儀器分析課后習題答案1

1、優(yōu)選文檔優(yōu)選文檔PAGEPAGE14優(yōu)選文檔PAGE課后習題答案第一章：緒論1講解以下名詞：（1）儀器解析和化學解析；（2）標準曲線與線性范圍；（3）矯捷度、精美度、正確度和檢出限。答：（1）儀器解析和化學解析：以物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學性質(zhì)（光、電、熱、磁等）為基礎的解析方法，這類方法一般需要特其他儀器，又稱為儀器解析法；化學解析是以物質(zhì)化學反應為基礎的解析方法。2）標準曲線與線性范圍：標準曲線是被測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應信號的關系曲線；標準曲線的直線部分所對應的被測物質(zhì)濃度（或含量）的范圍稱為該方法的線性范圍。3）矯捷度、精美度、正確度和檢出限：物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應信號

2、值變化的程度，稱為方法的矯捷度；精美度是指派用同一方法，對同一試樣進行多次測定所得測定結果的一致程度；試樣含量的測定值與試樣含量的真實值（或標準值）相吻合的程度稱為正確度；某一方法在給定的置信水平上能夠檢出被測物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量，稱為這類方法對該物質(zhì)的檢出限。第三章光學解析法導論1講解以下名詞：（1）原子光譜和分子光譜；（2）原子發(fā)射光譜和原子吸取光譜；（3）統(tǒng)計權重和簡并度；（4）分子振動光譜和分子轉(zhuǎn)動光譜；（5）禁戒躍遷和亞穩(wěn)態(tài)；（6）光譜項和光譜支項；（7）分子熒光、磷光和化學發(fā)光；（8）拉曼光譜。答：（1）由原子的外層電子能級躍遷產(chǎn)生的光譜稱為原子光譜；由分子的各能級躍遷產(chǎn)生的光

3、譜稱為分子光譜。（2）當原子碰到外界能量（如熱能、電能等）的作用時，激發(fā)到較高能級上處于激發(fā)態(tài)。但激發(fā)態(tài)的原子很不牢固，一般約在108s內(nèi)返回到基態(tài)或較低能態(tài)而發(fā)射出的特色譜線形成的光譜稱為原子發(fā)射光譜；當基態(tài)原子蒸氣選擇性地吸取必然頻率的光輻射后躍遷到較高能態(tài)，這類選擇性地吸取產(chǎn)生的原子特色的光譜稱為原子吸取光譜。（3）由能級簡并引起的概率權重稱為統(tǒng)計權重；在磁場作用下，同一光譜支項會分裂成2J1個不相同的支能級，2J1稱為能級的簡并度。4）由分子在振動能級間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子振動光譜；由分子在不相同的轉(zhuǎn)動能級間躍遷產(chǎn)生的光譜稱為分子轉(zhuǎn)動光譜。5）不吻合光譜選擇定則的躍遷叫禁戒躍遷；若兩

4、光譜項之間為禁戒躍遷，處于較高能級的原子擁有較長的壽命，原子的這類狀態(tài)稱為亞穩(wěn)態(tài)。（6）用n、L、S、J四個量子數(shù)來表示的能量狀態(tài)稱為光譜項，符號為n2S1L；把J值不相同的光譜項稱為光譜支項，表示為n2S1LJ。7）熒光和磷光都是光致發(fā)光，是物質(zhì)的基態(tài)分子吸取必然波長范圍的光輻射激發(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，而磷光是單重激發(fā)態(tài)先過渡到三重激發(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發(fā)光是化學反應物或反應產(chǎn)物受反應釋放的化學能激發(fā)而產(chǎn)生的光輻射。8）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

5、相同的散射光形成的光譜稱為拉曼光譜。4.解：光譜項分別為：基態(tài)原子價電子組態(tài)31S；第一電子激發(fā)態(tài)nLS31P和33P。光譜項J光譜之項多重性簡并度3s2(基態(tài))30031S031S0單Mg233P23s13P131133P133P1三(激發(fā)態(tài))033P0031P131P1單第四章原子發(fā)射光譜1何謂共振線、矯捷線、最后線和解析線？它們之間有什么聯(lián)系？答：以基態(tài)為躍遷低能級的光譜線稱為共振線；矯捷線是指元素特色光譜中強度較大的譜線，平時是擁有較低激發(fā)電位和較大躍遷概率的共振線；最后線是指試樣中被測元素含量或濃度逐漸減小時而最后消失的譜線，最后線經(jīng)常就是最矯捷線；解析線是解析過程中所使用的譜線，是

