紫外-可見分光光度法習(xí)題答案

1、第十一章 紫外可見分光光度法思 考 題 和 習(xí) 題1名詞解釋：吸光度、透光率、吸光系數(shù)(摩爾吸光系數(shù)、百分吸光系數(shù))、發(fā)色團(tuán)、助色團(tuán)、紅移、藍(lán)移。2什么叫選擇吸收？它與物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收程度不同，往往對(duì)某一波長(zhǎng)(或波段)的光表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸收。這時(shí)稱該物質(zhì)對(duì)此波長(zhǎng)(或波段)的光有選擇性的吸收。 由于各種物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同，從而對(duì)不同能量的光子有選擇性吸收，吸收光子后產(chǎn)生的吸收光譜不同，利用物質(zhì)的光譜可作為物質(zhì)分析的依據(jù)。3電子躍遷有哪幾種類型？躍遷所需的能量大小順序如何？具有什么樣結(jié)構(gòu)的化合物產(chǎn)生紫外吸收光譜？紫外吸收光譜有何特征？電子躍遷類型有以下幾種類型

2、：*躍遷，躍遷所需能量最大； n *躍遷，躍遷所需能量較大，*躍遷，躍遷所需能量較小；n *躍遷，所需能量最低。而電荷轉(zhuǎn)移躍遷吸收峰可延伸至可見光區(qū)內(nèi)，配位場(chǎng)躍遷的吸收峰也多在可見光區(qū)內(nèi)。分子結(jié)構(gòu)中能產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷的化合物可以產(chǎn)生紫外吸收光譜。 紫外吸收光譜又稱紫外吸收曲線，是以波長(zhǎng)或波數(shù)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)所描繪的圖線。在吸收光譜上，一般都有一些特征值，如最大吸收波長(zhǎng)(吸收峰),最小吸收波長(zhǎng)(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。4Lambert-Beer定律的物理意義是什么？為什么說Beer定律只適用于單色光？濃度C與吸光度A線性關(guān)系發(fā)生偏離的主要因素有哪些？ 朗伯比耳定律的物理意

3、義：當(dāng)一束平行單色光垂直通過某溶液時(shí)，溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c及液層厚度l成正比。Beer定律的一個(gè)重要前提是單色光。也就是說物質(zhì)對(duì)單色光吸收強(qiáng)弱與吸收光物質(zhì)的濃度和厚度有一定的關(guān)系。非單色光其吸收強(qiáng)弱與物質(zhì)的濃度關(guān)系不確定，不能提供準(zhǔn)確的定性定量信息。濃度C與吸光度A線性關(guān)系發(fā)生偏離的主要因素（1）定律本身的局限性：定律適用于濃度小于0.01 mol/L的稀溶液，減免：將測(cè)定液稀釋至小于0.01 mol/L測(cè)定（2）化學(xué)因素：溶液中發(fā)生電離、酸堿反應(yīng)、配位及締合反應(yīng)而改變吸光物質(zhì)的濃度等導(dǎo)致偏離Beer定律。減免：選擇合適的測(cè)定條件和測(cè)定波長(zhǎng)（3）光學(xué)因素：非單色光的影響。減免：選用

4、較純的單色光；選lmax的光作為入射光雜散光的影響。減免：選擇遠(yuǎn)離末端吸收的波長(zhǎng)測(cè)定散射光和反射光：減免：空白溶液對(duì)比校正。非平行光的影響：減免：雙波長(zhǎng)法（4）透光率測(cè)量誤差：減免：當(dāng)± 0.002<T< ± 0.01時(shí)，使0.2<A<0.7 當(dāng)T< 0.0001時(shí)，使0.2<A<2.05紫外可見分光光度計(jì)從光路分類有哪幾類？各有何特點(diǎn)？ (1)單光束分光光度計(jì)。(2)雙光束分光光度計(jì)。(3)雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)。(4)雙重單色器分光光度計(jì)。(5)配置光多道二極管陣列檢測(cè)器的分光光度計(jì)6簡(jiǎn)述紫外可見分光光度計(jì)的主要部件、類型及基本性能。

5、紫外-可見分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)是由五個(gè)部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)。1光源：常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。2單色器：?jiǎn)紊饕话阌扇肷洫M縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用，主要有棱鏡和光柵。3吸收池：一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)，玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。4檢測(cè)器：常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍增管等。5信號(hào)指示系統(tǒng)：常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位

6、調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動(dòng)記錄裝置等。7簡(jiǎn)述用紫外分光光度法定性鑒定未知物方法。紫外分光光度法定性鑒定未知物的光譜依據(jù)是：吸收光譜的形狀、吸收峰的數(shù)目和位置及相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)，而最大吸收波長(zhǎng)及相應(yīng)的是定性分析的最主要參數(shù)。（1） 比較吸收光譜曲線法吸收光譜的形狀、吸收峰的數(shù)目和位置及相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)，是定性分析的光譜依據(jù)，而最大吸收波長(zhǎng)及相應(yīng)的是定性分析的最主要參數(shù)。比較法有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較法和標(biāo)準(zhǔn)譜圖比較法兩種。. 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較法：利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較，在相同的測(cè)量條件下，測(cè)定和比較未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物的吸收光譜曲線，如果兩者的光譜完全一致，則可以初步認(rèn)為它們是同一化合物。. 標(biāo)準(zhǔn)譜圖比較法：

