《現(xiàn)代儀器分析》課程試題

一、 選擇題（20分，每題2分）用離子選擇性電極及標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量分析時(shí)，要求加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積要：（A）（A）體積要小，濃度要高；（B）體積要大，濃度要高；（C）離子強(qiáng)度要大并有緩沖劑；（D）離子強(qiáng)度要大并有緩沖劑和掩蔽劑某物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)越大，則表明：（A）（A）該物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸收能力越強(qiáng)；（B）該物質(zhì)的濃度越大；（C）某波長(zhǎng)光通過(guò)該物質(zhì)的能力越強(qiáng)；（D）某波長(zhǎng)光通過(guò)該物質(zhì)的光程越長(zhǎng)一含氧化合物，用紅外光譜判斷它是否為羰基化合物，主要依據(jù)的光譜范圍是（D）（A）1300~1000cm-1；（B）3000~2800cm-1；（C）1650~1450cm-1；（D）1850~1650cm-1相同條件下，稀濃度的下列化合物所發(fā)射的熒光，其相對(duì)熒光強(qiáng)度最大的物質(zhì)是（B）（A）苯； （B）苯酚；（C）苯甲酸； （D）硝基苯用熒光光度法測(cè)維生素B2的含量時(shí)，溶液較合理的pH值范圍是（B）（A）2~5； （B）6~7； （C）5~10； （D）大于11原子吸收分光光度法中，吸收線的半峰寬是指（B）（A）峰值吸收系數(shù)的一半；（B）中心頻率所對(duì)應(yīng)的吸收頻率的一半；（C） 吸收線輪廓與峰值吸系數(shù)之交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻率的一半；（D） 峰值吸收系數(shù)的一半處所對(duì)應(yīng)的頻率范圍下列化合物，nTn*躍遷所需要的能量最大的化合物是（B）（A）1,3-丁二烯；（B）1，4-戊二烯；（C）1，3-環(huán)已二烯；（D）2,3-二甲基-1,3-丁二烯要使萘及其衍生物產(chǎn)生最大熒光，溶劑應(yīng)選擇（A）（A）1-氯丙烷；（B）1-溴丙烷；（C）1-碘丙烷；（D）1，2-二碘丙烷使用熱導(dǎo)檢測(cè)器是時(shí)，用哪種氣體作載氣最好（C）（A）H； （B）N； （C）He； （D）Ar22下列化合物中，同時(shí)有nTn*、nTn*、gTg*、躍遷的是（A）（A）丙酮； （B）甲醇； （C）1，3-丁二烯； （D）正已烷二、 填空題（40分，其中第1~12題每空1分，第13、14題均為3分）引起原子吸收線變寬的因素主要有 自然寬度MN、—多普勒變寬 、—壓力變寬 、 洛倫茲變寬 ?？招年帢O燈是一種 銳線光源。通常工作電流（5~20A）下，譜線寬度主要由于自吸和多普勒效應(yīng) 變寬決定。當(dāng)燈電流過(guò)大時(shí)，由于陰極溫度上升，導(dǎo)致譜線輪廓 變寬，測(cè)量靈敏度下降 ，燈壽命的」降 。產(chǎn)生紅外吸收的條件是1）激發(fā)能與與分子振動(dòng)能級(jí)差相匹配2）偶極矩的變化4.化合物分子的總能量可用下式描述：E0+E平+E轉(zhuǎn)+E振+E電總0平 轉(zhuǎn) 振電式中E0、E平、E轉(zhuǎn)、E振、E電分別代表“零點(diǎn)能”、平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能和0 平 轉(zhuǎn) 振 電電子能。與光譜有關(guān)的是—E轉(zhuǎn)—E振_E電 。紫外可見(jiàn)吸收光譜是由分子中E電轉(zhuǎn) 振 電 電的能量躍遷引起的；中紅外區(qū)的吸收主要是由分子振動(dòng)能級(jí)的—E振 躍遷所引振

