仪器分析重点

仪器分析重点内容

绪论

一． 现代仪器分析的作用和发展 二． 仪器分析的应用 第三章、原子发射光谱法 原子荧光，1. 原子荧光光谱的产生 气态自由原子吸收特征辐射后跃迂到较高能级，然后又跃迁回到基态或较低能级。同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即原子荧光。

原子荧光为光致发光，二次发光，激发光源停止时，再发射过程立即停止。 2．原子荧光的类型 原子荧光分为共振荧光，非共振荧光与敏化荧光等三种类型。

一、原子荧光的特点：（1）高灵敏度、低检出限。 特别对Cd、Zn等元素有相当低的检出限，Cd 可达0.001ng.cm-3、Zn为0.04ng.cm-3。由于原子荧光的辐射强度与激发光源成比例，采用新的高强度光源可进一步降低其检出限。

（2）谱线简单、干扰少。可以制成非色散原子荧光分析仪。这种仪器结构简单，价格便宜。

（3）标准曲线线性范围宽，可达3-5个数量级。

（4）多元素同时测定。因为原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。

一、 为什么要采用高强度的光源：光源强可使灵敏度增高，达到低检出限 二、 氩气的作用：载气等 第四章、原子吸收光谱法

一、光源：采用待测元素制成的锐线光源及其原因，用普通连续光源进行测量时吸收值仅相当于总入射光强度的0.5%，信号变化小，难于检测，测定灵敏度极差，而锐线光源可以解决上述问题。

二、谱线变宽的因素：1.、自然宽度，无外界因素影响时谱线具有的宽度。其大小与激发态原子的寿命有关，寿命越短,谱线越 宽。 2、多普勒宽度（热变宽），ΔνD原子在空间作无规则的热运动所引起的，故又称为热变宽。一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，高。 3、压力变宽，由于原子相互碰撞使能级发生稍微变化。10-3nm~10-2nm 劳伦兹（Lorentz）变宽ΔνL

待测原子和其他原子碰撞。随蒸汽压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）

同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略。 4、自吸变宽、场致变宽

在一般分析条件下，ΔνD、 ΔνL为主。其中热变宽是主要因素 三、实现峰值测量的条件即锐线光源产生的条件：发射线与吸收线的特征频率完全相同；发射线的半宽度远小于吸收线的半宽度。

四、常用的原子化法：1.火焰原子化法。常用的火焰类型： ① air-C2H2

应用最广，最高温度约2300℃，可用于测定30多种元素，不宜用于测定易形成难离解氧化物的元素（如Al、V、Mo、Ti、W、Zr、B）,因灵敏度低。

② N2O（笑气）-C2H2

温度高（可达3000℃），火焰的还原性气氛强，可用于测定易形成难离解氧化物的元素。 使用时注意安全。

以及氢气和丙烷作为燃气火焰类型，不常用。 火焰原子化法的优缺点:

? 重现性好、操作简单、速度快，应用普及；

? 原子化效率低、喷雾气体对试样的稀释严重，使得灵敏度不够高； ? 不能直接分析固体试样。

2.高温石墨炉，石墨炉原子化的升温程序， 温度阶 段 目 的 (℃) 干 燥 灰 化 原 子 化 除 残 除溶剂 除去易挥发的基体组分、破坏有机物等 使待测元素原子化 除去管中残留分析物,避免记忆效应 100-300 500-1800 1800-2800 3000 石墨炉法的优缺点： 1、灵敏度高（原子化效率高）；

2、用样量少（5-100μl，固样20-40μg）； 3、能直接分析液样和固样； 4、操作安全；

5、精密度差（取样量少，进样量及注入管内位 置的变动都会引起偏差）； 6、背景吸收较大；

7、测定速度慢，操作不够简便，装置较复杂。 微量铝，硼等易形成耐热氧化物的元素不能应用空气乙炔焰原子化，可利用石墨高温炉原子化，其石墨碳的还原性可以促进原子化，其次还有其高温作用。 其它原子化法

① 氢化物原子化法

主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素。 ② 冷原子化法 （测定Hg2+） 灵敏度高，精密度差。 3.高频感应加热炉 4.激光法

