仪器分析习题及答案.doc

第 14 页 共 15 页习题一１.学习现代仪器分析对农、林、牧、食品、生物科技工作者有何重要性？2.现代仪器分析法有何特点？它的测定对象与化学分析方法有何不同？3.现代仪器分析重要有哪些分析方法？试用列图表的方法进行总结？习题二1. 原子光谱与分子光谱、吸收光谱与发射光谱有什么不同？ 2．什么是复合光和单色光？光谱分析中如何获得单色光？ 3．光谱分析法是如何分类的？     参考答案：1. 答：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率（波长）的电磁辐射，经过光谱仪所得到的一条条分立的线状光谱，称为原子光谱产生原子光谱的是处于稀薄气体状态的原子（相互之间作用力小），主要是由电子能级跃迁所致，是一条条彼此分立的线状光谱 处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱，称为分子光谱分子光谱负载分子能级的信息，而分子能级包括电子能级、振动能级、转动能级，这些能级都是量子化的，分子光谱有三个层次当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的原子核吸收了特定的光子后，由低能态（一般基态）被激发跃迁到高能态（激发态），此时将吸收的光辐射记录下来就是吸收光谱。

从高能态回到基态或较低能态，重新以光辐射形式释放出来而获得的光谱就是发射光谱2. 答：物质发出的包含多种频率成分的光，称取复合光只包含一种频率成分的光叫单色光，光谱分析中利用色散原理来获得单色光3. 答：按照产生光谱的物质类型的不同，可以分为原子光谱、分子光谱、固体光谱；按照产生光谱的方式不同，可以分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按照光谱的性质和形状，又可分为线光谱、带光谱和连续光谱 习题四1．  影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？2．原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件和依据是什么？3．原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成？各有何作用？4．使用空心阴极灯应注意些什么？如何预防光电倍增管的疲劳？ 5．与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器有哪些优缺点？6．光谱干扰有哪些，如何消除？7．比较标准加入法与标准曲线法的优缺点8．原子吸收光谱仪有三档狭缝调节，以光谱带0.19nm、0.38nm和1.9nm为标度，对应的狭缝宽度分别为0.1mm、0.2mm和1.0mm，求该仪器色散元件的线色散率倒数；若单色仪焦面上的波长差为20nm.mm-1，狭缝宽度分别为0.05mm、0.1mm、0.2mm及2.0mm四档，求所对应的光谱通带各为多少？9．测定植株中锌的含量时，将三份1.00g植株试样处理后分别加入0.00mL、1.00mL、2.00mL0.0500mol·L-1ZnCl2标准溶液后稀释定容为25.0mL，在原子吸收光谱仪上测定吸光度分别为0.230、0.453、0.680，求植株试样中锌的含量（3.33×10-3g.g-1）。

   参考答案：1. 答：影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度ΔfN、多普勒变宽和压力变宽其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽2. 答：原子吸收光谱法，采用极大吸收进行定量的条件：①光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度；②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率ν0相重合定量的依据：A=Kc3. 答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成光源的作用：发射待测元素的特征谱线原子化器的作用：将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子分光系统的作用：把待测元素的分析线与干扰线分开，使检测系统只能接收分析线检测系统的作用：把单色器分出的光信号转换为电信号，经放大器放大后以透射比或吸光度的形式显示出来4. 答：使用空心阴极灯应注意：使用前须预热；选择适当的灯电流 预防光电倍增管的疲劳的方法：避免长时间进行连续光照5. 答：与火焰原子化器相比，石墨炉原子化器的优点有：原子化效率高，气相中基态原子浓度比火焰原子化器高数百倍，且基态原子在光路中的停留时间更长，因而灵敏度高得多缺点：操作条件不易控制，背景吸收较大，重现性、准确性均不如火焰原子化器，且设备复杂，费用较高。

6. 答：原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类消除方法：物理干扰的消除方法：配制与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法，使试液与标准溶液的物理干扰相一致化学干扰的消除方法：加入释放剂或保护剂电离干扰的消除方法：加入一定量的比待测元素更容易电离的其它元素（即消电离剂），以达到抑制电离的目的光谱干扰的消除方法：缩小狭缝宽度来消除非共振线干扰；采用空白校正、氘灯校正和塞曼效应校正的方法消除背景吸收7. 答：标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便缺点是：对个别样品测定仍需配制标准系列，手续比较麻烦，特别是遇到组成复杂的样品测定，标准样的组成难以与其相近，基体效应差别较大，测定的准确度欠佳标准加入法的优点是可最大限度地消除基干扰，对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析，准确度较高；缺点是不能消除背景吸收，对批量样品测定手续太繁，不宜采用8. 解：∵W=D·S∴D=W/S∴D1=W1/S1=0.19/0.1=1.9nm.mm-1D2=W2/S2=0.38/0.2=1.9nm.mm-1D3=W3/S3=1.9/1.0=1.9nm.mm-1W1=D·S1=2.0×0.05=0.1nmW2=D·S2=2.0×0.1=0.2nmW3=D·S3=2.0×0.2=0.4nmW4=D·S4=2.0×2.0=4.0nm9. 解：设植株试样中锌的含量为Cx mol.L-1 ∵ A=KC∴A1=KCxA2=K(25×10-3Cx+1.00×0.0500×65.4×10-3)/25×10-3A3=K(25×10-3Cx+2.00×0.0500×65.4×10-3) /25×10-3 解之得 Cx=2×10-3 mol.L-1 ∴植株试样中锌的含量为3.33×10-3g.g-1 习题五1．电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外及可见光区吸收光谱中反映出来？2．何谓发色团和助色团？举例说明。

