儀器作業(yè)答案(08)

1、2.2.氣相色譜儀的基本設(shè)備包括哪幾部分?各有什么作用?氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)氣相色譜儀具有一個讓載氣連續(xù)運行氣相色譜儀具有一個讓載氣連續(xù)運行 管路密閉的氣路系統(tǒng)管路密閉的氣路系統(tǒng) 進樣系統(tǒng)包括進樣裝置和氣化室其作用是將液體或固體試樣，在進入色進樣系統(tǒng)包括進樣裝置和氣化室其作用是將液體或固體試樣，在進入色譜柱前瞬間氣化，譜柱前瞬間氣化，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中2.9.能否根據(jù)理論塔板數(shù)來判斷分離的可能性?為什么?答答: 不能不能,有效塔板數(shù)僅表示柱效能的高低有效塔板數(shù)僅表示柱效

2、能的高低,柱分離能力發(fā)揮程度的標志柱分離能力發(fā)揮程度的標志,而而分離的可能性取決于組分在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異分離的可能性取決于組分在固定相和流動相之間分配系數(shù)的差異.2.21.解：（1）從圖中可以看出，）從圖中可以看出，tR2=17min, Y2=1min, 所以；所以； n = 16(-tR2/Y2)2 =16172 = 4624 (2) tR1= tR1- tM =14-1=13min t”R2=tR2 tM = 17-1 = 16min 相對保留值相對保留值 a = tR2/tR1=16/13=1.231 根據(jù)公式：根據(jù)公式：L=16R2(1.231/(1.231-1)2 H

3、eff 通常對于填充柱，有效塔板高度約為通常對于填充柱，有效塔板高度約為0.1cm, 代入上式，代入上式， 得：得： L=102.2cm 1m3.2.液相色譜中影響色譜峰展寬的因素有哪些液相色譜中影響色譜峰展寬的因素有哪些? 與氣相色譜相與氣相色譜相比較比較, 有哪些主要不同之處有哪些主要不同之處?解解:液相色譜中引起色譜峰擴展的主要因素為液相色譜中引起色譜峰擴展的主要因素為渦流擴散、流動的流動相傳質(zhì)、滯留的流動相渦流擴散、流動的流動相傳質(zhì)、滯留的流動相傳質(zhì)以及柱外效應(yīng)。傳質(zhì)以及柱外效應(yīng)。在氣相色譜中徑向擴散往往比較顯著，而液相在氣相色譜中徑向擴散往往比較顯著，而液相色譜中徑向擴散的影響較弱，

4、往往可以忽略。色譜中徑向擴散的影響較弱，往往可以忽略。另外，在液相色譜中還存在比較顯著的滯留流另外，在液相色譜中還存在比較顯著的滯留流動相傳質(zhì)及柱外效應(yīng)。動相傳質(zhì)及柱外效應(yīng)。3.何謂梯度洗提？它與氣相色譜中的程序升溫有何異同之何謂梯度洗提？它與氣相色譜中的程序升溫有何異同之處？處？解：在一個分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變流動相的組成解：在一個分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變流動相的組成或濃度配比，稱為梯度洗提是改進液相色譜分離的重要手或濃度配比，稱為梯度洗提是改進液相色譜分離的重要手段段梯度洗提與氣相色譜中的程序升溫類似，但是前者連續(xù)改變梯度洗提與氣相色譜中的程序升溫類似，但是前者連續(xù)改變的是流

5、動相的極性、的是流動相的極性、pH或離子強度，而后者改變的溫度或離子強度，而后者改變的溫度程序升溫也是改進氣相色譜分離的重要手段程序升溫也是改進氣相色譜分離的重要手段4.2.何謂指示電極及參比電極何謂指示電極及參比電極?試各舉例說明其作用試各舉例說明其作用.解解:指示電極指示電極:用來指示溶液中離子活度變化的電極用來指示溶液中離子活度變化的電極,其電極電位值其電極電位值隨溶液中離子活度的變化而變化隨溶液中離子活度的變化而變化,在一定的測量條件下在一定的測量條件下,當(dāng)溶液中當(dāng)溶液中離子活度一定時離子活度一定時,指示電極的電極電位為常數(shù)指示電極的電極電位為常數(shù).例如測定溶液例如測定溶液pH時時,可

6、以使用玻璃電極作為指示電極可以使用玻璃電極作為指示電極,玻璃電極的膜電位與溶液玻璃電極的膜電位與溶液pH成成線性關(guān)系線性關(guān)系,可以指示溶液酸度的變化可以指示溶液酸度的變化.參比電極參比電極: :在進行電位測定時在進行電位測定時, ,是通過測定原電池電動勢來進行是通過測定原電池電動勢來進行的的, ,電動勢的變化要體現(xiàn)指示電極電位的變化電動勢的變化要體現(xiàn)指示電極電位的變化, ,因此需要采用一因此需要采用一個電極電位恒定個電極電位恒定, ,不隨溶液中待測離子活度或濃度變化而變化的不隨溶液中待測離子活度或濃度變化而變化的電極作為基準電極作為基準, ,這樣的電極就稱為參比電極這樣的電極就稱為參比電極.

