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1、东华大学仪器分析复习提纲仪器分析复习提纲第1章 引言1 了解仪器分析的作用、特点，2 了解仪器分析的分类，3 了解仪器分析的发展趋势。 第2章 气相色谱分析色谱概论一、色谱法的分类与气相色谱的特点1、 按两相状态分类2、 按固定相分类柱色谱：包括填充柱色谱和毛细管色谱纸色谱：薄层色谱或薄层层析（TLC）：3、 按分离原理分类吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性能的差别分离分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数的差别分离离子交换色谱：利用不同离子在离子交换固定相上的亲和力的差别分离凝胶色谱：利用不同组分分子量的差别（即分子大小的差别）先后被过滤进 行分离4、 气相色谱的特点1)应用范围广：气体

2、、液体或沸点不太高的固体在操作温度不分解，一般都可使用。有机化合物约20%可用GC 分析。2)效能高：可一次分离分析几十种甚至上百种组分。3)灵敏度高：ppmppb级4)分析速度快：几分钟或几十分钟可完成5)操作简便：仪器成本相对较低二、气相色谱流程与气相色谱仪（一） 气相色谱流程（二） 气相色谱仪气相色谱检测器 （作用，分类）1） 热导池检测器 2） 氢火焰检测器 3） 电子捕获检测：4） 火焰光度检测器三、色谱流出曲线及有关术语（一） 色谱流出曲线色谱图作用：1、由tR可定性 2、由峰面积可定量 3、由峰位置及宽度可对分离情况进行判断（二） 基线（三） 保留参数1、 保留时间（tR）2、

3、死时间（tM）3、 调整保留时间（tR/）4、 相对保留值 1，2 = tR/（2）/ tR/（1）=K2/K1(四)色谱峰区域宽度1、 标准偏差：峰高0.607h处宽度的一半2、 半峰宽Y1/20.5h处的宽度，Y1/2=2.3543、 峰底宽 Y=4气相色谱基本理论一、气相色谱基本原理分配过程分配系数K=CS/Cm 分配比（容量因子）k=p/q 注意：K是浓度比k是分配总量之比 K与无关，k与有关 k越大，保留时间越长，k=0，则tR = tMk= tR/ tM二、气相色谱基本理论（一） 塔板理论n=5.54（tR/Y1/2）2=16（tR/Y）2 n有效=5.54（tR/Y1/2）2=1

4、6（tR/Y）2（二） 速率理论 （范第姆特方程）H=A+B/+C 式中：A涡流扩散项B分子扩散系数C传质阻力系数 流动相线速度可见：填充物粒度、填充物的均匀性，载气种类、流速，柱温等对柱效、峰扩张有关系三、分离效率1、 柱效率与分离效率 色谱的分离效率（或选择性）由相对保留值衡量。2、 分离度（分辨率） R=2 tR（2）- tR（1） /（Y1+Y2）或 R=2d /（Y1+Y2）式中：d峰间距3、色谱分离基本方程（柱效率、分离效率及分离度的关系）R= n1/2/4（-1）/k/（1+k） 或R=n有效1/2/4（-1）/从色谱分离基本方程可看出：1 n1/2/4（反映柱效率对分离度的作用

5、，称柱效项）：不变时，R取决于n有效或n，为提高n有效或n可增加L或减小H2 R与k的关系：k增大R增大，但k10，R增大不明显，1 k 5%，用硅藻土型2）固定液含量5%，用表面处理的硅藻土型3）高沸点样品，用玻璃微球4）强腐蚀性，用氟担体2、 固定液的选择1） 利用相似相溶原理选择2） 优先固定液的利用3） 广谱固定相的利用4） 特殊选择性固定相的利用5） 混合固定相的利用：串联或并联单一固定相柱，填料混合柱及混合涂渍填料柱等气相色谱定性测试方法一、已知物直接对照法1、 利用保留时间或保留体积定性2、 利用相对保留值定性3、 加入已知物增加峰高法定性特点：简便可靠缺点：需纯物质二、利用保留

