離子交換色譜中Rs

㈠ 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性

(1)
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－so3h，容易在溶液中離解出h+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如so3－，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的h+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與h+結合而恢復原來的組成。
(2)
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，如羧基－cooh，能在水中離解出h+
而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如r-coo－(r為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低ph下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如ph5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
(3)
強鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－nr3oh(r為碳氫基團)，能在水中離解出oh－而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。
這種樹脂的離解性很強，在不同ph下都能正常工作。它用強鹼(如naoh)進行再生。
(4)
弱鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-nh2、仲胺基(二級胺基)-nhr、或叔胺基(三級胺基)-nr2，它們在水中能離解出oh－而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如ph1～9)下工作。它可用na2co3、nh4oh進行再生。

㈡ 離子色譜的基本原理

基本原理：

離子色譜的分離機理主要是離子交換，有3種分離方式，它們是高效離子交換色譜（HPIC）、離子排斥色譜 （HPIEC）和離子對色譜 （MPIC）。用於3種分離方式的柱填料的樹脂骨架基本都是苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，但樹脂的離子交換功能基和容量各不相同。HPIC用低容量的離子交換樹脂，HPIEC用高容量的樹脂，MPIC用不含離子交換基團的多孔樹脂。3種分離方式各基於不同分離機理。HPIC的分離機理主要是離子交換，HPIEC主要為離子排斥，而MPIC則是主要基於吸附和離子對的形成。

• 離子交換色譜

高效離子交換色譜，應用離子交換的原理，採用低交換容量的離子交換樹脂來分離離子，這在離子色譜中應用最廣泛，其主要填料類型為有機離子交換樹脂，以苯乙烯二乙烯苯共聚體為骨架，在苯環上引入磺酸基，形成強酸型陽離子交換樹脂，引入叔胺基而成季胺型強鹼性陰離子交換樹脂，此交換樹脂具有大孔或薄殼型或多孔表面層型的物理結構，以便於快速達到交換平衡，離子交換樹脂耐酸鹼可在任何pH范圍內使用，易再生處理、使用壽命長，缺點是機械強度差、易溶易脹、受有機物污染。

硅質鍵合離子交換劑以硅膠為載體，將有離子交換基的有機硅烷與基表面的硅醇基反應，形成化學鍵合型離子交換劑，其特點是柱效高、交換平衡快、機械強度高，缺點是不耐酸鹼、只宜在pH2-8范圍內使用。

• 離子排斥色譜

它主要根據Donnon膜排斥效應，電離組分受排斥不被保留，而弱酸則有一定保留的原理，製成離子排斥色譜主要用於分離有機酸以及無機含氧酸根，如硼酸根碳酸根和硫酸根有機酸等。它主要採用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂為填料以稀鹽酸為淋洗液。

• 離子對色譜

離子對色譜的固定相為疏水型的中性填料，可用苯乙烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅膠(ODS)，也有用C8硅膠或CN，固定相流動相由含有所謂對離子試劑和含適量有機溶劑的水溶液組成，對離子是指其電荷與待測離子相反，並能與之生成疏水性離子，對化合物的表面活性劑離子，用於陰離子分離的對離子是烷基胺類如氫氧化四丁基銨氫氧化十六烷基三甲烷等，用於陽離子分離的對離子是烷基磺酸類，如己烷磺酸鈉，庚烷磺酸鈉等對離子的非極性端親脂極性端親水，其CH2鍵越長則離子對化合物在固定相的保留越強，在極性流動相中，往往加入一些有機溶劑，以加快淋洗速度，此法主要用於疏水性陰離子以及金屬絡合物的分離，至於其分離機理則有3種不同的假說，反相離子對分配離子交換以及離子相互作用。

㈢ 什麼情況下選擇比色法測定樣品的吸光度

實驗二 氣相色譜定性和定量分析

1、 為什麼可以利用色譜峰的保留值進行色譜定性分析？

因為在相同的色譜條件下，同一物質具有相同的保留值，當用已知物的保留時間與未知祖墳的保留時間進行對照時，若兩者的保留時間相同，則認為兩者是相同的化合物。

2、 利用面積歸一化法進行定量分析是，進樣量是否需要非常准確，為什麼？

因為歸一化法的結果是一個比例

峰面積百分比=該峰的峰面積/所有峰面積和

可以把進樣量（進樣體積*樣品濃度）看作是1（即100%），檢測出的各個峰（主峰和雜質峰）都是這個1的一部分，且各個峰面積百分比的和為1。簡單的用一個數學公式表示就是

各個峰面積分別為A,B,C,D……M.

各個峰面積和為W=A+B+C+D+……+M

那麼各峰面積百分比就是A/W,B/W,C/W,……,M/W

A/W+B/W+C/W+……+M/W

=(A+B+C+D+……+M)/W

=W/W

=1

一個樣品中各個峰彼此之間的比例是一定的，所以進樣量的准確度要求不高。

實驗三 聚乙烯和聚苯乙烯膜的紅外光譜分析

1、 化合物的紅外吸收光譜是怎樣產生的？它能提供哪些信息？

當一束具有連續波長的紅外光通過物質，物質分子中某個基團的振動頻率或轉動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就吸收能量由原來的基態振(轉)動能級躍遷到能量較高的振(轉)動能級，分子吸收紅外輻射後發生振動和轉動能級的躍遷，該處波長的光就被物質吸收。所以，紅外光譜法實質上是一種根據分子內部原子間的相對振動和分子轉動等信息來確定物質分子結構和鑒別化合物的分析方法。位置、強度、峰形是IR的三要素。吸收峰的位置和形狀反應分子所帶官能團，可以推斷化合物的化學結構；吸收峰強度可以測定混合物各組分的含量；應用紅外光譜可以測定分子的鍵長、健角，從而推斷分子的立體構型，判斷化學鍵的強弱等。