6、元素的矯捷線。解析以下試樣應采用何種光源？15313（1）礦石中元素的定性和半定量解析；（2）銅合金中的錫（Sn0.x%）；（3）鋼中的猛（Mn0.0 x%0.x%）；（4）污水中的Cr、Cu、Fe、Pb、V的定量解析；（5）人發(fā)中Cu、Mn、Zn、Cd、Pb的定量解析。答：（1）直流電弧光源；（2）低壓交流電弧光源；（3）低壓交流電弧光源；（4）電感耦合等離子體（ICP）光源；（5）電感耦合等離子體（ICP）光源。已知光柵刻痕密度為1200mm1，暗箱物鏡的焦距為1m，求使用一級和二級衍射光譜時，光柵光譜儀的倒線色散率。解：已知Ddd1，f1m，b1200mm1，代入公式可得dlKfKfbK

7、1，D0.833nmmm1；K2，D0.417nmmm113.某光柵光譜儀的光柵刻痕密度為2400mm1，光柵寬度為50mm，求此光譜儀對一級光譜的理論分辨率。該光譜儀能否將Nb309.418nm與Al309.271nm兩譜線分開？為什么？解：Rklb50mm2400mm11.21051(309.418309.271)nmR21.21052.6103nm(309.418309.271)nm0.147nm該光譜儀不能夠?qū)⑦@兩條譜線分開。14.某光柵光譜儀的光柵刻痕密度為2000mm1，光柵寬度為50mm，f0.65m，試求：（1）當cos1時，該光譜儀二級光譜的倒線色散率為多少？2）若只有30m

8、m寬的光柵被照明，二級光譜的分辨率是多少？3）在波長560nm時，該光譜儀理論上能完好分開兩條譜線的最小波長差是多少？解：（1）cos1時，D110.385nmmm1Kfb20.65m2000mm1（2）RKlb230mm2000mm（3）RKlb250mm2000mm1.21052.0105R560nm2.8103nm。2.010515.用標準加入法測定SiO2中微量鐵的質(zhì)量分數(shù)時，以Fe302.06nm為解析線，Si302.00nm為內(nèi)標線。標準系列中Fe加入量和解析線對測得值列于下表中，試繪制工作曲線，求試樣中SiO2中Fe得質(zhì)量分數(shù)。wFe/%00.0010.0020.003R0.24

9、0.370.510.63解：標準加入法的定量關系式為RA(cxcs)，以R對cs作圖以下0.550.500.450.40R0.350.300.250.200.00000.00050.00100.00150.0020cs/%當工作曲線與橫坐標訂交時，R0，此時cxcs，從圖上可得出cx0.0018%。第五章原子吸取與原子熒光光譜法11.計算火焰溫度2000K時，Ba553.56nm譜線的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)的比值。已知gi/g03。hc4.1361015eV3.01010cms1eV解：Ei553.56nm2.24Nigiexp(Ei)N0g0T3exp(2.24eV)8.618105eVK120

10、00K6.8110613.某原子吸取分光光度計的單色器的倒線色散率為2.0nmmm1，狹縫寬度分別為0.04mm、0.08mm、0.12mm、0.16mm和0.2mm，求相應的光譜通帶寬度是多少？解：已知WDS，分別代入D和S值可求得光譜通帶寬度W分別為0.08nm，0.16nm，0.24nm，0.32nm，0.40nm。為檢查原子吸取光譜儀的矯捷度，以2gmL1的Be標準溶液，用Be234.86nm的吸取線測得透射比為35，計算其矯捷度為多少？解：矯捷度用特色濃度表示為s0.00442gmL10.004421cc1.9310gmLAlg135%15.用原子吸取光譜解析法測定鉛含量時，以0.1

11、gmL1質(zhì)量濃度的鉛標準溶液測得吸光度為0.24，連續(xù)11次測得空白值的標準誤差為0.012，試計算其檢出限。解：Ds30.1gmL130.0120.015gmL115ngmL1A0.2416.用標準加入法測定血漿中鋰的含量時，取4份0.50mL血漿試樣，分別加入濃度為0.0500molL1的LiCl標準溶液0.0L，10.0L，20.0L，30.0L，爾后用水稀釋至5.00mL并搖勻，用Li670.8nm解析線測得吸光度依次為0.201，0.414，0.622，0.835。計算血漿中鋰的含量，以gmL1表示。0.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0-10123cs/mg.

