第四章 原子吸收光谱法(课后复习用)
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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。
第四章、原子吸收光谱分析法1 选择题1-1 原子吸收光谱是 ( A)A. 基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的B. 基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的C. 分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D. 分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的1-2 原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于.( D)A. 基态原子对共振线的吸收B. 激发态原子产生的辐射C. 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁D. 辐射能使气态原子外层电子产生跃迁1-3 在原子吸收分光光度计中,目前常用的光源是 ( C)A. 火焰B. 氙灯C. 空心阴极灯D. 交流电弧1-4 空心阴极灯内充的气体是 ( D )A. 大量的空气B. 少量的空气C. 大量的氖或氩等惰性气体D. 少量的氖或氩等惰性气体1-5 空心阴极灯的主要操作参数是 ( C )A. 内充气体的压力B. 阴极温度C. 灯电流D. 灯电压1-6 在原子吸收光谱中,用峰值吸收代替积分吸收的条件是( B )A 发射线半宽度比吸收线的半宽度小B 发射线半宽度比吸收线的半宽度小,且中心频率相同C 发射线半宽度比吸收线的半宽度大,且中心频率相同D 发射线频率和吸收线的频率相同1-6. 原子吸收测定时,调节燃烧器高度的目的是 ( D ) (A) 控制燃烧速度 (B) 增加燃气和助燃气预混时间(C) 提高试样雾化效率 (D) 选择合适的吸收区域1-7 原子吸收光谱分析过程中,被测元素的相对原子质量愈小,温度愈高,则谱线的热变宽将是 ( A )(A) 愈严重 (B) 愈不严重 (C) 基本不变 (D) 不变1-8在原子吸收分析中, 采用标准加入法可以消除 ( A )(A)基体效应的影响 (B)光谱背景的影响 (C)其它谱线的干扰 (D) 电离效应1-9为了消除火焰原子化器中待测元素的发射光谱干扰应采用下列哪种措施( B )(A) 直流放大 (B) 交流放大 (C) 扣除背景 (D) 减小灯电流1-10与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( B )(A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好2 填空题2-1 使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线,称为共振(吸收)线。
原子吸收光谱法复习题1、原子吸收光谱法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线的光,通过样品的蒸气时,被蒸气中待测元素的( 4 )所吸收,出辐射特征谱线光被减弱的程度,求出样品中待测元素的含量。
(1)原子 (2)激发态原子 (3)分子 (4)基态原子2、原子吸收光谱法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线的光,通过样品的蒸气时,被蒸气中待测元素的( 4 )所吸收,出辐射特征谱线光被减弱的程度,求出样品中待测元素的含量。
(1)原子 (2)激发态原子 (3)分子 (4)基态原子3、原子荧光与原子吸收光谱仪结构上的主要区别在( 2 )。
(1) 光源 (2) 光路(3) 单色器 (4) 原子化器4、下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光( 1 )?(1) 铬原子吸收3593.5,发射3578.7(2) 铅原子吸收2833.1,发射2833.1(3) 铅原子吸收2833.1,发射4057.8(4) 铟原子吸收3775.5,发射5350.55、原子吸收是指呈气态的基态原子对由同类原子辐射出的特征谱线具有吸收的现象。
6、应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么?进行定量分析有哪些方法?答:原子吸收光谱法进行定量分析的依据是:试样中待测元素的浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比,即A=k'C 。
定量分析方法有标准曲线法和标准加入法两种。
7、原子吸收线的宽度主要是由多普勒变宽(或热变宽)引起的。
8、用原子吸收法测锑,用铅作内标。
取5.00mL未知锑溶液,加入2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至10.0mL,测得ASb /APb= 0.808。
另取相同浓度的锑和铅溶液,ASb /APb= 1.31,计算未知液中锑的质量浓度。
9、用原子吸收法测定元素M时。
