儀器分析練習題及答案

1.簡述儀器分析法的特點。

答：1.儀器分析法靈敏度高。

2.儀器分析法多數(shù)選擇性較好。

3.儀器分析法分析速度較快，利于批量樣品分析。

4.易于使分析工作自動化。

5.相對誤差較大。

6.設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴，對儀器工作環(huán)境要求較高。

光分析導(dǎo)論

一、選擇題

1.在光學分析法中，采用鴇燈作光源的是()

(1)原子光譜(2)分子光譜(3)可見分子光譜(4)紅外光譜

2.可見光的能量應(yīng)為()

(1)1.24x1(/?i.24xl06eV(2)1.43xl02-71eV

(3)6.2?3.1eV(4)3.1?1.65eV

3.已知：〃=6.63xl0,4j.s則波長為o.oinm的光子能量為()

(1)12.4eV(2)124eV(3)12.4xl05eV(4)0.124eV

4..頻率可用下列哪種方式表示(c—-光速，入一波長，6-波數(shù)()

(1)6/c(2c6(3)1/X(4)c/6

5.光量子的能量正比于輻射的()

(1)頻率(2)波長(3波數(shù)(4)傳播速度

6.下列四個電磁波譜區(qū)中，請指出能量最小()，頻率最小()，波數(shù)最大者()，

波長最短者()

(1)X射線(2)紅外區(qū)(3)無線電波(4)紫外和可

見光區(qū)

二、填空題(共7題12分)

1.庫侖滴定分析法，實際上是一種電解分析法.

2.任何一種分析儀器都可視作由以下四部分組成:、

、和.

3.儀器分析主要分為三大類，它們是、

和.

4.用pH計測定某溶液pH時-，其信號源是;

傳感器是.

5.電化學分析法是建立在基礎(chǔ)上的一類分析方法.

6.光學分析法是建立在______________________________基礎(chǔ)上的一類分析方法.

三、解釋術(shù)語

1.電磁波譜2.發(fā)射光譜3.吸收光譜4.熒光光譜

四、計算題

1.計算下列輻射的頻率(Hz)和波數(shù)(cm-1)

(1)0.25cm的微波束；(2)324.7nm銅的發(fā)射線。

2.計算下列輻射的波長(以cm和A為單位)

(1)頻率為4.47X44HZ的可見光波

(2)頻率為1.21率08Hz的無線電波

3.計算習題1中各輻射以下列單位表示的能量。(1)erg(2)Ev

答案：

一、選擇題

1.(3)2.(4)3.(3)4.(2)5.(1)(3)6.(3),(3),(1),(1)。

二、填空題

1.控制電流

2.信號發(fā)生器、信號轉(zhuǎn)換器(傳感器)、讀出裝置、放大記錄系統(tǒng)

3.電化學分析法、色譜分析法、光學分析法

4.被測溶液pH玻璃電極5.溶液電化學性質(zhì)

6.物質(zhì)與電磁輻射互相作用

三、解釋術(shù)語

1.電磁波譜：電磁輻射是一種高速通過空間傳播的光量子流，它既有離子性質(zhì)又有

波動性質(zhì)。電磁輻射按波長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)到高能

態(tài)，當其躍遷回到較低能態(tài)或基態(tài)而產(chǎn)生光譜稱為發(fā)射光譜。

3.吸收光譜：當輻射通過氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)(透明)物質(zhì)時一，物質(zhì)的原子、離子或

分子將吸收與其內(nèi)能變化相對應(yīng)的頻率而由低能態(tài)或基態(tài)激發(fā)到較高的能態(tài)。這種

因?qū)ι涞倪x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)原子或分子通過無輻射躍遷回到較低的激發(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)，通過這種形式獲得的光譜稱為熒

光光譜。

四、計算題

1.計算下列輻射的頻率(Hz)和波數(shù)(cm1)

(1)0.25cm的微波束；(2)324.7nm銅的發(fā)射線。

解(1)v=c/X=3xlOlo/O.25=1.2xlOn(Hz)