五、干扰的消除 I、光谱干扰

指非测定谱线进入检测器，或者测定谱线受到 除待测元素吸收以外的其它吸收或减弱而造成的 偏离吸收定律的现象。

1、分析线附近有待测元素的邻近线（非共振线干扰），其小于共振线系数，导致吸光度降低，标准曲线弯曲。

——减小狭缝宽度

2、灯内有单色器不能分离的非待测元素的谱线 ——用单元素灯 3、灯中有连续背景发射

——换新灯；用较小通带

4、待测元素的分析线与另一元素的吸收线十分接近（谱线重叠） ——另选分析线或分离干扰 5、背景吸收

泛指除待测元素外的其他物质对谱线的吸收。

①火焰成分对光的吸收： 如火焰中OH、CH、CO等分子或基团的吸收。调节零点或改用火焰类型。

②试样中盐或酸、氧化物等的分子吸收： 这种情况一般在盐或酸的浓度较高时出现，在低温火焰中它们的影响较明显。H2SO4、H3PO4在250nm以下有很强的分子吸收，所以测定谱线在250nm以下的元素时，通常不用H2SO4、H3PO4处理样品，而用HNO3、HCl、HClO4 。 ③固体微粒对光的散射：进行低含量或痕量分析时，大量基体成分进入原子化器，在原子化过程中形成烟雾或固体颗粒在光路中阻挡光束。光散射随谱线的波长减短而增大，并随基体浓度增加而增大 。 消除背景吸收的几种办法:

①用与试样有相似组成的标液来校正（空白校正法） ②分离基体

③用邻近非吸收线校正背景

用分析线测量原子吸收与背景吸收，用邻近非吸收线测量背景吸收，相减。此法要求两线的波长相近（>10nm时就不能使用），因背景吸收随波长而变。例如Ni的测定，共振线为232.0nm，非吸收线231.6nm。非吸收线可来自同一灯的发射线，也可用另一灯的发射线。 ④用背景校正器 A.氘灯背景校正

旋转斩光器交替使空心阴极灯提供的共振线和氘灯提供的连续光谱（190∽350nm）通过火焰。连续光谱通过时：测定的为背景吸收（此时的共振线吸收相对于总吸收可忽略）；

共振线通过时：测定总吸收；差值为有效吸收。

不足：氘灯测的是整个通带内的平均背景，与分析线处的真实背景有差异，校正有可能过度或不足，且有波段限制，两灯光束在原子化器中严格重迭才能使两光源测得的背景一致。

B.塞曼（Zeeman）效应背景校正

塞曼效应是指在强磁场中（光源发射线或）吸收线发生分裂的现象。一条谱线分裂为三条（均为偏振光），一条叫π线，平行于磁场方向，中心线与原吸收线波长相同，另两条叫σ+ 、σ- 线，垂直于磁场方向，波长偏离原吸收线波长。

光源发射线通过起偏器后变为偏振光，随着起偏器的旋转，某一时刻有平行于磁场方向的偏振光通过原子化器，吸收线π和背景均产生吸收，测得原子吸收和背景吸收的总和。在另一时刻有垂直于磁场的偏振光通过原子化器，不产生原子吸收，测得的只是中心波长处背景的吸光度，两次吸光度之差，便校正了背景吸

收。

优点：可在全波段范围内进行；可校正较高吸光度（高达1.5~2.0）的背景，校正准确度较高，比氘灯校正优越得多。 C.用自吸效应校正背景

特点：校正范围大（紫外区和可见光区）；校正能力强(能扣除背景吸收值达2.0以上)；仪器结构简单；影响空心阴极灯的寿命。 原理：利用空心阴极灯在大电流时将产生自吸收这一效应，使灯的供电方式改为两种：一种是大电流的背景电流(几十毫安)，这时测得的吸光度值为背景吸收值；另一种是小电流的信号电流(几毫安)，这时的吸光度值为背景吸收和被测元素吸收之和。若调节两种电流的入射光强相等，则在两种电流下测得吸光度之差即与被测元素的含量成线性关系。 II、物理干扰（基体效应）

物理干扰是指试样的物理性质改变（溶液的粘度、表面张力、溶剂蒸气压等）所引起的干扰。主要影响试样喷入火焰速度、雾化效率、雾滴大小、溶剂的蒸发速度等，从而影响基态原子数。大量基体元素的存在，总含盐量的增加，在火焰中蒸发和离解时，必然要消耗大量热量，使火焰温度发生变化，因而也会影响原子化效率，影响结果。 消除的办法是:

①配制相似组成的标液 ②使用标准加入法

③如待测元素含量不太低，稀释试液。 III、电离干扰

电离干扰是指待测元素的原子发生了电离反应，使基态原子数减少，吸收强度减弱。这种干扰多发生在易电离（电离电位≤6ev）的元素如碱金属、碱土金属的测定中，温度越高，干扰越严重。 消除的办法： ①控制温度 ②加消电离剂

加入较大量的更易电离元素的盐，如CsCl等。 IV、化学干扰

化学干扰是指待测元素与其它组分发生了化学反应所引起的干扰效应。 典型的化学干扰是待测元素与共存组分作用生成稳定难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子数减少。有些元素（Al、Si、B、Ti）在火焰中易生成难离解的氧化物，使这些元素很难完全从化合物中解离出来，这也是常见的化学干扰。这种形成稳定化合物而引起干扰（原子化效率降低）的大小，在很大程度上取决于火焰温度，使用高温火焰可降低这种干扰。 消除的办法：

