(完整版)分析化学下册课后习题参考答案
- 格式:doc
- 大小:1.12 MB
- 文档页数:37
第一章绪论2、对试样中某一成份进行五次测定,所得测定结果(单位ug /L)分别微0.36,0.38, 0.35,0.37,0.39。
(1)计算测定结果的相对标准偏差;(2)如果试样中该成份的真实含量是0.38μg /mL,试计算测定结果的相对误差。
解:(1)依题意可得: 37.0539.037.035.038.036.0=++++=X μg /mL标准偏差:0158.01537.039.037.036.037.035.01)(2222=-)-+(+)-+()-(==⋯⋯--∑n X X S n 相对标准偏差:%=%==27.410037.00158.0⨯X S S r⑵ ∵ X =0.37 μg /mL ,真实值为0.38μg /mL则 %%=--==63.210038.038.037.0⨯-μμX E r 答:测定结果的相对标准偏差为4.2%;测定结果的相对误差为-2.63%。
3、用次甲基蓝-二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度ρB (单位mg /L)分别为0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0的标准溶液,测定吸光度A 分别为0.140,0.160,0.280,0.380,0.410和0.540。
试写出标准曲线的一元线性回归方程,并求出其相关系数。
解:依题意可设一元线性回归方程为 y =a+bx其中X =50.50.15.0+⋯⋯++=2.6mg/mL 318.0=Y则22121)6.20.5()6.25.0()6.20.5)(318.0540.0()318.0140.0)(6.25.0()X()(X b -+⋯⋯+--+⋯⋯+----∑∑==--=)(=n i i i i i X Y Y X =0.0878则 a =x b y -=0.318-0.0878×2.6=0.0897则回归线性方程为y =0.0897+0.0878x2/12/112121)1197.021.15(3358.1])()([))((⨯----∑∑∑=====n i i ni i n i i i Y Y X X Y Y X X r =10.9911答:一元回归线性方程为:y =0.0897+0.0878x ,其相关系数为10.9911。
目录第一章绪论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第二章仪器分析数据处理方法2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第三章光学分析法导论3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第四章原子发射光谱法4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第五章原子吸收与原子荧光光谱法5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第六章分子发光分析法6.1 复习笔记6.2 课后习题详解第七章紫外-可见吸收光谱法7.1 复习笔记7.7 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第八章红外光谱法和Raman光谱法8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第九章核磁共振波谱法9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第十章质谱分析法10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第十一章电分析化学导论11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第十二章电位分析法12.1 复习笔记12.2 课后习题详解第十三章电解与库仑分析法13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第十四章极谱法与伏安法14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第十五章色谱法导论15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 名校考研真题详解第十六章气相色谱法16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 名校考研真题详解第十七章高效液相色谱法17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 名校考研真题详解第十八章毛细管电泳和其他分离技术18.1 复习笔记18.2 课后习题详解第十九章X射线光谱法19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 名校考研真题详解第二十章热分析方法20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 名校考研真题详解第一章绪论1.1 复习笔记一、仪器分析简介1.仪器分析和化学分析(1)化学分析化学分析是指基于化学反应及其计量关系来确定被测物质组成和含量的一类分析方法。
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。
