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仪器分析-绪论习题解答1、解：以分析信号对质量浓度作图，可得校正曲线X的质量浓度c i/μg·mL-1分析信号的平均值S i0.000.0312.000.1736.000.42210.000.70214.000.95618.00 1.248由最小二乘法线性拟合公式：将上面表格数据代入，可计算得到斜率m＝0.0670 mL·μg –1也可以由Origin作图软件作图，线性拟合，如上面右图所示，得线性方程为，线性相关系数R＝0.99978。
（1）根据IUPAC的规定，灵敏度的定量定义是校正灵敏度，它是指在测定范围中校正曲线的斜率。
因此，校正灵敏度为0.0670 mL·μg –1。
（2）检出限是指能以适当的置信概率被检出的组分的最小量或最小浓度，公式, 式中s bl是在测定试样相同条件下对空白试样进行足够多次测定的标准偏差，m为直线斜率，将已知数据代入，可得检出限c m＝3×0.0079/0.0670=0.35μg·mL -12、解：设Cu 2+浓度为，则依题意信号正比于分析物的浓度，可得：（1）（2）（1）、（2）式联立可得：3、解：标准苯巴比妥溶液体积V/mL分析信号S 0.0003.260.5004.801.006.411.508.022.009.56以分析信号S 对体积V作图，得线性方程为，由标准加入法计算公式可得未知物浓度。
设最小二乘方程为，则依题意可得：(1)(2)(3)(4)(5)设（6）令（7）则可由数学推导计算得a=3.16 b= 3.25把a=3.16分别代入(1)、（2）、(3)、(4)、（5）式分别得: b1=3.26， b2=3.22， b3=3.25， b4=3.28， b5=3.24标准偏差计算公式，其中，将数据代入可计算得到，因此可得最小二乘方程为同理，由最小二乘方程可计算苯巴比妥浓度，其标准偏差为：或。
{具体详细数学推导可见《分析化学》第五版教材P69，的推导式为：光谱分析导论习题解答1、解：（1）（2）（3）（4）2、解：由计算公式以及各能级跃迁所处的波长范围可得能量范围分别如下：跃迁类型波长范围能量范围/eV 原子内层电子跃迁10-3nm~10nm 1.26×106~1.2×102原子外层电子跃迁200nm~750nm6~1.7分子的电子跃迁200nm~750nm6~1.7分子振动能级的跃迁 2.5νm~50νm0.5~0.02分子转动能级的跃迁50νm~100cm2×10-2~4×10-7由上表可以看出分子电子能级跃迁1~20eV 分子振动能级跃迁0.05~1eV 分子转动能级跃迁<0.05eV ，其电子光谱，振动光谱以及转动光谱所对应的波长范围分别在紫外-可见区，红外区和远红外微波区。
第五章红外吸收光谱分析§5-1概述红外光谱分析是现代仪器分析中历史悠久并且还在不断发展的分析技术，对于未知物的定性、定量以及结构分析都是一种非常重要的手段，广泛应用于药物、染料、香料、农药、感光材料、橡胶、高分子合成材料、环境监测、法医鉴定等领域。
近年来，由于红外光谱技术的不断发展，红外光谱仪的不断完善，红外光谱和色谱、核磁共振、质谱的连用使红外光谱的应用开辟了更为广阔的途径。
红外吸收光谱又称为分子振动光谱。
这是因为分子振动、转动能级跃迁所吸收的电磁波谱正好处于红外区。
一、红外吸收光谱红外吸收光谱：记录物质对红外光的吸收程度与波长或波数关系图。
用T-λ曲线或T-σ曲线来表示。
波数（σ）每cm长光波中波的数目，用CM-1表示。
红外光谱图的利用，可提供三方面信息：①吸收峰的数目②吸收峰的位置（σ）③吸收峰强度（透光率）三、红外光谱的优点与缺点1、优点①使用围 g、s、l 无机、有机大分子②操作方便③样品用量少④不破坏样品⑤重现性好2、缺点①定量时灵敏度低，准确性差②谱带复杂§5-2 红外光谱分析基本原理（同系物难区别，只可判断出属于哪种物质）一、产生红外吸收的条件1、能量相等条件：振动或转动能级跃迁的能量与红外辐射光子能量相等。
即△E=-△vhυ△E L =hυL△E=△E LυL=△vυ2、偶合作用（能量传递条件）二、双原子分子的振动振动方程式：库克定律式中：C－光速（2. 998×10cm·s-1）K－化学键力常数（N·cm-1）μ－折合质量（g）μ=m1m2/(m1+m2)σ=1300由上式可知：（1）对于具有相同折合相对原子量的原子基团而言σ∝单键 K＝4～6 N·cm-1双键 K＝8～12 叁键 K＝12～18（2）对于化学键相同的基团σ∝例： C-H K＝5 M＝12×1/（12＋1）≈1 σ＝2920C－2H K＝5 M＝12×2/(12+2)=1.7 σ＝2240三、多原子分子振动形式的表示符号（一）伸缩振动：原子沿价键方向来回运动用V表示1、对称伸縮振动 Vs2、反对称 Vas（二）弯曲振动用（δ表示）1．面弯曲振动2．面外弯曲振动四、影响吸收强度的因素极性强，对称性差偶极矩大，吸收强此外溶剂，振动形式、浓度氢键均有影响。
