第1章緒論1.儀器分析主要有哪些分析方法？請分別加以簡述。答：主要有光學分析法、電化學分析法、分離分析法和其他分析法。①光學分析法：分為光譜法和非光譜法兩類。非光譜法是不涉及物質(zhì)內(nèi)部能及的躍遷的，通過測量光與物質(zhì)相互作用時其散射、折射、衍射、干涉和偏振等性質(zhì)的變化。從而建立起分析方法的一類光學測定法；光譜法是物質(zhì)與光互相作用時、物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生了量子化的能級間的躍遷，從而測定光譜的波長和強度進而進行分析的方法，它包括發(fā)射光譜法和吸收光譜法。②電化學分析法：是利用溶液中待測組分的電化學性質(zhì)，進行測定的一類分析方法，主要有電位分析法、電解和庫侖分析法、電導分析法和伏變分析法等。③分離分析法：利用樣品中共存組分間溶解能力、親和能力、滲透能力、吸附和解吸能力、遷移速率等方面的差異，先分離，后按順序進行的測定的一類儀器分析法稱為分離分析法。主要包括氣相色譜GC，薄層色譜TLC，紙色譜PC，高效液相色譜HPLC,離子色譜IC，超臨界流體色譜STC，高效毛細管電泳HPCE等。④其他儀器分析方法和技術：除上方法以外，還有利用生物學、動力學、熱學、聲學、力學等性質(zhì)進行測定的儀器分析方法和技術，如免疫分析、催化動力分析、熱分析、中子活化分析、光聲分析、質(zhì)譜法和超離心法等。2.儀器分析的聯(lián)用技術有何顯著優(yōu)點？答：儀器分析的聯(lián)用技術使多種現(xiàn)代分析技術的聯(lián)用優(yōu)化組合，使各自的優(yōu)點得到充分發(fā)揮，缺點予以克服，展現(xiàn)了儀器分析在各個領域的巨大生命力。尤其是現(xiàn)代計算機智能化技術與上述體系的有機融合，實現(xiàn)人機對話，更使儀器分析聯(lián)用技術得到飛速發(fā)展，開拓了一個又一個研究的新領域，解決了一個又一個技術上的難題，帶來了一個又一個令人振奮的驚喜。3.學習儀器分析對生命科學、環(huán)境科學、食品質(zhì)量與安全、食品科學、生物工程等科技工作者有何重要性？答：學習并掌握這些方法的基本原理、基本概念、基本計算、基本實驗技術以及如何利用這些方法和技術圓滿完成生命科學等領域既定的定性、定量等分析任務，為今后更好地開展科學研究和指導生產(chǎn)實際奠定堅實的基礎，因此，要求每位學習者“好學多思，勤于實踐”從中不斷汲取營養(yǎng)，提高分析問題，解決問題的能力。4．分析質(zhì)量保證的主要內(nèi)容有哪些？答：有人員的考核及培訓，儀器的維護及核證，樣品的采集及保存，方法的確定及實施，實驗室安全及分析質(zhì)量控制，原始記錄歸檔及查詢，參考物質(zhì)的獲得及使用，分析所用試劑，儀器及用水質(zhì)量，報告的提出及審批以及分析結果的質(zhì)量評估等。.第2章1.為什么分子光譜總是帶狀光譜？答：如果分子吸收了200-800nm的紫外可見光，則能引起電子能級的躍遷，所產(chǎn)生的光譜稱為紫外-可見光譜或分子電子光譜。當分子發(fā)生電子能級躍遷時，必定伴隨著振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，是疊加在電子躍遷之上的，所以紫外-可見光譜是帶狀光譜。2.有機化合物分子的電子躍遷有哪幾種類型？哪些類型的躍遷能在紫外-可見光區(qū)吸收光譜中反映出來？答：在大多有機化合物分子中，價電子總是處于n軌道一下的各個軌道中，當受到光致激發(fā)時，處在較低能級的電子將躍遷至較高能級可能產(chǎn)生的躍遷有σ→σ*，σ→π*，π→σ*，π→π*，n→σ*，n→π*等六種形式。產(chǎn)生有機化合物分子光譜的電子躍遷形式有n→σ*，π→π*，n→π*三種，它們與分子結構有關，也與分子中所存在的生色團有關。3.生色團：分子中能吸收特定波長光的原子團或化學鍵。助色團：是與生色團或飽和烴相連且能使吸收峰向長波方向移動，并使吸收強度增加的原子或原子團，如-OH,-NH2及鹵素等。長移：某些有機化合物因反應引入含有未共享電子對的基團使吸收峰向長波移動的現(xiàn)象。短移：某些有機化合物因反應引入含有未共享電子對的基團使吸收峰向短波移動的現(xiàn)象。濃色效應：使吸收強度增加的現(xiàn)象。淡色效應：使吸收強度降低的現(xiàn)象。