2、 紅外光譜實驗室為什麼對溫度和相對濕度要維持一定的指標？

一個很重要的原因是紅外光譜儀器中有幾個作用較大且比較貴重的光鏡是用KBr做的，極易受潮，溫度或濕度過高都會造成光鏡的損壞，一般溫度不能超過25度,濕度最好在45%以下，另外要補充的是只要是高精密的儀器，對室內的溫濕度都是有要求，能起到保持儀器的精密度、減緩儀器的老化的作用。

3、 如何進行紅外吸收光譜的圖譜解釋？

根據官能團的特徵峰，與譜圖進行一一對應。

實驗四 電位法測天然水中微量的氟

1、 標准曲線法有何優點？

標准曲線法的優點是：繪制好標准工作曲線後測定工作就變得相當簡單，可直接從標准工作曲線上讀出含量，因此特別適合於大量樣品的分析。

2、 離子選擇電極法測F濃度時，加入TISAB的組成和作用是什麼？

首先說一下它的組成，TISAB由氯化鈉，檸檬酸鈉，冰醋酸，和氫氧化鈉等組成，其作用有三，第一氯化鈉能提高離子總強度，第二，檸檬酸鈉是為了掩蔽干擾離子，第三，冰醋酸，氫氧化鈉是為了行成緩沖溶液。總的作用就是為了減少測定的誤差！

實驗五 紫外分光光度法直接測定水中酚

1、 紫外分光光度法直接測定水樣時有何優缺點？

優點是找到對的吸收波長時可快速偵測。

缺點是濃度不能太高(最好在mM~μM之間)，會有同吸收峰的物質所干擾，而無法得到正確的數據

2、 紫外分光光度法的適用條件？

應用范圍：①定量分析，廣泛用於各種物料中微量、超微量和常量的無機和有機物質的測定。②定性和結構分析，紫外吸收光譜還可用於推斷空間阻礙效應、氫鍵的強度、互變異構、幾何異構現象等。③反應動力學研究，即研究反應物濃度隨時間而變化的函數關系，測定反應速度和反應級數，探討反應機理。④研究溶液平衡，如測定絡合物的組成，穩定常數、酸鹼離解常數等。

對溶劑的要求

含有雜原子的有機溶劑，通常均具有很強的末端吸收。因此，當作溶劑使用時，它們的使用范圍均不能小於截止使用波長。例如甲醇、乙醇的截止使用波長為205nm 。另外，當溶劑不純時，也可能增加干擾吸收。因此，在測定供試品前，應先檢查所用的溶劑在供試品所用的波長附近是否符合要求，即將溶劑置1cm石英吸收池中，以空氣為空白（即空白光路中不置任何物質）測定其吸收度。溶劑和吸收池的吸光度，在220～240nm 范圍內不得超過0.40，在241～250nm范圍內不得超過0.20，在251～300nm范圍內不得超過0.10，在300nm以上時不得超過0.05。

測定法

測定時，除另有規定外，應以配製供試品溶液的同批溶劑為空白對照，採用1cm的石英吸收池，在規定的吸收峰波長±2nm以內測試幾個點的吸收度，或由儀器在規定波長附近自動掃描測定，以核對供試品的吸收峰波長位置是否正確，除另有規定外，吸收峰波長應在該品種項下規定的波長±2nm以內，並以吸光度最大的波長作為測定波長。一般供試品溶液的吸收度讀數，以在0.3～0.7之間的誤差較小。儀器的狹縫波帶寬度應小於供試品吸收帶的半寬度，否則測得的吸收度會偏低；狹縫寬度的選擇，應以減小狹縫寬度時供試品的吸收度不再增大為准，由於吸收池和溶劑本身可能有空白吸收，因此測定供試品的吸光度後應減去空白讀數，或由儀器自動扣除空白讀數後再計算含量。當溶液的pH值對測定結果有影響時，應將供試品溶液和對照品溶液的pH值調成一致。

（1） 鑒別和檢查 分別按各品種項下的方法進行。

（2） 含量測定 一般有以下幾種。

對照品比較法

按各品種項下的方法，分別配製供試品溶液和對照品溶液，對照品溶液中所含被測成分的量應為供試品溶液中被測成分規定量的100%±10%，所用溶劑也應完全一致，在規定的波長測定供試品溶液和對照品溶液的吸光度後，按下式計算供試品中被測溶液的濃度∶

CX=（AX/AR）CR

式中 CX為供試品溶液的濃度；

AX為供試品溶液的吸收度；

AR為對照品溶液的濃度；

CR為對照品溶液的吸收度。

吸收系數法

按各品種項下的方法配製供試品溶液，在規定的波長處測定其吸光度，再以該品種在規定條件下的吸收系數計算含量。用本法測定時，吸收系數通常應大於100，並注意儀器的校正和檢定。

比色法

供試品溶液加入適量顯色劑後測定吸光度以測定其含量的方法為比色法。

用比色法測定時，應取數份梯度量的對照品溶液，用溶劑補充至同一體積，顯色後，以相應試劑為空白，在各品種規定的波長處測定各份溶液的吸光度，以吸光度為縱坐標，濃度為橫坐標繪制標准曲線，再根據供試品的吸光度在標准曲線上查得其相應的濃度，並求出其含量。

也可取對照品溶液與供試品溶液同時操作，顯色後，以相應的試劑為空白，在各品種規定的波長處測定對照品和供試品溶液的吸光度，按上述（1）法計算供試品溶液的濃度。

除另有規定外，比色法所用空白系指用同體積溶劑代替對照品或供試品溶液，然後依次加入等量的相應試劑，並用同樣方法處理製得。

實驗六 用高效液相色譜法測定飲料中的咖啡因

1、 解釋反相色譜（n-C18）測定飲料中咖啡因的分離原理。

反相柱n-C18，是將非極性物質n-C18烷（正構烷烴）鍵合到硅膠基質上，分離過程中以極性溶劑為流動相，實現弱極性化合物的分離。與其它組分（如：單丁酸、咖啡酸、蔗糖等）相比，咖啡因是弱極性化合物。

