仪器分析实验预习报告答案1.docx

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仪器分析实验预习报告答案1

仪器分析实验.预习报告答案

（1）

　　一取代基电效应对芳烃吸收带的影响

　　1、紫外吸收光谱是何种跃迁产生的？

有哪几种跃迁类型？

分为哪几个吸收带？

电子能级跃迁,振动,转动能级跃迁

　　紫外吸收光谱是带状光谱，分子中存在一些吸收带已被确认，其中有K带、R带、B带、E1和hE2带等，电子跃迁类型有：

　　σ→σ*跃迁指处于成键轨道上的σ电子吸收光子后被激发跃迁到σ*反键轨道n→σ*跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向σ*反键轨道的跃迁π→π*跃迁指不饱和键中的π电子吸收光波能量后跃迁到π*反键轨道。

　　n→π*跃迁指分子中处于非键轨道上的n电子吸收能量后向π*反键轨道的跃迁。

2、什么叫紫外吸收曲线，特点？

什么叫助色团、发色团，并列举，什么叫助色效应？

　　吸收光谱又称吸收曲线，以波长为横坐标，以吸收光度A为纵坐标，所绘制的物质吸光度光强随波长变化的曲线特点：

有吸收峰，吸收谷，肩峰末端吸收

　　发色基:

凡是能在一段光波内产生吸收的基团,就称为这一波段的生色基/发色团/发色基团.紫外光谱的生色基一般是碳碳共轭结构,含杂原子的共轭结构,能进行n-π*跃迁的基团,能进行n-σ*跃迁并在近紫外区能吸收的原子或基团.常见的生色团有C=C-C=C,C=O,-COOH,C=C,Ph-,-NO2,-CONH2,-COCl,-COOR等

　　助色基团：

紫外吸收光谱中，助色团是指含有非成键N电子的杂原子饱和基团，它们本身在紫外可见光范围内不产生吸收，但当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生色团的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团。

如-OH-、-NR2、-OR、-SH、-SR、-CL、-BR、-I等。

　　3、苯的紫外吸收光谱是怎样的？

有哪几个吸收带？

有何特点？

　　苯在紫外光区有两个π→π*跃迁的吸收带，λ=203nm的E2吸收带和λ=256nm的B吸收带。

其中B吸收带具有精细结构，它是波长为230~267nm的7组吸收峰所组成。

B吸收带是芳香族化合物的特征吸收带。

4、影响紫外吸收光谱的因素有哪些？

　　位阻影响，跨环效应，溶剂效应，体系PH值的影响

　　5、紫外分光光度计的组成有哪几部分？

各部分的作用是什么？

1.光源2.单色器3样品池4.检测器5信号显示系统光源：

能发射强度足够而且稳定的连续光源

　　单色器：

将来自光源的连续光谱按波长的顺序色散，提供测量所需要的单色光吸收池：

特定的厚度来提供了定值的光程。

检测器：

将光信号转变为电信号信号显示系统：

处理信号

　　6、苯胺加入盐酸紫外吸收带会产生什么变化，如何解释这一现象？

　　苯胺的-NH2上有一对未成键电子，会和苯环发生P-π共轭，导致吸收红移，加酸后-NH2变为-NH3+,共轭消失，其生色团就和苯相同了，故光谱也相近1溶剂的极性非极性到极性，精细结构消失，吸收带平滑二紫外分光光度法测定苯甲酸的含量