由未知试样得到的吸光度为0.435,若9毫升试样中加入1毫升100mg·L-1的M标准溶液,测得该混合液吸光度为0.835.问未知试液中M的浓度是多少?二1. 空心阴极灯是一种(锐线)光源,它的发射光源具有(辐射强度大,稳定性好,光谱纯度高的)特点。
原子吸收分光光度法1.试比较原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法有哪些异同点?答:相同点:二者都为吸收光谱,吸收有选择性,主要测量溶液,定量公式:A=kc,仪器结构具有相似性.不同点:原子吸收光谱法紫外――可见分光光度法(1) 原子吸收分子吸收(2) 线性光源连续光源(3) 吸收线窄,光栅作色散元件吸收带宽,光栅或棱镜作色散元件(4) 需要原子化装置(吸收池不同)无(5) 背景常有影响,光源应调制(6) 定量分析定性分析、定量分析(7) 干扰较多,检出限较低干扰较少,检出限较低2.试比较原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法有哪些异同点?答:相同点:属于原子光谱,对应于原子的外层电子的跃迁;是线光谱,用共振线灵敏度高,均可用于定量分析.不同点:原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法(1)原理发射原子线和离子线基态原子的吸收自由原子(光致发光)发射光谱吸收光谱发射光谱(2)测量信号发射谱线强度吸光度荧光强度(3)定量公式lgR=lgA + blgc A=kc I f=kc(4)光源作用不同使样品蒸发和激发线光源产生锐线连续光源或线光源(5)入射光路和检测光路直线直线直角(6)谱线数目可用原子线和原子线(少)原子线(少)离子线(谱线多)(7)分析对象多元素同时测定单元素单元素、多元素(8)应用可用作定性分析定量分析定量分析(9)激发方式光源有原子化装置有原子化装置(10)色散系统棱镜或光栅光栅可不需要色散装置(但有滤光装置)(11)干扰受温度影响严重温度影响较小受散射影响严重(12)灵敏度高中高(13)精密度稍差适中适中3.已知钠蒸气的总压力(原子+离子)为1.013 l0-3Pa,火焰温度为2 500K时,电离平衡常数(用压力表示)为4.86⨯l0-4Pa 。
试计算:(1)未电离钠原子的分压和电离度;(2) 加入钾为缓冲剂,电子分压为为1.013⨯l0-2Pa 时未电离的钠原子的分压。
第4章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 Mg 原子的核外电子跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm ,计算110133S P →在2500K 时其激发态和基态原子数之比。
解:已知231341.3810, 6.62610k J K h J s---=⨯⋅=⨯⋅由于/0/i E kT i g g e-∆i 0N /N =00/(21)/(21),i i g g J J J L S=++=+又根据题意可得00,1i J J ==所以0/3/1i g g =348919/ 6.62610 3.010/285.2110 6.97410i E hc Jλ---∆==⨯⨯⨯⨯=⨯1923i 0N /N =10103exp[ 6.974/(1.382500)]---⨯⨯⨯⨯-9i 0N /N =5.06104-2 原子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm/mm ,欲测定Si251.61nm 的吸收值,为了消除多重线Si251.43nm 和Si251.92nm 的干扰,应采取什么措施?答:由题意知属于谱线干扰,可采用的措施是减小单色器狭缝。
Si251.61nm 与Si251.92nm 、Si251.43nm 分别相差0.31nm 和0.18nm ,单色器的倒线色散率为1.6nm/mm ,所以应选用的狭缝宽度s≤(0.18/1.6)mm =0.1125mm 。
4-3 简述原子吸收光谱产生的原理,并比较与原子发射光谱有何不同?答:(1)原子吸收光谱产生的原理:处于基态原子核外层电子,如果外界所提供特定能量的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态之间的能量差时,核外层电子将吸(2)原子吸收光谱与原子发射光谱的不同之处为:原子吸收光谱是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的方法;原子发射光谱是基于原子的发射现象来进行定量分析的方法。
4-4 简述原子吸收光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点。
第四章 原子吸收光谱法习题答案1.原子吸收光谱分析的基本原理是什么?简要说明原子吸收光谱定量分析基本关系的应用条件。
原子吸收是基态原子受激吸收跃迁的过程,当有辐射通过自由原子蒸气,且入射辐射的频率等于原子中外层电子由基态跃迁到较高能态所需能量的辐射时,原子就产生共振吸收。
原子吸收分光光度法就是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时,被原子中的外层电子选择性吸收,透过原子蒸气的入射辐射强度减弱,其减弱程度与蒸气中该元素的基态原子浓度成正比。
当实验条件一定时,蒸气中的原子浓度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
