仪器分析课后习题答案解析(武大版)

仪器分析课后习题(参考)

(部分)

第一章绪论

1、仪器分析有哪些分析方法？请加以简述。

答:a、光学分析法 b、电化学分析法 c、分离分析法 d、其它分析方法。

光学分析法:分为非光谱法与光谱法。非光谱法就是不涉及物质内部能级跃迁,通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化,从而建立起分析方法的一类光学测定法。光谱法就是物质与光相互作用时,物质内部发生的量子化的能级间的跃迁,从而测定光谱的波长与强度而进行的分析方法。

电化学分析方法:利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。

分离分析方法:利用样品中共存组分间溶解能力、亲与能力、吸附与解析能力、迁移速率等方面的差异,先分离,后按顺序进行测定的一类分析方法。

其它仪器分析方法与技术:利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质测定的一类分析方法。

3、仪器分析的联用技术有何显著优点？

答:多种现代分析技术的联用,优化组合,使各自的优点得到发挥,缺点得到克服,尤其就是仪器与现代计算机技术智能融合,实现人机对话,不断开拓了一个又一个的研究领域。

第二章分子分析方法

2、为什么分子光谱总就是带状光谱？

答:因为当分子发生电子能级跃迁时,必须伴随着振动能级与转动能级的跃迁,而这些振动的能级与转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的,所以就是带状光谱。

4、有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型？那些类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出来？

答:б→б*、П→б*、n→б*、n→б*、n→П*、П→П*。其中n→б*、n→П*、П→П*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出。

5、何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应,淡色效应、向红基团、向蓝基团？

答:深色团:分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。

助色团:与生色团与饱与烃相连且使吸收峰向长波方向移动,并使吸收强度增强的原子或原子团,如:-OH、-NH2。

长移:某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团,使吸收峰向长波长的移动的现象。

短移:某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团,使吸收峰向短波长的移动的现象。

峰:吸收曲线的峰称为吸收峰,吸收程度最大的峰称为最大吸收峰。

吸收曲线:又称吸收光谱,通常以入射光的波长为横坐标,以物质不同波长光的吸收A 为纵坐标,在200-800nm波长范围内所绘制的A-Λ曲线。

浓色效应:使吸收强度增强的现象。

淡色效应:使吸收强度减弱的现象。

向红基团:使吸收峰向长波长移动的基团。

向蓝基团:使吸收峰向短波长移动的基团。

7、何为溶剂效应？

答:溶剂的极性不同会引起某些化合物的吸收峰发生红移或蓝移的作用。

9、有机物分子的吸收带有那些类型？产生的原因就是什么？各有何特点？

答:有R、K、B、E等吸收带类型。

R吸收带:由发色团(-C=O、-N=O)的n→П*跃迁产生。

特点:跃迁所需能量少,通常为200-400nm;跃迁概率小,一般ζ<100,属于弱吸收。

K吸收带:由共轭体系П→П*跃迁产生。

特点:跃迁所需能量比R吸收带大,跃迁概率大;K吸收带波长及强度与共轭体系数目、位置、取代基总类有关。

B吸收带:由共轭体系П→П*跃迁产生。

特点:当苯环上有取代基且与苯环共轭或在极性溶剂中测定时苯的精细结构部分消失或完全消失。

E吸收带:由芳香族化合物的П→П*跃迁产生,可分为E1带与E2带。

特点:就是芳香族化合物的特征吸收带,常用来判断就是否有芳香环。

13、如何选择参比溶液？参比溶液作用就是什么？

答:选择:a、当显色剂、试剂在测定波长下均无吸收时,选纯溶液做参比液。

b、若显色剂与其它试剂无吸收,而试液中其它离子有吸收,则用不加显色剂的试液做参比液。

c、若显色剂与其它试剂吸收而试液无颜色时,以不加试液的试剂显色剂按操作步骤配成参比溶液。

作用:用适当的参比溶液在一定的入射波长下调节A=0;可以消除比色皿、显色剂、溶剂与试剂对待测组分的干扰。

17、何为配对池？如何正确选择使用配对池？

答:吸收池由于在使用过程中受到化学腐蚀或受的摩擦程度不同,因此在同样条件下测定本底吸光度有差异,差异最小的同一吸收池称为配对池。

选择:工作时,用空气空白或蒸馏水空白在一定波长下测吸光度值,选择配对池投入使用,如吸收池受污染很严重,用适当的试剂处理并用蒸馏水洗净后再进行选择,以提高测定的准确度。

