劉約權(quán)儀器分析課后習題答案

1、第1章 緒 論 1.1 內(nèi)容提要1.1.1 基本概念分析化學研究物質(zhì)的組成、含量、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的科學?；瘜W分析是利用化學反應(yīng)及其計量關(guān)系進行分析測定的一類分析方法。儀器分析則是以物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學性質(zhì)及其在分析過程中所產(chǎn)生的分析信號與物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系為基礎(chǔ)，并借助于比較復雜或特殊的現(xiàn)代儀器，對待測物質(zhì)進行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析和動態(tài)分析的一類分析方法。準確度指多次測定的平均值與真值（或標準值）之間的符合程度。常用相對誤差Er來描述，其值越小，準確度越高。式中，x為樣品多次測定的平均值；為真值（或標準值）。精密度指在相同條件下用同一方法對同一樣品進行多次平行測定結(jié)果之間的符合程度。誤差測量值與真

2、實值之差。偏差測量值與平均值之差。用來衡量精密度的高低。為了說明分析結(jié)果的精密度，以測量結(jié)果的平均偏差和相對平均偏差表示。單次測量結(jié)果的偏差，用該測量值與其算術(shù)平均值之差來表示。 標準偏差 相對標準偏差指標準偏差在平均值中所占的比例，常用或RSD表示： 靈敏度儀器分析方法的靈敏度是只待測組分單位濃度或單位質(zhì)量的變化所引起測定信號值的變化程度，以b表示。 檢出限即檢出下限，是指某一分析方法在給定的置信度可以檢出待測物質(zhì)的最小濃度（或最小質(zhì)量），以D表示。 標準曲線是待測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應(yīng)（測定）信號的關(guān)系曲線。一元線性回歸法把反映物質(zhì)濃度c儀器響應(yīng)信號的測量值之間關(guān)系的一組相關(guān)的分析數(shù)據(jù)

3、，用一元線性回歸方程（）表示出來的方法，其中：， 式中，b為回歸系數(shù)，即回歸直線的斜率；為直線的截距；為濃度（或含量）的平均值；為響應(yīng)信號測量值的平均值。相關(guān)系數(shù)是標準溶液濃度所對應(yīng)的響應(yīng)信號測量值與濃度之間線性關(guān)系好壞程度的統(tǒng)計參數(shù)，通常以相關(guān)系數(shù)來表征。樣品的采集從大量的不均勻的待測物質(zhì)中采集能代表全部待測物質(zhì)的分析樣品的過程。樣品的制備樣品得粉碎、混勻、縮分的過程，稱為樣品的制備。樣品的提取采用適當?shù)娜軇┖头椒?，將樣品中不同成分從中分離出來的過程，稱為提取。樣品的消解把難溶或難解離的化合物的待測樣品轉(zhuǎn)化為便于測定的物質(zhì)稱為樣品的消解。樣品的純化在測定之前，除掉樣品中雜質(zhì)的操作。樣品的濃縮

4、在測定前出去過多的溶劑，提高待測組分濃度的過程稱為濃縮。樣品的衍生是用化學反應(yīng)將某種儀器分析方法無法測定的待測組分定量的轉(zhuǎn)化為另一種可以分析測定的化合物（衍生物）的過程稱為樣品的衍生。微波壓力釜消解法將樣品放于壓力釜消解容器內(nèi)，加入消解試劑，密封后置于專用微波爐內(nèi)在一定的功率擋進行消解的方法。具有大批量、快速消解和轉(zhuǎn)化的優(yōu)點。1.1.2 基本內(nèi)容1.儀器分析法分類光分析法利用待測組分的光學性質(zhì)(如光的發(fā)射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等)進行分析測定的一種儀器分析方法，其理論基礎(chǔ)是物理光學、幾何光學和量子光學。電化學分析法利用待測組分在溶液中的電化學性質(zhì)進行分析測定的一種儀器分析方法，其理論基

5、礎(chǔ)是電化學和化學熱力學。分離分析法利用物質(zhì)中各組分間的溶解能力、親和能力、吸附和解吸能力、滲透能力、遷移速率等性能方面的差異，先分離后分析測定的一類儀器分析方法，其主要理論基礎(chǔ)是化學熱力學和化學動力學。其他分析法利用熱學、力學、聲學、動力學性質(zhì)進行測定的儀器分析方法。其中最主要的有質(zhì)譜法(MS)，利用帶電粒子質(zhì)荷比的不同進行分離、測定的分析方法。另外，還有熱分析法、動力學分析法、中子活化法、光聲光譜分析法和電子能譜分析法等等。2. 儀器分析在高等教育中的應(yīng)用儀器分析一直是我國高?；瘜W專業(yè)的基礎(chǔ)課，伴隨著科技的不斷飛速發(fā)展及各學科的交叉滲透，儀器分析越來越受到重視并逐漸擴展應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域，成為目

