儀器分析答案_第三版下冊_高教

1、第一章 緒論2、對試樣中某一成份進行五次測定，所得測定結(jié)果（單位ug /L)分別微0.36，0.38，0.35，0.37，0.39。（1）計算測定結(jié)果的相對標準偏差；（2）如果試樣中該成份的真實含量是0.38g /mL,試計算測定結(jié)果的相對誤差。解：（1）依題意可得： g /mL 標準偏差： 相對標準偏差： 0.37 g /mL，真實值為0.38g /mL 則 答：測定結(jié)果的相對標準偏差為4.2；測定結(jié)果的相對誤差為2.63。 3、用次甲基藍二氯乙烷光度法測定試樣中硼時，為制作標準曲線，配制一系列質(zhì)量濃度B(單位mg /L)分別為0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0的標準溶

2、液，測定吸光度A分別為0.140，0.160，0.280，0.380，0.410和0.540。試寫出標準曲線的一元線性回歸方程，并求出其相關系數(shù)。解：依題意可設一元線性回歸方程為 ya+bx 其中2.6mg/mL 則 0.0878 則 a0.3180.0878×2.60.0897則回歸線性方程為y0.08970.0878x10.9911答：一元回歸線性方程為：y0.08970.0878x，其相關系數(shù)為10.9911。 4、下面試確定某方法測定鐵的檢出限的一組數(shù)據(jù)：空白信號（相對單位）為5.6，5.8，6.2，5.2，5.3，5.6，5.7，5.6，5.9，5.6，5.7；1

3、0ng /mL鐵標準溶液信號（相對單位）為10.6，10.8，10.6。試計算此方法測定鐵的檢出限。解：依題意得5.7 則=0.274 則最小信號=5.7+3×0.274=6.5 又因為S=1.067 則 =0.76 ng/mL答：此方法測定鐵的檢出限為0.76ng /mL。 第三章 紫外可見吸收光普法1、已知丙酮的正己烷溶液的兩個吸收峰 138nm 和279nm 分別屬于*躍遷和n*躍遷，試計算、n、*軌道間的能量差，并分別以電子伏特（ev），焦耳（J）表示。 解：對于*躍遷，1138nm1.38×107m 則CC/1=3×108/1.38×

4、107=2.17×1015s-1則E=hv=6.62×10-34×2.17×1015=1.44×10-18J E=hv=4.136×1015×2.17×10158.98ev對于n*躍遷，2279nm2.79×107m則CC/1=3×108/2.79×107=1.08×1015s-1則E=hv=6.62×10-34×1.08×1015=7.12×10-19J E=hv=4.136×1015×1.08×1015

5、4.47ev 答：*躍遷的能量差為1.44×10-18J，合8.98ev；n*躍遷的能量差為7.12×10-19J，合4.47ev。3、作為苯環(huán)的取代基，NH3不具有助色作用，NH2卻具有助色作用；DH的助色作用明顯小于O。試說明原因。 答：助色團中至少要有一對非鍵電子n，這樣才能與苯環(huán)上的電子相互作用產(chǎn)生助色作用，由于NH2中還有一對非鍵n電子，因此助有助色作用，而形成NH3基團時，非鍵n電子消失了，則助色作用也就隨之消失了。由于氧負離子O中的非鍵n電子比羥基中的氧原子多了一對，因此其助色作用更為顯著。4、鉻黑T在PH<6時為紅色（515nm），在PH7時為藍色（6

6、15nm）， PH9.5時與Mg2形成的螯合物為紫紅色（542nm），試從吸收光譜產(chǎn)生機理上給予解釋。（參考書P23） 解: 由于鉻黑T在PH<6、PH7、PH9.5時其最大吸收波長均在可見光波長范圍內(nèi)，因此所得的化合物有顏色，呈吸收波長的互補色。由于當PH<6到PH7到PH9.5試，最大吸收波長有515nm到615nm到542nm，吸收峰先紅移后藍移，因此鉻黑T在PH<6時為紅色，PH7時為藍色，PH9.5時為紫紅色。 5、4甲基戊烯酮有兩種異構(gòu)體： 和  ，實驗發(fā)現(xiàn)一種異構(gòu)體在235nm處有一強吸收峰（K1000L mol1 cm1），另一種異構(gòu)體在2

