仪器分析计算例题.doc

1、第二章气相色谱分析例 1：在一根 90 米长的毛细管色谱柱上测得各组分保留时间：正十四烷15.6min；正十五烷 21.95min；正十六烷 31.9min。计算色谱柱的死时间及载气平均速度。解：方法一：同系物保留值之间存在以下关系：,1,rnn()(1)(1)()/RnRntt以 代替 可推导出:()RMtRt将正十四烷、正十五烷、正十六烷2(1)()()1nRnttt的保留时间代入公式： 得23.956.min(2)()M载气的平均流速 , 即4.0minMt /MuLt91/(.60)/34.9ucscs方法二：直接用甲烷测定死时间。即以甲烷的保留时间作为死时间。例 2：在一根 2m 长

2、的色谱柱上，A、B、C、三组分的保留时间分别为2.42min、3.21min、5.54min；峰宽分别为 0.12min、0.21min、0.48min。另测得甲烷的保留时间为 1.02min。求：（1）A、B、C 组分的调整保留时间；（2）A 与 B、B 与 C 组分的相对保留时间；（3）A、B、C 组分的容量因子；（4）A、B、C 组分的有效塔板数和塔板高度；（5）A 与 B、B 与 C 组分的分离度；解：（1） (1)()RMtt( 2.410)min.4iA)()3219Btt( (5.i.5iRCM(2) 2,1()(1)/Rrt,.940.56BA,5/2C(3) 1()RMkt/

3、1./.37A()9015Bt/4.52/.4CRMk(4)16(),eftnHLnw()22() 1.4()78,0RAefAt()/.9efLncm22() .16()14RBefBtw()/0/70.5efHc22() .5()948RCeftn()/1/.1CefLcm(5) 21Rtw()(),2(3.142).790BAAt ()(),22(5.431)6.7508RCBBtw第三章 高效液相色谱分析例 1：高效液相色谱法分离两个组分，色谱柱长 30cm。已知在实验条件下，色谱柱对组分 2 的柱效能为 26800m-1，死时间 .组分的保留时间15minMt计算：124.5min,

4、4.5i.RRtt（1）两组分在固定相中的保留时间 12,;Rt（2）两组分的分配比 12;,k（3）选择性因子 ,;r（4）两组分的分离度 R，并判断两个组分是否完全分离。解：（1） 1 (4.50)min2.65iMtt2 13R（2）因为 )tkRMtt所以 Mkt故 14.51.7Rt2.02.3Mkt(3) 21.03157r(4) 30cm 长色谱柱的理论塔板数 n 为126803804mnc根据分离度 2,124rkR80.5.03.因 R1.5，故两分组已完全分离。例 2：已知 A、B 两分组的相对保留值 ，如果要是 A、B 到完全分.1BAr离（R=1.5， H=0.1.cm

5、） ，问需要多长的色谱柱？解： 根据 及22.16()BAnRrLHn可求得 21.54356因此，所需色谱柱长0.1436.Lcm第四章 电位分析法例 1: 25C 时，用氯电极测定含盐番茄汁中的 Cl含量。取10.0ml 番茄汁测得电动势为 -17.2mv，若向其中加入 0.100mL 0.100mol/L 的 NaCl 溶液，再测电动势为 -35.5mv。计算每升番茄汁中所含 Cl的毫克数。解： 10ESXC35.(7.2)8.mv0.18.3759ES30.714.()/9.310/XCmolLmolL49715/45gg例 2: 25C 时，用 0.100mol/L 溶液电位滴定 2

6、0.00mL e0.100mol/L 溶液。用 Pt 电极（正极）和饱和甘汞电极（负极）2Sn组成电池，计算：(3) 化学计量点时电池的电动势;(4) 加入 10.00mL 时的电动势。4e已知 0.2sceV3/1.6CeV42/0.15SnV解：（1） .+05=.372计 量 点(2) 244SnSn溶液中 量： .12.0moll加入 量：4Ce10余 量：2(./2).5ll生成 量：4Sn5ol用 电对计算，2/0.9.=1+lg0.24.101EV电 池第五章 伏安分析法例 1：用极谱法测定 MgCl2 溶液中的微量 Cd2+取试液5.0ml，加入 0.04%明胶 5.0ml，用

7、水稀释至 50ml，通 N2 5min10min 后记录极谱图，得波高 50 。另取试液A5.0ml，加入 0.5mg/mlCd2+标准溶液 1.0ml，混合均匀，再按上述测定步骤同样处理，记录极谱图，波高为 90 .计算试样中 Cd2+的含量。解：根据极谱法的定量公式，扩散电流（即极谱波高）与Cd2+的浓度成正比： dikc样品加标前： 1150,/xACmgL样品加标后： 29di2(.)/6xCl解以下方程组得： 50./509(1.)/xK得试样中的 Cd2+的含量 Cx=0.125mg/mL例 2：用阳极溶出伏安法测定水样中的 含22,PbCdu量。取水样 4.00ml，加入到盛有