第一章 绪 论1. 解释下列名词:(1)仪器分析和化学分析;(2)标准曲线与线性范围;(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答:(1)仪器分析和化学分析:以物质的物理性质和物理化学性质(光、电、热、磁等)为基础的分析方法,这类方法一般需要特殊的仪器,又称为仪器分析法;化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法.(2)标准曲线与线性范围:标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线;标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围称为该方法的线性范围。
(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限:物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度,称为方法的灵敏度;精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度;试样含量的测定值与试样含量的真实值(或标准值)相符合的程度称为准确度;某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量,称为这种方法对该物质的检出限。
2. 对试样中某一成分进行5次测定,所得测定结果(单位g mL 1)分别为 0.36,0。
38,0.35,0。
37,0.39。
(1) 计算测定结果的相对标准偏差;(2) 如果试样中该成分的真实含量是0。
38 g mL 1,试计算测定结果的相对误差。
解:(1)测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x g mL 1标准偏差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑mL g n x x s ni i μ 相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=x s s r(2)相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
3. 用次甲基蓝二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度B (单位mg L 1)分别为0.5,1。
分析化学习题集初小宇编学部:班级:姓名:黑龙江东方学院第一章分析化学中的误差与数据处理一、基础题1、下列论述中正确的是:( A )A、准确度高,一定需要精密度高;B、精密度高,准确度一定高;C、精密度高,系统误差一定小;D、分析工作中,要求分析误差为零2、在分析过程中,通过( A )可以减少随机误差对分析结果的影响。
A、增加平行测定次数B、作空白试验C、对照试验D、校准仪器3、下列情况所引起的误差中,不属于系统误差的是( A )A、移液管转移溶液之后残留量稍有不同B、称量时使用的砝码锈蚀C、滴定管刻度未经校正D、以失去部分结晶水的硼砂作为基准物质标定盐酸4、下列有关随机误差的论述中不正确的是( B )A、随机误差是随机的;B、随机误差的数值大小,正负出现的机会是均等的;C、随机误差在分析中是无法避免的;D、随机误差是由一些不确定的偶然因素造成的5、随机误差是由一些不确定的偶然因素造成的、2.050×10-2是几位有效数字( D )。
A、一位B、二位C、三位D、四位6、用25ml移液管移出的溶液体积应记录为( C )ml。
A、25.0B、25C、25.00D、25.0007、以下关于偏差的叙述正确的是( B )。
A、测量值与真实值之差B、测量值与平均值之差C、操作不符合要求所造成的误差D、由于不恰当分析方法造成的误差8、分析测定中出现的下列情况,何种属于随机误差?( A )A、某学生几次读取同一滴定管的读数不能取得一致B、某学生读取滴定管读数时总是偏高或偏低;C、甲乙学生用同样的方法测定,但结果总不能一致;D、滴定时发现有少量溶液溅出。
9、下列各数中,有效数字位数为四位的是( C )A、10003.0-⋅=+LmolcH B、pH=10.42C、=)(MgOW19.96% D、0. 040010、下列情况引起的误差不是系统误差的是(C )A、砝码被腐蚀;B、试剂里含有微量的被测组分;C、重量法测定SiO2含量是,试液中硅酸沉淀不完全;D、天平的零点突然有变动二、提高题1、滴定分析法要求相对误差为±0.1%,若使用灵敏度为0.0001g的天平称取试样时,至少应称取( B )A、0.1gB、0.2gC、0.05gD、1.0g2、由计算器算得(2.236×1.1124)/(1.03590×0.2000)的结果为12.00562989,按有效数字运算规则应将结果修约为:( C )A、12.006B、12.00C、12.01D、12.03、有关提高分析准确度的方法,以下描述正确的是( B )。
第二章 误差和分析数据处理1、 指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差?如果是系统误差,请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差,并给出它们的减免方法。
答:①砝码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换砝码。
②天平的两臂不等长:系统误差(仪器误差);校正仪器。
③容量瓶与移液管未经校准: 系统误差(仪器误差);校正仪器。
④在重量分析中,试样的非被测组分被共沉淀: 系统误差(方法误差);修正方法,严格沉淀条件。
⑤试剂含被测组分:系统误差(试剂误差);做空白实验。
⑥试样在称量过程中吸潮:系统误差(操作误差);严格按操作规程操作。
⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内: 系统误差(方法误差);另选指示剂。
⑧读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准: 偶然误差;严格按操作规程操作,增加测定次数。
