(完整版)儀器分析習(xí)題參考答案

1、儀器分析習(xí)題作業(yè) 第一章緒論 1-2 化學(xué)分析與儀器分析區(qū)別？又有哪些共同點？ 1、主要區(qū)別：(1)化學(xué)分析是利用物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進行分 析；儀器分析是利用物質(zhì)的物 理或物理 化學(xué)性質(zhì)進行分析； (2)化學(xué)分析不需要特殊的儀器設(shè)備；儀器分 精心整理 析需要特殊的儀器設(shè)備； (3)化學(xué)分析只能用于組分的定量或定性分析；儀器分析還能用 _I.I 于組分的 I 結(jié)構(gòu)分析； (4)化學(xué)分析靈敏度低、選擇性差,但測量準(zhǔn)確度高,適合于常量組分分析；儀器分析靈敏度高、選擇性好, 但測量準(zhǔn)確度稍差,二一適合于微 量、痕量及 超痕量組 分的分析. 2、共同點：都是進行組分測量 的手段,是分析化學(xué)的組成部 分.二

2、1-5 儀器分析與分析儀器聯(lián)系與區(qū)別？ 分析儀器與儀器分析的區(qū)別： 分析儀器是實現(xiàn)儀器分析的一 種技術(shù)設(shè)備,是一種裝置；儀 器 分 析是利用儀器設(shè)備進行組分分精心整理 析的一種技術(shù)手段. 分析儀器與儀器分析的聯(lián)系： 儀器分析需要分析儀器才能達 到量測的目的,分析儀器是儀 器 分 析的工具.儀器分析與分析儀 器的開展相互促進. II;. 1-7 采用儀器分析進行定量分析為神魔要進行校正？ 由于儀器分析直接測量的是物 質(zhì)的各種物理信號而不是其濃 精心整理精心整理 度或質(zhì)量數(shù),而信號與濃度或質(zhì) 量數(shù)之間只有在一定的范圍內(nèi)才某種確定的關(guān)系,且這種關(guān)系還受儀器、方法及樣品基體等的影響.因此要進行組分的定

3、量分析,并消除儀器、方法及樣品基體等對測量的影響,必須首先建立特定測量條件下信號與濃度或質(zhì)量數(shù)之間的關(guān) 系,即進行定量分析校正. 第二章光譜分析法導(dǎo)論 精心整理 2-1 光譜儀的一般組成包括： 光源、 單色器、樣品引入系統(tǒng)、檢測器、信號處理與輸出裝置. 各部件的主要作用為光源：提;一一一1I 供能量使待測組分產(chǎn)生吸收包括激發(fā)到高能態(tài)； 單色器： 將復(fù)合光分解為單色光并采集 特定波長的光入射樣品或檢測 精心整理 器； 樣品引入 精心整理 精心整理 精心整理 檢測器:將光信號轉(zhuǎn)化為可量化輸出的信號. 信號處理 精心整理 精心整理 精心整理 精心整理 2-2:單色器組成？作用是？I 單色器的組成包括

4、：入射狹縫、 透鏡、單色元件、聚焦透鏡、 精心整理 出射狹縫. 各部件的主要作用為：入射狹縫：采集來自光源或樣品池的復(fù)合光； 透鏡： 將入射狹縫采集的復(fù)合光分解為平行光； 單色元件：將復(fù)合光色散為單色光即將光按波長排列聚焦透鏡：將單色元件色散后的具有相同波長的光在單色器 精心整理 的出口曲面上成像； 出射狹縫： 采集色散后具有特定波長的光入射樣品或檢測器 2-7 光柵寬度 5.0mm,每毫米刻線數(shù) 720 條,該光柵第一級光譜分辨率多少？ 由于對于一級光譜n=1而言,光柵的分辨率為： =光柵寬度x光柵 =720X5=3600 4平均 R=nN=N的刻痕密度又由于： 精心整理 R=1： 所以,中

5、央波長即平均波長在1000cm-1的兩條譜線要被該光柵分開,它們相隔的最大距 離為: 第 3 章原子發(fā)射光譜法 3-2 緩沖劑與揮發(fā)劑在礦石定量分析中的作用？ 緩沖劑的作用是抵償樣品組成變化的影響,即消除第三元素精心整理 的影響,限制和穩(wěn)定弧溫； 揮發(fā)劑的作用是增加樣品中難 揮發(fā)性化合物的揮發(fā)水平 一入手堀 =R 1000 =L=0.28cm-1 精心整理 . 3-6注意內(nèi)標(biāo)與內(nèi)標(biāo)法的概念區(qū)別 解： 在進行內(nèi)標(biāo)法定量分析時,在待樣品中參加或基體中大量存在的含量根本固定 LI 的組分稱為內(nèi)標(biāo). II. 在分析時,以待測物的信 號與內(nèi)標(biāo)物的信號比與待測物 的濃度或質(zhì)量之間的關(guān)系來進行定量分析的方法

