银川能源学院仪器分析习题集石油化工学院分析教研室20133目
发布时间:2019-07-03 01:02:11
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银 川 能 源 学 院
《仪器分析》习题集
石油化工学院 分析教研室
2013.3
第一章 电位分析法习题……………………………………………………………1
第二章 紫外-可见分光光度法习题………………………………………………..9
第三章 红外吸收光谱法………………………………………………………… .38
第四章 原子吸收光谱法…………………………………………………………. 41
第五章 气相色谱法习题…………………………………………………………. 52
第六章 高效液相色谱法习题……………………………………………………. 59
第一章:电位分析法习题
一、 选择题:
1用离子选择电极标准加入法进行定量分析时,对加入标准溶液的要求为 ( D )
A. 体积要大,其浓度要高
B. 体积要小,其浓度要低
C. 体积要大,其浓度要低
D. 体积要小,其浓度要高
2在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度( D )
A. 成正比 B. 的对数成正比
C. 符合扩散电流公式的关系 D. 符合能斯特方程式
3离子选择性电极的选择系数可用于( A )。
A. 估计共存离子的干扰程度 B. 估计电极的检测限
C. 估计电极的线性响应范围 D. 估计电极的线性响应范围
4用酸度计测定溶液的PH值时,一般选用__C_为指示电极。
A. 标准氢电极;B.饱和甘汞电极;C.玻璃电极。
5用电位法测定溶液的pH值时,电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成,其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度(浓度)的_C__。
A.金属电极, B. 参比电极, C. 指示电极, D. 电解电极。
6 pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡几小时,目的在于(B)
A. 清洗电极
B. 活化电极
C. 校正电极
D. 除去沾污的杂质
7使pH玻璃电极产生钠差现象是由于(B)
A玻璃膜在强碱性溶液中被腐蚀
B. 强碱溶液中Na+浓度太高
C. 强碱溶液中OH-中和了玻璃膜上的H+
D. 大量的OH-占据了膜上的交换点位
8中性载体电极与带电荷流动载体电极在形式及构造上完全相同。它们的液态载体都是可以自由移动的。它与被测离子结合以后,形成(B)
A. 形成中性的化合物,故称中性载体
B. 带电荷的化合物,能自由移动
C. 带电荷的化合物,在有机相中不能自由移动
D. 形成中性化合物,溶于有机相,能自由移动
9 M1| M1n+|| M2m+ | M2在上述电池的图解表示式中,规定左边的电极为 ( 4 )
(1) 正极 (2) 参比电极 (3) 阴极 (4) 阳极
10氨气敏电极的电极电位 ( 1 )
(1)随试液中NH4+ 或气体试样中NH3的增加而减小
(2)与(1)相反
(3)与试液酸度无关
(4)表达式只适用于NH4+试液
11、pH玻璃电极产生的不对称电位来源于( )。
A、内外玻璃膜表面特性不同
B、内外溶液中H+浓度不同
C、内外溶液的H+活度系数不同
D、内外参比电极不一样
12、pH玻璃电极和SCE组成工作电池,25℃时测得pH=6.18的标液电动势是0.220V,而未知试液电动势Ex=0.186V,则未知试液pH值为( )。
A、7.6 B、4.6 C、5.6 D、6.6
13、玻璃膜电极能测定溶液pH是因为( )。
A、在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液pH成直线关系。
B、玻璃膜电极的膜电位与试液pH成直线关系。
C、在一定温度下玻璃膜电极的膜电位与试液中氢离子浓度成直线关系。
D、在25℃时,玻璃膜电极的膜电位与试液pH成直线关系 A
14、测定水中微量氟,最为合适的方法有( )。
A、沉淀滴定法; B、离子选择电极法; C、火焰光度法; D、发射光谱法。
15、将Ag–AgCl电极[Eø(AgCl/Ag)=0.2222V]与饱和甘汞电极[Eø=0.2415V]组成原电池,电池反应的平衡常数为( )。
A、4.9 B、5.4 C、4.5 D、3.8
16、膜电极(离子选择性电极)与金属电极的区别( )。
A、膜电极的薄膜并不给出或得到电子,而是选择性地让一些电子渗透。
B、膜电极的薄膜并不给出或得到电子,而是选择性地让一些分子渗透。
C、膜电极的薄膜并不给出或得到电子,而是选择性地让一些原子渗透。
D、 膜电极的薄膜并不给出或得到电子,而是选择性地让一些离子渗透(包含着离子交换过程)。
17、下面说法正确的是( )。
A、用玻璃电极测定溶液的pH值时,它会受溶液中氧化剂或还原剂的影响
B、在用玻璃电极测定pH>9的溶液时,它对钠离子和其它碱金属离子没有响应
C、pH玻璃电极有内参比电极,因此整个玻璃电极的电位应是内参比电极电位和膜电位之和
D、以上说法都不正确
18、在25℃时,标准溶液与待测溶液的pH变化一个单位,电池电动势的变化为( )。
A、0.058V B、58V C、0.059V D、59V C
19、在电动势的测定中盐桥的主要作用是( )
A、减小液体的接界电势 B、增加液体的接界电势
C、减小液体的不对称电势 D、增加液体的不对称电势
20、玻璃电极的内参比电极是( )。
A、银电极 B、氯化银电极 C、铂电极 D、银-氯化银电极
21、在一定条件下,电极电位恒定的电极称为( )。
A、指示电极 B、参比电极 C、膜电极 D、惰性电极
22、pHS-2型酸度计是由( )电极组成的工作电池。
A、甘汞电极-玻璃电极 B、银-氯化银-玻璃电极
C、甘汞电极-银-氯化银 D、甘汞电极-单晶膜电极
23、pH计在测定溶液的pH值时,选用温度为( )。
A、25℃ B、30℃ C、任何温度 D、被测溶液的温度
24、酸度计是由一个指示电极和一个参比电极与试液组成的( )。
A、滴定池 B、电解池 C、原电池 D、电导池
25、用酸度计以浓度直读法测试液的pH,先用与试液pH相近的标准溶液( )
A、调零 B、消除干扰离子 C、定位 D、减免迟滞效应
26、玻璃电极在使用时,必须浸泡24hr左右,其目的是( )。
A、消除内外水化胶层与干玻璃层之间的两个扩散电位
B、减小玻璃膜和试液间的相界电位E内
C、减小玻璃膜和内参比液间的相界电位E外
D、减小不对称电位,使其趋于一稳定值
27、离子选择性电极在一段时间内不用或新电极在使用前必须进行( )。
A、活化处理
B、用被测浓溶液浸泡
C、在蒸馏水中浸泡24小时以上
D、在NaF溶液中浸泡24小时以上
28、用氟离子选择电极测定溶液中氟离子含量时,主要干扰离子是( )。
A、其他卤素离子 B、NO3-离子
C、Na+离子 D、OH—离子
29、电位滴定中,用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2﹢,宜选用( )作指示电极。
A、pH玻璃电极 B、银电极 C、铂电极 D、氟电极
30、电位滴定法是根据( )来确定滴定终点的。
A、指示剂颜色变化 B、电极电位
C、电位突跃 D、电位大小
31、在电位滴定中,以△2E/△V2~V(E为电位,V为滴定剂体积)作图绘制滴定曲线,滴定终点为( )。
A、△2E/△V2为最正值时的点
B、△2E/△V2为负值的点
C、△2E/△V2为零时的点
D、曲线的斜率为零时的点
32、在电位滴定中,以△E/△V~V(E为电位,V为滴定剂体积)作图绘制滴定曲线,滴定终点为( )。
A、曲线突跃的转折点 B、曲线的最小斜率点
C、曲线的最大斜率点 D、曲线的斜率为零时的点
33、在自动电位滴定法测HAc的实验中,反应终点可以用下列哪种方法确定()。
A、电导法 B、滴定曲线法
C、指示剂法 D、光度法
34、在自动电位滴定法测HAc的实验中,指示滴定终点的是()。
A、酚酞 B、甲基橙
C、指示剂 D、自动电位滴定仪
35、在自动电位滴定法测HAc的实验中,自动电位滴定仪中控制滴定速度的机械装置是()。
A、搅拌器 B 、滴定管活塞
C、pH计 D、电磁阀
36、Kij称为电极的选择性系数,通常Kij越小,说明()。
A、电极的选择性越高 B、电极的选择性越低
C、与电极选择性无关 D、分情况而定
二、填空题
1离子选择性电极的电极斜率的理论值为 2.303RT/nF 。25℃时一价正离子的电极斜率是 59.2 mv ;二价正离子是 29.6 mv 。
2某钠电极,其选择性系数KNa+,H+约为30。如用此电极测定PNa等于3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的PH值应大于__6_。
3用离子选择性电极测定浓度为1.0×10-4mol/L某一价离子i,某二价的干扰离子j的浓度为4.0×10-4mol/L,则测定的相对误差为 20% 。( 已知Kij =10-3)
4玻璃电极在使用前,需在蒸馏水中浸泡24h以上,目的是 恒定不对称电位,饱和甘汞电极使用温度不得超过 80 ℃,这是因为温度较高时 电位值不稳定。
5正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为_扩散电位_, 它没有强制_性和_选择_性, 而渗透膜, 只能让某种离子通过, 造成相界面上电荷分布不均, 产生双电层,形成 Donnan 电位。
6用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F-浓度时, 对较复杂的试液需要加入_总离子强度调节剂(TISAB)_试剂, 其目的有第一维持试样与标准试液有恒定的离子活度; 第二使试液在离子选择电极适合的pH范围内,避免H+或OH-干扰; 第三使被测离子释放成为可检测的游离离子_。
7电位法测量常以_待测试液作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极, 一个是指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电池_电动势。
8由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中_F-_是电荷的传递者, La3+是固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是 Ag|AgCl, 内参比电极由0.1mol/LNaCl和0.1mol/LNaF溶液 组成。
9、用能斯特方程表示电极电位与离子活度的关系为: ,当离子浓度很小时,可用浓度代替活度。在25℃的时候,该公式可简化为 .
10、常用的参比电极有 和 ,甘汞电极由 , ,和 组成。
11、用pH玻璃电极测定酸度时, 测定强酸溶液时, 测得的pH比实际数值_______, 这种现象称为 ________。测定强碱时, 测得的pH值比实际数值______, 这种现象称为__________。
12、直接电位法常以____________________作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极, 一个是指示电极, 另一个是 , 在零电流条件下, 测量所组成的原电池______________。
13、溶液浓度与活度的关系是 。英文缩写TISAB表示的意思是
14、电位分析法是利用测得 与 的关系求得被测物质含量的分析方法。电位分析法包括 和 。
三、问答题
1用离子选择性电极测定离子活度时,若使用标准加入法,试用一种最简单方法求出电极响应的实际斜率。
使用标准加入法计算公式计算时必须知道该电极 Nernst 响应的实际斜率 S。不用作标准曲线,求算实际斜率的实验方法是,在完成试样的测定后,此时E = b + S lgf•cx,用空白溶液将试液稀释 1 倍,此时E ' = b + S lg(fcx)/2,因此可按下试计算实际斜率:S = (E - E ')/lg2
2. 根据1976年IUPUC推荐,离子选择性电极可分为几类,并举例说明。
根据1976年IUPAC推荐,通常离子选择电极可以分为两大类:(1)原电极(2)敏化离子选择电极,它们又可分为若干种。例如用单晶膜的氟离子选择电极属原电极。
3. 简述使用甘汞电极的注意事项。
使用前将橡皮帽及侧管口橡皮塞取下,管内应充满饱和 KCl 溶液,且有少许KCl 晶体存在,并注意随时补充 KCl 溶液。
不能将甘汞电极长时间浸在待测液中,以免渗出的 KCl 污染待测溶液。
检查电极是否导通。
用完后洗净,塞好侧管口及橡皮帽,以防止 KCl 溶液渗出管外,将甘汞电极浸泡在饱和KCl 溶液里。
4. 为什么测量一电池的电动势不能用一般的电压表?应用什么方法测量之?
