PPT光學(xué)分析法引論

1、第一章 光學(xué)分析法引論 P18 1.2 計(jì)算下述電磁輻射的頻率和波數(shù)波長(zhǎng)為900pm的單色X射線(xiàn). （2）在12.6 m的紅外吸收峰 11.5 一束多色光射入含有1750條mm-1刻線(xiàn)的光柵，光束相對(duì)于光柵法線(xiàn)的入射角為48.2。試計(jì)算衍射角為20和11.2的光的波長(zhǎng)是多少？解：根據(jù)光柵公式：21.6 用dn/d=1.510-4 的60熔融石英棱鏡和刻有1200條mm-1的光柵來(lái)色散Li的460.20nm及460.30nm兩條譜線(xiàn)，試計(jì)算： （1）分辨率 （2）棱鏡和光柵的大小 31.7 若用500條mm-1刻線(xiàn)的光柵觀察Na的波長(zhǎng)為590nm的譜線(xiàn)，當(dāng)光束垂直入射和以30角入射時(shí)，最多能觀察

2、到幾級(jí)光譜？ 解：根據(jù)光柵公式： 當(dāng)光線(xiàn)垂直入射時(shí)， 那么 ，也就是說(shuō)最多能觀察到3級(jí)光譜。 同理， 最多能觀察到5級(jí)光譜。 41.9 若光柵的寬度是5.00mm，每mm刻有720條刻線(xiàn)，那么該光柵的第一級(jí)光譜的分辨率是多少？對(duì)波數(shù)為1000cm-1的紅外光，光柵能分辨的最靠近的兩條譜線(xiàn)的波長(zhǎng)差為多少？（1）分辨率：（2）波長(zhǎng)差：5第二章 紫外可見(jiàn)分光光度法2.3 已知KMnO4的 ，計(jì)算此波長(zhǎng)下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002的KMnO4溶液在3.0cm吸收池中的投射比。若溶液稀釋1倍后，其透射率是多少？解： 摩爾濃度根據(jù)Lambert-Beer定律：透射率將溶液稀釋一倍后：濃度為原來(lái)的1/26P502

3、.6 以鄰二氮菲光度法測(cè)定Fe（II），稱(chēng)取試樣0.500g，經(jīng)處理后，加入顯色劑，最后定容為50.0cm3。用1.0cm吸收池，在510nm波長(zhǎng)下測(cè)得洗光度A=0.430。計(jì)算試樣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；當(dāng)溶液稀釋1倍后，其百分透射比是多少？解：根據(jù)Lambert-Beer定律： 將溶液稀釋一倍后：72.15 CH3Cl分子中有幾種類(lèi)型的價(jià)電子？在紫外光輻照下可發(fā)生何種類(lèi)型的電子躍遷？答：CH3Cl分子中有n電子和價(jià)電子。在紫外光輻照下可發(fā)生*和n*躍遷。 82.18 有一化合物，其化學(xué)式為C10H14,它有4個(gè)異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下，測(cè)定它們的紫外光譜，試問(wèn)哪個(gè)最大？哪個(gè)最??？答：根據(jù)Woodwa

4、rd-Fieser規(guī)則，（1） max =217+5+5+30=257(nm)（2） max =217+5+5=227(nm)（3） max =217+36+53+5=273(nm)（4） max =217+36+54+30+5=308(nm) 因此（4）的max最大，（2）的max最小。9第3章 紅外光譜法3.1 CHCl3紅外光譜表明C-H伸展振動(dòng)吸收峰在3100cm-1。對(duì)于C3HCl3來(lái)說(shuō)，這一吸收峰將在什么波長(zhǎng)處？103.3 指出下列振動(dòng)是否具有紅外活性（1）無(wú)；（2）有；（3）無(wú)；（4）有；（5）無(wú)；（6）無(wú)；（7）有；（8）無(wú)。 振動(dòng)是否具有紅外活性取決于振動(dòng)是否發(fā)生了偶極矩的變

5、化，即 的振動(dòng)才能引起紅外吸收。113.5 試預(yù)測(cè)紅外吸收光譜中引起每一個(gè)吸收帶的是什么鍵？ 答：（1）CH3和CH2中飽和CH的伸縮 振動(dòng) 約30002800cm-1 （2）飽和C H的對(duì)稱(chēng)彎曲振動(dòng) 約1375cm-1 （3） 中的CH的伸縮振動(dòng) 約2870，2720cm-1（雙峰） （4） 中CO雙鍵伸縮振動(dòng) 約1725cm-1 12第四章 分子發(fā)光分析法 4.3 比較酚酞和熒光素哪一種的熒光量子產(chǎn)率高？為什么？ 答：熒光素的熒光量子產(chǎn)率高。因?yàn)闊晒馑胤肿又械难鯓蚴蛊渚哂袆傂云矫娼Y(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)可以減少分子的振動(dòng)，使分子與溶劑或其他溶質(zhì)分子的相互作用減小，也就減少了碰撞去活的可能性。134

