方法采用两个标准溶液进行量程扩展，一个标准溶液的浓度Cs1比试液浓度稍大，另一个标准溶液的浓度Cs2比试液的浓度稍低。

测定时，用Cs1调节T=0,用Cs2调节T=100%，试液的透射率或吸光度总是处于两个标准溶液之间。

此法适用于任何浓度区域差别很小的试液的测定。

第六章红外吸收光谱法

30、红外吸收光谱法IR：

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。

31、在红外吸收光谱中，习惯上以微米为波长单位，以波数（cm-1）来表示频率中红外区400~4000cm-1是有机化合物红外吸收的最重要范围。

32、物质产生红外吸收的条件是什么？

是否所有的分子振动都会产生红外吸收？

为什么？

物质吸收红外光应满足两个条件，即辐射应具有刚好能满足物质振动能级跃迁时所需的能量；

辐射与物质之间有偶合作用。

并非所有的分子振动都会产生红外吸收，只有当红外光的频率与分子的偶极矩的变化频率相匹配时，分子的振动才能与红外光发生偶合而增加其振动能，使得振幅加大，即分子由原来的振动基态跃迁到激发态，可见，并非所有的振动都会产生红外吸收。

凡能产生红外吸收的振动，称为红外活性振动，否则就是红外非活性振动。

33、红外光谱区中官能团区和指纹区是如何划分的，有何实际意义？

在有机物分子中，组成分子的各种基团（官能团）都有自己特定的红外吸收区域，通常把能代表某基团存在并有较高强度的吸收峰的位置，称为该基团的特征频率，对应的吸收峰则称为特征吸收峰。

通常，将4000~1300cm-1区域称为官能团区，在这个区域的每一个红外吸收峰都和一定的官能团相对应；

将1300~670cm-1称为红外光谱中的指纹区，指纹区的主要价值是它可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；

而指纹区的吸收则适宜于用来与标准谱图或已知物谱图进行比较，从而得出未知物与已知物结构相同或不同的确切结论，二者恰好可以互相补充。

34、根据结构和工作原理的不同，红外分光光度计可分为色散型和傅里叶变换型两大类。

35、红外谱图的识读

第七章分子发光分析法

36、荧光：

分子从电子自旋状态S1的最低振动能级跃迁至S0各个振动能级所产生的辐射光称为荧光；

磷光：

单重态到三重态的分子发生系间窜跃后，接着发生快速的振动弛豫到达三重态的最低振动能级，再由该激发态跃迁回基态的各个振动能级时，发射出的光便是磷光

延迟荧光：

分子跃迁至T1态后，因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态，经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。

这种荧光称为延迟荧光。

振动驰豫：

分子吸收光辐射后，可被激发到任一振动能级。

在同一电子能级中，电子由高振动能级迅速（约10-12s）转至低振动能级，而将多余的能量以分子振动能形式消耗掉一部分，这样的过程称之为振动弛豫，是一种无辐射去激过程。

内转换：

相同多重态间的无辐射去激叫内转换

系间窜跃：

不同多重态间的一种无辐射跃迁过程叫系间窜跃

斯托克斯位移：

由于荧光物质分子吸收的光能可能经过一些无辐射去激的消耗后降至S1态的最低振动能级，因而发射荧光的能量比分子吸收的能量可能要小得多，即荧光的特征波长也可能比激发光波长要长，这一现象称为Stokes位移。

Stokes位移值越大，越利于排除荧光测定时激发光的干扰。

37、荧光光谱的形状决定于什么因素？

为什么与激发光的波长无关？

荧光光谱的形状与激发光的波长无关，这是由于分子无论被激发到高于S1的哪一个激发态，都经过无辐射的振动驰豫和内转换等过程，最终回到S1态的最低振动能级，然后产生分子荧光，因此，荧光光谱与荧光物质被激发到哪一个电子能级无关。

不同荧光物质的结构不同，S0与S1态间的能量差不一样，而基态中各振动能级的分布情况也不一样，所以有着不同形状的荧光光谱，据此可以进行定性分析。

38、如何扫描荧光物质的激发光谱和荧光光谱？

荧光激发光谱反映了激发光波长与荧光强度之间的关系，为荧光分析选择最佳激发光提供依据。

测定时，先固定第二单色器的波长，使测定的荧光波长保持不变，后改变第一单色器的波长由200~700nm扫描，以显示系统测出的相对荧光强度为纵坐标，以相应的激发光波长为横坐标作图，所绘出的曲线就是该荧光物质的激发光谱。

