A. 人類模仿動物發明了什麼
比如說醫院裡面的注射器,當時就是根據蚊子的嘴巴而發明出來的,還有相機,同樣也是參考了蒼蠅的復眼特徵,還有在大海上面航行的船隻以及潛水艇,一個是參考了魚類的運動方式和形狀,另一個是模仿了鯨魚在海洋當中的活動特徵,可以說動物的種種生活方式,都給人類的科學研發帶來了啟蒙。
而注射器是通過蚊子的特徵而出現的,雖然大家很討厭蚊子,但是科學家通過研究蚊子的注射方式,在顯微鏡之下了解到了蚊子的嘴巴,於是就發明出來了注射器,因為注射器和蚊子的嘴巴一樣,都是非常尖銳而又細長的,刺入皮膚的速度非常快,所以一般的人感覺不到有多大疼痛感,還有我們家裡的照相機,當時也是借鑒模仿了蒼蠅的復眼,因為蒼蠅的復眼裡面還有很多隻小眼睛,所以看出來的圖像也是很清晰的,因此現在人們發明的照相機一次能照出很多種照片,同樣也是用了蒼蠅復眼透鏡的原理。
B. 使用高效液相色譜儀時,監視器的基線不平是什麼原因導致的
使用高效液相色譜儀時,監視器的基線不平的原因包括:未平衡,梯度,柱內滯留雜質出峰。
儀器本身的電雜訊,儀器無法屏蔽產品的外部信號的干擾信號,工作站軟體的信號線連接時接觸非儀器方面的輸入信號,都會引起基線的規則性波動和突發性波動;這種不穩定一般可以通過基線信號的規律判斷出來的。
色譜柱
應按各品種項下的規定,常用的色譜柱填料有硅膠和化學鍵合硅膠。後者以十八烷基硅烷鍵合硅膠最為常用辛基鍵合硅膠次之,氰基或氨基鍵合硅膠也有使用;離子交換填料用於離子交換色譜;凝膠或玻璃微球等,用於分子排阻色譜等。注樣量一般為數微升。流動相與固定相之間應互不相溶,有一個明顯的分界面。當試樣進入色譜柱,溶質在兩相間進行分配。
以上內容參考:網路-高效液相色譜
C. 電泳設備的電泳設備相關簡介
一、純水設備:主要分兩種,離子交換機和反滲透純水機。
電泳塗裝對使用純水的要求較高,而對純水的檢測項目只有一個:電導率(μm/cm)。配漆投槽需要純水電導率達到10μm/cm以下,用來進行清洗水洗的水要求達到50μm/cm以下,以上指標的純水是需要經過制水設備來完成的,亦就是將原水製造成純水所需要的設備。對於產量小,規模小的電泳塗裝用戶可選擇購買工業純水方式更為節省。離子交換機適用於原水電導率不超過200μm/cm,大於200μm/cm的原水應選擇反滲透純水機製造純水,原水電導率大於1000μm/cm應選擇反滲透純水機+前處理水質軟化來完成純水製作工序。城市居民用水電導率可電話咨詢本地自來水公司;地下水、井水、山水、河水的電導率較高,基本都需要反滲透純水機來完成制水過程。
離子交換機:離子交換器技術在水處理領域中有廣泛的應用。如水質軟化、水質脫鹽、高純水製取,還可用於食品葯物的脫色提純,重金屬、化工原料的回收。離子交換器設備有陰陽床、混合床、再生床三個品種,陽床、陰床採用先進的逆流再生工藝,混合床設有柱內再生和陽樹脂外移再生工藝,再生床是專為陰樹脂移外再生的混合床操作工藝配置的,我司還設計製作其他各種類型的離子交換設備。
二、噴淋槽:噴淋主要用於前沖洗和後沖洗,更適合於現場廢水排放不便或對現場清潔衛生要求較高的客戶。同時對需要回收第一道反沖洗下來的漆更為方便;同時噴淋對結構復雜的工件更加適合,工作效率也更高。三、電泳漆回收機:主要適用需要回收電泳漆和對廢水排放有嚴格限制的用戶。該設備不僅能回收反沖洗下來的電泳漆,還能將前處理和後處理的廢水進行有效過濾、超濾,從而達到環保排污的相關要求。
四、熱交換機:通常是用來降低和控制電泳槽液溫度,由於電泳工作液在電泳過程中受熱升溫較快,或在寒冷天氣下槽液溫度過低,為了保證槽液工作溫度在正常范圍內,應採用熱交換器對槽液進行降溫或加溫來調節。
五、超聲波清洗機:通常用來處理小型電泳工件上的油污和人工汗以及臘之類的物質,適用於以下產品:前處理要求高;電鍍後再電泳的高檔裝飾品、工藝品;結構和外形比較復雜的高檔小件類產品;高檔鋁製品或鎂製品等。
