仪器分析第四版课后答案.docx
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1、第二章 习题解答1.简要说明气相色谱分析的根本原理借在两相间安排原理而使混合物中各组分别离。气相色谱就是依据组分及固定相及流淌相的亲和力不同而实现别离。组分在固定相及流淌相之间不断进展溶解, 挥发气液色谱,或吸附, 解吸过程而相互别离,然后进入检测器进展检测。气路系统, 进样系统, 别离系统, 温控系统以及检测和记录系统。气相色谱仪具有一个让载气连续运行, 管路密闭的气路系统;进样系统包括进样装置和气化室,其作用是将液体或固体试样,在进入色谱柱前瞬间气化,然后快速定量地转入到色谱柱中;别离系统包括别离柱和柱箱;温控系统;检测系统包括检测器和放大器;记录和数据处理系统用积分仪或色谱工作站。16.
2、 色谱定性的依据是什么主要有那些定性方法解:依据组分在色谱柱中保存值的不同进展定性。主要的定性方法主要有以下几种:(1)干脆依据色谱保存值进展定性(2)利用相对保存值r21进展定性(3)保存指数法用两个紧靠近待测物质的标准物一般选用两个相邻的正构烷烃标定被测物质,并运用均一标度即不用对数,用下式定义:X为保存值tR, VR ,或相应的记录纸距离,下脚标i为被测物质,Z,Z+1为正构烷烃的碳原子数,XZ Xi XZ+1,IZ = Z 100优点:精确度高,可依据固定相和柱温干脆及文献值比照而不必运用标准试样。19. 有哪些常用的色谱定量方法 试比拟它们的优缺点和运用范围 1外标法标准曲线法 外标
3、法是色谱定量分析中较简易的方法该法是将欲测组份的纯物质配制成不同浓度的标准溶液。使浓度及待测组份相近。然后取固定量的上述溶液进展色谱分析得到标准样品的对应色谱团,以峰高或峰面积对浓度作图取直线局部。分析样品时,在上述完全一样的色谱条件下,取制作标准曲线时同样量的试样分析, 测得该试样的响应讯号后由标谁曲线即可查出其百分含量此法的优点是操作简洁,适用基体简洁的样品;结果的精确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性 2内标法 当只需测定试样中某几个组份,或试样中全部组份不行能全部出峰时,可采纳内标法。详细做法是:精确称取样品,参与肯定量某种纯物质作为内标物,然后进展色谱分析依据被测物和内标物在色
4、谱图上相应的峰面积(或峰高)和相对校正因子求出某组分的含量内标法是通过测量内标物及欲测组份的峰面积的相对值来进展计算的,因而可以在定程度上消退操作条件等的变更所引起的误差 内标法的要求是:内标物必需是待测试样中不存在的;内标峰应及试样峰分开,并尽量接近欲分析的组份内标法的缺点是在试样中增加了一个内标物,经常会对别离造成肯定的困难。3 归一化法 归一化法是把试样中全部组份的含量之和按100计算,以它们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数通过以下公式计算各组份含量:由上述计算公式可见,运用这种方法的条件是:经过色谱别离后, 样品中全部的组份都要能产生可测量的色谱峰 该法的主要优点是:简便, 精确;操作
5、条件(如进样量,流速等)变更时,对分析结果影响较小这种方法常用于常量分析,尤其适合于进样量很少而其体积不易精确测量的液体样品27. 在一色谱柱上,测得各峰的保存时间如下:求未知峰的保存指数解:将有关数据代入公式得:I = (log14.8 log13.3)/(log17.3-log13.3)+8 28.化合物A及正二十四烷及正二十六烷相混合注入色谱柱进展试验,得调整保存时间为A, 10.20min, n-C24H50, 9.81min, n-C26H54, 11.56min, 计算化合物A的保存指数。解;同上。29. 测得石油裂解气的气相色谱图前面四个组分为经过衰减1/4而得到,经测定各组分的
6、f 值并从色谱图量出各组分峰面积为:解:依据公式 用归一法定量,求各组分的质量分数各为多少?故:CH4, CO2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8的质量分数分别为:wCH4 =(2140.74 4/2471.168 )100%=25.63%wCO2 =(4.5 1.00 4/2471.168 )100% =0.73%wC2H4 =(278 4 1.00/2471.168) 100% =45.00%wC2H6 =(77 4 1.05/2471.168 )100% =13.09%wC3H6 = (250 1.28 /2471.168) 100%=12.95%wC3H8 =(47.3
