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仪器分析思考题及答案

复习思考题

1、电位滴定法的优点

答案:电位滴定法的优点:

电位滴定法一般具有较高的准确度和精密度,但分析时间较长。由于电位滴定法测量的是随滴定剂加入而引起的电池电动势的变化,而不是电动势的绝对值,即使电极的斜率少有变化,也不影响测量结果。而其液接电位和活度系数的变化很小,等当点附近电位突跃较大,容易准确测定终点。

2、在气相色谱法中,用于定性的参数是什么?答案:保留时间。

3、在原子吸收分光光度法中,吸收线的半宽度是指:在中心频率吸收系数一半处的, 吸收线轮廓上两点间的频率差。

4、测定饮用水中F 含量时,加入总离子强度缓冲液的作用是什么。

答案:1:维持试液和标准液很定的离子强度2保持试液在离子选择性电极适合的PH范围内3:使被测离子释放成为可检测的游离离子。

5、衡量色谱柱柱效能的指标是什么?答案:用有效塔板数n和有效塔板高度H作为衡量柱效能的指标。

6. 在液相色谱中,范第姆特方程式中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计?答案:纵向扩散项。

7、库仑分析的理论基础是什么?答:法拉第电解定律。

8、在电位滴定中,以△E/△V~V作图绘制滴定曲线,滴定终点是哪一点?答:尖峰所对应的V值即为滴定终点。

9.物质的紫外-可见吸收光谱的产生的机理?答:由分子中价电子能级跃迁产生。分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级和转动能级三种能级都是量子化的,且各自具有相应的能量。价电子跃迁的同时,伴随着核振动、分子自身转动能级的跃迁(带状光谱)。

10、气相色谱分析中,理论塔板高度与载气线速u间的关系?答:随u的增加而出现一个最小值。

11、原子吸收光谱分析中光源的作用?答:辐射待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。

12、电化学分析法分为哪些?答:电位分析法(potentiometry)、电导分析法(conductometry)、库仑分析法(coulomtry)、电解分析法(electranalysi)。直接电位法、直接电导法、控制电位库仑法。电位、电导和恒电流库仑滴定法。电解分析法。

13、单晶膜电极的结构?答:电极膜、电极管、内充液、内参比电极。

14、pH玻璃电极膜电位的产生的机理?答:膜电位的产生是由于溶液中的离子与电极膜上的离子发生了交换作用的结果。溶液中H 和玻璃膜水化层的H 的交换作用。

15、在原子吸收分析中,当共存元素原子浓度很小时,影响吸收线变宽的主要原因?答:多普勒变宽。

16、气相色谱法使用的热导池检测器,产生信号的原理,是利用组分与流动相之间的什么性质?答:热导系数不同。

17、在原子吸收分光光度分析中,光源发射出单色器不能分离的非原子吸收线,此时用于分析,使工作曲线怎样变化?答:向下弯曲。

18、用角鲨烷分离甲烷、乙烷、丙烷时,它们从色谱柱中流出的顺序?答:甲烷、乙烷、丙烷

19、分配比表示物质在两相中的什么之比?答:机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比。

20、用0.10mol?L-1AgNO3标准溶液,电位滴定Cl-溶液数据如下。滴定终点的体积(单位:mL)是多少

V AgNO

3/mL

E/mV ?

?

2

2

E

V

13.30 13.40 233

316

400

-590

Cl-与NO3一比一反应

所以(316-233):(400-(-590))=(X-233) :400→X=267

21.当金属插入其盐溶液时,金属表面和溶液介面间形成了双电层,所以产生了电位差。这个电位差叫做什么?答:.电极电位。

22、范第姆特方程式可以说明的哪些方面?答:它可以说明填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。

23、待测元素能给出三倍于标准偏差的读数时的浓度或量称为什么?

24、原子吸收分光光度分析法。答:是基于物质所产生的原子蒸汽对特定谱线的吸收作用来进行定量分析。

25、用离子选择电极以标准加入法进行定量分析时,加入标准溶液有何要求?答:假如标准液体积要小,约为试样体积的1/1000。

26、示差分光光度法适用于的范围?答:测定高含量的组分。

27、某符合比耳定律的有色溶液,当浓度为c时,其透光度为T0。若浓度增大1倍,则此

溶液的透光度的对数为多少?答:2LgTo。

28、pH玻璃电极测定的适宜条件和范围?答:pH =1~9

29、光度测定中使用复合光时,曲线发生偏离,其原因是什么?答:1、各光波的摩尔吸光系数值相差较大。2、有色物浓度太高。

30、原子吸收分光光度法中,常在试液中加入KCl的作用?答:消电离剂。

31、如果试样比较复杂,相邻两峰间距离太近或操作条件不易控制稳定,要准确测量保留值有一定困难的,可以采取什么方法?答:用加入已知物以增加峰高的办法进行定性。

32、当待测元素的浓度c或质量m改变一个单位时,吸光度A的变化量称为什么?

