分析化學(xué)第四版習(xí)題答案

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第一章緒論1、儀器分析和化學(xué)分析：儀器分析 是以物質(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(biāo)準(zhǔn)曲線與線性范圍：標(biāo)準(zhǔn)曲線 是被測(cè)物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系曲線；標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線部分所對(duì)應(yīng)的被測(cè)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(zhǔn)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(hào)值變化的程度，稱為方法的靈敏度 ；精密度 是指使用同一方法，對(duì)同一試樣進(jìn)行多次測(cè)定所得測(cè)定結(jié)果的一致程度；試樣含量的測(cè)定值

2、與試樣含量的真實(shí)值（或標(biāo)準(zhǔn)值）相符合的程度稱為準(zhǔn)確度 ；某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測(cè)物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量，稱為這種方法對(duì)該物質(zhì)的檢出限 。第三章 光學(xué)分析法導(dǎo)論1、原子光譜和分子光譜：由原子的外層電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光譜稱為原子光譜 ；由分子的各能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子光譜 。2、原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜：當(dāng)原子受到外界能量（如熱能、電能等）的作用時(shí)，激發(fā)到較高能級(jí)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 10 8 s 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(dāng)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

3、特征的光譜稱為原子吸收光譜。3、線光譜和帶光譜：4、光譜項(xiàng)和光譜支項(xiàng)；用 n、 L、S、 J 四個(gè)量子數(shù)來(lái)表示的能量狀態(tài)稱為光譜項(xiàng) ，符號(hào)為 n2S 1L；把 J 值不同的光譜項(xiàng)稱為 光譜支項(xiàng) ，表示為 n2S1JL 。5、統(tǒng)計(jì)權(quán)重和簡(jiǎn)并度；由能級(jí)簡(jiǎn)并引起的概率權(quán)重稱為統(tǒng)計(jì)權(quán)重 ；在磁場(chǎng)作用下，同一光譜支項(xiàng)會(huì)分裂成2J 1 個(gè)不同的支能級(jí)， 2J 1 稱為能級(jí)的 簡(jiǎn)并度 。6、禁戒躍遷和亞穩(wěn)態(tài)；不符合光譜選擇定則的躍遷叫禁戒躍遷 ；若兩光譜項(xiàng)之間為禁戒躍遷，處于較高能級(jí)的原子具有較長(zhǎng)的壽命，原子的這種狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài) 。7、8、9、分子熒光、磷光和化學(xué)發(fā)光；熒光和磷光都是光致發(fā)光，是物質(zhì)的基態(tài)分

4、子吸收一定波長(zhǎng)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，磷光 是單重激發(fā)態(tài)先過(guò)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。10、拉曼光譜。拉曼光譜是 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。精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝第四章原子發(fā)射光譜法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(jí)的光譜線稱為共振線；靈敏線是指元素特征光譜中強(qiáng)度較大的譜

5、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(cè)元素含量或濃度逐漸減小時(shí)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(guò)程中所使用的譜線，是元素的靈敏線。2、影響原子發(fā)射光譜普線強(qiáng)度的因素有哪些？譜線自吸對(duì)光譜定量分析有何影響？答：I ijgiAij hvij (1) N exp(Ei/ kT )，影響譜線強(qiáng)度的主要因素有Z1. 激發(fā)電位（Ei ），與譜線強(qiáng)度是負(fù)指數(shù)關(guān)系，Ei 越低，譜線強(qiáng)度越大；2. 躍遷幾率（ Aij ），與譜線強(qiáng)度成正比；3. 統(tǒng)計(jì)權(quán)重 g，與譜線強(qiáng)度成正比；4. 原子總密度（ N），與譜線強(qiáng)度成正比；5. 激發(fā)溫度，主要影響電離度，存在最

6、佳激發(fā)溫度。在光譜定量分析中，自吸現(xiàn)象的出現(xiàn)，將嚴(yán)重影響譜線的強(qiáng)度，限制可分析的含量范圍。3、激發(fā)光源的作用是什么？對(duì)其性能有何具體要求？答：激發(fā)光源的作用是提供試樣蒸發(fā)、解離和激發(fā)所需要的能量，并產(chǎn)生輻射信號(hào)；對(duì)激發(fā)光源的要求是：激發(fā)能力強(qiáng)，靈敏度高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使用安全。4、常用的激發(fā)光源有哪幾種類型？簡(jiǎn)述工作原理和基本特點(diǎn)。答：目前常用的激發(fā)光源有（ 1）直流電弧光源，其工作原理是：直流電弧被高頻引燃裝置引燃，陰極產(chǎn)生熱電子發(fā)射，電子在電場(chǎng)作用下高速奔向陽(yáng)極，熾熱的陽(yáng)極斑使試樣蒸發(fā)、解離，解離的氣態(tài)原子與電子碰撞激發(fā)并電離，形成的正離子撞擊陰極，陰極不斷發(fā)射電子，這樣電