6、值与结构的关系定性1） 碳数规律（用于同系物分析）2） 沸点规律三、利用不同检定器定性四、与其它分析方法结合定性1、 与红外光谱2、 与核磁共振3、 与质谱4、 与化学分析气相色谱定量测试方法一、定量测试原理mi=fiAi 式中：mii组分的质量 Aii组分的峰面积fii组分的校正因子二、 峰面积测定方法1、剪纸称重法2、几何作图法1）A=hY1/22）A=hY3）A=hY平均4）A=htR3、积分仪法4、电子数字积分器三、 校正因子1） 绝对校正因子fi =mi /Ai2） 相对校正因子：某物质与标准物质的绝对校正因子之比 质量校正因子fm =fi/fs=Asmi/Aims 摩尔校正因子fM

7、 = AsmiMs/AimsMi测定校正因子方法：准确称量被测组分和标准物质混合后在实验条件下进行分析，分别测量峰面积用或计算。四、 气相色谱定量计算方法1） 归一化法适合做全分析，各组分的含量均可测定假设样品含有n个组分，其质量分别是m1、m2mn，m1+m2+mn=m，则%Ci=mi/m100%=mi/ （m1+m2+mn）100%=Aifi/（A1f1+A2f2+Anfn）100%2） 内标法不能全部分离时可用此法测定可分离的某些组分测试方法：将一定量的纯物质作为内标物（ms），加入准确称量的试样（m）中，由试样及内标物的质量及峰面积求出某组分的含量。mi= Aifi ms= Asfs

8、mi= Aifi/Asfsms%Ci= mi/m100= Aifi/Asfsms/m100若fs=1，则%Ci= Aifi/Asms/m100内标物条件：1 试样中不存在的纯物质2 保留时间和待测定组分相近，但可完全分离3 物理化学性质和待测定组分相似第3章 高效液相色谱分析概述现代液相色谱和经典的液相色谱法相比有以下主要特点：项目经典色谱HPLC特点柱效（n/m）251035105高效分离时间（h）1200.051高速试样用量（g）11010-710-2高灵敏度柱入口压强（KP）110021033104固定相粒度（m）75600310检测手段洗出液定性分析检测器柱后检测装置手工操作自动操作4

9、 高度自动化分类及其分离原理HPLC一般按其分离机理的不同分类。主要有：L-L色谱法、L-S色谱法、离子交换色谱法、离子对色谱法、离子色谱法和空间排阻色谱法。一、L-L色谱法（分配色谱法）原理：和GLC相似，分配系数K=Cs/Cm=kVm/Vs根据流动相和固定相的极性不同可分为：1、正向LLC：流动相极性固定相极性，极性大的组分先流出色谱柱，适合非极性物质分离。化学键合固定相：将固定相各种不同的有机基团通过化学反应共价键键合到载体（硅胶）表面的游离羟基上。二、LSC（吸附色谱法）流动相为液体，固定相为固体吸附剂原理：利用组分吸附作用的不同来进行分离机理：组分分子（X）和溶剂分子（S）对吸附剂（

10、固定相）表面有竞争性吸附：三、离子交换色谱法原理：离子交换剂上可电离的离子与流动相中组分离子进行可逆的离子交换，利用试样中不同组分与离子交换剂具有不同的亲和力而将它们分离的方法。离子对色谱法：与待测离子电荷相反的离子（对离子）加到流动相或固定相中，使其与待测离子形成离子对化合物，利用在种离子对化合物在两相中分配系数的不同而进行分离的分析方法。可分为：正相离子对色谱法：非极性固定相，极性流动相反向离子对色谱法：极性固定相，非极性流动相离子对色谱法可用紫外检测器、荧光检测器。离子色谱法（1975年Small提出）：色谱柱后增加一个化学抑制柱，使洗脱也中背景离子变为低电导性物质。前面的例子中增加一条