电池的电动势是指电池没有电流通过时两端的端电压,当用一般的电压表来测量时,由于电池中有电流通过,而电池有内阻,这就产生电压降 (E - iR = U )此时用电压表测得的仅仅是端电压 U 。另外,由于电流通过电池,在电池两电极上发生电化学反应,产生极化现象,也将影响电动势的准确测量。所以不能用一般的电压表来测量电池的电动势,而应用电位差计,利用补偿法原理 (使 i = 0 ) 来测之。
四计算题
1用pH玻璃电极测定pH=5.0的溶液,其电极电位为43.5 mV,测定另一未知溶液时,其电极电位为14.5mV,若该电极的响应斜率为58.0 mV/pH,试求未知溶液的pH值。
pH = 5.0+(14.5-43.5)/58.0 = 4.5
2以0.05mol/kg KHP标准缓冲溶液(pH 4.004)为下述电池的电解质溶液,测得其电池电动势为0.209V,
玻璃电极|KHP(0.05mol/kg)|S.C.E.
当分别以三种待测溶液代替KHP溶液后,测得其电池电动势分别为:(1)0.312V,(2)0.088V,(3)-0.017V,计算每种待测溶液的pH值。
word/media/image1_1.png ,word/media/image2_1.png
(a) word/media/image3_1.png=5.75
(b) word/media/image4_1.png=1.95; (c) word/media/image4_1.png=0.17
3用氟离子选择电极测定某一含F-的试样溶液50.0 mL,测得其电位为86.5 mV。加入5.00×10-2mol/L氟标准溶液0.50 mL后测得其电位为68.0 mV。已知该电极的实际斜率为 59.0 mV/pF,试求试样溶液中F-的含量为多少(mol/L)?
4氟离子选择电极的内参比电极为Ag-AgCl,E θA g/AgCl=0.2223V。内参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0×10-3mol/LNaF,计算它在1.0×-5mol/L F-,pH=7的试液中,25oC时测量的电位值。
第二章 紫外-可见分光光度法
一、选择题(其中1~14题为单选,15~24题为多选,25-以后单选题)
1.以下四种化合物,能同时产生B吸收带、K吸收带和R吸收带的是( )
A. B.
C. D.
2.在下列化合物中,*跃迁所需能量最大的化合物是( )
A. 1,3丁二烯 B. 1,4戊二烯
C. 1,3环已二烯 D. 2,3二甲基1,3丁二烯
3.符合朗伯特-比耳定律的有色溶液稀释时,其最大吸收峰的波长位置( )
A. 向短波方向移动
B. 向长波方向移动
C. 不移动,且吸光度值降低
D. 不移动,且吸光度值升高
4.双波长分光光度计与单波长分光光度计的主要区别在于( )
A. 光源的种类及个数 B. 单色器的个数
C. 吸收池的个数 D. 检测器的个数
5.在符合朗伯特-比尔定律的范围内,溶液的浓度、最大吸收波长、吸光度三者的关系是( )
A. 增加、增加、增加 B. 减小、不变、减小
C. 减小、增加、减小 D. 增加、不变、减小
6.双波长分光光度计的输出信号是( )
A. 样品吸收与参比吸收之差
B. 样品吸收与参比吸收之比
C. 样品在测定波长的吸收与参比波长的吸收之差
D. 样品在测定波长的吸收与参比波长的吸收之比
7.在紫外可见分光光度法测定中,使用参比溶液的作用是( )
A. 调节仪器透光率的零点
B. 吸收入射光中测定所需要的光波
C. 调节入射光的光强度
D. 消除试剂等非测定物质对入射光吸收的影响
8.扫描K2Cr2O7硫酸溶液的紫外-可见吸收光谱时,一般选作参比溶液的是( )
A. 蒸馏水 B. H2SO4溶液
C. K2Cr2O7的水溶液 D. K2Cr2O7的硫酸溶液
9.在比色法中,显色反应的显色剂选择原则错误的是( )
A. 显色反应产物的值愈大愈好
B. 显色剂的值愈大愈好
C. 显色剂的值愈小愈好
D. 显色反应产物和显色剂,在同一光波下的值相差愈大愈好
10.某分析工作者,在光度法测定前用参比溶液调节仪器时,只调至透光率为95.0%,测得某有色溶液的透光率为35.2%,此时溶液的真正透光率为( )
A. 40.2% B. 37.1% C. 35.1% D. 30.2%
11.用分光光度法测定KCl中的微量I—时,可在酸性条件下,加入过量的KMnO4将I—氧化为I2,然后加入淀粉,生成I2-淀粉蓝色物质。测定时参比溶液应选择( )
A. 蒸馏水 B. 试剂空白
C. 含KMnO4的试样溶液 D. 不含KMnO4的试样溶液
12.常用作光度计中获得单色光的组件是( )
A. 光栅(或棱镜)+反射镜 B. 光栅(或棱镜)+狭缝
C. 光栅(或棱镜)+稳压器 D. 光栅(或棱镜)+准直镜
13.某物质的吸光系数与下列哪个因素有关( )
A. 溶液浓度 B. 测定波长 C. 仪器型号 D. 吸收池厚度
14.假定ΔT=±0.50% A=0.699 则测定结果的相对误差为( )
A. ±1.55% B. ±1.36% C. ±1.44% D. ±1.63%
15.今有A和B两种药物的复方制剂溶液,其吸收曲线相互不重叠,下列有关叙述正确的是( )
A. 可不经分离,在A吸收最大的波长和B吸收最大的波长处分别测定A和B
B. 可用同一波长的光分别测定A和B
C. A吸收最大的波长处测得的吸光度值包括了B的吸收
D. B吸收最大的波长处测得的吸光度值不包括A的吸收
16.用标准曲线法测定某药物含量时,用参比溶液调节A=0或T=100%,其目的是( )
A. 使测量中c-T成线性关系
B. 使标准曲线通过坐标原点
C. 使测量符合比耳定律,不发生偏离
D. 使所测吸光度A值真正反应的是待测物的A值
17.某药物的摩尔吸光系数()很大,则表明( )
A. 该药物溶液的浓度很大
B. 光通过该药物溶液的光程很长
C. 该药物对某波长的光吸收很强
D. 测定该药物的灵敏度高
18.为提高分光光度法测定的灵敏度可采用( );为提高分光光度法的准确度可采用( );为提高分光光度法测定的精密度可采用( );为提高分光光度法测定的选择性可采用( )
A. 显色反应产物 大的显色剂
B. max作测定波长
C. 选择适当的参比液
D. 控制比色皿厚度及有色溶液浓度
19.分光光度法中,选用max进行比色测定原因是( )
A. 与被测溶液的pH有关
B. 可随意选用参比溶液
C. 浓度的微小变化能引起吸光度的较大变化,提高了测定的灵敏度
D. 仪器读数的微小变化不会引起吸光度的较大变化,提高了测定的精密度
20.等吸收双波长消去法定量分析的理论依据是( )
A. 溶液对两波长的吸光度之和为定值
B. 溶液对两波长的吸光度之差与待测物浓度成正比
C. 吸光度具有加和性
D. 干扰物质和被测物质有等吸收点
21.下列基团或分子中,能发生n*跃迁的基团是( )
A. C=C B. C=O C. CN D. CH3OH
22.酸度对显色反应影响很大,这是因为酸度的改变可能影响( )
A. 反应产物的稳定性
B. 被显色物的存在状态
C. 反应产物的组成
D. 显色剂的浓度和颜色
23.在比色法中,显色反应应选择的条件有( )
A. 显色时间 B. 入射光波长
C. 显色的温度 D. 显色剂的用量
24. 红外光谱与紫外吸收光谱的区别是( )
A. 前者使用广泛,后者适用范围小
B. 后者是由分子外层价电子跃迁引起
C. 前者谱图信息丰富,后者则简单
D. 前者是分子振动转动能级跃迁引起
25、吸光度读数在 范围内,测量较准确。 ( )
A.0~1 B.0.15~0.7
C.0~0.8 D.0.15~1.5
26、分光光度计控制波长纯度的元件是: ( )
A.棱镜+狭缝 B.光栅
C.狭缝 D.棱镜
27、分光光度计产生单色光的元件是: ( )
A.光栅+狭缝 B.光栅
C.狭缝 D.棱镜
28、用分光光度法测铁所用的比色皿的材料为: ( )
A.石英 B.塑料
C.硬质塑料 D.玻璃
29、用邻二氮杂菲测铁时所用的波长属于: ( )
A.紫外光 B.可见光
C.紫外-可见光 D.红外光
30、分光光度计的可见光波长范围时: ( )
A.200nm~400nm
B.400nm~800nm
C.500nm~1000nm
D.800nm~1000nm
31、已知邻二氮杂菲亚铁络合物的吸光系数a=190 L·g-1·cm-1 ,已有一组浓度分别为100,200,300,400,500ppb工作溶液 ,测定吸光度时应选用 比色皿。 ( )
A.0.5cm B.1cm C.3cm D.10cm
32、待测水样中铁含量估计为2~3mg/L,水样不经稀释直接测量,若选用1cm的比色皿,则配制那种浓度系列的工作溶液进行测定来绘制标准曲线最合适?(a=190 L/g·cm) ( )
A. 1,2,3,4,5mg/L
B. 2,4,6,8,10mg/L
C. 100,200,300,400,500μg/L
D. 200,400,600,800,1000μg/L
33、待测水样中铁含量估计为1mg/L,已有一条浓度分别为100,200,300,400,500μg/L标准曲线,若选用10cm的比色皿,水样应该如何处理?(a=190 L/g·cm) ( )
A.取5mL至50mL容量瓶,加入条件试剂后定容
B.取10mL至50mL容量瓶,加入条件试剂后定容
C.取50mL蒸发浓缩到少于50mL,转至50mL容量瓶,加入条件试剂后定容
D.取100mL蒸发浓缩到少于50mL,转至50mL容量瓶,加入条件试剂后定容
34、摩尔吸光系数与吸光系数的转换关系: ( )
A.a=M·ε B.ε=M·a
C.a=M/ε D.A=M·ε
35、一般分析仪器应预热 ( )
A.5分钟 B.10~20分钟
C.1小时 D.不需预热
36、若配制浓度为20μg/mL的铁工作液,应 ( )
A.准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液10mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度
B.准确移取100μg/mL的Fe3+贮备液10mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度
C.准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液20mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度
D.准确移取200μg/mL的Fe3+贮备液5mL于100mL容量瓶中,用纯水稀至刻度
37、用纯铁丝配制储备液时,要达到分析误差要求,至少应称( )
A.0.01克 B.0.05克 C.0.1克 D.0.5克
38、储备液浓度为1mg/mL,配制浓度为100,200,300,400,500μg/L的工作系列(100mL容量瓶),最适合的工作液浓度为( )