六、檢測儀器:主要有:①電導率儀─檢測水質和槽液電導率指標。②酸度計(PH計)─檢測槽液PH值情況。③折光儀─檢測透明電泳漆槽液的固含量,以決定是否需要添加原漆。
七、烘箱烘道:主要用於對電泳後的產品進行烘乾固化。它採用微電腦智能化控制,超溫報警,過熱保護,時間設置,雙目數字顯示,溫控線性好、精度±1℃、波動度±1℃,具有跟蹤報警功能。
D. 氣相色譜的進樣方式有哪些
轉載:《分析測試網路網》 氣相色譜進樣方式的選擇
氣相色譜分析中,要求液體樣品的進樣量較少,而且進樣需要准確、快速,並有較高的重現性。但在日常的氣相色譜分析中,特別是對於毛細管氣相色譜來說,液體樣品的進樣常常會有一些問題產生。只有使用高效、可靠的進樣系統才能解決這些問題。通常使用的液態樣品進樣技術有四種:分流進樣、不分流進樣、柱頭進樣、程序升溫進樣。下面將主要介紹這幾種進樣方式在分析液態樣品中的應用。
分流進樣
分流進樣,先將液體樣品注入進樣器的加熱室中,加熱室迅速升溫使樣品瞬間蒸發;在大流速的載氣的吹掃下,樣品與載氣迅速混合,混合氣通過分流口時大部分的混合氣體被排出而少量的混合氣體進入色譜,進行分析。分流有兩個目的:一是減少載氣中樣品的含量使其符合毛細管色譜進樣量的要求;二是可以使樣品以較窄的帶寬進入色譜柱。但這種進樣方式只有 1-5%的樣品可以進入色譜柱,不適合樣品中痕量組分純啟的分析。當使用火焰離子化檢測器(FID)時,分析的檢測限約為50ppm(w/w)。在進樣過程中,進樣針將樣品注入加熱室時,部分揮發性組分會損失掉,所以這種進樣方式的分析重現性不高。分流模式進樣適合分析揮發性物質,在定量分析時待測化合物的沸點要求低於n-C20的沸點。分流模式進樣不適合分析熱不穩定性物質。因為在加熱室中常常會發生待測物質的分解反應,尤其是使用玻璃纖維填料的襯管時。雖然分流進樣方式有許多弊端,但是由於它操作簡便、適應性強,仍然是分析工作中最常使用的進樣方式之一。
不分流進樣
不分流式進樣和分流式進樣需要的設備相似。樣品在導入加熱的襯管後迅速蒸發,這時關閉分流管將樣品導入色譜柱中。在20-60秒後開啟分流閥將加熱的襯管中的微量蒸汽排出。待測組分在較低的柱溫下由於溶劑效應在色譜柱頂端再次富集,使樣品以較窄的帶寬進行分離。理想的再富集是溶質組分在色譜柱入口形成一層液膜。這種效果可以通過使用弱極性溶液作為溶劑來實現。對於極性較強的溶劑如甲醇,只能小體積進樣(<2μl)。如果進樣體積較大,樣品的峰形就會失真。類似的情況在分流進樣模式中也會發生。因為樣品需要在加熱室中放置更長的時間,所以不分流進樣模式的熱分解效應比分流進樣模式更明顯。與分流進樣模式相比不分流進樣更適於用對痕量組分的分析。
柱頭進樣
柱頭進樣是將液體樣品在不加熱的狀態下直接注入毛細管色譜柱內,中間不經過蒸發過程。在程序升溫的過程中溶質的蒸汽壓不斷升高,這時開始分析。由於初始溫度低於溶劑的沸點,避免了熱歧視效應。對於揮發性組分,柱頭進樣方式和不分流進樣方式都採用溶劑效應對溶質實現再富集。通過在柱頭連接一段短的攔截預柱避免了色譜柱溢流造成的液體樣品譜帶展寬。柱頭進樣能將分析樣品全部導入色譜柱中,這種技術適合於檢測樣品中的痕量組分和熱不穩定性物質。柱頭進樣的種種特性明顯優於分流進樣和不分流進樣方式。盡管柱頭進樣有如此多的優點但是由於技術和操作的特殊性這種進樣方式還型孝不能廣泛應用於日常的分析工作中。
分流進樣、不分流進樣和柱頭進樣三種進樣方式的比較
選擇合適的進樣方式需要考慮樣品中待測組分的含量,樣品各組分的沸點和熱穩定性,待測組分的性質。最後需要考慮進樣方式的實用性。圖1給出了三種進樣方式的幾種應用。但是在特殊樣品的分析中單單使用一種進樣方式不能滿足分析的需要。