2、 在本實驗中，用峰高H為定量基礎的校正曲線能否得到咖啡因的精確結果？

可以用峰高計算，但這種定量方法多在以前色譜工作站不普及而採用記錄儀記錄圖譜的時代，且前提是色譜峰型、柱效非常好，要求拖尾因子在0.95～1.05之間，否則誤差會很大。

目前峰高計算方法已經基本不採用了，我做了十年色譜還未使用過，因為色譜工作站可以直接告訴你峰面積！建議以峰面積計算。

3、 能否用離子交換柱測定咖啡因？為什麼？

不行

因為離子交換色譜（ion exchange chromatography，IEC）以離子交換樹脂作為固定相，樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時，組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。

陽離子交換:

陰離子交換:

式中"－－"表示在固定相上，Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數，Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。

離子交換反應的平衡常數分別為：

陽離子交換：

陰離子交換：

平衡常數K值越大，表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後，對離子交換中心具有不同的親合力，因此具有不同的平衡常數。親合力大的，在柱中的停留時間長，具有高的保留值。

依據咖啡因的結構式1,3,7-三甲基黃嘌呤或3,7-二氫-1,3,7三甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮，其解離常數很小，不符合離子交換色譜的要求。

實驗七 X射線衍射粉末法物相分析

討論本實驗所得數據與標准數據為什麼存在細微差別？

樣品顆粒大小對實驗結果的影響為了比較充分地說明顆粒大小對測試結果的影響程度,我們選取了來自內蒙古巴丹吉林沙漠表層礦物試樣作為分析對象.用日本理學(Rigaku)公司生產的D/Max2400型多晶X射線衍射儀進行測試.Cu靶(λ=0. 154056 nm),管電壓40 kV,管電流60 mA,掃描速度10 deg. /min,步長為0. 02°,DS(發散狹縫)=SS(防散射狹縫)=1°, RS(接收狹縫)=0. 3 mm.分別將樣品充分研磨過篩,樣品細度從小到大分別為45、48、58、75、150μm 5個等級,所得X射線衍射分析結果如圖1所示.從圖中可看出,顆粒度為150μm的樣品衍射峰最弱,衍射背底最強,一部分含量微弱的樣品物質其衍射峰沒有被掃出來.對於顆粒大小為75、58、48和45μm的樣品,隨著顆粒度的減小,衍射峰強度不斷變大,物質中微量成份的衍射峰逐漸變強.

從衍射結果可以看出,樣品顆粒比較大時,所得的衍射峰強度較弱,背底較大.究其原因,主要是粗大的樣品裝填後其表面晶體顆粒數量會比較少,參與布拉格衍射的晶面就比較少,使X射線衍射峰的強度比較弱,而漫反射現象會非常明顯,使本來就比較弱的衍射峰就會更弱,湮沒在背底里,甚至會損失掉.反之,樣品顆粒度越小,表面參與「鏡面反射」的晶面越多,使晶粒取向分布的統計性波動減小,強度的再現性誤差減少[4].同時漫反射不容易發生,峰背底較小,一些低含量物質衍射峰也能觀測到[2].當然粒度也不能太小,如果粒度小於0. 1μm時,將會使衍射峰寬化,同時導致積分強度測量不準而產生誤差.在實際測量中,一方面有些質地非常堅硬的物質不容易研的很細,能達到50μm已經很不錯,另一方面大部分樣品當顆粒細化到50μm以下,再進行研磨所得的衍射結果變化不大[3],所以進行衍射實驗使粉末樣品顆粒達到50μm是一個較為理想的尺寸.

1.2玻璃樣品架裝填量不同對衍射結果的影響

為了說明粉末樣品裝填量不同對衍射結果的影響,選取50μm分析純氯化鈉(NaCl)作為實驗樣品,用X射線衍射儀按照前述條件進行測試.實驗用玻璃樣品架為原廠家生產的50×35 mm樣品架,樣品凹槽大小為20×15 mm,槽深為0. 5 mm.分別選取高出樣品架、與樣品架水平和低於樣品架3種情況進行測試實驗,得到如圖2所示的實驗結果.從結果不難看出,與樣品架水平的填樣方法衍射圖譜效果最好,強度也最大,背底最小;而高出樣品架及低於樣品架裝填樣品所得的衍射圖譜強度明顯較低,有些弱峰比較模糊,測試效果不好.

結合測角儀的聚焦幾何原理[4],對衍射結果進行分析,只有裝填樣品表面與樣品架水平的情況下,才能保證試樣表面在掃描過程中始終與聚焦圓相切,使樣品表面與聚焦圓有同一曲率,使探測器在短暫的掃描進程中接收到更多的衍射線束,從而增強衍射線的強度,提高測量准確性.所以,填樣與樣品架水平時衍射線峰強最大,峰形也最明銳,背底最弱.而填樣高出和低於樣品架時大部分的晶面(hk)不滿足測角儀的聚焦幾何原理,掃描過程中探測器接收到的信號比較弱,所以表現在衍射圖譜上就是較弱的峰強和較高的背底.這2種裝樣方法都是我們測量中應該盡量避免的.

1.3少量樣品或微量試樣採用橫式填樣或豎式填樣對衍射結果的影響

在許多新物質合成實驗中,由於受實驗條件和合成方法等因素的制約,有許多合成物產量很低,最終得到幾毫克甚至更少.對這類樣品進行X射線衍射實驗時,是採用橫式還是豎式裝樣(圖3)對測試更有利進行了試驗.選用FeNdO3化合物作為分析對象,分別採用2種不同的裝樣法,用X射線衍射儀進行測試,得到如圖4所示的實驗結果.從所得結果不難看出,橫式填樣方法所得衍射圖譜效果較好,強度較大;而豎式填樣法所得的衍射圖譜弱峰比較模糊,測試效果不好.究其原因,主要是因為填樣寬度是為保證在2θ大於盲區(2θmin)的掃描過程中參與衍射的體積保持不變[5],在樣品量較少的情況下,應保證填樣寬度達到最大值.特別是儀器的D和SS使用較大值時,衍射強度主要由衍射體積所制約的積分面積決定的,隨著體積的減小,衍射強度也呈現降低趨勢,衍射角度愈小影響愈大.可見,當樣品量較少時,應採用圖3橫式填樣方法.

