儀器分析習(xí)題及答案91498

1、精品1 .是否能用普通電位計或伏特計測量參比電極和pH玻璃電極所組成電池的電動勢？簡述原因。答：不能。因為玻璃電極的內(nèi)阻（50M Q500血）很高，若采用普通電位計或伏特計 測量其電位，會引起較大的測量誤差。用普通電位計或伏特計測量玻璃電極所組成 電池的電動勢時，若檢流計的靈敏度為109a （測量中有109a電流通過），玻璃電極的內(nèi)阻108Q，當這微小電流流經(jīng)電極時，由于電壓降所引起的電動勢測量誤差可 達： E=IV=10 9X 108=0.1V，它相當于1.7個pH單位的誤差。因此不能用普通電 位計或伏特計測量參比電極和 pH玻璃電極所組成電池的電動勢。2.已知-=0.10，若試樣溶液中F濃

2、度為1.0 X 102mol/L時，允許測定誤差為5%問溶液允許的最大pH （以濃度代替活度計算）為多少？解：離子電極選擇性誤差用下式表示和計算：y冷由畀（%） = XF X 1 00%巴二宀-制aS二0厲即：0. Wxafl.COxlO2*pH -M+gd* +le(5.0x!0-3) - 1L703 將一支CIO4離子選擇電極插入50.00ml某高氯酸鹽待測溶液，與飽和甘汞電極（為 負極）組成電池。25E時測得電動勢為358.7mV加入1.00ml NaCI04標準溶液（0.0500mol/L ）后，電動勢變成346.1mV求待測溶液中CQ-濃度。解：2.303AT-0.059(r)aF-

3、346J-358.7 = 12.6稱卩=-0.0126(7)農(nóng)十匹心十N=qQ-OC13(5/-Oja5Q _矩十 1-50 00-F1 00 * 50.00 + 1.00；=1 50xl0-s(n)注意：此題中雖然CIO4為陰離子，但該離子選擇電極為電池的正極，因此S為負值 4.用離子選擇電極校正曲線法進行定量分析有什么優(yōu)點？需注意什么問題？使用 TISAB有何作用？答：離子選擇電極校正曲線法進行定量分析的優(yōu)點是適用于大批量的樣品分析。定 量分析中應(yīng)注意實驗條件的一致，特別是待測液和標準溶液系列的離子強度須保持 一致。使用TISAB的作用為：保持待測液和標準溶液系列的總離子強度及活度系 數(shù)恒

4、定； 維持溶液在適宜的pH范圍內(nèi)，滿足離子電極的要求；掩蔽干擾離子。第8章電位法和永停滴定法5.某pH值的標度每改變一個pH單位，相當于電位的改變?yōu)?0mV用響應(yīng)斜率為 53mV/pH的玻璃電極來測定pH為5.00的溶液，分別用pH2.00及pH4.00的標準緩沖 溶液來標定，測定結(jié)果的絕對誤差各為多少？由此，可得出什么結(jié)論？解：用pH2.00標準緩沖溶液標定時： E =53 X（ 5.00-2.00 ） =159 （ mV= = 2.6560實際測到的 pH為：2.00+2.65=4.65pH絕對誤差=4.65-5.00=-0.35pH用pH=4.00的標準緩沖溶液標定時： E =53 X(

5、 5.00-4.00 ) =53 (mV= 0.2860實際測到的 pH為：4.00+0.88=4.88， 絕對誤=4.88-5.00= -0.12 結(jié)論：絕對誤差的大小與選用標定溶液的pH有關(guān)；應(yīng)選用與待測試液pH相近的標準緩沖溶液標定，以減小測量誤差最佳分辨率：1024*768第10章紫外1.鈀（Pd）與硫代米蚩酮反應(yīng)生成1： 4的有色配位化合物，用1.00cm 吸收池在520nm處測得濃度為0.200 X 10-6g/ml的Pd溶液的吸光度值為 0.390，試求鈀-硫代米蚩酮配合物的：及值。（鈀-硫代米蚩酮配合 物的分子量為106.4 ）解：102.取咖啡酸，在105C干燥至恒重，精密稱