樣品中待測物質的含量是選擇進樣方式的主要影響因素。在含量較高時(>50ppm,FID),可以應用熱分流進樣方式,或是將樣品稀釋後應用不分流進樣做租如方式或是冷柱頭進樣方式進樣。
當樣品中待測組分含量在0.5-50ppm間,就需要應用熱不分流進樣或者冷柱頭進樣方式。對於這種樣品分流進樣只適用於應用在預處理階段。
另一個需要考慮的因素是溶劑的極性。當大體積的極性溶劑導入非極性或是中等極性的色譜柱內時,會造成色譜柱的溢流從而產生畸形峰。應用以上的三種進樣方式不能對含量較低的樣品進行檢測,而且強極性溶劑的大體積進樣用以上的三種進樣方式也不適合。但是程序升溫蒸發(PTV)進樣能夠成功的解決以上問題。
程序升溫蒸發進樣方式(PTV)
PTV 進樣方式結合了傳統的分流/不分流進樣技術,並增加了溫控系統。它能實現熱分流/不分流進樣,冷分流/不分流進樣,冷柱頭進樣。冷進樣和溫度控制蒸發技術的聯用克服了傳統的熱進樣技術的缺點。在冷進樣模式中,在沒有熱歧視效應狀態下液態樣品被導入色譜柱。除此之外,PTV的應用也減少了熱分解反應的發生幾率。除了上述的五種進樣方式外,PTV系統還可以實現大體積進樣。這種進樣方式也稱作溶劑排除進樣。大體積進樣模式是在一定樣品導入速度下將大體積的樣品注入襯管,溶劑通過分流管排出,此時溶質被富集和捕集,然後關閉分流閥,加熱樣品襯管。這種進樣方式可以將250ml的樣品導入320mm的毛細管色譜柱中。大體積進樣模式也適用於極性溶劑的進樣。在樣品進入毛細管色譜柱前溶劑被排出,所以進樣極性溶劑不會對分析結果產生影響。
圖1是PTV進樣器大體積進樣的應用實例。分析樣品為用正己烷萃取後的湖水樣品。100ml的水樣用2ml的正己烷萃取後,取250μl的萃取液以80μl/min的速度進樣,分析方法的檢測限低於ppt級。
從這個例子可以看出PTV毛細管色譜大體積進樣是最適合的進樣裝置。PTV大體積進樣技術與毛細管色譜的聯用能夠將分析方法的檢測限降低至原來方法的1/100。
《氣相色譜進樣方法概述》
氣相色譜的進樣系統的作用是將樣品直接或經過特殊處理後引入氣相色譜儀的氣化室或色譜柱進行分析,根據不同功能可劃分為如下幾種:
1、手動進樣系統微量注射器:使用微量注射器抽取一定量的氣體或液體樣品注入氣相色譜儀進行分析的手動進樣。廣泛適用於熱穩定的氣體和沸點一般在500℃以下的液體樣品的分析。用於氣相色譜的微量注射器種類繁多,可根據樣品性質選用不同的注射器。
固相微萃取(SPME)進樣器:固相微萃取是九十年代發明的一種樣品預處理技術,可用於萃取液體或氣體基質中的有機物,萃取的樣品可手動注入氣相色譜儀的氣化室進行熱解析氣化,然後進色譜柱分析。這一技術特別適用於水中有機物的分析。
2、液體自動進樣器
液體自動進樣器用於液體樣品的進樣,可以實現自動化操作,降低人為的進樣誤差,減少人工操作成本。適用於批量樣品的分析。
3、閥進樣系統、氣體進樣閥
氣體樣品採用閥進樣不僅定量重復性好,而且可以與環境空氣隔離,避免空氣對樣品的污染。而採用注射器的手動進樣很難做到上面這兩點。採用閥進樣的系統可以進行多柱多閥的組合進行一些特殊分析。氣體進樣閥的樣品定量管體積一般在0.25毫升以上。
液體進樣閥
液體進樣閥一般用於裝置中液體樣品的在線取樣分析,其樣品定量環一般是閥芯處體積約0.1-1.0微升的刻槽。
4、吹掃捕集系統
用於固體、半固體、液體樣品基質中揮發性有機化合物的富集和直接進氣相色譜儀進行分析。
5、熱解吸系統
用於氣體樣品中揮發性有機化合物的捕集,然後熱解吸進氣相色譜儀進行分析。
6、頂空進樣系統
頂空進樣器主要用於固體、半固體、液體樣品基質中揮發性有機化合物的分析,如水中VOCs、茶葉中香氣成分、合成高分子材料中殘留單體的分析等。
7、熱裂解器進樣系統