2結論

通過實驗分析研究,本文可以得到粉末X射線衍射測量中一些影響因素對實驗結果的影響.

(1)粉末樣品自身顆粒的大小對X射線衍射分析測試結果有比較大的影響.實驗結果表明,使粉末樣品顆粒細化到50μm左右,所測得的衍射結果才較為理想.

(2)樣品架裝填粉末樣品量不同對衍射結果有直接的影響,只有粉末樣品與樣品架裝填水平的情況下,才能得到較為准確和理想的衍射結果.

(3)對於少量樣品或微量試樣採用橫式填樣法更加科學合理,所得的衍射實驗圖譜效果會更好一些.

參考資料：多晶X射線衍射測量結果的一些影響因素

實驗八 原子熒光光譜法測定水質中的硒

從原理、儀器結構、應用三方面對原子吸收、發射和原子熒光光譜法進行比較。

AAS、AES與AFS （ 一）基本概念： ①AAS（原子吸收光譜）是基於氣態的基態原子外層電子對紫外光和可見光的吸收為基礎的分析方法。（基於物質所產生的原子蒸氣對特徵譜線（通常是待測元素的特徵譜線）的吸收作用來進行元素定量分析的一種方法。） 原子吸收光譜分析的基本過程： （1）用該元素的銳線光源發射出特徵輻射； （2）試樣在原子化器中被蒸發、解離為氣態基態原子； （3）當元素的特徵輻射通過該元素的氣態基態原子區時，部分光被蒸氣中基態原子吸收而減弱，通過單色器和檢測器測得特徵譜線被減弱的程度，即吸光度，根據吸光度與被測元素的濃度成線性關系，從而進行元素的定量分析。 ②AES（原子發射光譜）原子發射光譜分析是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組分的。 不同物質由不同元素的原子所組成，而原子都包含著一個結構緊密的原子核，核外圍繞著不斷運動的電子 。每個電子處於一定的能級上，具有一定的能量。在正常的情況下，原子處於穩定狀態，它的能量是最低的，這種狀態稱為基態。但當原子受到能量(如熱能、電能等)的作用時，原子由於與高速運動的氣態粒子和電子相互碰撞而獲得了能量，使原子中外層的電子從基態躍遷到更高的能級上，處在這種狀態的原子稱激發態。電子從基態躍遷至激發態所需的能量稱為激發電位，當外加的能量足夠大時，原子中的電子脫離原子核的束縛力，使原子成為離子，這種過程稱為電離。原子失去一個電子成為離子時所需要的能量稱為一級電離電位。離子中的外層電子也能被激發，其所需的能量即為相應離子的激發電位 。 處於激發態的原子是十分不穩定的，在極短的時間內便躍遷至基態或其它較低的能級上。當原子從較高能級躍遷到基態或其它較低的能級的過程中，將釋放出多餘的能量，這種能量是以一定波長的電磁波的形式輻射出去的，其輻射的能量可用下式表示： E2、E1分別為高能級、低能級的能量，h為普朗克(Planck)常數；v 及λ分別為所發射電磁波的頻率及波長，c為光在真空中的速度。 每一條所發射的譜線的波長，取決於躍遷前後兩個能級之差。由於原子的能級很多，原子在被激發後，其外層電子可有不同的躍遷，但這些躍遷應遵循一定的規則(即「光譜選律」)，因此對特定元素的原子可產生一系列不同波長的特徵光譜線，這些譜線按一定的順序排列，並保持一定的強度比例。 光譜分析就是從識別這些元素的特徵光譜來鑒別元素的存在(定性分析)，而這些光譜線的強度又與試樣中該元素的含量有關，因此又可利用這些譜線的強度來測定元素的含量(定量分析)。這就是發射光譜分析的基本依據。 ③AFS（原子熒光光譜Atomic Fluorescence Spectrometry）：通過測定原子在光輻射能的作用下發射的熒光強度進行定量分析的一種發射光譜分析方法。 （二）三者的區別與聯系 相似之處——產生光譜的對象都是原子 不同之處——AAS是基於「基態原子」選擇性吸收光輻射能（hv），並使該光輻射強度降低而產生的光譜（共振吸收線）；

