分析化學(xué)下冊(cè)答案華中師大版《儀器分析》作業(yè)題參考答案完整版

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第一章緒論

1．解釋以下名詞：

（1）儀器分析和化學(xué)分析；（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍；（3）靈敏度、縝密度、確鑿度和檢出限。答：（1）儀器分析和化學(xué)分析：以物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱、磁等）為基礎(chǔ)的分析方法，這類方法一般需要特別的儀器，又稱為儀器分析法；化學(xué)分析是以物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍：標(biāo)準(zhǔn)曲線是被測(cè)物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系曲線；標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線部分所對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)濃度（或含量）的范圍稱為該方法的線性范圍。

（3）靈敏度、縝密度、確鑿度和檢出限：物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應(yīng)信號(hào)值變化的程度，稱為方法的靈敏度；縝密度是指使用同一方法，對(duì)同一試樣進(jìn)行屢屢測(cè)定所得測(cè)定結(jié)果的一致程度；試樣含量的測(cè)定值與試樣含量的真實(shí)值（或標(biāo)準(zhǔn)值）相符合的程度稱為確鑿度；某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測(cè)物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量，稱為這種方法對(duì)該物質(zhì)的檢出限。

2．對(duì)試樣中某一成分進(jìn)行5次測(cè)定，所得測(cè)定結(jié)果（單位?g?mL?1）分別為0.36，0.38，0.35，0.37，

0.39。

（1）計(jì)算測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；

（2）假使試樣中該成分的真實(shí)含量是0.38?g?mL?1，試計(jì)算測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差。解：（1）測(cè)定結(jié)果的平均值

x?0.36?0.38?0.35?0.37?0.395?0.37?g?mL

?1

標(biāo)準(zhǔn)偏差

n?s?i?1(xi?x)n?12?(0.36?0.37)?(0.38?0.37)?(0.35?0.37)?(0.37?0.37)?(0.39?0.37)5?1?122222?0.0158?g?mL

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差sr?sx?100%?0.01580.37?100%?4.27%

（2）相對(duì)誤差Er?x????100%?0.37?0.380.38?100%??2.63%。

3．用次甲基藍(lán)?二氯乙烷光度法測(cè)定試樣中硼時(shí)，為制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，配制一系列質(zhì)量濃度?B（單位

mg?L?1）分別為0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)得吸光度A分別為0.140，0.160，0.280，0.380，0.410，0.540。試寫出該標(biāo)準(zhǔn)曲線的一元線性回歸方程，并求出相關(guān)系數(shù)。

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解：x??B?y?A?(0.5?1.0?2.0?3.0?4.0?5.0)mg?L6?1?2.58mg?L

?1(0.140?0.160?0.280?0.380?0.410?0.540)6?0.318

已知線性回歸方程為y?a?bx其中

n?(xb?i?1ni?x)(yi?y)?x)2?(xi?1ni?(??i?1Bin?2.58)(Ai?0.318)

Bi?(?i?1?2.58)2?0.088a?y?bx?0.092

?一元線性回歸方程為

y?0.092?0.088x。

n?(x代入數(shù)據(jù)可求得相關(guān)系數(shù)r??ni?1i?x)(yi?y)n1/2??0.9911或r?0.9911。

?22?(x?x)(y?y)?i??i?i?1?i?1?

4．下面是確定某方法測(cè)定鐵的檢出限的一組數(shù)據(jù)：空白信號(hào)（相對(duì)單位）為5.6，5.8，6.2，5.2，

5.3，5.6，5.7，5.6，5.9，5.6，5.7；10ng?mL?1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液信號(hào)（相對(duì)單位）為10.6，10.8，10.6。試計(jì)算此方法測(cè)定鐵的檢出限。解：xb?5.6?5.8?6.2?5.2?5.3?5.6?5.7?5.6?5.9?5.6?5.711n?5.65

?(xsb?i?1bi?xb)2n?1?0.27

xL?xb?ksb?5.65?3?0.27?6.46

xL?xbS3sbS檢出限D(zhuǎn)??

