仪器分析课后习题与思考题答案

课后部分练习答案

第3章紫外-可见分光光度法Ui-vis

P50

3.1分子光谱如何产生？与原子光谱的主要区别

它的产生可以看做是分子对紫外-可见光光子选择性俘获的过程，本质上是分子内电子跃迁的结果。

区别：分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，表现形式为带光谱；原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。

3.2说明有机化合物紫外光谱产生的原因，其电子跃迁有那几种类型？吸收带有那几种类型？

有机化合物的紫外-可见光谱决定于分子的结构和分子轨道上电子的性质。

有机化合物分子的特征吸收波长（λmax）决定于分子的激发态与基态之间的能量差

跃迁类型与吸收带

σ→σ* 发生在远紫外区，小于200nm

n →σ* 吸收峰有的在200nm附近，大多仍出现在小于200nm 区域

π→π* 一般在200nm左右，发生在任何具有不饱和键的有机化合物分子

n →π* 一般在近紫外区，发生在含有杂原子双键的不饱和有机化合物中。

3.3在分光光度法中，为什么尽可能选择最大吸收波长为测量波长？

因为在实际用于测量的是一小段波长范围的复合光，由于吸光物质对不同波长的光的吸收能力不同，就导致了对Beer定律的负偏离。吸光系数变化越大，偏离就越明显。而最大吸收波长处较平稳，吸光系数变化不大，造成的偏离比较少，所以一般尽可能选择最大吸收波长为测量波长。

3.5分光光度法中，引起对Lambert-Beer定律偏移的主要因素有哪些？如何让克服这些因素的影响

偏离Lambert-Beer Law的因素主要与样品和仪器有关。

样品：(1)浓度(2)溶剂(3)光散射的影响；

克服：稀释溶液，当c <0.01mol/L时, Lambert-Beer定律才能成立

仪器：（1）单色光（2）谱带宽度；

克服：Lambert-Beer Law只适用于单色光，尽可能选择最大吸收波长为测量波长3.9 按照公式A=-lgT计算

第5章分子发光分析法

P108

5.3（b）的荧光量子率高，因为（b）的化合物是刚性平面结构，具有强烈的荧光，这种结构可以减少分子的振动，使分子与溶剂或其他溶质分子的相互作用减少，即减少了碰撞失活的可能性

5.4苯胺的荧光在10时更强，苯胺在酸性溶液中易离子化，单苯环离子化后无荧光；而在碱性溶液中以分子形式存在，故显荧光。一般pH在7~12发生蓝色荧光。

5.5由图可得，激发最佳波长大约为355nm；荧光发射最佳波长大约为405nm 5.6为什么分子荧光分析法的灵敏度比分子吸光法的要高？

与分子吸光法相比，荧光是从入射光的直角方向检测，即在黑背景下检测荧光的发射，所以一般来说，荧光分析的灵敏度要比分子吸收法高2~4个数量级，它的测定下限在0.1~0.001ug/mL之间

第11章电位分析法

P247

11.1电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？

用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。其理论基础是能斯特方程：

分为直接电位法和电位滴定法；

直接电位法：将指示电极、参比电极与待测溶液组成原电池，测量其电极电位差，从Nernst公式求出被测离子活度。

电位滴定法：根据滴定过程中指示电极电极电位的变化来确定滴定终点的容量分析法。

11.2构成电位分析法的化学电池中两电极分别称为什么？各自的特点是什么？

指示电极：在电化学池中用于反映离子浓度或变化的电极。

参比电极：在温度、压力恒定的条件下，其电极电位不受试液组成变化的影响、具有基本恒定电位数值的，提供测量电位参考的电极

11.3金属基电极的共同特点是什么？

电极上有电子交换反应，即电极上有氧化还原反应的存在

11.4薄膜电极的电位（膜电位）是如何形成的？

用某些敏感膜分隔内参比溶液及待测溶液，由于敏感膜与溶液离子的选择性交换，使膜表面出现界面电位。

11.5气敏电极在构造上与一般离子选择电极不同之处是什么？

气体通过渗透膜，影响内充溶液的化学平衡，造成某一离子浓度产生变化，气敏电极实际上已经构成了一个电池，这点是它同一般电极的不同之处。

第15章色谱法引论

P316

15.3衡量色谱柱柱效能的指标是理论塔板数，衡量色谱柱选择性的指标是选择因子（相对保留值）

15.4定温定压下，分配系数K值大的组分,在柱内移动的速度慢，滞留在固定相中的时间长，后流出柱子;反之，则先流出柱子。b组分分配系数K最小，所以b 组分最先流出色谱柱

15.6色谱图上的保留距离即保留时间，由n=16*(tb/Wb)2 得出b的峰底宽Wb 15.17

（1）

分别得出两峰底宽，

得出分离度R ，（R<1部分重叠；R=1 基本分

离，分离程度达98%；R=1.5完全分离，分离程度达99.7%）

（2）由（1）得R ，分离度R ’=1.5，根据公式(R/R ’)2=N/N ’ 得塔板数N ’ 15.19

完全分离则R=1.5，H=1.1mm ，t1=55s ，t2=83s ，W1=W2

，代入得W1=W2=18.67

,,tr 取t2=83s ，得N=316，L=N*H=348m

第16章气相色谱法(GC)

P346

16.1，

16.5，16.8课本后面均有答案

第17章高效液相色谱（HPLC ）（高效液相色谱法的定义，看课本） 课后练习P375

17.1， 17.3， 17.4， 17.6， 17.9， 17.11课本后面均有答案

钢瓶

He,N 载气控制 数据处理 进样口

色谱柱 检测器 温度控制区

气相色谱主机