因此,入射辐射减弱的程度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
入射辐射减弱的程度用吸光度表示。
所以,A=KC (A是吸光度,K为常数)。
基本应用条件为,采用锐线光源(发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源,并且发射线与吸收线的中心频率一致)。
2.简述原子吸收分光光度计的组成及各部件作用。
原子吸收分光光度计一般由四大部分组成,即光源(单色锐线辐射源)、试样原子化器、分光系统和检测系统。
光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射。
在原子吸收光谱中采用空心阴极灯作为锐线光源。
原子化器的作用是使各种形式的试样解离出基态原子,并使其进入光源的辐射光程。
常用的原子化器有火焰原子化器和无火焰原子化器。
分光系统由入射狭缝、出射狭缝、反射镜和色散元件组成,其作用是把复合光分解为单色光,即起分光作用。
检测系统的作用是将经过原子蒸汽吸收和单色器分光后的微弱光信号转换为电信。
常用检测方法有摄谱法和光电法。
摄谱法是用感光板记录光谱信号,光电法是用光电倍增管等光电子元件检测光谱信号。
3. 什么叫锐线光源?在AAS分析中为什么要采用锐线光源?能发射出谱线强度大、宽度窄而又稳定的辐射源叫锐线光源。
在原子吸收光谱(AAS)分析中,为了进行定量分析,需要对吸收轮廓线下所包围的面积(即积分吸收)进行测定,这就需要分辨率高达50万的单色器,该苛刻的条件一般是难以达到的。
第六章原子吸收光谱法基本要求:掌握以下基本概念:共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限,掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法,了解AAS 中的干扰及火焰法的条件选择,通过和火焰法比较,了解石墨炉法的特点。
重点:有关方法和仪器的基本术语。
难点:AAS 的定量原理,火焰法的条件选择。
参考学时:4 学时部分习题解答1、何谓原子吸收光谱法?它有什么特点?答:原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。
它的特点是:(1)准确度高;(2)灵敏度高;(3)测定元素范围广;(4)可对微量试样进行测定;(5)操作简便,分析速度快。
2、何谓共振发射线?何谓共振吸收线?在原子吸收分光光度计上哪一部分产生共振发射线?哪一部分产生共振吸收线?答:电子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态),为共振激发,产生的谱线称为共振吸收线。
当电子从共振激发态跃迁回基态,称为共振跃迁,所发射的谱线称为共振发射线。
在原子吸收分光光度计上,光源产生共振发射线、原子化器产生共振吸收线。
3、在原子吸收光谱法中为什么常常选择共振线作分析线?答:(1)共振线是元素的特征谱线。
(2)共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。
4、何谓积分吸收?何谓峰值吸收系数?为什么原子吸收光谱法常采用峰值吸收而不应用积分吸收?答:原子吸收光谱法中,将光源发射的电磁辐射通过原子蒸汽时,被吸收的能量称为积分吸收,即吸收线下面所包围的整个面积。
中心频率处的吸收系数称为峰值吸收系数。
原子吸收谱线很窄,要准确测定积分吸收值需要用高分辨率的分光仪器,目前还难以达到。
而,峰值吸收系数的测定只要使用锐线光源而不必使用高分辨率的分光仪器就可办到。
5、原子分光光度计主要由哪几部分组成?每部分的作用是什么?答:原子分光光度计主要由四部分组成:光源、原子化系统、分光系统和检测系统。
光源:发出待测元素特征谱线,为锐线光源。
第六章原子吸收光谱法基本要求:掌握以下基本概念:共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限,掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法,了解AAS 中的干扰及火焰法的条件选择,通过和火焰法比较,了解石墨炉法的特点。
重点:有关方法和仪器的基本术语。
难点:AAS 的定量原理,火焰法的条件选择。
参考学时:4 学时部分习题解答1、何谓原子吸收光谱法?它有什么特点?答:原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。
它的特点是:(1)准确度高;(2)灵敏度高;(3)测定元素范围广;(4)可对微量试样进行测定;(5)操作简便,分析速度快。
2、何谓共振发射线?何谓共振吸收线?在原子吸收分光光度计上哪一部分产生共振发射线?哪一部分产生共振吸收线?答:电子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态),为共振激发,产生的谱线称为共振吸收线。
当电子从共振激发态跃迁回基态,称为共振跃迁,所发射的谱线称为共振发射线。
在原子吸收分光光度计上,光源产生共振发射线、原子化器产生共振吸收线。
3、在原子吸收光谱法中为什么常常选择共振线作分析线?答:(1)共振线是元素的特征谱线。
(2)共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。
