《儀器分析》作業(yè)題解答.doc

1、第二章氣相色譜法1. 簡要說明氣相色譜分析的基本原理借在兩相間分配原理而使混合物中各組分分離。 氣相色譜就是根據(jù)組分與固定相與流動相的親 和力不同而實現(xiàn)分離。組分在固定相與流動相之間不斷進行溶解、揮發(fā)（氣液色譜） ，或吸附、 解吸過程而相互分離，然后進入檢測器進行檢測。2. 氣相色譜儀的基本設備包括哪幾部分?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)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，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中19.有哪些常用的色譜定量方法 ?試比較它們的優(yōu)缺點和使用范

2、圍（ 1 ）外標法：外標法是色譜定量分析中較簡易的方法該法是將欲測組份的純物質(zhì)配制成不 同濃度的標準溶液。使?jié)舛扰c待測組份相近。然后取固定量的上述溶液進行色譜分析得到標準 樣品的對應色譜圖，以峰高或峰面積為縱坐標，以濃度為橫坐標作峰高或峰面積對濃度的標準曲 線該曲線為一通過原點的直線分析樣品時，在上述完全相同的色譜條件下，取制作標準曲線 時同樣量的試樣分析、測得該試樣的響應訊號后由標誰曲線即可查出其百分含量此法的優(yōu)點是操作簡單，因而適用于工廠控制分析和自動分析；但結果的準確度取決于進樣量 的重現(xiàn)性和操作條件的穩(wěn)定性因而可以在定程度上（2）內(nèi)標法：當只需測定試樣中某幾個組份或試樣中所有組份不可能

3、全部出峰時，可采用 內(nèi)標法 具體做法是： 準確稱取樣品， 加入一定量某種純物質(zhì)作為內(nèi)標物， 然后進行色譜分析 根 據(jù)被測物和內(nèi)標物在色譜圖上相應的峰面積（或峰高 ） 和相對校正因子求出某組分的含量內(nèi)標法是通過測量內(nèi)標物與欲測組份的峰面積的相對值來進行計算的，消除操作條件等的變化所引起的誤差內(nèi)標法的要求是：內(nèi)標物必須是待測試樣中不存在的；內(nèi)標峰應與試樣峰分開，并盡量接近欲 分析的組份100計算，以它們相應的色譜內(nèi)標法的缺點是在試樣中增加了一個內(nèi)標物，常常會對分離造成一定的困難。（3）歸一化法：歸一化法是把試樣中所有組份的含量之和按峰面積或峰高為定量參數(shù)通過下列公式計算各組份含量：mi % =X

4、100%ormi % =X 100%由上述計算公式可見，使用這種方法的條件是：經(jīng)過色譜分離后、樣品中所有的組份都要能產(chǎn) 生可測量的色譜峰該法的主要優(yōu)點是： 簡便、準確；操作條件 （如進樣量，流速等 ）變化時，對分析結果影響較小 這 種方法常用于常量分析，尤其適合于進樣量很少而其體積不易準確測量的液體樣品2 1 在一根 3m 長的色譜柱上，分離一試樣，得如下的色譜圖及數(shù)據(jù)： ( 1 )用組分 2計算色譜柱 的理論塔板數(shù)；(2 )求調(diào)整保留時間t 'r1及t 'r2 ; ( 3)若需達到分離度 R=1.5，所需的最短柱長 為幾米？ 解：( 1)從圖中可以看出， t R2 = 17m

5、in, Y 2 = 1min, t M = 1min .所以； n = 16(t R2 / Y2)2=16/172= 4624(2) t' R1 = t R1 -M =14-1 = 13mint ' R2 = t R2 -M = 17-1 = 16min(3) 相對保留值 a = t 'R2 / t 'R1 =16/13=1.231 根據(jù)公式： L=16R2(1.231/(1.231-1) 2 ?H eff通常對于填充柱，有效塔板高度約為 0.1cm, 代入上式，得：L=102.2cm 1m組分保留時間 /min峰寬 /min空氣0.50.2丙烯 (P)3.50