7、極間形成等離子體，并維持電弧放電，氣態(tài)原子、離子與等離子體中其它粒子碰撞激發(fā)， 產(chǎn)生原子、 離子的發(fā)射光譜； 其特點(diǎn)是， 電極溫度高， 分析的絕對(duì)靈敏度高，電弧溫度一般可達(dá) 40007000 K ，激發(fā)能力強(qiáng)，但放電的穩(wěn)定性差，定量分析的精密度不高，適用于礦物和難揮發(fā)試樣的定性、半定量及痕量元素的分析。（ 2）低壓交流電弧光源，其工作原理是：為了維持交流電弧放電，發(fā)生器由高頻高壓引燃電路和低壓電弧電路組成。電源接通后，高頻高壓電路使分析間隙的空氣電離，形成等離子氣體導(dǎo)電通道，引燃電弧。同時(shí)，低壓交流電經(jīng)低頻低壓電弧電路在分析間隙產(chǎn)生電弧放電。 隨著分析間隙電流增大， 出現(xiàn)明顯的電壓降， 當(dāng)電壓

8、降低于維持放電所需電壓使， 電弧即熄滅。 每交流半周都以相同步驟用高頻高壓電流引燃一次， 反復(fù)進(jìn)行此過(guò)程可使低壓交流電弧維持不滅。其特點(diǎn)是：弧焰溫度可達(dá) 4000 8000 K，激發(fā)能力強(qiáng)，但電極溫度低，其蒸發(fā)能力稍差，光源穩(wěn)定性較好，定量分析的精密度較高，廣泛用于金屬、合金中低含量元素的定量分析。（ 3）高壓火花光源，其工作原理是：高壓火花發(fā)生器使電容器儲(chǔ)存很高的能量，產(chǎn)生很大電流密度的火花放電，放電后的電容器的兩端電壓下降，在交流電第二個(gè)半周時(shí)，電容器又重新充電、再放電。反復(fù)進(jìn)行充電、放電以維持火花持續(xù)放電。其特點(diǎn)是：電極溫度低，靈敏度低，火花溫度高，可激發(fā)難激發(fā)元素，光源穩(wěn)定性好，適用于

9、低熔點(diǎn)金屬和合金的定量分析。（ 4）電感耦合等離子體光源，其工作原理是：用高頻火花引燃時(shí)，部分Ar 工作氣體被電離，產(chǎn)生的電子和氬離子在高頻電磁場(chǎng)中被加速，它們與中性原子碰撞，使更多的工作氣體電離，形成等離子體氣體。導(dǎo)電的等離子體氣體在磁場(chǎng)作用下感生出的強(qiáng)大的感生電流產(chǎn)生大量的熱能又將等離子體加熱，使其溫度達(dá)到 1 104 K，形成 ICP放電。當(dāng)霧化器產(chǎn)生的氣溶膠被載氣導(dǎo)入ICP 炬中時(shí)，試樣被蒸發(fā)、解離、電離和激發(fā)，產(chǎn)生原子發(fā)射光譜。其特點(diǎn)是：激發(fā)溫度高，一般在5000 8000 K ，利于難激發(fā)元素的激發(fā)，對(duì)各元素有很高的靈敏度和很低的檢出限， ICP 炬放電穩(wěn)定性很好，分析的精密度高，

10、ICP 光源的自吸效應(yīng)小，可用于痕量組分元素的測(cè)定，但儀器價(jià)格貴，等離子工作氣體的費(fèi)用較高，對(duì)非金屬元素的測(cè)定靈敏度較低。6、簡(jiǎn)述 ICP 光源的工作原理及其分析性能。答：其工作原理是：用高頻火花引燃時(shí)，部分Ar 工作氣體被電離，產(chǎn)生的電子和氬離子在高頻電磁場(chǎng)中被加速，它們與中性原子碰撞， 使更多的工作氣體電離，形成等離子體氣體。 導(dǎo)電的等離子體氣體在磁場(chǎng)作用下感生出的精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝4溶膠被載氣導(dǎo)入ICP 炬中時(shí)， 試樣被蒸發(fā)、 解離、電離和激發(fā)， 產(chǎn)生原子發(fā)射光譜。其分析性能是： 激發(fā)溫度高，一般在 5000 8000 K，利于難激發(fā)元素的激發(fā)，對(duì)各元素有很