8、46.0ml 支持电解质溶液的电解池中，通 N2 2min，富集 1min，静置 30 秒后将工作电极的电位向正方向扫描，测得 的溶出峰高22,分别为 12mm，26mm，18mm。在上述溶液中加入 0.10ml 22(10./),(.0/),PbmgLCdgL2(5.0/)CumgL的标准溶液，同样进行富集和溶出，测量到溶出峰的峰高分别为 20mm，45mm，32mm，计算水样中的的含量。22,du解：根据溶出伏安法的定量公式，溶出峰电流（即溶出峰高）与被测离子浓度成正比： 设被测离子的浓度为hkcmg/L,则加标前电解池中被测离子浓度：xC14.0/5./mgL加标后电解池中被测离子浓度：

9、 2././0.xsCV分别将 加标前后的溶出峰高12hkc22,Pbdu标准浓度/0,6/4518/3mm加标体积 0.1 代入方.,.0/gLgL程组，解得：水样中的 的含量： ;2b.75/的含量：2Cd7./的含量： .u16第 6 章 库伦分析法例 1：用铂电极电解 溶液，通过的电流为 20A，电解时间为2uCl15min.计算阴极上析出铜和阳极上析出氯的质量。解：设阴极析出铜和阳极析出氯都是唯一产物。阴极反应 2Cue阳极反应 2ll已知 63.5/,70.9/uClMgmogmol所以 .156.2848CitnF22 .2.397ll g例 2：称取 Cd 和 Zn 的试样 1

10、.06g，溶解后，用汞阴极使 Cd 和 Zn分别从氨性溶液中析出。当阴极电位控制在-0.95V（Vs,SCE） ，仅析出 Cd。在该电位下电流中止时，氢氧库仑计析出 44.6ml 气体（21,96.5kpa）.调节阴极电位至 -1.3V（Vs,SCE） ，使在 Zn2+阴极析出。电解结束后，库仑计又增加了 31.3ml 气体。计算试样中 Zn 和 Cd 的含量。 （已知在标准状态下，每库仑电量析出氢氧混合气体的体积是0.1739ml， =112.4g/mol, =65.39g/mol）CdMZn解：电解 Cd 时，标准状况下，库仑计析出的氢氧混合气体的体积为 14.6273.159.3.40V

11、mll析出 Cd 时，消耗的电量为 ./26.8CdQC() 140.12597.dCMwnF电解 Zn 时，标准状况下。库伦计析出的氢氧混合气体体积为231.7.596.27.403Vmll析出 Zn 时，消耗的电量为 /01395.ZnQC() .9648ZnMwF第七章原子发射光谱例 1.简述下列术语的含义：（1）电磁波谱 （2）发射光谱 （3）吸收光谱 （4)荧光光谱解：（1）电磁波谱 电磁辐射是一种高速度通过空间传播的光量子流，它既有粒子性质又有波动性质。电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。（2）发射光谱 物质的原子、离子或分子得到能量，使其由低能态或基态激发至高能态，当其跃迁回到低

12、能态或基态而产生光谱称为发射光谱。（3）吸收光谱当辐射通过气态、液态或固态物质时，物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态激发至较高的能态。这种因为对辐射的选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱。（4) 荧光光谱激发态原子或分子通过无辐射跃迁回较低的激发态，然后再以辐射跃迁的形式回到基态或直接以辐射跃迁回到基态，通过这种形式获得的光谱称为荧光光谱。例 2：激发原子和分子中的价电子产生紫外可见光谱需要激发能量为 1.58.0eV。问其相应的波长范围是多少？解： 27h6.10ergs 121.60eVerg 激发能量为 1.5eV因为 cE所以 271056.38.27(

13、)827()15.hc cmAE。同理；激发能量为 8.0eV27105. .()1()80.6。因此，激发的能量为 1.58.0eV 的相应波长范围是 15528257 A。例 3：钠原子在火焰中被激发时，当它由 3P 激发态跃迁到基态 3S便辐射 589.6nm 黄光，试计算此光的激发电位。 （以 eV 为单位）解：27101286.3.7()59hcEerg121.0eVerg所以 E=2.105（ eV）第八章 原子吸收光谱分析例 1：原子吸收光谱法测定元素 M 时，由未知试样溶液得到的吸光度读数为 0.435，而在 9ml 未知液中加入 1ml 浓度为 100mg/L 的 M标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的吸光度为 0.835.求未知