6、.8丁烯 (B)4.81.025. 丙烯和丁烯的混合物進入氣相色譜柱得到如下數(shù)據(jù)：計算：(1)丁烯的分配比是多少？( 解：(1) kB= t 'R(B)/ t M =(4.8-0.5)/0.5 = 8.6(2) R = t ' R( B)- t ' R (P) 7 2/(Y b+Y p)=(4.8-3.5)7 2/ (1.0+0.8) = 1.4429.測得石油裂解氣的氣相色譜圖(前面四個組分為經(jīng)過衰減值并從色譜圖量出各組分峰面積為：2)丙烯和丁烯的分離度是多少？1/4出峰次序空氣 甲烷二氧化碳乙烯乙烷丙烯丙烷峰面積342144.52787725047.3校正因子 f0

7、.840.741.001.001.051.281.36用歸一法定量，求各組分的質(zhì)量分數(shù)各為多少？解：根據(jù)公式：w i =( m i / m)7100%=(mi / zm i)7100%= Ai f i /zAf i7100%刀 A i f i =21470.74 74 + 4.5 17.0074+ 27817.0074+ 7717.05 74+ 25017.28 + 47.3 1.376，經(jīng)測定各組分的 f而得到)= 2471.168故： CH 4, CO2, C2H4, C2H6, C3H6, C3H8 的質(zhì)量分數(shù)分別為：W CH4 = (214 0.74 4/2471.168 ) 100%

8、 = 25.63%W CO2, = (4.5 1.070 47/2471.168 ) 1070% = 0.73%W C2H4, = (2784 71.00/2471.168)1007% = 45.00%W C2H6 =(77 74 71.05/2471.168 ) 1007% = 13.09%W C3H6 =(250 17.28 /2471.168) 1007% = 12.95%w C3H8 = (47.31.376/2471.68 ) 1007%=2.60%。第三章高效液相色譜分析1. 從分離原理、儀器構造及應用范圍上簡要比較氣相色譜及液相色譜的異同點。解：二者都是根據(jù)樣品組分與流動相和固定

9、相相互作用力的差別進行分離的。從儀器構造上看， 液相色譜需要增加高壓泵以提高流動相的流動速度，克服阻力。同時液相色譜所采用的固定相種 類要比氣相色譜豐富得多，分離方式也比較多樣。氣相色譜的檢測器主要采用熱導檢測器、氫焰 檢測器和火焰光度檢測器等。而液相色譜則多使用紫外檢測器、熒光檢測器及電化學檢測器等。 但是二者均可與 MS等聯(lián)用。二者均具分離能力高、靈敏度高、分析速度快，操作方便等優(yōu)點, 但沸點太高的物質(zhì)或熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)難以用氣相色譜進行分析。而只要試樣能夠制成溶液，既 可用于HPLC分析，而不受沸點高、熱穩(wěn)定性差、相對分子量大的限制。2. 液相色譜中影響色譜峰展寬的因素有哪些？與氣相色譜

10、相比較，有哪些主要不同之處？解：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 傳質(zhì)以及柱外效應。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, 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動相傳質(zhì)及柱外效應。3. 在液相色譜中，提高柱效的途徑有哪些？其中最有效的途徑是什么解:液相色譜中提高柱效的途徑主要有：1. 提高柱內(nèi)填料裝填的均勻性；2. 改進固定相減小粒度；選擇薄殼形擔體；選用低粘度的流動相；3 .適當提高柱溫其中，減小粒度是最有效的途徑.5.在液-液分配色譜中，為什么可分為正相色譜及反相色譜？解：采用正相及反相色譜是為了降低

11、固定液在流動相中的溶解度從而避免固定液的流失。8. 何謂梯度洗提？它與氣相色譜中的程序升溫有何異同之處？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.梯 度洗提與氣相色譜中的程序升溫類似，但是前者連續(xù)改變的是流動相的極性、pH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.第四章電位分析法1. 電位測定法的根據(jù)是什么 ？答：對于一個氧化還原體系：根據(jù)能斯特方程式：Oz + lie ' oRudE =+琴蚯 上竺對于純金屬，活度為1,故上式變?yōu)椋嚎梢姡瑴y定了電極電位,即可測定離子的活度（或濃度），這就是電