6、取10.00mg,加少量 乙醇溶解，轉(zhuǎn)移至200ml量瓶中，加水至刻度，取出5.00ml，置于50ml 量瓶中，加6mol/L HCl 4ml，加水至刻度。取此溶液于1cm石英吸收池中，在323nm處測得吸光度為0.463，已知咖啡酸=927.9，求咖啡酸的百分質(zhì)量分數(shù)。解：衛(wèi) v 劉 * 2000.4531 心；X771AX x40咖啡酸 =如?h1QC1=一xlOO = 99.SO%lO.OOxlO3I0 00xl0-B3.分別用 0.5mol/L HCI、0.5mol/L NaOH和 pH4.00 的鄰苯二甲酸氫鉀緩沖液配制某弱酸溶液，濃度均為含該弱酸0.001g/100ml。在lmax

7、=590nm處分別測出三者吸光度如下表。求該弱酸的pKa值。A (lmax 590nm)主要存在形式pH=40.430HIn與In -堿1.024In -酸0.002HI n解一:拠二肝十礦犬旳仏T磁pg = pH + 逗捋在pH=4的緩沖溶液中，HIn和In -共存，則該弱酸在各溶液的分析濃度為Gn+G-,即0.001g/100ml。因此在緩沖溶液中是兩種型體混合物的吸收：A 混=0.430= EHInCHm + En- Cn- ( 1 )在堿性溶液中是In-的吸收：An-=1.024= EIn-(CHIn+Cn-)(2)在酸性溶液中是 Hln的吸收：AHIn=0.002=EHIn(CHIn

8、+-)(3)(2) , (3)式代入(1)得：5叫觀%叫CHln/Cln- =1.3879pKa=4+lg1.3879=4.14解二：由（2）、（ 3）式代入（1）式還可寫成:(4)c -+1 C-q代入（4）,整理，取對數(shù)，得:式中A混為該弱酸在緩沖液中的吸光度；AHIn為該弱酸在酸性溶液中的吸光度；An-為該弱酸在堿性溶液中的吸光度；pH為緩沖溶液的pH值 把數(shù)據(jù)代入上式得:0 430-0.0021.024-C 430此外，還可用酸、堿溶液中的A值分別求出Hln和In-的E值，再求在pH=4的緩沖溶液中兩型體的濃度，即可求出pKao4.配合物MR的吸收峰在480nm處。當配位劑五倍以上過量

9、時，吸光度只與金屬離子的總濃度有關(guān)且遵循比爾定律。金屬離子和配位劑在480nm處無吸收。今有一含 M+0.000230mol/L，含 R 0.00860mol/L 的溶液，在480nm處用1cm比色皿測得它的吸光度為0.690。另有一含M+0.000230mol/L，含R 0.000500mol/L的溶液，在同樣條件下測得吸光度為0.540。試計算配合物的穩(wěn)定常數(shù)。解：在配位劑過量5倍以上時，金屬離子幾乎全部以 MR存在，因此:0.6900.000230x1=3000在R為0.000500mol/L的溶液中:0.5403000x1最佳分辨率：1024*768陛Lgicr*M -fif (2.3

10、0-1.80)x 10-4 x(5.00-1 80x2)xl0-4= L84xlOs第13章原子吸收分光光度法7.用原子吸收分光光度法測定自來水中鎂的含量。取一系列鎂對 照品溶液（1卩g/ml ）及自來水樣于ml量瓶中，分別加入5%鍶鹽溶 液2ml后，用蒸餾水稀釋至刻度。然后與蒸餾水交替噴霧測定其吸光 度。其數(shù)據(jù)如下所示，計算自來水中鎂的含量（mg/L ）。1234567鎂對照品溶液（ml）0.001.002.003.004.005.00自來水樣20m吸光度0.04-0.0920.14(0.1870.2340.2340.135解：由測量數(shù)據(jù)計算得回歸方程：A = 0.045+0.0473C當A

11、=0.135時，20ml自來水中Mg的含量代入上式計算得：1.903故每升自來水含Mg量為：1 9門電c =0.095Cn / L）20第16章色譜分析法例16-1在1m長的填充柱上，某化合物A及其異構(gòu)體B的保留時間分別為5.80min和6.60min ;峰寬分別為0.78min和0.82min，死時間為I.IOmin。計算：(1)調(diào)整保留時間t r(a)及tr(b) ； (2)保留因子kA及 kB； ( 3)用組分A計算色譜柱的有效理論塔板數(shù) nef及有效塔板高度Hk解：(1)t R(A)=t R(A)-t 0=5.80-1.10=4.70( min)t R(B)=t R(B)-t 0=6.