答:灵敏度。

33、在色谱柱中,若某组分分配到固定相中的量为ms(单位:g),浓度为cs(g?mL-1),分配到流动相中的量为mL(单位:g)浓度为cL(单位:g?mol-1),则该组分的分配比k是多少?答:cs/cL 34、作为指示电极,其电位与被测离子浓度的关系是什么?

E=k’-2.303RT/nF*Lga阴离子 E=k’+2.303RT/nF*Lga阳离子

36.红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区:近红外,

中红外和远红外。其中中红外的应用最广。

37.跨越玻璃膜内外两个溶液之间产生的电位差,称为__膜电位_。

38.一般来说,反式异构体的λmax比顺式异构体的λmax 大原因,在于反式异构体的共轭程度大,而顺式异构体由于邻近原子间的位阻效应作用,导致共轭程度减小。

39.在原子吸收分光光度分析中,对光源最主要选择的参数是_灯电流_。

40.理论塔板数n 的计算式为__2

2211654.5???? ??=????? ??=b R R W t b t n _。在一定长度的色谱柱内,n 越多,h 越_小_。

41.在相同条件下,组分1的调整保留值与组分2的调整保留值之比称为_相对保留值_,亦

称_选择性(选择性比)_。

42.描述色谱柱效能的指标是:(理论)塔板数 ,柱的总分离效能指标是_分离度_。

43.在红外光谱法中,将基团在振动过程中有 偶极矩变化 变化的称为 红外活性 ,相反的

称为 非红外活性 。一般说来,前者在红外光谱图上有吸收峰。

44.分子的运动包括三种: 价电子运动 , 分子内原子在平衡位置附近的振动 和 分子绕其重心的转动 。其中能量最大的是 价电子能级 ,能量最

低的是 转动能级 。

45.在原子吸收分光光度法中,峰值吸收系数K0是指(_吸收系数Kv 随频率变化,在____V o

处有一极大值Ko_)___。

46.分子振动能级跃迁所需的能量相当于 红外 光,分子中电子跃迁的能量相当于 紫外 光

和 可见 光 。

47.K2Cr2O7电位滴定Fe2+,可选用SCE 做参比电极,_铂(Pt )电极_做指示电极。

48.在原子吸收分析中,对光源要求辐射线的半宽度比吸收线的半宽度_窄_得多。

49.某原子吸收分光光度计测定A 元素光谱通带宽度为1.0nm,而使该仪器的倒线色散率为

2.0nm ?mm -1,应选择的狭缝宽度为_0.5 mm _。

50.原子吸收分光光度法中,光源一般是用空心阴极灯,它辐射的_待测元素特征光谱_,通

过一定厚度的被测原子蒸气时,部分光被_气态基相原子_吸收,测得其减弱的程度后,即可

求得被测元素的含量。

51.测定相对校正因子时,若标准物质的注入量m s 为0.435μg ,所得峰面积A s 为4.00cm 2

;

组分i 注入量为0.864μg 时的峰面积为8.10cm 2

,则组分i 的相对校正因子f i '为_0.981_。 52.在紫外吸收光谱中,有机化合物的跃迁类型有:σ—σ* ,n —σ*,π—π*和 n —π*

其中σ—σ*的跃迁所需能量最大,故出现在小于 200 nm 处。

53.物质吸收红外辐射的两个条件:分子在振动、转动过程中必须有偶极矩的净变化。

54、用离子选择性电极测定F -时,加入的TISAB 通常包含了下列三种组分,并分别有如下

作用:

(1)NaCl 的作用:维持总离子强度稳定。 (2)HOAc -NaOAc 的作用:为了保证被分析物全部以

可以被检出的形态存在,需要保证溶液的pH 值处于一定的范围。向溶液中加入缓冲溶液可

以很好地做到这一点。(3)柠檬酸钠的作用:掩蔽剂来掩蔽干扰物。

55、分光光度法测定钛,可用(1)H 2O 2法(ε=7.2?102L ?mol -1?cm -1),也可用(2)二安替比啉甲

烷法(ε=1.8?104L ?mol -1?cm -1)。当测定试样中钛含量较低时,用_二 安 替 比 林 甲 烷__法较

好。

56、空心阴极灯的阳极是钨棒,而阴极材料是:待测元素的纯金属 或合金 ,管内充有低压

惰性气体(Ar或Ne),它的操作参数是:灯电流。

57.原子吸收分光光度法与吸光光度法,其共同点都是利用吸收原理进行分析的方法,但二者有本质区别,前者利用的是:(物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收),后者利用的是:(被测物质的分子对光具有选择吸收。)

