仪器分析计算例题.docx

第二章气相色谱分析例1:在一根90米长的毛细管色谱柱上测得各组分保留时间：正十四烷；正十五烷;正十六烷计算色谱柱的死时间及载气平均速度解：方法一：同系物保留值之间存在以下关系：以（tRtM）代替tR可推导出:tMtR(n1)tR(n1)tR(n)将正十四烷、正十五烷、正十六烷(tR(n1)tR(n))(tR(n)tR(n1))tM4.40min载气的平均流速uL/tM,即的保留时间代入公式：2丄31.915.621.95.'曰tMmin得(31.921.95)(21.9515.6)u90100/（4.4060）cm/s34.09cm/s方法二：直接用甲烷测定死时间即以甲烷的保留时间作为死时间例2：在一根2m长的色谱柱上，ABC、三组分的保留时间分别为、、；峰宽分别为、、另测得甲烷的保留时间为求：（1）ABC组分的调整保留时间；（2）A与B、B与C组分的相对保留时间；（3）ABC组分的容量因子；（4）ABC组分的有效塔板数和塔板高度；（5）A与B、B与C组分的分离度；解：（1）tR（1）tR（1）tM第三章高效液相色谱分析例1:高效液相色谱法分离两个组分，色谱柱长30cm已知在实验条件下，色谱柱对组分2的柱效能为26800吊，死时间tM1.5min.组分的保留时间tR4.15min,tR4.55min.计算：（1）两组分在固定相中的保留时间t^,tR2;（2）两组分的分配比k1,k2;(3) 选择性因子r2,1;(4) 两组分的分离度R,并判断两个组分是否完全分离。

解：(1)tRltR]tM(4.151.50)min2.65min(2)因为tRtM(1k)tRtRtM所以tRtMtMtM4.151.51.77tM1.5k22.03k11.77(4)30cm长色谱柱的理论塔板数n为(3)r211.15「2,11根据分离度R4「2,1因R>,故两分组已完全分离k2k21例2:已知A、B两分组的相对保留值rB.A1.1解:根据n16R2(S)2及lHn「b.a12211可求得n161.5243561.11因此，所需色谱柱长第四章电位分析法例1:25°C时，用氯电极测定含盐番茄汁中的Cl—含量取番茄汁测得电动势为，若向其中加入L的NaCI溶液，再测电动势为计算每升番茄汁中所含Cl—的毫克数解：CxC[10S1]1例2:25°C时，用LCe4溶液电位滴定LSn2溶液用Pt电极（正极）和饱和甘汞电极（负极）组成电池，计算：（2）化学计量点时电池的电动势4（3）加入Ce时的电动势已知sce0.24VC4/C31.61VS4/S20.15VCe/CeSn/Sn解：（1）11.61+20.15、，计量点=V0.637V1+2(2)Sn22Ce4Sn42Ce3溶液中Sn2量：20.00O.IOOmmol2.00mmol加入Ce4量：10.000.100mmol1.00mmol余Sn2量：(2.001.00/2)mmol1.50mmol生成Sn4量：0.500mmol用Sn4/Sn2电对计算，第五章伏安分析法例1：用极谱法测定MgCb溶液中的微量CcF+取试液，加入％明胶，用水稀释至50ml，通25min~10min后记录极谱图，得波高50A另取试液，加入mlCcT标准溶液，混合均匀，再按上述测定步骤同样处理，记录极谱图，波高为90A.计算试样中Cf的含量。

解：根据极谱法的定量公式，扩散电流（即极谱波高）与CcT的浓度成正比：idkc样品加标前：id150A,C1Cxmg/mL样品加标后：id90A解以下方程组得：得试样中的Cd+的含量CX=mL例2：用阳极溶出伏安法测定水样中的Pb2,Cd2,Cu2含量取水样，加入到盛有支持电解质溶液的电解池中，通N22min，富集1min，静置30秒后将工作电极的电位向正方向扫描，测得Pb2,Cd2,Cu2的溶出峰高分别为12mm26mm18mm在上述溶液中加入Pb2(10.00mg/L),Cd2(2.00mg/L),Cu2(5.00mg/L)的标准溶液，同样进行富集和溶出，测量到溶出峰的峰高分别为20mm，45mm32mm计算水样中的Pb2,Cd2,Cu2的含量解：根据溶出伏安法的定量公式，溶出峰电流(即溶出峰高)与被测离子浓度成正比：hkc设被测离子的浓度为Cxmg/L,则加标前电解池中被测离子浓度：C1Cx4.00/50.0mg/L加标后电解池中被测离子浓度：C2Cx4.00/50.0CsVs/50.0h1kc1分别将Pb2,Cd2,Cu2加标前后的溶出峰高h2kc212/20mm,26/45mm,18/32mm,标准浓度10.00mg/L,2.00mg/L,5.00mg/L加标体积代入方程组，解得：水样中的Pb2的含量：0.375mg/L;Cd2的含量：7.65102mg/LCu2的含量：0.161mg/L.第六章库伦分析法例1:用铂电极电解CuCI2溶液，通过的电流为20A,电解时间为15min.计算阴极上析出铜和阳极上析出氯的质量。