6=10=1/0.25=4.0(cm1)

(2)324.7nm=3.247xl0-5cm

v=c/k=3xlOlo/3.247xlO-5=9.24xlO,4(Hz)

41

6=1/1=1/3.247x1()-5=3,ix10(cm-)

1.計算下列輻射的波長(以cm和A為單位)

(3)頻率為4.47xl()i4Hz的可見光波

(4)頻率為1.21X1()8HZ的無線電波

解(1)X=c/v=3x101O/4.47x1014=6.711x1O-5(cm)=6711.0(A)

(2)X=c/v=3x1010/l.21x108=2.48X102(cm)=2.48xlO10(A)

2.計算習題1中各輻射以下列單位表示的能量。(1)erg(2)Ev

解：[1]E=hv=h*c/X其中h=6.63xl()27erg?s,c=3xlOl()cmes

(1)入=0.25cm的微波束

E=hv=h?c/X=6.63x1027x3x10l0/0.25=7.96x1016(erg)

(2)由于1eV=1.60x1O_12erg

E=7.96x1016/1.60X1012=4.98xlO-4(eV)

[2]九=324.7nm的Cu發(fā)射線

E=hv=h?c/k=6.63x1027x3x10l0/3247x108=6.13x1O_12(erg)

，E=6.13x1012/1.60X10-12=3.83(eV)

原子發(fā)射光譜法

一、選擇題

1.發(fā)射光譜定量分析選用的“分析線對”應(yīng)是這樣的一對線()

(1)波長不一定接近，但激發(fā)電位要相近(2)波長要接近，激發(fā)電位可以不接

近

(3)波長和激發(fā)電位都應(yīng)接近(4)波長和激發(fā)電位都不一定接近

2.下面幾種常用的激發(fā)光源中，分析的線性范圍最大的是()

(1)直流電弧(2)交流電弧(3)電火花(4)高頻電感耦合等離子體

3.NaD雙線［4Di)=5895.921,由3P成躍遷至351/2;2(D2)=5889.95A,由3P3/2躍遷至

3$/2］的相對強度比/(D1)//(D2)應(yīng)為()

(1)1/2(2)1(3)3/2(4)2

4.發(fā)射光譜攝譜儀的檢測器是()

(1)暗箱(2)感光板(3)硒光電池(4)光電倍增管

5.以光柵作單色器的色散元件，若工藝精度好，光柵上單位距離的刻痕線數(shù)越多，

貝IJ：()

（1）光柵色散率變大，分辨率增高（2）光柵色散率變大，分辨率降低

（3）光柵色散率變小，分辨率降低（4）光柵色散率變小，分辨率增高

6.光柵公式b（Sina+Sin/川中的b值與下列哪種因素有關(guān)？（）

⑴閃耀角（2）衍射角（3）譜級（4）刻痕數(shù)（mm1）

7.原子發(fā)射光譜是由下列哪種躍遷產(chǎn)生的？（）

（1）輻射能使氣態(tài)原子外層電子激發(fā)（2）輻射能使氣態(tài)原子內(nèi)層電子激

發(fā)

（3）電熱能使氣態(tài)原子內(nèi)層電子激發(fā)（4）電熱能使氣態(tài)原子外層電子激

發(fā)

