仪器分析习题解2015.doc

1、 1 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。 序号 试液的 体积 /mL 加入镉标准溶液 （ 10 g

2、mL-1）的体积 /mL 吸光度 1 20 0 0.042 2 20 1 0.080 3 20 2 0.116 4 20 4 0.190 解：设镉的浓度为 cx g/ml 加入镉标的浓度 c0分别为： c0 = 0, Ax = 0.042 2.0501011 c g/ml A1 = 0.080 4.0501022 c g/ml A2 = 0.116 8.0501043 c g/ml A3 = 0.190 按标准加入法作图得： cx = 0.22 g/ml 2 11、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（ 1 g mL-1）及自来水水样于 50mL 容

3、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。 编 号 1 2 3 4 5 6 7 镁标准溶的体积 /mL 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 自来水水样 mL 吸光度 0.043 0.029 0.140 0.187 0.234 0.286 0.135 解：吸光度（ A） 标准溶液含镁量（ g）的标准曲线线性回归得 xy 0484.00427.0 =0.9999 将 A=0.135 代入得自来水样中含镁量为 1.91g。 自来水中镁 的含量为 095.02091.1 g mL-

4、1 即 0.095mg 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 0.1mm, 0.2mm, 1.0mm，问对应的通带分别是多少？ 解： W = D S 已知： D = 1nm/mm, S1 = 0.1mm, S2 = 0.2mm, S3 = 1.0mm 通带： W1 = D S1 = 1 0.1 = 0.1nm W2 = D S2 = 1 0.2 = 0.2nm W3 = D S3 = 1 1.0 = 1.0nm 3 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

5、、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、一不饱和羰基化合物的 max 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、双波长光度法以及配合物的组成和 K 稳 测定等方面的应用及其特点。 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 ： max 的估算。 参考学时 ： 6 学时 部分习题

6、解答 8、能否用紫外光谱区别下列异构体？ 和 解： 、 不饱和酮 max = 215+30+3 18=299 max = 215 + 12 = 227nm 基值、增加一个共轭双键、 3 个或 、不饱和酮基值 +位烷基取代 1 个 更高位烷基取代 两个结构的 max之差较大，故可以用紫外光谱区别。 9、计算下述化合物的 max 。 CH3 CH = CH CO CH3 CH3 CH = CH CO CH3 4 解：（ A）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 1 个 5 烷基取代 4 个 4 5 308 max = 308nm （ B） 共轭二烯基值 2

7、17 增加一个共轭双链 30 同环二烯 1 个 36 烷基取代 4 个 4 5 303 max = 303nm （ 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 5 318 max = 318nm 10、某化合物的结构可能是 A 或 B，经紫外光谱测定 EtOHmax =352nm，试判断应为哪种结构？ 5 解： A： 、六元环酮基值 215 增加一个共轭双链 30 同环二烯 1 个 39 位烷基取代 1 个 10 位烷基取代 1 个 12 或更高位烷基取代 2 个 5 环外双链 3 个 3 5 max =357nm

8、 B： 、六元环酮基值 215 增加一个共轭双链 30 同环二烯 1 个 39 位烷基取代 1 个 10 位烷基取代 1 个 12 或更高位烷基取代 2 个 18 max =324nm 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EtOHmax =284nm（ =9700），试问其结构为何式？ 6 解：（ 1）、五元环酮基值 202 位 OH 取代 1 个 35 位烷基取代 1 个 12 位 OR 取代 1 个 30 max =279nm （ 2）、不饱和酯基值 193 位 OH 取代 1 个 35 位烷基取代 2 个 2 12 max

9、=252nm 应为（ 1）。 12、有一个化合物，其化学式为 C10H14，它有如下 4 个异构体， 试推测它们的紫外光谱哪个的 max最大，哪个的 max最小？ 解：（ 1） max = 217 +30 + 2 5 = 257 （ 2） max = 217 +5 = 222 （ 3） max = 217 +36 + 3 5 = 268 （ 4） max = 217 +30 + 36 + 3 5 = 298 （ 4） max最大，（ 2） max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