配備熱裂解器的氣相色譜稱為熱解氣相色譜(pyrolysis gas chromatography PGC),理論上可適用於由於揮發性差依靠氣相色譜還不能分離分析的任何有機物(在無氧條件下熱分解,其熱解產物或碎片一般與母體化合物的結構有關,通常比母體化合物的分子小,適於氣相色譜分析),但目前主要應用於聚合物的分析。
通常在氣相色譜儀的載氣(氦氣或氮氣)中,無氧條件下,將聚合物試樣加熱,由於施加到聚合物試樣上的熱能超過了分子的鍵能,結果引起化合物分子裂解。分子的碎裂包括以下過程:失去中性小分子,打開聚合物鏈產生單體單元或裂解成無規的鏈碎片。聚合物熱裂解的機理取決於聚合物的種類,但熱解產物的性質和相對產率還與熱裂解器的設計和熱裂解條件有關。影響特徵熱裂解碎片產率重現性的關鍵因素有:終點熱解溫度、升溫時間或升溫速率和進樣量。
用於固體和高沸點液體的熱解器分為兩類:脈沖型和連續型。目前常用的居里點熱解器和熱絲熱解器屬於第一類,爐式熱解器屬於第二類。此外還有一些特殊的熱解器。
PGC應用於聚合物分析包括合成聚合物和生物聚合物。在合成聚合物領域的主要應用包括指紋鑒定、共聚物或共混物組成的定量分析和結構測定如無規、序列和支化。在生物聚合物領域的應用包括研究細菌、真菌、碳水化合物和蛋白質等。此外PGC在其他很多方面也有應用。
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第二章 氣相色譜分析
2-2 氣相色譜儀的基本設施包括哪幾部分?各有什麼作用?
答:氣相色譜儀包括五個部分:
(1)載氣系統,包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量;
作用:向分析系統提供流動相(載氣),並保證其純度,控制載氣的流速與壓力,以使其可正常工作。
(2)進樣系統,包括進樣器、氣化室;
作用:試樣注入進樣器中,經氣化室瞬間氣化為氣體,由不斷通過的載氣攜帶進入色譜柱。
(3)色譜柱和柱箱,包括溫度控制裝置;
作用:在色譜柱中充滿固定相,當載氣攜組分流經時,由於不同組分與固定相吸附作用大小不同,其保留值不同,從而可將各組分在色譜柱中分離。溫度控制裝置用來控制色譜柱溫度,以配合流速,組分性質等將組分更好分離。
(4)檢測系統,包括檢測器、檢測器的電源及控溫裝置;
作用:調節溫控裝置控制溫度,當各組分先後進入檢測器時,檢測器可將組分濃度或質量變化轉化為電信號
(5)記錄系統,包括放大器、記錄儀,有的儀器還有數據處理裝置;
作用:由於電信號會很小,所以經過放大器,將電信號放大並通過記錄儀顯示信號,記錄數據。
2-20 在一根2m的長的硅油柱上,分析一個混合物,得下列數據:苯、甲苯及乙苯的保留值時間分別為1,20,,、2,2,,及3,1,,;半峰寬為5.2749999999999995px,7.2749999999999995px及10.225px,已知記錄紙速為1200mm·h-1,求色譜柱對各種組分的理論塔板數及塔板高度。
解:記錄紙速:F=1200mm·h-1= cm·s -1
統一tR與Y1/2的單位:tR1=80s×cm·s -1= cm
tR2=122s×cm·s -1=cm
tR3=181s×cm·s -1=cm
對組分苯:n1=5.54=5.54×≈885
H1===2.26mm
對組分甲苯:n2=5.54 =5.54×≈1082
H2===1.85mm
對組分乙苯:n3=5.54 =5.54×≈1206
H3===1.66mm
2-21 在一根3m長的色譜柱上,分離一試樣,得如下的色譜圖及數據:
(1)用組分2計算色譜柱的理論塔板數;
(2)求調整保留時間t』R1 及t』R2;
(3)若需達到分離度R=1.5,所需的最短柱長為幾米?
