仪器分析习题解答.ppt

《仪器分析习题解答.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析习题解答.ppt（47页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、6.试述速率方程中A,B,C三项的物理意义.H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些因素的影响?7.解:参见教材P14-168.A 称为涡流扩散项,B 为分子扩散项，C 为传质阻力项。下面分别讨论各项的意义：(1)涡流扩散项 A 气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱的扩张。由于 A=2dp，表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性 有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径。第二章第二章 习题解答习题解答5/18/20231(2)分

2、子扩散项 B/u 由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很小一段空间中，在“塞子”的前后(纵向)存在着浓差而形成浓度梯度，因此使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDgr 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数(弯曲因子)，D g 为组分在气相中的扩散系数。分子扩散项与 D g 的大小成正比，而 D g 与组分及载气的性质有关：相对分子质量大的组分，其 D g 小,反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气(如氮气)，可使 B 项降低，D g 随柱温增高而增加，但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。(3)传质项系

3、数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C 1 两项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程，在这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。这种过程若进行缓慢，表示气相传质阻力大，就引起色谱峰扩张。对于填充柱：液相传质过程是指试样组分从固定相的气液界面移动到液相内部，并发生质量交换，达到分配平衡，然后以返回气液界面 的传质过程。这个过程也需要一定时间，在此时间，组分的其它分子仍随载气不断地向柱口运动，这也造成峰形的扩张。液相传质阻力系数 C 1 为：对于填充柱，气相传质项数值小，可以忽略。5/18/20232(2)方程式说明,k值增大也对分离有利

4、,但k值太大会延长分离时间,增加分析成本.(3)提高柱选择性a,可以提高分离度,分离效果越好,因此可以通过选择合适的固定相,增大不同组分的分配系数差异,从而实现分离.5/18/2023316.色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?解:根据组分在色谱柱中保留值的不同进行定性.主要的定性方法主要有以下几种:(1)(1)直接根据色谱保留值进行定性直接根据色谱保留值进行定性(2)(2)利用利用相对保留值相对保留值r r2121进行定性进行定性(3)(3)混合进样混合进样(4)(4)多柱法多柱法(5)(5)保留指数法保留指数法(6)(6)联用技术联用技术(7)(7)利用选择性检测器利用选择性检测器5

5、/18/2023418.色谱定量分析中,为什么要用定量校正因子?在什么条件下可以不用校正因子?解:在利用归一化法分析校正因子相同的物质,如同系物中沸点相近的组分测定,可不考虑校正因子;同时使用内标和外标标准曲线法时,可以不必测定校正因子.5/18/20235 1外标法 外标法是色谱定量分析中较简易的方法该法是将欲测组份的纯物质配制成不同浓度的标准溶液。使浓度与待测组份相近。然后取固定量的上述溶液进行色谱分析得到标准样品的对应色谱团，以峰高或峰面积对浓度作图这些数据应是个通过原点的直线分析样品时，在上述完全相同的色谱条件下，取制作标准曲线时同样量的试样分析、测得该试样的响应讯号后由标谁曲线即可查

6、出其百分含量 此法的优点是操作简单，因而适用于工厂控制分析和自动分析；但结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性19.有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围?5/18/20236 2内标法 当只需测定试样中某几个组份或试样中所有组份不可能全部出峰时，可采用内标法具体做法是：准确称取样品，加入一定量某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析根据被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积(或峰高）)和相对校正因子求出某组分的含量内标法是通过测量内标物与欲测组份的峰面积的相对值来进行计算的，因而可以在定程度上消除操作条件等的变化所引起的误差 内标法的要求是：内标物必须是待测试样中不存

