武汉大学分析化学下册23
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一、选择题1.原子吸收分析中,发射线的宽度()。
A.比吸收线的宽B.比吸收线的窄C.与吸收线一样宽窄【答案】B【解析】这是实现峰值吸收的基本条件之一。
2.在原子吸收光谱中,火焰的作用是()。
A.提供能量使试样蒸发并离解成基态原子B.发射待测原子的特征谱线C.提供能量使试样蒸发,离解并进一步使被测原子激发D.提供连续光源【答案】A3.原子吸收光谱分析中,测量的是()。
A.峰值吸收B.积分吸收C.分子吸收D.连续光谱4.原子吸收分析中,与火焰原子化法相比,无火焰原子化法的()。
A.原子化效率高,灵敏度高B.原子化效率低,灵敏度高C.原子化效率高,灵敏度低D.原子化效率低,灵敏度低【答案】A5.由于原子无规则的热运动所引起的变宽是()。
A.多普勒变宽B.劳伦兹变宽C.赫鲁茨马克变宽D.自然变宽【答案】B【解析】劳伦兹和赫鲁茨马克变宽是压力变宽,自然变宽是在无外界影响的情况下,谱带的自然宽度。
6.原子吸收分光光度法中,常在试液中加入KCl,是作为()。
A.释放剂B.缓冲剂C.保护剂D.消电离剂【答案】D【解析】由于原子的电离而引起的干扰为电离干扰,常加入易电离元素作为消电离剂。
7.若a和b两组分的吸收光谱互相重叠,干扰组分b的吸收光谱仅有一个吸收峰。
测定a时,用()。
A.解线性方程组法B.等吸收双波长消去法C.系数倍率法D.以上全部方法都可使用【答案】D【解析】解线性方程组法适合于光谱相互重叠的各种情况;因为干扰组分b的吸收光谱有一个吸收峰,可以找到等吸收的双波长,所以可以选用等吸收双波长消去法;干扰组分无论是否存在等吸收,都可以用系数倍率法消除干扰组分的干扰。
8.关于荧光,正确的叙述是()。
A.受激分子从激发的各个振动能级返回至基态时所发射出的光为荧光B.荧光波长大于激发光波长C.磷光波长小于荧光波长D.温度升高,溶液中荧光物质的荧光强度增强【答案】B【解析】A项,受激分子从激发态的最低振动能级返回至基态时所发出的光为荧光。
第21章 毛细管电泳和毛细管电色谱21-1 什么是电渗流?它是怎样产生的?答:(1)电渗流是指当在毛细管两端施加高压电场时,双电层中溶剂化的阳离子向阴极运动,通过碰撞作用带动溶剂分子一起向阴极运动,即形成电渗流。
(2)电渗流的产生过程:由于多孔介质材料、微通道壁或其他流体管道材料表面带负电荷,液体中的正离子被吸引附着于通道壁上,最靠近通道壁的正离子被吸引的力量最强,距离通道壁越远,正离子所受的吸引力越弱。
水分子因具偶极性而吸附于正离子上,当在通道两端施加电压时,距离通道壁较远的正离子(受壁的吸引力较弱,可自由移动)游向负极,正离子带着吸附于其上的水分子以及因为摩擦力牵引着其他水分子一起游向负极,此即为电渗效应。
21-2 毛细管的总长为25cm ,进样端到检测器的柱长为21cm ,分离电压为20kV ,采用硫脲作为标记物,其出峰时间为1.5min ,试计算电渗流的大小。
解: 根据题给条件:U =20000V ,由1021,25, 1.5min 90,d L cm L cm t s ====可得电渗流为0d t eo L L t Uμ=⋅21142112125 2.92109020000eo cm V s cm V s μ-----⨯=⋅⋅=⨯⋅⋅⨯21-3 在毛细管区带电泳中,指出下列物质的出峰顺序。
溴离子,硫脲,铜离子,钠离子,硫酸根离子答:在毛细管区带电泳中,上述物质的出峰顺序依次为:钠离子,铜离子,硫脲,硫酸根离子,溴离子。
21-4 为什么pH会影响毛细管电泳分离氨基酸?答:pH会影响毛细管电泳分离氨基酸是因为pH决定弱电离组分的有效淌度,同时还影响电流的大小和方向。
氨基酸是两性物质,因此氨基酸的电离受到溶液pH的影响,当pH接近氨基酸的等电点时,氨基酸对外显示电中性,电泳过程中不移动。
21-5 毛细管电泳的检测方法有哪些?它们分别有何优缺点?答:毛细管电泳又称高效毛细管电泳,是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。
第9章 紫外-可见吸收光谱法9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型?哪些类型的跃迁能在紫外-可见吸收光谱中反映出来?答:(1)有机化合物分子的电子跃迁的类型有:、、、σσ*→ππ*→n σ*→、等。
σπ*→πσ*→(2)能在紫外-可见吸收光谱中反映出来的跃迁类型有:、。
ππ*→n σ*→9-2 何谓溶剂效应?为什么溶剂的极性增强时,跃迁的吸收峰发生红移,而ππ*→跃迁的吸收峰发生蓝移?n π*→答:(1)溶剂效应是指溶剂极性对紫外-可见吸收光谱的影响,溶剂极性不仅影响吸收带的峰位,也影响吸收强度及精细结构。