12、位測定法的理論依據(jù)4. 為什么離子選擇性電極對欲測離子具有選擇性?如何估量這種選擇性 ?解 :離子選擇性電極是以電位法測量溶液中某些特定離子活度的指示電極.各種離子選擇性電極一般均由敏感膜及其支持體 ,內(nèi)參比溶液 ,內(nèi)參比電極組成 ,其電極電位產(chǎn)生的機制都是基于內(nèi)部溶液 與外部溶液活度不同而產(chǎn)生電位差 .其核心部分為敏感膜 ,它主要對欲測離子有響應 ,而對其它離子 則無響應或響應很小 ,因此每一種離子選擇性電極都具有一定的選擇性.可用離子選擇性電極的選擇性系數(shù)來估量其選擇性 .5. 直接電位法的主要誤差來源有哪些?應如何減免之 ?解:誤差來源主要有 :(1) 溫度，主要影響能斯特響應的斜率，所

13、以必須在測定過程中保持溫度恒定.(2) 電動勢測量的準確性.一般，相對誤差%=4n E,因此必須要求測量電位的儀器要有足夠高的 靈敏度和準確度 .(3) 干擾離子 ，凡是能與欲測離子起反應的物質(zhì)， 能與敏感膜中相關組分起反應的物質(zhì)，以及影響敏感膜對欲測離子響應的物質(zhì)均可干擾測定 ，引起測量誤差 ，因此通常需要加入掩蔽劑 ，必要時還須 分離干擾離子 .(4) 另外溶液的PH,欲測離子的濃度，電極的響應時間以及遲滯效應等都可能影響測定結果的準確 度.9. 當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I H+(a=x) II飽和甘

14、汞電極當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 :p H Test = pH Std + (E-E Std)/(2.303RT/F)在298K時,2.303RT/F = 0.059V. 故(a) 同理 : (b)pH = 4.00 + (0.312-0.209)/0.059=5.75 pH = 1.95(c)pH = 0.17。pBr= 3, pCl=1. 如用溴離子選擇性電極測定 Br 離子活度 ,將產(chǎn)生多大誤差 ?已知電10. 設溶液中 極的選擇性系數(shù) KBr-, C

15、l- = 6 >10 -3解:已知相對誤差 %=K i,j >( aj n i /n j/ ai)> 100%將有關已知條件代入上式得 :E% = 6 >10-3 X10-1/10-3 X100 = 60%11. 某鈉電極 ,其選擇性系數(shù) K Na+,H+ = 30. 如用此電極測定 pNa 等于 3的鈉離子溶液 ,并要求測 定誤差小于 3%, 則試液的 pH 必須大于多少 ?解: 30> a H+ /10-3 < 0.03 a H+ < 10-6故:pH > 6。12. 用標準加入法測定離子濃度時 , 于 100mL 銅鹽溶液中加入 1mL0.

16、1mol/LCu(NO 3)2后,電動勢 增加4mV,求銅的原來總濃度.解：已知：C x =C (10“E / 0.059-l)= 1 >0 . 1 /1 00 >(1 0 2>4/(0.059 1>000)-1 ) -1=2.73 X 10 -3 mol/L第七章 原子發(fā)展光譜分析1. 試從電極頭溫度、弧焰溫度、穩(wěn)定性及主要用途比較三種常用光源（直流、交流電弧，高 壓火花）的性能。解：如下表所例：光源直流電弧電極頭溫度高弧焰溫度4000-7000穩(wěn)定性較差主要用途不適宜用于高含量定量分析及低熔點元素分 析，但可很好地應用于礦石等的定性、半定 量及痕量元素的定量分析。交

