儀器分析課后習(xí)題答案解析1

1、課后習(xí)題答案第一章：緒論1.解釋下列名詞:(1)儀器分析和化學(xué)分析；(2)標準曲線與線性范圍；(3)靈敏度、精密度、準確度和檢出限。答：(1)儀器分析和化學(xué)分析：以物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)(光、電、熱、磁等)為基礎(chǔ)的分析方法，這類方法一般需要特殊的儀器，又稱為儀器分析法；化學(xué)分析是以物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。(2)標準曲線與線性范圍：標準曲線是被測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應(yīng)信號的關(guān)系曲線；標準曲線的直線部分所對應(yīng)的被測物質(zhì)濃度(或含量)的范圍稱為該方法的線性范圍。(3)靈敏度、精密度、準確度和檢出限：物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應(yīng)信號值變化的程度，稱為方法的靈敏度；精密度是指使用

2、同一方法，對同一試樣進行多次測定所得測定結(jié)果的一致程度；試樣含量的測定值與試樣含量的真實值(或標準值)相符合的程度稱為準確度；某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量,1.解釋下列名詞：(1)原子光譜和分子光譜；(3)統(tǒng)計權(quán)重和簡并度；(5)禁戒躍遷和亞穩(wěn)態(tài)；(7)分子熒光、磷光和化學(xué)發(fā)光;稱為這種方法對該物質(zhì)的檢出限。第三章光學(xué)分析法導(dǎo)論(2)原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜(4)分子振動光譜和分子轉(zhuǎn)動光譜(6)光譜項和光譜支項；(8)拉曼光譜。答：(1)由原子的外層電子能級躍遷產(chǎn)生的光譜稱為原子光譜；由分子的各能級躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子光譜。(2)當原子受到外界能量(如熱能

3、、電能等)的作用時，激發(fā)到較高能級上處于激發(fā)態(tài)。但激發(fā)態(tài)的原子很不穩(wěn)定，一般約在103s內(nèi)返回到基態(tài)或較低能態(tài)而發(fā)射出的特征譜線形成的光譜稱為原子發(fā)射光譜；當基態(tài)原子蒸氣選擇性地吸收一定頻率的光輻射后躍遷到較高能態(tài)，這種選擇性地吸收產(chǎn)生的原子特征的光譜稱為原子吸收光譜。(3)由能級簡并引起的概率權(quán)重稱為統(tǒng)計權(quán)重；在磁場作用下，同一光譜支項會分裂成2J+1個不同的支能級，2J+1稱為能級的簡并度。(4)由分子在振動能級間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子振動光譜；由分子在不同的轉(zhuǎn)動能級間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子轉(zhuǎn)動光譜。(5)不符合光譜選擇定則的躍遷叫禁戒躍遷；若兩光譜項之間為禁戒躍遷，處于較高能級的原子具有

4、較長的壽命，原子的這種狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài)。(6)用n、L、SJ四個量子數(shù)來表示的能量狀態(tài)稱為光譜項，符號為n2s+L；把J值不同的光譜項稱為光譜支項，表示為n2s.1Lj。(7)熒光和磷光都是光致發(fā)光，是物質(zhì)的基態(tài)分子吸收一定波長范圍的光輻射激發(fā)至單重激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)而產(chǎn)生的二次輻射。熒光是由單重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷產(chǎn)生的光輻射，而磷光是單重激發(fā)態(tài)先過渡到三重激發(fā)態(tài)，再由三重激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷而產(chǎn)生的光輻射?；瘜W(xué)發(fā)光是化學(xué)反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物受反應(yīng)釋放的化學(xué)能激發(fā)而產(chǎn)生的光輻射。(8)入射光子與溶液中試樣分子間的非彈性碰撞引起能量交換而產(chǎn)生的與入射光頻率不同的散射光形成的光譜稱為拉曼光譜。4.解：

5、光譜項分別為：基態(tài)31S;第一電子激發(fā)態(tài)31P和33P。原子價電子組態(tài)nLS光譜項J光譜之項多重性簡并度Mg3s2(基態(tài))30031S031S0單13s13P1(激發(fā)態(tài))31133P233P2三5133P13033P01031P131P1單3第四章原子發(fā)射光譜1.何謂共振線、靈敏線、最后線和分析線？它們之間有什么聯(lián)系？答：以基態(tài)為躍遷低能級的光譜線稱為共振線；靈敏線是指元素特征光譜中強度較大的譜線，通常是具有較低激發(fā)電位和較大躍遷概率的共振線；最后線是指試樣中被測元素含量或濃度逐漸減小時而最后消失的譜線，最后線往往就是最靈敏線；分析線是分析過程中所使用的譜線，是元素的靈敏線。5.分析下列試樣應(yīng)