7、.例如例如, ,測定溶液測定溶液pHpH時時, ,通常用飽和甘汞電極作為參比電極通常用飽和甘汞電極作為參比電極. .4.9.當(dāng)下述電池中的溶液是pH等于4.00的緩沖溶液時,在298K時用毫伏計測得下列電池的電動勢為0.209V:玻璃電極H+(a=x) 飽和甘汞電極 當(dāng)緩沖溶液由三種未知溶液代替時,毫伏計讀數(shù)如下: (a)0.312V; (b)0.088V; (c) -0.017V.試計算每種未知溶液的pH.解: 根據(jù)公式:(a) pH = 4.00 + (0.312-0.209)/0.059=5.75同理: (b) pH = 1.95 (c) pH = 0.17V FRTEEpHpHStdS

8、tdTest/303. 2 4.12.用標準加入法測定離子濃度時, 于100mL銅鹽溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,電動勢增加4mV,求銅的原來總濃度.解解:已知已知:故故:Cx = 2.73 10-3 mol.L-11)1000059. 0/(421059. 0/2)110(1001 . 01)110( ExCC第五章第五章 伏安分析法習(xí)題解答伏安分析法習(xí)題解答5.產(chǎn)生濃差極化的條件是什么？產(chǎn)生濃差極化的條件是什么？解：使用小面積的極化電極如滴汞電極或微鉑電極，溶液解：使用小面積的極化電極如滴汞電極或微鉑電極，溶液保持靜止（不攪拌）保持靜止（不攪拌）5.在極譜分析中

9、所用的電極，為什么一個電極的面積應(yīng)在極譜分析中所用的電極，為什么一個電極的面積應(yīng)該很小，而參比惦記則應(yīng)具有大面積？該很小，而參比惦記則應(yīng)具有大面積？解：使用小面積的電極作陰極，可以使電極上具有較高的電解：使用小面積的電極作陰極，可以使電極上具有較高的電流密度，以保證產(chǎn)生濃差極化而使用大面積汞池電極作陽流密度，以保證產(chǎn)生濃差極化而使用大面積汞池電極作陽極，可以使電解過程中陽極產(chǎn)生的濃差極化很小，陽極的電極，可以使電解過程中陽極產(chǎn)生的濃差極化很小，陽極的電極電位保持恒定，從而使極化電極的電位完全由外加電壓所極電位保持恒定，從而使極化電極的電位完全由外加電壓所控制控制5 5 殘余電流產(chǎn)生的原因是什么

10、？它對極譜分析有殘余電流產(chǎn)生的原因是什么？它對極譜分析有什么影響？什么影響？解：殘余電流的產(chǎn)生主要有兩個原因，一為溶液中存在微量解：殘余電流的產(chǎn)生主要有兩個原因，一為溶液中存在微量的可以在電極上還原的雜質(zhì)，二為充電電流引起的可以在電極上還原的雜質(zhì)，二為充電電流引起它對極譜分析的影響主要是影響測定的靈敏度它對極譜分析的影響主要是影響測定的靈敏度5.13. 3.000g錫礦試樣以錫礦試樣以Na2O2熔融后溶解之熔融后溶解之,將溶液轉(zhuǎn)移至將溶液轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶容量瓶,稀釋至刻度稀釋至刻度.吸取稀釋后的試液吸取稀釋后的試液25mL進行極譜分進行極譜分析析,測得擴散電流為測得擴散電流為24.9m