荧光光谱扫描时，先固定第一单色器波长，使激发光波长和强度保持不变，然后改变第二单色器波长，从200~700nm进行扫描，所获得的光谱就是荧光光谱。

它表示在该物质所产生的荧光中，各种不同波长组分的相对强度，为进行荧光分析选择最佳测定波长提供依据，也可用于荧光物质的鉴别。

39、区别下图中某组分的三种光谱：

吸收光谱、荧光光谱和磷光光谱，并简述判断的依据或原则。

磷光在发射过程中分子不但要改变电子的自旋，而且可以在亚稳的T1态停留较长的时间，分子相互碰撞的无辐射能量损耗大，所以，磷光的波长比荧光更长些。

第八章核磁共振波谱法

40、核磁共振波谱法NMR：

利用自旋原子核在外磁场下的核自旋能级跃迁所产生的吸收电磁波谱来研究有机化合物结构与组成的一种分析方法，称为核磁共振波谱法。

41、谱图识别

43、核磁共振波谱的产生机理及信息依据

如果以一定频率的电磁波照射于外磁场B0中的自旋电子核，当电磁波的频率恰好满足0=B0/

（2）时，则处于低能态的原子核将吸收此频率的电磁波而跃迁至高能态，这种现象称为核磁共振。

应用NMR谱进行定性、定量以及结构分析，主要依据的信息是化学位移耦合常数核磁共振吸收峰的面积等。

第九章其他光分析法

44、各种方法的定义及英文缩写

X射线荧光分析法：

利用物质的特征荧光X射线进行成分分析的方法（xRF）；

X射线衍射分析法：

以X射线衍射现象为基础的分析方法，是测定晶体结构的重要手段。

以物质的不对称分子对平面偏振光的旋光色散为基础的分析方法，称为旋光色散分析法（ORD）,利用物质的圆二色谱对物质进行分析测定的方法称为圆二色谱分析法（CD）。

生物分子相互作用分析法（BIA），就是以等离子体共振技术为基础的分析方法。

45、什么是连续X射线与特征X射线，各是如何产生的？

连续X射线：

多次辐射中各光子能量不同，可以形成连续的具有不同波长的X射线。

特征X射线：

当X射线管高压增加到激发电压时，高速运动电子的动能就足以激发靶原子内层的电子形成空轨道，使原子处于不稳定的激发态，这时，外层电子跃迁至能级较低的内层轨道填补空穴，从而以光辐射的形式释放出多余的能量，于是产生了某些具有一定波长的X射线即特征X射线。

46、X射线荧光是如何产生的？

为什么能用X射线荧光进行定性和定量分析？

当用X射线管发射的X射线（初级X射线）为激发源照射固体物质时，除了一部分透过晶体（并产生热能），一部分发生散射、衍射、吸收之外，试样中的原子或分子的内层电子被初级X射线激发，次外层电子自发地从高能态跃迁到低能态并发射出次级（二级）X射线即它自己的特征荧光X射线。

通过测得荧光X射线的波长，就可以确定物质所含的元素，根据谱线的强度就可以测定其含量，这就是X射线荧光分析法的依据。

47、什么是表面等离子体共振？

生物分子相互作用分析仪的工作原理是什么？

表面等离子体共振（SPR）是一种物理光学现象，利用光在玻璃界面处发生全内反射时的消失波，可以引发金属表面的自由电子产生表面等离子体；

在入射角或波长为某一适当值的条件下，表面等离子体与消失波的频率相同，二者将发生共振，称为表面等离子体共振；

入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现共振峰；

反射强度为最低值时的角度称为共振角（SPR角）；

当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时，共振峰的位置将不同，利用金属薄膜表面的折射率的改变引起共振角的变化可以推断金属薄膜表面的变化；

将一种生物分子固定在传感器芯片上，将与之相互作用的分子溶液流过芯片表面，检测器可跟踪检测溶液的分子与芯片表面的分子结合、解离的整个过程的变化，通过它能观察到两种分子结合的特异性，能知道两种分子结合有多强，以及生物分子结合过程共有多少个协同者和参与者。