7、20nm以后沒有強吸收峰，試判斷具有前一種紫外吸收特征的是哪種異構(gòu)體。 解：有紫外光譜分析可知，若在210250nm有強吸收，則表示含有共軛雙鍵，因此，由于在235nm處有一強吸收，則表明其結(jié)構(gòu)含有共軛雙鍵， 因此這種異構(gòu)體應為 。若在220280nm范圍內(nèi)無吸收，可推斷化合物不含苯環(huán)、共軛雙鍵、酮基、醛基、溴和碘，由于另一種異構(gòu)體在220nm以后沒有強吸收，則此化合物不含共軛 雙鍵，因此應為：  第四章 紅外吸收光譜法3、CO的紅外吸收光譜在2170cm-1處有一振動吸收峰。試求CO鍵的力常數(shù)。解：根據(jù) 則 其中=1.14×1023g=1.1

8、4×1026Kg則=(2×3.14×3×108×2.17×105)2×1.14×1026=1905N/m=19.05N/cm答：CO鍵的力常數(shù)19.05 N /cm。 5、指出下列各種振動形式中，哪些是紅外活性振動，哪些是非紅外活性振動。 分子結(jié)構(gòu) 振動形式（1） CH3CH3 （CC）（2） CH3CCl3 （CC）（3） SO2 s,as（4） (a) (CH) (b) (CH) (c) W(CH) (d)(CH)  解：只有發(fā)生使偶極矩有變化的振動才能吸收紅外輻射，即才是紅外活性的，否則為

9、紅外非活性的。也即只有不對稱的振動形式才是紅外活性的，對稱的振動則為紅外非活性的。因此，上述結(jié)構(gòu)中： 紅外活性振動有：（2）CH3CCl3 （CC） （3）SO2 as （4） 中的(a) (CH)、(d)(CH)，（3）SO2 s（伸縮振動）(c) W(CH)紅外非活性的有：(a) CH3CH3 (CH) 4） 中的(b) (CH) 6、和 是同分異構(gòu)體，試分析兩者紅外光譜的差異。答：由于中含有一個OH基團，因此在紅外光譜中有一強吸收峰在37003100cm-1，且此分子中含有一個C=C雙鍵，因此在16801620cm-1也有一較弱的吸收峰。 紅外光譜中有2個特征峰，而中

10、只含有一個C=O特征官能團，因此反映在紅外光譜中則在18501600cm-1有一強吸收峰，即的紅外光譜只有一個特征吸收峰 7、化合物的分子式為C3H6O2，紅外光譜如411所示。解析改化合物的結(jié)構(gòu)。答：由于化合物的分子式C3H6O2符合通式CnH2nO2，根據(jù)我們所學知識可初步判斷此化合物為酸或者酯。由于譜帶在1730cm-1處有一強吸收峰，此處落于C=O的18501600cm-1的振動區(qū)間，因此可判斷改化合物含有C=O官能團。1730cm-1處的吸收峰表明此物質(zhì)為飽和酯峰。圖表在13001000cm-1范圍內(nèi)也有一系列特征吸收峰，特別在1200cm-1處有一強吸收峰，符合CO的振動

11、范圍，因此可判斷改化合物含有CO鍵。圖譜中在2820，2720cm-1處含有吸收峰，符合CH3,CH2對稱伸縮范圍，因此可判斷化合物中含有CH3基團和CH2基團。綜上所述，此化合物的結(jié)構(gòu)式應為：第五章 分子發(fā)光分析法2、簡述影響熒光效率的主要因素 答：熒光效率（）發(fā)熒光的分子數(shù)/激發(fā)態(tài)分子總數(shù)。熒光效率越高，輻射躍遷概率越大，物質(zhì)發(fā)射的熒光也就越強，則K/( K+Ki)，一般來說，K主要取決于物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)，而Ki則主要取決于化學環(huán)境，同時也與化學結(jié)構(gòu)有關，其影響因素有： 分子結(jié)構(gòu)：發(fā)熒光的物質(zhì)分子中必須含有共軛雙鍵這樣的強吸收基團，且共軛體系越大，電子的離域性越強，越易被激發(fā)而產(chǎn)生熒光。隨著

