仪器分析作业参考答案.doc

1、结合实际谈谈仪器分析的应用。

社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环
境质量（污染实时检测）、法庭化学（DNA技术，物证）化学：新化合物的结构表
征、分子层次上的分析方法生命科学：DNA测序、活体检测
环境科学：环境监测、污染物分析
材料科学：新材料、结构与性能
药物：天然药物的有效成分与结构、构效关系研究
外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制
2、原子光谱与分子光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同?
原子光谱是一•条条彼此分立的线光谱。

产生原子光谱的是处于稀薄气体状态的原子（相互之间作用力小），山于原子没有振动和转动能级，因此原子光谱的产生主要是电子能级跃迁所致。

分子光谱是一•定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。

产生分子光谱的是处于气态或溶液中的分子，分子光谱分三个层次：转动光谱、振动光谱、电子光谱。

当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的原子核吸收了特定的光子后，山低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸
收光谱。

按其产生的本质可分为：分子吸收光谱、原子吸收光谱和核磁共振光谱等。

吸收了光能处于高能态的分子或原子，其寿命很短，当它们同到基态或较低能态时，有时重新以光轴射形式释放出所吸收的能昂:，山此获得的光浩就是发射光谱。

发射光谱按其产生的本质通常分为：原子（离子）发射光谱、分子发射光谱和X射线发射光谱。

3、何谓分光？光分析中通常是如何“分光”的？
利用色散现象将波长范围很宽的复合光分散开来，成为许多波长范围狭小的“单色光” 的作用称分光。

光分析中常利用光在光栅上产生的衍射和干涉现象进行分光。

4、为什么原子光谱是线状的，而分子光谱是带状的？
因为原子没有振动能级和转动能级，原子光谱的产生主要由电子能级跃迁所致。

发生纯电子能级跃迁时，不会叠加振动和转动能级跃迁，发射或吸收的便是一些频率不连续的辐射，成为一条条彼此分立的线光谱。

而分子光谱除了电子能级跃迁，还有振动能级和转动能级，叩具有三个层次，因此分子能级跃迁时所发射或吸收的是 -•定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。

5、名词解释：激发能——原子从基态跃迁到发射该谱线的激发态所需要的能量，称为该谱线的激发能;
电离能——使原子电离所需要的最低能量称为电离能；
原子线——原子外层电子的能级跃迁所产生的I普线称为原子线；
离子线——离子外层电子受激发后所产生的梏线称为离子线；
共振线一一凡是山电子激发态与电子基态能级之间的跃迁所产生的谱线，称共振线；
灵敏线——每种元素的原子光谱线中，凡是具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线，称为该元素的灵敏线；
最后线——当元素含量减少到最低限度时，仍能坚持到最后出现的谱线称为最后线；
分析线——用来进行定性或定量分析的特征谱线称为分析线；
分析线对——内标法分析中，山待测元素的分析线和内标元素的内标线索构成的用来定量分析的一对谱线。

6、原子光谱的谱线强度与那些因素有关？原子发射光谱定量分析的依据是什么？定量分析的
主要方法是什么？
原子光谱的谱线强度与激发能、温度和试样元素的含量有关，定量分析的依据是谱线强度与样品中元素浓度存在如下关系：lgl=blgc+lga,即分析条件合适时，谱线强度的对数值与待测元素浓度的对数值呈线性关系。

定量分析的主要方法有：三标准试样法、标准加入法。

7、P40 第7 题：
以钾的浓度为横坐标，相对发射强度为纵坐标作图。

从图中找出发射强度440处所对应的钾溶液的浓度为8.97ug/mL-i。

8、P60 第 1 题：
影响原子吸收谱线宽度的因素有自然变宽、多普勒变宽和压力变宽。

压力变宽包括洛伦兹变宽（火焰原子吸收变宽的主要因素）和赫尔兹马克变宽（石墨炉原子化吸收变宽的主要因素）9、P60 第 2 题：
由于积分吸收很难测出原子吸光度的大小，必须使用能释放出含待测原子所能吸收特征谱线的锐线光源，才能测准吸光度的大小。

