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仪器分析 色谱电泳总结 中南民族大学

发布时间:2020-03-02 22:57:56 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

1.柱温的选择原则:在使最难分离的组分尽可能好地达到预期分离效果的前提,不尽可能采取较低的柱温,但以保留时间事宜、峰形正常,又不太延长分析时间为度。对于滞程范围较宽的试样,采用程序升温。

2.气相色谱法应用于分析气体试样,也可分析易挥发或者可较易挥发的液体和固体,不仅可分析有机物,也可分析部分无机化合物。

3.简要说明气体色谱分析的分离原理:借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。气相色谱就是根据组分和固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发、或吸附过程而相互分离,然后进入检测器进行检测。 4.气相色谱仪的基本设备包括哪几个部分?各有什么作用?

解:气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。气相色谱仪具有一个让载气连续运行的管路密闭的气路系统,进样系统包括进样系统和气化室,其作用是将液体或固体试样,在进入色谱柱瞬间气化,然后快速定量地转入到色谱柱中。 5.当下述参数改变时,(1)柱长缩短(2)固定相改变(3)流动相流速增加(4)相比减小;是否会引起分配系数的变化?为什么?

答:固定相改变会引起分配系数的变化,因为分配系数只与组分的性质及固定相与流动相的性质有关,所以:(1)不会引起分配系数的改变(2)会引起分配系数的改变(3)不会引起分配系数的变化(4)不会引起分配系数改变。 6.当下述参数改变时,(1)柱长增加(2)固定相增加(3)流动相流速减小(4)相比增加,是否会引起分配比的改变?为什么?

κ=κ/β,而β= Vm/Vs,分配比除了与组分,两相的顺序,柱温,柱压有关外还与相比有关,与流动相流速;柱长无关。故(1)不变化(2)增加(3)不改变(4)减小 7.7.

8.气固色谱的分离原理:由于被测物质中各个组分的性质不同,它们在吸附剂上的吸附能力也不一样,较难被吸附的组分就容易被脱附,较快地移向前面。容易被吸附的组分就不易被脱附,向前移动得缓慢些。经过一定时间,即通过一定量的载气后,试样中的各个组分就被彼此分离而先后流出色谱柱。

气液色谱的分离原理:试样组分随载气进入色谱柱,组分溶液到固定液中,随着载气的连续流动,溶解的组分挥发到气相中,并如此反复进行溶解与挥发。因为试样中各组分固定液中溶解度不同,溶解度大的组分,难挥发,停留在柱中时间长,移动慢。而溶解度小的组分,易挥发,停留在柱中时间短,移动快。经过一段时间,各组分就彼此分离了。

9.气相色谱仪构造为气路系统+进样系统+分离系统+检测系统+记录系统,同时还有温控系统。色谱柱的温度控制方式有恒温和程式升温两种。程式升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温做线性或非线性变化,已达到用最短时间获得最佳分离的目的。

10.极谱电流的干扰及其排除:(1)极谱分析干扰电流包括:残留电流,迁移电流,极谱极大现象和氧波(2)消除:①残留电流指在极谱分析时,当外加电压未达到分解电压时所观察到的极小电流。采用作图法予以扣除或利用仪器的残余电流补偿装置以抵消。②迁移电流:由于电极对待侧离子的静电引力导致更多离子移向电极表面,并在电极上还原而产生的电流。消除迁移电流的方法是在被测电解液中加入大量的电解质,使电解液中含有大量的阴阳离子,而使阴极对被测离子的静电引力大为减弱,以致使被测离子所产生的迁移电流趋近于零。③极谱极大现象:当外加电压达测量物分解电压后,在极谱曲线上出现此极限扩散电流大得多的不正常的电流峰。极谱极大现象的产生由于汞滴在成长过程中、毛细管末端汞滴被屏蔽、离子不容易接近,使得汞滴表面各部分的电流密度不均匀,进而导致汞滴表面各部分的表面张力不均匀,发生汞滴表面沿切线方向的运动所致。通过在被测电解液中加入可使表面张力均匀变化的极大抑制剂的方法消除,通常是一些表面活性剂物质如明胶,聚乙烯醇等。④氧波:除去氧波的方法:a.通入惰性气体,如H

2、N

2、CO2;b.在中性或碱性条件下加入Na2SO3还原O2;c.在强酸性溶液中加入Na2SO3,放入大量二氧化碳遗迹除去O2;或加入还原剂在铁粉,使与酸作用生成H2,而除去O2;d.在弱酸性或碱性溶液中加入维生素c;e.分析过程中通入N2保护。

11.极谱分析是特殊情况下的电解,请问特殊性是什么?