6、稱為內(nèi)標(biāo)法. 采用內(nèi)標(biāo)法定量的目的是消除試樣的組成、形態(tài)及測量條件如光源精心整理 的變化等對測量結(jié)果的影響,提升分析結(jié)果的穩(wěn)定性.1! 3-8 簡述三種用于 ICP 炬的式樣引入方式？ 由于試樣只能被載氣帶入ICP光源中,而不能直接引入ICP光源中,所以固體試樣和液體試樣都在引入ICP光源前必須轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或氣溶膠狀態(tài).因此試樣引入ICP光源的主要方式有：霧化進樣包括氣動霧化和超聲霧化進樣、電熱蒸發(fā)進樣、激精心整理 光或電弧和火花熔融進樣,對于特定元素還 可以采用氫化物發(fā)生法進樣.其中,以氣動霧化方式最為常用. 第 8 章分子發(fā)光分析法一 8-1 解釋以下名詞 (1)單重態(tài)：體系中兩個電子以不同

7、的自旋方向處于相同或不同軌道的狀態(tài). (2)三重態(tài)：體系中兩個電子以相同的自旋方向處于相同或不同軌道的狀態(tài). 精心整理 (3)系間跨越：不同多重態(tài)能級之間的非輻射躍遷過程. (4)振動馳豫： 同一電子能級中,從較高振動能級到較低振 動能級的非輻射躍遷過程. (5)熒光猝滅：某種給定熒光體與溶劑或其它溶質(zhì)分子之間發(fā)生的導(dǎo)致熒光強度下降的物 理或化學(xué)精心整理 (6)熒光量子產(chǎn)率： 熒光體所發(fā)射的熒光的光子數(shù)與所吸收的光子數(shù)的比值. L (7)重原子效應(yīng)： 當(dāng)分子中含有一些質(zhì)量數(shù)比擬大的原子(稱為重原子,精心整理 如I、Br等) 體系中存 精心整理 精心整理 精心整理 精心整理 8-2 磷光與熒光在

8、發(fā)射特性上差異與原因？ 由于熒光是由第一電子激發(fā)單 重態(tài)的最低振動能級向基態(tài)躍 L 遷時發(fā)射的光譜,因此當(dāng)分子 ! 被 精心整理 激發(fā)到比第一電子激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級還要高的任何一個能級上后,它在發(fā)熒光之前都將通過振動馳豫、內(nèi)轉(zhuǎn)化等非輻射馳豫過程回到第一電子激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級上,然后才能通過輻射躍遷發(fā)熒光回到基態(tài).因此熒光光譜的形狀于激發(fā)光波長無關(guān). ! 8-10 等量意分別溶解于苯或氯仿成同濃度溶液,哪一種磷光更強？ 在分子或體系中存在重原子時,重原子會增加系間竄躍速度,導(dǎo)致熒光減精心整理 弱,但卻使磷光增強.由于氯仿的重原子效應(yīng)比苯大,所以意在氯仿中的磷光比在苯中強. 第 9 章

9、紫外-可見吸收光譜法 9-1 有機化合物分子電子躍遷？ 有機化合物的電子躍遷主要有 (TCT、n7(T、兀兀、 n.* 能夠在紫外-可見吸收光譜中反響出來的有：n-(T*、兀- *、n-* L| 9-8(1)乙烯(2)1,3,5-己三稀(3)1,3-丁二烯哪個摩爾吸光系數(shù)大？ 由于隨著共軻體系得增加,兀-兀*躍遷的吸收峰會發(fā)生精心整理精心整理 紅移于增色效應(yīng),所 以1,3,5-己三烯的吸 收峰的摩爾吸光系 數(shù)最大. i *Xf產(chǎn)、 9-12 全反式番茄紅素的入 max 和 emax 由于：A=-lgT=-lg0.42=0.377 根據(jù)朗伯比爾定 j 律： _A F0.377/ (2.5*2*1

10、000) =7.54*10.-5=0.0 01/(0.1M) 所以：M=132.6g/mol 第 10 章紅外吸收法 14-1、影響紅外吸收峰強度的主要因素 解：影響紅外吸收峰強度的主 要因素：紅外吸收的強度主要 由振動能級的躍遷概率和振動;一一一1I 過程中偶極矩的變化決定.從 基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷的概率大,因此基頻吸收帶一般較強. 精心整理 精心整理 另外,基頻振動過程中偶極矩的變化越大,那么其對應(yīng)的紅外吸收越強.因此,如果化學(xué)鍵兩端連接原子的電負性差異越大,或分子的對稱性越差,那么伸縮振動時化學(xué)鍵的偶極矩變化越大,其紅外吸收也越強, 這就是nC=O的強度大于! nC=C的原因.一般來說,

