12分析化学
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第十二章 原子光谱分析法
1. 解:1eV=1.6×10-19
J ;1J=107
尔格
(1) 814
9
1 3.010/ 5.110589.010c m s Hz T v m
ν-⨯====⨯⨯ 41
7
1
1 1.710589.010cm cm
νλ
--=
=
=⨯⨯ (2) 813
6
1 3.010/ 2.41012.610c m s Hz T v m
ν-⨯====⨯⨯ 14
1
1
793.612.610cm cm
νλ
--=
=
=⨯ 2. 解:
(1) 27
14126.6210
s 5.110 3.3810E h Hz ν--==⨯⋅⨯⨯=⨯尔格尔格
121919193.3810 3.3810J 3.38101.610eV 2.1eV E ----=⨯⨯=⨯÷⨯=尔格=
(2) 27
13136.6210
s 2.4101.5910E h Hz ν--==⨯⋅⨯⨯=⨯尔格尔格
132020191.59101.5910J 1.59101.610eV 0.1eV E ----=⨯⨯=⨯÷⨯=尔格=
3. 答:光谱项是利用量子数来表示原子能级的符号。原子中各个电子的运动状态和能
量状态用四个量子数来表示即为原子光谱项,用M
J n L 来表示(其中n 表示价电子壳层
的主量子数,L 是这个原子的总角量子数的矢量和,M 表示谱项的多重性,M=2S+1,J 是内量子数J=L+S )。 钠原子组态1
3S 的电子n=3,L=0,S=+1/2 or-1/2,M=,J=;其光谱项为: 钠原子组态13P 的电子n=3,L=1,S=+1/2 or-1/2,M=,J=;其光谱项为:
4. 答:原子谱线强度为:i
E i KT
ij 0ij ij 0
g I N A h e g ν-=
离子谱线强度为:()i
U+E 5/20KT ij 0e
N I'B KT e N -
=
由原子线及离子线强度的公式可知:谱线强度与下列因素有关
a.激发电位与电离电位。激发电位与电离电位越大,谱线强度就越小,两者为负
指数的关系。
b.跃迁几率。跃迁几率与激发态寿命成反比,与谱线强度成正比。
c.统计权重。统计权重与谱线强度成正比。
d.激发态温度。温度升高,有利于原子的激发,谱线强度增大,但由于温度升高,
体系中被电离的原子数也将增多,中性原子数就相应减小,使原子线的强度减
弱。
e.原子与离子浓度。谱线强度在一定范围内与原子和离子的浓度成正比。
5. 答:(1)棱镜摄谱仪的角色散率就是当波长变化一微小量dλ时,其偏向角θ(入射光与出射光间夹角)的变化量。一般以dθ/dλ表示。角色散率越大,即反映波长相差很小的两条谱线分得愈开。
摄谱仪的线色散率dl/dλ是指当波长相差dλ时,在感光板上两条谱线分开的程度(即距离)。线色散率越大,则两条波长相差很小的谱线即能分开。
摄谱仪的分辨率是指两条相差dλ的谱线能被分辨的最小距离。棱镜的分辨率R=mb(dn/dλ)(m为棱镜目数,b为棱镜底边长,dn/dλ为棱镜材料的色散率),因此棱镜的分辨率主要受棱镜目数、棱镜底边长、棱镜材料的色散率影响。
(2)光栅摄谱仪的角色散率是指当波长相差dλ时,它们的衍射线间夹角的大小,以dβ/dλ表示,其值越大,色散率越大。dβ/dλ=mf2/(dcosβ),光栅常数d愈小,即每毫米光栅刻线愈多,仪器线色散率就愈大;光栅级次m愈高,线色散率愈大;物镜焦距f2愈大,线色散率愈大。
分辨率R=λ/Δλ=mN,光栅级次m愈高,分辨率愈大;总刻线数愈多,分辨率愈高。
6. 答:棱镜摄谱仪是根据某些透明物质——玻璃、石英、岩盐对不同波长的光其折射率不同的原理进行分光的。色散率随波长增长而降低。
线色散率是指波长相差dλ的两条谱线在焦面上被分开的距离dl,dl/dλ为线色散率
光栅色谱仪是利用光的衍射原理进行分光的,其色散率和分辨率都较棱镜摄谱仪高,且色散率与波长无关。
7. 答:灵敏线是指元素的谱线中激发电位最低的谱线。
8. 答:
9. 答:如图y = 2.6565x - 2.8354,由公式S=r(logH-H i)得,反衬度r=2.6565,正常曝光的黑度范围为0.51-2.07
10. 答:光谱定量分析使用基本公式ΔS=rblgc+rlgA的条件是:
(1)该公式中包括感光板的反衬度,故本公式只能适用于同一张感光板,即标准与试样必须摄于同一感光板上。
(2)仅当谱线的黑度值位于乳剂特性曲线的正常黑度范围内时,上述公式才能应用。
(3)应仔细使光源、曝光时间等一切工作条件保持一致,且标样的化学成分,热处理等情况与分析试样相似,否则将使分析结果产生较大的误差。
11. 答:从乳剂特性曲线可以看出,只有在正常曝光部分,黑度S与logH成简单的线性关系,在曝光不足部分还存在雾翳黑度、惰延量等,因此不用分析线的黑度来表示待测元素的含量,使用分析线对的黑度差ΔS可以消除这些因素的干扰。
分析线和内标线称为“分析线对”,选用内标元素与分析线对时应注意:
(1)内标元素的挥发率必须与被测元素的挥发率相接近。这样才能避免因电学条件的改变而影响被测元素与内标元素进入弧焰的比例发生改变;
(2)内标元素可以是试样的基体元素,也可以是定量的外加元素。当以外加元素作为内标时,则试样中不应该还有该种元素或者含量应微量到可以忽略不计。内标元素中不