习题答案-仪器分析151215修改

分析。在实际工作中，很少采用计算法，而是用作图法，即直线外推法。
cs =
Ax As - Ax
cs
As = K(c x+ c )s
取若干份相同体积的试样溶液，依次加入浓度分别为0， C0，2C0，3C0 ， 4C0 ，……的标准溶液，用溶剂定 容，摇匀后在相同条件下测量其吸光度，以吸光度对 加入标准溶液后的溶液浓度作图，即A-CS标准曲线， 延长曲线与浓度轴相交，交点与原点的距离即为试样
第三章 光学分析法导论(P43)
2.(1)ν =c/λ=(2.998×108m/s)/(670.7×10-9m)=4.47×1014s-1 (2) λ=1/σ=1/3300cm-1=3030nm (3)E=hc/λ=(6.626×10-34J.s×2.998×108m/s)/588.99×10-9m=2.107eV
9.碳谱的解析考试不做要求
分析仪器包括激发信号产生系统、式样系统、检测系统、信 息处理系统和显示系统。
激发信号产生系统 ↓
试样系统 ↓
检测系统 ↓
信息处理和显示系统
6.线性曲线图如下
1.8
1.6
1.4
信 号
1.2
的
1
平 均
0.8
值 0.6
0.4
0.2
0 0
标准曲线图
y = 6.7765x + 0.059 R²= 0.9997
称校准曲线； 线性关系：指标准曲线的直线部分分析对应的被测物质浓度(或含量)的范
围。
(3)灵敏度与检出限 灵敏度：指被测物质单位浓度或单位质量变化引起响应信号值变化的程度。 检出限：指某一方法在给定的置信水平上能够检出被测物质的最小浓度或
最小质量。
2.分析仪器一般包括哪些基本组成部分？试画出其结构框图。
变化对谱线的相对强度的影响较小。 (2)内标元素可以是基体元素，也可以是外加元素，但其含量必须固定。 (3)分析线与内标线的激发电位和电离电位应尽量接近，以使它们的相对
强度不受激发条件改变的影响。 (4)分析线对的波长、强度也应尽量接近，以减少测定误差。 (5)分析线对应无干扰、无自吸，光谱背景也应尽量小。
注意加上正确的单位
第五章 原子吸收与原子荧光光谱法
1. 引起原子谱线变宽的因素有哪些？对原子吸收光谱分析有什么 影响？
答：引起谱线变宽的因素有很多，有多普勒变宽即由原子在空 间作相对热运动引起的谱线变宽，碰撞变宽即由同种辐射原 子间或辐射原子与其他粒子间相互碰撞而产生，以及电场至 宽，磁场至宽和自吸变宽。吸收线的变宽主要受D和 L 影 响。在分析测试工作中，谱线的变宽会导致原子吸收分析的 灵敏度下降。
第四章 原子发射光谱法
2、影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么？产生谱线自吸及自蚀的原因是什
么？ 答：（1）谱线强度的基本公式：
Iij