解:(1)對組分2,tR2=17min,Y=1min ,tM=1min
∴ n2=16 =16×=4624
(2) t』R1= tR1-tM=14min-1min=13min
t』R2= tR2-tM=17min-1min=16min
(3) α= =
n有效=16R2 =16×1.52×=1024
H有效===0.732mm
∴Lmin= n有效·H有效=1024×0.732mm=0.75m
2-25丙烯和丁烯的混合物進入氣相色譜柱得到如下數據:
計算:(1)丁烯在這個柱上的分配比是多少?
(2)丙烯和丁烯的分離度是多少?
解:(1)對丁烯 tR2=4.8min ,tM=0.5min
∴分配比 k===8.6
(2)R==≈1.44
2-26 某一氣相色譜柱,速率方程式中A,B和C的值分別是3.75px,9px2·s-1和
4.3×10-2s,計算最佳流速和最小塔板高度。
解:最佳流速 u最佳===2.89 cm2·s-1
最小塔板高度 H最小=A+2 =3.75px+2 cm=99.75px
2-30 有一試樣含甲酸、乙酸、丙酸及不少水、苯等物質,稱取此試樣1.055g。以環己酮作內標,稱取0.1907g環己酮,加到試樣中,混合均勻後吸取此試液3uL進樣,得到色譜圖。從色譜圖上測得的各組分峰面積及已知的S』值如下表所示:
求甲酸、乙酸、丙酸的質量分數。
解:甲酸:f』甲酸==
∴W甲酸= ••f』甲酸×100%= ×××100%=7.71%
乙酸:f』乙酸= =
∴W乙酸= •• f』乙酸×100%= ×××100%=17.56%
丙酸:f』丙酸= =
∴W丙酸=•• f』丙酸×100%=×××100%=6.14%
第三章 高效液相色譜分析
3-1 從分離原理、儀器構造及應用范圍上簡要比較氣相色譜及液相色譜的異同點。
答:(1)分離原理:①相同點:氣相色譜和液相色譜都是使混合物中各組分在兩相間進行分配。當流動相中所含混合物經過固定相時,會與固定相發生作用。由於各組分性質與結構上的差異,不同組分在固定相中滯留時間不同,從而先後以不同的次序從固定相中流出來;②異同點:氣相色譜的流動相為氣體,液相色譜的流動相為液體。
(2)儀器構造:①相同點:氣相色譜和液相色譜都具有壓力表,進樣器,色譜柱及檢測器;②異同點:液相色譜儀有高壓泵和梯度洗提裝置。注液器中貯存的液體經過濾後由高壓泵輸送到色譜柱入口,而梯度洗提裝置則通過不斷改變流動相強度,調整混合樣品各組分k值,使所有譜帶都以最佳平均k值通過色譜柱。
(3)應用范圍:①相同點:氣相色譜和液相色譜都適用於沸點較低或熱穩定性好的物質;②異同點:而沸點太高物質或熱穩定性差的物質難用氣相色譜法進行分析,而液相色譜法則可以。
3-4液相色譜法有幾種類型?它們的保留機理是什麼?在這些類型的應用中,最適宜分離的物質是什麼?
答:液相色譜法的類型有:液—液分配色譜法、化學鍵合色譜法、液—固色譜法、離子交換色譜法、離子對色譜法、空間排阻色譜法等。
其中,(1)液—液分配色譜法保留機理是:試樣組分在固定相和流動相之間的相對溶解度存在差異,因而溶質在兩相間進行分配。分配系數越大,保留值越大;適用於分離相對分子質量為200到2000的試樣,不同官能團的化合物及同系物等。
(2)化學鍵合色譜法保留機理和最適宜分離的物質與液—液分配色譜法相同。
(3)液—固色譜法保留機理是:根據物質吸附作用不同來進行分離,作用機制是溶質分子和溶劑分子對吸附劑活性表面的競爭吸附。如果溶劑分子吸附性更強,則被吸附的溶質分子相應的減少;適用於分離相對分子質量中等的油溶性試樣,對具有不同官能團的化合物和異構體有較高的選擇性。
(4)離子交換色譜法保留機理是:基於離子交換樹脂上可電離的離子與流動相具有相同電荷的溶質離子進行可逆交換,依據這些離子對交換劑具有不同親和力而將它們分離;適用於凡是在溶劑中能夠電離的物質
(5)離子對色譜法保留機理是:將一種(或多種)與溶質分子電荷相反的離子加到流動相中,使其與溶質離子結合形成疏水型離子化合物,從而控制溶質離子的保留行為;適用於各種強極性的有機酸,有機鹼的分離分析。
(6)空間排阻色譜法保留機理是:類似於分子篩作用,溶質在兩相之間按分子大小進行分離,分子太大的不能今年、進入膠孔受排阻,保留值小;小的分子可以進入所有膠孔並滲透到顆粒中,保留值大;適用於分子量大的化合物(如高分子聚合物)和溶於水或非水溶劑,分子大小有差別的試樣。
3-5 在液—液分配色譜中,為什麼可分為正相色譜及反相色譜?