11、mA.然后在此液中加入然后在此液中加入5mL濃度為濃度為6.0 x10-3mol.L-1的標準錫溶液的標準錫溶液,測得擴散電流為測得擴散電流為28.3m mA.計算礦樣中錫的計算礦樣中錫的質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù).解解: 根據(jù)公式根據(jù)公式:得得 Cx = 3.3010-3mol.L-1W%=Cx 0.250 118.3 100%/3.000=3.25%VhVVHhVCCxsxssx )(6.2. 庫侖分析法的基本依據(jù)是什么？為什么說電流效率是庫庫侖分析法的基本依據(jù)是什么？為什么說電流效率是庫侖分析發(fā)關(guān)鍵問題？在庫侖分析中用什么方法保證電流效侖分析發(fā)關(guān)鍵問題？在庫侖分析中用什么方法保證電流效率達到率達到

12、100%？解：根據(jù)法拉第電解定律，在電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)解：根據(jù)法拉第電解定律，在電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量與通過該體系的電量成正比，因此可以通過測量電解時量與通過該體系的電量成正比，因此可以通過測量電解時通過的電量來計算反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量，這即為庫侖分析法的通過的電量來計算反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量，這即為庫侖分析法的基本原理?；驹?。由于在庫侖分析法中是根據(jù)通過體系的電量與反應(yīng)物質(zhì)之由于在庫侖分析法中是根據(jù)通過體系的電量與反應(yīng)物質(zhì)之間的定量關(guān)系來計算反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量的，因此必須保證電間的定量關(guān)系來計算反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量的，因此必須保證電流效率流效率100%地用于反應(yīng)物的單純電極反應(yīng)。地用于反應(yīng)物的單純電極

13、反應(yīng)?？梢酝ㄟ^控制電位庫侖分析和恒電流庫侖滴定兩種方式保可以通過控制電位庫侖分析和恒電流庫侖滴定兩種方式保證電流效率達到證電流效率達到100%。6.8. 10.00mL濃度越為濃度越為0.01mol.L-1的的 HCl溶液溶液,以電解產(chǎn)生的以電解產(chǎn)生的OH-滴定此溶液滴定此溶液,用用pH計指示滴定時計指示滴定時pH的變化的變化,當(dāng)?shù)竭_終點時當(dāng)?shù)竭_終點時,通通過電流的時間為過電流的時間為6.90min,滴定時電流強度為滴定時電流強度為20mA,計算此計算此HCl溶溶液的濃度液的濃度.解解:根據(jù)題意根據(jù)題意:m/M = 20 10-3 6.90 60/96487 = 8.58 10-5mol故故:

14、 CHCl = 8.58 10-3mol.L-17.6. 結(jié)合實驗說明進行光譜定性分析的過程。結(jié)合實驗說明進行光譜定性分析的過程。解：光譜定性分析包括試樣處理、攝譜、檢查譜線等幾個基本過程。解：光譜定性分析包括試樣處理、攝譜、檢查譜線等幾個基本過程。7.2. 簡述簡述ICP的形成原理及其特點。的形成原理及其特點。解：解：ICP是利用高頻加熱原理。是利用高頻加熱原理。當(dāng)在感應(yīng)線圈上施加高頻電場時，由于某種原因（如電火花當(dāng)在感應(yīng)線圈上施加高頻電場時，由于某種原因（如電火花等）在等離子體工作氣體中部分電離產(chǎn)生的帶電粒子在高頻等）在等離子體工作氣體中部分電離產(chǎn)生的帶電粒子在高頻交變電磁場的作用下做高速

15、運動，碰撞氣體原子，使之迅速、交變電磁場的作用下做高速運動，碰撞氣體原子，使之迅速、大量電離，形成雪崩式放電，電離的氣體在垂直于磁場方向大量電離，形成雪崩式放電，電離的氣體在垂直于磁場方向的截面上形成閉合環(huán)形的渦流，在感應(yīng)線圈內(nèi)形成相當(dāng)于變的截面上形成閉合環(huán)形的渦流，在感應(yīng)線圈內(nèi)形成相當(dāng)于變壓器的次級線圈并同相當(dāng)于初級線圈的感應(yīng)線圈耦合，這種壓器的次級線圈并同相當(dāng)于初級線圈的感應(yīng)線圈耦合，這種高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫又將氣體加熱、電離，并在管口形高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫又將氣體加熱、電離，并在管口形成一個火炬狀的穩(wěn)定的等離子體焰矩。成一個火炬狀的穩(wěn)定的等離子體焰矩。其特點如下：其特點如下：7.3