答:极谱分析使用一个面积很小的汞滴电极和一个面积很大的甘汞电极。 汞滴电极在电解过程中完全极化,不搅拌的情况下进行的。 12.范氏速率理论方程的数学简化式为:H=A+B/u+Cu 式中u为流动相的线速度,A代表涡流扩散速度系数,B代表分子扩散项系数,C代表传质阻力项系数。

A=2λdp(dp表示填充物的平均直径,λ表示天空不规则因子) B=2γDg(γ表示填充柱内流动相扩散路径弯曲因子,Dg表示组分在流动相中扩散系数。)

13.什么叫程序升温气相色谱?适用于那些样品?什么又叫梯度淋洗液相色谱?为什么要采用梯度淋洗?

答:在色谱分析过程中,按一定的加热速度,使柱温随时间呈线性或非线性增加,使得混合物中各组分能在最佳温度下洗出色谱柱的方法称为程序升温气相色谱。对于宽沸程的混合物,由于低沸点组分因柱温太高使色谱峰窄,互相重叠,而高沸点组分又因柱温太低,洗出峰很慢,峰形宽且平,有些甚至不出峰,对于这类样品特别适宜用程序升温分析。

梯度淋洗就是在分离过程中,让流动相的组成、极性、PH值等按一定程序连续变化,使得样品中个组分能在最佳的k(容量因子)下出峰。这使保留时间短、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。梯度淋洗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的组成、PH值来达到改变k的目的。

14.紫外—可见吸收光谱产生的机理:紫外—可见吸收光谱是由分子中的电子的能级跃迁产生的,用一束具有连续波长的紫外—可见光照射某些化合物,其中有些波长的光辐射被化合物的分子吸收,若将化合物在紫外—可见光作用下的吸光度对波长作图,就可获得该化合物的紫外—可见吸收光谱。

15.检测器按原理分为浓度型检测器和质量型检测器。

浓度型检测器包括 热导池检测器(TCD)和电子捕捉检测器(ECD) 质量型检测器包括氢火焰检测器(FID)和火焰光度检测器(FPD) 16.气相色谱与液相色谱:

(1)检测器:气相是热导池检测器和氢火焰检测器作为通用检测器

液相是视差折光检测器为通用检测器

(2)改进方法:气相:程序升温 液相:梯度淋洗

(3)气相的气体不参与分配;液相中的液体则参与分配

(4)都有正向和反向色谱之分:正向:流出物质顺序从低极性到高极性。

反向:流出物质顺序冲高极性到低极性。 17.原子吸收光谱的干扰主要包括 物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰。

(1)物理干扰是试样和标准样物理性质的差别所产生,消除物理干扰的方法是配置与试液溶液组成相似的标准溶液或者采用标准加入法可消除物理干扰。

(2)电离干扰是指由于很多元素在高温火焰产生电离,使单位体积内的基态原子数减少,灵敏度降低。电离干扰与火焰温度、元素的电离电位和浓度有关。为了克服电离干扰一方面可适当控制火焰温度,另一方面加入消电离剂可有效消除电离干扰,一般用易电离的碱金属如 钾、钠、铷、铯。等作为消电离剂。

(3)化学干扰指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。影响化学干扰的因素:阳离子的干扰和阴离子的干扰。消除化学干扰的方法是:①加入释放剂②加入络合保护剂③加入助溶剂 ④适当高温火焰消除干扰 ⑤采用标注加入法。

(4)光谱干扰包括 谱线干扰和背景干扰。采用适宜的狭缝宽度,降低灯电流或采用其他分析线可以消除谱线干扰,采用连续光源背景校正法消除背景干扰。

将背景校正技术有临近非共振线校正,氘灯自动背景校正或塞曼效应背景校正等方法消除干扰.18.有哪些常用的色谱定量分析的方法?试比较它们的优缺点和使用范围?

(1) 外标法:是色谱定量分析中较简易的方法。该法是将预测组分的纯物质配置成不同浓度的标准溶液。使浓度与待测组分相近。然后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团,以峰高或峰面积对浓度作图,这些数据应是通过原点的直线,分析样品时,在上述完全相同的色谱条件下,取制作标准曲线时同样量的试样分析、测得该试样的响应讯号后,由标准曲线即可查出其百分含量。

(2) 内标法:当只需测定试样中某几个组分,或试样中所有组分不可能完全出峰时,可采用内标法。具体做法是:准确称取样品,加入一定量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在色谱图上相应的峰面积(或峰高)和相对校正因子,求出某组分的含量

内标法的要求是:内标必须是待测试样中不存在的;内标峰应与试样峰分开,并尽量接近与分析的组分。

内标法的缺点是在试样中增加一个内标物,常常会对分离造成一定困难。

(3) 归一化法:是把试样中所有组分的含量之和按100%来计算,以它们相互的色谱峰面积或峰高为定量参数。 使用这种方法的条件是:通过色谱分离后、样品中所有的组分都要能产生可测量的色谱峰。