　　1、什么是郎伯-比尔定律，其表达式、物理含义和适用条件是什么？

　　A=ELC当一束平行的单色光通过均匀的吸光物质时，吸光度和吸光物质的的浓度和厚度之比，该定律适合单色光和稀溶液、

　　2、什么是标准曲线？

如何绘制标准曲线？

绘制标准曲线的目的是什么？

标准曲线又称为工作曲线或校正曲线

　　以浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标至少5到7个点目的：

单组分的定量分析

　　3、紫外光度法中测定条件选择什么波长作为检测波长？

为什么？

　　通常选择吸光物质的最大的吸收波长为测定波长，尽量避免再A随波长变化率大处进行吸光度的测量

　　保证测定有较高的灵敏度，而且曲线较为平坦，吸光系数变化不大，对Beer定律偏离较小。

吸光度越大，测定的灵敏度越高，准确度就越高。

　　4、紫外光度法中选择的吸光度的范围是多少时浓度的相对误差最小？

A应该控制在　　之间

　　为什么要用溶液为参比溶液进行测定？

用于校正仪器透光率百分之百或者吸光度0

　　6、考查仪器分析方法优劣的参数有哪些，有何含义？

摩尔吸光系数百分吸光系数7、影响实验结果的因素有哪些或误差产生的原因有哪些？

*光度法的误差*测量误差三、柱色谱法测定氧化铝的活度

　　1、柱色谱操作的一般步骤包括哪些？

步骤：

固定相的涂布与装柱：

固定液与载体混合，装柱，加样和洗脱2、从分离机制上讲，色谱法的分类有哪些？

　　从分离机制将，色谱法分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、尺寸排阻色谱法3、柱色谱的装柱方法和上样方法有哪些，请描述其操作？

柱色谱的装柱方法：

干法装柱：

直接往柱子里填硅胶，轻轻敲打柱子两侧，至硅胶界面不再下降为止，然后再填入硅胶至合适高度，最后再用油泵直接抽，使柱子装实，再用淋洗剂“走柱子”。

湿法装柱：

先把硅胶用适当的溶剂拌匀后，再填入柱子中，再加压用淋洗剂“走柱子”。

上样方法：

被分离物配成浓溶液，用吸管轻沿管壁加到含固定液载体的上端，然后加流动相洗脱；被分离物溶液用少量含固定液的载体吸附，待溶剂挥发后，加在色谱柱载体的上端，然后加流动相洗脱；用一块比色谱柱内径略小的圆形滤纸吸附被分离物质溶液，到溶剂挥发后，再加在色谱柱载体上，然后加流动相洗脱

　　4、色谱法的填料有哪些，列举不少于4种，并分别介绍其分离机理吸附色谱：

硅胶/氧化铝

　　机制：

各组份与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心，利用吸附剂对不同组分的吸附能力的差异而实现分离分配色谱：

载体：

硅胶/硅藻土/纤维素

　　机制：

将某种溶剂涂布在吸附颗粒表面或纸色谱上，形成一层夜膜，称为固定相，液质就在固定相和流动相之间发生分配，各组分因分配系数不同而获得分离。

离子交换柱色谱：

离子交换树脂

　　机制：

以离子交换剂为固定相，用水或与水混合的溶剂作为流动相，利用它在水溶液中能与溶液中离子进行交换的性质，根据离子交换剂对各组分离子亲和力的不同使其分离的方法分子排阻柱色谱：

