2022年《分析化学》下册武汉大学等编作业参考答案.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载仪器分析作业参考答案第 2 章 光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成?它们的作用分别是什么?参考答案:(1)稳固的光源系统供应足够的能量使试样蒸发、原子化、激发,产生光谱;(2)试样引入系统(3)波长挑选系统(单色器、滤光片)将复合光分解成单色光或有肯定宽度的谱带;(4)检测系统是将光辐射信号转换为可量化输出的信号;(5)信号处理或读出系统在显示器上显示转化信号;2-2 单色器由几部分组成,它们的作用分别是什么?参考答案:(1)入射狭缝限制杂散光进入;(2)准直装置使光束成平行光
2、线传播,常采纳透镜或反射镜;(3)色散装置将复合光分解为单色光;(4)聚焦透镜或凹面反射镜使单色光在单色器的出口曲面上成像;(5)出射狭缝将额定波长范畴的光射出单色器;2-5 对以下单位进行换算:( 2)Li 的 670.7nm 谱线的频率( Hz)eV)(1)150pm Z 射线的波数( cm1)(3)3300 cm1 波数对应的波长(nm)(4)Na 的 588.995nm 谱线相应的能量(参考答案:(1)1150110cm1.6677 10cm110(2)c3.010107Hz4.471014Hz670.710(3)11cm 3 . 03104 cm 3030 nm 3300(4)Ehc
3、6.62510343.010819eV21. eV9588. 995101. 602102-6 以下种类型跃迁所涉及的能量(1)原子内层电子跃迁;(2)原子外层电子跃迁;eV)范畴各是多少?(4)分子振动能级跃迁;(5)分子转动能级跃迁;(3)分子的电子跃迁 参考答案细心整理归纳 精选学习资料 跃迁类型10波长范畴1 10nm 能量范畴 /eV 1.26 10 6 1.2 10 2 第 1 页,共 21 页 原子内层电子跃迁原子外层电子跃迁200 750nm 61.7 分子的电子跃迁200 750nm 61.7 分子振动能级跃迁0.75 50 m1.7 0.02 分子转动能级跃迁50 1000
4、 m2 1024107 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载第 10 章 吸光光度法(上册)2、某试液用2cm 吸取池测量时,T=60% ;如改用 1cm 或 3cm 吸取池, T 及 A 等于多少?参考答案:因所用试液未变,即 c为常数;而 A2cm = lgT = lg0.60 = 0.222 依据 A = lgT = bc 知b 1 cm 1A 1 cm A 2 cm 0 . 222 0 . 111 lgT 1cm = 0
5、.111 T 1cm = 77% b 2 cm 2A 3 cm b 3 cmA 2 cm 3 0 . 222 0 . 333 lgT1cm = 0.333 T 1cm = 46% b 2 cm 26、配制一系列溶液,其中 Fe 2+含量相同 (各加入 7.12 10 4mol L1Fe 2+溶液 2.00mL),分别加入不同体积的 7.12 104mol L1 的邻二氮菲 Phen溶液, 稀释至 25mL ,后用 1cm 吸取池在 510nm 处测得吸光度如下:Phen 溶液的体积V/mL 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 8.00 10.00 12.00 A 0.240 0.