16、何謂元素的共振線、靈敏線、最后線、分析線，它們之間有何謂元素的共振線、靈敏線、最后線、分析線，它們之間有何聯(lián)系？何聯(lián)系？解：由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所發(fā)射的譜線稱為解：由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所發(fā)射的譜線稱為共振線共振線(resonance line)。共振線具有最小的激發(fā)電位，因此最容易被激發(fā)，為該。共振線具有最小的激發(fā)電位，因此最容易被激發(fā)，為該元素最強的譜線。元素最強的譜線。靈敏線靈敏線(sensitive line) 是元素激發(fā)電位低、強度較大的譜線，是元素激發(fā)電位低、強度較大的譜線，多是共振線多是共振線(resonance line)。最后線最后線(last line) 是指當(dāng)樣品中某元素的含量

17、逐漸減少時，最是指當(dāng)樣品中某元素的含量逐漸減少時，最后仍能觀察到的幾條譜線。它也是該元素的最靈敏線。后仍能觀察到的幾條譜線。它也是該元素的最靈敏線。進行分析時所使用的譜線稱為進行分析時所使用的譜線稱為 分析線分析線(analytical line)。由于共振線是最強的譜線，所以在沒有其它譜線干擾的情況下，由于共振線是最強的譜線，所以在沒有其它譜線干擾的情況下，通常選擇共振線作為分析線。通常選擇共振線作為分析線。7. 6光譜定性分析攝譜時，為什么要使用哈特曼光闌？為什么光譜定性分析攝譜時，為什么要使用哈特曼光闌？為什么要同時攝取鐵光譜？要同時攝取鐵光譜？解：使用哈特曼光闌是為了在攝譜時避免由于感

18、光板移動解：使用哈特曼光闌是為了在攝譜時避免由于感光板移動帶來的機械誤差，從而造成分析時攝取的鐵譜與試樣光譜帶來的機械誤差，從而造成分析時攝取的鐵譜與試樣光譜的波長位置不一致。的波長位置不一致。攝取鐵光譜是由于鐵的光譜譜線較多，而且每條譜線的波攝取鐵光譜是由于鐵的光譜譜線較多，而且每條譜線的波長都已經(jīng)精確測定，并載于譜線表內(nèi)，因此可以用鐵個譜長都已經(jīng)精確測定，并載于譜線表內(nèi)，因此可以用鐵個譜線作為波長的標尺，進而確定其它元素的譜線位置。線作為波長的標尺，進而確定其它元素的譜線位置。7.9何謂三標準試樣法？何謂三標準試樣法？解：三標準試樣法就是將三個或三個以上的標準試樣和被分解：三標準試樣法就是

19、將三個或三個以上的標準試樣和被分析試樣于同一實驗條件下，在同一感光板上進行析試樣于同一實驗條件下，在同一感光板上進行 攝譜。由每攝譜。由每個標準試樣分析線對的黑度差與標準試樣中欲測成分含量個標準試樣分析線對的黑度差與標準試樣中欲測成分含量 c 的對數(shù)繪制工作曲線，然的對數(shù)繪制工作曲線，然 后由被測試樣光譜中測得的分析線后由被測試樣光譜中測得的分析線 對的黑度差，從工作曲線中查出待測成分的含量。對的黑度差，從工作曲線中查出待測成分的含量。8.6石墨爐原子化法的工作原理是什么？與火焰原子化法相石墨爐原子化法的工作原理是什么？與火焰原子化法相比較，有什么優(yōu)缺點？為什么？比較，有什么優(yōu)缺點？為什么？解

20、解:石墨爐原子化器是將一個石墨管固定在兩個電極之間而制石墨爐原子化器是將一個石墨管固定在兩個電極之間而制成的成的,在惰性氣體保護下以大電流通過石墨管在惰性氣體保護下以大電流通過石墨管,將石墨管加熱至將石墨管加熱至高溫而使樣品原子化高溫而使樣品原子化.與火焰原子化相比與火焰原子化相比,在石墨爐原子化器中在石墨爐原子化器中,試樣幾乎可以全部原試樣幾乎可以全部原子化子化,因而測定靈敏度高因而測定靈敏度高.對于易形成難熔氧化物的元素對于易形成難熔氧化物的元素,以及試以及試樣含量很低或試樣量很少時非常適用樣含量很低或試樣量很少時非常適用.缺點缺點:共存化合物的干擾大共存化合物的干擾大,由于取樣量少由于取

