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现代仪器分析第二版答案

第4章原子吸收光谱法P601.影响原子吸收谱线宽度的因素有哪些?其中最主要的因素是什么?答:影响原子吸收谱线宽度的因素有自然宽度ΔfN、多普勒变宽和压力变宽。

其中最主要的是多普勒变宽和洛伦兹变宽。

3.原子吸收光谱法,采用极大吸收进行定量的条件和依据是什么?答:原子吸收光谱法,采用极大吸收进行定量的条件:①光源发射线的半宽度应小于吸收线半宽度;②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线的中心频率ν0相重合。

定量的依据:A=Kc4.原子吸收光谱仪主要由哪几部分组成?各有何作用?答:原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统、检测系统四大部分组成。

光源的作用:发射待测元素的特征谱线。

原子化器的作用:将试样中的待测元素转化为气态的能吸收特征光的基态原子。

分光系统的作用:把待测元素的分析线与干扰线分开,使检测系统只能接收分析线。

检测系统的作用:把单色器分出的光信号转换为电信号,经放大器放大后以透射比或吸光度的形式显示出来。

5.使用空心阴极灯应注意些什么?如何预防光电倍增管的疲劳?答:使用空心阴极灯应注意:使用前须预热;选择适当的灯电流。

预防光电倍增管的疲劳的方法:避免长时间进行连续光照。

6.与火焰原子化器相比,石墨炉原子化器有哪些优缺点?答:与火焰原子化器相比,石墨炉原子化器的优点有:原子化效率高,气相中基态原子浓度比火焰原子化器高数百倍,且基态原子在光路中的停留时间更长,因而灵敏度高得多。

缺点:操作条件不易控制,背景吸收较大,重现性、准确性均不如火焰原子化器,且设备复杂,费用较高。

7.光谱干扰有哪些,如何消除?答:原子吸收光谱法的干扰按其性质主要分为物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰四类。

消除方法:物理干扰的消除方法:配制与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法,使试液与标准溶液的物理干扰相一致。

化学干扰的消除方法:加入释放剂或保护剂。

电离干扰的消除方法:加入一定量的比待测元素更容易电离的其它元素(即消电离剂),以达到抑制电离的目的。

光谱干扰的消除方法:缩小狭缝宽度来消除非共振线干扰;采用空白校正、氘灯校正和塞曼效应校正的方法消除背景吸收。

10.比较标准加入法与标准曲线法的优缺点。

答:标准曲线法的优点是大批量样品测定非常方便。

缺点是:对个别样品测定仍需配制标准系列,手续比较麻烦,特别是遇到组成复杂的样品测定,标准样的组成难以与其相近,基体效应差别较大,测定的准确度欠佳。

标准加入法的优点是可最大限度地消除基干扰,对成分复杂的少量样品测定和低含量成分分析,准确度较高;缺点是不能消除背景吸收,对批量样品测定手续太繁,不宜采用。

11.原子吸收光谱仪有三档狭缝调节,以光谱带0.19nm、0.38nm和1.9nm为标度,对应的狭缝宽度分别为0.1mm、0.2mm和1.0mm,求该仪器色散元件的线色散率倒数;若单色仪焦面上的波长差为20nm.mm-1,狭缝宽度分别为0.05mm、0.1mm、0.2mm及2.0mm四档,求所对应的光谱通带各为多少?解:∵W=D?S∴D=W/S∴D1=W1/S1=0.19/0.1=1.9nm.mm-1D2=W2/S2=0.38/0.2=1.9nm.mm-1D3=W3/S3=1.9/1.0=1.9nm.mm-1W1=D?S1=2.0×0.05=0.1nmW2=D?S2=2.0×0.1=0.2nmW3=D?S3=2.0×0.2=0.4nmW4=D?S4=2.0×2.0=4.0nm12.测定植株中锌的含量时,将三份1.00g植株试样处理后分别加入0.00mL、1.00mL、2.00mL0.0500mol?L-1ZnCl2标准溶液后稀释定容为25.0mL,在原子吸收光谱仪上测定吸光度分别为0.230、0.453、0.680,求植株试样中锌的含量(3.33×10-3g.g-1)。

解:设植株试样中锌的含量为Cx mol.L-1∵ A=KC∴A1=KCxA2=K(25×10-3Cx+1.00×0.0500×65.4×10-3)/25×10-3A3=K(25×10-3Cx+2.00×0.0500×65.4×10-3) /25×10-3解之得Cx=2×10-3 mol.L-1∴植株试样中锌的含量为3.33×10-3g.g-1第5章紫外可见吸收光谱法P821.电子跃迁有哪几种类型?哪些类型的跃迁能在紫外及可见光区吸收光谱中反映出来?答:电子跃迁的类型有四种:б→б* ,n→б*,n→π*,π→π*。