所以释放特征谱线的原子与待测物质必须是同类原子, 即选用锐线光源时需知道待测原子的类型，故不能用于定性分析中。

10、P60 第12 题：
根据题意有:Co=O, Ai=0.230
Ci=1.00mLXO. 0500mol. L'/25. 0mL=0. 00200mol. L-
A2=0.453
C2=2.00mLX0. 0500mol. L '/25. OmL二0. 00400mol. L
A2=0.680
以锌标准溶液对吸光度作图，山标准曲线上杏得：c x=0.0020 mol.I/1
样品中锌的质量分数为 3,则:c x=1.00o）/（65.39X25X10'3） =0. 0020 mol. L
所以：u）=3.3X10'3g.g-1
11、P82 第 1 题：
电子跃迁有4种类型：Q — a *、n-* o \ n—兀*、IT -►兀*
其中n-* 0 \ n-* n \几—兀*能在紫外可见吸收光谱中反映出来。

12、P83 第 6 题：
C波长最长，B最短，A居中，因为吸收光波长随共辄效应增强而长移。

13、P83 第12 题：
K44o a=A44o7Lc a=O.63^1 X5. 00X 10 1 mol-1. cm-1=1276 mortem-1
Ks8o a=As9o a/Lc a=O.139/1X5. 00X10 1 mol1, cm =278 mol ', cm '
K440b=A440b/Lc b=0.10^/l X8. 00 X 10 ! mol cm =133 mol1, cm
Ks8o b=As9o b/Lc b=O.47O/l X 8. 00 X 10 mol cm =588 mol . cm
所以得方程组：
l.O22=1276c a+133c b
0.414=278 c a +588 c b
求出：c a=7.65X10-4 mol.L-1, c b=3.45X10-4 mol. L-1
14、P m 第 2 题：
（1）：照射的红外光必须满足物质振动能级跃迁所需的能量，即光的能量必须等于两振动能级间的能量差；（2）：红外光与物质之间有偶合作用叩分子的振动必须是能引起偶极矩变化
的红外活性振动。

15、P m 第9 题：
（1） =CH2的反对称伸缩振动:3085cm1, 二（：&的对称伸缩振动：2975cm1；
（2）C=C 伸缩振动:1680-1620 cm'1；
（3）—CH2, —CH3的反对称变形振动:1460 cm1, —CH3的对称变形振动：1370-1380
-CHBr ； 6=2： -CH 2-; 6=1： -应为-CH3,邻近有2个H,组成CH 3CH 2-应为-CH 2-,其6>4,说明-CH?■与电负性
较大的。

原子相连，4重:峰说
cm
（4） =C —H 的面外弯曲振动:1000-650 cm 1；
（5） =CH2的面外摇摆振动:910-890 cm 1；
（6） —（CH 2） s 面内摇摆振动：720 cm 1
16、Pm 第 11 题：
计算不饱和度0=5,说明有苯环和一个环外双键
（1） 3200-3400 cm'1 宽峰:有.OH ；
（2） 2720 cm'1 无峰：无-CHO ；
（3） 2800-3200 cm'1 有几组峰:有=CH 2, =CH —；
（4） 990 cm 1,1645 cm 1 有峰：有 R-CH=CH 2
因此推测结构式为：
17、 P122 第 3 题：
荧光物质发出的荧光可射向四而八方，但通过液池后的激发余光是沿着直线传播的。

为了准 确地进行测定，检测器不能直接对准光源，通常放置在液池的—•边，与激发光传播方向成直 角关系。

这样，激发光的余光不会干扰测定，也减少了损坏检测器的可能性。

第一单色器作用是给荧光物质选择具有特定波长的激发光，第二单色器的作用是滤除荧光液 池的反射光、瑞利散射光、拉曼散射光以及溶液中干扰物质产生的荧光，只允许待测物质的 特征荧光照射到检测器上进行光电信号转换。

18、 P122 第 5 题：
（1）苯酚、苯胺为加强荧光的给电子取代基；（2）硝基、孩基为得电子基团，使荧光减弱; 碘原子使；（3）芳环上取代F 、Cl 、Br 、I 后使系间申跃加强，荧光强度随卤素相对原子质量 增加而减弱，磷光相应增强。