3．吸收带有哪几种类型？它产生的原因是什么？有什么特点？4．紫外可见光谱在分析上有哪些应用？ 5．已知一物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸收系数κ为1.4×104L·mol-1·cm-1，现用1cm吸收池测得该物质溶液的吸光度为0.850，计算溶液的浓度6．K2CrO4的碱性溶液在372nm处有最大吸收,若碱性K2CrO4溶液的浓度c(K2CrO4)=3.00×10-5mol· L-1,吸收池长度为1cm,在此波长下测得透射比是71.6%计算：（1）该溶液的吸光度；（2）摩尔吸收系数；（3）若吸收池长度为3cm，则透射比多大？7．苯胺在λmax为280nm处的κ为1430 L·mol-1·cm-1，现欲制备一苯胺水溶液,使其透射比为30%,吸收池长度为1cm,问制备100mL该溶液需苯胺多少克?8．某组分a溶液的浓度为5.00×10-4mol· L-1，在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度为0.638及0.139；另一组分b溶液的浓度为8.00×10-4mol· L-1，在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度为0.106及0.470现有a组分和b组分混合液在1cm吸收池中于440nm及590nm处其吸光度分别为1.022及0.414，试计算混合液中a组分和b组分的浓度。

 参考答案：1. 答：电子跃迁的类型有四种：б→б* ，n→б*，n→π*，π→π* 其中n→б*，n→π*，π→π*的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来2. 答：发色团指含有不饱和键，能吸收紫外、可见光产生n→π*或π→π*跃迁的基团例如：＞C=C＜，—C≡C—，＞C=O，—N=N—，—COOH等助色团：指含有未成键n 电子，本身不产生吸收峰，但与发色团相连能使发色团吸收峰向长波方向移动，吸收强度增强的杂原子基团例如：—NH2，—OH，—OR，—SR，—X等3. 答：吸收带有R吸收带、K吸收带、B吸收带及E吸收带四种类型 产生的原因及特点： R吸收带是由于n→π*跃迁而产生的特点：强度较弱，一般κ＜102L·mol-1·cm-1；吸收峰位于200～400nm之间　　K吸收带是由共轭双键中π→π*跃迁而产生的特点：吸收强度较大，通常κ＞104L·mol-1·cm-1；跃迁所需能量大，吸收峰通常在217～280nmB吸收带是由于芳香族化合物的π→π*跃迁而产生的精细结构吸收带特点：吸收峰在230～270 nm之间，κ≈102L·mol-1·cm-1E吸收带是由芳香族化合物的π→π*跃迁所产生的，是芳香族化合物的特征吸收，可分为E1带和E2带。

特点：E1带出现在185nm处，为强吸收，κ＞104L·mol-1·cm-1；E2带出现在204nm处，为较强吸收，κ＞103L·mol-1·cm-14. 答：紫外可见光谱在土壤和植物分析（如N、P、K、Zn、Cu等元素的定量分析）、污染物的成分及含量测定和动植物生物成分的分析等方面都有应用5. 解：∵A=KCL∴C=A/（KL）=0.850/(1.4×104×1)=0.607×10-4 （mol·L-1 ）6. 解：（1）A=-lgT=-lg71.6%=0.415(2)K=A/(CL)=0.415/(3.00×10-5×1)=4.83×103 （L·mol-1·cm-1 ）(3)∵lgT=-A=-KCL=-4.83×103×3.00×10-5×3=-0.4347∴T=36.75%7. 解：设需苯胺X g,则∵A=-lgT= KCL∴0.523=1430×(X/M×100×10-3) ×1 X=3.4×10-3g8. 解：∵Ka440 ·Ca ·L=Aa440∴Ka440 = Aa440/（Ca ·L）=0.638/(5.00×10-4×1)=1.28×103同理Ka590 = Aa590/（Ca ·L）=0.139/(5.00×10-4×1)=2.78×102Kb440 = Ab440/（Cb ·L）=0.106/(8.00×10-4×1)=1.33×102Kb590 = Ab590/（Cb ·L）=0.470/(8.00×10-4×1)=5.88×102又∵Aa+b440=Ka440 ·Ca ·L+ Kb440 ·Cb ·LAa+b590=Ka590 ·Ca ·L+ Kb590 ·Cb ·L∴有 1.022=1.28×103×Ca× 1+1.33×102×Cb×10.414=2.78×102×Ca× 1+5.88×102×Cb×1 解之得 Ca=7.6×10-4 （mol·L-1 ） Cb=3.7×10-4 （mol·L-1 ） 习题六1．区分荧光、磷光、延迟荧光、化学发光、生物发光、瑞利光和拉曼光。

2．第一第二单色器各有何作用？荧光分析仪的检测器为什么不放在光源与液池的直线上？3．荧光光谱的形状决定于什么因素？为什么与激发光的波长无关？4．什么是荧光猝灭?导致猝灭的原因有哪些?5．写出荧光强度与荧光物质浓度间的关系式，并注明该式的应用前提6．化学发光反应必须满足哪些基本。