①加释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。 例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。

②加保护剂—与待测元素形成稳定的络合物，防止干扰物质与其作用。 例：加入EDTA生成EDTA-Ca，避免磷酸根与钙作用。 ③加饱和剂—加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定。

例：用N2O—C2H2火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入300mg/L以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋于稳定。

④加入基体改进剂

在石墨炉法中，加入基体改进剂可以使待测元素转变成更难挥发的化合物，或者使干扰组分转变为易挥发的化合物。

比如，Se在300—400℃时便开始挥发，如果加入Ni盐，反应后生成NiSe，灰化温度可提高至1200℃，这样既有利于将干扰组分在灰化阶段除去，又不会造成Se的损失。又如，NaCl对测Cd有干扰，加入基体改进剂NH4NO3，使其转变为易挥发的NH4Cl和NaNO3，在灰化阶段便可除去。 ⑤采用标准加入法 该法中，由于试样和加标试样的基体基本相同，在比较测定结果时能将干扰因素部分扣除。 ⑥分离干扰

以有机溶剂萃取法用得多 ，既分离了干扰物质又富集了低含量的待测元素。 有机溶剂对试样雾化及火焰燃烧过程有影响。

含氯的有机溶剂如氯仿、四氯化碳和苯、环已烷、正庚烷、石油醚等，燃烧不完全，生成的微粒碳引起散射，且这些溶剂本身也呈现很强的吸收，故不宜采用。而酯类、酮类燃烧完全，火焰稳定，溶剂本身也不呈现强吸收，是比较合适的溶剂，如甲基异丁基酮。 六、 测定条件的选择 1、分析线的选择

通常选择元素的共振线（灵敏而特征）作分析线。如测微量Na用589.0nm，较高浓度时则用次灵敏线330.3nm。 2、灯电流

? 电流过大 ，灯本身发生自吸现象反而减弱发射光强度 ；加快灯内气体的消耗而缩短寿命 ；多普勒变宽 ，工作曲线弯曲 ；灯光强度不稳定等 。 ? 电流过低 ，光强度小 、稳定性及信噪比下降 。 ? 通过实验选定适宜的工作电流。

? 在保证稳定和合适光强输出的情况下 ，尽量选用较低的工作电流 。 ? 空心阴极灯标有允许使用的最大工作电流值。 3、原子化条件

? 火焰原子化： 火焰类型（温度-背景-氧还环境）；燃助比（温度-氧还环境)；

? 对于易生成难离解化合物的元素，如Al、V、Mo、Ti、W等，应选择温度高的乙炔一氧化亚氮火焰；

? 对于易电离、易挥发的元素，如Pb、Cd、Zn、碱金属、碱土金属等，应选用低温火焰。

? 石墨炉原子化： 升温程序的优化。具体温度及时间通过实验确定。 4、观测高度

? 调节观测高度（燃烧器高度），可使光束通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。 ? 高度不同，化学干扰可能不同。 5、通带宽度

? 无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带， 如Na+ 0.5nm ；

3+

反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带，如Fe 0.2nm 。 6、进样量

? 进样量过小，信号太弱；过大，对火焰会产生冷却效应，雾化效率降低，在GFAAS中，会使除残产生困难。在实际工作中，通过实验测定吸光度值与进样量的变化，选择合适的进样量。 原子吸收法 吸光光度法 定量依据 L一B定律 同左 光源→原子化器→单光源→单色器→吸收仪器组成 色器→检测器 池→检测器 吸收实质 基态原子 分子或离子 连续光源、单色器分对光源要求 锐线光源 光 吸收质点的分布 不均匀 均匀 灵敏度 高 低 精密度 略差 稍好 干扰 小 大 应用范围 小 广 仪器结构和操作 复杂、价高 简单、价廉 分析速度 快 慢 第十二章、电位分析法 一、 电位分析是如何进行的：通过参比电极，指示电极，用待测液组成电池，

测量待测液电动势，根据能斯特方程求出待测液活度等。

二、 直接电位法：通过精确测量由待测溶液组成的电池电动势，根据能斯特

方程式直接确定待测离子的活度的方法。如用酸度计测定溶液的pH值。不宜测量高价离子。 pH的电位测定（重点）

把pH玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极（电极电位较大，作正极）一起插入试液中，组成工作电池，再用酸度计测定该电池的电动势。电池表示如下：

Ag, AgCl | HCl | 玻璃膜 | 试液 ?? KCl(饱和） | Hg2Cl2（固）， Hg

测得的电动势为:

E??参比??玻璃??液接

2.303RT?? ??参比??常数??pH试???液接F??