7、在的；内标峰应与试样峰分开，并尽量接近欲分析的组份内标法的缺点是在试样中增加了一个内标物，常常会对分离造成一定的困难。5/18/20237 3归一化法 归一化法是把试样中所有组份的含量之和按100计算，以它们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数通过下列公式计算各组份含量：由上述计算公式可见，使用这种方法的条件是：经过色谱分离后、样品中所有的组份都要能产生可测量的色谱峰 该法的主要优点是：简便、准确；操作条件(如进样量，流速等)变化时，对分析结果影响较小这种方法常用于常量分析，尤其适合于进样量很少而其体积不易准确测量的液体样品5/18/2023821.解：（1）从图中可以看出，tR2=17min,Y

8、2=1min,所以；n=16(-tR2/Y2)2=16172=4624 (2)tR1=tR1-tM=14-1=13min t”R2=tR2 tM=17-1=16min5/18/20239相对保留值 a=tR2/tR1=16/13=1.231根据公式：L=16R2(1.231/(1.231-1)2 Heff通常对于填充柱，有效塔板高度约为0.1cm,代入上式，得：L=102.2cm 1m5/18/20231022.分析某种试样时，两个组分的相对保留值r21=1.11,柱的有效塔板高度H=1mm，需要多长的色谱柱才能完全分离？解：根据公式得L=3.665m5/18/20231125.丙烯和丁烯的混

9、合物进入气相色谱柱得到如下数据：组分保留时间/min 峰宽/min空气丙烯(P)丁烯(B)0.53.54.80.20.81.0 计算：（1）丁烯的分配比是多少？（2）丙烯和丁烯的分离度是多少？解：（1）kB=tR(B)/tM=(4.8-0.5)/0.5=8.6 (2)R=tR(B)-tR(P)2/(YB+YP)=(4.8-3.5)(1.0+0.8)=1.445/18/20231226.某一气相色谱柱，速率方程中A,B,C的值分别为0.15cm,0.36cm2.s-1和4.3 10-2s，计算最佳流速和最小塔板高度。解：uopt=(B/C)1/2=(0.36/4.3 10-2)1/2=2.89c

10、m.s-1Hmin=A+2(BC)1/2=0.15+2(0.36 4.3 10-2)1/2=0.40cm5/18/20231327.在一色谱柱上，测得各峰的保留时间如下：组分空气辛烷壬烷未知峰tR/min.13.917.915.4求未知峰的保留指数。解：将有关数据代入公式得：I=(log14.8 log13.3)/(log17.3-log13.3)+8 100=840.6428.化合物A与正二十四烷及正二十六烷相混合注入色谱柱进行试验，得调整保留时间为A,10.20min,n-C24H50,9.81min,n-C26H54,11.56min,计算化合物A的保留指数。解；同上。5/18/2023

11、1429.测得石油裂解气的气相色谱图（前面四个组分为经过衰减1/4而得到），经测定各组分的f 值并从色谱图量出各组分峰面积为：出峰次序空气甲烷二氧化碳乙烯乙烷丙烯 丙烷峰面积校正因子f340.842140.744.51.002781.00771.052501.2847.31.36用归一法定量，求各组分的质量分数各为多少？5/18/202315解：根据公式：故：CH4,CO2,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8的质量分数分别为：wCH4=(2140.74 4/2471.168)100%=25.63%wCO2=(4.5 1.00 4/2471.168)100%=0.73%wC2H4=(278

12、4 1.00/2471.168)100%=45.00%wC2H6=(77 4 1.05/2471.168)100%=13.09%wC3H6=(250 1.28/2471.168)100%=12.95%wC3H8=(47.3 1.36/2471.68)100%=2.60%5/18/2023162.液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些?与气相色谱相比与气相色谱相比较较,有哪些主要不同之处有哪些主要不同之处?解解:液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相

13、传质以及柱外效应。传质以及柱外效应。在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相在气相色谱中径向扩散往往比较显著，而液相色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流另外，在液相色谱中还存在比较显著的滞留流动相传质及柱外效应。动相传质及柱外效应。第三章思考题解答第三章思考题解答5/18/202317高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处高效液相色谱进样技术与气相色谱进样技术有和不同之处？解：在液相色谱中为了承受高压，常常采用停流进样与高压解：在液相色谱中为了承受高压，常常采用停流进样与高压定量进样阀进样的方式定量