该法的主要优点是:简单、准确;操作条件(如进样量,流速等)变化时,对分析结果影响很小,这种方法常用于常量分析,尤其适合于进样量韩少而其体积不易准确测量的液体样品。

19.离子选择性电极:PH玻璃膜电极、晶体膜电极、流动载体电极、气敏电极、生物电极

(1)PH玻璃膜电极的产生机理:当内外玻璃膜与水溶液接触时,Na2SiO3晶体骨架中的Na+与水中的H+发生交换:G—Na + H+ ==G—H+ + Na+ 因为平衡常数很大、玻璃内外表层中的Na+的位置几乎全部被H+所占据,从而形成所谓的“水化层”。设膜内外表面结果相同(ψg=ψg’),即ψm=ψ外-ψ内=k+0.059 PH (2)玻璃电极的特点:①不对称电位②酸差③碱差或钠差④对H+有高度选择性的指示电极⑤膜薄 除这些特点外,还可通过改变玻璃膜的结构及组成制成对K+、Na+、Ag+、Li+等响应的电极。

23.色谱法的创始人是植物学家茨维特,产生过程:将植物色素的石油醚浸取液倒入填充有碳酸钙的直立玻璃管中,浸取液中的色素被碳酸钙吸附,通过加入石油醚的冲洗,色素中各组分互相分离、形成各种不同颜色的色带。

在色谱法中,固定在玻璃管内的填充物(固体或液体)称为固定相,沿固定相流动的流体(气体或液体)称为流动相,装有固定相的管子,(玻璃或不锈钢制)称为色谱柱。26.按照分子轨道理论产生紫外—可见光谱的电子跃迁的形势有哪几种?比较它们的能量高低?

解:根据分子轨道理论的计算结果,分子轨道能级的能量从反映速度在σ*轨道最高,成键σ轨道最低,而n轨道的能量介于成键轨道和反键轨道之间。所以所以几种分子轨道能级的高低顺序是:σ

而n→π*和π→π*两种跃迁的能量相对较小,相应波长多出现在紫外—可见区。所以它们的能量高低为σ→σ*>σ→π*>π→σ*>n→σ>π→π*>n→π*。

24.IlkoviE 方程式的数学表达式中各符号的意义是什么?

解:数学表达式:ˉidˉ=607nD1/2 m2/3 t1/6 C 其中ˉidˉ i平均极限扩散电流;n:电子转移数;D:扩散系数cm2/s;m:汞滴流量,mg/s;t:测量时,汞滴周期时间,C:待测物的浓度,nmol/L。

25.什么是极谱的底液?它的成分组成是什么?各自的作用是什么?

解:极谱定量分析中,为消除或尽量减小各种干扰电流的影响,往往要向试液中加入各种试剂,这些加入各种试剂后的溶液称为极谱分析中的“底液”。

组成及作用:①支持电解质、作用是消除迁移电流②极大抑制剂,求作用是消除极大③除氧剂,作用是消除、氧波④其他有关试剂,如用以控制溶液酸度的实际,改善波形的缓冲液,络合剂等。

26.试述氢焰电离检测器的工作原理。如何考虑其操作条件?

解:对于氢焰检测器离子化的作用机理,至今还不十分清楚。目前认为火焰中的电离不是热电离而不是化学电离,即有机物在火焰中发生自由基反应而被电离。化学电离产生的正离子(CHO+、H3O+)和电子(e)在外加150~300v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。氢火焰电离检测器对大多数的有机化合物有很高的灵敏度,故对痕量有机物的分析很适宜。但对在氢火焰中不能电离的无机化合物例如CO、CO

2、SO

3、N

2、NH3等不能检测。

27.简述热导池检测器的工作原理。有哪些因素影响热导池检测器的灵敏度?

解:热导池作为检测器是基于不同物质的导热系数。当电流通过钨丝时,钨丝被加热到一定温度,钨丝的电阻值也就增加到一定位(一般金属丝的电阻值随温度甚高而增加)。在未进样时,通过导热池俩个池孔(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,此时热导池的俩个池孔中钨丝的温度下降和电阻减小的数值是相同的。在进入试样组分以后,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热导系数和载气的热导系数不同,因而测量池中无私的散热情况就发生变化,使两个池孔中的两根钨丝的电阻值之间有了差异。此差异可以利用电桥测量出来。

电桥工作电流、热导池体温度、载气性质和流速、热敏元件阻值及热导池死体积等均匀对检测器对灵敏度有影响。

28.磷光和荧光的根本区别:荧光是由激发单重态最低震动能层至基态各振动能层间跃迁产生的;而磷光是由激发三重态的最低震动能层至基态各振动能层间跃迁产生的。

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