令K???参比??液接?常数

2.303RT??E?K??pH试 F ?K??0.059pH试（25℃时）

pH的实际测定---两次测量法

两种溶液，pH已知的标准缓冲溶液s和pH待测试液x。测定各自的电动势为： 2.303RT2.303RT??E?K?pH;E?K?pHXSSSXX FF若KS=KX，则 E?ESpHX?pHS?X(pH的实用定义)2.303RTF

用测定离子的纯物质配制一系列不同浓度的标准溶液，并用总离子强度调节缓冲溶液（Totle Ionic Strength Adjustment Buffer简称TISAB）保持溶液的离子强度相对稳定，分别测定各溶液的电动势 ，并绘制 E - lg ci 关系曲线。 注意：离子活度系数保持不变时，膜电位才与log ci呈线性关系。 总离子强度调节缓冲溶液（TISAB） 是浓度很大的电解质溶液，它应对欲测离子没有干扰，将它加到标准溶液及试样溶液中，使其离子强度都达到很高而近乎一致，从而使活度系数基本相同，有时TISAB溶液中还含有pH缓冲剂和消除干扰的络合剂等。 TISAB的作用：

①固定离子强度，使活度系数恒定；

②控制溶液的pH值，满足离子电极的要求； ③掩蔽干扰离子； ④稳定液接电位。

-测F所使用的TISAB的典型组成：1mol/L的NaCl，使溶液保持较大稳定的离子强度；0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc, 使溶液pH在5左右；0.001mol/L的柠檬酸钠, 掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子。

?Cn??E 相对误差%??100??4?n??EC0.2568

即对一价离子响应的电极，电位测量发生±1mv的误差，将产生4%的浓度相对误差；对两价离子，将有8%的误差。误差较大，对高价离子尤其严重，因此直接电位法一般适用于浓度较低的溶液测定。 电位滴定法

利用电位法确定滴定终点的滴定分析方法。 仪器装置

如:用AgNO3滴定NaCl 指示电极：银电极

参比电极：双盐桥饱和甘汞电极，或pH玻璃电极 电位滴定终点的确定方法：

1、E-V曲线法：简单，准确性稍差。拐点为滴定终点 2、 ?E?V曲线法（一阶微商法） ?V ?E ?V表示随滴定剂体积变化的电位变化值，它是一阶微分的估计值。曲线最高点为滴定终点。准确，但手续较烦。 3、二阶微商法

一般是通过计算来求终点。 二阶微商等于0处为滴定终点 ?E?E()?()前2后 ?E?V?V计算式：?2 ?V?V

三、电极的选择

滴定类型 指示电极 参比电极 酸碱滴定 pH玻璃电极 甘汞电极

沉淀滴定 银电极等 甘汞电极、玻璃电极

氧还滴定 铂电极 甘汞电极 络合滴定 汞电极、F-、Ca2+等 甘汞电极 注意：并非所有离子都有相应的选择性电极。 第十四章、电导分析法 一、 影响电导率的因素 ①解质的性质

一是电解质的组成。不同离子的电荷数和淌度（单位电场强度下离子移动的速率）不相同，因此在相同的条件（指温度和浓度）下，不同的电解质溶液的电导率就不相同。

例如HCl溶液或NaOH溶液比NaCl溶液有较大的电导率，这是因为H+的淌度比Na+的淌度大，OH-的淌度比Cl-的淌度大的缘故。

二是电解质的电离度。强电解质的电导率要比弱电解质大。溶剂、粘度对离子迁移速率也有影响。由电解质的性质对电导率的影响可以看出：在一定条件下，根据溶液的电导率的变化，可以显示溶液组成的改变。 ②溶液浓度

一方面当溶液稀释时，单位体积离子数目减少了，而使电导率降低；另一方面当溶液稀释时，对弱电解质来说，离解度将增大，而使电导率增大，而对强电解质来说，由于稀释，离子间的引力减弱，迁移速度增快，使电导率增加。 一般说来，当溶液从高浓度开始稀释时，后一种影响占优势（电导率增大），达到某一浓度（电导率达最大值）后，随着稀释电导率减小。 ③温度的影响

温度升高，离子的迁移速度加快，电导率增加。一般温度升高1℃，电导率约增加2～2.5%，要求控制温度恒定。

由于在电导率的定义中没有确定溶液中参与电导的电解质的量，因此电导率随溶液浓度的改变而改变，为了考虑浓度的影响并便于相互比较，又引入了摩尔电导的概念。

二、 电导电极的选择

光亮电极，电导率小；铂黑电极，电导率大。 三、 电导滴定曲线的形状

如在滴定过程中，滴定剂与溶液中被测离子反应生成水、难离解化合物或沉淀，则使溶液的电导发生变化，而在等当点时滴定曲线上出现转折点，指示滴定终点。

电导滴定法一般用于酸碱及沉淀滴定，但不适用于氧还滴定及络合滴定。因为在后者，往往需要加入大量其他试剂（如pH缓冲溶液、掩蔽剂等）来控制适当的反应条件，所以在滴定过程中溶液电导的变化不大显著。（特别适用稀溶液的滴定或反应不很完全的体系）用强碱滴定强酸时，将得到V型滴定曲线。