11、反對稱伸縮振動的強度大于對稱精心整理 收縮振動的強度,伸縮振動的強度大于變形振動的強度. 14-16、以下哪一個化合物 Vc=o 吸收帶在高頻率？為什么？ 解: (a) (b) 在影響基團頻率的因素中,共 輒效應(yīng)使共物體系具有兩面 性,且使其電子云密度平均化, 精心整理精心整理 造成雙鍵略有伸長,單鍵略有縮短,因此雙鍵的吸收頻率向低波數(shù)方向位移. 較大53.共鈍效應(yīng)的苯基與C =0相連,共軻效應(yīng)致使苯甲醛a中較乙醛中C=O降低 4040cmcm-1.對二氨基苯甲醛分子b b中,對位推電子基二甲氨基的存在,使共腕效應(yīng)增大,C=0C=0 極性增強,雙鍵性下降,C 二 O較苯甲醛向低波數(shù)位移近30c

12、m-1. Ir-%I-| rI,J 14-18、順式-1,2-環(huán)戊二醇的 CC14 稀溶液,在 3620cm-1 及 3455cm-1 處出現(xiàn)兩個 |； , 吸收峰,為什么？ 解：3620cm-1處的吸收是游離OH精心整理 的伸縮振動,而3450cm-1處的吸收是由于形成了氫鍵,吸收波長向長波方向移動形成的.在CCl4稀溶液中只能形成分子內(nèi)氫鍵,不易形成分子間氫鍵.從下面結(jié)構(gòu)可以看出,只有順式環(huán)戊二醇可以形成分 II; 子內(nèi)氫鍵,所以在CC14稀溶液中,順式環(huán)戊二醇會在3450 cm-1處出峰,而反式環(huán)戊二醇 精心整理 那么不出現(xiàn). 順式1,2-環(huán)戊二醇反式 1,2-環(huán)戊二醇 r_LI .I、

13、 ,iXI /一!1 第 12 章核磁共振波譜法 12-2 自旋量子數(shù)為 3/2 的核有幾種空間取向？ 解：自旋量子數(shù)為I的核具有 的磁能級為：2I+1 精心整理 即該核有2X+1=6中,每種磁能級的磁量子數(shù)分別為： 5/2,3/2,1/2;-1/2,-3/2, I -5/2. L 1r-%I-| rIJ-J 1,I 12-4 什么是化學(xué)位移？ ! 用核磁共振儀可以記錄到有關(guān) 信號,處在不同化學(xué)環(huán)境中的 氫原子因產(chǎn)生共振時吸收電磁波的頻精心整理 率不同,在譜圖上出現(xiàn)的位置也不同,各類氫原子的 這種差異被稱為化學(xué)位移. 12-5CNMR 的化學(xué)位移和 HNMR 有何差異？ 化學(xué)位移=鎖場場強-共

14、振場強/鎖場場強不同碳的共振場強“差值比氫核大,而碳的鎖場場強 或共振場強比氫 精心整理 核要小只有氫核的1/4.所 以,CNMRf的這個比值-“化 第 14 章電位分析法 14-11 某 PH 計的標(biāo)度每改變一個 PH 單位,相當(dāng)于電位的改變?yōu)?60mV 用斜率為 50mV/pH 的玻璃電極來測定 pH 為 5.00 的溶液,采用 pH 為 2.00 的標(biāo)準(zhǔn)溶液來測定, 測定結(jié)果的絕對誤差為多大？ |r-%I-| rI,J 解：由于對于pH電 極其電位為：E=k+sH +=k-spH 所以,(pH-pH)50(5.002.0學(xué)位移 要遠大于 HNM錯 精心整理 0)150(mV)xsAE=E

15、-E=s= x-=s1X 又由于每改變一個 pH單位,相對于電位改變60mV,所以 150mV的電位改I 變,相當(dāng)于pH的改 變?yōu)椋簆H=150/60=2.5 精心整理 所以,實際測量得到的pH為：pH=pHs+ApH=2.0+2.5=4.5 所以,測定結(jié)果的絕對誤差為4.5-5.0= -0.5個pH單位. -i rIJ, , 14-19 (1)Ag+S2-=Ag2S; 選擇用Ag2s多晶膜電極；Ag+ CN-=Ag(CN)2-;選擇用Ag2S多晶膜電極； (3)NaOH+H2C2O4= ；Na2C2O4+H2O; 選擇pH玻璃電極；(4) Fe(CN)63-+精心整理 Co(NH3)62+=