58、原子吸收法定量分析的依据是:比尔定律,A=Kc 。

59、根据吸光度具有加和性的特点,在适当条件下,于同一试样中可以测定两个以上组分。示差分光光度法是采用浓度与_试液(稍低于试液)接近的已知浓度的标准溶液作为参比溶液,来测量未知试样吸光度的方法。

60、气相色谱分析的基本程序是往气化室进样,汽化了的试样在色谱柱里分离,然后各组分依次流经检测器然后载气放空 ,它将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化输给记录仪,描绘成色谱图。

61、E x-E s之差值与pH x-pH s的差值成直线关系,其斜率为s=2.303RT/F,在25?C时等于0.0592 mV。

62、在原子吸收分析中,实现测量峰值吸收K0代替积分吸收的条件是:( 1 ) 采用锐线光

源(发射线半宽度小于吸收线的半宽度); ( 2 ) 发射线和吸收线中心频率一致(相同或相等)。

K表示如下。若Cl-的活度为63、各厂生产氟离子选择性电极的性能指标不同,均以-

-Cl

F

,

F-的100倍,要使Cl-对F-测定的干扰小于0.1%,K F Cl

--

,应为: 0.00001 。64.简述原子吸收光谱分析的基本原理?引起原子吸收谱线变宽的主要因素有哪些?

主要因素:自然宽度、多普勒变宽、压力变宽

65、极谱分析定量分析的依据是什么?极谱分析中常见干扰电流有哪些?如何消除?

根据极限电流可以测定溶液中金属离子的浓度,这就是极普分析的依据。残余电流、迁移电流、极大、氧波、氢波。

66. 计算下列分子的不饱和度:

(1) C7H11OSCl(Ω=2) (2) C8H7N(Ω=6) (3) C7H7NO(Ω=(7*2+2-7+1(N的个数))/2=5) (4) C6H6NCl(Ω=6*2+2-6-1(CL的个数)+1(N的个数)/2=4) (5) C8H10O3S(Ω=8*2+2-10/2=4)S O不影响不饱和度 N 加一()CL减一

67.简述原子发射光谱定性分析的原理和通常采用的分析方法。

答:在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下,当采用锐线光源时,溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系,这就是原子吸收光谱定量分析的依据。

常用两种方法进行定量分析:

(1)标准曲线法:该方法简便、快速,但仅适用于组成简单的试样。

(2)标准加入法:本方法适用于试样的确切组分未知的情况。不适合于曲线斜率过小的情况。

68.极谱定量分析的依据是什么?常用的极谱定量分析方法有哪几种?

答:扩散电流方程式是指扩散电流与在滴汞电极上进行电极反应的物质浓度之间的定量关系。式(11-4)中的比例常数K包括了影响扩散电流的各因素,其表达式为:K=607nD1/2m2/3t1/6扩散电流方程式i d=607nD1/2m2/3t1/6c式中:n为电极反应中的电子转移数;D为被测组分的扩散系数(cm2·s-1);m为汞滴流速(mg·s-1);

t 为滴下时间(s );c 为被测物质浓度(mmol ·L -1);i d 为平均极限扩散电流。式称为尤考维奇(lkovic)方程式,K 称为尤考维奇常数。可见在一定实验条件下,平均极限扩散电流与被测物质的浓度成正比,这是极谱定量分析的依据。直接比较法、标准曲线法、标准加入法。

69.何谓锐线光源?在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源? 答:锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源,如空心阴极灯。在使用锐线光源时,光源发射线半宽度很小,并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形,即峰值吸收系数K ν 在此轮廓内不随频率而改变,吸收只限于发射线轮廓内。这样,求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。

70、在波长285.2nm 处,以0.01μg ?mL -1的标准镁溶液,与去离子水交换连续测定11次,测得记录仪波高如下。求该原子吸收分光光度计对镁的检出限。 测定次数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 滤高/mm 25.

5

26.0 25.5 25.0 26.5 26.0 26.5 25.0 26.0 27.0 26.0

71.用pNa 玻璃膜电极(K Na+,K+= 0.001)测定pNa=3的试液时,如试液中含有pK=2的钾离子,则产生的误差是多少?

相对误差%=Ki,j*aj 的ni/nj 次方/aj*100%

E%=0.001*(0.01/0.001)*100%=1%

72.以银电极为指示电极,双液接饱和甘汞电极为参比电极,用0.1000 mol/L AgNO 3标准溶液滴定含Cl 试液, 得到的原始数据如下(电位突越时的部分数据)。用二级微商法求出滴定终点时消耗的AgNO 3标准溶液体积?

73.长度相等的两根色谱柱,其范第姆特常数如下:

A (cm )

B ( cm 2·s -1)

C (s )

柱1 0.18 0.40 0.24

柱2 0.05 0.50 0.10

(1)如果载气流速是0.50 cm 2·s -1,那么这两根柱子的理论塔板数哪一个大?