11、强酸性柱，则OH-+ H+=H2O，消除了OH-的影响。四、空间排阻色谱法（凝胶色谱法） 用于分子量大于2000的组分分离原理：试样中分子量大小不同的组分进入凝胶柱时，题目渗入微孔的程度不同，大分子直接从间隙中越过，首先出柱，分子越小，进入微孔月深，保留值越大，溶剂分子通常最小，最后流出，组分一般在死时间前出柱。固定相和流动相一、 固定相1、LLC固定相1）固定液涂渍在担体上，分为全多孔型和表面多孔型2）化学键合固定相常用的固定液有：极性的-氧二丙青（ODPN），非极性的十八烷（ODS），异二十烷（SQ）等。2、LSC固定相有薄膜型硅胶、全多孔型硅胶，薄膜型氧化铝、全多孔型氧化铝、分子筛和聚酰

12、氨等。3、离子交换色谱固定相1） 多孔型树脂：能分离复杂样品，进样量大，但耐压性差；2） 薄壳型树脂：在玻璃微球上涂以薄层的离子交换树脂，耐压，柱效高，但容量小，进样少。4、空间排阻色谱法（凝胶色谱法）固定相1） 硬质凝胶：硅胶、多孔玻璃珠等，适用于各种情况；2） 半硬质凝胶：有机高分子凝胶，适用于非水流动相；3） 质凝胶：、聚葡糖，适用于常压、水为流动相。二、流动相流动相选择原则：极性大的样品用极性大的洗脱剂 极性小的样品用极性小的洗脱剂流动相要求：1）高纯度2）对样品各组分均有一定的溶解度3）与检测器相匹配4）不溶解固定相5）粘度小梯度洗脱：采用两种或两种以上洗脱剂，按一定程序连续地或分阶

13、段地改变流动相的组成进行洗脱的分析方法。通过梯度洗脱可提高选择性和分离效率，按混合程序的不同可分为：1）低压梯度（外梯度）：常压下按程序将溶剂混合后用泵输入柱中，只须一台泵；3） 高压梯度（内梯度）：各种溶剂用高压泵输入梯度混合室，混合后入色谱柱，每种洗脱剂均须一台泵。3） 内标标准曲线法4） 外标法（标准曲线法）毛细管色谱法一、方法：用内涂一层薄而均匀的固定液的毛细管代替填充柱。二、特点：1、阻力小，可用高速载气、可用长柱；2、分析时间短；3、用样品少；4、柱效高，分离能力大大提高 三、分类：四、仪器差别：增加分流（减少进样量）和尾吹（减少扩散）装置第7章 原子发射光谱分析1了解光谱分析基础

14、，2掌握发射光谱分析法的基本原理，3了解发射光谱仪的构造及其工作原理，掌握光源的分类、特点和应用范围，4掌握发射光谱定量分析和定性分析原理及方法，5了解发射光谱半定量分析方法，重点和难点：发射光谱定量分析和定性分析原理及方法，塞伯-罗马金公式，内标法，内标准曲线法。第8章 原子吸收光谱分析1. 理解原子吸收分光光度法的基本原理，2. 了解原子吸收分光光度计的构造及其工作原理，3. 掌握原子吸收定量分析方法，4. 掌握原子吸收分光光度法的干扰及干扰抑制方法5. 了解原子吸收分光光度法的分析步骤，6. 了解原子吸收分光光度计的使用方法，重点和难点：标准曲线法、标准加入法和内标标准曲线法的原理和相关

15、计算方法，原子吸收分光光度法干扰及其抑制方法，原子吸收分光光度计的使用和样品分析步骤。原子吸收分光光度法：利用物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。锐线光源发射的共振线被基态原子吸收的程度与火焰宽度及原子蒸气浓度的关系符合朗伯比尔定律。即：吸光度A=log IOV / IV = KV CL 原子吸收测试中一般固定火焰宽度，即L恒定。所以 A= KV C 原子吸收的基本公式三、线轮廓与谱线变宽为什么吸收线会有一定宽度呢？其一. 由于原子本身的性质决定（自然宽度）其二. 由外因引起（如热、压力等）3自然宽度VN：无外界因素影响的情况下，谱线具有的宽度，约10-5nm4热