8.攝譜法原子光譜定量分析是根據(jù)下列哪種關(guān)系建立的（I——光強,N基——基態(tài)原子

數(shù)，

AS——分析線對黑度差,c——濃度,1——分析線強度,S——黑度）？（）

⑴/—N基⑵AS-Ige⑶/-Ige（4）5-IgN基

9.以直流電弧為光源，光譜半定量分析含鉛質(zhì)量分數(shù)為IO、'以下的Mg時，內(nèi)標線為

2833.07A,應(yīng)選用的分析線為（）

（l）MgI2852.129A,激發(fā)電位為4.3eV（2）MgII2802.695A,激發(fā)電位為12.1eV

（3）MgI3832.306A,激發(fā)電位為5.9eV（4）MgII2798.06A,激發(fā)電位為8.86eV

10.對同一臺光柵光譜儀，其一級光譜的色散率比二級光譜的色散率（）

⑴大一倍（2）相同（3）小一倍（4）小兩倍

11.在原子發(fā)射光譜攝譜法定性分析時采用哈特曼光闌是為了（）

（1）控制譜帶高度（2）同時攝下三條鐵光譜作波長參比

（3）防止板移時譜線產(chǎn)生位移（4）控制譜線寬度

12.以光柵作單色器的色散元件，光柵面上單位距離內(nèi)的刻痕線越少，則（）

（1）光譜色散率變大，分辨率增高（2）光譜色散率變大，分辨率降低

（3）光譜色散率變小，分辨率增高（4）光譜色散率變小，分辨率亦降低

13.在下面四個電磁輻射區(qū)域中，波數(shù)最小的是（）

（1）X射線區(qū)（2）紅外區(qū)（3）無線電波區(qū)（4）可見光區(qū)

二、填空題（共7題27分）

1.電感耦合等離子體光源主要由___________________、、

等三部分組成，此光源具______________________________

_____________________________________________________________等優(yōu)點。

2.發(fā)射光譜定性分析，常以光源激發(fā)，因為該光源使電極溫度

從而使試樣,光譜背景，但其______________差。

3.光譜緩沖劑的作用有,

,°

4.在原子發(fā)射光譜儀的激發(fā)光源中，主要發(fā)生試樣的

__________________________________________________________過程。試樣的蒸發(fā)速

度主要取決于,

達到穩(wěn)定蒸發(fā)所需的時間稱為O

5.在發(fā)射光譜中，內(nèi)標法、攝譜法和光電直讀法定量分析的基本公式分別是

三、計算題

1.兩根相差0.28nm的譜線，在一光譜儀的出射狹縫焦面上分開的距離為0.16mm,問

該儀器單色器的倒線色散率為多少？如果出射狹縫寬為0.15mm,問單色器通帶寬度

為多

少？

2.用一每毫米有500條刻痕線的衍射光柵觀察鈉光譜線（2=589.6nm）,問光線以

30。角入射時，最多能看到第幾級條紋？

3.用鈦元素的兩條譜線Till322.4nm和Till322.3nm的強度比來計算光源的T,

相應(yīng)的

光譜數(shù)據(jù)和測量結(jié)果如下:

力nm￡/eVgI

TiII322.45.4320.130

Till322.33.863.190

4.有一每毫米1200條刻線的光柵，其寬度為5cm,在一級光譜中，該光柵的分辨

率為多少？要將一級光譜中742.2nm和742.4nm兩條光譜線分開，則需多少刻線的

光柵？

四、問答題(共4題20分)

1.何為內(nèi)標?在原子發(fā)射光譜分析中如何使用？

2.用光譜項符號寫出Mg的共振線。

3.請簡要寫出高頻電感耦合等離子炬(ICP)光源的優(yōu)點。

4.試述光譜定量分析的基本原理及何謂內(nèi)標法。

答案：

一、選擇題

1.(3)2.(4)3.(1)4.(2)5.(1)6.(4)7.(4)8.(2)9.(1)10.(3)11.(3)

12.(4)13.(3)

二、填空題(共7題27分)