gi g0
Ei N 0e
kT Aij hij
N0—单位体积 的基态原子数 ； gi，g0 —激发态和基态的 统计权重； Ei —激发电
位Байду номын сангаас K —Boltzmann常数；T —温度/K；Aij —为跃迁几率；νij —为发射谱线的频率。
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
汞离子浓度
一元线性回归方程：y = 6.7765x + 0.059 相关系数： R²= 0.9997 线性范围：0.02~0.22 μg.mL-1 灵敏度：S=6.7765nA.μg-1 检出限：c=3Sb/S=0.0036μg.mL-1 由线性关系方程得
试样1的浓度c=0.113 μg.mL-1 试样2的浓度c=0.070 μg.mL-1
第一章 绪论
1.解释名词
(1)化学分析与仪器分析 化学分析：是基于化学反应和它的计量关系来确定被测物质组成和含量的
一类分析方法； 仪器分析：使基于测量某些物质的物理性质或物理化学性质、参数及其变
化来确定被测物质组成和含量的一类分析方法。
(2)标准曲线与线性关系 标准曲线：是指被测物质的浓度(或含量)与仪器响应信号的关系曲线，又
4.Mg 原子基态1s22s22p63s2 31s0 31p1 33p0 33p1 33p2
原子 价电子组态 n
L
S 光谱项
J
光谱支项
3s1(基态)
3
0
0
31S
0
31S0
Mg
1
33P
2，1，0 33p0 33p1
3p1(激发态) 3
1
33p2
0
31P
0
31P1
第四章 原子发射光谱法（P67）
1.何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线？它们之间 有何联系？
7.由谱图可知，积分面积为1、2，一个孤立的单峰，一个三重峰，化合物中有 3个 氢原子，由n+1规则可以判断出化合物的结构为CH2ClCHCl2
8.化合物C4H8O的不饱和度为1,积分面积为1:1:6，有3种化学环境不同的氢，化学位 移为1.2左右的氢个数为6是2个甲基的氢，化学位移为10左右的氢为醛基上的氢，判 断出化合物的结构为(CH3)2CHCHO
分析性能是：激发温度高，一般在5000～8000 K，利于难激发元素的激 发，对各元素有很高的灵敏度和很低的检出限，ICP炬放电稳定性很好， 分析的精密度高，ICP光源的自吸效应小，可用于痕量组分元素的测定， 但仪器价格贵，等离子工作气体的费用较高，对非金属元素的测定灵敏度 较低。
10.选择内标元素及分析线对的原则是什么？ 答:(1)内标元素与分析元素的蒸发特性应该相近，这样可使 电极温度的
（当发生核磁共振时，自旋核的跃迁能量⊿E = 2μB0 等于射频辐射能量
E =νh，B0为外磁场强度
ν=2μB0/h
B0=νh / 2μ; 题目已知ν相同 ， μH>μF>μP>μC ，
所以BH<BF<BP<BC）
3.CH4具有最大的屏蔽常数，共振峰在高场区 四个化合物的结构可知甲烷上的氢依次被甲基取代，与H原子相比甲基 是吸电子基，去屏蔽效应增强，使得中心碳原子上的电子云密度减弱， 共振峰在低场，相比甲烷上的氢原子的共振峰在高场区。 (电负性表吸引电子的能力，而C的电负性大于H，因此与H原子相比甲 基是吸电子基。)
第九章 核磁共振波谱学
2.由公式ν=2μB0/h，μH>μF>μP>μC 可知H需要的磁场最低，C需要的磁场最高
3.CH4具有最大的屏蔽常数，共振峰在高场区 四个化合物的结构可知甲烷上的氢依次被甲基取代，与H原子相比甲基是吸电子基， 去屏蔽效应增强，使得中心碳原子上的电子云密度减弱，共振峰在低场，相比甲烷上 的氢原子的共振峰在高场区。
中被测定元素的浓度Cx。
应用标准加入法应注意：（1），（2），（3）
16.解：
CS/μg.mL-1 A
1 0 0.201
2 0.7 0.414
3 1.4 0.622
4 2.1 0.835
以第四份为例，
C S

0.05mol L-1 30L 10-6 7g mol-1 106
5.00mL
答：其工作原理是：用高频火花引燃时，部分Ar工作气体被电离，产生的 电子和氩离子在高频电磁场中被加速，它们与中性原子碰撞，使更多的工 作气体电离，形成等离子体气体。导电的等离子体气体在磁场作用下感生 出的强大的感生电流产生大量的热能又将等离子体加热，使其温度达到 1104 K，形成ICP放电。当雾化器产生的气溶胶被载气导入ICP炬中时，试 样被蒸发、解离、电离和激发，产生原子发射光谱。
4. 在原子吸收光谱法中，为什么要使用锐线光源？空心阴极灯为 什么可以发射出强大的锐线光谱？
答：因为原子吸收线的半宽度约为103 nm，所以在原子吸收光 谱法中应使用锐线光源；由于空心阴极灯的工作电流一般在 1～20 mA，放电时的温度较低，被溅射出的阴极自由原子
密度也很低，同时又因为是在低压气氛中放电，因此发射线 的热变宽D、压力变宽L和自吸变宽都很小，辐射出的特 征谱线是半宽度很窄的锐线（104～103 nm）。加上空心 阴极灯的特殊结构，气态基态原子停留时间长，激发效率高， 因而可以发射出强度大的锐线光源。