12、60-1.10=5.50(min)(2) kA=t R(A)/t 0=4.70/1.10=4.27kB=t r(b) /t 0=5.50/1.10=52 2(3) nef(A) =16(t R(A)/W) =16X (4.70/0.78)=581Htf(A) =L/ nef(A)=1000/58 仁 1.72(mm)例16-2在一根3m長的色譜柱上，分離某樣品的結(jié)果如下：組分 1 的保留時間為14min,半峰寬為0.41min ;組分2的保留時間為17min, 半峰寬為0.5min，死時間為1min( 1)求分配系數(shù)比a；( 2)求組 分1和組分2的相對保留值r2,1和分離度；(3)若柱長變?yōu)?/p>

13、2m兩組分 的分離度變?yōu)槎嗌?？?( 1) k2=t R2/t 0=17- 1/1=16 , k1=t R1/t 0=14-1/1=13 ,(2) r 2,1 =t R2/t r1=16/13=1.2 ；R = 洱-心 =2如-個)=3g3 一山9楓如+町的廠丁矽沙(041+ OR) 一(3) 從二 式中可知R與成正比，在塔板高度不變的條件下n又與柱長L成正比，所以，R與例16-3柱相比（B =Vm/Vs）為20,理論塔板高度為0.6mm已知兩組分在柱溫下的分配系數(shù)分別為45.2 , 50.5。若使R=1.0，所需的柱長是多少？解：根據(jù):，其中R已知，a和k2可通過已知條件求_L_出，上，從而

14、求出L。魚-竺-門%=冷乂生=卷=竺=25 7 - r : ： ：1 ；廠匸圧“ar1 匕 v h 工一1 局F二 . 冥卜:占 冥字 氏; 一，代入數(shù)據(jù)，2.5_X_XS-5 + i，L=2.35(m)例16-4在GC非極性柱上測得一系列化合物的調(diào)整保留時間如下計算甲苯和環(huán)已烷的保留指數(shù)，說明選擇哪兩個正構(gòu)烷烴作為參比物質(zhì), 為什么？組分正戊烷正已烷正庚烷正辛烷甲苯環(huán)已烷tR/mi n2.85.313.729.316.512.4解：甲苯的保留時間在正庚烷和正辛烷之間，選這兩者作為參比物質(zhì)，可以減小計算誤差:= 724同理，選正己烷和正庚烷作為參比物質(zhì)計算環(huán)己烷的保留指數(shù):精品卄影豁皿最佳分辨

15、率：1024*76817章氣相色譜法1.化合物A在某色譜柱上的保留時間為350s半峰寬0.25cm 記錄儀紙速2cm/min，計算該柱的理論塔板數(shù)。解：該題是測驗對塔板理論的理解和應(yīng)用， 計算時要注意保留時間與色譜峰區(qū)域?qū)挾鹊膯挝粦?yīng)一致=3500 25x60= 120642. 在GC中，改變下列一個色譜條件，其余色譜條件均不變,問：色譜峰形會發(fā)生怎樣變化？并說明理由 柱長增加一倍；(2)載氣流速增加；(3)載氣摩爾質(zhì)量減少，并在低 流速區(qū)工作；(4)采用粘度較小的固定液。解：該題是考察對塔板理論和速率理論的理解和靈活運用能力。(1) 柱長增加一倍，H不變。L為2L,則n變?yōu)?n, tR為2tR

16、, 且由n=16(tRW)2知W為 W(2) 載氣流速增加，在柱中展寬時間少，tR變小，W變窄。u 增加，一般會增加H，而n變小，W變寬，此因素較其次。(3) 在低流速區(qū)，以B/u為主，B =2 丫 Dm載氣摩爾質(zhì)量減小, Dmf, Bf, Hf, nJ, Wt,所以在低流速區(qū)，載氣摩爾質(zhì)量減小，色譜峰變寬。(4) 范氏方程中,L 質(zhì) n: ： /，固定液 hj, DI f, CJ, HJ, nf, WL 采 用粘度較小的固定液可使峰寬變窄。3. 用一根色譜柱將分離組分 A、B, A峰與B峰保留時間分別為 320s和350s死時間為25s,若兩峰峰寬相等，要使兩峰完全分離則 色譜柱至少為多少？

