仪器分析习题解
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第七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10、用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的浓度。
各试液在加入镉标准溶液后,用水稀释至50mL,测得其吸光度如下表所示。
求镉的浓度。
解:设镉的浓度为c x μg/ml加入镉标的浓度c 0分别为:c 0 = 0, A x = 2.0501011=⨯=c μg/ml A 1 = 4.0501022=⨯=c μg/ml A 2 = 8.0501043=⨯=c μg/ml A 3 = 按标准加入法作图得:c x = μg/ml11、用原子吸收光谱法测定自来水中镁的含量(用mg ·L -1表示)。
取一系列镁标准溶液(1μg ·mL -1)及自来水水样于50mL 容量瓶中,分别加入5%锶盐溶液2mL 后,用蒸馏水稀释至刻度。
然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度,其数据如下表所示。
计算自来水中镁的含量。
解:吸光度(A )—标准溶液含镁量(μg )的标准曲线线性回归得x yˆ0484.00427.0ˆ+= γ=将A=代入得自来水样中含镁量为μg。
∴ 自来水中镁的含量为095.02091.1 μg ·mL -1 即 ·mL -1 12、某原子吸收分光光度计倒线色散率为1nm/mm ,狭缝宽度分别为, , ,问对应的通带分别是多少解:W = D ·S已知:D = 1nm/mm, S 1 = , S 2 = , S 3 =通带:W 1 = D ·S 1 = 1× =W 2 = D ·S 2 = 1× = W 3 = D ·S 3 = 1× =第八章紫外-可见分光光度法基本要求:掌握紫外一可见吸收光谱的特征及其产生的原因,了解有机化合物的电子跃迁类型及饱和烃、不饱和烃、羰基化合物、苯和单取代苯的特征吸收,了解影响紫外一可见吸收光谱的因素,共轭烯烃、α、β一不饱和羰基化合物的λmax的估算以及UV-Vis在定性和结构分析中的应用,掌握Lambert-Beer定律及其物理意义,偏离Lambert-Beer 定律的原因,了解显色反应及显色条件的选择,掌握光度测量条件的选择原则,了解多组分分析、光度滴定、酸碱离解常数的测定、双波长测定等方面的应用及其光度法以及配合物的组成和K稳特点。
重点:紫外一可见吸收光谱的特征,Lambert-Beer定律及其物理意义,光度分析的应用。
难点:λmax的估算。
参考学时:6学时部分习题解答8、能否用紫外光谱区别下列异构体和解:α、β不饱和酮λmax= 215+30+3×18=299λmax= 215 + 12 = 227nm 基值、增加一个共轭双键、3个γ或α、β不饱和酮基值+β位烷基取代1个更高位烷基取代∴两个结构的λmax之差较大,故可以用紫外光谱区别。
9、计算下述化合物的λmax。
解:(A)共轭二烯基值 217增加一个共轭双链 30同环二烯1个 36CH3CH = CH—CO—CH3CH3CH = CH—CO—CH3αββαββγδ环外双链1个 5烷基取代4个 4×5308= 308nm∴λmax(B)共轭二烯基值 217增加一个共轭双链 30同环二烯1个 36烷基取代4个 4×5303= 303nm∴λmax(C)共轭二烯基值 217增加一个共轭双链 30同环二烯1个 36环外双链2个 2×5烷基取代4个 5×5318∴λ= 318nmmax10、某化合物的结构可能是A或B,经紫外光谱测定EtOH=352nm,试max判断应为哪种结构解:A:α、β六元环酮基值 215增加一个共轭双链 30同环二烯1个 39α位烷基取代1个 10β位烷基取代1个 12γ或更高位烷基取代2个 5环外双链3个 3×5=357nmλmaxB:α、β六元环酮基值 215增加一个共轭双链 30同环二烯1个 39α位烷基取代1个 10β位烷基取代1个 12γ或更高位烷基取代2个 18λ=324nmmax∴应为A。
11、根据红外光谱和核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为(1)或(2)。
其紫外光谱的EtOH max =284nm (ε=9700),试问其结构为何式解:(1)α、β五元环酮基值 202α位—OH 取代1个 35 β位烷基取代1个 12 β位—OR 取代1个 30 λmax =279nm(2)α、β不饱和酯基值 193 α位—OH 取代1个 35 β位烷基取代2个 2×12 λmax =252nm∴ 应为(1)。
12、有一个化合物,其化学式为C 10H 14,它有如下4个异构体,试推测它们的紫外光谱哪个的λmax 最大,哪个的λmax最小解:(1)λmax= 217 +30 + 2×5 = 257(2)λmax= 217 +5 = 222(3)λmax= 217 +36 + 3×5 = 268(4)λmax= 217 +30 + 36 + 3×5 = 298∴(4)λmax 最大,(2)λmax最小。