6、前高?；瘜W系、生物系、醫(yī)藥系、食品系的必修課及其他相關(guān)專業(yè)的選修課。3. 儀器分析方法的重要評價指標精密度，準確度，靈敏度，選擇性，標準曲線的線性及線性范圍，檢出限。4. 儀器分析樣品的預處理步驟樣品的采集與制備，樣品的提取與消解，樣品的純化與濃縮，樣品的衍生化。5. 計算機在儀器分析中的應(yīng)用利用計算機模擬儀器分析實驗(即可以節(jié)省試劑，又可與防止環(huán)境污染，尤其是可以模擬一些人不能直接操作的實驗)，利用計算機技術(shù)，提高儀器分析方法的準確度、靈敏度、選擇性、降低檢出限；利用計算機進行數(shù)據(jù)處理；利用計算機建立儀器工作站；利用計算機網(wǎng)絡(luò)獲取儀器分析相關(guān)信息數(shù)據(jù)等。1.2 思考題與習題解答1. 現(xiàn)代儀器

7、分析法有何特點？它與化學分析方法有何不同？答：儀器分析與化學分析相比，具有如下特點：(1)靈敏度高；(2)操作簡便，分析速度快；(3)選擇性好；(4)樣品用量少；(5)用途廣；(6)相對誤差較大。2. 現(xiàn)代儀器分析主要有哪些分析方法？請用列圖表的方法進行總結(jié)。答：列圖表如下：分析方法基本原理理論基礎(chǔ)包含的分析方法光分析法利用待測組分的光學性質(zhì)(如光的發(fā)射、吸收、散射、折射、衍射、偏振等)物理光學、幾何光學、量子光學吸收光譜法、發(fā)射光譜法、散射光譜法以及旋光(偏振)法、折射(光)法、比濁法、光導纖維傳感法、X射線及電子衍射法電化學分析法利用待測組分在溶液中的電化學性質(zhì)電化學和化學熱力學電位法、極

8、譜與伏安法、電導法、電解法及庫侖法分離分析法利用物質(zhì)中各組分間的溶解能力、親和能力、吸附和解吸能力、滲透能力、遷移速率等性能方面的差異化學熱力學和化學動力學氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法和離子色譜法、超臨界流體色譜法、高效毛細管電泳法、毛細管電動色譜法以及色譜-光譜、色譜-質(zhì)譜、毛細管電泳-質(zhì)譜等聯(lián)用方法其他分析法利用物質(zhì)中各組分間的熱學、力學、聲學、動力學性質(zhì)以及帶電粒子的質(zhì)荷比的差異熱學、力學、聲學、動力學質(zhì)譜法、熱分析法、動力學分析法、中子活化法、光聲光譜分析法和電子能譜法3. 評價一種儀器分析方法的主要技術(shù)指標是什么？答：精密度，準確度，靈敏度，選擇性，標準曲線的線性及線性范圍

9、，檢出限。4. 微波壓力釜溶樣消解法有什么突出優(yōu)點？答：(1)消解反應(yīng)快速完成；(2)適用于大批樣品同時進行消解反應(yīng)；(3)可用于各種生物樣品的消解。5. 如何利用一元線性回歸方程手工繪制標準曲線？答：測定濃度(或含量)分別為c1，c2，c3，c4，c5，的標準系列所對應(yīng)的響應(yīng)信號的測量值分別為A1,A2,A3,A4,A5,利用；求得a，值，過(0,a)和(,)兩點，在c的濃度(或含量)范圍內(nèi)作一條直線即為給定的數(shù)據(jù)組(ci,Ai)所確定的一條最為可靠的標準曲線。6. 稱取0.3511g(NH4)2SO4FeSO46H2O于500mL容量瓶中，加少量水溶解，再加入20mL1:4的H2SO4，最

10、后用蒸餾水定容，所配溶液為鐵標準溶液。取V(單位：mL)鐵標準溶液于50mL容量瓶中，用鄰二氮菲顯色后加蒸餾水至刻度，分別測得其吸光度列于下表：鐵標準溶液V/ mL吸光度A0.0000.200.0850.400.1650.600.2480.800.3181.000.398吸取5.00mL試液，稀釋至250mL，在吸取此稀釋液2.00mL于50mL容量瓶中，與標準溶液相同條件顯色定容后，測得吸光度A=0.281。(1)試寫出該標準曲線的一元線性回歸方程，并求出試液中鐵的含量；(2)計算相關(guān)系數(shù)。已知M(NH4)2SO4FeSO46H2O=392.17gmol-1,M(Fe)=55.85 gmol-1。解：(1)標準溶液的濃度為顯色后標準溶液中鐵的濃度為鐵標準溶液V/ Ml吸光度A0.000.0000.200.400.0850.400.800.1650.601.200.2480.801.600.3181.002.000