⑨在分光光度法测定中,波长指示器所示波长与实际波长不符: 系统误差(仪器误差);校正仪器。
10、进行下述运算,并给出适当位数的有效数字。
解:(1)34102.54106.1615.144.102.52-⨯=⨯⨯⨯ (2)6102.900.00011205.1021.143.01⨯=⨯⨯(3)4.020.0020342.512104.0351.04=⨯⨯⨯- (4)53.01.050102.128.10.03242=⨯⨯⨯(5)3.193.5462107.501.89405.422.512.28563=⨯⨯-+⨯- (6)pH=2.10,求[H +]=?。
[H +]=10-2.10=7.9×10-3。
11、两人测定同一标准试样,各得一组数据的偏差如下:① 求两组数据的平均偏差和标准偏差;② 为什么两组数据计算出的平均偏差相等,而标准偏差不等; ③ 哪组数据的精密度高? 解:①nd d d d d 321n++++=0.241=d 0.242=d12i -∑=n d s 0.281=s 0.312=s ②标准偏差能突出大偏差。
分析化学第五版习题答案详解(下)第五章配位滴定法思考题答案1.EDTA与金属离子的配合物有哪些特点?答:(1)EDTA与多数金属离子形成1?1配合物;(2)多数EDTA-金属离子配合物稳定性较强(可形成五个五原子环); (3)EDTA与金属配合物大多数带有电荷,水溶性好,反应速率快;(4)EDTA与无色金属离子形成的配合物仍为无色,与有色金属离子形成的配合物颜色加深。
2.配合物的稳定常数与条件稳定常数有何不同?为什么要引用条件稳定常数?答:配合物的稳定常数只与温度有关,不受其它反应条件如介质浓度、溶液pH值等的影响;条件稳定常数是以各物质总浓度表示的稳定常数,受具体反应条件的影响,其大小反映了金属离子,配位体和产物等发生副反应因素对配合物实际稳定程度的影响。
3.在配位滴定中控制适当的酸度有什么重要意义?实际应用时应如何全面考虑选择滴定时的pH?答:在配位滴定中控制适当的酸度可以有效消除干扰离子的影响,防止被测离子水解,提高滴定准确度。
具体控制溶液pH值范围时主要考虑两点:(1)溶液酸度应足够强以消去干扰离子的影响,并能准确滴定的最低pH值;(2)pH值不能太大以防被滴定离子产生沉淀的最高pH值。
4.金属指示剂的作用原理如何?它应该具备那些条件?答:金属指示剂是一类有机配位剂,能与金属形成有色配合物,当被EDTA等滴定剂置换出来时,颜色发生变化,指示终点。
金属指示剂应具备如下条件:(1)在滴定的pH范围内,指示剂游离状态的颜色与配位状态的颜色有较明显的区别;(2)指示剂与金属离子配合物的稳定性适中,既要有一定的稳定性K’MIn>104,又要容易被滴定剂置换出来,要求K’MY/K’MIn ≥104(个别102);(3)指示剂与金属离子生成的配合物应易溶于水;(4)指示剂与金属离子的显色反应要灵敏、迅速,有良好的可逆性。
5.为什么使用金属指示剂时要限定适宜的pH?为什么同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,适宜的pH条件不一定相同?答:金属指示剂是一类有机弱酸碱,存在着酸效应,不同pH时指示剂颜色可能不同,K’MIn不同,所以需要控制一定的pH值范围。
《仪器分析》作业参考答案第2章 光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成?它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)稳定的光源系统—提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发,产生光谱; (2)试样引入系统(3)波长选择系统(单色器、滤光片)—将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带; (4)检测系统—是将光辐射信号转换为可量化输出的信号; (5)信号处理或读出系统—在显示器上显示转化信号。
2-2 单色器由几部分组成,它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)入射狭缝—限制杂散光进入;(2)准直装置—使光束成平行光线传播,常采用透镜或反射镜; (3)色散装置—将复合光分解为单色光;(4)聚焦透镜或凹面反射镜—使单色光在单色器的出口曲面上成像; (5)出射狭缝—将额定波长范围的光射出单色器。
2-5 对下列单位进行换算:(1)150pm Z 射线的波数(cm -1) (2)Li 的670.7nm 谱线的频率(Hz )(3)3300 cm -1波数对应的波长(nm ) (4)Na 的588.995nm 谱线相应的能量(eV ) 参考答案:(1)171101067.61015011---⨯=⨯==cm cm λσ (2))(1047.4)(107.670100.314710Hz Hz c⨯=⨯⨯==-λν (3))(3030)(1003.3)(3300114nm cm cm =⨯===-νλ (4))(1.2)(10602.110995.588100.310625.6199834eV eV ch E =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---λ 2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量(eV )范围各是多少?(1)原子内层电子跃迁; (4)分子振动能级跃迁; (2)原子外层电子跃迁; (5)分子转动能级跃迁; (3)分子的电子跃迁 参考答案跃迁类型 波长范围 能量范围/eV 原子内层电子跃迁 10-1 ~ 10nm 1.26×106 ~1.2×102原子外层电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子的电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子振动能级跃迁 0.75 ~ 50μm 1.7~0.02 分子转动能级跃迁50 ~ 1000μm2×10-2~4×10-7第10章 吸光光度法(上册)2、某试液用2cm 吸收池测量时,T=60%。
