2020年硕士研究生入学考试大纲

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2020年硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称:仪器分析 考试时间:120分钟,满分:100 一、 考试要求 1. 要求掌握电位分析法、电解及库仑分析法、极谱及伏安分析法、紫外及可见分光光度法、红外吸收光谱法、原子发射光谱法、原子吸收分光光度法、气相色谱法等现代仪器分析方法的基本原理、基本理论、实验方法、干扰消除及应用范围。 2. 要求掌握电位、电导、库仑等电化学和原子发射、原子吸收、紫外-可见、红外光谱等谱学分析方法,以及气相色谱法等有关现代仪器分析方法,和上述现代仪器的构造、原理,达到一定的实验数据处理和相关方法的谱图解析能力,达到样品的成份、结构及与其相关的性能分析的能力。 二、考试内容 1.绪论 仪器分析的定义及其分类,仪器分析方法的特点和应用范围。 2.电化学分析法导论 电化学分析法的内容、分类、特点及其在生产、科研中的应用范围。 3.电位分析法 1)基本原理:电极电位、电池电动势与离子浓度的关系Nernst方程。电位分析法分类。 2)参比电极和指示电极。参比电极条件、常用参比电极;指示电极条件、常用指示电极。 3)玻璃电极法测定溶液的pH pH值的实用定义;玻璃电极的构造及测量溶液pH值的基本原理;玻璃电极的特点及影响pH值测量的因素。标准缓冲溶液。pH计的原理、构造;定位和温度校正的设置及其pH值测定的影响。 4)离子选择性电极 离子选择电极构造,膜电位的产生机理及其与离子活度的关系,电极电动势与离子活度的关系。离子选择性电极的种类和性能:固体膜电极、液体膜电极、气敏电极、酶电极及其它类型电极。离子选择性电极的选择性:选择性系数及其应用,离子选择性系数的测定的三种常用方法。 5)电位分析的测定方法 直接电位法:工作曲线法,标准加入法,Gran作图法。 电位滴定法:电位滴定类型。确定滴定终点的方法(45切线法、一次微商法、二次微
商法、线性滴定法) 4.库仑分析法 1)电重量分析和库仑分析:库仑分析的特点。 2)库仑分析法的测定原理法拉第定律;库仑分析的条件及影响因素;电化学稳定区。 3)定量测定方法 恒电位库仑分析。电量测定(电流时间曲线计算法、库仑计法、电子积分仪法) 恒电流库仑滴定。仪器装置及测定过程,确定终点的方法(电位法、电流法、指示剂法)本法的优、缺点。 5. 极谱和伏安分析法 1)基本原理 极谱法与伏安法。极谱装置与测定过程。滴汞电极的优、缺点。 电解液内电荷的传递方式。极谱分析条件的选择。极谱波(残余电流,扩散电流,极限扩散电流,半波电位) 2)极谱定量分析基础 尤考维奇扩散电流方程式。影响扩散电流的因素:扩散电流常数、毛细管常数、电流常数。干扰电流(残余电流、迁移电流、极大,氧波、氢波、前波和叠波)及其消除方法。底液的选择。波高测量与定量分析方法。 3)极谱波定性分析基础 极谱波分类(可逆波与不可逆波,还原波与氧化波,简单金属离子极谱波、络合物极谱波,有机物极谱波) 简单金属离子可逆极谱波方程。金属配合物的可逆极谱波方程。极谱波方程应用:对数分析求半波电位和电子转移数,求配位数和稳定常数,判断电极反应的可逆性。半波电位及其影响因素。 4)新的极谱分析法简介 极谱催化波。溶出伏安法。单扫描极谱(示波极谱)。循环伏安法。 6. 光学分析法导论 电磁辐射的基本特征,电磁波谱区域划分及其相应的光学分析方法,光学光谱分类概述。 7. 紫外可见吸收光谱 1)有机化合物的电子光谱 有机物分子轨道成键原理及电子跃迁类型。电子跃迁吸收与光区(辐射能)的关系。物