11、高的靈敏度和很低的檢出限，ICP 炬放電穩(wěn)定性很好，分析的精密度高，ICP 光源的自吸效應(yīng)小，可用于痕量組分元素的測(cè)定，但儀器價(jià)格貴，等離子工作氣體的費(fèi)用較高，對(duì)非金屬元素的測(cè)定靈敏度較低。8、簡(jiǎn)述光譜定性分析基本原理和基本方法。答：由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同，在激發(fā)光源的作用下，可以得到各種元素的一系列特征譜線。在光譜定性分析中，一般只要在試樣光譜中鑒別出2 3 條元素的靈敏線，就可以確定試樣中是否存在被測(cè)元素。通常采用兩種方法：（ 1）標(biāo)準(zhǔn)光譜圖比較法，又叫鐵光譜比較法，定性分析時(shí)，將純鐵和試樣并列攝譜于同一感光板上。將譜板在映譜儀上放大20 倍，使純鐵光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖上鐵光譜重合，若試樣

12、光譜上某些譜線和圖譜上某些元素譜線重合，就可確定譜線的波長(zhǎng)及所代表的元素。這種方法可同時(shí)進(jìn)行多種元素的定性分析。（ 2）標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法， 定性分析時(shí)將元素的純物質(zhì)與試樣并列攝譜于同一感光板上。在映譜儀上以這些元素純物質(zhì)所出現(xiàn)的光譜線于試樣中所出現(xiàn)的譜線進(jìn)行比較，如果試樣光譜中有譜線與這些元素純物質(zhì)光譜出現(xiàn)在同一波長(zhǎng)位置，說(shuō)明試樣中存在這些元素。這種方法只適用于定性分析少數(shù)幾種純物質(zhì)比較容易得到的指定元素。10、選擇內(nèi)標(biāo)元素及分析線對(duì)的原則是什么？答： 1. 內(nèi)標(biāo)元素與分析元素的蒸發(fā)特性應(yīng)該相近，這樣可使電極溫度的變化對(duì)譜線的相對(duì)強(qiáng)度的影響較小。2. 內(nèi)標(biāo)元素可以是基體元素，也可以是外加元素

13、，但其含量必須固定。3. 分析線與內(nèi)標(biāo)線的激發(fā)電位和電離電位應(yīng)盡量接近，以使它們的相對(duì)強(qiáng)度不受激發(fā)條件改變的影響。（ 4）分析4. 線對(duì)的波長(zhǎng)、強(qiáng)度也應(yīng)盡量接近，以減少測(cè)定誤差。5. 分析線對(duì)應(yīng)無(wú)干擾、無(wú)自吸，光譜背景也應(yīng)盡量小。第五章原子吸收與原子熒光光譜法1、2、3、簡(jiǎn)述原子吸收光譜儀的主要組成部件及其作用。答：原子吸收光譜儀主要由（1）銳線光源，發(fā)射譜線寬度很窄的元素共振線；（ 2）原子化器，將試樣蒸發(fā)并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子蒸氣；（3）分光系統(tǒng)，使銳線光源輻射的共振發(fā)射線正確地通過(guò)或聚焦于原子化區(qū)，把透過(guò)光聚焦于單色器的入射狹縫，并將待測(cè)元素的吸收線與鄰近譜線分開；（ 4）檢測(cè)系統(tǒng)，

14、將待測(cè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢波放大、數(shù)據(jù)處理后顯示結(jié)果；（5）電源同步調(diào)制系統(tǒng)，消除火焰發(fā)射產(chǎn)生的直流信號(hào)對(duì)測(cè)定的干擾。4、在原子吸收光譜法中，為什么要使用銳線光源？空心陰極燈為什么可以發(fā)射出強(qiáng)度大的銳線光源？3答：因?yàn)樵游站€的半寬度約為10nm，所以在原子吸收光譜法中應(yīng)使用銳線光源；由于空心陰極燈的工作電流一般在1 20 mA，放電時(shí)的溫度較低，被濺射出的陰極自由原子密度也很低，同時(shí)又因?yàn)槭窃诘蛪簹夥罩蟹烹姡虼税l(fā)射線的熱變寬D、壓力變寬L 和自吸變寬都很小，輻射出的特征譜線是半寬度很窄的銳線（ 10 410 3 nm）。加上空心陰極燈的特殊結(jié)構(gòu)，氣態(tài)基態(tài)原子停留時(shí)間長(zhǎng)，激發(fā)效率高，