1.高頻發(fā)生器、等離子炬管、霧化器；穩(wěn)定性好、基體效應(yīng)小、線性范圍寬、檢出限

低、應(yīng)用范圍廣、自吸效應(yīng)小、準確度高。

2.直流電弧高易于蒸發(fā)較小穩(wěn)定性

3.穩(wěn)定電弧溫度，克服其它存在的元素對分析線強度的影響

稀釋試樣，減少試樣與標樣在組成及性質(zhì)上的差別

防止燃弧時試樣從電極空穴中濺散損失

4.蒸發(fā)及原子離子化；氣態(tài)原子、離子激發(fā)試樣的熱穩(wěn)定性；預(yù)燃時間。

5.(l)lgR=lg(/分//內(nèi))=blgc+lgA(2)S=yblgc+ylgA(3)lgV=Mgc+lgA

三、計算題（共4題20分）

d/l0.28

=1.75nm/nm

1,答］d70J6

——x0.15=1.75x0.15=0.263nm

d/

倒線色散率為1.75nm/mmo通帶寬度為0.263nm。

2,答］根據(jù)光柵公式"/1=b(sina+sin0

當a=30。時sina=1/2

最多能看到衍射級次n的最大值對應(yīng)于反射角夕=90。即sin/=1

b為光柵上二刻痕線間距離，故

b=1/500mm=1/5000cm

b(sina+sin￡)0.5+1

所以n=--------------=----------------------=5.09a5

25000x5896x10-8

答：最多能看到第5級條紋。

3,答］由兩譜線強度比公式得

5040(ELE2)5040(5.43-3.86)

=6133.9K

giQhZ120.1x322.3,30

(ig^-v-ig-)(1&g----------1g——&

g2/tl123.1x322.490

4.［答KD設(shè)光柵的分辨率為

R=nN=1x(5x10x1200)=60,000

(2)需如下刻線的光柵

入(742.2+742.4)/2

R=------=--------------------=3711

△入742.4-742.2

N=R/〃=3711/1=3711條

四、問答題（共4題20分）

1.內(nèi)標是指置于各試樣及標樣中的一定濃度的某元素。使用方法如下：

取定量的內(nèi)標物分別置于被測試樣及標準物之中，在選定波長下分別測定發(fā)射

強度計算

出內(nèi)標在各試樣中及標樣中的相對強度以及待測物成分的相對強度，用待測物

與內(nèi)標物

兩相對強度之比求出各試樣的濃度。

2.3'50-3'P0

3」答］溫度高可達10000K,靈敏度高可達IO?

穩(wěn)定性好，準確度高，重現(xiàn)性好；

線性范圍寬可達4?5個數(shù)量級；

可對一個試樣同時進行多元素的含量測定；

自吸效應(yīng)?。?/p>

基體效應(yīng)小。

4」答］光譜定量分析是根據(jù)待測元素譜線的強度和待測元素的含量之間存在一種關(guān)

系，

即羅馬金公式/=來進行定量分析的，譜線強度可以用光電直讀法，也可以用

照相法記錄。

在被測元素的譜線中選一條分析線，在基體元素譜線中選一條與它相勻稱的內(nèi)

標

線，根據(jù)這一對譜線強度的比值對被測元素的含量制作工作曲線，然后對未知試樣

進

行定量分析的方法稱為內(nèi)標法。

原子吸收和原子熒光光譜法

選擇題

1.下列哪種原子熒光是反斯托克斯熒光?)

⑴銘原子吸收359.35nm,發(fā)射357.87nm

⑵鉛原子吸收283.31nm,發(fā)射283.31nm

(3)鉛原子吸收283.31nm,發(fā)射405.78nm

(4)銘原子吸收377.55nm,發(fā)射535.05nm

2.在原子吸收分析中,已知由于火焰發(fā)射背景信號很高，因而采取了下面一些措施,

指出哪種措施是不適當?shù)?/p>

)

(1)減小光譜通帶(2)改變?nèi)紵鞲叨?/p>

(3)加入有機試劑(4)使用高功率的光源

3.在原子吸收分析中，下列哪種火焰組成的溫度最高9

)

(1)空氣-乙烘(2)空氣-煤氣(3)笑氣-乙快(4)氧氣-氫氣

4.欲分析165?360nm的波譜區(qū)的原子吸收光譜，應(yīng)選用的光源為)

(1)鴇燈(2)能斯特燈(3)空心陰極燈(4)笊燈

5.某臺原子吸收分光光度計，其線色散率為每納米1.0mm,用它測定某種金屬離

子，已知該離子的靈敏線為403.3nm,附近還有一條403.5nm的譜線，為了不干擾

該

金屬離子的測定，儀器的狹縫寬度達:)