7、利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖或光譜數(shù)據(jù)比較。8舉例說明紫外分光光度法如何檢查物質(zhì)純度。（1）如果一個(gè)化合物在紫外區(qū)沒有吸收峰，而其中的雜質(zhì)有較強(qiáng)的吸收，就可方便的檢該化合物中是否含有微量的雜質(zhì)。主成分無吸收，雜質(zhì)有吸收直接考察雜質(zhì)含量（2）如果一個(gè)化合物在紫外可見區(qū)有較強(qiáng)的吸收帶，有時(shí)可用摩爾吸收系數(shù)來檢查其純度。主成分強(qiáng)吸收，雜質(zhì)無吸收 / 弱吸收與純品比E雜質(zhì)強(qiáng)吸收 >> 主成分吸收與純品比E，光譜變形9為什么最好在lmax處測(cè)定化合物的含量？根據(jù)Beer定律，物質(zhì)在一定波長(zhǎng)處的吸光度與濃度之間有線性關(guān)系。因此，只要選擇一定的波長(zhǎng)測(cè)定溶液的吸光度，即可求出濃度。選被測(cè)物質(zhì)吸收光譜中的吸收峰處，

8、以提高靈敏度并減少測(cè)定誤差。被測(cè)物如有幾個(gè)吸收峰，可選不易有其它物質(zhì)干擾的，較高的吸收峰，最好是在lmax處。10說明雙波長(zhǎng)消去法和系數(shù)倍率法的原理和優(yōu)點(diǎn)。怎樣選擇l1和l2？ 11說明導(dǎo)數(shù)光譜的特點(diǎn)。(1)導(dǎo)數(shù)光譜的零階光譜極小和極大交替出現(xiàn)，有助于對(duì)吸收曲線峰值的精確測(cè)定。(2)零階光譜上的拐點(diǎn)，在奇數(shù)階導(dǎo)數(shù)中產(chǎn)生極值，在偶數(shù)階導(dǎo)數(shù)中通過零。這對(duì)肩峰的鑒別和分離很有幫助。(3)隨著導(dǎo)數(shù)階數(shù)增加，極值數(shù)目增加(極值導(dǎo)數(shù)階數(shù)十1)，譜帶寬度變小，分辨能力增高，可分離和檢測(cè)兩個(gè)或者以上重疊的譜帶。 (4)分子光譜中。往往由于相鄰吸收帶的重疊使吸收曲線產(chǎn)生峰位移動(dòng)，峰形不對(duì)稱。出現(xiàn)肩峰等現(xiàn)象、可因

9、相鄰吸收帶的強(qiáng)弱差別不同，相隔距離遠(yuǎn)近以及相重疊的部分多少而變化，這沖變化，有時(shí)在吸收光譜曲線上的表現(xiàn)可以是很微弱而不易辨別的。而在導(dǎo)數(shù)圖上則有明顯的表現(xiàn)。12以有機(jī)化合物的官能團(tuán)說明各種類型的吸收帶，并指出各吸收帶在紫外可見吸收光譜中的大概位置和各吸收帶的特征。（1）R帶：由含雜原子的不飽和基團(tuán)的n *躍遷產(chǎn)生，如CO；CN；NN ，其200400nm，強(qiáng)度較弱<100。（2）K帶：由共軛雙鍵的 *躍遷產(chǎn)生，如(CHCH)n，CHCCO ，其 >200nm，>104。（3）B帶：苯環(huán)本身振動(dòng)及閉合環(huán)狀共軛雙鍵-*躍遷而產(chǎn)生的吸收帶，是芳香族化合物的主要特征吸收帶，其256n

10、m，寬帶，具有精細(xì)結(jié)構(gòu)；200。（4）E帶：由苯環(huán)環(huán)形共軛系統(tǒng)的 *躍遷產(chǎn)生，也是芳香族化合物的特征吸收帶其中E1帶180nm，max>104 （常觀察不到），E2帶200nm，max=7000。 （5）電荷轉(zhuǎn)移吸收帶：有電子給予體和電子接受體的有機(jī)或無機(jī)化合物電荷轉(zhuǎn)移躍遷。 其范圍寬，e104。（6）配位體場(chǎng)吸收帶：配合物中心離子d-d或f-f躍遷產(chǎn)生?？裳由熘量梢姽鈪^(qū)， e102。13安絡(luò)血的摩爾質(zhì)量為236，將其配成每100ml含0.4962mg的溶液，盛于1cm吸收池中，在lmax為355nm處測(cè)得A值為0.557，試求安絡(luò)血的及e值。(=1123，e=2.65´104