解：设阴极析出铜和阳极析出氯都是唯一产物阴极反应Cu22eCu阳极反应2CI2eCl2已知Mcu63.55g/mol,MCl270.90g/mol所以mi®MCuit63.55201560厂“cCug5.928gnF296487例2:称取Cd和Zn的试样，溶解后，用汞阴极使Cd和Zn分别从氨性溶液中析出当阴极电位控制在（Vs,SC日，仅析出Cd在该电位下电流中止时，氢氧库仑计析出气体（21C,）.调节阴极电位至（Vs,SCE）,使在乙6+阴极析出电解结束后，库仑计又增加了气体计算试样中Zn和Cd的含量已知在标准状态下，每库仑电量析出氢氧混合气体的体积是，MCd=mol,MZn=mol）解：电解Cd时，标准状况下，库仑计析出的氢氧混合气体的体积为析出Cd时，消耗的电量为电解Zn时，标准状况下库伦计析出的氢氧混合气体体积为析出Zn时，消耗的电量为QZn27.7/0.1739C159.3C第七章原子发射光谱例1.简述下列术语的含义：（1）电磁波谱（2）发射光谱（3）吸收光谱（4）荧光光谱解：（1）电磁波谱一一电磁辐射是一种高速度通过空间传播的光量子流，它既有粒子性质又有波动性质电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。

2）发射光谱一一物质的原子、离子或分子得到能量，使其由低能态或基态激发至高能态，当其跃迁回到低能态或基态而产生光谱称为发射光谱3）吸收光谱一一当辐射通过气态、液态或固态物质时，物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态激发至较高的能态这种因为对辐射的选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱4）荧光光谱一一激发态原子或分子通过无辐射跃迁回较低的激发态，然后再以辐射跃迁的形式回到基态或直接以辐射跃迁回到基态，通过这种形式获得的光谱称为荧光光谱例2：激发原子和分子中的价电子产生紫外可见光谱需要激发能量为~问其相应的波长范围是多少?解.h6.621027ergs121eV10erg激发能量为hc因为所以同理；激发能量为因此，激发的能量为~的相应波长范围是1552~8257A例3:钠原子在火焰中被激发时，当它由3P激发态跃迁到基态3S便辐射黄光，试计算此光的激发电位以eV为单位）E解：2710he6.621031012/、83.3710(erg)5896108所以E=（eV）第八章原子吸收光谱分析例1:原子吸收光谱法测定元素M时，由未知试样溶液得到的吸光度读数为，而在9ml未知液中加入1ml浓度为100mg/L的M标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的吸光度为.求未知试样中M的浓度是多少？Cx解:根据AxsCxVxCM将数据代入解得CxVxVs9.8mg/L例2:在选定的最佳实验条件下。

用火焰原子吸收分光度法测0.50g/mL镁溶液，测得透光率为%用此法测定某试样中镁的含量（约为咧，若取样量约为现有10ml,50ml和250ml3个容量瓶，选择哪个容量瓶最合适？（控制吸光度在~范围内）小C0.00440.500.0044门“厂厂/「"/俯忻、S0.0055(gml/1%吸收)~Alg0.400吸光度相应的浓度范围为m斗m镁0.50.005%106因为CVV所以V0.50.005%1060.19ml132ml即配置试样溶液的体积应在33ml~132ml才能满足测定的要求因此选择50ml的容量瓶最合适第九章紫外吸收光谱例1:称取维生素C溶于100mlL的硫酸溶液中，取定容至100ml后，用石英比色皿在245nm波长处测得吸光度值为，已知吸光系数a=560Lg-1Cm-1计算样品中维生素C的质量百分数.解：因为Aabc4所以CA/ab0.551/(5601)g/ml9.84104g/L维生素百分含量C(9.84104100/2)100103/0.0500100%9.84%例2:用双硫腙萃取光度法测定样品中的含铜量，准确称取试样，溶解后定容至100ml，从中移取10ml显色并定容至25ml。

用等体积的氯仿萃取一次，设萃取率为90%，有机相在最大吸收波长处用1cm比色皿测得其吸光度为.已知双硫腙铜配合物在该波长下的摩尔吸光系数为X104铜的原子量为.试计算试样中铜的质量百分数解：氯仿溶液中铜的浓度为等体积萃取且萃取率为90%那么定容为25ml体积内水相中铜的浓度为:显色时是将试样处理成100ml试液从中移取10ml显色定容至25ml因此原试液中铜的浓度为故样品中铜的质量百分数为第十章红外吸收光谱分析例1:已知二硫化碳分子中C=S键的力常数为10N/cm，试计算它的伸缩振动吸收峰的频率解：由公式1302例2:已知CH2920cm1,求cd?解：根据公式1302、'k有CD|'UCHCHUCD因为H和D为同位素C-H和C-D键的力常数相等，即kcHkcD所以第十一章核磁共振波谱分析例1:用60MHz的核磁共振仪，测得TMS（四甲基硅烷）和化合物中某质子的吸收频率差为420Hz，如果使用200MHz的仪器测它们之间的频率差为多少？此数据说明什么？解：由式TMS样品0106=—0106所以/106420601061067.00ppm所以7.00200106/106Hz1400Hz此数据说明仪器的磁场强度越大，仪器的分辨率越高例2:试计算在的磁场中下列各核的共振频率：1H、13C、19F、31P（1H、13C、19F、31P的磁场旋比分别为2.68108T1S1、6.37107T1S1、2.52108T1S1、1.08108T1S1）解：—H0将数据分别代入求得各核的共振频率分别为，，，2例3:FT-90Q型核磁共振仪。

90是质子的共振频率（MHz）试计算仪器13的磁场强度是多少？在相同的磁场强度下C的共振频率是多少？（已知1H和13C的磁旋比分别为2.675108T1S1和6.72615107T1S1）心2解：H02.1138T第十二章质谱分析例1:当质量为100amu的一价正离子，经6000V电压加速后进入强度为的磁场试计算该离子的轨道半径解：由式R1「2m则。