儀器分析計(jì)算例題

1、儀器分析計(jì)算例題2(tR( B )tR( A)RA,BwBwA2(tR(C )tR( B )RB,CwCwB) 2(3.212.42)4.790.210.12)2(5.543.21)6.750.480.21第三章高效液相色譜分析例 1：高效液相色譜法分離兩個(gè)組分，色譜柱長(zhǎng) 30cm。已知在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱對(duì)組 分 2 的柱 效能 為 26800m-1 ，死時(shí)間 tM 1.5min . 組分的 保留時(shí) 間t R4.15min, tR4.55min. 計(jì)算：12（ 1）兩組分在固定相中的保留時(shí)間 tR',t R' ;12（ 2）兩組分的分配比（ 3）選擇性因子 r2,1;（ 4）

2、兩組分的分離度解：（ 1） tR'tR11k1, k2;R，并判斷兩個(gè)組分是否完全分離。tM(4.151.50)min2.65mint R'2 tR2tM(4.551.50)min 3.05min（ 2）因?yàn)?tRtM (1k) tR'tR tMtRtM所以 ktMtR1tM4.15 1.5故 k11.77tM1.5k2tR2tM4.55 1.50tM2.031.50(3) r21k22.031.15k11.77(4) 30cm 長(zhǎng)色譜柱的理論塔板數(shù) n 為26800m 1n30cm8040100cm根據(jù)分離度Rnr2,11k24 r2,1k2 180401.1512.

3、032.0R1.152.0341因 R>1.5，故兩分組已完全分離。例 2：已知 A、B 兩分組的相對(duì)保留值 rB. A1.1，如果要是 A、B 到完全分離（ R=1.5，），問(wèn)需要多長(zhǎng)的色譜柱？解： 根據(jù) n16R2 (rB .A)2及 LHnrB. A 11.12可求得 n 161.52143561.1因此，所需色譜柱長(zhǎng)L0.10 4356cm435.6cm4.5m第四章電位分析法例 1:25°C 時(shí)，用氯電極測(cè)定含鹽番茄汁中的Cl含量。取 10.0ml番茄汁測(cè)得電動(dòng)勢(shì)為 -17.2mv，若向其中加入 0.100mL 0.100mol/L 的NaCl 溶液，再測(cè)電動(dòng)勢(shì)為 -

4、35.5mv。計(jì)算每升番茄汁中所含Cl 的毫克數(shù)。E解： CXC10 S1 1E 35.5( 17.2)mv18.1mvE0.0181S0.0590.307C X1.0010 3 (100.3071) 1 mol / L9.73 10 4 mol / L9.7310 435.5g / L0.0345g / L34.5mg / L例 2:25 ° C 時(shí)，用 0.100mol/L Ce4溶液電位滴定 20.00mL0.100mol/L Sn2 溶液。用 Pt 電極（正極）和飽和甘汞電極（負(fù)極）組成電池，計(jì)算：(2) 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì) ;(3) 加入 10.00mL Ce4 時(shí)的

5、電動(dòng)勢(shì)。已知sce0.24VCe4/ Ce31.61VSn4 / Sn20.15V解：（1）11.61+20.150.637V計(jì)量點(diǎn) =1+2V(2)Sn22Ce4Sn42Ce3溶液中 Sn2量： 20.000.100mmol2.00mmol加入 Ce4量： 10.00 0.100mmol 1.00mmol余 Sn2量： (2.001.00 / 2)mmol1.50mmol生成 Sn4量： 0.500mmol用 Sn4 / Sn2 電對(duì)計(jì)算，E電池 =0.15+ 0.059 lg 0.5000.24V0.104V21.50第五章伏安分析法例 1：用極譜法測(cè)定 MgCl 2 溶液中的微量 Cd