答:在液—液分配色譜法中,一般為了避免固定液的流失,對於親水性固定液常採用疏水性流動相,即流動相的極性小於固定相的極性,這種情況稱為正相液—液分配色譜法;反之,若流動相極性大於固定相的極性,則稱為反相液—液分配色譜法。正相色譜和反相色譜的出峰順序彼此正好相反。
3-8 何為梯度洗提?它與氣相色譜中的程序升溫有何異同之處?
答:所謂梯度洗提,就是載液中含有兩種(或多種)不同極性的溶劑,在分離過程中按一定的程序連續變化改變載液中溶劑的配比極性,通過載液中極性的變化來改變被分離組分的分離因素從而使流動相的強度、極性、PH值或離子強度相應的變化以提高分離效果。
它的作用相當於氣相色譜中的程序升溫,不同的是,k值的變化是通過流動相的極性、PH值或離子強度的改變來實現的。而氣相色譜的程序升溫是按預定的加熱速度隨時間作線性或非線性的增加,是連續改變溫度;相同的是它們的作用都是通過改變被分離組分的分離因素,提高分離效果。
第八章 原子吸收光譜分析
8-2 何謂銳線光源?在原子吸收光譜分析中為什麼要用銳線光源?
答:所謂銳線光源就是能發射出譜線半寬度很窄的發射線的光源;在原子吸收光譜分析中,由於原子吸收線的半寬度很小,要測量這樣一條半寬度很小的吸收線的積分吸收值,就需要有解析度高達五十萬的單色器。這在目前的技術情況下還很難做到。使用銳光源,可以通過計算峰值吸收系數代替積分吸收。
8-6 石墨爐原子化法的工作原理是什麼?與火焰原子化法相比較,有什麼優缺點?為什麼?
答:石墨爐原子化法的工作原理為:它是利用電流直接加熱石墨爐以達到高溫(2000~3000℃)使被測元素原子化的方法。它在原子化過程中採用直接進樣和程序升溫排除干擾並且使被測元素原子化。
與火焰原子化相比:優點:(1)最大優點是注入的試樣幾乎可以完全原子化。特別是對於易形成耐熔氧化物的元素,由於沒有大量氧存在,並由石墨提供了大量碳,所以能夠得到較好的原子化效率。
(2)原子在光路中的停留時間長,絕對靈敏度高。而火焰原子化法基態原子在光路中停留時間短,部分基態原子在火焰冷區域會重新結合成單氧化物,單氫氧化物和雙金屬氧化物。
(3)用樣量少,可直接分析固態樣品,如塑料,纖維。而火焰原子化法則需要試樣為液態或氣態,使其與燃氣一起噴出。
(4)對均勻的懸浮物及乳濁液也可分析。
(5)由於試樣完全蒸發,幾乎不存在基體效應。因為在程序升溫過程中,在較高的溫度下使有機物或沸點低的無機物灰化以排除,減少基體組分對待測元素的干擾。而火焰原子化法則無法直接消減其它元素的干擾,只能在試樣中加入其它試劑以抑制干擾。
(6)可直接分析共振線位於遠紫外區的非金屬元素。
(7)具有較高且可調的原子化溫度,最高可達3400℃。
缺點:(1)共存化合物的干擾比火焰原子化法大。當共存分子產生的背景吸收較大時,要調節灰化溫度及時間,使背景分子吸收不與原子吸收重疊,並使用背景校正方法來校正之。
(2)由於取樣量少,進樣量及注入管內位置變動都會引起偏差,因而重現性要比火焰法差。
8-7 說明在原子吸收分析中產生背景吸收的原因及影響,如何減免這一類影響?