12、共軛芳環(huán)增大，熒光效率提高，熒光峰向長波方向移動。a其次，分子的剛性平面結(jié)構(gòu)有利于熒光的產(chǎn)生，有些有機配位劑與金屬離子形成螯合物后熒光大大增強；b給電子取代基如OH、NH2、NR2和-OR等可使共軛體系增大，導致熒光增強；吸電子基如COOH、NO和NO2等使熒光減弱，c 隨著鹵素取代基中鹵素原子序數(shù)的增加，物質(zhì)的熒光減弱，而磷光增強。環(huán)境 a 溶劑的極性增強，對激發(fā)態(tài)會產(chǎn)生更大的穩(wěn)定作用，結(jié)果使物質(zhì)的熒光波長紅移，熒光強度增大；b 對于大多數(shù)熒光物質(zhì)，升高溫度會使非輻射躍遷概率增大，熒光效率降低；c 大多數(shù)含酸性或堿性取代基團的芳香族化合物的熒光性質(zhì)受溶液PH的影響很大；d 溶液中表面活性劑的

13、存在減小非輻射躍遷的概率，提高熒光效率；e 溶液中溶解氧的存在，使激發(fā)態(tài)單重態(tài)分子向三重態(tài)的體系間竄躍速率加大，會使熒光效率減低。 3、試從原理和儀器兩方面比較吸光光度法和熒光分析法的異同，并說明為什么熒光法的檢出能力優(yōu)于吸光光度法 答：原理：紫外可見吸收光譜法是根據(jù)溶液中物質(zhì)的分子或離子對紫外和可見光譜區(qū)輻射能的吸收來研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的方法，而熒光分析法是由于處于第一激發(fā)單重態(tài)最低能級的分子以輻射躍遷的形成返回基態(tài)各振動能級時產(chǎn)生的熒光的分析方法，兩者的區(qū)別在于前者研究的是吸收光譜，且電子躍遷為激發(fā)態(tài)的振動能級到基態(tài)的振動能級間的躍遷。 儀器：熒光分析儀器與分光光度計的主要差別

14、有：a 熒光分析儀器采用垂直測量方式，即在與激發(fā)光相垂直的方向測量熒光，以消除透射光的影響；b 熒光分析器有兩個單色器，分別用于獲得單色器較好的激發(fā)光和用于分出某一波長的熒光，消除其它雜散光干擾。 因為熒光分析法的靈敏度高，其檢出限通常比分光光度法低24個數(shù)量級，選擇性也比分光光度法好，這是由于：a 熒光分析儀器在與激發(fā)光相垂直的方向測量熒光，與分光光度在一直線上測量相比，消除了透射光的影響，測量更為準確，靈敏度高；b 吸光光度法只采用一個單色器，而熒光分析儀器有兩個單色器，分別用于獲得單色性較好的激發(fā)光和分出某一波長的熒光，消除其它雜散光的干擾，其儀器的準確度、靈敏度也更高；c 熒光測量中的

15、激發(fā)光源比吸收光度法的光源有更大的發(fā)射強度，光源更穩(wěn)定，因此其儀器的準確度、靈敏度也就更高，綜上所述，熒光法的檢出限優(yōu)于吸光光度法。 4、試從原理和儀器兩方面比較熒光分析法，磷光分析法和化學發(fā)光分析法 解：原理：熒光是由于分子處于第一電子激發(fā)單重態(tài)最低振動能級，以輻射躍遷的形成返回基態(tài)各振動能級而產(chǎn)生的，而磷光是由處于激發(fā)三重態(tài)的分子躍遷返回基態(tài)時所產(chǎn)生的輻射，它與熒光的區(qū)別是前者處于激發(fā)三重態(tài)，而后者處于激發(fā)單重態(tài)的最低能級，而化學發(fā)光的發(fā)光物質(zhì)所需的激發(fā)能既不是光，也不是熱和電，而是由化學反應過程所提供的化學能，在反應過程中，某一反應產(chǎn)物的分子接受反應能被激發(fā)后，形成激發(fā)態(tài)，當他