17、(假設(shè)理論塔板高度 0.11mm)解：該題的目的是通過計算，達到掌握塔板理論、分離度的目的。 在兩峰寬相等的情況下，已經(jīng)導(dǎo)出1圧-1丿，完全分離時R=1.5,a雖未直接給出，但可通過兩組分的調(diào)整保留時間計算：I(cm)4. 用一色譜柱分離A、B兩組分，此柱的理論塔板數(shù)為 4200,測得A、B的保留時間分別為15.05min及14.82min, (1)求分離度;(2)若分離度為1.0時，理論塔板數(shù)為多少？解：(1)由 n=16(tR/W)2 得：Wa2=16 x 15.054200, WA=0.9289 (min)Wb2=16 x 14.824200, WB=0.9147 (min)P = Z船

18、 = 25(硏 + 堀)焜 (0 9289 + 0.9147)/2(2)由分離方程式得：左1 _旳可溝，電,n2=672000.25242005.某色譜柱的速率理論方程中，A、B、C三個參數(shù)分別為0.013cm 0.40cm/s , 0.0053s試求最佳載氣線速度和最小塔板高度。方力H十 十 C*4 f IrA = y 十 C* = 0解：對 “ 求導(dǎo)，令-/(cm/s)最佳載氣線速度對應(yīng)的板高即為最小塔板高度:= 0.013 + 270-40x0.0053 = 0,11( cm)6.用氣相色譜法測定某樣品中藥物 A的含量，以B為內(nèi)標。準確稱取樣品5.456g加入內(nèi)標物0.2537g混勻后進

19、樣，測得藥物和內(nèi) 標峰的面積分別為156mm2和143mm2。另準確稱取A標準品0.2941g 和B標準品0.2673g稀釋至一定體積， 混勻，在與樣品測定相同條 件下分析，測得峰面積分別為 54.5mm2和46.6mni。試計算樣品中A的百分含量。解：內(nèi)標法是藥物分析常用方法，如果藥物和內(nèi)標物的相對校正啊=4監(jiān)懊門00滋 因子已知，則可以-直接計算，但在實際工作中往往精品是未知的，此時可計算藥物 A相對于該內(nèi)標的相對重量校正因子 fA來代替原計算式中的O觀扎耳 0.2941x46 6%比 0.2673x54.5 =第18章高效液相色譜法例18-1試討論采用反相HPLC法時分離條件的選擇。答：

20、分離條件包括固定相、流動相、其他添加劑及柱溫等。反相HPLC法常用非極性固定相，如 ODS柱，也可根據(jù)被分離物的極性 選用中等極性甚至極性固定相；反相HPLC法常以極性溶劑為流動札如甲醇-水、乙腈-水等，通過改變?nèi)軇┑姆N類和比例來調(diào)整流動 相的選擇性和洗脫能力；如果被分離物是弱酸或弱堿，可以在流動相 中加入酸或堿抑制其解離；如果被分離物是離子型化和物，一般需加 入緩沖鹽并調(diào)節(jié)pH，有時還需加入離子對試劑改變被分離物在色譜 柱上的保留行為；另外，還可調(diào)節(jié)柱溫改善分離或調(diào)整保留時間。例18-2在HPLC法常用的溶劑中，水的洗脫能力如何？計算反 相色譜中甲醇-乙腈-水（70:10:20的強度因子。如

21、果想使組分的保留 時間縮短，應(yīng)怎樣調(diào)整溶劑的比例？如果用四氫咲喃代替乙腈，為了保持相同的洗脫強度，但水的含量不變，則甲醇的比例變?yōu)槎嗌伲看穑涸谡嘞疵摃r，水的洗脫能力最強（極性參數(shù)P最大，為10.2），而在反相洗脫時，水的洗脫能力最弱（強度因子S最小，為0）；S混=S 甲 甲 +S 乙 乙 +S 水 水=3.0 X 0.70+3.2 X 0.10+0 X 0.20=2.42 如果想使組分的保留時間縮短，也就是增大流動相的洗脫能力，可以增大甲醇和乙腈的比例，或者減少水的比例；用四氫咲喃代替乙 腈后，甲醇的比例為 x，貝S 3.0 X x+4.5 X （0.8 x）+0 X 0.20=2.42x=