19、 P122 第 13 题：
因为同一组分的吸收光谱波长最短，磷光波长最长，荧光光浩的波长处于中间，旦与激发光 谱呈镜像关系，因此图中a 、b 、c 分别为吸收光谱、荧光光谱、磷光光谱。

20、 P143 第 1 题:
山共振频率v=yXB 0/2R 得：
ViH^.OXlO^Hz
V 13C=2.5X10'7H Z
21、 P143 第 3 题：
6=11： -COOH ；
6=4： 22、 P144 第 5 题：
6=1.3, 3H, 3 重峰，
6=4.1, 2H, 4 重峰， 明-CH?-与-CH3相
连，因此应有CH3CH2O-结构；
6=2.1, 3H,单峰，应为.CH3，・CH3与C=O 相连,即CH 3CO-；
因此a 物质为乙酸乙酯
H-CH=CH2
6=1.2, 3H, 3重峰，应为-CH3，邻近有2个H,组成CH3CH2.
6=2.1, 2H, 4重峰，应为-CH?-, -CH?-与-CH3及00相连，因此应有CH3CH2CO-结构；
6=3.8, 3H,单峰,应为-CH3, -CH3与0 相连,即CH3O-；
因此b物质为内-酸甲酯
23、P183 第 3 题：
要分辨C2H5CO+和C4H9+,要求质谱仪分辨率至少为：
Rneed二m/△ m=57.03414/（57.07042-57.03414） =1572
24、P183 第 5 题：
假设产物中有X个氯原子，已知氯的两种同位素3S。

和3，c|的丰度比约为3： 1,则根据各离子峰强度可近似按二项展开式（a+b）"计算，此处为l M： I M+2：I M+4=（3:1）x=9： 6： 1, 可得X=2°
25、P183 第7 题：
m/z30的基峰为（3伯胺开裂所致，因此应为化合物Ao
26、P183 第8 题:
支链烷炷分子离子不稳定，其M+峰很小，山于季碳正离子最稳定，分子离子裂解在支链处, 最长的支链易失去，丢失C3H7后得m/z71的基峰，失去C2H5、CH3后分别得m/z85和99 的峰。

27、P262 第9 题；
（1）7B,A*R心/t z R（A）=（7.5-1.4）/（4.5-1.4）=1.97
（2）Yc,B=t‘R〈c）/t‘R（B）=（10.4-1.4）/（7.5-1.4）=1.48
（3）k，B*R，B> /t0=（7.5-1.4） /1.4=4.36
28、P284 第 1 题：
试样从进样器注入到气化室后，立即气化并被载气带入色谱柱进行分离。

分离后的组分依次进入检测器，产生的信号经放大后在记录仪上记录下来，得到色谱图。

29、P285 第 6 题:
（3）、（5）可使色谱峰峰形变窄，（1）、（2）、（6）可使色浩峰峰形变宽，（4）中U较小时, 变窄；U较大时，变宽。

30、P285 第7 题：
阿皮松L属于非极性固定液，山于二氯甲烷和三氯甲烷为极性组分，四氯甲烷为非极性组分，则同沸点极性组分先出峰，山于沸点山低到高顺序为CH2CI2、CHCI3、CCI4,则出峰先后顺序为CH2CI2> CHCI3、CCI4;
邻苯二甲酸二王酯属于中等极性固定液，由于CH2CI2沸点较CCI4与CHCI3低得多，因此尽管CH2CI2极性大于CCI4,但前者的蒸气压大得多，所以CH2CI2先出峰，对于CCI4与CHCI3则依沸点高低先后出峰，即CCI4先于CHCI3出峰，因此3利物质出峰先后顺序为CH2CI2、CCI4、CHCI3O
31、P301 第 6 题：
正相色谱是采用极性固定相、非极性或弱极性流动相，因此物质出峰时非极性或弱极性先出峰，贝正己烷先出，然后是苯，最后是正己醇；乙醒先出，然后是硝基丁烷，最后是乙酸乙酯。

反相色谱的出峰顺序与正相色谱相反。

32、P302 第7 题：
根据公式：k' H R' /t0
t/ =t R-t0=29.1-1.05=28.05
则：k' =28.05/1.05=26.7。