2021年武汉理工大学化学化工与生命科学学院349药学综合考研核心题库之分析化学简答题精编
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一、2021年武汉理工大学化学化工与生命科学学院349药学综合考研核心题库之分析化学简答题精编
1．简述朗伯-比尔定律和摩尔吸光系数的物理意义。
【答案】当一束平行的单色光通过一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度以及液层的厚度成正比，其数学表达式为：A=abc。
摩尔吸光系数是指浓度为的物质，在1cm光程中的吸光度，它是吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特征常数。一般用符号表示，单位为。
2．说明荧光、磷光和化学发光的一般检测仪器的主要差别。
【答案】荧光分析仪器由激发光源、单色器、试样池、光检测器和读数等部件组成。荧光仪器的单色器有两个，分别用选择激发波长和荧光发射波长；荧光的测量通常在与激发光垂直的方向上进行，以消除透射光和散射光对荧光测量的影响。
磷光分析仪器与荧光分析仪器同样由五个基本部件组成，但需要有一些特殊的配件，在比较好的磷光分析仪器上都配有荧光分析的配件，因此两种方法可以用同一仪器。磷光分析仪器与荧光分析仪器的主要区别有两点。
(1)试样池需配有冷却装置：对于溶液磷光的测定，常采用低温磷光分析法，即试样溶液需要低温冷冻，通常把试液装入内径约1～3mm的石英细管(液池)中，然后将液池插入盛有液氮的石英杜瓦瓶内。
(2)磷光镜：有些物质会同时发射荧光和磷光，因此在测定磷光时，必须把荧光分离去。
化学发光分析法的测量仪器比较简单，主要包括样品室、光检测器、放大器和信号输出装置。化学发光反应在样品室中进行，反应发出的光直接照射在检测器上，目前常用的是光电流检测器。
3．简述TCD、FID、ECD、FPD、NPD检测器的基本原理及各自的特点。
【答案】(1)热导池检测器(TCD)是利用被测组分和载气的导热系数不同而响应的浓度型检测器。检测原理:当载气(一般用)流过热导池的测量池和参比池时，在一定的池温和流速下，由于热传导情况一样，使两个池孔中的热丝韵温度和电阻值发生等值的变化，电桥处于平衡状态，A、B两端无信号输出,记录仪毫伏读数为零，当被测组分蒸汽随着载气流经测量池时，由于此二元混合气体与纯载气的导热系数不同，使测量池中热丝的散热情况发生了变化，导致测量池中热丝的温度和电阻的改变，而与参比池中的热丝的电阻值之间有了差异，即，于是电桥失去了平衡。在A、B两端就有响应的不平衡电压信号输出，由记录仪自动记录下色谱峰，在检测器的线性范围内，此信号的大小是与组分的浓度成正比的，因而测量此电压信号，即可确定待测组分的含量。特点:对任何气体均可产生响应，因而通用性好，而且线性范围宽、价格便宜、应用范围广，但灵敏度较低。
(2)氢火焰离子化检测器(FID)的检测原理:微量有机组分随载气进入检测器，并在氢火焰中发生电离，产生正、负离子(电子)在外加电场的作用下，使向两极定向移动，而形成微弱的电流(约为),此电流与引入氢火焰中的微量有机组分的质量流量成正比，所形成的微弱电流，通过髙电阻取出电压信号，经放大器放大后，送至记录仪记录下相应的色谱峰，同时与火焰中大量水蒸气碰撞而生成离子。FID特点:灵敏度高，线性范围宽，噪声低，耐用且易于使用，为质量型检测器，色谱峰高取决
于单位时间内引入检测器中组分的质量;对无机物、永久性气体和水基本无响应，因此FID特别适于水中和大气中痕量有机物分析或受水、N和S的氧化物污染的有机物分析;对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应;样品受到破坏。
(3)电子捕获检测器(ECD)的检测原理:由柱流出的载气及吹扫气进入ECD池，在放射源放出射线的轰击下被电离，产生大量电子，在电源、阴极和阳极电场作用下，该电子流向阳极，得到的基流,当电负性组分从柱后进入检测器时，即捕获池内电子，使基流下降，产生一负峰。它通过放大器放大，在记录器记录,即为响应信号，其大小与进入池中组分量成正比，负峰不便观察和处理，通过极性转换即为正峰。ECD特点:响应电流i与浓度c是非线性的;对如卤素基、过氧基、醌基、硝基等含电负性的功能团的分子具有极高的选择性和灵敏度，但对含酰胺基和羟基的化合物以及烃类物质不灵敏;与FID相比ECD对样品的破坏不大;线性范围为两个数量级，相对FID来说，这不算大;要求载气纯度要髙(＞99.99%)，否则杂质会降低基流。
(4)火焰光度检测器(FPD)的检测原理:当含有硫或磷的试样进入富氧-空气焰中燃烧时，就产生或
裂片，发射出具有不同波长的分子光谱，通过石英片、滤光片，而投射到光电倍增管上,光电倍增管
将光强度转变成相应的光电流，经放大器放大后在记录仪上记录下来。FPD特点:对含S、P化合物有较髙灵敏度和一定的选择性;对卤素气和Ge等也有响应；相对其他检测器如ECD和FID，FPD 价格较贵;对测S的灵敏度比硫荧光检测器SCD低。
(5)氮磷检测器也叫热离子检测器(TID)，NPD的结构与FID类似,只是在焰中燃烧的低温热气再被一硅酸铷电热头加热至，从而使含有N或P的化合物产生更多的离子。这种检测器对含N、P 化合物具有选择性,灵敏度极高。
4．何谓超临界流体？其物理性质与气体、液体有何异同？
