第二章 紫外-可見分光光度法-答案

1、第二章 紫外可見分光光度法一、選擇題1 物質(zhì)的紫外 可見吸收光譜的產(chǎn)生是由于 (B )A. 原子核內(nèi)層電子的躍遷 B. 原子核外層電子的躍遷C. 分子的振動 D. 分子的轉(zhuǎn)動2 紫外可見吸收光譜主要決定于 (C )A.原子核外層電子能級間的躍遷 B. 分子的振動、轉(zhuǎn)動能級的躍遷C. 分子的電子結(jié)構(gòu) D. 原子的電子結(jié)構(gòu)3 分子運動包括有電子相對原子核的運動（E電子）、核間相對位移的振動（E振動）和轉(zhuǎn)動（E轉(zhuǎn)動）這三種運動的能量大小順序為 （A ）A. E電子E振動E轉(zhuǎn)動 B. E電子E轉(zhuǎn)動E振動C. E轉(zhuǎn)動E電子E振動 D. E振動E轉(zhuǎn)動E電子4 符合朗伯-比爾定律的一有色溶液，當(dāng)有色物質(zhì)的濃

2、度增加時，最大吸收波長和吸光度分別是 (C ) A. 增加、不變 B. 減少、不變C. 不變、增加 D. 不變、減少5 吸光度與透射比的關(guān)系是 (B )A. B. C. A = lgT D. 6 一有色溶液符合比爾定律，當(dāng)濃度為c時，透射比為T0，若濃度增大一倍時，透光率的對數(shù)為 (D ) A. 2TO B. C. D. 2lgT07 相同質(zhì)量的Fe3+和Cd2+ 各用一種顯色劑在相同體積溶液中顯色，用分光光度法測定，前者用2cm比色皿，后者用1cm比色皿，測得的吸光度值相同，則兩者配合物的摩爾吸光系數(shù)為 (C ) 已知：Ar(Fe) = 55.85，Ar(Cd) =112.4A. B. C.

3、 D.8 用實驗方法測定某金屬配合物的摩爾吸收系數(shù)，測定值的大小決定于 (C ) A. 入射光強(qiáng)度 B. 比色皿厚度 C. 配合物的穩(wěn)定性 D. 配合物的濃度9 以下說法正確的是 (A ) A. 吸光度A隨濃度增大而增大 B. 摩爾吸光系數(shù) 隨濃度增大而增大C. 透光率T隨濃度增大而增大 D. 透光率T隨比色皿加厚而增大10 下列表述中的錯誤是 (A ) A. 比色法又稱分光光度法B. 透射光與吸收光互為補(bǔ)色光，黃色和藍(lán)色互為補(bǔ)色光C. 公式中，稱為摩爾吸光系數(shù)，其數(shù)值愈大，反應(yīng)愈靈敏D. 吸收峰隨濃度增加而增大，但最大吸收波長不變11 吸光光度分析中比較適宜的吸光度范圍是 (C ) A. 0

4、.10.5 B. 0.11.2 C. 0.20.8 D. 0.21.512 若顯色劑無色，而被測溶液中存在其它有色離子干擾，在分光光度法分析中，應(yīng)采用的參比溶液是 (D )A. 蒸餾水 B. 顯色劑C. 試劑空白溶液 D. 不加顯色劑的被測溶液13 采用差示吸光光度法測定高含量組分時，選用的參比溶液的濃度cs與待測溶液濃度cx的關(guān)系是 (D )A. cs =0 B. cs = cx C. cs cx D. cs稍低于cx14 桑德爾靈敏度S與摩爾吸光系數(shù)的關(guān)系是 (A )A. B. C. D. 15下列因素對朗伯-比爾定律不產(chǎn)生偏差的是 (A )A. 改變吸收光程長度 B. 溶質(zhì)的離解作用C.