6、360 0.480 0.593 0.700 0.720 0.720 0.720 求络合物的组成;参考答案:以 Phen体积为横坐标,A 为纵坐标作图;0.8A0.60.40.224681012V/mL从图形可知, 在 Phen 溶液的体积为 6.00mL 时,图形有明显的转折,转折点对应的 Fe2+与 Phen的浓度比为 13,所以 Fe 2+与 Phen 络合物的组成比为 13,即形成络合物组成为 FePhen3 2+;7、1.0 103 mol L1 的 K 2Cr2O7 溶液在波长 450 nm 和 530 nm 处的吸光度 A 分别为 0.200 和 0.050;1.0 104mol
7、L 1 的 KMnO 4 溶液在 450nm 处无吸取,在 530nm 处的吸光度为 0.420;今测得某 K 2Cr2O7和 KMnO 4 的混合溶液在 450nm 和 530nm 处的吸光度分别为 0.380 和 0.710;试运算该混合溶液中K 2Cr2O7和 KMnO4的浓度;假设吸取池厚度为 10mm;参考答案:对于 K2Cr2O7:细心整理归纳 精选学习资料 4 5 0A 4 5 071.020032 0 0 Lmol1cm1 第 2 页,共 21 页 bcK2Cr2O1 0.10 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师
8、归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -5 3 0A 5 3 071优秀学习资料欢迎下载cm1.0050350 Lmol1bc K2Cr2O1 0.10对于 KmnO 4: A 530410 . 42044 . 23 10Lmol1cm1530bc KMnO.1010对于混合溶液,因各物质的吸光度具有加和性,由题意得:0. 38020011cK2Cr 2O74.21031cKMnO70. 71050c K2Cr2O7所以3 1c K 2 Cr 2 O 7 1 9. 10 mol L4 1c KMnO 7 1 . 46 10 mol L9、以示差吸光光度
9、法测定 KMnO 4溶液的浓度,以含锰 10.0mg mL1 的标准溶液作参比溶液,其对水的透射比为 T = 20%,并以此调剂透射比为 100%,此时测得未知浓度 KMnO 4 溶液的透射比 Tx = 40.0%,运算 KMnO 4的质量浓度;参考答案:以水作参比时,标准溶液的吸光度 As 为As =lgT = lg0.200 = 0.699 示差法测定时,试液的吸光度 Ax 为Ax = lgT x = lg 0.400 = 0.398 设标准溶液中锰浓度为cx,试液与标准溶液中锰的浓度差为c,就cA xcsA s所以ccsAx100.0.3985 .69mgmL1-可见吸取光谱中反映出A
10、s0 .699就 KMnO 4 的质量浓度为cx = cs +c = 10.0 + 5.69 = 15.7mgmL1第 9 章紫外可见吸光光度法9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型?哪些类型的跃迁能在紫外来?参考答案: 有机化合物可能的跃有: *、 *、 *、n *、 *、n *;在紫外 -可见吸取光谱中反映出来的跃迁类型有: *、 *、n *及电荷转移跃迁;9-9 单光束、 双光束、 双波长分光光度计在光路设计上有什么不同?这几种类型的仪器分别由哪几大部件组成?细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 21 页 - - -
11、 - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载参考答案:(1)单光束分光光度计:经单色器分光后的一束平行光,轮番通过参比溶液和样品溶液,以进行吸光度的测定;(2)双波长分光光度计:由同一光源发出的光被分成两束,分别经过两个单色器,得到两束不同波长(1 和 2)的单色光,利用切光器使两束光以肯定的频率交替照耀同一吸取池;(3)双光束分光光度计:在单色器的后面放置切光器,将光分为两路强度相同的两部分,分别通过参比和样品溶液测定;三种分析仪器均由:光源、单色器、试样池(吸取池)、检测器和信号指示系统五部分组成;9
12、-16 已知亚异丙基丙酮 CH 32C=CHCOCH 3在各种溶剂中实现 n *跃迁的紫外光谱特点如下:溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水max/nm 335 320 312 300 max/L mol1cm1 25 93 93 112 假定这些光谱的移动全部由与溶剂分子生成氢键所产生,试运算在各种极性溶剂中氢键的强度(kJmol1);参考答案: 由于亚异丙基丙酮在极性溶剂中程度时,其中 氢键,当 n 电子实现 n*跃迁时,氢键也随之断裂;吸取波长(C=O 的 电子可以与溶剂分子形成 335nm)的部分能量是用来破坏氢键,而在非极性溶液中,未形成氢键,也就无需破坏氢键,它所相应的能量全部用来实现跃迁