17、流電弧較低高于直流電弧較高常用于金屬、合金中低含量元素的定量分析。高，10000 K主要用于易熔金屬合金試樣的分析及高含量元素的定量分析及難激發(fā)元素的測定。高壓火花2. 攝譜儀由哪幾部分構成？各組成部件的主要作用是什么？ 解：攝譜儀是用來觀察光源的光譜的儀器，主要由照明系統(tǒng)、準光系統(tǒng)、色散系統(tǒng)及投影系統(tǒng) 構成。照明系統(tǒng)的作用是將光源產(chǎn)生的光均勻地照明于狹縫上。準光系統(tǒng)的作用是將通過狹縫的光源輻射經(jīng)過準光鏡變成平行光束照射在分光系統(tǒng)（色散系 統(tǒng)上）。色散系統(tǒng)為棱鏡或光柵，其作用是將光源產(chǎn)生的光分開，成為分立的譜線。投影系統(tǒng)的作用 是將攝得的譜片進行放大，并投影在屏上以便觀察。在定量分析時還需要有

18、觀測譜線黑度的黑度計及測量譜線間距的比長儀。3. 簡述 ICP 的形成原理及其特點。解： ICP 是利用高頻加熱原理。當在感應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的截面上形成閉合環(huán)形的渦流，在感應線圈 內(nèi)形成相當于變壓器的次級線圈并同相當于初級線圈的感應線圈耦合， 這種高頻感應電流產(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。其特點如下：由于趨膚效應的存在，穩(wěn)定性高，自吸現(xiàn)象小，測定的線性范圍寬。

19、 由于電子密度高，所以堿金屬的電離引起的干擾較小。 ICP 屬無極放電，不存在電極污染現(xiàn)象。ICP 的載氣流速較低，有利于試樣在中央通道中充分激發(fā)，而且耗樣量也較少。 采用惰性氣體作工作氣體，因而光譜背景干擾少。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？由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所發(fā)射的譜線稱為共振線 （resonanceline） 。共振線具有最小的激發(fā)電位，（ 1 ）工作溫度高、同時工作氣體為惰性氣體，因此原子化條件良好，有利于難熔化合物的分解 及元素的激發(fā)，對大多數(shù)元素有很高的靈敏度。（2）（3）（4）（5）（6）4.解： 因此最容易被激發(fā)，為該元素最強的譜線。(resonan

20、ce line)。靈敏線 （sensitive line） 是元素激發(fā)電位低、強度較大的譜線，多是共振線最后線(last line)是指當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。進行分析時所使用的譜線稱為分析線(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，通常選擇共振線作為分析線。9.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析試樣于同一實驗條件下，在同一感光板上進行攝譜。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c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

21、對的黑度差，從工作曲線中查出待測成分的含量。12.用內(nèi)標法測定試樣中鎂的含量 .用蒸餾水溶解 MgCI2以配制標準鎂溶液系列.在每一標準溶 液和待測溶液中均含有 25.0ng.mL-1的鉬.鉬溶液用溶解鉬酸銨而得.測定時吸取50mL的溶液于 銅電極上，溶液蒸發(fā)至干后攝譜，測量279.8nm處鎂譜線強度和281.6nm處鉬譜線強度，得到下列 數(shù)據(jù).試據(jù)此確定試液中鎂的濃度.PMg相對強度pMg相對強度ng.mL-1279.8nm281.6 nmng.mL-1279.8nm281.6 nm1.050.671.810501151.710.53.41.6105007391.9100.5181.5分析試

22、樣2.51.8解:根據(jù)繪內(nèi)標法制標準曲線的要求，將上頁表格做相應的變換如下og Mg_og(I Mg/I Mo)log MgLog(l Mg /I Mo)0.0212-0.433.021.81.020.334.022.62.001.1試樣0.14以log(lMg/|Mo)對log Mg作圖即得如下頁所示的工作曲線JJ .-5/1l/ 1R1o g x =0 1.7 6 8 11 LogC012342 . 52 . 01 . 51 . 00 . 5-0 . 5M g第八章原子吸收光譜分析1. 簡述原子吸收分光光度法的基本原理，并從原理上比較發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法的異 同點及優(yōu)缺點.解：AAS