12、mL-1解：已知AK(cxcs)，以A對cs作圖以下(橫坐標為鋰離子的含量)當A0時，直線與X軸的交點cxcs0.659gmL1，0.659gmL15.0mL6.59gmL1血漿中鋰的含量為c0.5mL。用火焰原子吸取法以Ca422.7nm吸取線測定血清中的鈣。配制鈣標準系列溶液的濃度（單位為mmolL1）分別為0.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，測得吸光度分別為0，0.43，0.58，0.72，0.85，1.00。取0.5mL血清加入9.5mL4多少？若是血清中含有PO4三氯乙酸積淀蛋白質(zhì)后，清液噴入火焰測得吸光度為3，所得結果是偏高還是偏低？為什么？0.68。求血清中鈣含量為解

13、：已知AKc，測定鈣的標準曲線圖以下1.00.80.6A0.40.20.0024c/(mmol/L)從圖上可得吸光度值為0.68的血清中鈣的含量為2.4mmolL1。若是血清中含有PO43，由于與Ca2生成難揮發(fā)的Ca2P2O7，將會使測定結果偏低。18.用原子吸取法測定礦石中鉬含量。制備的試樣溶液每100mL含礦石1.23g，而制備的鉬標準溶液每100mL含鉬2.00103g。取10.00mL試樣溶液于100mL容量瓶中，另一個100mL容量瓶中加入10.00mL試樣溶液和10.00mL鉬標準溶液，定容搖勻，分別測得吸光度為0.421和0.863，求礦石中鉬的含量。解：cxAxAxcS0.4

14、212.00103g/100mL1.9103g/100mLAS0.8630.421礦石中鉬的含量為1.9103g/100mL100%0.155%。1.23g/100mL第十一章電解析化學導論7：解：左：Zn2+2e=Zn左=Zn2,Zn+0.0592lgZn220.0592=-0.764+lg0.1=-0.793V2右：AgeAg右Ag,Ag0.0592lgAg0.799=0.681VE右左0.6810.793=1.474V0，因此是原電池。8.解：左邊：2HA2eH22A0.0592lgH左0.0592lgH左H，H2H，H2=0.0592lgHE右左0.4130.2440.0592lgH0

15、.0592lgH0.169H1.4103mol/lHAHAKHAHA1.41030.116=0.215=7.61049.解：E右左0.9210.2443左左0.6767V左邊：CdX422eCd4X左Cd2,Cd0.0592lgCd22Cd24XCdX42CdX42K穩(wěn)4Cd2XCdX42Cd24K穩(wěn)XCdX42左Cd2,Cd0.0592lg42K穩(wěn)X0.67670.4030.05920.2lg42K穩(wěn)0.150K穩(wěn)7.0101110-.解：E右左0.8930.2443左左0.648V7左Cd2,Cd0.0592lgCd22Cd2XCdX2KspCd22XCd2Ksp2X0.0592Ksp左C

16、d2,CdlgX220.64870.0592Ksp0.403lg220.02Ksp2.01012第十二章電位解析法10.（1）E=E右-E左3+/Fe2+-ESCE=E+RT/ZFlnFe=(0.771+0.059lg0.025/0.015)-0.2443=0.5402）E=E右-E左2+=E+RT/ZFlnZn-ESCE=(-0.764+0.059/2lg0.00228)-0.2443=-1.0853）I3-+2e=3I-E=E右-E左+=E+RT/ZFlnI3/I-EAg/AgCl=(0.545+0.059/2lg0.00667/0.004333)-0.194=0.49612.解：E=E右

17、-E左=EAg2CrO4/Ag-0.059/2lgCrO42-ESCE=EAg2CrO4/Ag+0.059/2P(CrO4)-ESCE代入數(shù)字得：0.386=0.446+0.059/2P(CrO4)-0.2443解得：P(CrO4)=6.2513.解：EEpHEAg/AgClK-0.0592pHEsK-0.0592pHsExK-0.0592pHxEsExpHxpHs0.05920.20940.28064.0060.0592=5.2114解：EECu2ESCEK0.0592lga2ESCE2CuK,0.0592pMg2pMxpMs2EsEx0.0592lg3.2510320.1240.0860.

18、05923.7717解：依題意有：(1)當aNa+=0.1000mol/L時，E1=67mv=0.067V當aK+=0.1000mol/L時，E2=113mv=0.113Vn/a）E=K+0.059lg（ak+Kk+，Na+aNa+又由于：n=1，a=1因此：E1=K+0.059lg（Kk+，Na+aNa+）=0.067VE2=K+0.059lg（ak+）=0.113V得：E=E1-E2=0.059lg(Kk+，Na+aNa+)/ak=0.067-0.113=-0.046V解得：Kk+，Na+=0.1661KK,Na1aNa（2）誤差=100%aK=16.6%第十三章電解與庫倫解析法7解：Ag

19、Ag,Ag0.0592lgAgAg0.7990=0.681VCuCu2,Cu0.0592lgCu2Ag20.3370.0592lg22=0.346VAgCuAg先析出(2)Ag析出完好時電位為：,0.0592lgAg105AgAg,AgAg0.7990.0592lg0.011050=0.385V,AgCu,AgCuAg和Cu2可完好分別。陰極控制電位在0.385V或之間8.解：CuCu2,Cu0.0592lgCu2Cu20.3370.0592lg0.102=0.307VSn2,Sn0.0592lg0.1SnSn20.1360.0592lg0.102=-0.166VCuSn陰極上Cu先析出Cu析