14、进样阀进样的方式5/18/2023182.何谓指示电极及参比电极何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用试各举例说明其作用.解解:指示电极指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下在一定的测量条件下,当溶液当溶液中离子活度一定时中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液例如测定溶液pH时时,可以使用玻璃电极作为指示电极可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶玻璃电极的膜电位与溶液液pH成线性关系成线性关系,可以指

15、示溶液酸度的变化可以指示溶液酸度的变化.参比电极参比电极:在进行电位测定时在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行是通过测定原电池电动势来进行的的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一因此需要采用一个电极电位恒定个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准电极作为基准,这样的电极就称为参比电极这样的电极就称为参比电极.例如例如,测定溶液测定溶液pHpH时时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极通常用饱和甘汞电极作为参比电极.第四章第四章 习题解答习题解答5/18/2023199.

16、当下述电池中的溶液是pH等于4.00的缓冲溶液时,在298K时用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V:玻璃电极H+(a=x)饱和甘汞电极 当缓冲溶液由三种未知溶液代替时,毫伏计读数如下:(a)0.312V;(b)0.088V;(c)-0.017V.试计算每种未知溶液的pH.解:根据公式:(a)pH=4.00+(0.312-0.209)/0.059=5.75(b)同理:(b)pH=1.95(c)(c)pH=0.17V 5/18/20232010.设溶液中 pBr=3,pCl=1.如用溴离子选择性电极测定Br-离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数KBr-,Cl-=610-3.解解:已

17、知已知将有关已知条件代入上式得将有关已知条件代入上式得:E%=610-3 10-1/10-3 100=60%5/18/20232111.某钠电极,其选择性系数KNa+,H+=30.如用此电极测定pNa等于3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的pH必须大于多少?解解:30:30 aH+/10-3 0.030.03aH+65/18/20232212.用标准加入法测定离子浓度时,于100mL铜盐溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.解解:已知已知:故故:Cx=2.73 10-3 mol.L-15/18/202323残余电流产生的原因是

18、什么？它对极谱分析有什残余电流产生的原因是什么？它对极谱分析有什么影响？么影响？解：残余电流的产生主要有两个原因，一为溶液中存在微量解：残余电流的产生主要有两个原因，一为溶液中存在微量的可以在电极上还原的杂质，二为充电电流引起的可以在电极上还原的杂质，二为充电电流引起它对极谱分析的影响主要是影响测定的灵敏度它对极谱分析的影响主要是影响测定的灵敏度第五章第五章 伏安分析法习题解答伏安分析法习题解答5/18/202324极谱分析用作定量分析的依据是什么？有哪几种定量方极谱分析用作定量分析的依据是什么？有哪几种定量方法？如何进行？法？如何进行？解：根据极谱扩散电流方程式：解：根据极谱扩散电流方程式：

19、id=607nD1/2m2/3t1/6C,当温度、当温度、底液及毛细管特性不变时，极限扩散电流与浓度成正比，底液及毛细管特性不变时，极限扩散电流与浓度成正比，这既是极谱定量分析的依据。这既是极谱定量分析的依据。极谱定量方法通常有直接比较法，标准曲线法，标准加入极谱定量方法通常有直接比较法，标准曲线法，标准加入法等三种。法等三种。(2)绘制标准曲线，然绘制标准曲线，然后在相同条件下测定后在相同条件下测定未知液，再从工作曲未知液，再从工作曲线上找出其浓度线上找出其浓度5/18/20232513.3.000g锡矿试样以锡矿试样以Na2O2熔融后溶解之熔融后溶解之,将溶液转移至将溶液转移至250mL容