(1)<0.5mm(2)<0.2mm(3)<1mm(4)<5mm

6.可以概述原子吸收光譜和原子熒光光譜在產(chǎn)生原理上的共同點是)

⑴輻射能與氣態(tài)基態(tài)原子外層電子的相互作用

⑵輻射能與氣態(tài)原子外層電子產(chǎn)生的輻射

(3)輻射能與原子內(nèi)層電子產(chǎn)生的躍遷

(4)電、熱能使氣態(tài)原子外層電子產(chǎn)生的躍遷

7.由原子無規(guī)則的熱運動所產(chǎn)生的譜線變寬稱為：（）

（1）自然變度（2）斯塔克變寬（3）勞倫茨變寬（4）多普勒變寬

8.原子吸收分光光度計中常用的檢測器是（）

（1）光電池（2）光電管（3）光電倍增管（4）感光板

9.在原子吸收分析中，通常分析線是共振線，因為一般共振線靈敏度高，如Hg的共

振線185.0nm比Hg的共振線253.7nm的靈敏度大50倍，但實際在測汞時總是使用

253.7nm

作分析線，其原因是（）

（1）汞蒸氣有毒不能使用185.0nm

（2）汞蒸氣濃度太大不必使用靈敏度高的共振線

（3）Hgl85.0nm線被大氣和火焰氣體強烈吸收

（4）汞空心陰極燈發(fā)射的185.0nm線的強度太弱

10.在原子吸收分析中，如燈中有連續(xù)背景發(fā)射，宜采用（）

（1）減小狹縫（2）用純度較高的單元素燈（3）另選測定波長（4）用化學方法分

離

11在原子吸收分析法中，被測定元素的靈敏度、準確度在很大程度上取決于（）

（1）空心陰極燈（2）火焰（3）原子化系統(tǒng)（4）分光系統(tǒng)

12.在原子吸收分析中，當溶液的提升速度較低時，一般在溶液中混入表面張力小、

密度小的有機溶劑，其目的是（）

（1）使火焰容易燃燒（2）提高霧化效率（3）增加溶液粘度（4）增加溶液提升

量

13.原子熒光法與原子吸收法受溫度的影響比火焰發(fā)射小得多，因此原子熒光分析要

克服的主要困難是

（）

（1）光源的影響（2）檢測器靈敏度低（3）發(fā)射光的影響（4）單色器的分辨率低

14.已知：6=6.63x10-34j.s則波長為o.oinm的光子能量為()

(1)12.4eV(2)124eV(3)12.4xl05eV(4)0.124eV

15.共振熒光的波長比()

A.激發(fā)光的波長長B、激發(fā)光的波長短

C、和激發(fā)光波長相等D、以上三種情況都有可能

16.熒光所用吸收池是四面透光，目的是()