凝胶

　　机制：

固定相为化学惰性，具有多空网状结构的物质，凝胶每个颗粒的结构，犹如一个筛子，小的分子可以进入胶粒内部，而大的分子则排阻在胶粒之外，而达到分离的目的。

5、简单描述氧化铝活度测定中如何根据染料位置来判断活度级别活度级别越大吸附能力越弱，燃料位置越靠前；反之越靠后。

简述柱色谱法在天然药物化学成分提取分离方面的应用柱色谱法在天然药物化学成分提取的应用

　　经典液相柱色谱具有设备简单，上样量大等优点，目前在我国仍然是中草药有效部位，有效成分的筛选分离及标准品制备的主要方法五　　薄层色谱法分离分析混合染料

　　1、本次实验属于什么分离机理？

从操作模式上，属于什么色谱类型？

吸附液固薄层色谱法

　　2、本次实验的固定相是什么？

在分离中，组分的Rf值与其极性之间的关系如何？

固定相：

硅胶　　极性越大，Rf越小

　　3、在固定相不变的情况下，流动相极性的变化会如何影响组分的Rf值流动相的极性越大，RF越大

　　4、TCL实验中，饱和的作用是什么？

减小边缘效应

　　5、色谱定性的方法有哪些？

TCL实验中定性的参数是什么？

　　根据保留值与已知物对照定性或者利用检测器响应应该差别进行定性；用其他仪器或者化学方法定性；与各种结构分析仪器连用定性△f高效液相色谱定性分析

　　本实验中的固定相和流动相是什么？

属于什么色谱类型？

　　固定相:

C18　　流动相：

甲醇---水　　反向分配色谱法本实验中组分的保留时间和分配系数与组分的极性有什么关系？

　　极行大，分配系数k小，保留时间短　　本实验中组分的保留时间和分配系数与流动相的极性有什么关系？

极性大，洗脱能力小，保留时间长

　　本实验中组分间的分离度和流动相的极性有什么关系？

为什么？

色谱常用的保留值定性方法原理是什么？

如何操作？

　　相对保留值仅取决于它们的分配系数，而分配系数又取决于取分性质，柱温与固定液的性质，它与固定液用量，柱长，柱填充情况及其载气流速等无关

　　操作:

将规定标准物质加入被测样品中，混均，进样，计算出r:

s，与手册数据对比定性HPLC中为什么要对流动相溶剂脱气？

脱气方法有哪些？

　　目的：

除去其中溶解的气体，因为气体在洗脱过程中可能形成气泡，使基线不稳，仪器不能正常工作;溶解的气体还会导致样品中某些组份被氧化，柱中固定相发生降解而改变柱的分离性能。

　　脱气方法：

超声波振动，抽真空，加热回流，吹氦，真空在线脱气

　　六通进样阀的工作原理是什么？

为保证进样精度，满阀进样时加载的样品体积应为多少？

　　工作原理：

转动手柄使贮样管内样品被流动相带人色谱柱　　满阀进样时注入样品体积应不

　　小于定量环体积5—10倍

　　什么情况下要平衡色谱柱后再进样？

为什么？

　　用流动相分析样品之前平衡色谱柱　　色谱柱在储存会干掉紫外检测器适合什么组分的检测？

如何选择检测波长？

为什么？

　　紫外检测器适用于对紫外光有吸收的样品　　选择组分的最大吸收波长，提高检测灵敏度HPLC中影响分离度的因素有哪些

　　流动相极性，流动相pH，离子对试剂的种类和浓度七、气相色谱法定性分析

　　1、什么性质的样品可以用气相色谱分析？

以气体流动相的柱色谱2、气相色谱常用的流动相有哪些？

各有什么特点？

常用流动相:

氢气,氮气,氦气,氩气特点:

　　3、气相色谱的分离机理有哪些？

吸附,分配

　　4、气相色谱的固定液是极性或非极性时，样品中不同组分各基于什么性质差异实现分离？

出峰的顺序如何？

相似相容

　　对于非极性固定液,组分按沸点顺序出柱.低沸点先出柱,高沸点后出柱.　　对于极性固定液,非极性先出柱

　　5、气相色谱的检测器有哪些？

检测机理是什么？

各用于什么性质的化合物检测？

　　氢火焰离子化检测器　　以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，当有机化合物进入以氢气和氧气燃烧的火焰，在高温下产生化学电离，电离产生比基流高几个数量级的离子，在高压电场的定向作用下，形成离子流，微弱的离子流经过高阻放大，成为与进入火焰的有机化合物量成正比的电信号，因此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。

氢焰检测器需要用到三种气体：

　　N2：

载气携带试样组分；H2：

为燃气；空气：

助燃气。

热导检测器:

ECD是放射性离子化检测器的一种，它是利用放射性同位素，在衰变过程中放射的具有一定能量的β-粒子作为电离源，当只有纯载气分子通过离子源时，在β-粒子的轰击下，电离成正离子和自电子，在所施电场的作用下离子和电子都将做定向移动，因为电子移动的速度比正离子快得多，所以正离子和电子的复合机率很小，只要条件一定就形成了一定的离子流，当载气带有微量的电负性组分进入离子室时，亲电子的组分，大量捕获电子形成负离子或带电负分子。

因为负离子的移动速度和正离子差不多，正负离子的复合机率比正离子和电子的复合几率高105~108倍，因而基流明显下降，这样就仪器就输出了一个负极性的电信号，因此和FID相反，通过ECD被测组分输出，在数据处理上出负峰。

　　它主要用于分析测定卤化物、含磷化合物以及过氧化物、硝基化合物、金属有机物、金属螯合物、甾族化合物、多环芳烃和共轭羟基化合物等电负性物质。

另外也能分析1PPM氧气

　　火焰光度检测器:

含磷或硫的有机化合物在富氢火焰中燃烧时，硫、磷被激发而发射出特征波长的光谱。

当硫化物进入火焰，形成激发态的S*2分子，此分子回到基态时发射出特征点蓝紫色光；当磷化物进入火焰，形成激发态的HPO*分子，它回到基态时发射出特征的绿色光。

这两种特征光的光强度与北侧组份的含量均成正比，这正是FPD的定量基础。

特征光经滤光片滤光，再光电倍增管进行光电转换后，产生相应的光电流。

经放大器放大后记录系统记录下相应的色谱图。

对含磷、含硫化合物

　　氮磷检测器:

氮、磷元素的化合物催化燃烧检测器光离子化检测器

　　6、毛细管气相色谱中，分流进样的作用是什么？

尾吹气的作用是什么？

隔垫吹扫气的作用是什么？

　　分流进样是为了载样量少，否则会超载会对毛细管本身有损害　　尾吹气是为了增加流速

　　隔垫是防止隔垫橡胶颗粒，堵住色谱柱

　　7、分离度如何计算？

影响分离度的因素有哪些？

分离度，色谱仪器一般名词，也称分辨率，是两个相邻色谱峰的分离程度。

　　分离度R＝2（tR2-tR1）/（y1+y2）

　　式中：

tR2，tR1－相邻两组分的保留值　　y1，y2－相邻两组分峰底宽　　分离度受柱效、选择因子和容量因子三个参数的控制。

8、气相色谱中，如果要提高分离度，如何调节分析温度？

降低分析温度思考题

　　1色谱用语,扣除死时间后的保留时间。

也称折合保留时间（reducedretentiontime）。

在实验条件一定时，t'R只决定于组分的性质，因此，t'R可用于定性。

t'R=tR－t0

　　保留时间是色谱过程中的热力学因素所决定，在一定的色谱操作条件下，任何一种物质都有一确定的保留时间，可作为定性的依据。

　　相对保留值：

组分2与组分1的调整保留值值比。

只与温度和固定相的性质有关21丙酮2乙酸乙酯3苯4甲苯

　　3混合物中各个组分在两相中的保留行为存在差异十、有机化合物的质谱分析

　　1、质谱仪的基本组成包括哪些，包括每个模块的具体组成。

进样系统，离子源，质量分析器，检测器，数据处理系统，真空系统质谱的原理方程如何描述，此产生的质谱名称分别为何3、质谱的碎裂方式包括哪些，各自的适用对象有哪些化合物简单裂解，包括均裂，异裂，半均裂