6、.4 苯胺熒光在pH3還是pH10時(shí)更強(qiáng)？解釋之。答：由于苯胺帶有堿性的胺基，它在pH712的溶液中以分子形式存在，會(huì)發(fā)出藍(lán)色熒光；當(dāng)pH為3時(shí)，溶液中的苯胺大多數(shù)以離子形式存在，因此苯胺在pH10時(shí)的熒光比pH3時(shí)的更強(qiáng)。144.6 為什么分子熒光光度分析法的靈敏度通常比分子吸光光度法的要高？答：因?yàn)闊晒馐菑娜肷涔獾闹苯欠较驒z測(cè)，即在黑背景下檢測(cè)熒光的發(fā)射，而且熒光的發(fā)射強(qiáng)度大，可以通過(guò)各種方法來(lái)增強(qiáng)，從而提高檢測(cè)的靈敏度，而分子吸光光度法中存在著嚴(yán)重的背景干擾，因此分子熒光光度發(fā)靈敏度通常比分子吸光光度法的高。15第五章 原子發(fā)射光譜法 5.3 內(nèi)量子數(shù)J的來(lái)源是什么？答：內(nèi)量子數(shù)J是由于

7、軌道運(yùn)動(dòng)的相互作用即軌道磁矩與自旋磁矩的相互影響而得出的，它是原子中各個(gè)價(jià)電子組合得到的總量子數(shù)L與總自旋量子數(shù)S的矢量和，即 J=L+S 5.4 請(qǐng)簡(jiǎn)述幾種常用光源的工作原理，比較它們的特性以及使用范圍，并闡述具備這些特性的原因。（略）詳見(jiàn)P110-113 165.4 什么是ICP光源的環(huán)狀結(jié)構(gòu)并簡(jiǎn)述ICP的優(yōu)缺點(diǎn)。答： 高頻電流具有“趨膚效應(yīng)”，ICP中高頻感應(yīng)電流絕大部分流經(jīng)導(dǎo)體外圍，越接近導(dǎo)體表面，電流密度越大。渦流主要集中在等離子體的表面層內(nèi)，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，造成一個(gè)環(huán)形加熱區(qū)。ICP光源的優(yōu)點(diǎn)：（1）具有好的檢出限；（2）ICP穩(wěn)定性好，精密度高；（3）基體效應(yīng)小；（4）選擇合適的觀

8、測(cè)高度光譜背景小；（5）準(zhǔn)確度高，相對(duì)誤差為1%，干擾??；（6）自吸效應(yīng)小。局限性：對(duì)非金屬測(cè)定靈敏度低，儀器價(jià)格較貴，維持費(fèi)用也較高。175.10 在下列情況下，應(yīng)選擇什么激發(fā)光源？（1） 對(duì)某經(jīng)濟(jì)作物植物體進(jìn)行元素的定性全分析； （直流電?。?） 煉鋼廠(chǎng)爐前12種元素定量分析；（火花）（3） 鐵礦石定量全分析；（交流電?。?） 頭發(fā)各元素定量分析；（交流電弧或ICP）（5）水源調(diào)查6種元素定量分析。（ICP） 185.11 分析硅青銅中的鉛，以基體銅為內(nèi)標(biāo)元素，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)列于下表中，求硅青銅中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（Pb）（表略） 思路：此題用的是使用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法，根據(jù) S=blgc+ lgA

9、分析線(xiàn)對(duì)的黑度值都落在乳劑特性曲線(xiàn)直線(xiàn)部分，S與lgc成正比。做S對(duì)lgc的曲線(xiàn)，可求出lgcx，進(jìn)而求cx。 195.12 用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定SiO2中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，F(xiàn)e302.06 nm為分析線(xiàn)，Si302.00nm為內(nèi)標(biāo)線(xiàn)，已知分析線(xiàn)對(duì)已在乳劑特性曲線(xiàn)直線(xiàn)部分，測(cè)得數(shù)據(jù)列于下表中。求Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(表略)思路：Fe的分析線(xiàn)和Si的內(nèi)標(biāo)線(xiàn)組成一個(gè)分析線(xiàn)對(duì),由于兩者的位置接近,因此乳劑特性基本相同。根據(jù)S=blgc+ lgA 自吸系數(shù)b=1， 則S=lgc+ lgA設(shè)Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為cx，則根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到以下聯(lián)立方程式：（1）（2）（3）20第六章 原子吸收光譜法 6.4 請(qǐng)解釋下列名詞

10、：（1）譜線(xiàn)半寬度；（2）積分吸分；（3）峰值吸收；（4）銳線(xiàn)光源。 （1）譜線(xiàn)半寬度：中心頻率位置，吸收系數(shù)極大值的一半處，譜線(xiàn)輪廓上兩點(diǎn)之間頻率或波長(zhǎng)的距離。（圖見(jiàn)P128，圖6.2）（2）積分吸分：在吸收線(xiàn)輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的積分稱(chēng)為積分吸收系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為積分吸收。（3）峰值吸收：在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下，峰值吸收與火焰中的被測(cè)元素的原子濃度也成正比。吸收線(xiàn)中心波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)K0為峰值吸收系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)峰值吸收。（4）銳線(xiàn)光源：銳線(xiàn)光源是發(fā)射線(xiàn)半寬度遠(yuǎn)小于吸收線(xiàn)半寬度的光源。銳線(xiàn)光源發(fā)射線(xiàn)半寬度很小，并且發(fā)射線(xiàn)與吸收線(xiàn)中心頻率一致。 216.7 請(qǐng)簡(jiǎn)述空心陰極燈的工作原理及特點(diǎn)。答：工作原