20、量瓶容量瓶,稀释至刻度稀释至刻度.吸取稀释后的试液吸取稀释后的试液25mL进行极谱分析进行极谱分析,测测得扩散电流为得扩散电流为24.9m mA.然后在此液中加入然后在此液中加入5mL浓度为浓度为6.0 x10-3mol.L-1的标准锡溶液的标准锡溶液,测得扩散电流为测得扩散电流为28.3m mA.计算矿样中锡的计算矿样中锡的质量分数质量分数.解解:根据公式根据公式:得得 Cx=3.3010-3mol.L-1W%=Cx 0.250 118.3 100%/3.000=3.25%5/18/20232615.用下列数据计算试样中铅的质量浓度用下列数据计算试样中铅的质量浓度,以以mg.L-1表示表示.

21、溶液溶液在在-0.65V测得电流测得电流/m mA25.0mL 0.040mol.L-1KNO3稀释至稀释至50.0mL25.0mL 0.040mol.L-1KNO3加加10.0mL试样溶液试样溶液,稀释至稀释至50.0mL25.0mL 0.040molo.L-1 KNO3加加10.0mL试样试样,加加5.0mL 1.7 10-3 mol.L-1 Pb2+,稀释至稀释至50.0mL12.458.981.3解解:设试样中铅的摩尔浓度为设试样中铅的摩尔浓度为CPb,则则:i1=58.9-12.4=46.5=KCPb 10.0/50.0i2=81.5-12.4=69.1=K(CPb 10.0+5.0

22、 1.7 10-3)/50.0 5/18/202327i2/i1=69.1/46.5=(CPb 10.0+5.0 1.7 10-3)/(CPb 10.0)得得:CPb=0.00175质量浓度为质量浓度为 CPb MPb 1000 =0.00175 207.2 1000=362.3mg.L-15/18/2023282.库仑分析法的基本依据是什么？为什么说电流效率是库库仑分析法的基本依据是什么？为什么说电流效率是库仑分析发关键问题？在库仑分析中用什么方法保证电流效仑分析发关键问题？在库仑分析中用什么方法保证电流效率达到率达到100%？解：根据法拉第电解定律，在电极上发生反应的物质的质解：根据法拉第

23、电解定律，在电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量成正比，因此可以通过测量电解时量与通过该体系的电量成正比，因此可以通过测量电解时通过的电量来计算反应物质的质量，这即为库仑分析法的通过的电量来计算反应物质的质量，这即为库仑分析法的基本原理。基本原理。由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之间的定量关系来计算反应物质的质量的，因此必须保证电间的定量关系来计算反应物质的质量的，因此必须保证电流效率流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。地用于反应物的单纯电极反应。可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保可以通过控制电位库

24、仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保证电流效率达到证电流效率达到100%。第六章第六章 库仑分析法习题解答库仑分析法习题解答5/18/2023293.电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处？电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处？解：电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处，解：电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处，都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离子都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离子的分离，库仑分析也属于电解分析的范畴。不同的是通常的分离，库仑分析也属于电解分析的范畴。不同的是通常的电解分析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行定的电解分

25、析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行定量分析，而库仑分析是通过测量通过体系的电量来进行定量分析，而库仑分析是通过测量通过体系的电量来进行定量测定。量测定。在测量装置上，二者也有共同之处，均需要有阴极电位控在测量装置上，二者也有共同之处，均需要有阴极电位控制装置，不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联制装置，不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联一个库仑计以测量通过体系的一个库仑计以测量通过体系的 电量。电量。5/18/2023307.在一硫酸铜溶液中在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极浸入两个铂片电极,接上电源接上电源,使之发生使之发生电解反应电解反应.这时在两铂片电极上各发生什么反

26、应这时在两铂片电极上各发生什么反应?写出反应式写出反应式.若通过电解池的电流强度为若通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为通过电流时间为284.9s,在阴极上应析出多少毫克铜在阴极上应析出多少毫克铜?解解:阴极阴极:Cu2+2e=Cu 阳极阳极:4OH-4e=2H2O+O2故故:m=it MCu/(2 96487)=2.322mg5/18/2023314.何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？联系？解：解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance

27、 line)。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。元素最强的谱线。灵敏线灵敏线(sensitive line)是元素激发电位低、强度较大的谱线，是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线多是共振线(resonance line)。最后线最后线(last line)是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。进行分析时所使用的谱线称为进行分析时所使用的谱线称为 分析线分析线(analytic

28、al line)。由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。通常选择共振线作为分析线。第七章习题解答第七章习题解答5/18/2023325.光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定产生各自

29、的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。的基础。进行光谱定性分析有以下三种方法：进行光谱定性分析有以下三种方法：（1）比较法。）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素谱。若两

30、者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。组分的定性。5/18/202333（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。线。（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。即准确测出该谱线的波长，种元素时，可以采用波长比较法

31、。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。5/18/2023348.光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？解：在光谱定量分析中，元素谱线的强度解：在光谱定量分析中，元素谱线的强度I与该元素在试样中与该元素在试样中的浓度的浓度C呈下述关系：呈下述关系：I=aCb在一定条件下，在一定条件下，a,b为常数，因此为常数，因此 log I=b l

32、ogC +loga亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量分析的依据。分析的依据。5/18/202335在光谱定量分析时，由于在光谱定量分析时，由于a,b随被测元素的含量及实验条件随被测元素的含量及实验条件（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）的变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据的变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以常采用内标法消除工作条

33、件的变化对测定结果的影响。常采用内标法消除工作条件的变化对测定结果的影响。用内标法进行测定时，是在被测元素的谱线中选择一条谱用内标法进行测定时，是在被测元素的谱线中选择一条谱线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线，组成分谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线，组成分析线对，利用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度析线对，利用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度来进行定量分析。这时存在如下的基本关系：来进行定量分析。这时存在如下的基本关系：logR=log(I1/I2)=b1logC+

34、logA其中其中A=a1/I25/18/202336内标元素和分析线对应具备的条件内标元素和分析线对应具备的条件内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以忽略的。忽略的。分析线对选择需匹配；分析线对选择需匹配；两条原子线或两条离子线两条原子线或两条离子线,两条谱线的强度不宜相差过大。两条谱线的强度不宜相差过大。分析线对两条谱线的激发电位相近。分析线对两条谱线的激发电位相近。若内标元素与被测元素的电离电位相近，分析线对激发电若内标元素与被测

35、元素的电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为位也相近，这样的分析线对称为“均匀线对均匀线对”。分析线对波长应尽可能接近。分析线对波长应尽可能接近。分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱线的干扰。线的干扰。内标元素含量一定的。内标元素含量一定的。5/18/2023372何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？解：锐线光源锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系

36、数K 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样，求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。3在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？解：虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系，但由于原子吸收线的半宽度很小，如果采用连续光源，要测定半宽度很小的吸收线的积分吸收值就需要分辨率非常高的单色器，目前的技术条件尚达不到，因此只能借助锐线光源，利用峰值吸收来代替而分光光度计测定的是分子光谱，分子光谱属于带状光谱，具有较大的半宽度，使用普通的棱镜或光栅就可以达到要求而且使用连续光源还可以进行光谱全扫描，可以用同一个光源对多种化合

37、物进行测定第八章习题解答第八章习题解答(原子吸收原子吸收)5/18/2023389应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？进行定量分析有哪些方法？试比较它们的优缺点解：在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下，当采用锐线光源时，溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系，这就是原子吸收光谱定量分析的依据。常用两种方法进行定量分析：（）标准曲线法：该方法简便、快速，但仅适用于组成简单的试样。（）标准加入法：本方法适用于试样的确切组分未知的情况。不适合于曲线斜率过小的情况。5/18/20233912.用波长为213.8nm,质量浓度为0.010mg.mL-1的锌标准溶液和空白溶液交替连续测定10次,用