4、何谓积分吸收?何谓峰值吸收系数?为什么原子吸收光谱法常采用峰值吸收而不应用积分吸收?答:原子吸收光谱法中,将光源发射的电磁辐射通过原子蒸汽时,被吸收的能量称为积分吸收,即吸收线下面所包围的整个面积。
中心频率处的吸收系数称为峰值吸收系数。
原子吸收谱线很窄,要准确测定积分吸收值需要用高分辨率的分光仪器,目前还难以达到。
而,峰值吸收系数的测定只要使用锐线光源而不必使用高分辨率的分光仪器就可办到。
5、原子分光光度计主要由哪几部分组成?每部分的作用是什么?答:原子分光光度计主要由四部分组成:光源、原子化系统、分光系统和检测系统。
光源:发出待测元素特征谱线,为锐线光源。
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比.解:Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则g i/g0=3跃迁时共振吸收波长λ=285.21nmΔEi=h×c/λ=(6.63×10-34)×(3×108)÷(285.31×10-9)=6.97×10-19J激发态和基态原子数之比:Ni/N0=(g i/g0)×e-ΔEi/kT其中:g i/g0=3ΔEi/kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕代入上式得:Ni/N0=5.0×10-94-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm/mm,欲测定Si251.61nm的吸收值,为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰,应采取什么措施?答:因为: S1 =W1/D= (251.61-251.43)/1.6= 0.11mmS2 =W2/D=(251.92-251.61)/1.6=0.19mmS1<S2所以应采用0.11mm的狭缝.4-3 .原子吸收光谱产生原理,并比较与原子发射光谱有何不同。
答:原子吸收光谱的产生:处于基态原子核外层电子,如果外界所提供特定能量(E)的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态(i)之间的能量差(ΔEi)时,核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态,从而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于:原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量,而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量;原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线,而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态,再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。
仪器分析课后习题答案完整版仪器分析是化学、生物、环境等多个领域中非常重要的分析手段。
通过各种精密仪器,可以对物质的组成、结构、性质等进行准确的测定和分析。
以下是一些常见仪器分析课后习题的答案。
一、原子吸收光谱法1、简述原子吸收光谱法的基本原理。
原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的方法。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时,被原子中的外层电子选择性地吸收,使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱,其减弱程度与被测元素在原子蒸气中的浓度成正比。
2、原子吸收光谱法中,为什么要用锐线光源?在原子吸收光谱法中,要用锐线光源是因为锐线光源发射的是半宽度很窄的谱线。
这样可以使光源发射线的半宽度小于吸收线的半宽度,且发射线中心频率与吸收线中心频率一致。
从而实现峰值吸收测量,大大提高了测量的灵敏度。
3、原子吸收光谱法中,影响测量灵敏度的因素有哪些?影响原子吸收光谱法测量灵敏度的因素主要包括:(1)分析线的选择:通常选择元素的共振线作为分析线,但在存在干扰时,可能需要选择其他非共振线。
(2)空心阴极灯的工作电流:电流过小,光强不足;电流过大,谱线变宽且自吸增加,灵敏度下降。
(3)火焰类型和燃气与助燃气的比例:不同类型的火焰具有不同的温度和氧化还原特性,会影响原子化效率。
(4)原子化条件:包括原子化温度、时间等,合适的条件能提高原子化效率,增强灵敏度。
二、紫外可见分光光度法1、什么是朗伯比尔定律?其适用条件是什么?朗伯比尔定律表述为:当一束平行单色光通过均匀的、非散射的吸光物质溶液时,溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。
其适用条件为:入射光为单色光;吸光物质是均匀的;吸光质点之间无相互作用;辐射与物质之间的作用仅限于光吸收,无荧光和光化学现象发生。
2、紫外可见分光光度计主要由哪些部件组成?紫外可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示系统组成。