11、理見(jiàn)課本P131132 它的特點(diǎn)是：工作電流小，陰極溫度低，輻射強(qiáng)度大，穩(wěn)定性高，背景小，Doppler變寬效應(yīng)不明顯， Lorentz變寬（壓力變寬）也可忽略，自吸現(xiàn)象小，能發(fā)射出半寬度很窄的特征譜線(xiàn)。226.9 石墨爐原子化法的工作原理是什么？有什么特點(diǎn)？為什么它比火焰原子化法有更高的絕對(duì)靈敏度？答：石墨爐原子化法的工作原理是利用大電流通過(guò)石墨管產(chǎn)生高熱、高溫， 使試樣原子化。 其優(yōu)點(diǎn)是（1）絕對(duì)靈敏度高；（2）原子化效率高；（3）用樣量少；缺點(diǎn)是（1）基體效應(yīng)、化學(xué)干擾較多；（2）背景干擾較強(qiáng)；（3）重現(xiàn)性較差。 石墨爐原子化法和火焰原子化法相比，它利用高溫使試樣完全蒸發(fā)、充分原子化，從

12、而進(jìn)行吸收測(cè)定。由于試樣利用率幾乎達(dá)100%，原子化效率高，自由原子在吸收區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng)，達(dá)110-2秒數(shù)量級(jí)，是火焰法的103倍，且試樣的原子化是在惰性氣體中和強(qiáng)還原性介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的，有利于難熔氧化物的原子化。而火焰原子化器的氣動(dòng)霧化器霧化效率低影響了火焰原子化法靈敏度的提高。因而石墨爐原子化法比火焰原子化法有更高的絕對(duì)靈敏度。 236.11 原子吸收光譜的背景是怎么產(chǎn)生的？有幾種校正背景的方法？其原理是什么？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：背景干擾是一種光譜干擾，是一種非原子性吸收。分子吸收與光散射是形成背景的主要因素。主要的背景校正方法有（1）鄰近非共振線(xiàn)校正法；（2）連續(xù)光源背景校正法；（3）Ze

13、eman效應(yīng)背景校正法。 （1）鄰近非共振線(xiàn)校正法：原理簡(jiǎn)釋如下： 這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單，適用于分析線(xiàn)附近，背景吸收變化不大的情況，否則準(zhǔn)確度較差。 24（2）連續(xù)光源背景校正法：原理：銳線(xiàn)光源測(cè)定的吸光度值為原子吸收與背景吸收與背景吸收的總吸光度。連續(xù)光源測(cè)定的吸光度為背景吸收。將銳線(xiàn)光源吸光度值減去連續(xù)光源吸光度值，即為校正背景后的被測(cè)元素的吸光度值。優(yōu)點(diǎn)：所測(cè)得的背景吸收是待測(cè)元素共振線(xiàn)波長(zhǎng)處的背景，而不是在鄰近線(xiàn)。因此可以獲得真正的背景校正，校正的準(zhǔn)確度及精密度也較高。 25缺點(diǎn)：只適用用于該連續(xù)光源輻射較強(qiáng)的波長(zhǎng)范圍（如氘燈為210350nm）；從背景吸收的波長(zhǎng)特性來(lái)看，用空心陰極燈作光

14、源時(shí)測(cè)得的背景吸收是分析波長(zhǎng)處的背景（Ab(H)），而用氘燈做光源時(shí)，測(cè)得的是單色器光譜通帶內(nèi)的平均背景值（Ab(D)），該值不一定代表分析波長(zhǎng)處真正的背景值。所以Ab(H)=Ab(D)的假設(shè)是不嚴(yán)格的。當(dāng)Ab(H) Ab(D)時(shí)，產(chǎn)生過(guò)度校正，使分析結(jié)果偏低，反之則校正不足，分析結(jié)果偏高；為了使Ab(D)很小，單色器的光譜通帶滿(mǎn)足一定的寬度條件?；w元素的吸收線(xiàn)，光源發(fā)射的非吸收線(xiàn)，或吸收靈敏度低的譜線(xiàn)可能進(jìn)入光譜通帶內(nèi)。造成背景校正的誤差和其他光源的干擾；由于使用不同類(lèi)型的獨(dú)立光源，二者光斑大小不一。使得這種方法難以準(zhǔn)確校正空間特性很強(qiáng)的石墨爐原子吸收中的背景吸收信號(hào)；只能校正連續(xù)背景，不能校正結(jié)構(gòu)背景。校正能力比較差；信噪比由于使用了分