中山大学仪器分析课后习题及答案

第一章 光学分析法引论

1

.

对下列的物理量单位进行换算： （1） 150pm X 射线的波数（cm -1）； （2） 670.7nm Li 线的频率（Hz ）；

（3） 3300cm -1波数的波长（μm ）； 答案:

(1)

；（2）

；（3）3.03μm 。

2. 计算下列电磁辐射的频率（Hz ）、波数（cm -1）及光量子的能量（用电子伏eV 、尔格erg 及千卡/摩尔表示）： （1） 波长为589.0nm 的钠D 线；

答案:

；

（2） 在12.6μm 的红外吸收峰。 答案:

。

3. 将波长443nm 的光通过折射率为1.329的甲醇溶液时，试计算： （1） 在甲醇溶液中的传播速度；

（2） 频率； （3） 能量（J ）； （4） 周期（s ）。 答案:

（1）

；（2）

；（3）

；（4）

。

4. 辐射通过空气（n=1.00027）与某玻璃（n=1.7000）界面时，其反射损失的能量大约有多少？ 答案:

6.7%

5.

何谓光的二象性？何谓电磁波谱？ 答案:

光的二象性：光同时具有波动和粒子两种属性的性质。 电磁波谱：将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来的图表。

6. 请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可见光，紫外光，X 射线，微波。

答案:

能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X 射线。 波长递增顺序：X 射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。

7.

光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？ 答案:

光谱法的仪器由光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件五部分组成。作用略。

第二章 紫外-可见分光光度法

1. 有机化合物分子中电子跃迁产生的吸收带有哪几种类型？各有什么特点？在分析上较有实际应用的有

哪几种类型？ 2

. 无机化合物分子中电子跃迁产生的吸收带有哪几种类型？何谓配位场跃迁？请举例加以说明。 3

. 采用什么方法可以区别n －π*和π－π*跃迁类型？ 4. 何谓朗伯－比耳定律(光吸收定律)?数学表达式及各物理量的意义如何？引起吸收定律偏离的原因是什么?

5

. 试比较紫外可见分光光度计与原子吸收分光光度计的结构及各主要部件作用的异同点。 6

. 试比较常规的分光光度法与双波长分光光度法及导数分光光度法在原理及特点是有什么差别。 7.

分子能发生n －σ*跃迁，

为227nm(ε为900)。试问：若在酸中测量时，该吸收峰会

怎样变化？为什么？ 答案:

n －σ*跃迁产生的吸收峰消失

8

.

某化合物的为305nm ，而

为307nm 。试问：引起该吸收的是n －π*还是π－π*跃迁？

答案:

为π－π*跃迁引起的吸收带

9.

试比较下列各化合物最大吸收峰的波长大小并说明理由。

(a) (b)

(c)

(d)

答案:

d > c > a > b

10.

若在下列情况下进行比色测定，试问：各应选用何种颜色的滤光片？(1) 蓝色的Cu(Ⅱ)－NH 3配离子； (2) 红色的Fe(Ⅲ)－CNS －配离子； (3) Ti(Ⅴ)溶液中加入H 2O 2形成黄色的配离子。 答案:

(1)黄色；（2）蓝绿色；（3）蓝色

11

.

排列下列化合物的及

的顺序：乙烯、1,3,5－己三烯、1,3－丁二烯。

答案:

1,3,5－己三烯 > 1,3－丁二烯 >乙烯

12.

基化氧(4－甲基戊烯酮，也称异丙又丙酮)有两种异构体，其结构为：(A)CH 2=C(CH 3)－CH 2－

CO(CH 3),(B)CH 3－C(CH 3)=CH －CO(CH 3)。它们的紫外吸收光谱一个为235nm(ε

为12000)，另一个

在220nm 以后无强吸收。判别各光谱属于何种异构体？ 答案:

13.

紫罗兰酮有两种异构体，α异构体的吸收峰在228nm(ε＝14000)，β异构体吸收峰在296nm(ε＝11000)。该指出这两种异构体分别属于下面的哪一种结构。

(Ⅰ)

(Ⅱ)

答案:

I 为β，II 为α

第三章红外光谱法

1 .两个能量间距为DE的能级，热平衡时较高能级和较低能级的布局数之比由Boltzmann分布描述：较高能级布局数/ 较低能级布局数= e -DE /kT式中k为Boltzmann常数（1.38x10-23m2×kg×s-2×K-2）。拉曼线的强度正比于跃迁起始态的分子数。如果各种因素相同，试计算在300K时，CCl

4

在218 cm-1和459 cm-1处的反Stokes线和Stokes线的强度之比。Plank常数h 为6.63x10-34 m2×kg×s-1。

2 .25°C下大多数分子处于基态(v = 0)。(a)利用Boltzmann公式计算HCl分子激发态与基态分子布局数之比：N(v = 1) / N(v = 0)及N (v = 2) / N(v = 0)。HCl分子的基频为2885 cm-1。(b)利用(a)的结果计算v = 1至v = 2以及v = 2至v = 3跃迁时相对于v = 0至v = 1跃迁的强度。

3 .环己酮在5.86 mm处的红外峰最强，并且在此波长下其吸光度与浓度呈线性关系。(a)选择什么溶剂有利于在该波长下对环己酮进行定量？(b)浓度为2.0 mg /ml环己酮在该溶剂中的溶液其吸光度为0.40，液池厚度为0.025 mm。如果噪声为0.001个吸光度单位，则该条件下环己酮的检测限是多少？

第四章分子发光分析法

1

.

试从原理和仪器两个方面比较分子荧光磷光和化学发光的异同点。

2

.

何为荧光（磷光）的激发光谱和发射光谱？如何绘制？它们有何异同点？3

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有机化合物的荧光与其结构有何关系？

4 .解释下列术语：

（1）荧光量子产率；（2）荧光猝灭；（3）系间跨越；（4）振动弛豫；（5）重原子效应。

5

.

写出荧光强度的数学表达式，说明式中各物理量的意义。影响荧光强度的因素是什么？6

.

试解释荧光分析法比紫外－可见分光光度法灵敏度高的原因。

7 .下列各组化合物或不同条件中，预期哪一种荧光产率高？为什么？

(1)

偶氮苯二氮杂菲

(2) pH=3及pH＝10时的苯胺

(3)

(4) pH=3及pH＝10时的苯胺