5、 溶液的折射指數(shù)增加 D. 雜散光進(jìn)入檢測器二、填空題1吸光光度法進(jìn)行定量分析的依據(jù)是_朗伯-比耳定律 ， 用公式表示為_ A= ebc ，式中各項符號各表示： A為吸光度，b為吸收介質(zhì)厚度，為摩爾吸光系數(shù)，c為吸光物質(zhì)的濃度 。 2 一有色溶液對某波長光的吸收遵守比爾定律。當(dāng)選用2.0 cm的比色皿時，測得透光率為T，若改用1.0 cm的吸收池，則透光率應(yīng)為 T 1/ 2 。3 一有色溶液符合朗伯比爾定律，當(dāng)使用1cm比色皿進(jìn)行測量時，測得透光率為80%，若使用5 cm的比色皿，其透光率為 32.7% 。4 朗伯-比爾定律的吸光系數(shù)(a)和摩爾吸光系數(shù)()值的單位各是_L g-1 cm-1_

6、和 _L mol-1 cm-1 _。 5 某金屬離子M與試劑R形成一有色絡(luò)合物MR，若溶液中M的濃度為1.0 10-4 mol.L-1，用1 cm比色皿于波長525 nm處測得吸光度A為0.400，此絡(luò)合物在525 nm處的摩爾吸光系數(shù)為 4.0103 L mol-1 cm-1 。6 桑德爾靈敏度(S)表示的是A = 0.001時，單位截面積光程所能檢測出的吸光物質(zhì)的最低含量，單位是g cm - 2。用雙硫腙光度法測Cd2+時，已知520 = 8.8104 L mol-1 cm-1，其桑德爾靈敏度S為_ 1.310-3 mg cm-1 _。已知：Ar(Cd) = 112.47 在分光光度法中,

7、 以 吸光度 為縱坐標(biāo), 以 波長 為橫坐標(biāo)作圖, 可得 光吸收曲線 。8 用分光光度法中以 濃度 為橫坐標(biāo)，以 吸光度 為縱坐標(biāo)作圖，可得 標(biāo)準(zhǔn)曲線 。9 光度分析法中，引起偏離比爾定律的原因主要有非單色光 和化學(xué)因素。10 有色溶劑對光有選擇性的吸收，為了使測定結(jié)果有較高的靈敏度，測定時選擇吸收的波長應(yīng)在 max 處，有時選擇肩峰為測量波長是因為在 max處有吸收干擾 。三、問答題1 濃度為3.0104mol L-1的KMnO4和K2Cr2O7溶液，分別在0.5 mol L-1的H2SO4和 0.5 mol L-1的H3PO4介質(zhì)中，用1.00 cm吸收池繪制光吸收曲線如圖所示，根據(jù)吸收曲

8、線的形狀回答下列問題：(實線表示KmnO4，虛線表示K2Cr2O7 )(1) 已知KMnO4在max為520 nm、550 nm處的的吸光度A = 0.74，計算 對應(yīng)的。(2) 當(dāng)改變KMnO4的濃度時, 吸收曲線有何變化?為什么?( 3) 若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中測定KMnO4的濃度，應(yīng)選擇的工作波長是多少?(4)若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中測定K2Cr2O7的濃度，可采用什么方法?答： (1) 已知在520 nm和550 nm處KMnO4的A = 0.74，所以（Lmol-1cm-1）(2) 對于一特定化合物，其吸收曲線是一特征曲線，當(dāng)KMnO4濃度改變時

9、，吸收曲線無變化，其最大吸收波長max仍為520 nm和550 nm，但對應(yīng)的吸光度值A(chǔ)有變化，濃度增大，A值增大，濃度減小，A值減小。(3) 應(yīng)選550為好，此時K2Cr2O7無干擾。(4) 聯(lián)立方程式法：先由純KMnO4和K2Cr2O7分別求出它們的、值；根據(jù)550 處測得的A550，求出： 再在350 處根據(jù)實驗測得的A350， 等吸收點法找出等吸光點，由550處可知KMnO4濃度，由此求出等吸光點處的，再得K2Cr2O7的濃度。 用雙波長分光光度法由圖中找出1及2(在1與2 處KMnO4有相同的A值)可得K2Cr2O7的濃度。DA = A1 A2, 2示差分光光度法的原理是什么？為什么