第一章 绪 论1. 解释下列名词:(1)仪器分析和化学分析;(2)标准曲线与线性范围;(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答:(1)仪器分析和化学分析:以物质的物理性质和物理化学性质(光、电、热、磁等)为基础的分析方法,这类方法一般需要特殊的仪器,又称为仪器分析法;化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
(2)标准曲线与线性范围:标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线;标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度(或含量)的范围称为该方法的线性范围。
(3)灵敏度、精密度、准确度和检出限:物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度,称为方法的灵敏度;精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度;试样含量的测定值与试样含量的真实值(或标准值)相符合的程度称为准确度;某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量,称为这种方法对该物质的检出限。
2. 对试样中某一成分进行5次测定,所得测定结果(单位μg ⋅mL -1)分别为 0.36,0.38,0.35,0.37,0.39。
(1) 计算测定结果的相对标准偏差;(2) 如果试样中该成分的真实含量是0.38 μg ⋅mL -1,试计算测定结果的相对误差。
解:(1)测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x μg ⋅mL -1 标准偏差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑mL g n x x s n i iμ相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=xs s r (2)相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
3. 用次甲基蓝-二氯乙烷光度法测定试样中硼时,为制作标准曲线,配制一系列质量浓度ρB (单位mg ⋅L -1)分别为0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0的标准溶液,测得吸光度A 分别为0.140,0.160,0.280,0.380,0.410,0.540。
试写出该标准曲线的一元线性回归方程,并求出相关系数。
解: 1158.26)0.50.40.30.20.15.0(--⋅=⋅+++++==L mg L mg x B ρ 318.06)540.0410.0380.0280.0160.0140.0(=+++++==A y 已知线性回归方程为 bx a y +=其中088.0)58.2()318.0)(58.2()())((121121=---=---=∑∑∑∑====n i i B n i i iB ni in i i iA x x y y x x b ρρ092.0=-=x b y a∴一元线性回归方程为 x y 088.0092.0+=。
代入数据可求得相关系数 9911.0)()())((2/111221±=⎥⎦⎤⎢⎣⎡----±=∑∑∑===n i n i i i n i i iy y x x y y x x r 或 9911.0=r 。
4. 下面是确定某方法测定铁的检出限的一组数据:空白信号(相对单位)为5.6,5.8,6.2,5.2,5.3,5.6,5.7,5.6,5.9,5.6,5.7;10 ng ⋅mL -1铁标准溶液信号(相对单位)为10.6,10.8,10.6。
试计算此方法测定铁的检出限。
解:65.5117.56.59.56.57.56.53.52.52.68.56.5=++++++++++=b x 27.01)(12=--=∑=n x x s n i b bi b 53.627.0365.5=⨯+=+=b b L s k x x检出限 Ss S x x D b b L 3=-=其中 )/(02.5)010(65.5)6.108.106.10(3111--⋅=⋅--++==mL ng mLng d dx S ρ ∴ 该方法测定铁的检出限为 1161.1)/(02.527.03--⋅=⋅⨯=mL ng mL ng D 。
第二章 光学分析法导论 1. 解释下列名词:(1)原子光谱和分子光谱; (2)原子发射光谱和原子吸收光谱;(3)统计权重和简并度; (4)分子振动光谱和分子转动光谱;(5)禁戒跃迁和亚稳态; (6)光谱项和光谱支项;(7)分子荧光、磷光和化学发光; (8)拉曼光谱。
答:(1)由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱;由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
(2)当原子受到外界能量(如热能、电能等)的作用时,激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定,一般约在10-8 s 内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱;当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态,这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