A.20μg/Ml B.200μg/mL
C.20mg/mL D.200mg/mL
39、测铁工作曲线时,要使工作曲线通过原点,参比溶液应选:( )
A.试剂空白 B.纯水 C.溶剂 D.水样
40、测铁工作曲线时,工作曲线截距为负值原因可能是:( )
A.参比液缸比被测液缸透光度大
B.参比液缸与被测液缸吸光度相等
C.参比液缸比被测液缸吸光度小
D.参比液缸比被测液缸吸光度大
41、测铁工作曲线时,要求相关系数R=0.999,表明:( )
A.数据接近真实值 B.测量的准确度高
C.测量的精密度高 D.工作曲线为直线
42、下述情况所引起的误差中,属于系统误差的是: ( )
A.没有用参比液进行调零调满
B.比色皿外壁透光面上有指印
C.缸差
D.比色皿中的溶液太少
43、下列操作中,不正确的是 ( )
A.拿比色皿时用手捏住比色皿的毛面,切勿触及透光面
B.比色皿外壁的液体要用细而软的吸水纸吸干,不能用力擦拭,以保护透光面
C.在测定一系列溶液的吸光度时,按从稀到浓的顺序进行以减小误差
D.被测液要倒满比色皿,以保证光路完全通过溶液
44、邻二氮杂菲分光光度法测铁实验的显色过程中,按先后次序依次加入: ( )
A.邻二氮杂菲、NaAc、盐酸羟胺
B.盐酸羟胺、NaAc、邻二氮杂菲
C.盐酸羟胺、邻二氮杂菲、NaAc
D.NaAc、盐酸羟胺、邻二氮杂菲
二、填空题
1.在以波长为横坐标,吸光度为纵坐标的浓度不同KMnO4溶液吸收曲线上可以看出__________未变,只是__________改变了。
2.不同浓度的同一物质,其吸光度随浓度增大而__________,但最大吸收波长__________。
3.符合光吸收定律的有色溶液,当溶液浓度增大时,它的最大吸收峰位置__________,摩尔吸光系数__________。
4.为了使分光光度法测定准确,吸光度应控制在0.2~0.8范围内,可采取措施有__________和__________。
5.摩尔吸光系数是吸光物质__________的度量,其值愈__________,表明该显色反应愈__________。
6.分子中的助色团与生色团直接相连,使*吸收带向__________方向移动,这是因为产生__________共轭效应。
7.一有色溶液,在比色皿厚度为2cm时,测得吸光度为0.340。如果浓度增大1倍时,其吸光度A=__________,T=__________。
8.分光光度法测定钛,可用(1)H2O2法( =7.2102 Lmol-1cm-1),也可用(2)二胺替比啉甲烷法( =1.8104 Lmol-1cm-1)。当测定试样中钛含量较低时,用__________法较好。
9.各种物质都有特征的吸收曲线和最大吸收波长,这种特性可作为物质 的依据;同种物质的不同浓度溶液,任一波长处的吸光度随物质的浓度的增加而增大,这是物质__________的依据。
10.朗伯特比耳定律表达式中的吸光系数在一定条件下是一个常数,它与__________、__________及__________无关。
11.符合朗伯特比耳定律的Fe2+邻菲罗啉显色体系,当Fe2+浓度c变为3c时,A将__________;T将__________;将__________。
12.某溶液吸光度为A1,稀释后在相同条件下,测得吸光度为A2,进一步稀释测得吸光度为A3。已知A1A2=0.50,A2A3=0.25,则为__________。
13.光度分析中,偏离朗伯特比耳定律的重要原因是入射光的__________差和吸光物质的__________引起的。
14.在分光光度法中,入射光波一般以选择__________波长为宜,这是因为__________。
15.如果显色剂或其他试剂对测量波长也有一些吸收,应选__________为参比溶液;如试样中其他组分有吸收,但不与显色剂反应,则当显色剂无吸收时,可用__________作参比溶液。
16.R带是由__________跃迁引起,其特征是波长__________;K带是由 跃迁引起,其特征是波长__________。
17.在紫外-可见分光光度法中,工作曲线是__________和__________之间的关系曲线。当溶液符合比耳定律时,此关系曲线应为__________。
18.在光度分析中,常因波长范围不同而选用不同材料制作的吸收池。可见分光光度法中选用__________吸收池;紫外分光光度法中选用__________吸收池;红外分光光度法中选用__________吸收池。
三、判断对错
1.某物质的摩尔吸光系数越大,则表明该物质的浓度越大。
2.在紫外光谱中,同一物质,浓度不同,入射光波长相同,则摩尔吸光系数相同;同一浓度,不同物质,入射光波长相同,则摩尔吸光系数一般不同。
3.有色溶液的透光率随着溶液浓度的增大而减小,所以透光率与溶液的浓度成反比关系;有色溶液的吸光度随着溶液浓度的增大而增大,所以吸光度与溶液的浓度成正比关系。
4.朗伯特比耳定律中,浓度C与吸光度A之间的关系是通过原点的一条直线。
5.朗伯特比耳定律适用于所有均匀非散射的有色溶液。
6.有色溶液的最大吸收波长随溶液浓度的增大而增大。
7.在光度分析法中,溶液浓度越大,吸光度越大,测量结果越准确。
8.物质摩尔吸光系数的大小,只与该有色物质的结构特性有关,与入射光波长和强度无关。
9.若待测物、显色剂、缓冲溶液等有吸收,可选用不加待测液而其他试剂都加的空白溶液为参比溶液。
10.摩尔吸光系数是吸光物质在特定波长和溶剂中的特征常数,值越大,表明测定结果的灵敏度越高。
11.吸光度的读数范围不同,读数误差不同,引起最大读数误差的吸光度数值约为0.434。
12.在进行紫外分光光度测定时,可以用手捏吸收池的任何面。
13.今有1.0 mol/LCuSO4溶液,若向该溶液中通NH3时,其摩尔吸光系数不发生改变。
14.分光光度计检测器直接测定的是吸收光的强度。
15.丙酮在已烷中的紫外吸收max为279 nm,max为14.8 Lmol-1cm-1。引起该吸收带跃迁是*。
16.分光光度法测定的相对误差约为2%~5%。使用这类方法可进行微量组分分析,因为它能满足测定微量组分对准确度的要求。
17.双波长分光光度法和双光束分光光度法都是以试剂空白作参比。
四、有关概念及名词解释
1.σ→σ*
2.π→π*
3.n→π*
4.n→σ*
5.电荷迁移
6.配位场跃迁
7.吸收光谱(absorption spectrun)即吸收曲线
8.Lambert-Beer定律
9.透光率(transmitiance)
10.吸光度(absorbance)
11.摩尔吸光系数
12.百分吸光系数
13.生色团
14.助色团
15.红移
16.蓝移
17.R带
18.K带
19.B带
20.E带
21.强带
22.弱带
23.双波长分光光度法
24.导数光谱法
25.光电比色法
26.透光率的测量误差
五、计算题
1.安络血的相对摩尔质量为236,将其配成100 mL含安络血 0.4300 mg的溶液,盛于1 cm吸收池中,在λmax=55 nm处测得A值为0.483,试求安络血的和ε值。
2.称取维生素C 0.0500 g溶于100 mL的5 mol/L硫酸溶液中,准确量取此溶液2.00 mL稀释至100 mL,取此溶液于1 cm吸收池中,在λmax=245 nm处测得A值为0.498。求样品中维生素C 的百分质量分数。(mL/gcm)
3.精密称取试样0.0500 g,用0.02 mol/L HCl 稀释,配制成250 mL。准确吸取2.00 mL,稀释至100 mL,以0.02 mol/L HCl为空白,在253 nm处用1 cm吸收池测得T=41.7%,其ε=12000 L/molcm),被测组分的分子质量=100.0,试计算(263 nm)和试样中被测组分的百分质量分数。
4.测定血清中的磷酸盐含量时,取血清试样5.00mL于100mL量瓶中,加显色剂显色后,稀释至刻度。吸取该试液25.00mL,测得吸光度为0.582;另取该试液25.00mL,加1.00mL0.0500mg磷酸盐,测得吸光度为0.693。计算每毫升血清中含磷酸盐的质量。
5.称取某药物一定量,用0.1 mol/L的HCl溶解后,转移至100 ml容量瓶中用同样HCl稀释至刻度。吸取该溶液5.00 mL,再稀释至100 mL。取稀释液用2 cm吸收池,在310 nm处进行吸光度测定,欲使吸光度为0.350。问需称样多少克?(已知:该药物在310 nm处摩尔吸收系数=6130 L/molcm,摩尔质量M=327.8)
6.精密称取VB12对照品20.0 mg,加水准确稀释至1000 mL,将此溶液置厚度为1 cm的吸收池中,在λ=361 nm处测得A=0.414。另取两个试样,一为VB12的原料药,精密称取20.0 mg,加水准确稀释至1000 mL,同样条件下测得A=0.390,另一为VB12注射液,精密吸取1.00 mL,稀释至10.00 mL,同样条件下测得A=0.510。试分别计算VB12原料药的百分质量分数和注射液的浓度。
7.测定废水中的酚,利用加入过量的有色的显色剂形成有色络合物,并在575nm处测量吸光度。若溶液中有色络合物的浓度为1.0×10-5mol/l,游离试剂的浓度为1.0×10-4mol/l测得吸光度为0.657:在同一波长下,仅含1.0×10-4mol/l游离试剂的溶液,其吸光度只有0.018,所有测量都在2.0cm吸收池和以水作空白下进行,计算在575nm时,(1)游离试剂的摩尔吸光系数;(2)有色络合物的摩尔吸光系数。
8.今有A、B两种药物组成的复方制剂溶液。在1 cm吸收池中,分别以295 nm和370 nm的波长进行吸光度测定,测得吸光度分别为0.320和0.430。浓度为0.01 mol/L的A对照品溶液,在1 cm的吸收池中,波长为295 nm和370 nm处,测得吸收度分别为0.08和0.90;同样条件,浓度为0.01 mol/L的B对照品溶液测得吸收度分别为0.67和0.12。计算复方制剂中A和B的浓度(假设复方制剂其他试剂不干扰测定)。
9.A与B两种物质的对照品溶液及样品溶液,用等厚度的吸收池测得吸光度如下表。(1)求被测混合物中A和B含量。(2)求被测混合物在300nm处的吸光度。
10.在光度分析中由于单色光不纯,在入射光2中混入杂散光1。1和2组成强度比为:=1:5,吸光化合物在1处的=5.0103 L/molcm,在2处的=1.0104 L/molcm。用2 cm吸收池进行吸光度测定。(1)若吸光物质浓度为510-6 mol/L,计算其理论吸光度A;(2)若浓度为110-5 mol/L,A又为多少?该吸光物溶液是否服从朗伯特-比耳定律?
11.某有色溶液在2.0 cm厚的吸收池中测得透光度为1.0%,仪器的透光度读数T有0.5%的绝对误差。试问:(1)测定结果的相对误差是多少?(2)欲使测量的相对误差为最小,溶液的浓度应稀释多少倍?(3)若浓度不变,问应用多厚的吸收池较合适?(4)浓度或吸收池厚度改变后,测量结果误差是多少?