①电导滴定曲线的形状多种多样。它由被测物和滴定剂的性质（离解度，离子的摩尔电导）以及它们之间的化学反应等因素决定。

②等当点处有一个转折点（一般由斜率不同的两条直线或其延长线的交

点来确定终点）。终点附近的度数并不可靠（沉淀的溶解，弱酸碱的离解等） ，常用远离终点的数据，即在等当点前和后各测几个电导值，即可求出滴定终点。 在合适的条件下，本法准确度约为0.5-1%。 第十六章、气相色谱法

一、 色谱图的信息

色谱流出曲线：检测器输出的电讯号强度对时间作图所得的曲线。它反映组分及其流出浓度随时间变化情况。

①峰的数量——提供混合物中最低组分数； ②峰的位置（保留值）——定性分析； ③峰面积或峰高——定量分析；

④峰的位置及其宽度——评价柱分离效能； ⑤两峰间的距离——评价两相选择是否合适。

二、 色谱流出曲线中重要信息(相对保留值，分离度，有效塔板数等) I分配系数，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数，用K 表示，即： 组分在固定相中的浓度K? 组分在流动相中的浓度

试样一定，K主要取决于固定相性质；

某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出，组分的K 越大，出峰越慢； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； K相同，不能分离，K相差越大，分离可能性越大； 选择适宜的固定相可改善分离效果。

II色谱流出曲线中有1.基线、噪音和漂移

基线：无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线。实验条件稳定时，是一条水平直线。

噪音：由各种因素所引起的基线起伏（仪器越好，噪音越小）

漂移：基线随时间定向的缓慢变化（上斜或下斜，仪器未稳定造成） 2.保留值（色谱定性参数） （1）用时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。 调整保留时间（tR＇）： tR＇= tR－tM 所以分配系数越大，保留时间越长。 （2）用体积表示的保留值 保留体积（VR）：从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积。

VR = tR×F0 F0为柱出口处的载气流量（mL/min） 死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积(VR＇)： VR＇ = VR －VM 3.相对保留值γ21（选择性系数α ）

相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关（柱径、柱长、填充情况及流动相流速等），它表示了固定相对这两种组分的选择性，是较理想的色谱定性指标。

4．色谱峰的区域宽度（色谱柱效参数） 用来衡量色谱峰宽度的参数 有三种表示方法：

（1）标准偏差(?)：正态分布色谱曲线两拐点距离的一半，即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。

（2）半峰宽(Y1/2)：色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354 ?

（3）峰底宽(Y)：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相交的截距 Y = 4 ? 注意：半峰宽不等于峰底宽的一半 III色谱分离的基本理论——塔板理论 1.塔板理论的假设

将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复，类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程。塔板理论的假设： ①在柱内一小段高度内组分分配瞬间达平衡（H→理论塔板高度）

②载气非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱， 每次进气一个塔板体积 ③样品和载气开始均加在第0号塔板上，且忽略样品沿柱方向的纵向扩散 ④分配系数在各塔板上是常数

2.理论塔板数和理论塔板高度的计算 色谱柱长：L

理论塔板高度：H——为使组分在柱内两相间达到一次分配平衡所需要的柱长 理论塔板数：n——组分流过色谱柱时，在两相间进行平衡分配的总次数，则三者的关系为：n = L / H

ttn? 5.54(R)2?16(R)2理论塔板数与色谱参数之间的关系为：

Y1/2Y柱长一定，H↘，n↗，分配次数↗，表明柱效越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 3.有效塔板数和有效塔板高度

保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配，即：组分在tM时间内不参与柱内分配，需引入有效塔板数和有效塔板高度： 4.分离度

两个组分怎样才算达到完全分离？ 首先，两组分的峰间距必须足够大； 其次，峰必须窄。

分离度：相邻两色谱峰保留时间之差与两峰峰底宽度平均值之比。（衡量色谱分离的好坏程度）

?t?(t?t??1)?t?2(tR(2)?tR(1))t? R(2)R(1)R(2)R(1)R(1)R??? Y2?Y1Y2Y2

(?21?1)t?(??1)n有效??R(2)?21

t?t?Y2?2116R(2)R(1)

2 ?k??n有效?n??r21??? ?1?k??

1???1??k?? R?n????1?k??4?????