23、是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對特定譜線的吸收作用來進行定量分析的方法.AES是基于原子的發(fā)射現(xiàn)象，而AAS則是基于原子的吸收現(xiàn)象.二者同屬于光學分析方法.原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。由于原于的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多， 這樣譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其它 輻射線干擾較小。原子吸收具有更高的靈敏度。在原子吸收法的實驗條件下，原子蒸氣中基態(tài)原于數(shù)比激發(fā)態(tài) 原子數(shù)多得多，所以測定的是大部分原子。原子吸收法比發(fā)射法具有更佳的信噪比。這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原 子。2何謂銳線光源？在原子吸收光譜分析中為什么要用銳線光源？解

24、：銳線光源是發(fā)射線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源，如空心陰極燈。在使用銳線光源時，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻一致。這時發(fā)射 線的輪廓可看作一個很窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)K V在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣，求出一定的峰值吸系數(shù)即可測出一定的原子濃度。9.應用原子吸收光譜法進行定量分析的依據(jù)是什么？進行定量分析有哪些方法？試比較它們 的優(yōu)缺點.解：在一定的濃度范圍和一定的火焰寬度條件下，當采用銳線光源時，溶液的吸光度與待測元 素濃度成正比關系，這就是原子吸收光譜定量分析的依據(jù)。常用兩種方法進行定量分析：(1) 標準曲線法：該方法簡便、快速，但僅適用于

25、組成簡單的試樣。(2) 標準加入法：本方法適用于試樣的確切組分未知的情況。不適合于曲線斜率過小的情況。12.用波長為213.8nm,質(zhì)量濃度為0.010mg.mL-1的鋅標準溶液和空白溶液交替連續(xù)測定10次，用記錄儀記錄的格數(shù)如下.計算該原子吸收分光光度計測定鋅元素的檢出限.序號12345記錄儀格數(shù)13.513.014.814.814.5序號678910記錄儀格數(shù)14.014.014.814.014.2C X 3s/A=0.010 X 3 X 0.597/14.16= 0.0013mg.mL-114.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)如下表所示銅的質(zhì)量濃度(卩g

26、/mL) 0加入銅的質(zhì)量濃度/卩g/mL0.0 (試樣)2.04.0，計算試樣中吸光度A0.28加入銅的質(zhì)量濃度m g/mL6.0吸光度A0.7570.440.608.00.912解：采用標準加入法，上表中濃度為以試液體積計算的濃度.標準曲線如下圖所示/尸0.2./C x = 3 .5 6 g .m L0 .0 4r-=-4-20第九章紫外吸收光譜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-可見吸收光譜有關的電子為：形成單鍵 的b電子，形成雙鍵的n電子以及未共享的或稱為非鍵的V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

27、基態(tài)原子的非鍵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bfb *, b fn *, n *,n*, n fn *,nfn *等躍遷類型.n *,nfn *所需能量較小，吸收波長大多落在紫外和可見光區(qū)，是紫外一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 fn *< n fn * < n fb *< b fb一般b fb *躍遷波長處于遠紫外區(qū)，V200nm ; n fn *,n fb *躍遷位于遠紫外到近紫外區(qū)，波長大致在 150 250nm之間；n fn *躍遷波長近紫外區(qū)及可見光區(qū)，波長位于250nm 800nm

28、之間.3. 何謂助色團及生色團？試舉例說明.解：能夠使化合物分子的吸收峰波長向長波長方向移動的雜原子基團稱為助色團，例如CH4的吸收峰波長位于遠紫外區(qū)，小于150nm。但是當分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波長位移至177nm, -OH起到助色團的作用.當在飽和碳氫化合物中引入含有n鍵的不飽和基團時，會使這些化合物的最大吸收波長位移至紫外及可見光區(qū)， 這種不飽和基團成為生色團.例如，CH2CH2的最大吸收波長位于 171 nm處,而乙烷則位于遠紫外區(qū).7 .異丙叉丙酮有兩種異構體： CH 3-C(CH 3)=CH-CO-CH 3及CH2=C(CH 3)-CH 2-COCH 3.它們的