12.有一个两色酸碱指示剂,其酸式(HA)吸收420 nm的光,摩尔吸光系数为325 L/molcm。其碱式(A—)吸收600 nm的光,摩尔吸光系数为120 L/molcm。HA在600 nm处无吸收,A—在420 nm处无吸收。现有该指示剂的水溶液,用1 cm比色皿,在420 nm处测得吸光度为0.108,在600 nm处吸光度为0.280。若指示剂的pKa为3.90,计算该水溶液的pH值。
13.某一元弱酸的酸式体在475 nm处有吸收,ε = 3.4×104 L/molcm,而它的共轭碱在此波长下无吸收,在pH =3.90的缓冲溶液中,浓度为2.72×10-5 mol/L的该弱酸溶液在475 nm处的吸光度为0.261(用1 cm比色杯)。计算此弱酸的Ka值。
14.某弱酸HA总浓度为2.010-4 mol/L。于520 nm处,用1 cm比色皿测定,在不同pH值的缓冲溶液中,测得吸光度值如下:
求:(1)在520 nm处,HA和A—的HA, A-;(2)HA的电离常数Ka。
15.络合物NiB在395nm下有最大吸收(此条件时,Ni及B无吸收),当络合剂浓度比Ni2+过量5倍时,Ni2+完全形成络合物。根据下列数据,求Ni2+ +2B=NiB 的稳定常数K。
● 习题答案与解析
一、选择题(其中1~12题为单选,13~21题为多选)
1.C。苯环可产生B吸收带和E吸收带,羰基可产生R吸收带。羰基和苯环共轭B带、E带和R带都发生红移,同时吸收增强。共轭后的E带也可称之为K带。所以四种化合物中只有苯乙酮能同时产生B吸收带、K吸收和R吸收带。
2.B。在紫外光谱中,双键发生共轭后,轨道进行重新整合,轨道的最高成键轨道()能量升高,轨道的最低反键轨道(*)能量降低,使*跃迁所需能量减小。双键共轭越大,*跃迁所需能量越小,吸收波长发生红移。四种化合物中,1,3丁二烯,1,3环已二烯,2,3二甲基1,3丁二烯都含有共轭体系,*跃迁所需能量减小。因此,*跃迁所需能量最大的化合物是1,4戊二烯。
3.C。Lambert-Beer定律描述的是在一定条件下,当一束平行的单色光通过均匀的非散射样品时,样品对光的吸光度与样品浓度及液层厚度成正比。符合Lambert-Beer定律的有色溶液稀释时,吸光物质的吸光度降低,但最大吸收峰波长位置即max不变。
4.B。单波长分光光度计方框图:
双波长分光光度计方框图:
5.B。
6.C。由双波长分光光度计方框图可知:光源发出的复光交替通过单色器1和单色器2,得到测定波长2和参比波长1,测定波长2和参比波长1交替通过吸收池并通过检测器检测,使得干扰组分A在测定波长2和参比波长1下有:
使得测定组分B在2和1有:
因此,双波长分光光度计的输出信号是样品在测定波长的吸收与参比波长的吸收之差(设A和B的吸收光谱有等吸收点)。
7.D。在配制被测组分分光光度法测定溶液时,常加入的反应试剂、缓冲溶液、溶剂等都可能对入射光产生吸收,因为物质对光的吸收具有加和性。因此,在紫外-可见分光光度法测定中,必须选择一种合适的溶液作为参比溶液,以消除试剂等非测定物质对入射光吸收的影响。
8.B。K2Cr2O7硫酸溶液的配制的一般操作过程:称取固体K2Cr2O7一定量,于小烧杯中,用一定浓度的硫酸溶液溶解,待K2Cr2O7完全溶解后,转移至一定体积的容量瓶中,用硫酸溶液稀释至刻度,配制成适宜浓度的K2Cr2O7硫酸溶液。由此可见:溶液的配制过程只加入了硫酸溶液,因此,扫描K2Cr2O7硫酸溶液的紫外-可见吸收光谱时,参比溶液选用H2SO4溶液即可。
9.B。在比色法中,显色反应的显色剂选择原则是:(1)被测物与生成的有色物有确定的定量关系;(2)生成的有色物应有足够的稳定性;(3)显色反应产物和显色剂吸收峰的位置应有显著的差别或在同一光波下的值相差足够大;(4)显色反应产物的足够大;(5)显色反应的选择性要高。因此,显色反应的显色剂选择原则不正确的是显色剂的值愈大愈好。
10.B。在光度法测定前,为了保证入射光强度完全被待测物质所吸收,需用参比溶液调节仪器吸光度A=0或透光率T=100%,如果透光率只调至了95.0%,满量程为T=0%~95.0%,而不是T=0%~100%。在光度法测定前,如果透光率只调至95.0%,测得某有色溶液的透光率为35.2%,此时溶液的真正透光率为:
11.B。该法是通过氧化还原反应用分光光度法间接测定KCl中的微量I-。在测定中一切可吸光的物质或影响氧化还原反应的物质均应在测定中扣除,扣除的办法就是选择合适的参比溶液,该法选择的参比溶液应包括除I-以外所有与样品相同的酸、KMnO4及淀粉,称为试剂空白。
12.B。一般分光光度计有5部分组成:光源、单色器、吸收池、检测器和显示器。其中单色器是将连续光按波长顺序色散,并从中分离出一定宽度的波带的装置。单色光的组件主要包括光栅或棱镜、狭缝。
13.B。物质的吸光系数不仅与物质的结构有关,而且与测定波长有关。因为物质对光的吸收具有选择性,同一物质在不同波长光下测定吸收能力不同,吸光系数不同。
14.A。根据:
求得:
15.由吸收曲线可见:A正确,可不经分离,在A组分吸收最大的波长处和B吸收最大的波长处分别测定A和B;D正确,B组分吸收最大的波长处测得的吸光度值不包括A的吸收。
16.BCD。A错,在Lambert Beer定律中,c-T之间没有线性关系;B正确,参比溶液(即试剂空白)的干扰属于系统误差。若不使用参比溶液调节A=0,就等于没有消除方法的系统误差,这时标准曲线不通过原点;C正确,若假设参比溶液中仅有一种吸光物质,有关系式:
A与c样不成正比,即吸光度与c样的关系偏离Lambert Beer定律。
D正确,用参比溶液调节A=0就是扣除了被测组分以外其它物质对入射光的吸收的干扰,使所测吸光度A值真正反应的是待测物的A值。
17.CD。摩尔吸光系数()是指在一定波长下,溶液中吸光物质浓度为1 mol/L,液层厚度为1 cm的吸光度。与吸光物质浓度和液层厚度无关。是吸光物质对光吸收强弱的表征,反映了吸光物质测定时的灵敏度。因此,某药物的摩尔吸光系数越大,表明该药物对某波长的光吸收越强,测定该药物的灵敏度越高。
18.(1)AB。化合物的吸收光谱反映化合物的特性。在以波长为横坐标,吸光度为纵坐标的吸收光谱上,任意一点都对应化合物的同一浓度。同样浓度下测定,吸光度A越大,灵敏度越高,因此,使用显色反应产物 大的显色剂和以max作测定波长均可提高测定的灵敏度。
(2)CD。选择正确的参比液可以扣除干扰物质对待测组分的影响,消除系统误差。控制比色皿厚度及溶液浓度可以是测定吸光度值在0.2~0.7之间,因此CD均为提高分光光度法的准确度的方法。
(3)B。同一浓度下,测定的吸光度值越大,由仪器读数的微小变化引起吸光度的相对误差变化很小,即方法的精密度越好。
(4)C。选择适当的参比溶液,避开参比溶液中干扰成分对测定的影响,即提高了分析方法的选择性。
19.CD。
20.BC。等吸收双波长消去法定量分析是根据被测组分B和干扰组分A的吸收光谱,选择测定波长2和参比波长1(如下图所示)。根据吸光度的加和性,使得A组分在测定波长2和参比波长1下有:,使得B组分在2和1有:。因此等吸收双波长消去法定量分析的理论依据是溶液对两波长的吸光度之差与待测物浓度成正比和吸光度具有加和性。
21.BC。含有杂原子的不饱和化合物,由杂原子空轨道(n)跃迁到π反键轨道(π*)称为n*跃迁。此类跃迁需要的能量低,n→π*吸收波长落在近紫外区或可见区,但吸收较弱(ε=10~100)。能发生n*跃迁的基团是C=O和CN。
22.ABCD。显色反应是指不吸收紫外光或可见光化合物,通过与显色剂反应转化成能吸收紫外光或可见光化合物,从而进行比色法测定。为了达到测定的精密度和准确度,对于显色反应有严格的条件要求,特别是溶液的酸度对显色反应影响很大,酸度的改变可能影响(1)显色剂的浓度和颜色。因为显色剂一般都是有机酸或碱指示剂,酸度的改变不但影响酸型体或碱型体存在的状态,还影响其浓度和颜色;(2)被显色物的存在状态;(3)反应产物的稳定性和组成。
23.ACD。在光电比色法中,为了达到测定的精密度和准确度,对于显色反应要进行严格的条件选择,显色反应应选择的条件有(1)溶剂;(2)显色剂的用量;(3)溶液的酸度;(4)显色时间;(5)显色的温度等。B不属于显色反应应选择的条件,为测定条件。
24.ABCD。
二、填空题
1.最大吸收峰的位置(或max) ;吸光度
2.增大;不变
3.不变;不变
4.改变溶液浓度;改变比色皿厚度
5.吸光能力;大(小);灵敏(不灵敏)
6.长波长;n
7. 0.680;20.9%
8.二胺替比啉甲烷
9.定性分析;定量分析
10.溶液浓度;光程长度;入射光的强度
11.增至3倍;降至T 3倍;不变
12.5.62
13.单色性;化学变化
14.被测物质的最大吸收;最大吸收波长处摩尔吸光系数最大,测定时灵敏度最高
15.空白溶液;试样溶液
16. n*;较长;共轭双键的*;较短,但随共轭键增长而增长
17.浓度;吸光度;一条直线
18.玻璃;石英;岩盐
三、判断对错
1.×。吸光系数是指在一定波长下,溶液中吸光物质浓度为1,液层厚度为1cm的吸光度。常用摩尔吸光系数和百分吸光系数表示。吸光系数是吸光物质的特性参数,是吸光物质定性的重要参数,与吸光物质的浓度无关。
2.√。摩尔吸光系数与吸光物质的结构特性、吸收光的波长有关。同一物质,入射光波长不同,摩尔吸光系数不同。但紫外光谱反映的是分子母体的性质,母体相同而取代基不同摩尔吸光系数可能相同也可能不同。所以同一物质,浓度不同,入射光波长相同,则摩尔吸光系数相同;同一浓度,不同物质,入射光波长相同,则摩尔吸光系数一般不同。
3.×。有色溶液的透光率与溶液浓度之间的关系为:
或
由此可见:有色溶液的吸光度随着溶液浓度的增大而增大,所以吸光度与溶液的浓度成正比关系。透光率随着溶液浓度的增大而减小,有色溶液的透光率与溶液浓度之间成指数关系,但不成反比关系。
4.√。朗伯特比耳定律表明在一定条件下,当一束平行的单色光通过均匀的非散射样品时,样品对光的吸光度与样品浓度及液层厚度成正比。即:
所以,从理论上讲符合朗伯特比耳定律吸光物质浓度C与吸光度A之间的关系是通过原点的一条直线。
5.√。朗伯特比耳定律是指在一定条件下,当一束平行的单色光通过均匀的非散射样品时,样品对光的吸光度与样品浓度及液层厚度成正比。朗伯特比耳定律不仅适用于均匀非散射的有色溶液,而且适用于均质的固体。
6.×。有色溶液的最大吸收波长是吸光物质的特性参数,是吸光物质定性的重要参数,与吸光物质的浓度无关。所以,有色溶液的最大吸收波长不随溶液浓度的变化而变化。
7.×。在光度分析法中测量结果的准确度可推导如下:
由Lambert-Beer’Law:
对上式求导并除以上式,得结果的相对误差:
如暗噪音:
结果的相对误差最小值:
所以,在光度分析法中,溶液浓度要适中,吸光度读数,测量结果准确度最高。一般要求之间即可满足光度分析法测定准确度的要求。
8.×。摩尔吸光系数ε不仅与吸光物质的结构特性有关,还与入射光的波长有关。同一物质,入射光波长相同,摩尔吸光系数相同;同一物质,入射光波长不同,摩尔吸光系数不同。
9.√。在配制被测组分光度法测定溶液时,常加入的显色剂、缓冲溶液、溶剂等都可能对入射光产生吸收。因此,在紫外-可见分光光度法测定中,必须选择一种合适的溶液作为参比溶液,以消除试剂等非测定物质对入射光吸收的影响,提高测定结果的准确度。所以,待测物、显色剂、缓冲溶液等都对所选择的波长有吸收时,可选用不加待测液而其他试剂都加的空白溶液为参比溶液。
10.√。由朗伯特比耳定律可知:在一定条件下,,在一定的液层厚度l时,吸光度与溶液的浓度成正比关系, 值越大,溶液浓度的微小改变,可引起吸光度较大变化,所以, 值越大,测定结果的灵敏度越高。同时摩尔吸光系数是吸光物质在特定波长和溶剂中的特征常数,是物质定性的重要指标。
11.×。见3.7答案的解释。