质对光的选择性吸收,光与颜色之间的互补关系,吸收光谱。 2)光吸收基本定律 朗伯比耳定律,吸光系数,摩尔吸光系数及其与定量测定灵敏度的关系,摩尔吸光系数的计算,吸光度的加和性。朗伯比耳定律的使用条件及偏离原因(物理因素、化学因素) 3)紫外可见光谱仪器 光源,单色器,吸收池,检测系统。仪器类型及特点。 4)定量测定的条件选择 显色反应及显色条件的选择。仪器测量条件的选择。入射光波长选择。参比溶液作用与选择。吸光度读数范围及光度分析误差。干扰及其消除。 5)定量分析的测定方法 比较法、标准曲线法。双波长法、示差法、多组份同时测定、双波长分光光度法。导数光谱法。 6)各类有机化合物的紫外光谱 K带、R带和B带及其各带的特点。红移,蓝移和生色基、助色基。各类有机化合物的电子光谱特征。 7)影响紫外吸收峰位移的因素 共轭效应,取代基效应,溶剂效应,空间效应。 8不饱和有机化合物max的计算规则:链状共轭烯烃、单环共轭烯烃、稠环共轭烯烃、α,β-不饱和羰基化合物等。 9)紫外可见光谱法的应用 定性分析,氢键计算,摩尔质量测定,配合物组成与平衡常数的测定,官能团推断,定量测定(多组份同时测定) 8.红外光谱法 1)红外吸收光谱与紫外吸收光谱的异同点。 2)红外吸收光谱的基本原理 双原子分子振动光谱:经典力学及量子力学的处理,振动能级与吸收峰位的关系。振动光谱的选律。多原子分子的振动光谱:振动类型;振动自由度与峰数;基频峰、倍频峰、组频峰、相关峰。 3)影响特征峰位移的因素 诱导效应,共轭效应,氢键效应和溶剂的影响。
4)各类有机化合物的特征吸收峰。 烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、羟基化合物(醇和酚)、醚、羰基化合物(酮、醛、酸、酯)腈类的主要吸收峰特征。 5)谱图解析 官能团与指纹区。不饱和度计算。谱图解析的一般程序及示例。 6)仪器装置 光源,单色器,检测器。付立叶变换红外光谱仪的原理及操作。试样准备。 9.原子发射光谱法 1)原子发射光谱法基本原理 原子发射光谱的产生(基态原子、激发态原子、激发电位、电离电位),原子线、离子线,共振线、主共振线,灵敏线、分析线,自吸现象。 2)发射光谱分析仪器 光源(等离子体),光谱仪,测量设备(映谱仪等)。样品导入方法。 3)发射光谱定性分析与半定量分析 灵敏线、最灵敏线、最后线、分析线。分析线的选择。指定成份分析,全分析。半定量分析法(谱线强度比较法、谱线呈现法),灵敏度标记。 10. 原子吸收光谱法 1)原子吸收光谱法的分析过程和特点。 2)原子吸收光谱法基本原理。 基态原子数与原子化温度、原子总数的关系玻尔兹曼方程式。吸收线轮廓和谱线宽度。共振线,中心频率与半宽度。谱线变宽的原因。积分吸收和峰值吸收。实现峰值吸收测量的条件。峰值吸收与基态原子数、被测元素浓度的关系。 3)定量分析方法 比较法,标准曲线法,标准加入法(一次标加和连续标加) 4)原子吸收分光光度计 锐线光源。火焰原子化器。石墨炉原子化器。冷原子化和加热原子化装置。单色器与检测显示系统。 5)干扰及其抑制 光谱干扰,物理干扰,分子吸收干扰,化学干扰。消电离剂,释放剂,保护剂。 6)仪器参数的选择
分析线、灯电流、火焰类型、燃烧器高度、狭缝宽度等的选择。 11.色谱分析法 1)色谱法及其分类;气相色谱法特点及其分析流程(载气、进样、分离、监测、记录等系统) 2)气固色谱固定相;气液色谱固定相(担体、固定液选择) 3气相色谱分析理论基础: 色谱法中有关术语。基本理论(塔板理论及计算、速率理论) 4)气相色谱法分离操作条件的选择 气相色谱的分离度及计算。载气流速、柱温、柱长与柱内径、气化温度、进样时间与进样量等的选择。 5)气相色谱检测器 检测器的性能指标,TCDFID等几种常用检测器的结构、性能和使用条件。 6)色谱的定性分析方法:保留值法、保留指数法、标准物加标法等。 7)色谱的定量分析方法 峰面积的测量。定量校正因子。定量方法(归一化法、内标法、外标法等) 三、参考书目 1.现代仪器分析,袁存光等主编,化学工业出版社,2012年; 2.仪器分析,刘文钦、袁存光主编,石油大学出版社,1994年(2004年重印)

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