如溶剂极性对光谱精细结构、π→π*跃迁谱带和n→π*跃迁谱带的影响。
(2)①当溶剂极性增强时,跃迁的吸收峰发生红移的原因是:发生ππ*→跃迁的分子,ππ*→在极性溶剂的作用下,基态与激发态之间的能量差变小了,因此向长波方向移动。
②当溶剂极性增强时,跃迁的吸收峰发生蓝移的原因是:发生跃迁的n π*→n π*→分子,在极性溶剂的作用下,基态与激发态之间的能量差变大了,因此向短波方向移动。
9-3 无机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型?为什么电荷转移跃迁常用于定量分析而配位场跃迁在定量分析中没有多大用处?答:(1)无机化合物分子的电子跃迁主要有两种类型:电荷转移跃迁和配位场跃迁。
(2)电荷转移跃迁常用于定量分析而配位场跃迁在定量分析中没有多大用处的原因为:电荷转移跃迁摩尔吸光系数较大,一般>,用于定量分析可以max ε41110L mol cm --⋅⋅提高检测的灵敏度;而配位场跃迁由于选择规则的限制,吸收谱带的摩尔吸光系数小,一般<,吸收光一般位于可见光区,因此其在定量分析方面不重要。
max ε11100L mol cm --⋅⋅9-4 何谓生色团和助色团?试举例说明。
答:(1)生色团是指某些有机化合物分子中存在不饱和键的基团,能够在紫外及可见光区域内(200~800nm )产生吸收,且吸收系数较大,这种吸收具有波长选择性,吸收某种波长(颜色)的光,而不吸收另外波长(颜色)的光,从而使物质显现颜色。
第5章 X 射线光谱法5-1 解释并区别下列名词:连续X 射线与X 射线荧光;吸收限与短波限;Mose1oy 定律与Bragg 方程;与谱线;K 线系与L 线系。
K αK β答:(1)连续X 射线与X 射线荧光连续X 射线是指在轰击金属钯的过程中,有的电子经历一次碰撞后能量耗尽,有的电子则需多次碰撞。
因为碰撞是随机的且电子数目很大,所产生的具有不同波长的X 射线。
X 射线荧光是指入射X 射线使低层电子激发成光电子后,高层电子落入低层电子的空轨道,并以辐射方式释放出能量而逐出的射线。
(2)吸收限与短波限吸收限是指物质对X 射线的吸收量随着辐射频率增大至骤然增大时的限度。
短波限是指一次碰撞后就丧失全部动能的电子所辐射出的具有最大能量且波长最短的X 射线光子。
短波限用表示。
0λ(3)Mose1ey 定律与Bragg 方程Mose1ey,式中,K 与S 是与线系有关的常数。
()K Z S =-Bragg 方程是指,式中,d 为晶面间距,为X 射线入射角。
2sin n d λθ=θ(4)与谱线K αK β射线是指由L 层跃迁到K 层辐射的X 射线。
K α射线是指由M 层跃迁到K 层辐射的射线。
K β(5)K 线系与L 线系K 线系是指K 层电子被逐出后,空穴可被外层的任一电子填空,从而产生一系列的谱线。
L 线系是指L 层电子被激发后,高层电子跃迁产生的一系列线系。
5-2 欲测定Si 0.7126nm ,应选用什么分光晶体?K α答:应选用PET (002)分光晶体。
根据Bragg 方程:。
2sin n d λθ=令,则。
1n =sin 2d λθ=因为0<sin <1,所以分光晶体的晶面间距满足<1,即>0.3563nm ,应选θ2d λd 用PET (002)。
5-3 试对几种X 射线检测器的作用原理和应用范围进行比较。
答:常用的X 射线检测器包括正比计数器、闪烁计数器和半导体检测器,其作用原理和应用范围比较如下:(1)正比计数器。
第23章 分子质谱法一、选择题因量子隧道效应(Quantum mechanical tunneling),分子电子被微针“萃出”,分子本身很少发生振动或转动,因而分子不过多碎裂,从而产生较强分子离子峰的电离源是()。
[中山大学2005研]A.CIB.EIC.FID.FAB【答案】C【解析】质谱有许多种电离源,它们的电离原理各不相同。
CI(化学电离源)是利用离子-分子反应使被测物电离;EI (电子轰击电离源)是通过热电子与被测物分子作用使其电离;FAB(快原子轰击)是一种溅射电离的方式。
只有FI(场致电离)是通过量子隧道效应使物质电离的。
二、解谱题1.已知某未知化合物的质谱图如图23-1所示。
试解析图谱,并推断其结构。
[东南大学2001研]图23-1解:先计算此未知化合物的不饱和度为据此可以判断出其可能为醇、醚。
对质谱图分析,分子离子失去H+可得分子离子失去H2O可得和来源于下面两个式子据此,判断该化合物的结构可能为2.一不含氮的化合物,其质谱如图23-2所示,亚稳离子峰为m/z125.5和88.7,试推测其结构,并写出推理过程和m/z 为154、139、111、76和43的离子的形成过程。