12.×。紫外分光光度配有一对石英吸收池,吸收池的两相对面是光面透光的,另两相对面是毛面不透光的。在进行紫外分光光度测定时,要对吸收池进行清洗并盛放待测溶液。在进行这些操作时,手不能捏吸收池的光面,只能捏吸收池的毛面,这是因为吸收池的光面是入射光的透过面,用手捏吸收池的光面,会在光面粘上汗渍或其他污物而玷污,对入射光的强度产生影响,使测定结果的准确度降低。
13.×。在CuSO4溶液中通NH3时将发生以下反应:
Cu2++ 4NH3 Cu(NH3)42+
摩尔吸光系数是吸光物质的特性参数,不同物质具有不同摩尔吸光系数。由此可见向1.0mol/LCuSO4溶液中通NH3时,吸光质点由Cu2+(浅蓝色)变成了Cu(NH3)42+(蓝色变深),其摩尔吸光系数必然发生改变。
14.×。分光光度计方框图:
分光光度计光路是:由分光光度计光源发出连续光谱,经单色器分光后,得到所需要的单色光,单色光经过吸收池被吸光物质所吸收,剩余的光透过吸收池,进入检测器进行检测。由此可见,分光光度计检测器直接测定的是透过光强度,而不是吸收光的强度。
15.×。π→π*是不饱和化合物由基态(π)跃迁到激发态(π*)。此类跃迁需要的能量降较低,孤立的π→π*吸收波长一般<200nm;共轭的π→π*吸收波长>200nm。共轭体系越长,向长波长方向移动的程度越大,吸收强度越强,π→π*的吸收强度ε=103~104。丙酮结构中有羰基C=O,没有共轭体系,可以产生孤立的π→π*和n→π*跃迁,n→π*跃迁需要的能量低,吸收波长落在近紫外区或可见区,吸收较弱ε=10~100。故丙酮在已烷中的紫外吸收max=279nm,max=14.8Lmol-1cm-1的吸收带不是*跃迁,而是n→π*跃迁。
16.√。常量分析对方法的准确度要求高(一般相对误差约为0.1%),对方法的灵敏度要求低;微量分析则对方法的准确度要求低,而对方法的灵敏度要求高。分光光度法具有较高的灵敏度,但测定的相对误差约为2%~5%。所以,分光光度法可进行微量组分分析。
17.×。双波长分光光度计方框图:
双光束分光光度计方框图:
由此可见,双波长分光光度法是以波长(1)作参比,双光束分光光度法是以试剂空白作参比。
四、有关概念及名词解释答案
1.σ→σ*:饱和烃类化合物由基态(σ)跃迁到激发态(σ*)。此类跃迁需要的能量较高,一般吸收波长<150 nm。
2.π→π*:不饱和化合物由基态(π)跃迁到激发态(π*)。此类跃迁需要的能量降较低,孤立的π→π*吸收波长一般<200 nm;共轭的π→π*吸收波长>200 nm。共轭体系越长,跃迁所需能量越小,向长波长方向移动的程度越大,吸收强度越强(ε= 103 ~ 104)。
3.n→π*:含有杂原子的不饱和化合物由杂原子空轨道(n)跃迁到π反键轨道(π*)。此类跃迁需要的能量低,n→π*吸收波长落在近紫外区或可见区,但吸收较弱(ε= 10~ 100)。
4.n→σ*: 含有杂原子的饱和化合物由杂原子空轨道(n)跃迁到σ反键轨道(σ*)。此类跃迁需要的能量较高,n→σ*吸收波长一般落在远紫外区。
5.电荷迁移:指用电磁辐射照射给体化合物时,电子从给体轨道向受体相关轨道跃迁,此类跃迁吸收很强(ε>104),吸收波长较长。
6.配位场跃迁:在配位场理论中,过渡元素的d轨道或f轨道发生分裂,当他们吸收电磁辐射后,电子由低能级的d轨道或f轨道跃迁,此类跃迁吸收较弱(ε<102),吸收波长较长,一般位于可见区。
7.吸收光谱(absorption spectrun)即吸收曲线,以波长(λ)为横坐标,吸光度(A)为纵坐标所绘制的曲线。吸收光谱是化合物的特征。
8.Lambert-Beer定律:在一定条件下,当一束平行的单色光通过均匀的非散射样品时,样品对光的吸光度与样品浓度及液层厚度成正比。即:
或
9.透光率(transmittance;T):一束平行的单色光强度为I0,通过均匀的非散射样品后,出射光强度为I,出射光强度I与入射光强度I0的比,即。
10.吸光度(absorbance;A):透光率的负对数为吸光度,即。
11.摩尔吸光系数:在一定波长下,溶液中吸光物质浓度为1 mol/L,液层厚度为1cm的吸光度。用表示,单位:L/cmmol。
12.百分吸光系数:在一定波长下,溶液中吸光物质浓度为1%(W/V),液层厚度为1 cm的吸光度。用表示,单位:ml/cmg。
13.生色团:有机化合物结构中含有π→π* 或n→π* 跃迁的基团,即能在紫外或可见区产生吸收的基团。
14.助色团:有机化合物结构中杂原子的饱和基团,与生色团或饱和烃相连时,使相连生色团或饱和烃紫外吸收向长波长方向移动或产生紫外吸收,并使吸收强度增加的基团。
15.红移:由于结构或实验条件的变化,使吸收峰向长波长方向移动的现象,亦称长移。
16.蓝移:由于结构或实验条件的变化,使吸收峰向短波长方向移动的现象,亦称紫移或短移。
17.R带:n→π*跃迁引起的吸收带,波长长(约300 nm),强度弱(ε<100),随着溶剂极性增加,R带蓝移。
18.K带:π→π*跃迁引起的吸收带,波长短(1,3-丁二烯吸收217 nm),强度强(ε>104),极性π→π*随着溶剂极性增加,K带红移。
19.B带:π→π*跃迁引起的吸收带,是芳香族化合物的特征吸收。苯蒸气在波长230~270 nm(中心频率254 nm)出现精细结构的吸收光谱,溶液或取代苯精细结构消失,254 nm出现吸收。强度中等。
20.E带:π→π*跃迁引起的吸收带,也是芳香族化合物的特征吸收,分为E1带和E2带。E1带(苯环的不共轭双键)吸收波长为180 nm,ε为4.7×104,E2带(苯环的共轭双键)吸收波长为203 nm,ε为7000,二者都是强吸收。
21.强带:紫外可见吸收光谱中,化合物摩尔吸光系数ε>104的吸收峰。如:K带、E1带。
22.弱带:紫外可见吸收光谱中,化合物摩尔吸光系数ε<102的吸收峰。如:R带。
23.双波长分光光度法:双波长分光光度法包括等吸收双波长消去法和系数倍率法。利用在选择的波长下,使得:
①等吸收双波长消去法:,
②系数倍率法:,
利用双波长分光光度法可以测定混浊溶液和混合组分的单独测定。(a为被测组分)
24.导数光谱法:利用吸光度对波长求导后的导数值与吸光物质浓度成正比关系的原理建立起来的光度分析方法。即。导数光谱结构精细,可进行定性分析;谱线宽度变窄,分辨率增加,可进行多组分的同时测定;可以有效的扣除背景。
25.光电比色法:光电比色法是对能吸收可见光的有色溶液或能转化成吸收可见光的有色溶液的无色溶液进行测定的方法。
26.透光率测量误差:是测量中的随机误差,来自仪器的噪音。一类为暗噪音—与光讯号无关;另一类为散粒噪音—随光讯号强弱而变化。
暗噪音:
散粒噪音:
五、计算题
1.解:由
(mL/gcm)
(L/molcm)
2.解:由
维生素C 的百分质量分数=
3.解:由
(mL/gcm)
组分的百分质量分数=
4.解:在25.00mL试液中加1.00mL0.0500mg磷酸盐,溶液体积为26.00mL,校正到25.00mL的吸光度为:
加入1.00mL0.0500mg磷酸盐所产生的吸光度为:
由:,25.00mL磷酸盐质量==0.2094(mg)
每毫升血清中含磷酸盐的质量= (mg)
5.解:由
解得:
6. 解:由VB12对照品计算λ=361 nm的百分吸收系数:
(mL/gcm)
VB12原料药的百分质量分数:
VB12% =
注射液VB12的浓度:
(g/mL)=0.246(mg/mL)
7.解: (1)由Lambert-Beer定律:,当仅含显色剂c游离=1.0×10-4mol/L时,A=0.018
∴ 游离试剂的摩尔吸光系数: (L/molcm)
(2) ∵ A绲=A络合+A游离
A络合=A混-A游离=0.657-0.018=0.639
∴ 有色络合物的摩尔吸光系数: (L/molcm)
8.解:A组分:1=295nm, (L/molcm)
2=370nm, (L/molcm)
B组分:1=295nm, (L/molcm)
2=370nm, (L/molcm)
解方程组得:cA=3.910-3 mol/L,cB=4.310-3mol/L
9.解:(1)由表中数据计算得A与B两组分的吸收系数:
A组分在238nm: (mL/gcm)
282 nm: (mL/gcm)
B组分在238nm: (mL/gcm)
282 nm: (mL/gcm)
根据表中数据列出方程组:
0.037cA+0.125 cB=0.442 (1)
0.072 cA+0.072 cB=0.278 (2)
解得:cA=2.18μg/ml;cB=1.68μg/ml
(2)在300nm处的吸光度:A300=2.18×(0.810/3.0)+1.68×(0.080/5.0)=0.615
10.解:(1)若吸光物质浓度为510-6 mol/L,则:
(2)若吸光物质浓度为110-5 mol/L,则:
由计算可知:当吸光物质浓度为510-6 mol/L时,理论吸光度A=0.092;当吸光物质浓度增加1倍,即为110-5 mol/L时,理论吸光度增加1倍,即为A=0.185。故服从朗伯特-比耳定律。
11.解:(1)测定结果的相对误差:
计算表明:超过了光度法对测定结果准确度的要求。
(2)欲使测量的相对误差为最小,则:
极小值:
此时,溶液的浓度cx;A1= -lgT= -lg0.01=2,溶液的浓度c1
,故应稀释约5倍。
(3) 若浓度不变,可改变吸收池的厚度。
当A1= -lgT= -lg0.01=2,吸收池厚度2 cm;,吸收池厚度lx;
, ,故应选用0.5 cm吸收池。
(4) 若浓度稀释约5倍或选用0.5 cm的吸收池,此时测量结果误差最小,T=0.368,lgT=0.434。代入公式计算测量结果误差:
浓度稀释约5倍或选用0.5 cm的吸收池,结果的准确度达到了光度法对测定的要求。
12.解:酸碱指示剂水溶液 HAH++A— pKa=3.90
A—在420 nm处无吸收
所以: (mol / L)
HA在600 nm处无吸收
所以: (mol / L)
水溶液的[H]:
水溶液的pH值:
13.解:由Lambert-Beer定律:
(mol / L)
= 2.72 × 10-5 7.68 × 10-6 = 1.95 × 10-5( mol / L)
由pH = pKa + lg,即:3.90 = pKa + lg (1.95 × 10-5/ 7.68 × 10-6)
解得: pKa = 3.50 即:Ka = 3.16 × 10-4
14.解:(1)HA水溶液 HAH++A—
当pH1.17时,以HA形式存在:
(L/molcm)
当pH4.89时,以A形式存在:
(L/molcm)
(2)当pH=3.41时,以HA和A两种形式共存,此时
,
解得:cHA=9.2710-5(mol/L), cA =1.0710-4(mol/L)
15.解:当cNi=2.50×10-4mol/L, c B=2.20×10-1mol/L时,Ni2+完全形成络合物,
cNiB2=2.50×10-4mol/L
根据Lambert-Beer定律:,
(L/molcm)
当 A=0.360时,络合物浓度(mol / L)
第三章 红外吸收光谱法
一、选择题
1、二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别 ( )
A. 3,2,4 B. 2,3,4 C. 3,4,2 D. 4,2,3
2.乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为 ( )
A. 2,3,3 B. 3,2,8 C. 3,2,7 D. 2,3,7
3、二氧化碳的基频振动形式如下 ( )
(1)对称伸缩 O==C==O (2)反对称伸缩 O==C==O
← → ← ←
(3)x,y平面弯曲 ↑O==C==O ↑ (4)x,z平面弯曲 ↑O==C==O ↑
↓ ↓
指出哪几个振动形式是非红外活性的?