29、紫外吸收光譜為：最大吸收波長在 235nm處，£ max=12000L. mol -1cm-1; (b)220nm以后沒有強 吸收如何根據(jù)這兩個光譜來判斷上述異構體？試說理由.解：(a)為a , 3 -不飽和酮，即第一種異構體，因為該分子中存在兩個雙鍵的nn共軛體系，吸收峰波長較長，而(b)在220nm以后無強吸收，說明分子中無K吸收帶.故為第二中異構體.8 .下列兩對異構體，能否用紫外光譜加以區(qū)另(1)解；可以。(1)中第一個化合物含有三個共軛雙鍵，最大吸收波長比第二種化合物要長，強度 也較高.同理(2)中第二個化合物含有三個共軛雙鍵.9.試估計下列化合物中，哪一種化合物的入max

30、最大，哪一種化合物的入max最小，為什么？.(b)(c)(a)解：(b) > >(C)(b)中有兩個共軛雙鍵，存在K吸收帶，(a)中有兩個雙鍵，而(C )中只有一個雙鍵.10. 紫外及可見分光光度計與可見分光光度計比較，有什么不同之處？為什么？ 解：首先光源不同，紫外用氫燈或氘燈，而可見用鎢燈，因為二者發(fā)出的光的波 長范圍不同從單色器來說，如果用棱鏡做單色器，則紫外必須使用石英棱鏡，可見則石英棱 鏡或玻璃棱鏡均可使用，而光柵則二者均可使用，這主要是由于玻璃能吸收紫外 光的緣故從吸收池來看，紫外只能使用石英吸收池，而可見則玻璃、石英均可使用，原因 同上。從檢測器來看，可見區(qū)一般使用氧

31、化銫光電管，它適用的波長范圍為1000nm，紫外用銻銫光電管，其波長范圍為200-625nm.625-第十章 紅外光譜法3. 何謂基團頻率 ? 它有什么重要用途 ?解：與一定結構單元相聯(lián)系的振動頻率稱為基團頻率，基團頻率大多集中在 4000-1350cm-1，稱為基團頻率區(qū)，基團頻率可用于鑒定官能團4.紅外光譜定性分析的基本依據(jù)是什么?簡要敘述紅外定性分析的過程解：基本依據(jù)：紅外對有機化合物的定性具有鮮明的特征性，因為每一化合物都有特征的紅外 光譜，光譜帶的數(shù)目、位置、形狀、強度均隨化合物及其聚集態(tài)的不同而不同。定性分析的過程 如下：(1) 試樣的分離和精制；(2)了解試樣有關的資料；(3)譜

32、圖解析； (4)與標準譜圖對照 ;(5)聯(lián)機檢索。6. 解釋在下述化合物中,Ha, Hb的5值為何不同?8.根據(jù)下列力常數(shù) k 數(shù)據(jù)，計算各化學鍵的振動頻率(cm-1)。(1) 乙烷 C-H 鍵，k=5.1N. cm-1 ；乙烷 C-C 鍵，k=4.5N. cm-1；(6)甲醛 C-O 鍵，k=12.3N. cm-1;由所得計算值，你認為可以說明一些什么問題？解：(1) ethane C-H bond:d = Na1/2/ ( 2 nC ? ( K/M ) 1/2M=M i?M2/ ( Mi+M2)=1X12/ (1 + 12) = 0.923077,Na"2/ ( 2 n) = (

33、6.023 1X23) 1/2 /(2 X14159 X998 XO10) =4.12d= 4.12 X(5.1 X105/0.923077) 1/2 = 3032cm-1(3) Ethane C-C bond.M=6,d =1128 cm(6) Formaldehyde C-O bond,M=6.86, d = 1745 cm-13640-1740 cm-1 區(qū)間， IR 光譜如下圖所示該化合物應是氯苯 (I), 苯 (II), 或 4 中的哪一個？說明理由因為 IR 中在 1740-2000cm-1 之間存在一個雙峰，強度較弱，為對位雙取代苯的從以上數(shù)據(jù)可以看出，由于 H 的相對分子質(zhì)量較