18、计算化合物 CH2=C(CH3)-C(CH3)=CH2的λmax。

解:母体二烯 217nm

两个取代基 5nm x 2

计算值(λmax) 227nm

24、产生红外吸收的条件就是什么？

答:a、辐射应具有能满足的物质产生振动跃迁所需能量。

b、辐射与物质间有相互偶合作用。

27、进行红外光谱分析时,为什么要求试样为单一组分且为纯样品？为什么试样不能还有游离水分？

答:如果试样不纯,混合中各组分的光谱相互重叠,给未知化合物的鉴定带来困难,水有红外吸收,会引起严重干扰,使样品的红外光谱失真而且会侵蚀吸收池的窗片,使透光性变差,故样品中不能含有游离水分。

第四章原子光谱吸收法(AAS)

1、共振线:在所有原子发射谱线中,凡就是由各高能级跃迁迂回到基态时所产生的谱线称为共振线。

6、原子吸收法有何特点？它与吸光光度法比较有何异同？

答:特点:①灵敏度高②精密度好③选择性好,方法简单④准确度高,分析速度快⑤应用广泛

相同:①基本原理相同②都属于吸收光谱③吸收有选择性④上机测定相均为液态。

产生特征锐线光源的基本原理。

答:空心阴极灯产生的光源就是锐线光源。

锐线光源具有:①能发射待测元素的共振线;②能发射锐线;③辐射光源强度大,稳定性好。

原理:当阴极与阳极间施加足够的直流电后,电子由阴极高速射向阳极运动中与内充惰性气体原子碰撞并使其电离。电离产生的正离子在电场作用下高速碰撞阴极腔内壁被测元素的原子,使其以激发态的形式溅射出来,当它很快从激发态返回基态时,便辐射出该金属元素的特征共振线。

11、原子吸收法主要有那些干扰？怎样消除或抑制？并举例说明。

答:①光谱干扰:a、非共振线干扰,通过减小单色器出射狭缝宽度的方法抑制或消除。

b、空心阴极灯的发射干扰,采用纯度较高的单元素灯。

②电离干扰:加消电离剂。

③化学干扰:加入释放剂、或保护剂或缓冲剂。

④物理干扰:尽量保持试液与标准溶液的物理性质与测定条件一致。

12、使谱线变宽的主要原因有哪些？它们对原子吸收法有什么影响？

答:自然变宽;热变宽;压力变宽谱线叠加变宽;自吸变宽。

谱线变宽的影响:主要影响原子吸收分析法的准确度与灵敏度。

16、什么就是正常焰、富燃焰、贫燃焰？为什么原子分析中一般不提倡使用燃烧速度太

快的燃气？

答:①正常焰;按化学计量配比。计量配比值 = 燃助比。

②富燃焰:计量配比值< 燃助比。

③贫燃焰:计量配比值 > 燃助比。

不提倡使用燃烧速度太快的燃气原因:如果燃烧速率大于供气速率,火焰可能会在燃烧器或雾化室内燃烧,将损坏仪器甚至可能发生爆炸。

17.石墨炉原子法有何优缺点？

答:优点:需样量少、灵敏度高、试样利用率高、可以直接测定黏度大的试液与固体样品、其整个过程都在一密闭且配置冷却装置的系统进行,比较安全且记忆效应小。

缺点:精密度不高、装置复杂、操作复杂、分析速率慢。

18.原子吸收定量分析方法有哪几种？个适用于何种场合？

答:a、标准曲线法:测量与标准试液组成相近似的批量试液。

b、标准加入法:待测元素的浓度在加入标准后仍成良好线性。

c、浓度直读法:仪器工作条件稳定,试液与标准溶液的操作条件相同。