A .(1),(3) B.(2) C.(3) D. (1)
4、下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?( )
A. 3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1。
B. 3300—3010cm-1,1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。
C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l,1000——650cm-1。
D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。
5、下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱,根据此图指出该化合物为哪一类?( )
A.酚 B.含羰基 C.醇 D.烷烃
6、碳基化合物RCOR‘(1), RCOCl(2),RCOCH(3), RCOF(4)中, C==O伸缩振动频率出现最高者为( )
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
7、在醇类化合物中, O—H伸缩振动频率随溶液浓度的增加,向低波数方向位移的原因是( )
A.溶液极性变大 B.形成分子间氢键随之加强
C.诱导效应随之变大 D.易产生振动偶合
8、傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 ( )
A.玻璃棱镜 B.石英棱镜 C. 卤化盐棱镜 D.迈克尔逊干涉仪
二、填空题
1、一般将多原子分子的振动类型分为 振动和 振动,前者又可分为 振动和 反对称伸缩 振动,后者可分为 和 。
2、红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 、
和 ,其中 的应用最广。
3、红外光谱法主要研究振动中有 变化的化合物,因此 和 等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。
4、在红外光谱中,将基团在振动过程中有 变化的称为 ,相反则称为 。一般来说,前者在红外光谱图上 。
5、红外分光光度计的光源主要有 和 。
6、基团一OH、一NH;==CH;一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 cm-1, cm-1, cm-1。
7、基团一C≡C、一C≡N ;—C=O;一C=N 一C=C—的伸缩振动频率范围分别出现在 cm-1, cm-1, cm-1。
8、 区域的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域,称为 区; 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的 一样,故称为 。
三、计算题
1、计算分子式为C7H7NO的不饱和度。
2、计算分子式为C6H6NCl的不饱和度。
3、羧基(-COOH)中C=O、C-O、O-H等键的力常数分别为12.1N.cm-1、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1,若不考虑相互影响,计算:
(1)各基团的伸缩振动频率;
(2)基频峰的波长与波数;
(3)比较ν(O-H)与ν(C-O),ν(C=O)与ν(C-O),说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。
4、已知CHCl3中C-H键和C-Cl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。
(1)试计算CDCl3中C-H键的伸缩振动发生的位置;
(2)试计算CHBr3中C-Br键的伸缩振动频率。
(假设CHCl3与CDCl3的键力常数K相同,C-Br键与C-Cl的键力常数K相同)
四、问答题
1、分别在95%乙醇溶液和正己烷中测定2-戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中C=O的吸收峰出现在高频区?为什么?
2、不考虑其它因素条件的影响,试指出酸,醛,酯,酰氯和酰胺类化合物中,出现C=O伸缩振动频率的大小顺序。
3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中,除了发现1738,1717有吸收峰外,在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的原因。
4、欲测定某一微细粉末的红外光谱,试说明选用什么样的试样制备方法?为什么?
第四章 原子吸收光谱法
一、选择题
1.在原子吸收光谱分析中,若组分较复杂且被测组分含量较低时,为了简便准确地进行分析,最好选择何种方法进行分析 ? ( 3 )
(1) 工作曲线法 (2) 内标法 (3) 标准加入法 (4) 间接测定法
2采用调制的空心阴极灯主要是为了 ( 2 )
(1) 延长灯寿命 (2) 克服火焰中的干扰谱线 (3) 防止光源谱线变宽 (4) 扣除背景吸收
3. 在原子吸收分析中,如灯中有连续背景发射,宜采用 ( 2 )
(1) 减小狭缝 (2) 用纯度较高的单元素灯 (3) 另选测定波长 (4) 用化学方法分离
4.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?( 2 )
(1) 直流放大 (2) 交流放大 (3) 扣除背景 (4) 减小灯电流
5下述哪种光谱法是基于发射原理? ( 2 )
(1) 红外光谱法 (2) 荧光光度法 (3) 分光光度法 (4) 核磁共振波谱法
6.由原子无规则的热运动所产生的谱线变宽称为: ( 4 )
(1) 自然变度 (2) 斯塔克变宽 (3) 劳伦茨变宽 (4) 多普勒变宽
7. 原子化器的主要作用是: ( 1 )
(1) 将试样中待测元素转化为基态原子;(2) 将试样中待测元素转化为激发态原子;
(3) 将试样中待测元素转化为中性分子;(4) 将试样中待测元素转化为离子
8.在原子吸收分光光度计中,目前常用的光源是 ( 2 )
(1) 火焰; (2) 空心阴极灯 (3) 氙灯 (4) 交流电弧
9.已知原子吸收光谱计狭缝宽度为 0.5mm 时,狭缝的光谱通带为 1.3nm,所以该仪器的单色器的倒线色散率为: ( 1 )
(1) 每毫米 2.6nm (2) 每毫米 0.38nm (3) 每毫米 26nm (4) 每毫米 3.8nm
10.空心阴极灯的主要操作参数是 ( 1 )
(1) 灯电流;(2) 灯电压;(3) 阴极温度;(4) 内充气体的压力
11.在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于( 3 )
(1) 空心阴极灯 (2) 火焰 (3) 原子化系统 (4) 分光系统
12.与原子吸收法相比,原子荧光法使用的光源是 ( 4 )
(1)必须与原子吸收法的光源相同; (2)一定需要锐线光源
(3)一定需要连续光源; (4)不一定需要锐线光源
13.在原子荧光法中, 多数情况下使用的是 ( 4 )
(1)阶跃荧光 (2)直跃荧光 (3)敏化荧光 (4)共振荧光
14.在原子吸收分析中, 如怀疑存在化学干扰, 例如采取下列一些补救措施,
指出哪种措施是不适当的 ( 4 )
(1)加入释放剂 (2)加入保护剂 (3)提高火焰温度 (4)改变光谱通带
15.在原子荧光分析中, 如果在火焰中生成难熔氧化物, 则荧光信号 ( 2 )
(1)增强 (2)降低 (3)不变 (4)可能增强也可能降低
16.在原子吸收分析中, 下列哪种火焰组成的温度最高? ( 3 )
(1)空气-乙炔 (2)空气-煤气 (3)笑气-乙炔 (4)氧气-氢气
17.在原子荧光分析中, 可以使用几种类型的激发光源,指出下列哪种光源可能使方法的检出限最低? ( 4 )
(1)氙灯 (2)金属蒸气灯 (3)空心阴极灯 (4)激光光源
18.在原子吸收分析中, 过大的灯电流除了产生光谱干扰外, 还使发射共振线的谱线轮廓变宽. 这种变宽属于 ( 4 )
(1)自然变宽 (2)压力变宽 (3)场致变宽 (4)多普勒变宽(热变宽)
19.在电热原子吸收分析中, 多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除, 扣除的背景主要是 ( 1 )
(1)原子化器中分子对共振线的吸收; (2)原子化器中干扰原子对共振线的吸收
(3)空心阴极灯发出的非吸收线的辐射; (4)火焰发射干扰
20.在原子吸收分析的理论中, 用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是 (1 )
(1)光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多
(2)光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当
(3)吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多
(4)单色器能分辨出发射谱线, 即单色器必须有很高的分辨率
21.指出下列哪种说法有错误? ( 2 )
(1)原子荧光法中, 共振荧光发射的波长与光源的激发波长相同
(2)与分子荧光法一样, 原子共振荧光发射波长比光源的激发波长长
(3)原子荧光法中, 荧光光谱较简单, 不需要高分辨率的分光计
(4)与分子荧光法一样, 原子荧光强度在低浓度范围内与荧光物质浓度成正比
22.在原子吸收分析中, 通常分析线是共振线, 因为一般共振线灵敏度高, 如Hg的共振线185.0 nm比Hg的共振线253.7 nm的灵敏度大50倍, 但实际在测汞时总是使用253.7nm作分析线, 其原因是 ( 3 )
(1)汞蒸气有毒不能使用185.0nm;
(2)汞蒸气浓度太大不必使用灵敏度高的共振线
(3)Hg185.0 nm线被大气和火焰气体强烈吸收;
(4)汞空心阴极灯发射的185.0 nm线的强度太弱
23.原子吸收光谱是 ( 4 )
(1)分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的
(2)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
(3)分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的
(4)基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的
24.原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是 ( 4 )
(1)透镜 (2)单色器 (3)光电倍增管 (4)原子化器
25.与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( 2 )
(1)谱线干扰小 (2)试样用量少 (3)背景干扰小 (4)重现性好
26.原子吸收分析对光源进行调制, 主要是为了消除 ( 2 )
(1)光源透射光的干扰; (2)原子化器火焰的干扰; (3)背景干扰;(4)物理干扰
27.在原子吸收分析中, 采用标准加入法可以消除 ( 1 )
(1)基体效应的影响 (2)光谱背景的影响 (3)其它谱线的干扰 (4)电离效应
28.影响原子吸收线宽度的最主要因素是 ( 4 )
(1)自然宽度 (2)赫鲁兹马克变宽 (3)斯塔克变宽 (4)多普勒变宽
29.在原子吸收法中, 原子化器的分子吸收属于 ( 3 )
(1)光谱线重叠的干扰 (2)化学干扰 (3)背景干扰 (4)物理干扰
30.为了消除火焰原子化器中待测元素的发光干扰, 应采取的措施是 ( 2 )
(1)直流放大 (2)交流放大 (3)扣除背景 (4)数字显示
31.用于测量荧光辐射的检测器是 ( 4 )
(1)光电池 (2)热导池 (3)热电偶 (4)光电倍增管
32.原子吸收法测定钙时, 加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰? ( 2 )
(1)盐酸 (2)磷酸 (3)钠 (4)镁
33.可以消除原子吸收法中的物理干扰的方法是 ( 4 )
(1)加入释放剂 (2)加入保护剂 (3)扣除背景 (4)采用标准加入法
34.下述情况下最好选用原子吸收法而不选用原子发射光谱法测定的是 ( 3 )
(1)合金钢中的钒 (2)矿石中的微量铌 (3)血清中的钠 (4)高纯氧化钇中的稀土元素
35.原子吸收线的劳伦茨变宽是基于 ( 2 )
(1)原子的热运动; (2)原子与其它种类气体粒子的碰撞
(3)原子与同类气体粒子的碰撞; (4)外部电场对原子的影响
36.可以说明原子荧光光谱与原子发射光谱在产生原理上具有共同点的是 ( 3
(1)辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁;
(2)辐射能使原子内层电子产生跃迁
(3)能量使气态原子外层电子产生发射光谱
(4)电、 热能使气态原子外层电子产生发射光谱
37.可以概述原子吸收光谱和原子荧光光谱在产生原理上的共同点是 (1 )
(1)辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用;
(2)辐射能与气态原子外层电子产生的辐射
(3)辐射能与原子内层电子产生的跃迁;
(4)电、 热能使气态原子外层电子产生的跃迁
38.原子吸收光谱法测定试样中的钾元素含量,通常需加入适量的钠盐, 这里钠为
(1) 释放剂 (2) 缓冲剂 (3) 消电离剂 (4) 保护剂
39.空心阴极灯内充的气体是 ( 4 )
(1) 大量的空气; (2) 大量的氖或氩等惰性气体;
(2) 少量的空气; (4) 少量的氖或氩等惰性气体
40.可以概述三种原子光谱(吸收、发射、荧光)产生机理的是 ( 3 )
(1) 能量使气态原子外层电子产生发射光谱;(2) 辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁
(3) 能量与气态原子外层电子相互作用;(4) 辐射能使原子内层电子产生跃迁
41.在以下说法中, 正确的是 ( 2 )
(1) 原子荧光分析法是测量受激基态分子而产生原子荧光的方法
(2) 原子荧光分析属于光激发;(3) 原子荧光分析属于热激发
(4) 原子荧光分析属于高能粒子互相碰撞而获得能量被激发
42.在石墨炉原子化器中, 应采用下列哪种气体作为保护气? ( 4 )
(1) 乙炔 (2) 氧化亚氮 (3) 氢 (4) 氩
43.在火焰原子吸收光谱法中, 测定下述哪种元素需采用乙炔--氧化亚氮火焰( 2 )
(1) 钠 (2) 钽 (3) 钾 (4) 镁
44.在原子吸收光谱法中, 火焰原子化器与石墨炉原子化器相比较,应该是 ( 3 )
(1) 灵敏度要高, 检出限却低;(2) 灵敏度要高, 检出限也低
(3) 灵敏度要低, 检出限却高;(4) 灵敏度要低, 检出限也低
45.原子吸收分光光度计中常用的检测器是 ( 3 )
(1) 光电池;(2) 光电管;(3) 光电倍增管;(4) 感光板
二、填空题
1. 空心阴极灯内充气的作用是 .