起，而分子熱運(yùn)動(dòng)能級(jí)的倍頻和合頻躍遷譜帶一般出現(xiàn)在 。5.一根3m長(zhǎng)的填充柱的操作條件及流出曲線的數(shù)據(jù)如下： 流量20mL/min（50°C）,柱溫50°C,柱前壓力：133.32KPa,柱后壓力101.32KPa,空氣保留時(shí)間0.50min,正己烷保留時(shí)間3.50min，庚烷保留時(shí)間4.10min。則正己烷的校正保留體積是 ;若正庚烷的半峰寬為0.25min,則用正庚烷計(jì)算的色譜柱的理論塔板數(shù)為 、理論塔板高度為. ；正庚烷的分配比為. 。；熒光光譜為6.下圖為同一物質(zhì)的三個(gè)光譜圖，其中吸收光譜為磷光光譜為；熒光光譜為7.物質(zhì)發(fā)射熒光時(shí)，返回到 ,所以熒光發(fā)射光譜與激發(fā)光的波電子都7.物質(zhì)發(fā)射熒光時(shí)，返回到 ,所以熒光發(fā)射光譜與激發(fā)光的波電子都溶劑的極性大小能影響紫外可見(jiàn)吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)、吸收強(qiáng)度和形狀。一般溶劑極性增大，由nTn*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰會(huì)向 （長(zhǎng)波或短波）方向移動(dòng)，而由nTn*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰會(huì)向 長(zhǎng)波或短波）方向移動(dòng)；極性溶劑還能使紫外可見(jiàn)吸收光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu) 。因此測(cè)定紫外可見(jiàn)吸收光譜時(shí)應(yīng)注明使用的溶劑，所選用的溶劑應(yīng)在樣品的吸收光譜區(qū)內(nèi)無(wú)明顯吸收。依據(jù)固定相和流動(dòng)相的相對(duì)極性強(qiáng)弱，把 稱(chēng)為正相色譜。在氣固色譜中，各組分的分離是基于組分在吸附劑上的 和 能力的不同而達(dá)到分離的目的。液相色譜分析中的梯度洗脫技術(shù)是指在分離過(guò)程中按設(shè)定的程序改 的組成或 濃度。原子吸收分析的靈敏度定義為能產(chǎn)生1%吸收（即0.0044吸光度）時(shí)，試樣溶液TOC\o"1-5"\h\z中待測(cè)元素的濃度（單位：pg/mL/1%或卩g/g/1%）。若濃度為0.13pg?mL-1的鎂在某原子吸收光譜儀上的測(cè)定吸光度為0.267。則該元素的測(cè)定靈敏度為. 。25C時(shí)，用Ca2+選擇性電極（負(fù)極）與飽和甘汞電極（正極）組成電池，在25.0mL試液中測(cè)得電動(dòng)勢(shì)為0.4965V,加入2.0mL0.0545mol/LCa2+標(biāo)準(zhǔn)溶液后，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)為0.4117V,則試液的pCa為 。用氟離子選擇電極測(cè)定天然水中的氟離子的含量。取水樣25.00mL,加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑5.0mL后，用蒸餾水稀釋至50.00mL,測(cè)得其電位為88.3mV。若加入5.0x10-4mol?L-1的標(biāo)準(zhǔn)氟離子溶液0.50mL,測(cè)得的電位為68.8mV,已知該氟離子選擇電極的實(shí)際斜率為58.0mV/pF-。則天然水中氟離子的含量為 mol—三、 問(wèn)答題（30分，第題6分）1．原子吸收光譜法有哪些干擾？如果減小或消除？

答：原子吸收光譜法的干擾按其性質(zhì)主要分為物理干擾、化學(xué)干擾、電離干擾和光譜干擾四類(lèi)。消除方法：物理干擾的消除方法：配制與待測(cè)溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，使試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的物理干擾相一致。化學(xué)干擾的消除方法：加入釋放劑或保護(hù)劑。電離干擾的消除方法：加入一定量的比待測(cè)元素更容易電離的其它元素（即消電離劑），以達(dá)到抑制電離的目的。光譜干擾的消除方法：縮小狹縫寬度來(lái)消除非共振線干擾；采用空白校正、氘燈校正和塞曼效應(yīng)校正的方法消除背景吸收。2.速率理論的主要內(nèi)容是什么？與塔板理論相比，有何進(jìn)展？答：速率理論的主要內(nèi)容是范第姆特方程式：H=A+B/u+Cu與塔板理論相比，速率理論解釋了色譜操作條件如何影響分離效果及如何提高柱效能。3.試述FID檢測(cè)器和TCD檢測(cè)器的工作原理TCD檢測(cè)器的工作原理：在一個(gè)處于熱平衡的TCD中，組分進(jìn)入測(cè)量臂池腔，就會(huì)由于氣體組成的改變，引起氣體熱導(dǎo)系數(shù)的變化，從而引起熱敏元件溫度的變化，熱敏元件的溫度變化，就會(huì)引起熱敏元件阻值的變化，熱敏元件阻值的變化使惠斯頓電橋輸出信號(hào)的變化。