R≥1.5 作为相邻两峰完全分离的标志 三、固定相的选择（相似相容原理） 1、气固色谱固定相

用表面具有一定活性的吸附剂，它们对各种气体的吸附能力不同，可以根据试

样选择合适的吸附剂。 种类：活性炭（非极性）、Al2O3（极性）、硅胶（氢键型）、分子筛、高分子多孔微球等。 特点：

? 性能与制备和活化条件有很大关系，色谱数据重现性差； ? 易形成拖尾峰，保留值高； ? 种类有限，能分离的对象不多；

? 使用方便，常用于分离常温下的气体及气态烃类等。 2、气液色谱固定相

多孔性的固体颗粒（担体）表面涂渍上一薄层固定液。 作为担体使用的物质应满足的条件：

? 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应； ? 比表面积大，孔径分布均匀；

? 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； ? 颗粒大小均匀、适度。 担体： 硅藻土型（常用）：红色担体、白色担体；非硅藻土型：氟担体、玻璃担体

红色担体：

孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。缺点是表面有活性吸附中心点。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。 白色担体：

煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗粒疏松，孔径较大，比表面积较小，机械强度较差，但吸附性小。适宜分离极性组分的试样。

固定液：高沸点难挥发的有机化合物，在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态，在色谱分析过程中是不动的。种类繁多。 固定液选择的基本原则：

按“相似相溶”原则选择固定液 a．按极性相似原则选择

①分离非极性组分，用非极性固定液（色散力）。 按沸点顺序出柱，低沸点的先出柱

如：用角鲨烷分离：甲烷（沸点-161.5℃） 先

乙烷（沸点-88.6℃） → 中

丙烷（沸点-47℃） 后

②分离极性组分，选用极性固定液（静电力）流出顺序：极性小→大 ③分离中等极性组分，用中等极性固定液基本按沸点顺序出柱，若沸点相同，则非极性组分先出峰。

④分离非极性和极性组分混合物，用极性固定液非极性组分先出峰 ⑤对能形成氢键的组分（如醇、胺、水等），用极性的或氢键型的固定液（如聚乙二醇、三乙醇胺，含F、N、O）。易与固定液形成氢键的组分后出峰 ⑥对于复杂的难分离的样品（如异构体），用特殊固定液或混合固定液，对于样品极性情况未知的，一般用几种极性不同固定液做试验。 b．按化学官能团相似选择

固定液与被测组分官能团相似，作用力强，选择性高。 酯类——选酯或聚酯固定液

醇类——选醇类或聚乙二醇固定液 按组分性质的主要差别选择固定液

组分的沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱，沸点低的先出柱 组分的极性差别为主 —— 选极性固定液 按极性强弱出柱，极性弱的先出柱 例：苯（80.1℃），环己烷（80.7℃） 选非极性柱 —— 分不开；

选中强极性柱 —— 较好分离，环己烷先出柱 四、柱温的选择 T??各组分挥发性靠拢，不利于分离；但

T太低?被测组分在两相中的扩散速率??，分析时间??

分配不能迅速达到平衡，柱效下降，峰形变宽或拖尾。

原则：

①低于固定液的最高使用温度。否则，柱寿命缩短，污染检测器，重现性差。 ②在能保证R的前提下，尽量使用低柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。通常柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30℃。具体通过实践选择。对于气体、气态烃等低沸点混合物，柱温往往选在其沸点以上，以便于室温或50℃以下分析。

③宽沸程样品应采用程序升温。程序升温好处： 改善分离效果；缩短分析周期；改善峰形；便于检测 四、检测器的选择 1.检测器类型 浓度型检测器：

测量的是载气中组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。热导检测器

质量型检测器：

测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID

热导检测器（thermal conductivity detector,TCD） 优点：

? 通用型，应用广泛 ? 结构简单 ? 稳定性好 ? 线性范围宽

? 不破坏组分，可重新收集制备

缺点：与其他检测器比，灵敏度低（因大多数组分与载气热导率差别不大）。 氢火焰离子化检测器（flame ionization detector,FID） 特点：(1) 典型的质量型检测器;

(2) 对含碳有机化合物具有很高的灵敏度; (3) 对无机气体、水不响应;

(4)氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点; (5)比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级。

缺点：燃烧会破坏样品，无法回收。

电子捕获检测器：electron capture detector, ECD

? 选择性检测器，仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很高的灵敏度，对大多数烃类没有响应。

? 较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。 火焰光度检测器(flame photometric detector，FPD)

? 化合物中硫、磷在富氢火焰中燃烧，辐射出394、526 nm 的特征光谱，可被检测。质量型

? 该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器。 五、色谱定量测定方法

基于被测物质的量与其峰面积成正比关系 1. 峰面积的测量

（1）峰高乘半峰宽法（峰形对称时） A = 1.065h·Y1/2

（2）峰高乘平均峰宽法（峰形不对称时） A = h·（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2 （3）峰高乘保留时间法（同系物 ） A = h·b·tR