7、1.36/2471.68 )100%=2.60%解:1从图中可以看出,tR2=17min, Y2=1min,所以; n = 16(tR2/Y2)2 =16172 = 4624 (2) tR1= tR1- tM =14-1=13min tR2=tR2 tM = 17-1 = 16min相对保存值 a = tR2/t依据公式:L=16R2(1.231/(1.231-1)2 Heff通常对于填充柱,有效塔板高度约为0.1cm, 代入上式, 得:L=102.2cm 1m22. 分析某种试样时,两个组分的相对保存值r21=1.11, 柱的有效塔板高度H=1mm,须要多长的色谱柱才能完全别离?依据公式 2
8、5. 丙烯和丁烯的混合物进入气相色谱柱得到如下数据:计算:1丁烯的安排比是多少?2丙烯和丁烯的别离度是多少?解: 1kB= t (2) R = tR(B)-tR(P)2/(YB+YP)=(4.8-3.5) (1.0+0.8)第三章 思索题解答1. 从别离原理, 仪器构造及应用范围上简要比拟气相色谱及液相色谱的异同点。解:二者都是依据样品组分及流淌相和固定相相互作用力的差异进展别离的。从仪器构造上看,液相色谱须要增加高压泵以提高流淌相的流淌速度,克制阻力。同时液相色谱所采纳的固定相种类要比气相色谱丰富的多,别离方式也比拟多样。气相色谱的检测器主要采纳热导检测器, 氢焰检测器和火焰光度检测器等。而
9、液相色谱那么多运用紫外检测器, 荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可及MS等联用。气相色谱的别离实力远大于液相色谱。都具有灵敏度高, 分析速度快,操作便利等优点。但沸点太高的物质大于400 或热稳定性差的物质难以用气相色谱进展分析。而只要试样能够制成溶液,既可用于HPLC分析,而不受沸点高, 热稳定性差, 相对分子量大的限制。5. 在液-液安排色谱中,为什么可分为正相色谱及反相色谱?解:正相色谱:流淌相的极性小于固定液的极性; 反相色谱:流淌相的极性大于固定液的极性。采纳正相及反相色谱是为了降低固定液在流淌相中的溶解度从而防止固定液的流失。9.高效液相色谱进样技术及气相色谱进样技术有和不同
10、之处?解:气相色谱进样系统包进样器和气化室。气体样品通过注射器或定量阀进样。液体或固体试样可稀释或溶解后干脆用微量注射器进样。试样在气化室瞬间气化后,随载气进入色谱柱别离。在液相色谱中为了承受高压,经常采纳停流进样和高压定量进样阀进样的方式 何谓梯度洗提?它及气相色谱中的程序升温有何异同之处?解:在一个分析周期内,按肯定程序不断变更流淌相的组成或浓度配比,称为梯度洗提是改良液相色谱别离的重要手段梯度洗提及气相色谱中的程序升温类似,但是前者连续变更的是流淌相的极性, pH或离子强度,而后者变更的温度程序升温也是改良气相色谱别离的重要手段第四章 习题解答1. 电位测定法的依据是什么对于一个氧化复原
11、体系:Ox + ne- = Red依据能斯特方程式:E = E0Ox/Red + TR/nF ln (aOx/aRed)对于纯金属,活度为1,故上式变为:可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据.2. 何谓指示电极及参比电极试各举例说明其作用.解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变更的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变更而变更,在肯定的测量条件下,当溶液中离子活度肯定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以运用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位及溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变更.参比电极:在进展电位测定时,是通过测定原电池电
12、动势来进展的,电动势的变更要表达指示电极电位的变更,因此须要采纳一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变更而变更的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.3. 为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性如何估量这种选择性解:因为离子选择性电极都是由对特定离子有特异响应的敏感膜制成.可以用选择性电极的选择性系数来表征.称为j离子对欲测离子i的选择性系数.4. 为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性如何估量这种选择性解:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极.各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体,内参比溶液,