信號(hào)大小與被測(cè)物質(zhì)濃度成函數(shù)關(guān)系。所以TCD的信號(hào)變化是各個(gè)變量相繼變化的結(jié)果。R1/R2=R4/R3：靜態(tài)電阻之比要求比例相等，R1R3池和R2R4池互為參比。將電橋在未通入試樣與通入試樣后平衡性的差異（以電位差的形式來(lái)表現(xiàn)）記錄下來(lái)，得到色譜峰，反映待測(cè)物濃度。FID的全稱(chēng)是火焰離子化檢測(cè)器，因?yàn)橐话愣加玫氖菤錃?，所以一般叫氫火焰檢測(cè)器。它的原理很簡(jiǎn)單，當(dāng)有機(jī)物經(jīng)過(guò)檢測(cè)器時(shí)，在火焰那里會(huì)產(chǎn)生離子，在極化電壓的作用下，噴嘴和收集極之間的電流會(huì)增大，對(duì)這個(gè)電流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和記錄即可得到相應(yīng)的譜圖。一般的有機(jī)化合物在FID上都有響應(yīng)，一般分子量越大，靈敏度越高。FID是GC最基本的檢測(cè)器。4..下列化合物在紫外可見(jiàn)光區(qū)域都能產(chǎn)生吸收，試比較它們最大吸收波長(zhǎng)（久max）的大小OO（BOO（B） （C）O（A）發(fā)色團(tuán)指含有不飽和鍵，能吸收紫外、可見(jiàn)光產(chǎn)生nTn*或nTn*躍遷的基團(tuán)。例如：>C=CV,—C三C—,>C=O,—N=N—，—COOH等。助色團(tuán)：指含有未成鍵n電子，本身不產(chǎn)生吸收峰，但與發(fā)色團(tuán)相連能使發(fā)色團(tuán)吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的雜原子基團(tuán)。例如：—NH2，—OH，—OR，—SR，—X等。所以是A〉B〉C,A有兩個(gè)C=C和一個(gè)C=O，B有一個(gè)C=C和一個(gè)C=O，C只有一個(gè)C=O5.某未知物的分子式為C12H24，測(cè)得其紅外光譜圖如圖，試推測(cè)其結(jié)構(gòu)式。1000 ? 1 1 1— 1 .1000 ? 1 1 1— 1 . | 40003600 2800 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 60Gd/cm"（1）計(jì)算不飽和度 Q=1+12+（0-24）/2=1說(shuō)明該化合物分子具有一個(gè)雙鍵或一個(gè)環(huán)。（2）圖譜解析 3075cm-i處有吸收峰，說(shuō)明存在與不飽和碳相連的氫，因此，該化合物肯定為烯。在1640cm-1還有C=C伸縮振動(dòng)吸收，更進(jìn)一步證實(shí)了烯基的存在。3000?2800cm-i的吸收峰組說(shuō)明有大量飽和碳的存在。在2920、2850cm-i的強(qiáng)吸收說(shuō)明CH2的數(shù)目遠(yuǎn)大于CH3的數(shù)目，由此可推測(cè)該化合物為一長(zhǎng)鏈烴。715cm-1處C-H變形振動(dòng)吸收也進(jìn)一步說(shuō)明長(zhǎng)碳鏈的存在。980、915cm-i的C-H變形振動(dòng)吸收，說(shuō)明該化合物有端乙烯基。綜上所述，該未知物結(jié)構(gòu)可能為CH=CH-（CH）9-CH2 2 3其余的峰可指認(rèn)為：1460cm-i處的吸收峰歸屬于CH2（其中也有CH3的貢獻(xiàn)），2960、2870、1375等屬于CH。 2 3四、 計(jì)算題（10分，第1題6分；第2題4分）1.某一試樣中含有甲酸、乙酸、丙酸及少量水、苯等物質(zhì)，稱(chēng)取試樣1.055g，以環(huán)已酮作內(nèi)標(biāo)物，稱(chēng)取0.1907g環(huán)已酮加入到試樣中，混合后進(jìn)樣，得如下數(shù)據(jù):化合物甲酸乙酸丙酸環(huán)已酮峰面積/cm214.872.642.413.3相對(duì)校正因子（f）3.831.781.071.00求出試樣甲酸、乙酸、丙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。wiss3分）米用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算：w=fwiss3分）iiiw fAwC二—x100%=」sx100%（2分）iw fAwss將所測(cè)數(shù)據(jù)代入后分別得到甲酸、乙酸、丙酸的百分含量為：C中折％二 xx x100%二7.70%，同理可得到乙酸、丙酸的百分含量