（4）自动积分和微机处理法

利用“色谱工作站”的微型计算机控制系统，既可对峰面积进行积分，还能对色谱输出信号进行自动数据采集和处理，并以报告形式给出定量的分析结果。 （5）剪纸称重法

当各种操作条件，如色谱柱，温度，流速等严格保持不变时，在一定的进样量范围内色谱峰的半峰宽不变，故也可直接用峰高来进行定量。 峰高定量法快速，简便，对于狭窄峰比面积定量法更准确。 同一检测器对不同物质具有不同的响应值，两个等量的物质出的峰面积往往不相等，为了使检测器产生的响应信号能真实地反映出物质的含量，就要对响应值进行校正。

2.常用的几种定量方法 （1）归一化法 特点及要求：

? 归一化法简便、准确；

? 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大； ? 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。 （2）外标法（标准曲线法） 特点及要求：

? 外标法不需用校正因子，操作简便。 ? 操作条件变化对结果准确性影响较大。 ? 对进样量的准确性控制要求较高，适于进样量大及批量试样的快速分析。 （3）内标法

对内标物的要求：

（a）试样中不含有该物质；

（b）与被测组分性质比较接近，加入量也接近； （c）不与试样发生化学反应；

（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。

试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS，混匀。 计算式：

mifiAifiAi ?;mi?ms msfsASfsAS

fA msiimfsAS ci%?i?100??100WW

内标法特点：

(a) 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大（面积相对值），适于不全出峰样。

(b) 每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。此外选用合适的内标物也较为困难。

Aici%? ?常数(c) 若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：AS内标标准曲线法 无需校正因子；

消除了某些操作条件的影响； 也不需要定量进样；

适于液体试样的常规分析。 六、为什么现在多使用毛细管 1．特点：

1）渗透性好（固定液直接涂在管壁上且涂层很薄，气相和液相传质阻力大大降低），可使用长色谱柱

2）相比β大，载气流速大，分析速度快 3）柱容量小，允许进样量少（10-2-10-3μL）

4）柱效高（气流单途径通过柱子，无涡流扩散；载气速度快，分子扩散较小；液膜薄，液相传质阻力小。达每米3000～4000块理论塔板， 比填充柱高10～100倍 ），分离复杂混合物的能力大为提高. 2．毛细管柱内径很细，因而带来三个问题：

（1）允许通过的载气流量很小，且柱容量很小，导致允许的进样量小——需采用分流技术

（2）分流后，柱后流出的试样组分量少且组分易扩散——采用尾吹技术，使用灵敏度高响应快的检测器（FID）及快速记录系统

分流比：放空的试样量与进入毛细管柱的试样量之比，一般在50∶1到500∶1之间调节。

第十七章、高效液相色谱法

一、 高效液相色谱（HPLC）和气象色谱（GC）的主要差别 相同：兼具分离和分析功能，基本概念理论一致 主要差别：分析对象、流动相及操作条件的差别 1．分析对象

GC：能气化、热稳定性好、分子量较小的样品，仅能分析有机物的20%。 HPLC：高沸点、难气化、分子量大、热稳定性差及具有生理活性和离子型的样品均可检测，用途广泛，占有机物的80%。

2．流动相差别

? GC：流动相为惰性气体

? 组分与流动相无亲合作用力，只与固定相作用 ? HPLC：流动相为液体

? 流动相与组分间有亲合力，为提高柱的选择性、改善分离度增加了控制因素，对分离起很大作用

? 流动相种类较多，选择余地广

? 流动相极性、组成和pH值的选择也对分离起到重要作用 3．操作条件差别

GC：加温操作; HPLC：室温；高压 二、 高效液相色谱仪器的组成

五个部分：高压输液系统、进样系统、色谱柱、检测系统、记录仪。 三、检测器

应具有：灵敏度高、噪音低、响应快、线性范围宽、定量准确、适应范围广等特点，同时还应该对温度和载液流速的变化不敏感。 ? 常用的检测器有：紫外、折光、电导、荧光等。 1、紫外-可见光度检测器

? 一种小型的装有流动池的双光束光度计 ? 灵敏度很高，检测限可达10-9g·mL-1 优点：对温度和流速不敏感，适宜于梯度洗提。

缺点：不能用于对紫外-可见光完全不吸收的试样的检测，也不能使用对紫外光不透过的溶剂。

2、差示折光检测器

通过连续测定参比池和样品池中流动相之间的折光指数差值。差值与浓度呈正比

优点：凡与流动相折射率不同的组分，都可以用差示折光检测器来检测，所以差示折光检测器是一种通用型检测器。差示折光检测器的灵敏度可达10-7g·mL-1。 缺点：对温度和流速的波动很敏感；不能用于梯度洗提。 3、荧光检测器