15、因而可以發(fā)射出強(qiáng)度大的銳線光源。6、試比較石墨爐原子吸收光譜分析法與火焰原子吸收光譜分析法的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明GF AAS法絕對(duì)靈敏度高的原因。答：（ 1）石墨爐原子吸收光譜分析法的優(yōu)點(diǎn)是：試樣用量少，液體幾微升，固體幾毫克；原子化效率幾乎達(dá)到 100；基態(tài)原子在吸收區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng)，約為 10 1 s，因此絕對(duì)靈敏度極高。缺點(diǎn)是：精密度較差，操作也比較復(fù)雜。（ 2）火焰原子吸收光譜分析法的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)大多數(shù)元素有較高的靈敏度，應(yīng)用廣泛，但原子化過(guò)程中副反應(yīng)較多，不僅使氣態(tài)基態(tài)原子數(shù)目減少，使測(cè)定方法的靈敏度降低，而且會(huì)產(chǎn)生各種干擾效應(yīng)。第六章分子發(fā)光分析法2、簡(jiǎn)述影響熒光效率的主要因素。答：（ 1）分

16、子結(jié)構(gòu)的影響：發(fā)熒光的物質(zhì)中都含有共軛雙鍵的強(qiáng)吸收基團(tuán)，共軛體系越大，熒光效率越高；分子精品文檔資料收集于網(wǎng)絡(luò)如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝的剛性平面結(jié)構(gòu)利于熒光的產(chǎn)生；取代基對(duì)熒光物質(zhì)的熒光特征和強(qiáng)度有很大影響，給電子取代基可使熒光增強(qiáng)，吸電子取代基使熒光減弱；重原子效應(yīng)使熒光減弱。 （ 2）環(huán)境因素的影響： 溶劑的極性對(duì)熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度產(chǎn)生影響，溶劑的極性越強(qiáng)，熒光強(qiáng)度越大；溫度對(duì)溶液熒光強(qiáng)度影響明顯，對(duì)于大多數(shù)熒光物質(zhì)，升高溫度會(huì)使非輻射躍遷引起的熒光的效率降低；溶液 pH 值對(duì)含有酸性或堿性取代基團(tuán)的芳香族化合物的熒光性質(zhì)有影響；表面活性劑的存在會(huì)使熒光效率增強(qiáng)；順磁性物質(zhì)如溶液中溶解氧

17、的存在會(huì)使熒光效率降低。3、試從原理和儀器兩方面比較吸光光度法和熒光分析法的異同。 說(shuō)明為什么熒光法的檢出能力優(yōu)于吸光光度法。答：（ 1）在原理方面：兩者都是吸收一定的光輻射能從較低的能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)，不同的是，吸光光度法測(cè)量的是物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收， 而熒光分析法測(cè)量的是從較高能級(jí)以無(wú)輻射躍遷的形式回到第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，再輻射躍遷到電子基態(tài)的任一振動(dòng)能級(jí)過(guò)程中發(fā)射出的熒光的強(qiáng)度。（ 2）在儀器方面：儀器的基本裝置相同，不同的是吸光光度法中樣品池位于光源、單色器之后，只有一個(gè)單色器，且在直線方向測(cè)量，而熒光分析法中采用兩個(gè)單色器，激發(fā)單色器（在吸收池前）和發(fā)射單色器（在吸收池后

18、），且采用垂直測(cè)量方式，即在與激發(fā)光相垂直的方向測(cè)量熒光。（ 3）熒光分析法的檢出能力之所以優(yōu)于吸光光度法，是由于現(xiàn)代電子技術(shù)具有檢測(cè)十分微弱光信號(hào)的能力，而且熒光強(qiáng)度與激發(fā)光強(qiáng)度成正比，提高激發(fā)光強(qiáng)度也可以增大熒光強(qiáng)度，使測(cè)定的靈敏度提高。 而吸光光度法測(cè)定的是吸光度， 不管是增大入射光強(qiáng)度還是提高檢測(cè)器的靈敏度， 都會(huì)使透過(guò)光信號(hào)與入射光信號(hào)以同樣的比例增大，吸光度值并不會(huì)改變，因而靈敏度不能提高，檢出能力就較低。4、試從原理和儀器兩方面比較熒光分析法、磷光分析法和化學(xué)發(fā)光分析法。答：（ 1）在原理方面：熒光分析法和磷光分析法測(cè)定的熒光和磷光是光致發(fā)光，均是物質(zhì)的基態(tài)分子吸收一定波長(zhǎng)范圍的光輻射激發(fā)至單重激發(fā)態(tài)，測(cè)量的是由激發(fā)態(tài)回到基