【答案】纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化，如果提高温度和压力，来观察状态的变化，那么会发现，当达到特定的温度、压力时，会出现液体与气体界面消失的现象，该点被称为临界点，温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid，简称SCF)。超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体。超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质，它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，是一种稠密的气态；其密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近；它的黏度比液体小，但扩散速度比液体快(约两个数量级)，有较好的流动性和传递性能；它的介电常数随压力而急剧变化，另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化。
5．什么是金属指示剂的封闭现象和僵化现象？应如何解决？
【答案】a.指示剂封闭现象：某些金属离子与指示剂形成的络合物较其与EDTA形成的络合物更为稳定。如果溶液中存在着这些金属离子，即使滴定已经到达计量点，甚至过量的EDTA也不能夺取出MIn 络合物中的金属离子指示剂In,因而看不到滴定终点应有的颜色突变。通常加入掩蔽剂加以消除。
b.指示剂的僵化现象：有些指示刑或MIn络合物在水中的溶解度较小，因MIn只稍逊于MY的稳定性，致使EDTA与MIn之间的置换反应速率缓慢，终点拖长或颜色变化很不敏锐。一般采用加入适当的有机溶剂或加热来使指示剂颜色变化敏锐。
6．何谓分子质谱？它与原子质谱有何异同？
【答案】多分子质谱是试样分子在高能粒子束(电子、离子、分子等)作用下电离生成各种类型带电粒子或离子，采用电场、磁场将离子按质荷比大小分离，依次排列成图谱。称为质谱。分子质谱和原子质谱的原理和仪器总体结构基本相同，但研究对象不同，仪器各部分结构、技术和应用不同。
①分子质谱获得信息量大；②分子质谱进样方式多样化；③分子质谱有多种离子化技术；④分子质谱研究的质量范围比原子质谱大2～3个数量级；⑤两者的发展历程不同。
7．单光束、双光束、双波长分光光度计在光路设计上有什么不同？这几种类型的仪器分析由哪几大部分组成？
【答案】(1)单光束分光光度计，经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定。
(2)双波长分光光度计，由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长
的单色光，利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池。
(3)双光束分光光度计，在单色器的后面放置切光器，将光分为两路强度相同的两部分,分别通过参比和样品溶液测定。
这三种分析仪器均由光源、单色器、试样池(吸收池)、检测器和信号指示系统五部分组成。
8．用银量法测定试样中或含量时，用什么银量法滴定较合适？为什么？
(1)(2)KC1(3)KSCN(4)
【答案】(1)采用法杨司法，即用荧光黄吸附指示剂确定终点。因为能与和生成沉淀，干扰测定，所以无法用指示终点。用作指示剂时，标准溶液与反应。所以用荧光黄吸附指示剂确定终点。(2)采用莫尔法或佛尔哈德法(间接测定法)或法扬司法，即用确定终点或用作指示剂确定终点，以为标准溶液，滴定。或用荧光黄吸附指示
剂确定终点都可以，因为不干扰测定。(3)用佛尔哈德法，返滴定，用作指示剂确
定终点。(4)用佛尔哈德法，返滴定,用作指示剂确定终点。因为在强酸性条件下，不干扰测定。
9．试说明分离的含义及热力学限制、分析分离与制备分离的区别与联系。
【答案】分离(separation)是一种假定的状态,在这种状态下，物质完全被分开,就是说，含有n种纯的形式，并把它们置于n个独立容器中，分离也可定义为；提髙原来混合物一个(或多个)组分相对(其他组分的)浓度或分子分数。
热力学限制:根据热力学第二定律，混合是一个熵增加的自发过程，稀释或分子离散也是熵增加的自发过程，而分离和浓缩都是逆着大自然的非自发熵减过程，熵减过程必需要外加能量，必须做功才能完成，这是分离的热力学限制。
分析分离:色谱分析所需试样量少，试样量通常为mg, 乃至更少，可测定混合物中含量极低的痕量
成分，分析分离常在极微小体系内完成，如毛细管、芯片式的微通道。色谱分析可测定组分的某些物理化学常数，还可获得分离过程中分子间相互作用、二级平衡、分子迁移动态过程等信息。
制备分离:与分析分离相比，制备分离处理的试样或者物料要大得多，一般处理的试样量达多在mg至g级范围，它们分离的目的也不尽相同，为化合物的化学、物理性质或结构、生物活性测定，欲分离纯化混合物中某一部分。
10．数模和模数转换器各起什么作用？
【答案】模拟信号到数字信号的转换称为模数转换(analog to digital，A/D)，把实现A/D转换的电路称为A/D转换器(analog digital converter，ADC)。从数字信号到模拟信号的转换称为数模转换(digital to analog，D/A)，把实现D/A转换的电路称为D/A转换器(digital anglogconverter，DAC)。一般来说，从计算机到分