6、選用何種光源？(1)礦石中元素的定性和半定量分析；(2)銅合金中的錫(Sn=0.X%)；(3)鋼中的猛(8Mn=0.0X%0.X%)；(4)污水中的Cr、Cu、Fe、Pb、V的定量分析；(5)人發(fā)中Cu、MnZn、Cd、Pb的定量分析。答：(1)直流電弧光源；(2)低壓交流電弧光源；(3)低壓交流電弧光源；(4)電感耦合等離子體(ICP)光源；(5)電感耦合等離子體(ICP)光源。12.已知光柵刻痕密度為1200mm2，暗箱物鏡的焦距為1m,求使用一級和二級衍射光譜時，光柵光譜儀的倒線色散率。dd11斛：已知D=，f=1m,b=1200mm,代入公式可得dlKfKfb1 1K=1,D=0.83

7、3nmmm；K=2,D=0.417nmmm13.某光柵光譜儀的光柵刻痕密度為2400mm1-,光柵寬度為50mm,求此光譜儀對一級光譜的理論分辨率。該光譜儀能否將Nb309.418nm與Al309.271nm兩譜線分開？為什么？解：R=klb=50mm2400mm=1.21051(309.418309.271)nm3:,=一5-2.610nmR1.210(309.418-309.271)nm=0.147nm二該光譜儀不能將這兩條譜線分開。14.某光柵光譜儀的光柵刻痕密度為2000mm2,光柵寬度為50mm,f=0.65m,試求:(1)當cos中=1時，該光譜儀二級光譜的倒線色散率為多少？(2)

8、若只有30mm寬的光柵被照明，二級光譜的分辨率是多少？(3)在波長560nm時，該光譜儀理論上能完全分開兩條譜線的最小波長差是多少？一_111斛：（1）costp=1時，d=1=0.385nmmmKfb20.65m2000mm一,_1_5（2）R=Klb=230mm2000mm=1.210（3）R=Klb=250mm2000mm=2.0105560nm二二二ZTR2.01053=2.8父10nm。15.用標準加入法測定SiO2中微量鐵的質(zhì)量分數(shù)時，以Fe302.06nm為分析線，Si302.00nm為內(nèi)標線。標準系列中Fe加入量和分析線對測得值列于下表中，試繪制工作曲線，求試樣中SiO2中Fe

9、得質(zhì)量分數(shù)。We/%00.0010.0020.003R0.240.370.510.63解：標準加入法的定量關(guān)系式為R=A(cx+cs),以R對Cs作圖如下當工作曲線與橫坐標相交時，R=0,此時cx=-cs,從圖上可得出cx=0.0018%。第五章原子吸收與原子熒光光譜法11.計算火焰溫度2000K時，Ba553.56nm譜線的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)的比值。已知g/g0=3。.hc4.13610/eV3.01010cms553.56nm解：Ei=一=2.24eVNigigoE：exp(中c,2.24eV二3exp(3i8.61810eVK2000K=6.8110上13 .某原子吸收分光光度計的單色器

10、的倒線色散率為2.0nmmmr-,狹縫寬度分別為0.04mm0.08mm0.12mm0.16mm和0.2mm,求相應(yīng)的光譜通帶寬度是多少？解：已知W=D，S,分別代入D和S值可求得光譜通帶寬度W分別為0.08nm,0.16nm,0.24nm,0.32nm,0.40nm14 .為檢查原子吸收光譜儀的靈敏度，以2Mgm9的Be標準溶液，用Be234.86nm的吸收線測得透射比為35%，計算其靈敏度為多少？解：靈敏度用特征濃度表示為:s0.0044cc二A2gmL0.00442,=1.9310gmLlg35%15 .用原子吸收光譜分析法測定鉛含量時，以0.1MgmL-1-質(zhì)量濃度的鉛標準溶?測得吸光

11、度為0.24,連續(xù)11次測得空白值的標準偏差為0.012,試計算其檢出限。.1解:11=0.015-gmL=15ngmL0.1gmL30.0120.2416 .用標準加入法測定血漿中鋰的含量時，取4份0.50mL血漿試樣，分別加入濃度為0.0500molL，的LiCl標準溶液0.0RL,10.0RL,20.0RL,30.0NL,然后用水稀釋至5.00mL并搖勻，用Li670.8nm分析線測得吸光度依次為0.201,0.414,0.622,0.835。計算血漿中鋰的含量，以因md表示。解：已知A=K（cx+Cs）,以A對Cs作圖如下（橫坐標為鋰離子的含量）當a=0時，直線與X軸的交點cx=-cs

12、=0.659Ng，mL，1=6.59NgmL。0.659gmL5.0mL0.5mL二血漿中鋰的含量為c=17 .用火焰原子吸收法以Ca422.7nm吸收線測定血清中的鈣。配制鈣標準系列溶液的濃度（單位為mmolL與分另I為0.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,測得吸光度分別為0,0.43,0.58,0.72,0.85,1.00取0.5mL血清加入9.5mL4%三氯乙酸沉淀蛋白質(zhì)后，清液噴入火焰測得吸光度為0.68。求血清中鈣含量為多少？如果血清中含有PO3-所得結(jié)果是偏高還是偏低？為什么？解：已知A=Kc,測定鈣的標準曲線圖如下從圖上可得吸光度值為0.68的血清中鈣的含量為2.4mm