答:(1)火焰成分對光的吸收。由於火焰中OH、CH、CO等分子或基團吸收光源輻射的結果。波長越短,火焰成分的吸收越嚴重;一般可通過零點的調節來消除。
(2)金屬的鹵化物、氧化物、氫氧化物以及部分硫酸鹽和磷酸鹽分子對光的吸收。在低溫火焰中,影響較顯著。在高溫火焰中,由於分子分解而變的不明顯。鹼土金屬的氧化物和氫氧化物分子在它們發射譜線的同一光譜區中呈現明顯吸收;可用高溫火焰來減少吸收。
(3)固體微粒對光的散射。當進行低含量或痕量分析時,大量基體成分進入原子化器,這些基體成分在原子化過程中形成煙霧或固體微粒在光路中阻擋光束而發生的散射現象,此時將引致假吸收;分離基體成分以減少影響。
8-10 要保證或提高原子吸收分析的靈敏度和准確度,應注意切哪些問題?怎樣選擇原子吸收光譜分析的最佳條件?
答:為保證或提高原子吸收分析的靈敏度和准確度,就要恰當的選擇原子吸收分光光度的分析條件,包括分析線的選擇、空心陰極燈電流、火焰、燃燒器高度、狹縫寬度以及光源工作條件、供氣速度、燃氣與助燃氣流量比等實驗條件。
最佳條件的選擇:(1)分析線:一般選擇待測元素的共振線,但測定高濃度樣品時,可選次靈敏線。若火焰穩定性差時,需選用次靈敏線,對於微量元素,必須選用最強吸收線。
(2)通帶:無鄰近干擾線時選擇較大通帶,0.4nm;有鄰近干擾線時選擇較小通帶,0.2nm。
(3)空心陰極燈電流:在保證有穩定和足夠的輻射光通量下,應選擇較低燈電流。
(4)火焰:對於易生成難解離化合物元素,應選擇溫度高的乙炔—空氣,以至乙炔—氧化亞氮火焰;反之,對於易電離元素,高溫火焰常引起嚴重的電離干擾,是不宜選用的。可歸納如下:測定Se、As用空氣—氫火焰;測定Ca、Mg、Fe、Cu、Zn用空氣—乙炔火焰;測定Al、Si、Cr、Mo、W用空氣—乙炔,乙炔—氧化亞氮火焰。
(5)燃燒器高度:調節燃燒器高度,使空心陰極燈火焰通過自由原子濃度最大的火焰區。測定高濃度樣品時,可旋轉燃燒器角度,以保證靈敏度。
8-14 用原子吸收光譜法分析尿試樣中銅的含量,分析線324.8nm。測得數據如下表所示,計算試樣中銅的質量濃度(ug·mL-1)。
解:設試樣銅的質量濃度為Cx ug·mL-1
由標准加入法得圖:
由圖量得 Cx=3.6ug·mL-1
8-15 用原子吸收法測銻,用鉛作內標。取5.00mL未知銻溶液,加入2.00mL4.13ug·mL-1的鉛溶液並稀釋至 10.0 mL,測得ASb/APb =0.808。另取相同濃度的銻和鉛溶掖,
ASb/APb =1.31,計算未知液中銻的質量濃度。
解:設未知液中銻的質量濃度為Cx ug·mL-1
第一次:CSb1= = CPb1= =0.826 ug·mL-1
ASb1= KSb ·CSb1 APb1= KPb· CPb1
∴ = = = 0.808
∴ Cx=1.335 ①
第二次:CSb2 = CPb2
ASb2= KSb ·CSb2 APb2= KPb· CPb2
∴ ==1.31
∴ =1.31 ②
聯立 ①② 得 Cx=1.335×=1.019 ug·mL-1
第九章 紫外吸收光譜分析
9-2 電子躍遷有哪幾種類型?這些類型的躍遷各處於什麼波長范圍?
答:電子躍遷類型有:σ—σ*、∏—∏*、n—σ*、n—∏*,電荷遷移躍遷和配位場躍遷。
其中:σ—σ*:處於真空紫外區,10~200nm
∏—∏*:處於近紫外區,200~380nm
n—σ*:處於遠紫外區和近紫外區,10~380nm
n—∏*:處於近紫外區,200~380nm
電荷遷移躍遷:處於遠紫外區和近紫外區,10~380nm
配位場躍遷:處於可見光區,380~800nm
9-7 異丙叉丙酮有兩種異構體:CH3—C(CH3)==CH—CO—CH3及CH2==C(CH3)—CH2—CO—CH3。它們的紫外吸收光譜為:(a)最大吸收波長在235nm處,ε=12000L·mol-1·cm-1;(b)220nm以後沒有強吸收。如何根據這兩個光譜來判別上述異構體?試說明理由。
答:(a)是CH3—C(CH3)==CH—CO—CH3;(b)是CH2==C(CH3)—CH2—CO—CH3
由於(a)的最大吸收波長比(b)長,故體系能量較低,由於前一個異構體中C=C鍵和C=O鍵形成共軛結構,可形成比後一個異構體更低的能量體系結構,
所以(a)為CH3—C(CH3)==CH—CO—CH3
9-10 紫外及可見光分光光度計與可見光分光光度計比較,有什麼不同之處?為什麼?