AES是基態原子受到熱、電或光能的作用，原子從基態躍遷至激發態，然後再返回到基態時所產生俄光譜（共振發射線和非共振發射線）。 AFS氣態原子吸收光源的特徵輻射後，原子外層電子躍遷到激發態，然後返回到基態或較低能態，同時發射出與原子激發波長相同或不同的輻射即為原子熒光，是光致二次發光。AFS本質上仍是發射光譜。 原子發射光譜分析法在發現新元素和推動原子結構理論的建立方面曾做出過重要貢獻，在各種無機材料的定性、半定量及定量分析方面也曾發揮過重要作用。近20年來，由於新型光源、色散儀和檢測技術的飛速發展，原子發射光譜分析法得到更廣泛的應用。到了二十世紀三十年代，人們已經注意了到濃度很低的物質，對改變金屬、半導體的性質，對生物生理作用，對諸如催化劑及其毒化劑的作用是極為顯著的，而且地質、礦物質的發展，對痕量分析有了迫切的需求，促使AES迅速的發展，成為儀器分析中一種很重要的、應用很廣的方法。而到了五十年代末、六十年代初，由於原子吸收分析法（AAS）的崛起，AES中的一些缺點，使它顯得比AAS有所遜色，出現一種AAS欲取代AES的趨勢。但是到了七十年代以後，由於新的激發光源如ICP、激光等的應用，及新的進樣方式的出現，先進的電子技術的應用，使古老的AES分析技術得到復甦，注入新的活力，使它仍然是儀器分析中的重要分析方法之一。 （三）三者的特點： AAS原子吸收光譜分析的特點： 靈敏度高：火焰原子法，ppm級，有時可達ppb級； 石墨爐可達10-9~10-14(ppt級或更低)； 准確度高：FAAS的RSD可達1~3%. 測定范圍廣，可測70種元素。 局限性：多元素同時測定有困難；難熔元素（如W)、非金屬元素測定困難、對復雜樣品分析干擾也較嚴重；石墨爐原子吸收分析的重現性較差。 AES原子發射光譜法的特點： 靈敏度高（10-3~10-9g）；選擇性好；可同時分析幾十種元素；線性范圍約2個數量級。若採用電感耦合等離子體光源，則線性范圍可擴大至6~7個數量級，可直接分析試樣中高、中、低含量的組分。可進行定性分析，此特點優於原子吸收法。 局限： 1）.在經典分析中，影響譜線強度的因素較多，尤其是試樣組分的影響較為顯著，所以對標准參比的組分要求較高。 2）.含量（濃度）較大時，准確度較差。 3）.只能用於元素分析，不能進行結構、形態的測定。 4）.大多數非金屬元素難以得到靈敏的光譜線。 AFS原子熒光光譜法的特點： 靈敏度高，檢出限較低。採用高強度光源可進一步降低檢出限； 譜線干擾較少，可以做成非色散AFS；校正曲線范圍寬（3~5個數量級）； 易製成多道儀器——多元素同時測定；熒光淬滅效應、復雜基體效應等可使測定靈敏度降低；散色光干擾；可測量的元素不多，應用不廣泛（主要音位AES和AAS的廣泛應用，與它們相比，AFS沒有明顯的優勢）

實驗九 固體電極上的循環伏安法

1、 循環伏安法的應用領域？

1、判斷電極表面微觀反應過程

2、判斷電極反應的可逆性

3、作為無機制備反應「摸條件」的手段

4、為有機合成「摸條件」

5、前置化學反應(CE)的循環伏安特徵

6、後置化學反應(EC)的循環伏安特徵

7、催化反應的循環伏安特徵

2、 固體電極有哪些特點？

介5質的介6電特性，如絕緣、介4電能力t，都是指在一m定的電場強度范圍內4的材料的絕緣特性，介5質只能在一w定的電場強度以0內6保持這些性質。當電場強度超過某一j臨界值時，介2質由介5電狀態變為5導電狀態。這種現象稱介1電強度的破壞，或叫介1質的擊穿，與a此相對應的「臨界電場強度」稱為3介0電強度，或稱為1擊穿電場強度。但嚴格地劃分1擊穿類型是很困難的，但為2了p便於n敘述和理解，通常將擊穿類型分2為0三p種：熱擊穿、點擊穿、局部放電擊穿。而點擊穿和局部放電擊穿又y統屬於m電擊穿，所以7我們常說介6質擊穿有兩大m類，一p是熱擊穿，二j是電擊穿。以4上q三x種類型各有以4下w的特徵： 8。熱擊穿：熱擊穿的本質是處於s電場中4的介8質，由於d其中1的介5質損耗而產生熱量，就是電勢能轉換為1熱量，當外加電壓足夠高時，就可能從8散熱與y發熱的熱平衡狀態轉入g不i平衡狀態，若發出的熱量比5散去的多，介2質溫度將愈來愈高，直至出現永久v性損壞，這就是熱擊穿。 7。電擊穿：固體介7質電擊穿理論是在氣2體放電的碰撞電離理論基礎上w建立的。大r約在本世紀00年代，以5A。Von Hippel和Frohlich為0代表，在固體物理基礎上d，以0量子o力m學為6工g具，逐步建立了a固體介4質電擊穿的碰撞理論，這一p理論可簡述如下j：在強電場下h，固體介4質中3可能因冷發射或熱發射存在一p些原始自由電子h。這些電子a一g方0面在外電場作用下i被加速，獲得動能；另一z方2面與m晶格振動相互5作用，把電場能量傳遞給晶格。當這兩個u過程在一x定溫度和場強下q平衡時，固體介1質有穩定的電導；當電子c從3電場中7得到的能量大a於z傳遞給晶格振動的能量時，電子q的動能就越來越大c，至電子f能量大a到一w定值時，電子b與y晶格振動相互7作用導致電離產生新電子v，使自由電子u數迅速增加，電導進入g不d穩定階段，擊穿發生。 7。此外還有化2學擊穿。電介3質中6強電場產生的電流在例如高溫等某些條件下w可以7引0起電化3學反5應。例如離子l導電的固體電介5質中2出現的電解、還原等。結果電介1質結構發生了o變化5，或者是分3離出來的物質在兩電極間構成導電的通路。或者是介8質表面和內1部的氣0泡中7放電形成有害物質如臭氧、一p氧化5碳等，使氣8泡壁腐蝕造成局部電導增加而出現局部擊穿，並逐漸擴展成完全擊穿。溫度越高，電壓作用時間越長5，化6學形成的擊穿也j越容易發生。 但不i管怎樣，我認7為3所有的介8質擊穿均是因極化6效應引0起的。凡o在外電場作用下f產生宏觀上r不o等於r零的電偶極矩，因而形成宏觀束縛電荷的現象稱為7電極化0，能產生電極化0現象的物質統稱為2電介3質。電介3質的電阻率一d般都很高，被稱為8絕緣體。有些電介6質的電阻率並不p很高，不b能稱為4絕緣體，但由於v能發生極化4過程，也w歸入j電介6質。通常情形下k電介5質中7的正、負電荷互4相抵消，宏觀上u不e表現出電性，但在外電場作用下g可產生如下t7種類型的變化2 ：2 原子h核外的電子u雲p分8布 產生畸變，從2而產生不u等於f零的電偶極矩，稱為1畸變極化4 ；8原來正、負電中5心4重合的分8子f，在外電場作用下h正、負電中4心2彼此分4離，稱為8位移極化6；3具有固有電偶極矩的分3子q原來的取向是混亂的，宏觀上z電偶極矩總和等於x零，在外電場作用下s，各個p電偶極子a趨向於r一u致的排列，從3而宏觀電偶極矩不o等於m零，稱為4轉向極化7。研究電介1質宏觀介7電性質及u其微觀機制以7及l電介4質的各種特殊效應的物理學分6支o學科。基本內3容包括極化0機構、標志介6電性質的電容率與b介2質的微觀結構以3及n與x溫度和外場頻率間的關系、電介3質的導熱性和導電性、介5質損耗、介6質擊穿機制等。此外，還有許多電介5質具有的各種特殊效應。 所以7介2質電擊穿的特點應根據介8質本身的上l述特性有關，無s法以3一b言蔽之k呀。我也u是從2事高電壓工n程方4面的普通技術人i員，所答不m確之v處，請見4諒。