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1其中S?dxd??3(10.6?10.8?10.6)?5.65(10?0)ng?mL?1?0.502/(ng?mL?1)

?該方法測(cè)定鐵的檢出限為

D?3?0.270.502/(ng?mL?1)?1.61ng?mL?1。

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其次章光學(xué)分析法導(dǎo)論

1．解釋以下名詞：

（1）原子光譜和分子光譜；（2）原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜；（3）統(tǒng)計(jì)權(quán)重和簡(jiǎn)并度；（4）分子振動(dòng)光譜和分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；（5）禁戒躍遷和亞穩(wěn)態(tài)；（6）光譜項(xiàng)和光譜支項(xiàng)；（7）分子熒光、磷光和化學(xué)發(fā)光；（8）拉曼光譜。

答：（1）由原子的外層電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光譜稱為原子光譜；由分子的各能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子光譜。

（2）當(dāng)原子受到外界能量（如熱能、電能等）的作用時(shí)，激發(fā)到較高能級(jí)上處于激發(fā)態(tài)。但激發(fā)態(tài)的原子很不穩(wěn)定，一般約在10?8s內(nèi)返回到基態(tài)或較低能態(tài)而發(fā)射出的特征譜線形成的光譜稱為原子發(fā)射光譜；當(dāng)基態(tài)原子蒸氣選擇性地吸收一定頻率的光輻射后躍遷到較高能態(tài)，這種選擇性地吸收產(chǎn)生的原子特征的光譜稱為原子吸收光譜。

（3）由能級(jí)簡(jiǎn)并引起的概率權(quán)重稱為統(tǒng)計(jì)權(quán)重；在磁場(chǎng)作用下，同一光譜支項(xiàng)會(huì)分裂成2J＋1個(gè)不同的支能級(jí)，2J＋1稱為能級(jí)的簡(jiǎn)并度。

（4）由分子在振動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子振動(dòng)光譜；由分子在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。

（5）不符合光譜選擇定則的躍遷叫禁戒躍遷；若兩光譜項(xiàng)之間為禁戒躍遷，處于較高能級(jí)的原子具有較長(zhǎng)的壽命，原子的這種狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài)。

（6）用n、L、S、J四個(gè)量子數(shù)來(lái)表示的能量狀態(tài)稱為光譜項(xiàng)，符號(hào)為n2S?1L；把J值不同的光譜項(xiàng)稱為光譜支項(xiàng)，表示為n2S?1LJ。

（7）熒光和磷光都是光致發(fā)光，是物質(zhì)的基態(tài)分子吸收一定波長(zhǎng)范圍的光輻射激發(fā)至單重激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)而產(chǎn)生的二次輻射。熒光是由單重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷產(chǎn)生的光輻射，而磷光是單重激發(fā)態(tài)先過(guò)渡到三重激發(fā)態(tài)，再由三重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷而產(chǎn)生的光輻射。化學(xué)發(fā)光是化學(xué)反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物受反應(yīng)釋放的化學(xué)能激發(fā)而產(chǎn)生的光輻射。

（8）入射光子與溶液中試樣分子間的非彈性碰撞引起能量交換而產(chǎn)生的與入射光頻率不同的散射光形成的光譜稱為拉曼光譜。

2．說(shuō)明光譜項(xiàng)中各符號(hào)的意義和計(jì)算方法。

答：光譜項(xiàng)表示為n2S?1L，其中n為主量子數(shù)，其數(shù)值等于原子的核外電子層數(shù)；S為總自旋量子數(shù)，若N為原子的價(jià)電子數(shù)，S可取

N2，

N2?1，

N2?2，?，

12，0；L為總軌道角量子數(shù)，對(duì)

于具有兩個(gè)價(jià)電子的原子，L只能取值(l1?l2)，(l1?l2?1)，(l1?l2?2)，?，l1?l2。

3．計(jì)算：（1）670.7nm鋰線的頻率；（2）3300cm?1譜線的波長(zhǎng)；（3）鈉588.99nm共振線的激發(fā)電位。

c3.0?1010解：（1）v???cm?s?1670.7nm?4.47?1014s?1

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（2）??1??13300cm?1?3030nm

（3）E?h?c??(4.136?10?15eV?s)?(3.0?10588.99nm10cm?s)?1?2.107eV

4．電子能級(jí)間的能量差一般為1?20eV，計(jì)算在1eV，5eV，10eV和20eV時(shí)相應(yīng)的波長(zhǎng)（nm）。

h?c?E(4.136?10?15解：已知???eV?s)?(3.0?10?E?110cm?s)?1

1e