11、)14稱取維生素C 0.05g溶于100ml的0.005mol/L硫酸溶液中，再準(zhǔn)確量取此溶液2.00ml稀釋至100ml，取此溶液于1cm吸收池中，在lmax245nm處測(cè)得A值為0.551，求試樣中維生素C的百分含量。 （245nm=560） (98.39%)15某試液用2.0cm的吸收池測(cè)量時(shí)T=60%，若用1.0cm、3.0cm和4.0cm吸收池測(cè)定時(shí)，透光率各是多少？ (T2=77.46%，T3=46.48%，T4=36.00%)16有一標(biāo)準(zhǔn)Fe3+溶液，濃度為6mg/ml，其吸光度為0.304，而試樣溶液在同一條件下測(cè)得吸光度為0.510，求試樣溶液中Fe3+的含量（mg/L）。

12、(10.07mg/ml)17將2.481mg的某堿(BOH)的苦味酸(HA)鹽溶于100ml乙醇中，在1cm的吸收池中測(cè)得其380nm處吸光度為0.598，已知苦味酸的摩爾質(zhì)量為229，求該堿的摩爾質(zhì)量。(已知其摩爾吸光系數(shù)e為2´104) (M=619)18有一化合物在醇溶液中的lmax為240nm，其e為1.7´104 ，摩爾質(zhì)量為314.47。試問配制什么樣濃度（g/100ml）測(cè)定含量最為合適。 (3.70´10-41.48´10-3，最佳8.03´10-4)吸光度在0.20.7之間時(shí)為分光光度法的最適宜范圍。設(shè)l=1cm19金屬離子M

13、+與配合劑X-形成配合物MX，其它種類配合物的形成可以忽略，在350nm處MX有強(qiáng)烈吸收，溶液中其它物質(zhì)的吸收可以忽略不計(jì)。包含0.000500mol/L M+和0.200mol/L X-的溶液，在350nm和1cm比色皿中，測(cè)得吸光度為0.800；另一溶液由0.000500mol/L M+和0.0250mol/L X-組成，在同樣條件下測(cè)得吸光度為0.640。設(shè)前一種溶液中所有M+均轉(zhuǎn)化為配合物，而在第二種溶液種并不如此，試計(jì)算MX的穩(wěn)定常數(shù)。(K穩(wěn)=163)20K2CrO4的堿性溶液在372nm有最大吸收。已知濃度為3.00´10-5mol/L的K2CrO4堿性溶液，于1cm吸收

14、池中，在372nm處測(cè)得T=71.6%。求（a）該溶液吸光度；（b）K2CrO4溶液的emax；（c）當(dāng)吸收池為3cm時(shí)該溶液的T%。 (A=0.145，emax=4833，T=36.73%)21精密稱取VB12對(duì)照品20mg，加水準(zhǔn)確稀釋至1000ml，將此溶液置厚度為1cm的吸收池中，在l361nm處測(cè)得其吸收值為0.414，另有兩個(gè)試樣，一為VB12的原料藥，精密稱取20mg，加水準(zhǔn)確稀釋至1000ml，同樣在l=1cm，l361nm處測(cè)得其吸光度為0.400。一為VB12注射液，精密吸取1.00ml，稀釋至10.00ml，同樣測(cè)得其吸光度為0.518。試分別計(jì)算VB12原料藥及注射液的

15、含量。 (原料藥%=96.62，注射液含量0.250mg/ml)22有一A和B兩化合物混合溶液，已知A在波長(zhǎng)282nm和238nm處的吸光系數(shù)值分別為720和270；而B在上述兩波長(zhǎng)處吸光度相等?，F(xiàn)把A和B混合液盛于1.0cm吸收池中，測(cè)得lmax282nm處的吸光度為0.442；在lmax238nm處的吸光度為0.278，求A化合物的濃度（mg/100ml）。 (0.364mg/100ml)23配制某弱酸的HCl 0.5mol/L、NaOH 0.5mol/L和鄰苯二甲酸氫鉀緩沖液（pH=4.00）的三種溶液，其濃度均為含該弱酸0.001g/100ml。在lmax=590nm處分別測(cè)出其吸光度

16、如表。求該弱酸pKa 。(pKa=4.14)pHA（lmax590nm）主要存在形式40.430HIn與In-堿1.024In-酸0.002HIn24有一濃度為2.00´10-3mol/L的有色溶液，在一定波長(zhǎng)處，于0.5cm的吸收池中測(cè)得其吸收度為0.300，如果在同一吸收波長(zhǎng)處，于同樣的吸收池中測(cè)得該物質(zhì)的另一溶液的百分透光率為20%，則此溶液的濃度為多少？ (4.66´10-3mol/L)25含有Fe3+的某藥物溶解后，加入顯色劑KSCN溶液，生成紅色配合物，用1.00cm吸收池在分光光度計(jì)420nm波長(zhǎng)處測(cè)定，已知該配合物在上述條件下e值為1.8´104，如該藥物含F(xiàn)e