38、记录仪记录的格数如下.计算该原子吸收分光光度计测定锌元素的检出限.序号序号12345记录仪格数记录仪格数13.513.014.814.814.5序号序号678910记录仪格数记录仪格数14.014.014.814.014.2解解:求出噪声的标准偏差为求出噪声的标准偏差为s s=0.597,吸光度的平均值为吸光度的平均值为14.16,代入检测限的表达式得代入检测限的表达式得:C3s s/A=0.010 0.597/14.16=0.0013m mg.mL-15/18/20234015.用原子吸收法测锑,用铅作内标.取5.00mL未知锑溶液,加入2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至10

39、.0mL,测得ASb/APb=0.808.另取相同浓度的锑和铅溶液,ASb/APb=1.31,计算未知液中锑的质量浓度.解解:设试液中锑浓度为设试液中锑浓度为Cx,为了方便为了方便,将混合溶液吸光度比计为将混合溶液吸光度比计为Asb/Apb1,而将分别而将分别测定的吸光度比计为测定的吸光度比计为Asb/Apb2由于由于:ASb=KSbCSb APb=KPbCPb故故:KSb/KPb=Asb/Apb2=1.31Asb/Apb1=(KSb5 Cx/10)/(KPb 2 4.13/10)=0.808Cx=1.02m mg.mL-15/18/202341第九章习题解答第九章习题解答2.电子跃迁有哪几种

40、类型？这些类型的跃迁各处于什么补偿范围？解：从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的s电子，形成双键的p电子以及未共享的或称为非键的电子电子跃迁发生在电子基态分子轨道和反键轨道之间或基态原子的非键轨道和反键轨道之间处于基态的电子吸收了一定的能量的光子之后，可分别发生ss*,s p*,p s*,n s*,p p*,np*等跃迁类型p p*,n p*所需能量较小，吸收波长大多落在紫外和可见光区，是紫外可见吸收光谱的主要跃迁类型四种主要跃迁类型所需能量DE大小顺序为：n p*p p*n s*s s*.5/18/202342一般s s*跃迁波长处于远紫外区，200

41、nm,p p*,n s*跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150250nm之间，n p*跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于250nm800nm之间3.何谓助色团及生色团？试举例说明解：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用当在饱和碳氢化合物中引入含有p键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团成为生色团例如，CH2CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区5/18/2

42、02343.异丙叉丙酮有两种异构体：CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3及CH2=C(CH3)-CH2-CO-CH3它们的紫外吸收光谱为:(a)最大吸收波长在235nm处，emax=12000L.mol-1.cm-1;(b)220nm以后没有强吸收如何根据这两个光谱来判断上述异构体？试说明理由解：(a)为a,b-不饱和酮，即第一种异构体，因为该分子中存在两个双键的pp共轭体系，吸收峰波长较长，而(b)在220nm以后无强吸收，说明分子中无K吸收带故为第二中异构体5/18/202344第十章第十章 红外光谱法习题解答红外光谱法习题解答1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红

43、外吸收光谱?为什么?解解:条件条件:激发能与分子的振动能级差相匹配激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化同时有偶极矩的变化.并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性具有红外吸收活性,只有发生偶极只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱矩的变化时才会产生红外光谱.2.以亚甲基为例说明分子的基本振动模式.解解:(1)对称与反对称伸缩振动对称与反对称伸缩振动:5/18/202345(2)面内弯曲振动面内弯曲振动:(3)面外弯曲振动面外弯曲振动:5/18/2023465.影响基团频率的因素有哪些?解解:有内因和外因两个方面有内因和外因两个方面.内因内因:(1)电效应电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应；（包括诱导、共扼、偶极场效应；（2）氢键；（）氢键；（3）振动耦合；）振动耦合；（4）费米共振；（）费米共振；（5）立体障碍；（）立体障碍；（6）环张力。）环张力。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。5/18/202347