其中n→б*,n→π*,π→π*的跃迁能在紫外及可见光谱中反映出来。

4.何谓发色团和助色团?举例说明。

答:发色团指含有不饱和键,能吸收紫外、可见光产生n→π*或π→π*跃迁的基团。

例如:>C=C<,—C≡C—,>C=O,—N=N—,—COOH等。

助色团:指含有未成键n 电子,本身不产生吸收峰,但与发色团相连能使发色团吸收峰向长波方向移动,吸收强度增强的杂原子基团。

例如:—NH2,—OH,—OR,—SR,—X等。

9.已知一物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸收系数κ为1.4×104L?mol-1?cm-1,现用1cm 吸收池测得该物质溶液的吸光度为0.850,计算溶液的浓度。

解:∵A=KCL∴C=A/(KL)=0.850/(1.4×104×1)=0.607×10-4 (mol?L-1 )10.K2CrO4的碱性溶液在372nm处有最大吸收,若碱性K2CrO4溶液的浓度c(K2CrO4)=3.00×10-5mol? L-1,吸收池长度为1cm,在此波长下测得透射比是71.6%。

计算:(1)该溶液的吸光度;(2)摩尔吸收系数;(3)若吸收池长度为3cm,则透射比多大?解:(1)A=-lgT=-lg71.6%=0.415(2)K=A/(CL)=0.415/(3.00×10-5×1)=4.83×103 (L?mol-1?cm-1 )(3)∵lgT=-A=-KCL=-4.83×103×3.00×10-5×3=-0.4347∴T=36.75%11.苯胺在λmax为280nm处的κ为1430 L?mol-1?cm-1,现欲制备一苯胺水溶液,使其透射比为30%,吸收池长度为1cm,问制备100mL该溶液需苯胺多少克?解:设需苯胺X g,则∵A=-lgT= KCL∴0.523=1430×(X/M×100×10-3) ×1X=3.4×10-3g12.某组分a溶液的浓度为5.00×10-4mol? L-1,在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度为0.638及0.139;另一组分b溶液的浓度为8.00×10-4mol? L-1,在1cm吸收池中于440nm 及590nm下其吸光度为0.106及0.470。

现有a组分和b组分混合液在1cm吸收池中于440nm 及590nm处其吸光度分别为1.022及0.414,试计算混合液中a组分和b组分的浓度。

解:∵Ka440 ?Ca ?L=Aa440∴Ka440 = Aa440/(Ca ?L)=0.638/(5.00×10-4×1)=1.28×103同理Ka590 = Aa590/(Ca ?L)=0.139/(5.00×10-4×1)=2.78×102Kb440 = Ab440/(Cb ?L)=0.106/(8.00×10-4×1)=1.33×102Kb590 = Ab590/(Cb ?L)=0.470/(8.00×10-4×1)=5.88×102又∵Aa+b440=Ka440 ?Ca ?L+ Kb440 ?Cb ?LAa+b590=Ka590 ?Ca ?L+ Kb590 ?Cb ?L∴有 1.022=1.28×103×Ca× 1+1.33×102×Cb×10.414=2.78×102×Ca× 1+5.88×102×Cb×1解之得Ca=7.6×10-4 (mol?L-1 )Cb=3.7×10-4 (mol?L-1 )第16章气相色谱法P1.简述气相色谱仪的分离原理。

气相色谱仪一般由哪几部分组成?各有什么作用?答:气相色谱仪的分离原理:当混合物随流动相流经色谱柱时,与柱中的固定相发生作用(溶解、吸附等),由于混合物中各组分理化性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱不同,在同一推动力作用下,各组分在固定相中的滞留时间不同,从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。

气相色谱仪一般由气路系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录与数据处理系统组成。

气路系统的作用:为色谱分析提供纯净、连续的气流。

进样系统的作用:进样并将分析样品瞬间汽化为蒸气而被载气带入色谱柱。

分离系统的作用:使样品分离开。

检测系统的作用:把从色谱柱流出的各个组分的浓度(或质量)信号转换为电信号。

记录与数据处理系统的作用:把由检测器检测的信号经放大器放大后由记录仪记录和进行数据处理。

3.试述热导、氢火焰离子化和电子捕获检测器的基本原理,它们各有什么特点?答:热导检测器是基于不同的物质具有不同的热导指数。

它的特点是结构简单,稳定性好,灵敏度适宜,线性范围宽。

电子捕获检测器是基于响应信号与载气中组分的瞬间浓度呈线性关系,峰面积与载气流速成反比。

它的特点是高选择性,高灵敏度。

氢火焰离子化检测器基于响应信号与单位时间内进入检测器组分的质量呈线性关系,而与组分在载气中的浓度无关,峰面积不受载气流速影响。

它的特点是死体积小,灵敏度高,稳定性好,响应快,线性范围宽。

4.对载体和固定液的要求分别是什么?如何选择固定液?答:对载体的要求:○1表面应是化学惰性的,即表面没有吸附性或吸附性很弱,更不能与被测物质起化学元反应;○2多孔性,即表面积较大,使固定液与试样的接触面较大;○3热稳定性好,有一定的机械强度,不容易破碎;○4对载体粒度一般选用40~60目,60~80目或80~100目。

对固定液的要求:○1挥发性小,在操作温度下有较低蒸气压,以免流失;○2热稳定性好,在操作温度下不发生分解,呈液体状态;○3对试样各组分有适当的溶解能力;○4具有高的选择性,即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力;○5化学稳定性好,不与被测物质起化学反应。

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