16、們從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，以輻射的形成將能量釋放出來，它與熒光、磷光的區(qū)別在于激發(fā)能不是光和熱，而是化學反應放出的能量。 儀器：常用的熒光分析儀器由光源、單色器（兩個）、液槽、檢測器和信號、顯示記錄器五部分組成。采用垂直的方向測量方式，即在與激發(fā)光相垂直的方向測量熒光，且分析儀器有兩個單色器，一個置于液槽前，用于獲得單色性較好的激發(fā)光；另一個置于液槽和檢測器之間，用于分出某一波長的熒光，消除其他雜散光干擾，而磷光分析儀器也與熒光分析儀器相似，由光源、激發(fā)單色器、液槽、發(fā)射單色器、檢測器和放大顯示裝置組成，但也有某些特殊部件，如試樣室應放于低溫下，還有消除熒光干擾的磷光鏡。 化學發(fā)光分析儀器與前面兩

17、種相比，沒有激發(fā)光源，樣品室也與前兩種儀器不同，有分立取樣式儀器和流動注射式儀器兩種。 第六章 原子發(fā)射光譜20、某光柵光譜儀的光柵刻痕密度為2400mm-1，光柵寬度為50mm，求此光譜儀對一級光譜的理論分辨率。改光譜儀能否將Nb309.418nm與Al 309.271nm兩光譜線分開？為什么？答：由題意可得：光柵刻痕密度b2400mm-1，l50mm。K1則：理論分辨率RK l b1×50×24001.5×105根據(jù)R 得 =309.418 / 1.2×105=0.0058 nm當a0.00258nm時就能清楚分開，而Nb與Al得a309.

18、418309.2710.147nm。由于0.147nm1.00258nm，因此能清楚分辨處兩譜線。 21、某光柵光譜儀得光柵刻痕密度為2000mm-1，光柵寬度為50mm，f0.65，試求：（1）當 cos=1 時，改光譜儀二級光譜得倒線色散率為多少？（2）當只有30nm寬得光柵被照明，二級光譜儀得分辨率時多少？（3）在波長560nm時，改光譜儀理論上能夠分開兩條譜線得最小波長得多少？解：（1）由題意可知：b2000mm-1，l50mm，f0.65m650mm則d1/b1/20005×104mm；則倒色散率=3.85×107×106=0.385nm/mm

19、 （2）l30mm，RKbl2×2000×301.2×105 （3）RKbl2×50×20002.0×105又因為R ，則=560 / 2.0×105=2.8×103nm 答：改光譜儀二級光譜的倒色散率為0.385nm/mm；二級光譜的分辨率是1.2×105。改光譜儀理論上能完全分開兩條譜線最小波長差為2.8×103nm。 24、用標準加入法測定SiO2中微量鐵的質(zhì)量分數(shù)時，以鐵302.06nm為分析線，Si302.00nm為內(nèi)標線。標準系樓中鐵叫人a量和分析線對測量值列于表中。時繪制

20、工作曲線，求試樣SiO2中鐵的質(zhì)量分數(shù)。WFe/%00.0010.0020.003R0.240.370.510.63 解：以R對WFe作圖可得： 由以上作圖可得出試樣中鐵的質(zhì)量分數(shù)為0.0018。 25、應用電感耦合等離子體攝譜儀分析法測定某合金中鉛的含量，以鎂作內(nèi)標，鉛標準系列溶液的質(zhì)量濃度和分析線，內(nèi)標線黑度測定值列于下表中。時繪制工作曲線，求算A,B,C合金中鉛的含量，以mg/mL表示。編號SFeSMgPb/ mg/mL117.57.30.151218.58.70.201311.07.30.301412.010.30.402510.411.60.502A15