13、ol-L,。如果血清中含有po、由于與Ca2+生成難揮發(fā)的CaPzQ,將會使測定結(jié)果偏低。18 .用原子吸收法測定礦石中鋁含量。制備的試樣溶液每100mL含礦石1.23g,而制備的鋁標準溶液每100mL含鋁2.00X102g。取10.00mL試樣溶液于100mL容量瓶中，另一個100mL容量瓶中加入10.00mL試樣溶液和10.00mL鋁標準溶液，定容搖勻，分別測得吸光度為0.421和0.863,求礦石中鋁的含量。-A.0.421&.解：cx=x-cs=2.0010g/100mL=1.910g/100mLAs-Ax0.863-0.42119104g/100mL一礦石中鋁的含量為g父100%=0

14、.155%。1.23g/100mL第十一章電分析化學(xué)導(dǎo)論7:解：左：Zn2+2e=Znlg十=-0.764+0.0：92|g0.1=-0.793V右：Ag：i：e=Ag右=嘿十Ag+0.。5921gAg+=0.7990.0592lg0.01=0.681VE匚一右一左=0.6810.793=1.474VE0,所以是原電池8.解：左邊：2HA2eLH22A-tH2十0.05921gH口”葉十心十。05921gH+=0.0592|gh0.413=0.244-0.05921gH0.0592lgH+=0.169H=1.4104mol/lHA=HAHA-HaI1.410,0.1160.21547.6109

15、 .解：E=甲右邛左0.921=0.2443中左邛左=-0.6767V左邊：CdX：2eCd4X-邛左0.0592Cd2,Cd2igCd2Cd24XLCdXKCdX2-&:：C7Cd2-K穩(wěn)X-2Sg左Cd2d2gCdXK穩(wěn)X-I40.0592-0.6767=-0.40321g0.2K穩(wěn)10.150410-.解:11K穩(wěn)=7.010E=9右一，0.8930.2443-中左邛左=-0.6487V左=”小十管均821Cd2X-LCdX2KspCd2X-Cd2=KspX-22”嗎g左Cd2加d2gKsp2XKsp10.0220.0592-0.6487-0.403-lgKsd=2.0102sp第十二章

16、電位分析法10 .(1)E=E右-E左=E9+RT/ZFlnFe3+/Fe2+-Esce=(0.771+0.0591g0.025/0.015)-0.2443=0.784-0.2443=0.540(2) E=E右-E左=E9+RT/ZFlnZn2+-Esce=(-0.764+0.059/2lg0.00228)-0.2443=-0.842-0.2443=-1.085(3) I3+2e=3I-E=E右-E左=E9+RT/ZFlnI3+/I+-E人颯。=(0.545+0.059/2lg0.00667/0.004333)-0.194=0.690-0.194=0.49612 .解：E=M-E左=E9Ag2

17、CrO4/Ag-0.059/2lgCrO4-ESCE=EeAg2CrO4/Ag+0.059/2P(CrO4)-ESCE代入數(shù)字得：0.386=0.446+0.059/2P(CrO4)-0.2443解得：P(CrO4)=6.2513 .解：E=EpH-EAg/AgCl=K-0.0592pH；Es=K-0.0592PHsEx=K-0.0592pHxpHx=pHsEs-Ex0.0592=4.006-0.2094-0.28060.0592=5.2114 .解：E=ECu2.-Esce0.05921gaCu2-esce二K,0.05922pMgpMx2Es-Ex-pMss-s0.0592=-lg3.25

18、10“20.124-0.0860.0592=3.7717.解：依題意有：(1)當aNa+=0.1000mol/L時，E=67mv=0.067V當aK+=0.1000mol/L時，Ez=113mv=0.113VE=K+0.059lg(ak+K+,Na+an/aNa+)又因為：n=1,a=1所以：E1=K+0.059lg(&+i+aNa+)=0.067VE2=K+0.059lg(ak+)=0.113V得：E=E1-E2=0.0591g(Kk+,Na+aNa+)/ak=0.067-0.113=-0.046V解得：Kk+,Na+=0.1661KkiNa，aNa-彳(2)誤差=一,父100%aK-=16

19、.6%第十三章電解與庫倫分析法7解：%=W+Ag+0.0592lg-AgT+gg,*g=0.7990.0592lg0.010=0.681V3-CpCu-Cu2；Cu=0.33720.0592igCu2Agig2=0.346V中1、邛AAg-Cu,Ag先析出(2)Ag析出完全時電位為:Ag=g,Ag0.。5921gAg10Ag=0.7990.0592lg0.0110“0=0.385VIAg-；Cu：Ag：Cu二Ag*OCu2?完全分離。陰極控制電位在0.385V或0.385-0.346V之間8.解:；CuCu2；Cu管igCu2Cu00592=0.337051g0.10=0.307V；Sn,0592Sn2；Sn2lg0.1Sn0.0592-0.136lg0.10=-0.166VIcu：Sn二陰極上Cu先析出Cu析出完全時，陰極電位為:：CuCu2；Cu管lg0.110cu=0.337-=0.159V0.05926-一+0*Cu2(W