第十章质谱分析法

48、质谱分析法MS：

利用电磁学原理，将化合物电离成具有不同质量的离子，然后按其质荷比的大小依次排列成谱收集和记录下来，称为质谱；

以质谱为基础建立起来的分析方法；

49、质谱法的特点⑴质谱法是唯一可以确定分子式的方法；

⑵灵敏度高；

⑶根据各类有机化合物分子的断裂规律，质谱中的分子碎片离子峰提供了有关有机化合物结构的丰富的信息。

50、谱图识别

51、质谱仪的构造重在离子源和质量分析器的作用及分类

质谱仪：

用来检测和记录待测物质的质谱，并以此进行相对分子质量、分子式以及组成测定和结构分析的仪器；

质谱仪由进样系统、离子源、质量分析器、离子检测和记录系统、高真空系统等组成。

离子源的作用是使试样中的原子、分子电离成离子，它是质谱仪的核心，其性能与质谱仪的灵敏度和分辨本领等有很大关系；

常见的离子源有以下几种电子电离源（EI）、化学电离源（CI）、电喷雾电离源ESI、基质辅助激光解吸离子源MALDI；

质量分析器：

也称为质量分离器、过滤器。

其作用是将离子源产生的离子按照质荷比的大小分开，并使符合条件的离子飞过此分析器，而不符合条件的离子即被过滤掉。

离子运动的半径R与磁场强度、加速电压以及离子的质荷比有关。

按质量分析器的不同进行分类：

1.单聚焦质谱仪、2.双聚焦质谱仪、3.飞行时间质谱仪、4.四极杆质谱仪。

52、质谱法中各类离子峰的产生及作用

1、分子离子峰，样品分子受到高速电子撞击后，失去一个电子生成的正离子称为分子离子，一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰；

有例外,由稳定性判断。

2、同位素离子峰，许多元素是由两种或两种以上同位素组成的混合物，一般而言，各元素的最轻同位素的天然丰度最大。

一般质谱图中的分子离子峰是由最大丰度的同位素组成的；

此外在质谱图中还可能出现由一个或多个重同位素组成的分子所形成的离子峰，即同位素离子峰。

3、碎片离子峰，分子离子受到高能电子的轰击就会发生某些化学键的断裂而裂解成碎片离子，这些碎片离子还可能进一步裂解成更小的碎片离子，所以在质谱图上可以看到许多碎片离子峰；

探讨碎片离子的来源和结构的过程，也就是探讨分子结构的过程。

4、亚稳离子峰，离子在离开离子源被加速过程中或在加速之后进入质量分析器之前这一段无场区内发生裂解而形成的低质量的离子所产生的峰，称为亚稳离子峰；

一般亚稳离子峰的峰形宽而且矮小，且通常质荷比为非整数；

亚稳离子峰可帮助确定各碎片离子的亲缘关系，有利于分子裂分机理的研究。

5、重排离子峰，分子离子裂解成碎片时，有时会通过分子内某些原子或基团的重新排列或转移而形成离子，这种离子称为重排离子，质谱上与之对应的峰称为重排离子峰；

最重要的重排方式是麦氏重排。

第十一章电化学分析法导论

53、电化学法：

应用电化学的基本原理和实验技术，依据物质电化学性质来测定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学。

54、化学电池及其分类化学电池：

由两支电极构成的系统；

化学能与电能的转换装置；

根据工作方式的不同，化学电池可分为原电池、电解电池和电导池。

55、原电池和电解池的区别原电池：

自发地将化学能转变成电能；

阳极，发生氧化反应的电极（负极）；

阴极，发生还原反应的电极（正极）；

电解电池：

由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。

阳极，发生氧化反应的电极（正极）；

阴极，发生还原反应的电极（负极）。

56、指示电极：

电化学中把电位随溶液中待测离子活度（或浓度）变化而变化，并能反映出待测离子活度（或浓度）的电极；

指示电极用于测量过程中溶液主体浓度不发生变化的情况；

57、参比电极：

电极电位恒定，不受溶液组成或电流流动方向变化影响的电极称为参比电极；

电位分析法中常用的参比电极是甘汞电极，和指示电极一起构成测量电池，并提供电位标准。

第十二章电位分析及离子选择性电极分析法

58、什么是电位分析法？

什么是离子选择性电极分析法？

电位分析法：

以测量原电池的电动势为基础。

根据电动势与溶