13、内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于内部溶液及外部溶液活度不同而产生电位差.其核心局部为敏感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子那么无响应或响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有肯定的选择性.可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性.10. 设溶液中 pBr = 3, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br- 离子活度,将产生多大误差电极的选择性系数KBr-, Cl-=610-3.11. 某钠电极,其选择性系数KNa+,H+ =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%,那么试液的pH必需大于多少解: 30 aH+ 612. 用标准参与法测定
14、离子浓度时, 于100mL铜盐溶液中参与1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.13. 下面是用0.1000mol.L-1NaOH 溶液电位滴定50.00mL某一元弱酸的数据:绘制滴定曲线绘制DpH/DV V曲线用二级微商法确定终点计算试样中弱酸的浓度化学计量点的pH应为多少计算此弱酸的电离常数(提示:依据滴定曲线上的半中和点的 pH)解: (a)依据上表,以E/V为纵坐标,以V/mL为横坐标,作图,即可得到如左图所示的滴定曲线 (b)利用DpH/DV=(pH2-pH1)/(V2-V1)求得一阶微商,及相应的滴定体积列入下表然后,以DpH/DV对V作
15、图,即可得到下页所示的一阶微商V曲线 : (65+1.532) = x : 65 故终点体积为15.60 + 0.0.098=15.698(mL)50.00=C (e) 同例题中求终点电位方法一样 8.24+(9.43-8.24) (f) 由于 所以,滴定到一半时溶液的pH即为该弱酸的离解常数.滴定到一半时,体积为15.698/2 = 7.85mL,从pH 14. 以0.03318mol.l-1的硝酸镧溶液电位滴定100.0mL氟化物溶液,滴定反响为:滴定时用氟离子离子选择性电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,得到以下数据:(a)确定滴定终点,并计算氟化钠溶液的浓度。(b)氟离子选择性电极
16、及饱和甘汞电极所组成的电池的电动势及氟化钠浓度间的关系可用式(4-22)表示,用所给的第一个数据计算式(4-22)中的K值。 (c) 用(b)项求得的常数,计算参与50.00mL滴定剂后氟离子的浓度。(d)计算参与50.00mL滴定剂后游离La3+浓度.(e)用(c) (d)两项的结果计算LaF3的溶度积常数。解: (a) 参考教材p137.(b) 结合(a)中求得的aF-及上表中VLa=0.00mL时的电动势,采纳下式即可求得K : 第五章 在极谱分析中,为什么要参与大量支持电解质?参与电解质后电解池的电阻将降低,但电流不会增大,为什么?解:参与支持电解质是为了消退迁移电流由于极谱分析中运用
17、滴汞电极,发生浓差极化后,电流的大小只受待测离子扩散速度浓度的影响,所以参与支持电解后,不会引起电流的增大 当到达极限扩散电流区域后,接着增加外加电压,是否还引起滴汞电极电位的变更及参与电极反响的物质在电极外表浓度的变更?解:极谱分析中,由于滴汞电极的电位受外加电压所限制,所以当到达极限扩散电流区域后,接着增加外加电压,会引起滴汞电极电位的变更但由于滴汞电极外表待测离子浓度已经降低到很小,甚至为零,而溶液本体中待测离子尚来不及扩散至极化电极外表,所以不会引起电极外表待测离子浓度的变更 剩余电流产生的缘由是什么?它对极谱分析有什么影响?解:剩余电流的产生主要有两个缘由,一为溶液中存在微量的可以在
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