10、它能提高光度分析法的準(zhǔn)確度？答：用示差分光光度法測定時, 選擇一個與被測試液組分一致, 濃度稍低的溶液為參比, 用其調(diào)零點或T=100%，然后進(jìn)行試樣中常量組分的測定。根據(jù)光吸收定律，設(shè)參比液濃度cs，試液濃度cx ， cx cs ，則As=csb ，Ax=cxb，所以A=Ax - As =cb ，由此可知，測得吸光度是被測試液與參比液吸光度的差值。示差分光光度法中由于用cs調(diào)T=100%，放大了讀數(shù)標(biāo)尺，從而提高了測量準(zhǔn)確度。3 吸光光度分析中選擇測定波長的原則是什么？某同學(xué)實驗測得一種有色物質(zhì)的吸收光譜圖如下, 你認(rèn)為選擇哪一種波長進(jìn)行測定比較合適？為什么？。答：測定波長選擇是否正確對吸光

11、光度分析的靈敏度、準(zhǔn)確度和選擇性均有影響，正確選擇測定波長的原則是 “吸收最大，干擾最小”，以提高測定的準(zhǔn)確性。在本實驗條件下，由于無干擾元素共存，原則上應(yīng)選用 A 曲線中吸光度最大處的波長進(jìn)行測定。但圖中1處，A在很窄的波長范圍內(nèi)隨的變化改變很大，此工作條件難于控制準(zhǔn)確一致，將會影響測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。若采用2處波長進(jìn)行測定，易于控制工作條件，可減小測量誤差。4 紫外及可見分光光度計的單色器置于吸收池的前面, 而原子吸收分光光度計的單色器置于吸收池的后面。為什么兩者的單色器的位置不同? 答：紫外及可見分光光度計的單色器是將光源發(fā)出的連續(xù)輻射色散為單色光, 然后經(jīng)狹縫進(jìn)入試樣池。 原子吸

12、收分光光度計的光源是半寬度很窄的銳線光源, 其單色器的作用主要是將要測量的共振線與干擾譜線分開。5 化合物中CH3Cl在172 nm有吸收帶，而CH3I的吸收帶在258 nm處，CH3Br 的吸收帶在204 nm ，三種化合物的吸收帶對應(yīng)的是什么躍遷類型？為什么這類化合物的吸收波長是CH3Cl CH3Br CH3I ？答：三種化合物的吸收帶對應(yīng)的躍遷類型是?；衔锏奈詹ㄩLCH3Cl CH3Br CH3I的原因是原子的電負(fù)性不同：原子的電負(fù)性強(qiáng)，對電子控制牢，激發(fā)電子所需的能量大，吸收光的波長短；反之，原子的電負(fù)性弱，吸收光的波長向長波方向移動。由于鹵素原子的電負(fù)性是Cl Br I，所以化合物

13、的吸收波長CH3Cl CH3Br CH3I 。6 共軛二烯在己烷溶劑中 max219 nm。如果溶劑改用己醇時， max比219 nm大還是小? 為什么？答max219 nm大。大多數(shù)會發(fā)生* 躍遷的分子，其激發(fā)態(tài)的極性總是比基態(tài)的極性大。因而，激發(fā)態(tài)與極性溶劑發(fā)生作用所降低的能量也大，也就是說，在極性溶劑作用下，基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間的能量差別小，因而吸收光譜的 max產(chǎn)生紅移。由于己醇比己烷的極性更大，在已醇中* 態(tài)比態(tài)( 基態(tài) )更穩(wěn)定, 從而 * 躍遷吸收將向長波方向移動。7 今有兩種溶液：苯的環(huán)己烷溶液和甲苯環(huán)己烷溶液。已知苯和甲苯在紫外光區(qū)均有吸收峰。若測得溶液1的吸收峰為261 nm，