10、定蛋白质本身无色） 7 解：应选用试剂空白为参比溶液。 22、 0.08mg 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=0.740。求吸光系数 a 及摩尔吸光系数。 解： A=abc，已知 A=0.740, b=1cm, 5.4620 0 1 6.01 740.0 bcAa L g-1 cm-1 =0.0016mg/ml=0.0016g/L=560016.0=2.86 10-5mol/L 5.4620 0 1 6.01 740.0 bcAa L g-1 cm-1 45 1059.21086.21 74.0 bcA L mol-1 cm-1

11、23、用双硫腙光度法测定 Pb2+。 Pb2+的浓度为 0.0800mg/50mL，用 5cm比色皿在 520nm下测得 T=53%，求。若改用 3cm 比色皿时， T， A，各为多少？ 解： T=53%, A= 2757.0)53.0 1lg ()1lg ( T6107.72 0 70 0 1 6.0/0 0 1 6.050/0 8 0 0.02 Lgmlmgc Pb mol/L 46 1079.11070.72 2 7 5 7.0 bcA L mol-1 cm-1 改用 3cm 比色皿时， b=3,不变， c 不变 8 2323AA 3 8 5.0104 1 3 6.02 7 5 7.02

12、323 4136.023 TAA24、某钢样含镍约 0.12%，用丁二酮肟比色法（ =1.3 104）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=0.434 时，测量的误差最小， MNi = 58 设此时试样应取 m 克 则 43 1004.2101 0 07.58 %12.0 mc Nim (mol/L) b=1cm, 4103.1 L mol-1 cm-1 A=0.434 A= bc 0.434 = 1.3 104 1 2.04 10-4m m = 0.1636

13、g 25、在 Zn2+ + 2Q2- 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 Zn2+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： Zn2+初始浓度 Q2-初始浓度 A 8.00 10-4mol L-1 4.00 10-2mol L-1 0.364 8.00 10-4mol L-1 2.00 10-3mol L-1 0.273 求该配合物的稳定常数。 解： 40501000.8 1000.4 4222 ZnQcc Zn2+全部生成 22ZnQ 4 5 51081 3 6 4.0 4 bcAL mol-1 cm

14、-1 405.21000.8 1000.2 4322 ZnQcc 9 22ZnQ 41000.6455273.0 mol L-1 Zn2+= (8.00-6.00) 10-4 = 2.00 10-4 mol L-1 Q2- = 2.00 10-3 2 6.00 10-4 = 8.00 10-4 mol L-1 622222 1069.4 Q Z n Z n Q 稳K26、在下列不同 pH值的缓冲溶液中，甲基橙的浓度均为 2.0 10-4mol L-1，用 1.00cm 比色皿，在520nm 处测得下列数据： pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95 4.89 5.50 A 0.8

15、90 0.890 0.692 0.552 0.385 0.260 0.260 试用代数法和图解法求甲基橙的 pKa 值。 解：代数法： pKa = pH + AA AAHB B lgAHB =0.890 ( pH = 0.88 ) BA=0.260 ( pH = 5.50 ) pH = 3.41 时 A=0.552 pKa = 3.41 + 35.30 6 4.041.35 5 2.08 9 0.0 2 6 0.05 5 2.0lg 同样，将 pH = 2.99， A=0.692 代入得 pKa = 3.33 将 pH = 3.95， A=0.385 代入得 pKa = 3.34 取平均值 p

16、Ka = 3.34 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 10 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。 参考学时 ： 6 学时 部分习题解答 2、下列振动中哪些不会产生红外吸收峰？ （ 1） CO 的对称伸缩 （ 2） CH3CN 中 C C 键的对称伸缩 （ 3）乙烯中的下列四种振动 （ A） （ B） （ C） （ D） 解：（ 1） 0 ，有红外吸收峰 （ 2） 0 ，有红外吸收峰 H H H H C = C H H H H C = C H+ H- C = C H+ H- H+ H- C = C H- H+