　　重排裂解，包括麦氏重排，RDA裂解复杂裂解，双重重排裂解

　　4、质谱的碎裂的离子的主要类型有哪些，各自有哪些用途？

　　分子离子：

确定分子量　　同位素离子：

推断分子中是否含有S,Cl,Br及其数目亚稳离子：

帮助判断离子在裂解过程中相互关系　　碎片离子：

提供被分析化合物结构信息重排离子多电花离子5、质谱仪的性能指标有哪些？

质量范围，分辨率，灵敏度

　　如何判断分子离子峰，各有几种方法得到化合物的分子式分子离子应为OE+符合N规律分子、离子与邻近离子质量数差应合理注意与M+1峰相区别，　　分子离子的稳定规律。

　　分子式的准度：

同位素丰度法，高分辨质谱法

　　7、目前关于质谱分析的杂志有哪些，中英文各列举4种中药材、中国实验方剂学、药物分析杂志、分析化学杂志

　　AcsPublication、Analyticalchemistry、RscPublishing、TheAnalyst思考题

　　1、本次实验所用为电喷雾离子源，离子阱型质谱，质谱的离子源和质量分析器还有哪些？

离子源：

电子轰击离子源，化学电离源，场致电离源，场致解吸离子源，快原子轰击离子源分析器：

磁分析器，四级杆分析器，飞行时间质量分析器，离子阱分析器，傅里叶变换离子回旋共振分析器2、质谱在化合物结构解析当中有什么功用，能够提供哪些信息？

　　功用：

测定分子量，分子式，作为光谱解析的佐证，确定简单化合物分子结构提供：

分子量，分子式，碎片元素组成等信息3、化合物在质谱当中的碎裂方式有哪几种？

简单裂解，重排裂解，复杂裂解，双重重排裂解十一气相色谱法测定乙酸乙酯中苯的含量

　　1、内标法的优缺点？

　　优点：

只需样品和内标物出峰即可，减小进样不准带来的误差缺点：

样品配置麻烦，内标物不易寻找

　　1、以硅胶为固定相，平面色谱展开前为什么要饱和？

　　饱和的目的是消除边缘效应，这是于在饱和展开槽内，溶剂从薄层板上挥发很少，减少了溶剂在薄层板上流动的溶量，加快了展开速度，在不饱和展开槽内，薄层板边缘上溶剂大量挥发，溶剂耗用量增大，因而边缘处的Rf值

　　较高。

　　2、试述硅胶薄层色谱、纸色谱的分离机理及常用固定相。

答：

硅胶薄层：

吸附色谱硅胶纸色谱：

分配色谱　　水

　　3、高效液相色谱常见的检测器包括哪些？

答：

紫外、二极管阵列、荧光、蒸发光散射、示差折光

　　答：

氢火焰离子化检测器、电子捕获检测器、热导、火焰光度、氮磷。

5、列举紫外光谱仪的基本组成模块包括哪些？

　　答：

光源、分光系统、样品室、检测器、信号输出系统

　　6、液相色谱中，应用甲醇-水为流动相，若组分分离度不好，应怎样改变流动相比例？

增加分离度后，保留时间如何变化？

　　增加水的比例，保留时间延长。

7、简述浓度性检测器的特点。

　　答：

浓度性检测器的响应值取决于载气中组分的浓度。

与载气流速的关系是峰面积随流速增加而减小，峰高基本不变。

　　8、简述HPLC中流动相需要脱气的原因。

答：

流动相使用前必须进行脱气处理，以除去其中溶解的气体，以防止在洗脱过程中当流动相色谱柱流至检测器时，因压力降低而产生气泡。

　　气泡会增加基线的噪音，造成灵敏度下降，甚至无法分析。

　　溶解的氧气还会导致样品中某些组份被氧化，柱中固定相发生降解而改变柱的分离性能。

若用FLD，可能会造成荧光猝灭。

　　9、结构解析常用的四大光谱是什么？

各自能够提供怎样的结构信息。

答：

紫外：

共轭信息　　红外：

官能团信息　　核磁：

氢和碳的信息　　质谱：

分子量的信息

　　10、红外光谱测绘中，固体、液体常用哪些制样方法。

答：

固体：

溶液法、压片法、研糊法　　液体：

液体池法、涂膜法