21、.58.8 B12.59.2 C12.210.7  解：由以上數(shù)據(jù)可得： 12345ABCS10.29.83.71.71.26.73.31.5lg(mg/mL)-0.821-0.697-0.521-0.396-0.299-0.615-0.493-0.408   已知由圖可得：lg0.615，則0.243 mg/mL lg0.493，則0.321 mg/mL lg0.408，則0.391 mg/mL 第七章 原子吸收與原子熒光光譜法17、為檢查原子吸收光譜儀的靈敏度，以2 g/mL 的Be標準溶液，用Be

22、234.86nm的吸收線測得透射比為35，計算其靈敏度為多少？ 解：依題意得：A=lgI0/I=lg(1/35%)=0.456 則 特征濃度Ccs×0.0044/A=2×0.0044/0.456=1.93×10-2g/mL 答：其靈敏度為1.93×10-2g/mL18、用原子吸收光譜分析法測定鉛含量時，以0.1g/mL質(zhì)量濃度的鉛標準溶液測得吸光度為0.24，連續(xù)11次測得空白值的標準偏差為0.012，試計算其檢出限。 解：依題意得：鉛的相對檢出限 D=s×3/A=0.1×3×0.012/0.24=0.015g/mL 答：其

23、檢出限為0.015g/mL19、已知用原子吸收法測鎂時的靈敏度為0.005g/mL，試樣中鎂的含量約為0.01，配制試液時的最適宜質(zhì)量濃度范圍為多少？若制備50mL試液時，應該稱取多少克試樣？ 解：由于AC標準曲線的直線范圍內(nèi)，吸光度在0.150.6之間測量的準確度較高，因此依題意Ccs×0.0044/A可得 s > CcA1/0.00440.005×0.15/0.0040.170g/mL s < CcA2/0.00440.005×0.6/0.0040.682g/mL 則：0.170g/mL<s <0.682g/mL 若制備50mL試液，則

24、0.170×50g <mc<0.682×50g 0.0085g <mc<0.034g 答：配制食野的最適宜質(zhì)量濃度范圍為0.170g/mL0.682g/mL 應該稱取0.0085g0.034g試樣20、用標準加入法測定血漿中鋰含量時，取4份0.50mL血漿試樣，分別加入濃度為0.0500mol/L的LiCl標準溶液0.0L、10.0L、20.0L、30.0L，然后用水稀釋至5.00mL并搖勻，用Li670.8nm分析線測得吸光度依次為0.201、0.414、0.622、0.835，計算血漿中鋰的含量，以g/mL表示。 解：依題意得，所加入的濃度分別為

25、： 1 2 3 4 Cs×103（mol/L） 0 0.1 0.2 0.3 A 0.201 0.414 0.622 0.835根據(jù) 可得 mol/L 轉(zhuǎn)化為質(zhì)量濃度則：sCsMB 9.44×105×0.5×103×7×106/0.50 0.66 g/mL 答：血漿中鋰的含量為0.66g/mL第十章 極譜分析法11、采用標準加入法測定微量鋅，取試樣0.5000g溶解后，加入NH3H2O底液，稀釋至50mL鋅標準溶液（濃度為1.00×102 mol/L）后，測得波高為9.0cm，求試樣中鋅的質(zhì)量分數(shù) 解：依題意得 HXKCx &

26、#160;即 4.0KCx 由 式聯(lián)立即可求得，Cx3.67×104 mol/L 即：Zn3.67×104×0.05×65/0.5000 ×100%=0.24% 答：試樣中鋅的質(zhì)量分數(shù)為0.24% 12、根據(jù)下列數(shù)據(jù)計算鎳的質(zhì)量濃度（mg/L） 溶液 i/A 25.00mL 0.20mol/L NaCl 稀釋到50mL 8.4 25.00mL 0.20mol/L NaCl 加10.00 mL試樣稀釋到50mL 46.3 25.00mL 0.20mol/L NaCl、10.00 mL試樣、0.50mL2.30×102 mol/LNi2稀釋到50mL 68.4解：由以上數(shù)據(jù)可分析i8.4A時應為殘余電流部分，在計算中應被扣除，而本題目使用的是標準加入法，