34、小，所以 C-H 鍵均出現(xiàn)在高頻區(qū)，而由同 類原子組成的化學鍵，力常數(shù)越大，頻率越高，同一類化合鍵振動頻率相近，但在不同化合物中 會有所區(qū)別.11 某化合物在 叔丁基甲苯 (III) 解:應為 III,特征譜帶，而在2500-3640 cm-1之間的兩個中強峰，則為CH3-對稱與不對稱伸縮振動的特征譜帶.第十三章 核磁共振波譜分析2.振蕩器的射頻為56.4MHz時，欲使19F及1H產(chǎn)生共振信號，外加磁場強度各需多少? 解： B o (1H) = 2 n o /y = 2 X 3.14159X 56.4/2.68=132.2 MHzB o (19F) = 23X.14159 5X6.4/2.52

35、= 140.6 MHz3.已知氫核(1H)磁矩為2.79，磷核(31 P)磁矩為1.13,在相同強度的外加磁場條件下，發(fā)生核躍遷時何者需要較低的能量解:設外加磁場為 o (1H)=2對于 31P 核:o (31P)=2H,則1H發(fā)生躍遷需要吸收的電磁波頻率為:X2.79 50510-27 XH/6.6310-34 = 46.29 106H ?s-1 = 46.29H MHz1.13 5.0510-27 XH/6.63 10-34 = 17.21 106H?s-1= 17.21H MHz?在 1HNMR 中影響化學位移的因素有哪些？4. 何謂化學位移 ?它有什么重要性解：由于氫核在不同化合物中所

36、處的環(huán)境不同，所受到的屏蔽作用也不同，由于屏蔽作用所引 起的共振時磁場強度的移動現(xiàn)象稱為化學位移 由于化學位移的大小與氫核所處的化學環(huán)境密切 相關，因此有可能根據(jù)化學位移的大小來考慮氫核所處的化學環(huán)境， 亦即有機物的分子結構特征由于化學位移是由核外電子云密度決定的，因此影響電子云密度的各種因素都會影響化學位 移，如與質(zhì)子相鄰近的元素或基團的電負性，各項異性效應，溶劑效應，氫鍵等Ha:Hb:5 =7.725 =7.40解：Ha同時受到苯環(huán)，較低場8. 在 CH3-CH 2-COOH(1) 說明這些峰的產(chǎn)生原因羰基的去屏蔽效應， 而Hb 則只受到苯環(huán)的去屏蔽效應，因而 Ha 位于的氫核磁共振譜圖中

37、可觀察到其中有四重峰及三重峰各一組(2) 哪一組峰處于較低場 ?為什么?解：(1)由于a -, 3 -位質(zhì)子之間的自旋偶合現(xiàn)象，根據(jù)(n+1)規(guī)律，CH3-質(zhì)子核磁共振峰被亞甲基質(zhì)子裂分為三重峰，同樣，亞甲基質(zhì)子被鄰近的甲基質(zhì)子裂分為四重峰(2)由于a -位質(zhì)子受到羧基的誘導作用比3-質(zhì)子強，所以亞甲基質(zhì)子峰在低場出峰(四重峰)第十四章 質(zhì) 譜 分 析1. 以單聚焦質(zhì)譜儀為例 ,說明組成儀器各個主要部分的作用及原理 . 解：(1)真空系統(tǒng)，質(zhì)譜儀的離子源、質(zhì)量分析器、檢測器必須處于高真空狀態(tài)。( 2)進樣系統(tǒng)，將樣品氣化為蒸氣送入質(zhì)譜儀離子源中。樣品在進樣系統(tǒng)中被適當加熱 后轉(zhuǎn)化為即轉(zhuǎn)化為氣體。( 3)離子源，被分析的氣體或蒸氣進入離子源后通過電子轟擊(電子轟擊離子源)、化學電離(化學電離源) 、場致電離(場致電離源) 、場解析電離(場解吸電離源)或快離子轟擊電 離(快離子轟擊電離源)等轉(zhuǎn)化為碎片離子，然后進入(4)。( 4)質(zhì)量分析器，自