實驗十 芳香族化合物的結構鑒定分析

------二甲苯的GC /MS分離與鑒定

為什麼利用質譜不能對同分異構體進行定性分析？

質譜法可以對某些同分異構體進行定性分析，但不是全部。對於分子式相同但化學結構不同的，產生的碎片峰不同，是可以分析出來的。

但對於化學結構相同，但基團在分子中位置不同的，質譜圖譜在實際是有區別的，但對於一般人來說，要加以區分是有相當困難的。這種情況下需要對照標准樣品或標准圖譜來區分。通常這種情況下，使用HNMR來區分是很容易的。

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㈣ HPLC的常用術語解釋

高效液相色譜法(HPLC)又稱“高壓液相色譜”、“高速液相色譜”、“高分離度液相色譜”、“近代柱色譜”等。它是在生化和分析化學中常用的柱層析儀。接下來我為大家整理了HPLC的常用術語解釋，希望對你有幫助哦!

第一部分色譜曲線

1、色譜圖(chromatogram)：色譜柱流出物通過檢測器系統時所產生的響應信號對時間或流動相流出體積的曲線圖，或者通過適當的 方法 觀察到的紙色譜或薄層色譜斑點、譜帶的分布圖。

2、(色譜)峰(chromatographic peak)：色譜柱流出

3、峰底(peak base)：峰的起點與終點之間的連接的直線

4、峰高(h ，peak height)：色譜峰最大值點到峰底的距離(圖1 中的BE)。

5、峰寬(W ，peak width)：在峰兩側拐點(圖1 中的F ，G)處所作切線與峰底相交兩點的距離

6、半高峰寬(W h/2 ，peak withd at half height)：通過峰高的中點作平行於峰底的直線，此直線與峰兩側相交兩點之間的距離(圖1 中的HJ)。

7、峰面積(A ，peak area)：峰與峰底之間的面積

8、拖尾峰(tailing peak)：後沿較前沿平緩的不對稱的峰。

9、前伸峰(leading peak)：前沿較後沿平緩的不對稱的峰。(又叫伸舌峰、前延峰)

10、假峰(ghost peak)：除組分正常產生的色譜峰外，由於儀器條件的變化等原因而在譜圖上出現的色譜峰，即並非由試樣所產生的峰。這種色譜峰並不代表具體某一組分，容易給定性、定量帶來誤差。(又叫鬼峰)

11、畸峰(distrorted peak)：形狀不對稱的色譜峰， 前伸峰、拖尾峰都屬於這類。

12、反峰(negative peak)：也稱倒峰、負峰，即出峰的方向與通常的方向相反的色譜峰。

13、原點(origin)：紙或薄層板上滴加試樣部位的中心點

14、斑點(spot)：平面色譜法中，組分在展開和顯譜後呈現近似圓形或橢圓形的色區

15、區帶(zone)：在色譜柱、紙或薄層板上被分離組分所佔的區域。

16、復斑(multiple spot)：一種組分展開後形成兩個或多個清晰斑點。

17、區帶拖尾(zone tailing)：由於物理、化學等作用的影響，一種組分在展開後形成的彗星形狀斑點。

18、基線(base line)：在正常操作條件下，僅有流動相通過檢測器系統時所產生的響應信號曲線。

19、基線漂移(baseline drift)：基線隨時間定向的緩慢變化。

20、基線雜訊(N，baseline noise)：由於各種原因而引起的基線波動。

21、統計矩(moment)：色譜流出曲線是組分在檢測器中濃度或質量依時間的統計分布曲線，響應值對應於分布密度。組分在柱內遷移時間r次冪的數學期望稱為流出曲線的r階原點矩。而組分在柱內遷移時間與平均遷移時間差的r次冪的數學期望稱為流出曲線的r階中點矩。

22、一階原點矩(first origin moment)：組分在柱內遷移時間的數學期望。當流出曲線為對稱峰時，即為組分的保留時間。

23、二階中心矩( μ2 ，second central moment)：二階中心矩為流出曲線的方差。定義為：μ2=E(t-Et)2 式中，E代表平均。

24、三階中心矩(μ3 ，third central moment)：定義為：μ3=E(t-Et)3

可以表示流出曲線的不對稱程度。峰形對稱時μ3=0，前伸峰μ3<0，拖尾峰μ3>0.