高灵敏度、高选择性；

对多环芳烃，维生素B、黄曲霉素、卟啉类化合物、农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应。

4、光电二极管阵列检测器 紫外检测器的重要进展；

1024个二极管阵列，各检测特定波长，计算机快速处理，三维立体谱图， 三、 正相色谱和反相色谱

正相分配色谱用极性物质作固定相，非极性溶剂(如苯、正己烷等)作流动相 反相分配色谱用非极性物质作固定相，极性溶剂(如水、甲醇、乙腈等)作流动相 一般地，正相色谱是固定液的极性大于流动相的极性，而反相色谱是固定相的极性小于流动相的极性。正相色谱适宜于分离极性化合物，极性强的组分，保留值大，反相色谱则适宜于分离非极性或弱极性化合物，极性弱的组分，保留值大。 常用溶剂的极性顺序：

水(最大) > 甲酰胺> 乙腈> 甲醇> 乙醇> 丙醇> 丙酮> 二氧六环> 四氢呋喃> 甲乙酮> 正丁醇> 乙酸乙酯> 乙醚> 异丙醚> 二氯甲烷>氯仿>溴乙

烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>环己烷>己烷>煤油(最小) 极性和保留值的关系：见上。 四、 离子交换色谱的应用对象 原理：离子交换色谱法是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的被测离子进行可逆交换，由于被测离子在交换剂上具有不同的亲和力而被分离。

主要用来分离离子或可离解的化合物，凡是在流动相中能够电离的物质都可以用离子交换色谱法进行分离。广泛地应用于：无机离子、有机化合物和生物物质(如氨基酸、核酸、蛋白质等)的分离。

五、凝胶色谱（空间排阻色谱法）的分离机理

凝胶是一种多孔性的高分子聚合体，表面布满孔隙，能被流动相浸润，吸附性很小。凝胶色谱法的分离机制是根据分子的体积大小和形状不同而达到分离目的。 凝胶色谱法的作用机制

★体积大于凝胶孔隙的分子，由于不能进入孔隙而被排阻，直接从表面流过，先流出色谱柱；

★小分子可渗入凝胶孔隙中而完全不受排阻，然后又从孔隙中出来随载液流动，后流出色谱柱；

★中等体积的分子可渗入较大的孔隙中，但受到较小孔隙的排阻，介于上述两种情况之间。

凝胶色谱法的应用特点

★保留时间是分子尺寸的函数，适宜于分离相对分子质量大的化合物，相对分子质量在400～8×105的任何类型的化合物 ★保留时间短，色谱峰窄，容易检测

★固定相与溶质分子间的作用力极弱，趁于零，柱的寿命长

★不能分辨分子大小相近的化合物，分子量相差需在10%以上时才能得到分离 第五章、紫外—可见吸收光谱法 第六章、红外吸收光谱法

第七章、分子荧光分析法 这三章老师讲太具体了，基本涵盖了书上所有内容，重点就划不出来了，有没有课件，实在是不好弄出来，而且这几章考的内容也不会很多，大家自己看一下书吧。

第零章、食品前处理，老师画的重点也几乎涵盖了所有ppt内容，大家参考下ppt吧。

烷>苯>四氯化碳>二硫化碳>环己烷>己烷>煤油(最小) 极性和保留值的关系：见上。 四、 离子交换色谱的应用对象 原理：离子交换色谱法是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的被测离子进行可逆交换，由于被测离子在交换剂上具有不同的亲和力而被分离。

主要用来分离离子或可离解的化合物，凡是在流动相中能够电离的物质都可以用离子交换色谱法进行分离。广泛地应用于：无机离子、有机化合物和生物物质(如氨基酸、核酸、蛋白质等)的分离。

五、凝胶色谱（空间排阻色谱法）的分离机理

凝胶是一种多孔性的高分子聚合体，表面布满孔隙，能被流动相浸润，吸附性很小。凝胶色谱法的分离机制是根据分子的体积大小和形状不同而达到分离目的。 凝胶色谱法的作用机制

★体积大于凝胶孔隙的分子，由于不能进入孔隙而被排阻，直接从表面流过，先流出色谱柱；

★小分子可渗入凝胶孔隙中而完全不受排阻，然后又从孔隙中出来随载液流动，后流出色谱柱；

★中等体积的分子可渗入较大的孔隙中，但受到较小孔隙的排阻，介于上述两种情况之间。

凝胶色谱法的应用特点

★保留时间是分子尺寸的函数，适宜于分离相对分子质量大的化合物，相对分子质量在400～8×105的任何类型的化合物 ★保留时间短，色谱峰窄，容易检测

★固定相与溶质分子间的作用力极弱，趁于零，柱的寿命长

★不能分辨分子大小相近的化合物，分子量相差需在10%以上时才能得到分离 第五章、紫外—可见吸收光谱法 第六章、红外吸收光谱法

第七章、分子荧光分析法 这三章老师讲太具体了，基本涵盖了书上所有内容，重点就划不出来了，有没有课件，实在是不好弄出来，而且这几章考的内容也不会很多，大家自己看一下书吧。

第零章、食品前处理，老师画的重点也几乎涵盖了所有ppt内容，大家参考下ppt吧。

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