答:不同之處:(1)光源:有鎢絲燈及氫燈(或氘燈)兩種,可見光區(360~1000nm)使用鎢燈絲,紫外光區則用氫燈或氘燈。
(2)由於玻璃要吸收紫外線,所以單色器要用石英棱鏡(或光柵),溶液的吸收池也用石英製成。
(3)檢測器使用兩只光電管,一個是氮化銫光電管,用於625~1000nm波長范圍,另一個是銻銫光電管,用於200~625nm波長范圍,光電倍增管亦為常用的檢測器,其靈敏度比一般的光電管高2個數量級。
第十章 紅外吸收光譜分析
10-l產生紅外吸收的條件是什麼?是否所有的分子振動都會產生紅外吸收光譜?為什
么?
答:紅外光譜是由於分子振動能級的躍遷(同時伴隨轉動能級躍遷)而產生的。
產生紅外吸收應具備的兩個條件:(1)輻射應具有剛好能滿足物質躍遷時所需的能量。(2)輻射與物質之間有偶合作用。
並不是所有的分子振動都會產生紅外吸收光譜。因為產生紅外吸收光譜必須滿足上述兩個條件。紅外輻射具有合適的能量,能導致振動躍遷的產生。當一定頻率的紅外光照射分子時,如果分子中某個基團的振動頻率和外界紅外輻射的頻率一致,就滿足第一個條件;為滿足第二個條件,分子必須有偶極矩的改變,只有發生偶極矩的變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收譜帶。當這兩個條件都滿足了,才會產生紅外吸收光譜。
10-4 紅外光譜定性分析的基本依據是什麼?簡要敘述紅外定性分析的過程。
答:紅外光譜定性分析是依據每一化合物都具有特異的紅外吸收光譜,其譜帶的位置、數目、形狀、和強度均隨化合物及其聚焦態的不同而不同。大致可分為官能團定性和結構分析定性兩方面。官能團定性是根據化合物的紅外光譜的特徵基團頻率來檢測物質含有哪些基團,從而確定有關化合物類別。結構分析則要化合物的紅外光譜並結合其他實驗資料來推斷有關化合物的化學結構。
分析過程:(1)試樣的分離和精製:如分餾、萃取、重結晶、層析等方法提純試樣。
(2)了解與試樣性質有關的其他方面資料。
(3)譜圖的解析。
(4)和標准譜圖進行對照。
(5)計算機紅外光譜譜庫及其檢索系統。
10-5 影響基團頻率的因素有哪些?
答:引起基團頻率位移因素大致可分為兩類,即外部因素和內部因素。
[1]外部因素:試樣、測定條件的不同雞茸積極性的影響等外部因素都會引起頻率位移。
[2]內部因素:(1)電效應:①誘導效應:由於取代基具有不同電負性,通過靜電誘導作用,引起分子中電子分布的變化,從而引起鍵力常數的變化,改變了基團特徵頻率;②共軛效應:形成多重∏電子在一定程度上可以移動。共軛效應使共軛體系中電子雲密度平均化,力常數減小,振動頻率降低;③偶極場效應。
(2)氫鍵:羰基和羥基之間容易形成氫鍵,使羰基頻率降低。
(3)共振的耦合:適當結合的兩個振動基團若後來振動頻率相近,它們之間可能會產生相互作用而使譜峰裂為兩個,一個高於正常頻率,一個低於正常頻率。
(4)費米共振:當一振動的倍頻與另一振動的基頻接近時,由於產生相互作用而產生很強吸收峰或發生裂分。
(5)立體阻障:由於立體阻障,基團間共軛受到限制,基頻升高。
(6)環的張力:四元環張力最大,基頻最大。
10-11 某化合物在3640~43500px-1區間的紅外光譜如圖10-20所示。該化合物應是六氯苯(I),苯(II)或4-叔丁基甲苯(III)中的哪一個?說明理由。
答:是4-叔丁基甲苯(III)
因為其光譜在α=2900 cm-1附近有強烈吸收,而飽和C-H鍵在2960~71250px-1 有強烈吸收,而只有(III)具有飽和C-H鍵。