13、;因 此,在两种溶液中所需能量的差值相当于形成氢键的强度;所以, 1mol 的亚异丙基丙酮在溶剂中的能量和氢键强度分别为:溶剂Ehc环已烷乙醇甲醇水能量 /kJ mol1356.89 373.62 383.33 398.67 氢键强度 / kJ mol 1 Ei E 环已烷16.73 26.44 41.78 第 4 章 原子吸取光谱法4-4 简述原子吸取光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点;参考答案: 在肯定的浓度范畴和肯定的火焰宽度条件下,当采纳锐线光源时,溶液的吸光度与 待测元素浓度成正比关系;这就是原子吸取光谱定量分析的依据;常用两种方法进行定量分析:(1)标准曲线法:该方法简便、
14、快速,但仅适用于组成简洁的试样;(2)标准加入法:该方法适用于试样组分未知的情形,不适合于曲线斜率过小的情形;4-5 原子谱线变宽的主要因素有哪些?对原子吸取光谱分析有什么影响?参考答案: 其主要因素影响分别如下: 自然宽度:原子吸取线的自然宽度与激发态的平均寿命有关,激发态的原子寿命越长,就吸取线的自然宽度越窄,其平均寿命约为108 s 数量级,一般来说,其自然宽度为105nm 数量级; 多普勒变宽:是由于原子无规章的热运动而产生的,故又称为热变宽;多普勒变宽随着原 子与光源相对运动的方向而变化,基态原子向着光源运动时,它将吸取较长波长的光,反之,原子 离开光源方向运动时,它将吸取较短波长的
15、光,由于原子无规章的热运动将导致吸取张变宽,多普勒变宽的程度大约为104103nm,原子化温度越高,多普勒变宽越严峻; 洛仑兹变宽:被测原子与其他原子或分子相互碰撞,使其基态能级稍有变化,从而导致吸 收线变宽; 霍尔兹马克变宽:被测元素激发态原子自身的相互碰撞而引起的变宽; 场致变宽: 自吸变宽:谱线变宽将使吸光度下降,使测定结果偏小;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 21 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载4-
16、6 画出原子吸取分光光度计的结构框图,并简要表达原子吸取分光光度计的工作原理;参考答案: 结构框图如下所示:锐线光源原子化器单色器检测器运算机工作站工作原理:锐线光源发射出待测元素特点谱线被原子化器中待测元素原子核外层电子吸取后,经光学系统中的单色器,将特点谱线与原子化器过程中产生的复合光谱分散分别后,检测系统将特征谱线强度信号转换成电信号,通过模/数转换器转换成数字信号,运算机光谱工作站对数字信号进行采集、处理与显示,并对分光光度计各系统进行自动掌握;4-7 原子吸取分光光度计有哪些主要性能指标?这些性能指标对原子吸取光谱定量分析有什么影 响?参考答案: 光学系统的波长显示值误差、光学系统辨
17、论率、基线的稳固性、吸取灵敏度、精密 度和检出限是原子吸取分光光度计的主要性能指标;(1)吸取谱线的理论波长与仪器光学系统显示波长差值为显示值误差;(2)光学系统辨论率是单色器对共振吸取线与其他干扰谱辨论才能的一项重要指标;(3)灵敏度 S1%定义为产生1%吸取(即 T = 99%,吸光度值A 为 0.0044)信号时所对应的元素含量;4-9 原子吸取光谱法存在哪些主要的干扰?如何削减或排除这些干扰?参考答案:物理干扰:指试液与标准溶液物理性质有差异而产生的干扰;排除方法:配制与被测试样组成 相近的标准溶液或采纳标准加入法;如浓度高,仍可采纳稀释法;化学干扰:指火焰中由于待测元素与压缩卡的共存
18、元素或火焰成分发生反应,形成难挥发或难 分解的化合物而使被测元素的自由原子浓度降低而导致的干扰;排除方法:(1)挑选合适的原子化 方法;(2)加入释放剂; (3)加入爱护剂; (4)加入基体改进剂等;电离干扰:原子失去一个电子或几个电子后形成离子,同一元素的原子光谱与其离子光谱是不 相同的;所以中性原子所能吸取的共振谱线,并不被它的离子吸取;火焰中假如有显著数量的原子 电离,将使测得的吸取值降低;排除方法:最常用的方法是加入电离能较低的消电离剂,抑制电离 的干扰;光谱干扰:由于原子吸取光谱较发射光谱简洁,谱线少,因而谱线相互重叠的干扰少,绝大多 数元素的测定相互之间不会产生谱线重叠的光谱干扰,
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