[答] 导电, 溅射阴极表面金属原子, 从而激发金属原子发射出特征谱线
2. 火焰原子吸收光谱分析中, 化学干扰与____________________________________________________等因素有关, 它是一个复杂的过程, 可以采用 _等方法加以抑制。
[答]试样中各组分的浓度与化学性质、火焰的类型及温度;
提高原子化温度、选择合适火焰类型、加入释放剂、保护剂和光谱缓冲剂。
3. 原子吸收分光光度计中, 原子化器的主要作用是_____________________________。
[答]提供热能使试样蒸发原子化,其中待测元素转变成基态气态原子,入射光束在这里被气态基态原子吸收。
4. 原子吸收光谱法对光源的要求是___________________________________________
_________________________________, 符合这种要求的光源目前有_____________
_____________________________________。
[答] 光源发射出的分析线,其中心频率与吸收线要一致且半宽度小于吸收线的半峰宽
(即锐线光源),辐射强度大,稳定性高,背景小;
空心阴极灯,高频无极放电灯。
5. 原子吸收法测量时, 要求发射线与吸收线的 _____________________一致,且发射线与吸收线相比, ____________________要窄得多. 产生这种发射线的光源, 通常是 ______________________________。
[答] 1.中心波长( 频率 ) 2.谱线宽度 3.空心阴极灯( 锐线光源 )
6. 在石墨炉原子化器中, 试液首先在其中低温_____________, 然后升温__________, 最后生成_____________________。
[答] [答]1.干燥 2.分解( 灰化 ) 3.原子蒸气
7. 空心阴极灯的阳极一般是 ____________, 而阴极材料则是__________________,管内通常充有 _________________。
[答]1.钨棒 2.待测元素 3.低压惰性气体
8. 在原子吸收分析中,为了定量的描述谱线的轮廓,习惯上引入了两个物理量,即________ 和 ________ 。
[答] 谱线半宽度;中心频率。
9. 原子吸收分光光度计带有氘灯校正装置时, 由于空心阴极灯发射________辐射,因此_________ 吸收和__________吸收均不能忽略; 而氘灯则是发射________光谱,所以_________吸收可以忽略。
[答]1.锐线 2.原子 3.背景 4.连续 5.原子
10. 火焰原子吸收法与分光光度法,其共同点都是利用 ______ 原理进行分析的方法,但二者有本质区别,前者是 _________ ,后者是 _________ ,所用的光源,前者是 _________,后者是 _________ 。
[答] 吸收;原子吸收;分子吸收;锐线光源;连续光源。
11. 荧光分析法不是测定 _________ 光的强弱,而是测定 ________ 光的强弱。
[答] 激发;发射。
12. 在原子荧光分析中主要是利用__________荧光, 其荧光波长___________激发光波长。
[答]1.共振 2.等于
13. 阶跃线荧光和直跃线荧光又称为___________________荧光, 其特点是荧光波长_____
激发光波长。
[答]斯托克斯(Stoks); 大于。
14. 在火焰原子吸收分光光度法中,
化学计量火焰的特点是_________________________________________________,
富燃火焰的特点是_____________________________________________________,
贫燃火焰的特点是_____________________________________________________。
[答]温度高,干扰小,背景低,稳定 ,适用于多种元素测定;
温度低,还原性强,背景高,干扰多,适用于难离解易氧化的金属元素的测定;
温度低,氧化性强,有利于测定易解离易电离的元素
15. 在原子吸收光谱法中, 要使吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数之间的关系遵循朗伯-比耳定律, 必须使发射线宽度_____________________________.
[答] 小于吸收线宽度
16. 原子吸收线的宽度主要受_____________________________________因素的影响。
[答]多普勒变宽(或热变宽)。
17. 在原子吸收分析中,为了要消除喷雾系统和火焰系统带来的干扰,宜采用 ______法进行定量。若被测元素灵敏度太低,或者共振吸收在真空紫外区,则宜采用 ________法进行定量。为了消除基体效应的干扰,宜采用 ________________法进行定量。
[答] 内标;间接分析;标准加入。
18. 朗伯-比尔定律的积分表达式是:lg (I0/I) = bc,在实际测定工作中,
I0 是 ________________________ ,I 是 ____________________________ 。
[答] 透过参比池的光强;透过试样池的光强。
19. 原子吸收分光光度计的氘灯背景校正器,可以扣除背景的影响,提高分析测定的
灵敏度,其原因是 ______________________________________________________ 。
[答]氘灯的连续辐射可被产生背景的分子吸收,基态原子也吸收连续辐射,但其吸
收度可忽略。
20. 富燃焰适用于一些在火焰中易形成_____________ 的元素的原子吸收测定.
[答]难原子化氧化物
21. 原子吸收光谱分析法的灵敏度是指得到_____________________时水溶液中元素的
浓度.
[答]1%吸收[单位为 g/(mL·1%)]
22. 原子吸收分析法其独有的分析特点是:
(1)________________________________
(2)________________________________
(3)________________________________
(4)________________________________
[答]灵敏度高 选择性好 抗干扰能力强 能测定的元素多
23. 在原子荧光分析法中, 多数情况下使用的是______________________荧光, 它是
由于________________________________________________________________产生的,
使用多的原因是由于________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答]共振
原子的激发态和基态之间的共振跃迁
共振跃迁概率比其它跃迁大很多,所以共振荧光强度最大, 分析灵敏度最高.
24. 原子吸收分析中主要的干扰类型有
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
______________________________________
[答]物理干扰 化学干扰 光谱干扰 电离干扰
25. 在原子吸收分析中, 试液进入火焰后开始了一个复杂的原子化过程. 这个过程包
括:_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________
_______________________________________等
[答]脱溶剂 蒸发 解离过程 电离过程 化合过程
26. 在原子吸收光谱中, 谱线的峰值吸收是____________________
谱线的半宽度指_____________________________________积分吸收定义为_______________________________________
[答]在原子吸收光谱中, 吸收曲线的极大值处的吸收称" 峰值吸收 ",
在峰值吸收系数的一半( K0/2 ) 处吸收曲线呈现的宽度称为" 半宽度 ",
在原子吸收谱线的轮廓内围绕中心频率吸收系数的积分面积, 称为
" 积分吸收 ",它是基态原子吸收贡献的总吸收值.
27. 在原子吸收光谱中, 谱线变宽的基本因素是
(1)_______________________________________
(2)_______________________________________
(3)_______________________________________
(4)_______________________________________
(5)_______________________________________
[答]自然宽度 多普勒变宽 压力变宽 场致变宽 自吸变宽
28. 在原子吸收法中, _____________________的火焰称之为富燃火焰,_________________
的火焰称之为贫燃火焰。其中, _________火焰具有较强的还原性, _____________火焰具有
较强的氧化性。
[答]1.燃助比大于化学计量
2.燃助比小于化学计量
3.富燃
4.贫燃
三、问答题
1. 原子吸收、紫外-可见 及红外光谱仪都可以采用单道单光束光学系统,此话对吗?为什么?
[答]不对。因红外辐射能量低,光源和检测器的稳定性又比较差,弱信号需要放大,故对红外光谱仪应采用双光束光学系统以减少误差。
2. 原子吸收分析中会遇到哪些干扰因素?简要说明各用什么措施可抑制上述干扰?
[答]原子吸收分析中会遇到如下几种主要干扰 :
(a) 光谱干扰,指光源谱线不纯及火焰中吸收谱线的干扰。前者主要是由于空心阴极灯阴极材料不纯或相邻谱线太靠近引起的。解决的办法是纯化材料或选择其他谱线;而后者主要是试样中的杂质元素的吸收引起的,可采用化学分离方法予以消除。
(b) 物理干扰,主要是由于试样的物理性质及测试中的其它因素引起的,如提升量、温度、雾化率等,解决的办法是选择最佳实验条件。
(c) 化学干扰,包括低电离电位元素的电离干扰,火焰中难熔化合物形成等,
解决的办法可选用合适的缓冲剂,释放剂以及稀释剂等。
第五章 气相色谱法
一、简答题
1.简要说明气相色谱分析的基本原理
2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?
3.当下列参数改变时:
(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少
是否会引起分配系数的改变?为什么?
4.当下列参数改变时:
(1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大
是否会引起分配比的变化?为什么?
5.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.
6.试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些因素的影响?
7.当下述参数改变时:(1)增大分配比,(2) 流动相速度增加,(3)减小相比,(4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么?
8.为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标?
9.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?
10.试述色谱分离基本方程式的含义,它对色谱分离有什么指导意义?
11.对担体和固定液的要求分别是什么?
12.试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。
13.试述热导池检测器的工作原理。有哪些因素影响热导池检测器的灵敏度?
14.试述氢焰电离检测器的工作原理。如何考虑其操作条件?
15.色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?
16.何谓保留指数?应用保留指数作定性指标有什么优点?
17.有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围?