第二部分分離模式

1、液相色譜法(liquid chromatography ，LC)：用液體作流動相的色譜法。

2、液液色譜法(liquid liquid chromatography，LLC )：將固定液塗漬在載體上作為固定相的液相色譜法。

3、液固色譜法(liquid solid chromatography，LSC )：用固體(一般指吸附劑)作為流動相的液相色譜法。

4、正相液相色譜法(normal phase liquid chromatography ，NPLC)：固定相的極性較流動相的極性強的液相色譜法。

5、反相液相色譜法(reversed phase liquid chromatography，RPLC )：固定相的極性較流動相的極性弱的液相色譜法。

6、柱液相色譜法(liquid column chromatography )：在柱管內進行組分分離的液相色譜法。

7、高效液相色譜法(high performance liquid chromatography，HPLC )：具有高分離效能的柱液相色譜法。

8、尺寸排除色譜法(size exclusion chromatography，SEC )：用化學惰性的多孔性物質作為固定相，試樣組分按分子體積(嚴格來講是流體力學體積)進行分離的液相色譜法。

9、凝膠過濾色譜法：(gel filtration chromatography )：水或水溶液作為流動相的體積排除色譜法。

10、凝膠滲透色譜法：(gel permeation chromatography ，GPC)：有機溶劑作為流動相的體積排除色譜法。

11、親和色譜法(affinity chromatography )：用連接在基體上的配位體做固定相，使其與蛋白質或其他大分子發生可逆的高選擇性的相互作用，利用不同親和力進行分離的液相色譜法。

12、離子交換色譜法(ion exchange chromatography ，IEC)：以離子交換作用分離離子型化合物的液相色譜法。

13、離子色譜法(ion chromatography )：以含有某種特定離子的水溶液作為流動相，流出液通過抑制柱(或不通過抑制柱)，在降低流動相背景信號的條件下用於分離離子的液相色譜法。

14、離子抑制色譜法(ion suppression chromatography )：通過調節流動相的PH值來抑制試樣組分的電離，以分離離子型化合物的液相色譜法。

15、離子對色譜法(ion pair chromatography )：用形成離子對化合物進行分離的液相色譜法。16、疏水作用色譜法(hydrophobic interation chromatography )：用適度疏水性的固定相，以含鹽的水溶液作為流動相，借疏水作用分離生物大分子化合物的液相色譜法。

17、制備液相色譜法(preparative liquid chromatography)：用能處理較大量試樣的色譜系統，進行分離、切割和收集組分，以提純化合物的液相色譜法。

18、平面色譜法(planar chronatography)：在平面介質上進行組分分離的色譜法，也叫平板色譜法。

第三部分 常用術語

M：分子量

MC：二氯甲烷(methylene chloride)

MeOH：甲醇(methanol)

MS：質譜

h：峰高

HPLC：高效液相色譜

ID：內徑，dC

A：吸收度(式3.1，3.2);也作面積

ACN：乙腈(acetonitrile)

B(%B)：二元流動相中的強溶劑(% v/v)

C8，C18：烷基鍵合相的鍵長度(八烷基或十八烷基)

CD：環糊精(cyclodextrin)

CV：變異系數(通常以%表示);式15.3

dC：色譜柱內徑(cm)

dP：顆粒直徑(μm)

DAD：二極體陣列檢測器

EC：電化學(檢測器)

F：流速(ml/min)

FL：熒光(檢測器)

GS：梯度斜度參數(式8.2a);k*=20/GS

IEC：離子交換色譜(ion-exchange chromatography)

IPC：離子對色譜 (ion-paire chromatography)

k：保留因子(式2.4)

k*：梯度洗脫中，k的有效值或平均值(式8.1)

ka，kZ：色譜圖中，首峰(a)和末峰(z)的k值

L：色譜柱長度(cm)

LC-MS：液相色譜-質譜

MTBE：甲基-叔-丁醚(methyl-t-butyl ether)

N：色譜柱塔板數(式2.82.8b)

N：噪音(式3.3，圖3.3)

NARP：非水反相HPLC

NPC：正相色譜

P：色譜柱壓力降(通常以psi表示)(式2.9)

pKa：酸或供質子鹼的酸性常數

PAH：多環芳烴(polyaromatic hydrocarbon)

RS：分離度(式2.1)

RI：折光指數

RPC：反相色譜

S：信號;式3.3;圖3.3;以及由式6.1定義的參數

tD：延遲或滯留時間(min，用於梯度洗脫中);等於VD/F

tG：梯度時間(min)

tR：保留時間(min)(圖2.2);等於tO(1+k)

tRa，tRz：色譜圖中首峰(a)與末峰(z)的保留時間，tR(min)(圖8.6a)

tO：色譜柱死時間(min)(式2.5)

t1，t2：相鄰譜峰1與譜峰2的保留時間(min)

TEA：三乙胺(triethylamine)

THF：四氫呋喃(tetrahydrofuran)

UV：紫外光譜

VD：延遲或滯留體積(mL);為梯度混合器與色譜柱人口之間的體積(包括混合器的體積)

Vm：色譜柱死體積(mL)(式2.6);Vm為色譜柱內部的流動相體積，不包括附於固定相上的溶劑

Vmax：最大樣品體積(mL)(式13.1)

Va：樣品體積(mL)

w：重量(mg);也作半峰高處的峰寬(min)

wmax：不超載色譜柱的最大進樣量(mg)(式2.17)

wS：色譜柱的飽和容量(mg)(式13.4)

W：峰底寬(min)(圖2.2)

Wth：大進樣量對峰底寬的貢獻(min)(式13.2)

WO：小進樣量的峰底寬(min)

W1/2：半峰高處的峰寬(min)(圖1.1)

a：分離因子，等於k2/k1，其中k2與k1分別為相鄰譜峰2和譜峰1的k值

△tR：tRz-tR(min)

△%B：梯度洗脫期間，%B的變化

ε：摩爾吸收系數

εo：正相HPLC 中溶劑或溶劑混合液的強度

η：粘度(CP)

<<不常有符號>>

A，B，C：式2.11中的常數;數值A，B與C隨k值而變化，但改變 其它 條件或溶質時基本不變

A，B，C：式2.10中的常數;數值A，B與C隨條件和樣品而變化

A，B，C：式2.10a中的常數;數值A，B與C隨條件和樣品而變化

C：譜峰最大值處的濃度(mol/L)