16、用邻苯三酚红钼铬合显色法测定蛋白质含量,试剂空白溶液及显色溶液的吸收曲线分别如图8-42中的1和2,应该如何选用参比溶液(所测定蛋白质本身无色)解:应选用试剂空白为参比溶液。
22、 Fe3+用硫氰酸盐显色后,定容至50mL,用1cm比色皿,在波长480nm处测得A=。
求吸光系数a及摩尔吸光系数ε。
解:A=abc,已知A=, b=1cm,5.4620016.01740.0=⨯==bc A a L ·g -1·cm -1 =ml=L=560016.0=×10-5mol/L5.4620016.01740.0=⨯==bc A a L ·g -1·cm -1 451059.21086.2174.0⨯=⨯⨯==-bc A εL ·mol -1·cm -1 23、用双硫腙光度法测定Pb 2+。
Pb 2+的浓度为50mL ,用5cm 比色皿在520nm 下测得T=53%,求ε。
若改用3cm 比色皿时,T ,A ,ε各为多少解:T=53%, A=2757.0)53.01lg()1lg(==T6107.72070016.0/0016.050/0800.02-⨯====+L g ml mg c Pb mol/L 461079.11070.722757.0⨯=⨯⨯==-bc A εL ·mol -1·cm -1 改用3cm 比色皿时, b=3,ε不变,c 不变 ∴2323=A A ∴ 385.0104136.02757.023234136.023===⨯==-T A A24、某钢样含镍约%,用丁二酮肟比色法(ε=×104)进行测定。
试样溶解后,定量转入100mL 容量瓶中,显色,用水稀释至刻度。
于波长470nm 处用1cm 比色皿进行测量。
欲使测量误差最小,应称取试样多少克解:当A=时,测量的误差最小,M Ni = 58设此时试样应取m 克 则431004.2101007.58%12.0--⨯=⨯⨯=m c Ni m (mol/L)b=1cm, 4103.1⨯=ε L ·mol -1·cm -1A= A=εbc ∴ = ×104×1××10-4m m =25、在Zn 2++ 2Q 2-— -22ZnQ 显色反应中,当螯合剂的浓度超过阳离子40倍以上时,可以认为Zn 2+全部生成-22ZnQ 。
在选定的波长下,用1cm 吸收池,测得两种显色反应溶液的吸光度如下:Zn 2+初始浓度 Q 2-初始浓度 A×10-4mol ·L -1 ×10-2mol ·L -1 ×10-4mol ·L -1×10-3mol ·L -1求该配合物的稳定常数。
解:①40501000.81000.44222>=⨯⨯=--+-Zn Q c c∴ Zn 2+全部生成-22ZnQ4551081364.04=⨯⨯==-bc A εL ·mol -1·cm -1②405.21000.81000.24322<=⨯⨯=--+-Zn Q c c[-22ZnQ ] 41000.6455273.0-⨯==mol ·L -1[ Zn 2+]== ×10-4mol ·L -1[ Q 2-] = ×10-3 –2××10-4 = ×10-4 mol ·L -1 ∴ 6222221069.4]][Q [Zn ][ZnQ ⨯==-+-稳K26、在下列不同pH 值的缓冲溶液中,甲基橙的浓度均为×10-4mol ·L -1,用比色皿,在520nm 处测得下列数据:pHA 试用代数法和图解法求甲基橙的pK a 值。
解:代数法: pKa = pH + AA A A HB B ---lgA HB = ( pH = )-B A = ( pH = ) pH = 时A=∴ pKa = + 35.3064.041.3552.0890.0260.0552.0lg =-=--同样,将pH = ,A=代入得pKa =将pH = ,A=代入得pKa =取平均值 pKa = 图解法(略)第九章 分子荧光光谱法基本要求:了解荧光的产生和影响荧光强度的因素,掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点,重点:荧光光谱法的定量关系、应用特点。
难点:荧光的产生和影响荧光强度的因素。
参考学时:3学时第十章红外及拉曼光谱法基本要求:了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达,掌握红外吸收光谱产生的条件,影响吸收峰位置、峰数和强度的因素,掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型,掌握常见基团的特征吸收频率,利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构,了解红外吸收光谱的实验技术,了解拉曼光谱的原理及应用。
重点:IR光谱产生的条件,影响吸收峰位置,峰数和强度的因素,常见基团的特征吸收频率。
难点:键振动的类型,IR谱解析,FT-IR的原理和特点。