(3)由能级简并引起的概率权重称为统计权重;在磁场作用下,同一光谱支项会分裂成2J +1个不同的支能级,2J +1称为能级的简并度。
(4)由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱;由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。
(5)不符合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁;若两光谱项之间为禁戒跃迁,处于较高能级的原子具有较长的寿命,原子的这种状态称为亚稳态。
(6)用n 、L 、S 、J 四个量子数来表示的能量状态称为光谱项,符号为n 2S + 1 L ;把J 值不同的光谱项称为光谱支项,表示为n 2 S + 1 L J 。
(7)荧光和磷光都是光致发光,是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,再由激发态回到基态而产生的二次辐射。
荧光是由单重激发态向基态跃迁产生的光辐射,而磷光是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁而产生的光辐射。
化学发光是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。
(8)入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞引起能量交换而产生的与入射光频率不同的散射光形成的光谱称为拉曼光谱。
2. 阐明光谱项中各符号的意义和计算方法。
答:光谱项表示为n 2S + 1L ,其中n 为主量子数,其数值等于原子的核外电子层数;S 为总自旋量子数,若N 为原子的价电子数,S 可取2N ,12-N ,22-N ,…, 21,0;L 为总轨道角量子数,对于具有两个价电子的原子,L 只能取值)(21l l +,)1(21-+l l ,)2(21-+l l ,…,21l l +。
3. 计算:(1)670.7 nm 锂线的频率;(2)3300 cm -1谱线的波长;(3)钠588.99 nm 共振线的激发电位。
解:(1)1141101047.47.670100.3--⨯=⋅⨯==s nm s cm cv λ (2)nm cm 30303300111===-σλ (3)eV nm s cm s eV ch E 107.299.588)100.3()10136.4(11015=⋅⨯⨯⋅⨯=⋅=--λ4. 电子能级间的能量差一般为1 ~ 20 eV ,计算在1 eV ,5 eV ,10 eV 和20 eV 时相应的波长(nm )。
解:已知Es cm s eV E c h ∆⋅⨯⨯⋅⨯=∆⋅=---)100.3()10136.4(110115λ 1 eV 时,nm 1241=λ 5 eV 时,nm 2.248=λ10 eV 时,nm 1.124=λ 20 eV 时,nm 04.62=λ。
5. 写出镁原子基态和第一电子激发态的光谱项。
解:光谱项分别为:基态 31S ;第一电子激发态 31P 和33P 。
第五章 分子发光分析法1. 解释下列名词:(1)振动弛豫; (2)内转化; (3)体系间窜跃; (4)荧光激发光谱;(5)荧光发射光谱; (6)重原子效应; (7)猝灭效应。
答:(1)振动弛豫是在同一电子能级中,分子由较高振动能级向该电子态的最低振动能级的非辐射跃迁。
(2)内转化是相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。
(3)体系间窜跃是指不同多重态的两个电子态间的非辐射跃迁。
(4)以不同波长的入射光激发荧光物质,并在荧光最强的波长处测量荧光强度,以激发波长为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制关系曲线得到的光谱即为荧光激发光谱。
(5)固定激发光的波长和强度不变,测量不同波长下的荧光强度,绘制荧光强度随波长变化的关系曲线即得到荧光发射光谱。
(6)使用含有重原子的溶剂(如碘乙烷、溴乙烷)或在磷光物质中引入重原子取代基,都可以提高磷光物质的磷光强度,这种效应称为重原子效应。
(7)猝灭效应是指荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子之间所发生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程。
2.简述影响荧光效率的主要因素。
答:(1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。
(2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。
3.试从原理和仪器两方面比较吸光光度法和荧光分析法的异同,说明为什么荧光法的检出能力优于吸光光度法。
答:(1)在原理方面:两者都是吸收一定的光辐射能从较低的能级跃迁到较高的能级,不同的是,吸光光度法测量的是物质对光的选择性吸收,而荧光分析法测量的是从较高能级以无辐射跃迁的形式回到第一电子激发态的最低振动能级,再辐射跃迁到电子基态的任一振动能级过程中发射出的荧光的强度。
(2)在仪器方面:仪器的基本装置相同,不同的是吸光光度法中样品池位于光源、单色器之后,只有一个单色器,且在直线方向测量,而荧光分析法中采用两个单色器,激发单色器(在吸收池前)和发射单色器(在吸收池后),且采用垂直测量方式,即在与激发光相垂直的方向测量荧光。
(3)荧光分析法的检出能力之所以优于吸光光度法,是由于现代电子技术具有检测十分微弱光信号的能力,而且荧光强度与激发光强度成正比,提高激发光强度也可以增大荧光强度,使测定的灵敏度提高。
而吸光光度法测定的是吸光度,不管是增大入射光强度还是提高检测器的灵敏度,都会使透过光信号与入射光信号以同样的比例增大,吸光度值并不会改变,因而灵敏度不能提高,检出能力就较低。