(2)柱1的最佳流速是多少?

对柱1:H=A+B/u+Cu=1.1cm

对柱2:H= A+B/u+Cu=1.1cm

又H=L/n 长度相同 所以两根柱子理论塔板数n 相等

由题意得:对柱1:

U 最佳=B/C 的根号下=1.29 cm/s

74.某硝酸根电极对硫酸根的选择系数:

K NO 3-,SO 42-=4.1×10-5,用此电极在1.0mol/L 硫酸盐介质中测定硝酸根,如果要求测量误

差不大于5%,试计算可以测定的硝酸根的最低活度为多少? 滴加体积(mL)24.0024.2024.3024.4024.50 24.6024.70电位E (V)0.1830.1940.2330.3160.340 0.3510.358

由公式Ki,j=ai/aj的ni/nj次方得

故待测的硝酸根离子活度至少应不低于

A硝酸根=8.2*10的-4次方

所以最低活度为8.2*10的-4次方

75、有一物质对,其r21=1.15,要在填充柱上得到完全分离(R=1.5),所需的有效塔板数是多少?设h有效=0.1cm,应使用多长色谱柱?

N有效=16R的平方{r21/r21-1}的平方=16*1.5*1.5(1.15/0.15)=2116

根据公式R=0.25根号下L/H*(a-1/a)得L=2.116m

76.采用加入标准溶液法测定某试样中的微量锌。取试样1.000g溶解后,加入NH3-NH4Cl

底液,稀释至50mL。取试液10.00mL,测得极谱波高为10格;加入标准溶液(含锌1mg.mL-1)

0.50mL后,波高此则为20格。计算试样中锌底质量分数。

设试样溶液中锌的浓度为Cx mg/ml

由hx=KCx H=K(Vcx+VsCs/V+Vs)

得Cx=CsVshx/{H(V+Vs)-hxV}

Cs=1mg/ml V=10ml hs=10 Vs=0.5ml H=20

所以Cx=0.045mg/ml 50ml试样溶液中含锌2.2727mg

W=2.2727/1000*100%=0.227%

77.测定血桨试样中锂的含量,将两份0.500mL血浆样分别加至5.00mL水中,然后在这二份溶液中加入(1)0 μL,(2)20.0 μL 0.0500mol/L LiCl标准溶液,在原子吸收分光光度计上测得读数(任意单位)依次(1)23.0,(2)68.0。计算此血浆中锂的质量浓度。[M r(Li)=6.94]

解:将加入的标准溶液浓度换算成稀释后的浓度,然后用其对吸光度作图.

换算后浓度分别为: Vs ×10-3 ×0.050/5.50

(1)0, (2)9.09 ×10-5mol.L-1, (3)1.82 ×10-4mol.L-1

故: 血浆中锂的浓度为9.28×10-5mol.L-1

78.用原子吸收法测定某污水中的镉含量时,取10mL水样测得吸光度为0.435。后又取10.00mL水样再加入1.00mL98mg?L-1的镉标准溶液,混合后测得吸光度为0.807。求该污水试样中镉的含量(以mg?L-1表示)。

设该污水试样中铬的含量为Cx

由题意知:

Ax=kCx Ao=k(Co+Cx)

得Cx=Ax/(Ao-Ax)*Co=0.435/(0.807-0.435)*98=114.6mg/L

79. 当下述电池中的溶液是pH等于4.00的缓冲溶液时,在25oC时用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V:玻璃电极 / H+(α=x) // 饱和甘汞电极;当缓冲溶液由未知溶液代替时,毫伏计读数为0.312V,试计算未知溶液的pH。

解: 根据公式:pH(test)=pH(std)+(E-Estd)/2.303RT/F

所以有,pH = 4.00 + (0.312-0.209)/0.059=5.75

80. 在2m 的邻苯二甲酸二壬酯的气液色谱柱上,分析一个混合物,得到下列数据。已知记录纸的速度为1200mm ?h -1,求此色谱柱对环已烷的理论塔板数及对于甲苯的塔板高度。 组分 环已烷 苯 甲苯 二甲苯

t R

2

1Y 3min26s 2.1mm 5min32s 3.2mm 7min06s 3.9mm 9min18s 4.6mm

解:三种组分保留值用记录纸上的距离表示时为:

苯: (5+32/60)×[(1200/10)/60]=11.07cm

甲苯:(7+6/60) ×2=14.2cm

二甲苯: (9+18/60) ×2=18.6cm

环己烷:(3+26/60) ×2=6.87cm

故理论塔板数及塔板高度分别为:

n 环己烷=5.54(tR/半峰宽)的平方=5.54(6.87/0.21)的平方=5929.04

n 甲苯=5.54(tR/半峰宽)的平方=5.54(14.2/0.39)的平方=7344.42

所以H 甲苯=L/n=0.0002723m=0.027cm