16、 Fe(CN)64-+ Co(NH3)63+;選擇 Pt?=e3+,Fe2+電極(零類金屬基電極) (5)Al3+F-= Al(F)63-;選擇F-選擇電極； (6)H+叱暖 =質(zhì)子化的口比暖；選擇用pH玻璃電精心整理精心整理 極; 2K4Fe(CN)6+ 3Zn2+= Zn3K2Fe(CN)62+ 6K+;選擇K+玻璃 電極 (8)H2Y2-+j Co2+=CoY2-+2 H+;選擇用 Hg|HgY,CoY,Co2+ 電極 第三類金屬基電極 第 18 章色譜法導(dǎo)論局部習(xí)題解答 18-1、試說明別離的含義及熱力學(xué)限制,分析別離與制備別離的區(qū)別于聯(lián)系. 答：利用待別離的各種組分在兩相間的分配系數(shù)

17、、吸附水平等親和水平的不同而進行別離 ;一一一1I 的方法也叫層析法或色層法 速差遷移是由于不同組分 在兩相間的分配系數(shù)不同而引精心整 理精心整理 起的.根據(jù)小可見,速差遷移取決于色譜熱力學(xué)因素,包括固定相與流動相的性質(zhì)與組成,組分性質(zhì)以及固定相與流動相的體積比. 分子離散是由于分子在色譜別離過程中存在渦流擴散、縱向擴散和傳質(zhì)阻力造成的,根據(jù)速率方程可知,分子離散取決色譜動力學(xué)因素,包括填 精心整理 料顆粒大小、填充均勻程度、流動相流速、柱溫、分子擴散系數(shù)、固定液膜厚度、以及色譜柱長度、形狀和色譜系統(tǒng)死體積等因素. 18-9 試列出影響色譜峰區(qū)域擴張的因素. 答：影響色譜峰區(qū)域擴張的因1r-,

18、 ,hI-| 素包括填料顆粒大小、 填充均勻程度、流動相流速、柱溫、分子擴散系數(shù)、固定液膜厚度 以及色譜柱長度、形狀和色譜系統(tǒng)死體積等因素. .% 第 19 章氣相色譜法 19-1、填充柱氣象色譜儀與毛細管氣象色譜儀流程有何差異？ 答：與填充柱氣相色譜相比, 毛細管氣相色譜儀的柱前增加 了一個分流進樣器,柱后增加 了尾吹氣路.樣品經(jīng)過氣化后 可以選擇全部或局部進入色譜 柱中,從柱后流出的樣品那么在 精心整理 尾吹氣作用下得到富集并加速進入檢測器,以減少峰展寬和提升檢測靈敏度. .JDjO 19-10、在氣象色譜操作中,為什么程序升溫？ 答：氣相色譜中的程序升溫那么.一II 是指在氣相色譜別離過

19、程中由低到高改變色譜柱爐溫的操作 法.使用程序生溫的目的是為了提升 別離的分辨率和加快分精心整理 析速度,實現(xiàn)沸點相差很大的組分的混合物的有效和快速分 離. .D：L一 19-13 設(shè)計以下式樣測定色譜分析操作. (1)乙醇中微量水：采用填充柱氣相色譜,用高分子多孔微球為固定相,H2或He為流XIr-%IJ-) 動相,采用熱導(dǎo)池檢測器檢測. (2)超純N2中的O2:采用填充柱氣 相色譜,用固體吸收精心整理精心整理 劑為固定相,Ar為流動相,采用電子捕獲檢測器檢測. (3)蔬菜中有機磷農(nóng)藥：采用毛細管氣相色譜,用強極性固體液為固定相,H2為流動相,采用氮磷檢測器檢測. (4)微量苯、甲苯和二甲苯：采用毛細管氣相色譜,用非極性固定液為固定相,H2為流動相,采用氫火焰離子精心整理 檢測器 檢測. 第 20 章液相色譜法 20-1、試與氣象色譜,經(jīng)典液相柱色譜比擬說明高效液相色譜有那些根本特點,其色譜性能和應(yīng)用范圍有何異同？ 答：與經(jīng)典液相色譜相比,HPLC柱更短、更細,填料粒徑更小,填充更均勻,別離在高壓下進行,并且具有在線檢測的功能,因此具有高柱效、 高靈敏度和快速別離的特點,可用于準(zhǔn)確的精心整理 定性和定量分析；