14、溶液2 的吸收峰為256 nm ，試判斷溶液1和溶液2分別是上述哪種溶液，并說明其道理? 答：溶液1為甲苯，溶液2為苯。因為CH3取代，則CH鍵的電子與共軛體系中的電子產(chǎn)生重疊，使電子活動范圍擴(kuò)大，形成超共軛效應(yīng)，躍遷能量降低，使吸收波長紅移，所以甲苯的吸收波長比苯要長。8 通常有機(jī)化合物異構(gòu)體中，反式異構(gòu)體的紫外-可見最大吸收波長比順式的長 ，摩爾吸收系數(shù)要大。請以二苯乙烯為例解釋。答：這是空間效應(yīng)對共軛體系的影響。二苯乙烯有順反兩種結(jié)構(gòu)：這兩種異構(gòu)體的空間排列方式不同，吸收光譜也不同。順式異構(gòu)體兩個苯環(huán)在雙鍵的一邊，由于空間阻礙，影響了兩個苯環(huán)與烯的碳碳雙鍵共平面，吸收波長 max短，?。?/p>

15、反式異構(gòu)體的兩個苯環(huán)可以與烯的碳碳雙鍵共平面，形成大共軛體系，吸收波長 max在較長的方向，也增大。9 試述如何利用紫外吸收光譜區(qū)分以下四種化合物。答：(1) 只含一個雙鍵，吸收波長最短。(2) 是同環(huán)共軛雙鍵，吸收波長最長。(3)、(4) 都是異環(huán)共軛雙鍵，吸收波長較 (1) 長，較 (2) 短。其中(3) 只有三個取代基和一個環(huán)外雙鍵， (4)有 4 個取代基和 2 個環(huán)外雙鍵；因此4 3 吸收波長24 3 1所以，根據(jù)它們紫外吸收光譜的吸收峰波長可區(qū)分為這四種化合物。四、計算題1 一有色溶液符合朗伯比爾定律，當(dāng)使用2 cm比色皿進(jìn)行測量時，測得透光率為60%，若使用1 cm或5 cm的比

16、色皿，T及A各為多少？解：根據(jù)A = lgT = K b c對于同一溶液，K和c是恒定值，所以 當(dāng)使用1cm比色皿時， A = 0.111 T = 77.5%當(dāng)使用5cm比色皿時， A = 0.555 T = 27.9%2 用鄰二氮菲分光光度法測Fe 2+，移取0.0200 mg mL-1標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液6.00 mL于50 mL容量瓶中，加入鄰二氮菲及條件試劑，用水稀釋至刻度。用1 cm比色皿于510 nm 處測得該溶液的吸光度為0.488，計算吸光系數(shù)、摩爾吸光系數(shù)和桑德爾靈敏度S 。已知：Ar(Fe) =55.85解：根據(jù)A = lgT = K b c，則，所以( L g -1 cm-1) (

17、 L mol -1 cm-1)(g cm - 2 )3 用磺基水楊酸法測定微量鐵時。首先稱取0.2160 g NH4Fe (SO4)212H2O 溶于少量水中，并定量轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，配制成Fe3+的標(biāo)準(zhǔn)溶液。移取不同的體積（V）Fe3+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液分別于50 mL容量瓶中，用磺基水楊酸顯色后加水稀釋至刻度，測得吸光度值（A）列于下表：標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液的體積V / mL 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00吸光度A 0 0.165 0.320 0.480 0.630 0.790吸取試液10.00 mL，稀釋至250 mL，然后吸取該試液5.00 mL于

18、50mL容量瓶中，與上述Fe3+標(biāo)準(zhǔn)系列在相同條件下顯色，測得吸光度A = 0.450，求試樣溶液中鐵的濃度（以mg mL-1 表示）已知：g mol -1，g mol -1解：此題是用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計算微量鐵的濃度。先計算Fe3+的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：（mg mL-1）由于標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液及試樣溶液都是在50mL容量瓶中顯色，故可用體積為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線：由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得時A = 0.500，對應(yīng)的體積為6.40 mL，則試液中鐵的濃度為（mg mL-1）4 用丁二酮肟比色法測定某合金鋼中的鎳。稱取一定量的試樣溶解后定容為100 mL。移取10 mL，顯色后稀釋至50 mL。用1.00 cm的比色皿于470 nm處測其吸光度（470 =1.3104 L mol-1 cm-1）。欲使鎳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)恰好等于吸光度