儀器分析(第三版)朱明華編課后題答案8重點(diǎn)

第八章習(xí)題解答(原子吸取)1.簡(jiǎn)述原子吸取分光光度法的基本原理，并從原理上比較放射光譜法和原子吸取光譜法的異同點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)．解：AAS是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸取作用來(lái)進(jìn)行定量分析的方法．AES是基于原子的放射現(xiàn)象，而AAS則是基于原子的吸取現(xiàn)象．二者同屬于光學(xué)分析方法．原子吸取法的選擇性高，干擾較少且易于克服。由于原于的吸取線比放射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并不放射那些鄰近波長(zhǎng)的輻射線經(jīng)，因此其它輻射線干擾較小。原子吸取具有更高的靈敏度。在原子吸取法的試驗(yàn)條件下，原子蒸氣中基態(tài)原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)多得多，所以測(cè)定的是大部分原子。原子吸取法比放射法具有更佳的信噪比這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原子。2．何謂銳線光源？在原子吸取光譜分析中為什么要用銳線光源？解：銳線光源是放射線半寬度遠(yuǎn)小于吸取線半寬度的光源，如空心陰極燈。在運(yùn)用銳線光源時(shí)，光源放射線半寬度很小，并且放射線與吸取線的中心頻率一樣。這時(shí)放射線的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形，即峰值吸取系數(shù)K在此輪廓內(nèi)不隨頻率而變更，吸取只限于放射線輪廓內(nèi)。這樣，求出確定的峰值吸取系數(shù)即可測(cè)出確定的原子濃度。3．在原子吸取光度計(jì)中為什么不接受連續(xù)光源（如鎢絲燈或氘燈），而在分光光度計(jì)中則須要接受連續(xù)光源？解：雖然原子吸取光譜中積分吸取與樣品濃度呈線性關(guān)系，但由于原子吸取線的半寬度很小，假如接受連續(xù)光源，要測(cè)定半寬度很小的吸取線的積分吸取值就須要辨別率特殊高的單色器，目前的技術(shù)條件尚達(dá)不到，因此只能借助銳線光源，利用峰值吸取來(lái)代替．而分光光度計(jì)測(cè)定的是分子光譜，分子光譜屬于帶狀光譜，具有較大的半寬度，運(yùn)用一般的棱鏡或光柵就可以達(dá)到要求．而且運(yùn)用連續(xù)光源還可以進(jìn)行光譜全掃描，可以用同一個(gè)光源對(duì)多種化合物進(jìn)行測(cè)定．4．原子吸取分析中，若產(chǎn)生下述狀況而引致誤差，應(yīng)接受什么措施來(lái)減免之？（１）光源強(qiáng)度變更引起基線漂移，（２）火焰放射的輻射進(jìn)入檢測(cè)器（放射背景），（３）待測(cè)元素吸取線和試樣中共存元素的吸取線重疊．解：(1)選擇適宜的燈電流，并保持燈電流穩(wěn)定，運(yùn)用前應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)熱．(2)可以接受儀器調(diào)制方式來(lái)減免，必要時(shí)可適當(dāng)增加燈電流提高光源放射強(qiáng)度來(lái)改善信噪比．(3)可以選用其它譜線作為分析線．假如沒(méi)有合適的分析線，則須要分別干擾元素．5．原子吸取分析中，若接受火焰原子化法，是否火焰溫度愈高，測(cè)定靈敏度就愈高？為什么？解:不是.因?yàn)殡S著火焰溫度上升,激發(fā)態(tài)原子增加,電離度增大,基態(tài)原子削減.所以假如太高,反而可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定靈敏度降低.尤其是對(duì)于易揮發(fā)和電離電位較低的元素,應(yīng)運(yùn)用低溫火焰.6．石墨爐原子化法的工作原理是什么？與火焰原子化法相比較，有什么優(yōu)缺點(diǎn)？為什么？解:石墨爐原子化器是將一個(gè)石墨管固定在兩個(gè)電極之間而制成的,在惰性氣體疼惜下以大電流通過(guò)石墨管,將石墨管加熱至高溫而使樣品原子化.與火焰原子化相比,在石墨爐原子化器中,試樣幾乎可以全部原子化,因而測(cè)定靈敏度高.對(duì)于易形成難熔氧化物的元素,以及試樣含量很低或試樣量很少時(shí)特殊適用.缺點(diǎn):共存化合物的干擾大,由于取樣量少,所以進(jìn)樣量及注入管內(nèi)位置的變動(dòng)會(huì)引起誤差,因而重現(xiàn)性較差.7．說(shuō)明在原子吸取分析中產(chǎn)生背景吸取的緣由及影響，如何避開(kāi)這一類(lèi)影響？解:背景吸取是由于原子化器中的氣態(tài)分子對(duì)光的吸取或高濃度鹽的固體微粒對(duì)光的散射而引起的,它們屬于一種寬頻帶吸取.而且這種影響一般隨著波長(zhǎng)的減短而增大,同時(shí)隨著基體元素濃度的增加而增大,并與火焰條件有關(guān).可以針對(duì)不同狀況實(shí)行不同的措施,例如火焰成分中OH,CH,CO等對(duì)光的吸取主要影響信號(hào)的穩(wěn)定性，可以通過(guò)零點(diǎn)調(diào)整來(lái)消退，由于這種吸取隨波長(zhǎng)的減小而增加，所以當(dāng)測(cè)定吸取波長(zhǎng)位于遠(yuǎn)紫外區(qū)的元素時(shí)，可以選用空氣－H2,Ar-H2火焰．