向紅基團：引起長移現(xiàn)象的基團。向藍基團：引起短移現(xiàn)象的基團。4.何謂溶劑效應？為什么溶劑的極性增加時，π→π*躍遷的吸收峰發(fā)生紅移，而n→π*躍遷的吸收峰發(fā)生藍移？答：溶劑效應：溶劑極性的不同也會引起某些化合物的吸收峰發(fā)生紅移或藍移的作用。因為在π→π*躍遷中，激發(fā)態(tài)的極性大于基態(tài)，當溶劑的極性增強時，由于溶質(zhì)和溶劑的相互作用，溶質(zhì)的分子軌道π*能量下降幅度大于π成鍵軌道，因而使π*與π間的能量減少，導致吸收峰λmax紅移，但在n→π*躍遷中，溶質(zhì)分子的n電子與極性溶劑形成氫鍵，降低了n軌道的能量，n與π*軌道間的能量差增大，引起吸收帶λmax藍移。5.有機物分子的吸收帶有哪幾種類型？產(chǎn)生的原因是什么？各有何特點？答：有R吸收帶、K吸收帶、B吸收帶、E吸收帶、產(chǎn)生的原因：當分子發(fā)生電子能級的躍遷時，必定伴隨著振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，而這許許多多的振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷時疊加在電子躍遷之上的，所以會形成吸收帶。特點：R吸收帶：躍遷所需能量少，通常為200-400nm，躍遷概率小，一般ε﹤100，屬于弱吸收。K吸收帶：躍遷所需的能量較R吸收帶大，通常為217-280nm，躍遷概率大，一般摩爾吸光系數(shù)大于1×104，K吸收帶的波長及強度與共軛體系數(shù)目、位置、取代基的種類等有關。B吸收帶：是由芳香族化合物的π→π*躍遷產(chǎn)生的，在230-270nm有一系列吸收峰，稱為精細結構吸收帶。E吸收帶：是由芳香族化合物的π→π*躍遷產(chǎn)生的，可分為E1吸收帶和E2吸收帶，E1吸收帶在184nm處為強吸收，ε＞104，由于在遠紫外區(qū)不常用。E2吸收帶在204nm處為較強吸收，ε﹥1.0×103.6．如何選擇使用參比溶液？參比溶液的作用是什么？答：當顯色劑、試劑在測定波長下均無吸收時，用純?nèi)軇┗騂2O作參比溶液，稱為溶劑空白；若顯色劑和其他試劑無吸收，而試液中共存的其他離子有吸收，則用不加顯色劑的試劑為參比溶液，稱為樣品空白（或試劑空白）；當試劑、顯色劑有吸收而試液無色時，以不加試液的試劑、顯色劑按照操作步驟配成參比溶液，稱為試劑空白；總之，要求用參比溶液調(diào)A=0后，測得被測組分的吸收光度與其濃度的關系符合朗伯比爾定律，用適當?shù)膮⒈热芤涸谝欢ǖ娜肷獠ㄩL下調(diào)節(jié)A=0，可以消除由比色皿、顯色劑溶液和試劑對待測組分的干擾。7.何謂配對池？如何正確選擇使用配對池？答：吸收池由于在使用過程中受化學腐蝕或受摩擦的程度不同，因此在相同條件下測定的本底吸光度有差異，差異最小的同一規(guī)格的吸收池稱為配對池。工作時，用空氣空白或蒸餾水空白在一定波長下測定吸光度值，選擇配對池投入使用，如果吸收池受污染嚴重，用適當?shù)脑噭┨幚聿⒂谜麴s水洗凈后在進行選擇，以提高測定的準確度。8.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么？是否所有分子振動都會產(chǎn)生紅外吸收光譜？為什么？答：a.輻射光子具有的能量與發(fā)生振動躍遷所需的躍遷能量匹配；b.輻射與物質(zhì)分子之間有偶合作用，即分子振動必須伴隨偶極距的變化。不是，像同原子分子，O2、N2。因為他們的偶極矩為0。像CO2分子由于空間結構，它的偶極矩也為0，他們的振動都沒有紅外吸收光譜。9.進行紅外光譜分析時，為什么要求試樣為單一組分且為純樣品？為什么試樣不能含有游離水分？答：被鑒定的物質(zhì)應該是純樣品，否則混合物中各組分的光譜相互重疊，給未知混合物的鑒定帶來困難。水有紅外吸收，會引起嚴重干擾，使樣品的紅外光譜失真，而且會侵蝕吸收池的KBr，使透光性變差，因此試樣中不能含有游離水。第4章原子光譜分析法1.原子吸收有何特點？它與吸光光度法比較有何異同？答：特點：靈敏度高、精密度好、選擇性好、準確度高、分析速度快、應用廣泛等。相同點：基本原理相同、都屬于吸收光譜法、遵循朗伯比爾定律、上機物質(zhì)是液態(tài)。