16、变宽度（多普勒变宽）VD这是由原子在空间作无规则热运动而产生的多普勒现象引起的，5压力变宽产生原子吸收的原子与蒸气中同种原子或其它粒子之间的相互碰撞引起的能级变化，从而导致吸收光频率改变而造成的谱线频率变宽的现象。劳伦斯变宽（VL）：待测原子同其它粒子相碰撞而引起的谱线变宽。共振变宽（VH，Holtzmark变宽）同种原子间碰撞引起的谱线变宽其中：火焰原子化器以VD为主，无火焰原子化器以VL为主。谱线变宽对测量的影响：导致原子吸收分析灵敏度下降。一、光源作用：提供（锐线）共振线要求：锐线 共振线 强度足够，稳定性好二、原子化系统作用：将试样中的待测元素转变为原子蒸气种类：火焰原子化器、无火焰原

17、子化器、冷原子化器、氢化物原子化器火焰原子化器：由雾化器和燃烧器两部分构成，是最常用原子化器。雾化器作用：将试样雾化燃烧器作用：使试样原子化火焰种类：）空气乙炔焰2900火焰种类的选择，应根据所测元素性质决定，使之原子化但不电离。优点：重现性好，易操作，适应范围广。缺点：灵敏度低（仅10%左右的试液被原子化）无火焰原子化器优点：灵敏度高（试样全部原子化），检测限低。 缺点：干扰大，重现性差。氢化物原子化器As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te等在酸性条件下，用强还原剂（K(Na)BH4）还原成挥发性的氢化物，这些氢化物在较低温度（ AkLC 4吸光度的加和性若溶液中有m种成分，其在某一波长下

18、吸光系数分别为1、2m，浓度分别为C1、C2Cm ，则 对于同一种物质，波长不同时(或K)不相同。四、 无机化合物的紫外-可见光谱有机化合物的紫外可见光谱常用术谱1生色基团：含有键的不饱和基团（为CC、CO、NN、NO等）能产生-*跃迁，使得有机化合物分子在紫外可见光区产生吸收的基团。1 非共轭生色团 a、基团结构不同：独立吸收 b、相同，仅一个吸收峰，但强度随生色团数目增加叠加。 共轭：仅一个吸收峰（红移强度显著增大）。2助色基团：含有非键电子（n电子）的基团（为OH、NH2、SH、X等），其本身在紫外可见光区无吸收，但能与生团中电子发生n-*共轭，使生色团吸收峰红移的基团。3红移和蓝移使分

19、子的吸收峰向长波方向移动的效应称红移。使分子的吸收峰向短波方向移动的效应称蓝移。有机化合物的紫外可见光谱2不饱和脂肪烃单烯：-*在170200nm，不属一般意义紫外区共轭烯：共轭使-*的E，吸收峰红移，强度增大，这种吸收带称K吸收带（共轭带）。3醛、酮化合物有、n电子，可产生n-*、-*、n-*，其中n-*跃迁在270300nm称R吸收带（基团带），对于、不饱和醛酮CO和CC共轭，因此，R，K吸收带均红移。4芳香化合物无取代：苯在紫外区有三个吸收带，均由-*引起。E1吸收带在185nm 104（60000）E2吸收带在204nm 103（7900）B吸收带（苯带）在254260nm（230270nm）200 = 由于振动跃迁叠加在-*上引起。2 单取代：取代为助色基团 E2红移、B红移 取代为生色基团 E2与K吸收带合并，红移3 取代：对位max增大，红移，邻位间此作用较小。4 环化合物：共轭苯环数增加，红移，5 影响紫外可见光谱的因素一溶剂