[东南大学2004研]图23-2解:(1)分子离子峰为m/z 154,它首先失去15 a.m.u ,形成M -15离子(m/z139)。
(2)在分子离子峰附近,有M+2峰,即m/z 156,且M:(M+2)近似为3:1。
因此同位素峰表示未知物中有1个氯原子,同时Cl还存在于碎片离子m/z 139和m/z 111中。
(3)碎片离子m/z 77,76,51都是芳烃的特征离子峰。
(4)特征的低质量碎片离子m/z 43可能是C3H7+或CH3CO+。
(5)m/z 139为带偶数电子的离子,表示m/z 154→m/z139,消去一个游离基。
m/z 111也是带偶数电子的离子,表示m/z 139→m/z111,消去了一个质量为28 a.m.u的中性分子。
第23章 分子质谱法23-1 何谓分子质谱?它与原子质谱有何异同?答:(1)分子质谱是当代质谱学的主要组成部分,可获得无机、有机和生物分子的相对分子质量和分子结构,对复杂混合物各组分进行定性和定量测定。
(2)分子质谱与原子质谱的异同之处如下:①相同点分子质谱和原子质谱的原理和仪器总体结构基本相同。
②不同点a.分子质谱获得信息量比原子质谱大;b.分子质谱进样方式比原子质谱多;c.分子质谱有多种离子化技术;d.分子质谱与原子质谱测定质量范围不同;e.分子质谱与原子质谱的发展历程不同。
23-2 试说明分子质谱仪器主要组成部分和各自的功能,它们与原子质谱仪器有何不同?答:(1)分子质谱仪器主要由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、真空系统及电子计算机控制和数据处理系统组成,它们各自的功能如下:①进样系统的作用是在不破坏真空环境、具有可靠重复性的条件下,将试样引入离子源。
②离子源的作用是将样品中的原子、分子电离成为离子,并使这些离子在离子光源系质量分析器的作用是将离子源产生的离子按质荷比顺序分离。
④检测器的作用是接收由质量分析器打出来的离子,检测信号。
⑤真空系统的作用是保证离子源中灯丝的正常工作,保证离子在离子源和分析器中正常运行,消减不必要的离子碰撞、散射效应、复合反应和离子-分子反应,减小本底与记忆效应。
⑥电子计算机控制和数据处理系统的作用是快速准确地采集、处理、显示、给出数据,且监控仪器各部分工作状态、优化操作条件。
(2)与原子质谱仪器不同的是进样系统和离子源。
23-3 试计算和说明:(1)在电子轰击源中,单电荷离子(z =1)通过V电场加310速以后,试计算它获得的动能(KE )。
(2)离子的动能跟它的质量有关么?(3)离子的速度跟它的质量有关么?解:(1)获得的动能。
2193161U 1.61010 1.6102KE m ze J J υ--===⨯⨯=⨯(2)在离子源中离子获得的动能与它的质量无关。
《光谱分析法导论》复习题1.所谓“真空紫外区”,其波长范围是( C )A.200~400nmB.400~800nmC.10~200nmD.200~8002. 下述哪种光谱法是基于发射原理?( B )A.红外光谱法B.荧光光度法C.分光光度法D.核磁共振波谱法3.已知光束的频率为105Hz ,该光束所属光区为( A )A.紫外光区B.微波区C.可见光区D.红外光区4.波长为0.01nm 的光子能量为( C )A.12.4eVB.124eVC.1.24×105eVD.0.124eV5.可见光的能量范围为( D )A.12400~1.24×1013eVB.1.43×102~71eVC.6.2~3.1eVD.3.1~1.65eV6.带光谱是由于( B )A.炽热固体发射的结果B.受激分子发射的结果C.受激原子发射的结果D.简单离子受激发射的结果7.基于电磁辐射吸收原理的分析方法是( D )A.原子荧光光谱法B.分子荧光光谱法C.化学发光光谱法D.紫外-可见分光光度法8.可以概述三种原子光谱(吸收、发射、荧光)产生机理的是( C )A.能量使气态原子外层电子产生发射光谱B.辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁C.能量与气态原子外层电子相互作用D.辐射能使院子内层电子产生跃迁9. 若光栅宽度为50mm ,刻痕数为1200条·mm -1,此光栅的一级光谱理论分辨率应为 60000 。
10.原子外层电子跃迁的能量相当于紫外光和可见光;原子核自旋跃迁激发能对应于射频辐射区。
11.欲在200~400nm 光区进行分析,可选用的棱镜摄谱仪是 ( C )A.玻璃棱镜B.萤石棱镜C.石英棱镜D.以上三种均可12.下述哪种分析方法是以散射光谱为基础的 (B )A.原子发射光谱B.拉曼光谱C.原子吸收光谱D.X 荧光光谱法13.红外光谱仪的主要部件包括: 光源 , 吸收池 , 单色器 、 检测器及记录系统。