6、2+取試液 5.0ml，加入 0.04% 明膠 5.0ml，用水稀釋至 50ml，通 N2 5min10min后記錄極譜圖，得波高50A 。另取試液5.0ml ，加入0.5mg/mlCd2+標(biāo)準(zhǔn)溶液 1.0ml，混合均勻，再按上述測(cè)定步驟同樣處理，記錄極譜圖，波高為 90 A.計(jì)算試樣中 Cd2+的含量。解：根據(jù)極譜法的定量公式，擴(kuò)散電流（即極譜波高）與Cd2+的濃度成正比： idkc樣品加標(biāo)前： id50A,CCmg / mL1x1樣品加標(biāo)后： id290AC2(Cx 5.0 0.51.0) / 6mg / ml解以下方程組得：50KC x5.0 / 5090K (Cx5.00.51.0)

7、/ 50得試樣中的Cd2+的含量 Cx=0.125mg/mL例 2：用陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定水樣中的Pb2 ,Cd 2 , Cu2 含量。取水樣4.00ml，加入到盛有46.0ml 支持電解質(zhì)溶液的電解池中，通N2 2min，富集 1min，靜置 30 秒后將工作電極的電位向正方向掃描，測(cè)得Pb2 , Cd 2 , Cu2 的溶出峰高分別為12mm ， 26mm ，18mm 。在上述溶液中加入0.10mlPb2 (10.00mg / L), Cd 2 (2.00 mg / L),Cu2 (5.00mg / L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液，同樣進(jìn)行富集和溶出，測(cè)量到溶出峰的峰高分別為 20mm ，45mm，32mm

8、 ，計(jì)算水樣中的Pb2 ,Cd 2 , Cu 2的含量。解：根據(jù)溶出伏安法的定量公式， 溶出峰電流 （即溶出峰高）與被測(cè)離子濃度成正比： h kc 設(shè)被測(cè)離子的濃度為 Cx mg/L, 則 加 標(biāo) 前 電 解 池 中 被 測(cè) 離 子 濃 度 ：C1Cx4.00 / 50.0mg / L加標(biāo)后電解池中被測(cè)離子濃度：C2Cx 4.00 / 50.0 CsVs / 50.0h1kc12 ,Cu2 加標(biāo)前后的溶出峰高h(yuǎn)2分別將 Pb2 , Cdkc212 / 20mm,26 / 45mm,18 / 32mm,10.00mg / L,2.00mg / L ,5.00mg / L標(biāo)準(zhǔn)濃度加標(biāo)體積0.1 代

9、入方程組，解得：水樣中的Pb2 的含量： 0.375mg / L ;Cd 2 的含量： 7.6510 2 mg / LCu 2 的含量： 0.161mg / L .第六章 庫(kù)倫分析法例 1：用鉑電極電解 CuCl 2 溶液，通過(guò)的電流為20A，電解時(shí)間為15min.計(jì)算陰極上析出銅和陽(yáng)極上析出氯的質(zhì)量。解：設(shè)陰極析出銅和陽(yáng)極析出氯都是唯一產(chǎn)物。陰極反應(yīng)Cu 22eCu陽(yáng)極反應(yīng)2Cl2eCl 2已知 M Cu63.55g / mol , M Cl 270.90g / mol所以 mM Cu i t63.5520 15 60 g5.928gCunF296487M Cl 2i t70.9020 15

10、 606.613gmCl 2nF2g96487例 2：稱取 Cd 和 Zn 的試樣 1.06g，溶解后，用汞陰極使 Cd 和 Zn 分別從氨性溶液中析出。當(dāng)陰極電位控制在 -0.95V（Vs,SCE），僅析出 Cd。在該電位下電流中止時(shí)，氫氧庫(kù)侖計(jì)析出44.6ml 氣體（ 21,96.5kpa ）.調(diào)節(jié)陰極電位至 -1.3V （Vs,SCE），使在 Zn 2+陰極析出。電解結(jié)束后，庫(kù)侖計(jì)又增加了 31.3ml 氣體。計(jì)算試樣中 Zn和 Cd 的含量。（已知在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，每庫(kù)侖電量析出氫氧混合氣體的體積是 0.1739ml， M Cd =112.4g/mol,M Zn =65.39g/mol）解