CO：注入樣品中溶質的濃度(mol/L)

GI：化學電離(MS)

DGA：N，N-二甲基-1-萘醯胺;(也作二甲基苯胺dimethylaniline)

EI：電子電離(MS)

ELS：蒸發光散 射擊 (Evaporative light scattering)

EtOAc：乙酸乙酯(ethyl acetate)

FAB：快速原子轟擊(MS)

FD：場解吸附(MS)

h：摺合板高，等於H/dP(式2.11)

HB：羥基苯甲酸(hydrxybenzoic acid)(圖7.8，7.17與7.19)

HFBA：七氟丁酸(hyptafluorobutyric acid)

IPA：異丙醇(isopropanol)

kW：以水作為流動相的k值(式6.1)

LCEC：液相色譜電化學檢測器

LD：激光解吸(MS)

LSIMS：液態二級離子質譜

MALDI：基質輔助激光解吸電離

MP：對羥苯甲酸甲酯

[P-]m：流動相中離子對試劑P-的濃度(mmol/L)

PAD：脈沖電流分析檢測器

PBP：極性鍵合相

PD：等離子解吸(MS)

PP：對羥苯甲酸丙酯

PTH：乙內醯苯硫脲

R+，R-：分別為陰離子與陽離子離子交換色譜柱中的荷電功能基困(式7.4和7.5[如-N(CH3)3+和-SO3-]

RF：響應因子

TBA+：四丁基銨離子

tBME：見MTBE

TMS：三甲基硅烷(trimethylsilyl;也為C1)

TNB：1，3，5-三硝基苯(1，3，5-trinitrobenzene)

TOF MS：時間飛行質譜

TSP：熱噴霧(MS)

u：流動相通過色譜柱的速度(cm/s);等於L/to

V：峰底寬(mL)

Vc：色譜柱內峰展寬對V的貢獻;也作小樣品量峰底寬(mL)(式2.16)

VR：保留體積(mL)

W：峰寬(min)(式2.12)

Wc，WS，：分別為色譜柱，進樣器，連續管和流通池對W的貢獻(min)

Wlc，Wfc：(式2.12)

X，X1，：無特徵結構的溶質(圖7.8，7.17和7.19)

X2，X3

XB：流動相中的B溶劑的摩爾分數

V：摺合速度，等於udp/Dm(式2.11)

б：高斯曲線的標准偏差;等於峰底的1/4

ι：檢測器響應時間常數(S)

φ：流動相中B溶劑的體積分數;等於0.0

㈤ 分配色譜，吸附色譜和離子交換色譜各是什麼它們的區別

吸附色譜
吸附色譜利用固定相吸附中對物質分子吸附能力的差異實現對混合物的分離，吸附色譜的色譜過程是流動相分子與物質分子競爭固定相吸附中心的過程
吸附色譜的分配系數表達式如下：
向左轉|向右轉
其中Xa表示被吸附於固定相活性中心的組分分子含量，Xm表示游離於流動相中的組分分子含量。分配系數對於計算待分離物質組分的保留時間有很重要的意義。
分配色譜
分配色譜利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實現分離。分配色譜的固定相一般為液相的溶劑，依靠圖布、鍵合、吸附等手段分布於色譜柱或者擔體表面。分配色譜過程本質上是組分分子在固定相和流動相之間不斷達到溶解平衡的過程。
分配色譜的狹義分配系數表達式如下：
向左轉|向右轉
式中Cs代表組分分子在固定相液體中的溶解度，Cm代表組分分子在流動相中的溶解度。
離子交換色譜
離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂，樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心，待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換，形成離子交換平衡，從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心，並隨著流動相的運動而運動，最終實現分離。
離子交換色譜的分配系數又叫做選擇系數，其表達式為：
向左轉|向右轉

㈥ 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性

離子交換樹脂的結構：

離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成，高分子骨架是惰性的網狀結構骨架，是不溶於酸或鹼的高分子物質，常用的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到樹脂的骨架。

而活性基團不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成，可交換離子能夠決定樹脂所吸附的離子，比如可交換離子為H型陽離子交換樹脂，那麼這個樹脂能夠吸附的離子，就是H型陽離子，而官能團離子能夠決定樹脂的「酸"、「鹼"性和交換能力的強弱，比如官能團離子是強酸性離子，那麼樹脂就是強酸性離子交換樹脂。

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離子交換樹脂的內部結構：

1.凝膠型樹脂是由純單體混合物經縮合或聚合而成的，結構為微孔狀，合成的工藝比較簡單，孔徑大概在1-2nm左右，凝膠型樹脂的操作容量高，產水量高，物理強度好，且再生效率高，被廣泛應用在食品飲料加工，超純水制備，飲用水過濾，硬水軟化，製糖業，制葯等領域。

2.大孔型樹脂的孔徑一般在10nm左右，在樹脂中孔徑是比較大的，所以被稱為大孔型樹脂，且孔徑不會隨著周圍的環境而變化，能夠彌補凝膠型樹脂不能在非水系統中使用的缺點，吸附能力非常強大，不易碎裂，耐氧化好，操作容量高，能夠應用在醫葯領域、除重金屬污染、葯品純化、水處理中除去碳酸硬度、冷凝水精處理等領域。

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㈦ 離子交換色譜法的分離原理

離子交換色譜（ion exchange chromatography，IEC）以離子交換樹脂作為固定相，樹脂上具有固定離回子基團及可交換的答離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時，組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。
陽離子交換:
陰離子交換:
式中"－－"表示在固定相上，Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數，Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。
離子交換反應的平衡常數分別為：
陽離子交換：
陰離子交換：
平衡常數K值越大，表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後，對離子交換中心具有不同的親合力，因此具有不同的平衡常數。親合力大的，在柱中的停留時間長，具有高的保留值。