第二节红外光谱分析技术红外光谱（Infrared Spectrometry，IR）是一种选择性吸收光谱，通常是指有机物分子在一定波长红外线的照射下，选择性地吸收其中某些频率的光能后，用红外光谱仪记录所得到的吸收谱带。
红外光谱分析是研究物质分子结构与红外吸收间关系的一种重要手段，可有效地应用于分子结构的分析，它在高聚物结构测定方面得到越来越来广泛的应用，是高聚物表征和结构性能研究的基本手段之一。
红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物。
除了单原子和同核分子之外，几乎所有的有机化合物在红外光区均有吸收。
红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，反映了分子结构上的特点，可以用来鉴定未知物的结构或确定其化学基团；而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关，可用以进行定量分析和纯度鉴定。
由于红外光谱分析特征性强，对气体、液体、固体试样都可测定，并具有试样量少，分析速度快，不破坏试样的特点，因此，红外光谱法常用于鉴定化合物和测定分子结构，并进行定性和定量分析。
一、红外吸收光谱基本原理（一）基本原理红外光谱波数范围约为12800-10cm-1，或按波长的不同，将红外线分为近红外（0.75~2.5μm），中红外（2.5~25μm）与远红外(25~1000μm)三个区域，其中，近红外线处于可见光区到中红外光区之间，该光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团伸缩振动的倍频及组合频吸收产生，近红外辐射最重要的用途是对某些物质进行定量分析，它的测量准确度及精密度与紫外、可见吸收光谱相当。
中红外线与分子内部的物理过程及结构关系最为密切，绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在中红外光区，由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，对于解决分子结构和化学组成中的各种问题最为有效，因而中红外区是红外光谱中应用最广泛的部分，常用于分子结构的研究与化学组成的分析。
根据量子学说的观点，物质在入射光的照射下，分子吸收光能量时，其能量的增加是跳跃的。
第一部分：AES，AAS,AFSAES原子发射光谱法是根据待测元素的激发态原子所辐射的特征谱线的波长和强度，对元素进行定性和定量测定的分析方法。
特点：1．灵敏度和准确度较高2．选择性好，分析速度快3．试样用量少，测定元素范围广4．局限性（1）样品的组成对分析结果的影响比较显著。
因此，进行定量分析时，常常需要配制一套与试样组成相仿的标准样品，这就限制了该分析方法的灵敏度、准确度和分析速度等的提高。
（2）发射光谱法，一般只用于元素分析,而不能用来确定元素在样品中存在的化合物状态，更不能用来测定有机化合物的基团；对一些非金属，如惰性气体、卤素等元素几乎无法分析。
（3）仪器设备比较复杂、昂贵.术语:自吸自蚀•击穿电压：使电极间击穿而发生自持放电的最小电压.•自持放电:电极间的气体被击穿后,即使没有外界的电离作用，仍能继续保持电离，使放电持续.•燃烧电压：自持放电发生后，为了维持放电所必需的电压。
由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线称为共振线。
由较低级的激发态（第一激发态)直接跃迁至基态的谱线称为第一共振线，一般也是元素的最灵敏线。
当该元素在被测物质里降低到一定含量时,出现的最后一条谱线，这是最后线，也是最灵敏线。
用来测量该元素的谱线称分析线。
仪器：光源的作用: 蒸发、解离、原子化、激发、跃迁.光源的影响：检出限、精密度和准确度。
光源的类型:直流电弧交流电弧电火花电感耦合等离子体(ICP）光源蒸发温度激发温度/K 放电稳定性应用范围直流电弧高4000～7000 较差定性分析，矿物、纯物质、难挥发元素的定量分析交流电弧中4000～7000 较好试样中低含量组分的定量分析火花低瞬间10000 好金属与合金、难激发元素的定量分析ICP 很高6000～8000 最好溶液的定量分析ICP原理当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场(绿色).开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。