11、：電解 Cd 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，庫(kù)侖計(jì)析出的氫氧混合氣體的體積為44.6273.1596.5V1ml 39.4ml294.15101.325析出 Cd 時(shí)，消耗的電量為QCd39.4 / 0.1739C 226.8Cw(Cd )M CdQCd112.4226.8nFm0.1252 96487 1.06電解 Zn 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下。庫(kù)倫計(jì)析出的氫氧混合氣體體積為V231.3 273.1596.5 ml27.7ml294.15101.32527.7 / 0.1739C 159.3C析出 Zn 時(shí)，消耗的電量為 QZnw( Zn )M ZnQZn65.39159.3nFm0.05092 96487 1.

12、06第七章原子發(fā)射光譜例 1.簡(jiǎn)述下列術(shù)語(yǔ)的含義：（1）電磁波譜 （2）發(fā)射光譜 （3）吸收光譜 （4)熒光光譜解：（1）電磁波譜 電磁輻射是一種高速度通過(guò)空間傳播的光量子流，它既有粒子性質(zhì)又有波動(dòng)性質(zhì)。 電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列稱為電磁波譜。（ 2）發(fā)射光譜 物質(zhì)的原子、 離子或分子得到能量， 使其由低能態(tài)或基態(tài)激發(fā)至高能態(tài)， 當(dāng)其躍遷回到低能態(tài)或基態(tài)而產(chǎn)生光譜稱為發(fā)射光譜。（ 3）吸收光譜當(dāng)輻射通過(guò)氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)的原子、離子或分子將吸收與其內(nèi)能變化相對(duì)應(yīng)的頻率而由低能態(tài)或基態(tài)激發(fā)至較高的能態(tài)。這種因?yàn)閷?duì)輻射的選擇性吸收而得到的光譜稱為吸收光譜。（ 4)熒光光譜激發(fā)態(tài)原子或分子通

13、過(guò)無(wú)輻射躍遷回較低的激發(fā)態(tài)，然后再以輻射躍遷的形式回到基態(tài)或直接以輻射躍遷回到基態(tài)，通過(guò)這種形式獲得的光譜稱為熒光光譜。例 2：激發(fā)原子和分子中的價(jià)電子產(chǎn)生紫外可見(jiàn)光譜需要激發(fā)能量為1.58.0eV。問(wèn)其相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍是多少？解： h6.62 10 27 erg s1eV1.6 10 12 erg激發(fā)能量為 1.5eVhcE因?yàn)樗?710。hc6.62103 108.257 10 5 (cm) 8257( A)E1.51.610 12同理；激發(fā)能量為8.0eV2710。hc6.62103 101.552 10 5 (cm) 1552( A)E8.01.610 12。因此，激發(fā)的能量為1.58

14、.0eV 的相應(yīng)波長(zhǎng)范圍是15528257A例 3：鈉原子在火焰中被激發(fā)時(shí)， 當(dāng)它由 3P 激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)3S 便輻射 589.6nm 黃光，試計(jì)算此光的激發(fā)電位。 （以 eV 為單位）Ehc 6.62 10 273 10103.37 10 12 (erg )解：589610 81eV1.6 10 12 erg所以E=2.105（eV）第八章原子吸收光譜分析例 1：原子吸收光譜法測(cè)定元素 M 時(shí)，由未知試樣溶液得到的吸光度讀數(shù)為 0.435，而在 9ml 未知液中加入 1ml 濃度為 100mg/L 的 M標(biāo)準(zhǔn)溶液后，混合溶液在相同條件下測(cè)得的吸光度為0.835.求未知試樣中 M 的濃度是多