22、0.787=78.7%精品例18-3內(nèi)標對比法測定對乙酰氨基酚原料藥的含量，以非那西汀作為內(nèi)標物：精密稱取對乙酰氨基酚對照品及非那西汀對照品適量， 配制成含非那西汀10.21卩g/ml、含對乙酰氨基酚25卩g/n的對照品 溶液。另精密稱取對乙酰氨基酚原料藥 50.5mg置100ml容量瓶中， 甲醇溶解并定容至刻度，搖勻得供試品貯備液；精密量取供試品貯備 液1ml及非那西汀對照品貯備液適量，于 50ml容量瓶中，配制成含 非那西汀10.21卩g/的樣品溶液。平行測定對照品溶液和樣品溶液各3次，峰面積取平均值。對照品溶液中對乙酰氨基酚的峰面積為 2058574非那西汀的峰面積為1941261樣品溶

23、液中對乙酰氨基酚的峰面積為2493831非那西汀的峰面積為2487683解:= 9.25x2058574/1941261249383/2487683吋乙旣尋淳尉 =八兒一門Of = 9C裁：例18-4欲測定二甲苯的混合試樣中的對-二甲苯的含量。稱取該 試樣110.0mg加入對-二甲苯的對照品30.0mg,用反相色譜法測定。 加入對照品前后的色譜峰面積（mm2）值為，對-二甲苯：A對=40.0,A對=104.2;間-二甲苯:A間= 141.8, A間=156.2。試計算對-二甲苯的 百分含量。吟=f 勺W解：丄I - - -= 30.0x5 心=竺W4.2/156.2-40.0/141.8w生妬

24、=110.0第19章平面色譜法22 1-!-xWo = 20.11試推測下列化合物在硅膠薄層板上，以石油醚 -苯（4: 1）為流動相展開時的Rf值次序，并說明理由。偶氮苯對甲氧基偶氮苯蘇丹黃蘇丹精品對羥基對氨基偶氮苯偶氮苯答：根據(jù)組分在吸附色譜薄層板上展開的機理， 組分的極性越大， Rf越?。唤M分的極性越小，Rf越大。六種化合物的分子結(jié)構(gòu)均含有 偶氮苯母核，根據(jù)取代基的極性便可排列出六種化合物的極性順序。 蘇丹紅、蘇丹黃及對羥基偶氮苯均帶有羥基官能團，它們的極性較強。 但蘇丹紅、蘇丹黃上的羥基 H易與相鄰氮原子形成分子內(nèi)氫鍵，而 使它們的極性大大下降，致使其極性小于對氨基偶氮苯。蘇丹紅極性 大

25、于蘇丹黃，是因為蘇丹紅的共軛體系比蘇丹黃長。 所以六種化合物 的極性次序為：偶氮苯 對甲氧基偶氮苯 蘇丹黃 蘇丹紅 對氨基偶 氮苯對羥基偶氮苯；可推測 Rf 值次序為：偶氮苯 對甲氧基偶氮苯 蘇丹黃蘇丹紅對氨基偶氮苯 對羥基偶氮苯。2. 吸附薄層色譜中，欲使被分離極性組分Rf值變小，一般可采用哪些方法?答：（1）增加吸附劑的活度 在薄層活化時，適當提高活化溫度和延長活化時間，使吸附劑含水量減少，提高吸附劑的活度。（2）降低展開劑極性選擇更弱極性的有機溶劑或降低混合溶劑 終極性溶劑的比例，降低展開劑極性。對于具有酸堿性的組分，改善 或調(diào)節(jié)展開劑的pH也可使組分的Rf值變小。3. 用薄層色譜法分離

26、組分1和組分2時，當二組分存在有RfiRf2,W仁W2試證明匚a-1（7）徑證明：廠3瓷令；=（%十二嬴=7恥乎專島乎FtCt4. 化合物A在薄層板上從原點遷移 7.6cm,溶劑前沿距原點 16.2cm （1）計算化合物A的Rf值；（2）色譜條件相同時，當溶劑 前沿移至距原點14.3cm時，化合物A的斑點應(yīng)在此薄層板的何處？馬=土 = 2=047解： L=L0X Rf=14.3 X 0.47=6.7cm)(5. 已知A與B兩組分的相對比移值為1.5。當B物質(zhì)在某薄層板上展開后，斑點距原點8.3cm,溶劑前沿到原點的距離為16cm,問 若A在此板上同時展開，則A組分的展距為多少？ A組分的Rf值為多少?兔=仏=“八5解: t - )cm(6.在一定的薄層色譜條件下，當溶劑的移動速度為0.15cm/min時，測得A、B組分的Rf值分別為0.47和0.64計算A和B組分的 移動速度。R _ L _ 八解：，在平面色譜中 一:射乂 -氏孑入一 0.47x0.15 - OL070(cm/min