2.1g mL-1
A K (cx cs ) 以A对CS对作图如下
当A 0时，直线与X轴的交点为
cx cs 0.659 g mL1
血浆中锂的含量为
c 0.659 g mL1 5.0mL 6.59 g mL1
0.5mL
18.解：cx

9.该化合物的不饱和度为5，可能存在苯环，在碳谱图上化学位移120~140有多重峰，
可确定有苯环，化学位移在170左右为酯基，化学位移在40左右为—CH2O—，60左 右的为与羰基相连的碳 CH2C
该化合物的结构式为
O
CH2COOCH2CH3
第九章 核磁共振波谱学（P195）
2.由公式ν=2μB0/h，μH>μF>μP>μC 可知H需要的磁场最低，C需要的磁场最高。
14.解：灵敏度用特征浓度表示为
cc

s
0.0044 A

2g mL1 0.0044
lg 1
1.93 102 g mL1
35%
明确透射比与吸光度的关系： 题目已知透射比为 35%，即T= 35%
A

lg 1 T

lg I0 It
16. 标准加入法（P87）
当试样组成复杂,待测定元素含量很低时,，应该采用标准加入法进行定量
14.解:（1）cos 1时，
（2） R Klb 2 30 mm 2000 mm 1 1.2 105
（3） R Klb 2 50 mm 2000 mm 1 2.0 105
560 nm 2.8 10 3 nm
R 2.0 105
主要影响因素为统计权重、跃迁几率；激发电位、激发温度；电离度、蒸发速率常数、
逸出速率常数。
（2）谱线自吸：某元素发射出的特征光由光源中心向外辐射过程中，会被处于光源边
缘部分的低能级的同种原子所吸收，使谱线中心发射强度减弱，这种现象叫自吸。
第四章 原子发射光谱法
• 6.简述ICP光源的工作原理及分析性能。
答：共振线 由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线。 灵敏线 各元素谱线中最容易激发或激发电位较低的谱线。 最后线 当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后消失的谱线。 分析线 在被测元素的谱线中选则作为分析用的一条谱线。 一般选择灵敏线或最后线作为分析线，一个元素在含量低时的最后线是该元素的 最灵敏线，含量高时则存在自吸干扰。
Ax AS Ax
cS

0.421 0.863 0.421
2.00 10 3 g
/100 mL
1.910 3 g
/100 mL
1.9103 g /100mL
矿石中钼的含量为
100 % 0.155% 1.23g /100mL
第六章 分子发光分析法(P118)
4.试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学 发光分析法。 答：（1）在原理方面：荧光分析法和磷光分析法测定的荧光 和磷光是光致发光，均是物质的基态分子吸收一定波长范围的 光辐射激发至单重激发态，测量的是由激发态回到基态产生的 二次辐射，不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态 跃迁产生的辐射，磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三 重激发态，再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射，二者所需 的激发能是光辐射能。而化学发光分析法测定的是化学反应物 或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射，所需的 激发能是化学能。
（2）在仪器方面：荧光分析和磷光分析所用仪器相似，都由 光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器 组成。由于在分析原理上的差别，磷光分析仪器有些特殊部件， 如试样室、磷光镜等。而化学发光分析法所用仪器不同，它不 需要光源，但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置， 还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。