不同點：AASUV-VIS對象不同基態(tài)原子分子譜帶線狀帶狀應用定量定量（定性）儀器光源（空心陰極燈，銳線光）原子化器光源2.共振線：人們把原子在基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間的相互躍遷稱為共振躍遷，由此產(chǎn)生的譜線稱為共振（吸收或發(fā)射）線。3.何謂銳線光源？原子吸收法中為什么采用銳線光源？答：銳線光源：空心陰極燈中特定元素的激發(fā)態(tài)，在一定條件下發(fā)出的半寬度只有吸收線五分之一的輻射光。因為要具體到元素，所以特征光源同一個與待測元素相同的純金屬制成發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收中心頻率一致。4.原子吸收法主要有哪些干擾？怎樣抑制或消除，各舉一例加以說明。答：有光譜干擾、電離干擾、化學干擾、物理干擾。光譜干擾：非共振線的干擾，常見于多譜線元素，用減小單色器出射狹縫寬度的辦法，可改善或消除這種干擾。空心陰極燈的發(fā)射干擾，應采取純度較高的單元素燈，可減免這種干擾。分子光譜吸收的干擾，背景吸收可利用氘燈發(fā)射的連續(xù)光源做背景校正來扣除。電離干擾：加入大量更易電離的非待測元素，使其電離產(chǎn)生大量的電子從而抑制被測元素的電離，提高分析的準確度和靈敏度。化學干擾：可用加入釋放劑，使氧化物還原，加入保護劑，加入緩沖劑，還可以用溶劑萃取等方法除去干擾元素。物理干擾：盡量保持試液與標準溶液的物理性質(zhì)和測定條件一致。5.使譜線變寬的主要因素有哪些？他們對原子吸收法的測定有什么影響？答：一是原子內(nèi)性質(zhì)所決定的；另一則是由外界影響引起的。像自然邊寬、熱變寬、壓力變寬、普線疊加變寬、自吸變寬。譜線的變寬會影響原子吸收分析的靈敏度和準確度。6.什么是正常焰，富燃焰，貧燃焰？為什么說原子吸收分析中一般不提倡使用燃燒速度太快的燃氣？答：正常焰：是按化學計量配比的。富燃焰：燃助比大于化學計量配比值。貧燃焰：燃助比小于化學計量配比值。如果燃燒速率大于供氣速率，火焰可能會在燃燒器或霧化器室內(nèi)燃燒（回火），將損壞儀器甚至可能發(fā)生爆炸。7.石墨爐原子化法有何優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：需樣量少、靈敏度高；試樣利用率高；可直接測定粘度較大的試液和固體樣品；使整個原子化過程是在一個密閉的配有冷卻裝置的系統(tǒng)中進行，較安全且記憶效應小。缺點：因多采用人工加樣，精密度不高，且裝置復雜，操作不簡便，分析速率較慢。8.原子吸收定量分析方法有哪幾種？各使用于何種場合？答：①標準曲線法：適用于測定與標準溶液組成相似的批量試液，但由于基本及共存元素干擾，其分析結果往往會產(chǎn)生一定的偏差。②標準加入法：計算法，必須在測定的線性范圍內(nèi)使用，加標量不可太多。作圖法，標準加入法要求待測元素的濃度在加入標準后仍呈良好的線性，所以應注意標準溶液的加入量，此方法不適合于大批樣品的測定。③濃度直接法：該法不用標準曲線，快速簡便，但必須保證儀器工作條件穩(wěn)定，試液于標準溶液操作條件相同。④雙標準比較法：采用兩個標準溶液進行工作。⑤內(nèi)標法：在標準溶液和待測液中分別加入一定量試樣中不存在的內(nèi)標元素，同時測定分析線和內(nèi)標線強度比，并以吸光度的比對待側(cè)元素含量繪制標準曲線。第8章色譜分析導論1.色譜分析的最大特點是什么？它有哪些類型？答：當與質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振等方法聯(lián)用時，不僅可以確切定性，而且更能顯現(xiàn)色譜法的高分離效能。色譜法與現(xiàn)代新型檢測技術和計算機技術相結合，出現(xiàn)了許多帶有工作站的自動化新型儀器，使分析水平有了很大提高，解決了一個又一個技術難題。按兩相狀態(tài)分類：氣相色譜法、液相色譜法、超臨界流體色譜，化學鍵合相色譜按固定相的外形及性質(zhì)分類：柱色譜、薄層色譜（平板色譜）、紙色譜。按分離原理分類：吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜，凝膠色譜。2.從色譜流出曲線上通常可以獲得哪些信息？答：①根據(jù)色譜各種保留值，可以進行定性分析。