20、出完好時，陰極電位為：,0.05920.1105CuCu2,Cu2lgCu=0.337-60.0592+02=0.159V,CuSnCu和Sn可完好分別陰極電位控制在0.159V或-0.1660.159V之間，即可完好分別Cu和Sn。9.解：itit10kt0.232.5010k600K1.727103s1CtC010Kt1Ct1lg0.01%2316s38.6mintlg1.727103kC010.解：Qit20156018000cmCuQM1800063.5465.93gzF296485mQMcl1800035.45326.61gclzF2296485Mcl2第十四章極譜法與伏安法1.極譜

21、解析與一般電解解析有哪些相同和不相同之處？答：相同點：都是電解過程，需要外加電壓才能進行極譜解析是控制電極電位的電解解析過程不相同點：所用電極不相同極譜解析使用一個平時是面積很小的滴汞電極，另一個平時是面積很大的飽和甘汞電極，而一般電解解析都使用二個面積大的電極。電解條件的特別性極譜解析的溶液是靜止的，以利產(chǎn)生濃差極化，且加入了大量的支持電解質(zhì)，而電解解析是在攪拌的溶液中進行(3)極譜解析是利用被測物質(zhì)所產(chǎn)生的氧化還原電流的強度來進行定量而電解解析是將被測離子還原為金屬或氧化為金屬氧化物，最后稱重進行定量(4)極譜解析是一種微量成份的解析方法，而電解解析是一種常量成份的解析方法2.極限擴散電流

22、主要受哪些因素的影響？在進行定量解析時，怎樣除掉這些影響？解：影響極限擴散電流的主要因素有下面幾項：(1)滴汞電極毛細管特色的影響汞的流速和汞滴滴下的時間都會影響擴散電流，即汞柱高度影響擴散電流一般來說，汞柱高度每增加1cm，擴散電流大體增加2%因此實驗中應保持汞柱的高度不變?nèi)芤航M分的影響擴散電流隨擴散系數(shù)的增加而增加，而溶液的組份不相同，其粘度也不相同，并且粘度小，被測物質(zhì)的擴散系數(shù)就越大在解析中，試液和標準溶液組份力求一致(3)溫度的影響從擴散電流方程式可知，擴散電流與擴散系數(shù)D有關，而D受溫度的影響較大在嚴格的條件下，一般使用恒溫裝置在實質(zhì)解析中，試液和標準溶液的溫度周邊，故能夠不考慮溫

23、度的影響6.說明極譜法中使用滴汞電極的優(yōu)缺點。答：極譜法中使用滴汞電極的優(yōu)點：汞滴的不斷下滴，電極表面吸附雜質(zhì)少，表面經(jīng)常保持新鮮，測定的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。氫在汞上的超電位比較大，滴汞電極的電位負到1.3V（vsSCE）還不會有氫氣析出，這樣在酸性溶液中也可進行極譜解析。好多金屬能夠和汞形成汞齊，降低了這些金屬離子在滴汞電極上的還原電位，使之更易電解析出。汞易提純。能夠獲取高純度的汞，是保證極譜法擁有很好的重現(xiàn)性和正確度的重要條件之一。極譜法中使用滴汞電極的缺點：汞易揮發(fā)且有毒。汞能被氧化，滴汞電極不能夠用于比甘汞電極正的電位。滴汞電極上的節(jié)余電流較大，限制了測定的矯捷度。10.解：已知-1L-1

24、,i12.02/31/61.60n=2,c=0.000200molL=0.200mmolA,m605nD1/2m2/31/6cD(i2/31/6)2(60512.00.200)29.60104于是605nm21.60cm2s-112.解：(1)將所給數(shù)據(jù)列表，已知id3.24A編號123456項目Ede(vsSCE)-0.395-0.406-0.415-0.422-0.431-0.445平均擴散電流i(A)0.480.971.461.942.432.92lgidi0.7600.3690.0861iEdeE1/2RTInidiEdelgidi由于nFi或iE1/2E0RTInfsDa1/2其中nFfaDs1/2采用最小二乘法，獲取Ede0.4170.02idi9lg1,R0.9992ilgidi14.3134.3Ede,R0.9992)(或i則0.059/n=0.029,n=2.032,即電極反應的電子數(shù)為2.lgidi(2)從作圖看到，Ede與i擁有優(yōu)異的線性關系，是典型可逆極譜波的對數(shù)解析圖，因此該電極反應是可逆