二、选择题
1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是 ( )
A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽
2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是 ( )
A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积
3. 良好的气-液色谱固定液为 ( )
A 蒸气压低、稳定性好 B 化学性质稳定
C 溶解度大, 对相邻两组分有一定的分离能力
D A、B和C
4. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好? ( )
A H2 B He C Ar D N2
5. 试指出下列说法中, 哪一个不正确? 气相色谱法常用的载气是 ( )
A 氢气 B 氮气 C 氧气 D 氦气
6. 色谱体系的最小检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时 ( )
A 进入单独一个检测器的最小物质量
B 进入色谱柱的最小物质量
C 组分在气相中的最小物质量
D 组分在液相中的最小物质量
7. 在气-液色谱分析中, 良好的载体为 ( )
A 粒度适宜、均匀, 表面积大
B 表面没有吸附中心和催化中心
C 化学惰性、热稳定性好, 有一定的机械强度
D A、B和C
8. 热导池检测器是一种 ( )
A 浓度型检测器
B 质量型检测器
C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器
D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器
9. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适? ( )
A H2 B He C Ar D N2
10. 下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是 ( )
A 柱温 B 载气的种类 C 柱压 D 固定液膜厚度
11.气-液色谱中,保留值实际上反映的物质分子间的相互作用力是:
A.组分和载气; B.载气和固定液;
C.组分和固定液; D.组分和载体、固定液
12.柱效率用理论塔板数n或理论塔板高度h表示,柱效率越高,则:
A.n越大,h越小; B.n越小,h越大;
C.n越大,h越大; D.n越小,h越小
13.根据范姆特方程,色谱峰扩张、板高增加的主要原因是:
A. 当u较小时,分子扩散项;
B. 当u较小时,涡流扩散项;
C. 当u比较小时,传质阻力项;
D. 当u较大时,分子扩散项
14.如果试样中组分的沸点范围很宽,分离不理想,可采取的措施为:
A.选择合适的固定相; B.采用最佳载气线速;
C.程序升温; D.降低柱温
15.要使相对保留值增加,可以采取的措施是:
A.采用最佳线速; B.采用高选择性固定相;
C.采用细颗粒载体; D.减少柱外效应
三、填空题
1.在一定操作条件下,组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时的浓度比,称为________________________________。
2.为了描述色谱柱效能的指标,人们采用了_________理论。
3.在线速度较低时,_____________项是引起色谱峰扩展的主要因素,此时宜采用相对分子量_______的气体作载气,以提高柱效。
4.不被固定相吸附或溶解的气体(如空气、甲烷),从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间称为____________________________。
5.气相色谱分析的基本过程是往气化室进样,气化的试样经_____________分离,然后各组分依次流经_______________,它将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化输给记录仪,描绘成色谱图。
6.在一定的温度和压力下,组分在固定相和流动相之间的分配达到的平衡,随柱温柱压变化,而与固定相及流动相体积无关的是________________________。如果既随柱温、柱压变化、又随固定相和流动相的体积而变化,则是___________________________。
7.描述色谱柱效能的指标是___________,柱的总分离效能指标是__________。
8.气相色谱的仪器一般由 、 、 、 、 和 组成
9.分配比又叫 或 ,是指 。
10.气相色谱的浓度型检测器有 , ;质量型检测器有 , ;其中TCD使用 气体时灵敏度较高;FID对 的测定灵敏度较高;ECD只对 有响应;之所以有浓度型和质量型检测器的区别,主要是由于 。
四、正误判断
1.试样中各组分能够被相互分离的基础是各组分具有不同的热导系数。 ( )
2.组分的分配系数越大,表示其保留时间越长。 ( )
3.热导检测器属于质量型检测器,检测灵敏度与桥电流的三次方成正比。 ( )
4.速率理论给出了影响柱效的因素及提高柱效的途径。 ( )
5.在载气流速比较高时,分子扩散成为影响柱效的主要因素。 ( )
6.分离温度提高,保留时间缩短,峰面积不变。 ( )
7.某试样的色谱图上出现三个色谱峰,该试样中最多有三个组分。 ( )
8.分析混合烷烃试样时,可选择极性固定相,按沸点大小顺序出峰。 ( )
9.组分在流动相和固定相两相间分配系数的不同及两相的相对运动构成了色谱分离的基础。 ( )
10.气液色谱分离机理是基于组分在两相间反复多次的吸附与脱附,气固色谱分离是基于组分在两相间反复多次的分配。 ( )
11.色谱柱理论塔板数n与保留时间的平方成正比,组分的保留时间越长,色谱柱理论塔板数越大,tR值越大,分离效率越高。 ( )
12.在色谱分离过程中,单位柱长内,组分在两相向的分配次数越多,分离效果越好( )
13.可作为气固色谱固定相的担体必须是能耐压的球形实心物质。 ( )
14.检测器性能好坏将对组分分离度产生直接影响。 ( )
15.气液色谱固定液通常是在使用温度下具有较高热稳定性的大分子有机化合物。( )
16.采用相对分子质量大的气体作为载气,有利于降低分子扩散,提高柱效,但热导检测器灵敏度较低。 ( )
17.根据速率理论,提高柱效的途径有降低固定相粒度、增加固定液液膜厚度。( )
18.柱效随载气流速的增加而增加。 ( )
19.速率理论方程式的一阶导数等于零时的流速为最佳流速。 ( )
20.氢气具有较大的热导系数,作为气相色谱的载气,具有较高的检测灵敏度,但其分子质量较小也使速率理论中的分子扩散项增大,使柱效降低。 ( )
21.根据速率理论,毛细管色谱高柱效的原因之一是由于涡流扩散项A = 0。 ( )
22.色谱的塔板理论提出了衡量色谱柱效能的指标,速率理论则指出了影响柱效的因素。( )
23.将玻璃毛细管色谱柱制作成异形柱(如梅花形)要比通常的圆形柱具有更高的柱效。( )
24.色谱分离时,增加柱温,组分的保留时间缩短,色谱峰的峰高变低,峰宽变大,但峰面积保持不变。 ( )
25.控制载气流速是调节分离度的重要手段,降低载气流速,柱效增加,当载气流速降到最小时,柱效最高,但分析时间较长。 ( )
26.有人测试色谱柱效时,发现增加载气流速,柱效下降,减小载气流速,柱效增加,故得出结论:柱效与载气流速成反比。 ( )
27.当用苯测定某分离柱的柱效能时,结果表明该柱有很高的柱效,用其分离混合醇试样时,一定能分离完全。 ( )
28.当用一支极性色谱柱分离某烃类混合物时,经多次重复分析,所得色谱图上均显示只有3个色谱峰,结论是该试样只含有3个组分。 ( )
29.采用色谱归一化法定量的前提条件是试样中所有组分全部出峰。 ( )
30.色谱内标法对进样量和进样重复性没有要求,但要求选择合适的内标物和准确配制试样。 ( )
31.色谱外标法的准确性较高,但前提是仪器稳定性高和操作重复性好。 ( )
32. FID检测器对所有的化合物均有响应,故属于广谱型检测器。 ( )
33.电子俘获检测器对含有S,P元素的化合物具有很高的灵敏度。 ( )
34.毛细管气相色谱分离复杂试样时,通常采用程序升温的方法来改善分离效果。( )
35.毛细管色谱的色谱柱前需要采取分流装置是由于毛细管色谱柱对试样负载量很小;柱后采用“尾吹”装置是由于柱后流出物的流速太慢。 ( )
第六章 高效液相色谱习题
一、单项选择题
1. 在液相色谱法中,按分离原理分类,液固色谱法属于( )。
A、分配色谱法 B、排阻色谱法 C、离子交换色谱法 D、吸附色谱法2. 在高效液相色谱流程中,试样混合物在( )中被分离。
A、检测器 B、记录器 C、色谱柱 D、进样器
3. 液相色谱流动相过滤必须使用何种粒径的过滤膜?
A、0.5μm B、0.45μm C、0.6μm D、0.55μm
4. 在液相色谱中,为了改变色谱柱的选择性,可以进行如下哪些操作?
A、改变流动相的种类或柱子 B、改变固定相的种类或柱长
C、改变固定相的种类和流动相的种类 D、改变填料的粒度和柱长
5. 一般评价烷基键合相色谱柱时所用的流动相为( )
A、甲醇/水(83/17) B、甲醇/水(57/43)
C、正庚烷/异丙醇(93/7) D、乙腈/水(1.5/98.5)
6. 下列用于高效液相色谱的检测器,( )检测器不能使用梯度洗脱。
A、紫外检测器 B、荧光检测器
C、蒸发光散射检测器 D、示差折光检测器
7. 在高效液相色谱中,色谱柱的长度一般在( )范围内。
A 、10~30cm B、 20~50m C 、1~2m D、2~5m
8. 在液相色谱中, 某组分的保留值大小实际反映了哪些部分的分子间作用力( )
A、组分与流动相 B、组分与固定相
C、组分与流动相和固定相 D、组分与组分
9. 在液相色谱中,为了改变柱子的选择性,可以进行( )的操作
A、改变柱长 B、改变填料粒度
C、改变流动相或固定相种类 D、改变流动相的流速
10. 液相色谱中通用型检测器是( )
A、紫外吸收检测器 B、示差折光检测器
C、热导池检测器 D、氢焰检测器
11. 在环保分析中,常常要监测水中多环芳烃,如用高效液相色谱分析,应选用下述哪种检波器
A、荧光检测器 B、示差折光检测器
C、电导检测器 D、紫外吸收检测器
12. 在液相色谱法中,提高柱效最有效的途径是( )
A、提高柱温 B、降低板高 C、降低流动相流速 D、减小填料粒度
13. 在液相色谱中,不会显著影响分离效果的是( )
A、改变固定相种类 B、改变流动相流速
C、改变流动相配比 D、改变流动相种类
14. 不是高液相色谱仪中的检测器是( )
A、紫外吸收检测器 B、红外检测器 C、差示折光检测 D、电导检测器
15. 高效液相色谱仪与气相色谱仪比较增加了( )
A、恒温箱 B、进样装置 C、程序升温 D、梯度淋洗装置
16. 在高效液相色谱仪中保证流动相以稳定的速度流过色谱柱的部件是( )
A、贮液器 B、输液泵 C、检测器 D、温控装置
17. 高效液相色谱、原子吸收分析用标准溶液的配制一般使用( )水
A.国标规定的一级、二级去离子水 B.国标规定的三级水
C.不含有机物的蒸馏水 D.无铅(无重金属)水
18. 高效液相色谱仪与普通紫外-可见分光光度计完全不同的部件是( )
A、流通池 B、光源 C、分光系统 D、检测系统
19. 下列哪种是高效液相色谱仪的通用检测器
A、紫外检测器 B、荧光检测器 C、安培检测器 D、蒸发光散射检测器
20. 高效液相色谱仪中高压输液系统不包括
A、贮液器 B、高压输液泵 C、过滤器 D、梯度洗脱装置 E、进样器
二、判断题:
1. 液相色谱分析时,增大流动相流速有利于提高柱效能。
2. 高效液相色谱流动相过滤效果不好,可引起色谱柱堵塞。
3. 高效液相色谱分析的应用范围比气相色谱分析的大。
4. 反相键合相色谱柱长期不用时必须保证柱内充满甲醇流动相。
5. 高效液相色谱分析中,使用示差折光检测器时,可以进行梯度洗脱。
6. 在液相色谱法中,提高柱效最有效的途径是减小填料粒度。
7. 在液相色谱中,范第姆特方程中的涡流扩散项对柱效的影响可以忽略。
8. 由于高效液相色谱流动相系统的压力非常高,因此只能采取阀进样。
9. 高效液相色谱仪的色谱柱可以不用恒温箱,一般可在室温下操作。
10. 高效液相色谱中,色谱柱前面的预置柱会降低柱效。
11. 液相色谱中,化学键合固定相的分离机理是典型的液-液分配过程。
12. 高效液相色谱分析中,固定相极性大于流动相极性称为正相色谱法。
13. 高效液相色谱分析不能分析沸点高,热稳定性差,相对分子量大于400的有机物。
14. 在液相色谱法中,约70-80%的分析任务是由反相键合相色谱法来完成的。
15. 在高效液相色谱仪使用过程中,所有溶剂在使用前必须脱气。
16. 填充好的色谱柱在安装到仪器上时是没有前后方向差异的。
17. 保护柱是在安装在进样环与分析柱之间的,对分析柱起保护作用,内装有与分析柱不同固定相。
18. 检测器、泵和色谱柱是组成高效液相色谱仪的三大关键部件。
19. 紫外-可见光检测器是利用某些溶质在受紫外光激发后,能发射可见光的性质来进行检测的。
20. 应用光电二极管阵列检测器可以获得具有三维空间的立体色谱光谱图。
三、简答题
1. 为什么作为高效液相色谱仪的流动相在使用前必须过滤、脱气?
2. 高效液相色谱有哪几种定量方法,其中哪种是比较精确的定量方法,并简述之。
参考答案
一、 选择题
1.D 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 7.A 8.C 9.C 10.B 11.A 12.D 13.B 14.B 15.D 16.B 17.A 18. A 19. D 20. E
二、 判断题
1.× 2.√ 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.√ 10.√ 11.× 12.√ 13.× 14.√ 15.√ 16.× 17.× 18.√ 19.× 20.√
三、 简答题
1. 高效液相色谱仪所用溶剂在放入贮液罐之前必须经过0.45μm滤膜过滤,除去溶剂中的机械杂质,以防输液管道或进样阀产生阻塞现象。所有溶剂在上机使用前必须脱气;因为色谱住是带压力操作的,检测器是在常压下工作。若流动相中所含有的空气不除去,则流动相通过柱子时其中的气泡受到压力而压缩,流出柱子进入检测器时因常压而将气泡释放出来,造成检测器噪声增大,使基线不稳,仪器不能正常工作,这在梯度洗脱时尤其突出。
2. 高效液相色谱的定量方法与气相色谱定量方法类似,主要有归一化法、外标法和内标法。其中内标法是比较精确的定量方法。它是将已知量的内标物加到已知量的试样中,在进行色谱测定后,待测组分峰面积和内标物峰面积之比等于待测组分的质量与内标物质量之比,求出待测组分的质量,进而求出待测组分的含量。