21、樣量少,所以進樣量及注入管所以進樣量及注入管內(nèi)位置的變動會引起誤差內(nèi)位置的變動會引起誤差,因而重現(xiàn)性較差因而重現(xiàn)性較差.8.11從工作原理、儀器設(shè)備上對原子吸收法及原子熒光法作從工作原理、儀器設(shè)備上對原子吸收法及原子熒光法作比較。比較。解：從工作原理上看，原子吸收是通過測定待測元素的原子解：從工作原理上看，原子吸收是通過測定待測元素的原子蒸氣對其特征譜線的吸收來實現(xiàn)測定的，屬于吸收光譜，而蒸氣對其特征譜線的吸收來實現(xiàn)測定的，屬于吸收光譜，而原子熒光則是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下原子熒光則是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光的強度來實現(xiàn)測定的，屬于發(fā)射光譜。所產(chǎn)生

22、的熒光的強度來實現(xiàn)測定的，屬于發(fā)射光譜。在儀器設(shè)備上，二者非常相似，不同之處在于原子吸收光譜在儀器設(shè)備上，二者非常相似，不同之處在于原子吸收光譜儀中所有組件排列在一條直線上，而熒光光譜儀則將光源與儀中所有組件排列在一條直線上，而熒光光譜儀則將光源與其它組件垂直排列，以消除激發(fā)光源發(fā)射的輻射對檢測信號其它組件垂直排列，以消除激發(fā)光源發(fā)射的輻射對檢測信號的影響。的影響。8.14.以原子吸收光譜法分析尿樣中銅的含量,分析線324.8nm. 測得數(shù)據(jù)如下表所示,計算試樣中銅的質(zhì)量濃度(mg.mL-1)加入銅的質(zhì)量濃度/mg.mL-1A0.02.04.06.08.00.280.440.600.7570.

23、912-4-2024680. 00. 20. 40. 60. 81. 0Cx=3. 56mg. mL- 1AC第九章習(xí)題解答第九章習(xí)題解答9.1.試簡述產(chǎn)生吸收光譜的原因解：分子具有不同的特征能級，當(dāng)分子從外界吸收能量后，就會發(fā)生相應(yīng)的能級躍遷同原子一樣，分子吸收能量具有量子化特征記錄分子對電磁輻射的吸收程度與波長的關(guān)系就可以得到吸收光譜9.2.電子躍遷有哪幾種類型？這些類型的躍遷各處于什么補償范圍？解：從化學(xué)鍵的性質(zhì)考慮，與有機化合物分子的紫外可見吸收光譜有關(guān)的電子為：形成單鍵的s電子，形成雙鍵的p電子以及未共享的或稱為非鍵的n電子電子躍遷發(fā)生在電子基態(tài)分子軌道和反鍵軌道之間或基態(tài)原子的非鍵

24、軌道和反鍵軌道之間處于基態(tài)的電子吸收了一定的能量的光子之后，可分別發(fā)生ss*,s p*,p s*,n s*,p p*,np*等躍遷類型p p*,n p*所需能量較小，吸收波長大多落在紫外和可見光區(qū)，是紫外可見吸收光譜的主要躍遷類型四種主要躍遷類型所需能量E大小順序為：n p*p p*n s*s s*.一般s s*躍遷波長處于遠紫外區(qū)，200nm,p p*,n s*躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，波長大致在150250nm之間，n p*躍遷波長近紫外區(qū)及可見光區(qū)，波長位于250nm800nm之間4.有機化合物的紫外吸收光譜中有哪幾種類型的吸收帶？它們產(chǎn)生的原因是什么？有什么特點？解：首先有機化合物吸收

25、光譜中，如果存在飽和基團，則有s s*躍遷吸收帶，這是由于飽和基團存在基態(tài)和激發(fā)態(tài)的 s電子，這類躍遷的吸收帶位于遠紫外區(qū)如果還存在雜原子基團，則有n s*躍遷，這是由于電子由非鍵的n軌道向反鍵s軌道躍遷的結(jié)果，這類躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，而且躍遷峰強度比較低如果存在不飽和C=C雙鍵，則有p p*,n p*躍遷，這類躍遷位于近紫外區(qū)，而且強度較高如果分子中存在兩個以上的雙鍵共軛體系，則會有強的K吸收帶存在，吸收峰位置位于近紫外到可見光區(qū)對于芳香族化合物，一般在185nm,204nm左右有兩個強吸收帶，分別成為E1,E2吸收帶，如果存在生色團取代基與苯環(huán)共軛，則E2吸收帶與生色團的K帶合并，并且發(fā)生紅移，而且會在230-270nm處出現(xiàn)較弱的精細吸收帶（B帶）這些都是芳香族化合物的特征吸收帶9.異丙叉丙酮有兩種異構(gòu)體：CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3及CH2=C(CH3)-CH2-CO-CH3它們的紫外吸收光譜為: (