對(duì)于火焰中金屬鹽或氧化物、氫氧化物引起的吸取通常利用高溫火焰就可消退。有時(shí)，對(duì)于背景的吸取也可利用以下方法進(jìn)行校正：(1)鄰近線校正法;(2)用與試液組成相像的標(biāo)液校正；(3)分別基體．8．背景吸取和基體效應(yīng)都與試樣的基體有關(guān)，試分析它們的不同之處．解：基體效應(yīng)是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過(guò)程中任何物理因素的變更對(duì)測(cè)定的干擾效應(yīng)。背景吸取主要指基體元素和鹽分的粒子對(duì)光的吸取或散射，而基體效應(yīng)則主要是由于這些成分在火焰中蒸發(fā)或離解時(shí)須要消耗大量的熱量而影響原子化效率，以及試液的黏度、表面張力、霧化效率等因素的影響。9．應(yīng)用原子吸取光譜法進(jìn)行定量分析的依據(jù)是什么？進(jìn)行定量分析有哪些方法？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)．解：在確定的濃度范圍和確定的火焰寬度條件下，當(dāng)接受銳線光源時(shí)，溶液的吸光度與待測(cè)元素濃度成正比關(guān)系，這就是原子吸取光譜定量分析的依據(jù)。常用兩種方法進(jìn)行定量分析：（１）標(biāo)準(zhǔn)曲線法：該方法簡(jiǎn)便、快速，但僅適用于組成簡(jiǎn)潔的試樣。（２）標(biāo)準(zhǔn)加入法：本方法適用于試樣的精確組分未知的狀況。不適合于曲線斜率過(guò)小的狀況。10．保證或提高原子吸取分析的靈敏度和精確度，應(yīng)留意那些問(wèn)題？怎樣選擇原子吸取光譜分析的最佳條件？解：應(yīng)當(dāng)從分析線的選擇、光源（空心陰極燈）的工作電流、火焰的選擇、燃燒器高度的選擇及狹縫寬度等幾個(gè)方面來(lái)考慮，選擇最佳的測(cè)定條件。11．從工作原理、儀器設(shè)備上對(duì)原子吸取法及原子熒光法作比較。解：從工作原理上看，原子吸取是通過(guò)測(cè)定待測(cè)元素的原子蒸氣對(duì)其特征譜線的吸取來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)定的，屬于吸取光譜，而原子熒光則是通過(guò)測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)定的，屬于放射光譜。在儀器設(shè)備上，二者特殊相像，不同之處在于原子吸取光譜儀中全部組件排列在一條直線上，而熒光光譜儀則將光源與其它組件垂直排列，以消退激發(fā)光源放射的輻射對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響。12.用波長(zhǎng)為213.8nm,質(zhì)量濃度為0.010mg.mL-1的鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液交替連續(xù)測(cè)定10次,用記錄儀記錄的格數(shù)如下.計(jì)算該原子吸取分光光度計(jì)測(cè)定鋅元素的檢出限.序號(hào)12345記錄儀格數(shù)13.513.014.814.814.5序號(hào)678910記錄儀格數(shù)14.014.014.814.014.2解:求出噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差為s=0.597,吸光度的平均值為14.16,代入檢測(cè)限的表達(dá)式得:C×3s/A=0.010×0.597/14.16=0.0013mg.mL-113.測(cè)定血漿試樣中鋰的含量,將三份0.500mL血漿試樣分別加至5.00mL水中,然后在這三份溶液中加入(1)0mL,(2)10.0mL,(3)20.0mL0.0500mol.L-1LiCl標(biāo)準(zhǔn)溶液,在原子吸取分光光度計(jì)上測(cè)得讀數(shù)(隨意單位)依次為(1)23.0,(2)45.3,(3)68.0.計(jì)算此血漿中鋰的質(zhì)量濃度.解:將加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度換算成稀釋后的濃度,然后用其對(duì)吸光度作圖.換算后濃度分別為:Vs×10-3×0.050/5.50(1)0,(2)9.09

×10-5mol.L-1,(3)1.82

×10-4mol.L-1故:血漿中鋰的濃度為9.28×10-5mol.L-114.以原子吸取光譜法分析尿樣中銅的含量,分析線324.8nm.測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示,計(jì)算試樣中銅的質(zhì)量濃度(mg.mL-1)加入銅的質(zhì)量濃度/mg.mL-1A0.02.04.06.08.00.280.440.600.7570.912解:接受標(biāo)準(zhǔn)加入法,上表中濃度為以試液體積計(jì)算的濃度.標(biāo)準(zhǔn)曲線如下頁(yè)圖所示15.用原子吸取法測(cè)銻,用鉛作內(nèi)標(biāo).取5.00mL未知銻溶液,加入2.00mL4.13mg.mL-1的鉛溶液并稀釋至10.0mL,測(cè)得ASb/APb=0.808.另取相同濃度的銻和鉛溶液,ASb/APb=1.31,計(jì)算未知液中銻的質(zhì)量濃度.解:設(shè)試液中銻濃度為Cx,為了便利,將混合溶液吸光度比計(jì)