②根據(jù)色譜峰的面積、峰高、可以進行定量分析。③根據(jù)色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾龋梢栽u價色譜柱的分離效能以及相鄰兩色譜峰的分離程度。④根據(jù)色譜的兩峰間的距離，可以評價固定相或流動相的選擇是否得當。⑤根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品所含組分的最少個數(shù)。3.對某一組分來說，在一定柱長下，色譜峰的寬窄主要取決于組分在色譜柱中的：=1\*GB3①保留值；=2\*GB3②分配系數(shù)；=3\*GB3③總濃度；=4\*GB3④理論塔板數(shù)。選擇正確答案。答：=2\*GB3②=4\*GB3④。第9章氣相色譜法1.簡述氣象色譜儀的分離原理和流程原理：氣相色譜的流動相為惰性氣體，氣--固色譜法中以表面積大且有一定活性的吸附劑為固定相。當多組分的混合物樣品進入色譜柱后，由于吸附劑對每個組分的吸附能力不同，經(jīng)過一定時間后，各組分在色譜柱中的運行速度也就不同，吸附力弱地組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進入檢測器，而吸附力強的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱，各組分在色譜柱中彼此分離，順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。氣—液色譜中，以均勻地涂在載體表面的液膜為固定相，這種液膜對各種有機物都具有一定的溶解度，當樣品被載氣帶入柱中到達固定相表面時，就會溶解在固定相中。當樣品中含有多個組分時，由于他們在固定相中的溶解度不同，經(jīng)過一段時間后，各組分在柱中的運行速度也就不同。溶解度小的組分先離開色譜柱，而溶解度大的組分后離開色譜柱。這樣，各組分在色譜柱中彼此分離，然后順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。流程：載氣（流動相）+樣品（汽化）—混合—>分離柱—分離—>檢測、記錄2.對固定液和擔體的基本要求是什么？如何選擇固定液？對擔體的要求：①能牢固地保留固定液并使其呈均勻薄膜狀地無活性物質(zhì)②均勻地分布成一薄膜③形狀規(guī)則、粒度均勻、具有一定的機械強度和浸潤性以及好的熱穩(wěn)定性。對固定液的要求：①選擇性要好②熱穩(wěn)定性好③化學穩(wěn)定性好④對試樣各組分有適當?shù)娜芙饽芰Β蒺ざ鹊汀⒛厅c低、以便在載體表面能均勻分布。固定液的選擇：一般可按“相似相溶”原則來選擇固定液。具體，可以從以下幾個方面考慮：①分離非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液②分離極性物質(zhì)，則宜選用極性固定液③對于非極性和極性的混合物的分離，一般選用極性固定液④分離能形成氫鍵的試樣，一般選用極性或氫鍵型固定液⑤對于復雜的難分離物質(zhì)則可選用兩種或兩種以上的混合固定液⑥樣品極性未知時，一般先用最常用的集中固定液做實驗，根據(jù)色譜分離的情況，在12中固定液中選擇合適極性的固定液。第10章高效液相色譜法及超臨界流體色譜法1.高效液相色譜儀一般可分為哪幾個部分？試比較氣相色譜和液相色譜的異同點。高效液相色譜儀分為4個主要部分：高壓輸液系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)。HPLC與GC相同的：①原理相同②都做分析工作（定性、定量）方法相同③儀器自動化程度高，現(xiàn)代化，都可以聯(lián)用。不同的：①HPLC的流動相是液體，GC的是氣體②分析對象不同HPLC適于分離分析生物大分子、離子型化合物、不穩(wěn)定天然產(chǎn)物和各種高分子化合物，GC分離分析復雜的多組分混合物③HPLC中流動相作載體，還可以參加分離條件的選擇，GC中只作載體④HPLC可制備，GC不可制備。2.什么叫梯度洗脫？梯度洗脫有什么優(yōu)點？梯度洗脫是指在一個分析周期中個，按一定的程序連續(xù)改變流動相中溶劑的組分和配比，使樣品中的各個組分都能在適宜的條件下得到分離。優(yōu)點：梯度洗脫可以改善峰形，提高柱效，減少分析時間，使強保留成分不易