15、少？AxCx解：根據(jù)Ax sCxVxCsVs將數(shù)據(jù)代入解得VxVsCx9.8mg / L例 2 ：在選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下。用火焰原子吸收分光度法測(cè)0.50 g / mL鎂溶液，測(cè)得透光率為 40.0% 用此法測(cè)定某試樣中鎂的含量（約為 0.005%），若取樣量約為 0.5g。現(xiàn)有 10ml，50ml 和250ml3 個(gè)容量瓶，選擇哪個(gè)容量瓶最合適？ （控制吸光度在 0.150.60范圍內(nèi)）解：SC 0.00440.50 0.00440.0055( g ml 1 /1% 吸收 )Alg0.4000.150.60 吸光度相應(yīng)的濃度范圍為C1SA0.00550.15g / ml0.19g / ml0

16、.00440.0044C2SA0.00550.60g / ml0.75g / ml0.00440.0044因?yàn)?Cm鎂0.5 0.005%106VV所以 V0.50.005%106ml132ml10.19V0.50.005%106ml33ml20.75即配置試樣溶液的體積應(yīng)在 33ml 132ml 才能滿足測(cè)定的要求。 因此選擇 50ml 的容量瓶最合適。第九章紫外吸收光譜例 1：稱取維生素 C 0.0500g 溶于 100ml 0.005mol/L的硫酸溶液中，取 2.00ml 定容至 100ml 后，用 1.0cm 石英比色皿在 245nm 波長(zhǎng)處測(cè)得吸光度值為0.551 ，已知吸光系數(shù)

17、a=560Lg -1 · -1 。計(jì)算樣品中 cm維生素 C 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) .解：因?yàn)锳abc所以 CA / ab0.551/ (5601)g / ml9.84 10 4 g / L維生素百分含量C(9.8410 4100 / 2)10010 3 / 0.0500100%9.84%例 2 ：用雙硫腙萃取光度法測(cè)定樣品中的含銅量，準(zhǔn)確稱取試樣0.200g ，溶解后定容至 100ml ，從中移取 10ml 顯色并定容至 25ml 。用等體積的氯仿萃取一次，設(shè)萃取率為90%，有機(jī)相在最大吸收波長(zhǎng)處用 1cm 比色皿測(cè)得其吸光度為0.40. 已知雙硫腙銅配合物在該波長(zhǎng)下的摩爾吸光系數(shù)為4.0

18、 ×104 銅的原子量為 63.55. 試計(jì)算試樣中銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。解：氯仿溶液中銅的濃度為CA / b0.40 / (1 4.0 104 )mol / L 1.0 10 5 mol / L等體積萃取且萃取率為90%。那么定容為 25ml 體積內(nèi)水相中銅的濃度為：C 'C / 0.901.010 5 / 0.90mol / L 1.1 10 5 mol / L顯色時(shí)是將試樣處理成100ml 試液。從中移取 10ml 顯色定容至25ml 。因此原試液中銅的濃度為C ''1.110 525 /10 mol / L 2.75 10 5 mol / L故樣品中銅的質(zhì)量

19、百分?jǐn)?shù)為wCu (m / ms )100% (C''VM Cu / ms ) 100%(2.75 10 5100 10 363.55 / 0.200) 100% 0.087%第十章 紅外吸收光譜分析例 1：已知二硫化碳分子中 C=S 鍵的力常數(shù)為 10N/cm ，試計(jì)算它的伸縮振動(dòng)吸收峰的頻率。解：由公式1302 ku'u 'm1 m212.0111532.0648.7379m1m212.0111532.0641302101393cm 18.7379c sC3 1010 cm 11393cm 14.18 1013 s 1例 2：已知CH2920cm 1,求 CD?解：根據(jù)公式1302k有u'CH 1302kCH,CD 1302kC DuCu'C DH因?yàn)?H 和 D 為同位素。 C-H 和 C-D 鍵的力常數(shù)相等，即C Du'HkC H kC D 所以CuC'C HDuC'HC DC HuC'D2143cm 112112141212920cm12920cm11221324122第十一章核磁共振波譜分析例 1：用 60MHz