A.為了方便B.防止位置放錯

C.和熒光平行方向測熒光D和熒光垂直方向測熒光

二、填空題

1.在原子吸收光譜中，譜線變寬的基本因素是

⑴______________________________________

⑵______________________________________

⑶______________________________________

(4)_______________________________________

⑸______________________________________

2.雙光束原子吸收分光光度計由于兩光束是由光源發(fā)出，并且使用

器，因此可消除的影響，但不能消除

的影響。

3.原子吸收分光光度計帶有笊燈校正裝置時，由于空心陰極燈發(fā)射輻射，

因此吸收和吸收均不能忽略；而笊燈則是發(fā)射光譜，

所以吸收可以忽略。

4影響譜線半寬度的諸因素中，對于溫度在1000-3000K,外界氣體壓力約為

101325Pa時一,吸收線輪廓主要受和變

寬

的影響。其變寬的數(shù)量級為O

5.電熱原子化法的具體做法是________________________________________________

_________________________________________________________0該方法的特點

是

三、計算題（共4題20分）

1鈉原子核外電子的3p和3s軌道的能級差為2.017eV,計算當3s電子被激發(fā)到3p

軌道

時，所吸收的電磁輻射的波長（nm）o<3口leV=1.60xl0-l9J,/i=6.63xlO-34J-s,

c=3.00xl0locm-s''）o

2.平行稱取兩份0.500g金礦試樣，經(jīng)適當溶解后，向其中的一份試樣加入1mL濃度

為5.00

jig/mL的金標準溶液，然后向每份試樣都加入5.00mL氫澳酸溶液，并加入5mL甲基

異丁酮，

由于金與澳離子形成絡(luò)合物而被萃取到有機相中。用原子吸收法分別測得吸光度為

0.37和

0.22o求試樣中金的含量也g/g）。

3.用原子吸收光譜法測定試液中的Pb,準確移取50mL試液2份，用鉛空心陰極燈在

波長

283.3nm處，測得一份試液的吸光度為0.325,在另一份試液中加入濃度為

50.0mg/L鉛標準溶液300flL,測得吸光度為0.670。計算試液中鉛的質(zhì)量濃度（g/L）

為多少？

4.在3000K時，Zn的4&一4P躍遷的共振線波長為213.9nm。試計算其激發(fā)態(tài)和基

態(tài)原子數(shù)之比。(已知普朗克常數(shù)〃=6.63xl(p34j.s,玻茲曼常數(shù)％=1.38X10-23J.KT)

四、問答題

1.原子吸收分光光度法為什么是基于對共振線的吸收？

2.火焰原子化法測定某物質(zhì)中的Ca時

(1)選擇什么火焰？

(2)為了防止電離干擾采取什么辦法？

(3)為了消除PCV一的干擾采取什么辦法？

3.為何原子吸收分光光度計的石墨爐原子化器較火焰原子化器有更高的靈敏度？

4.簡述原子熒光光譜分析法原理及方法的主要特點。

5.試比較原子熒光分析(AFS)和原子吸收光譜分析(AAS)的異同點。

五、解釋術(shù)語

1.熒光猝滅2.共振熒光3.量子效率

答案：

一、選擇題

1.(1)2.(3)3.(3)4.(3)5.(2)6..(1)7(4)8.(3)9.(3)10.(2)11.(3)12.(2)13.

(4)14.(3)15.C16.D

二、填空題

1.自然寬度多普勒變寬壓力變寬場致變寬自吸變寬

2同一切光光源不穩(wěn)原子化器干擾

3.?銳線原子背景連續(xù)原子

4.多普勒(熱變寬)；勞倫茨(壓力或礴)；O.OOxnmo

5.將固定體積的試樣注入通惰性氣體保護下的石墨管中，經(jīng)熱處理后試樣迅速地原

子化得到峰形的吸收信號.

特點：絕對靈敏度高

試樣可直接在原子化器中進行處理.

試樣用量少.

可直接進行固體粉末分析

三、計算題(共4題20分)

1.解:2=hc/E=(6.63x10'34J-sx3.00x1010cm-s4xl07nm?cm")/

(2.107eVxl.60xl0l9J/eV)

=590nm

2.未加標準液時Ax=0.22

加標準液時&+s=0.37入=1x5.0/5=1.0(|ig/mL)

由計算公式px=AxX"s/(Ax+S—Ax)

=0.22x1.0/(0.37-0.22)=1.47(|ig/mL)

金含量：1.47x5/0.5=14.7g/g)

3.

0.325=%

0.670=K{Sxx50+50x0.300)/(50+0.300)}

解出方程得

px=0.279mg/L

或

"x=Ax/(A-Ax)x/?s

=0.325/(0.670-0.325)x(50.0x0.3)/50.3

=0.281mg/L

4.N/Noug/g/AE/kT

g&=(2/+l)/(2/°+l)J=L+S

由題可知Jo=0Jj=l

g/g°=3/lT=3000K\E=hxc/A

E=6.63X10'34J-SX3.00X10l0cm-s-7(213.9x10'7cm)

=9.28x10*

N/N0=3xexp{-9.28x10l9/(3000x1.38x1O'23))

=5.55x10/°

四、問答題(共4題20分)

1.［答］共振線為原子基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷而產(chǎn)生的，在原子吸收條件下溫度約為

2000℃

-3000℃之間，由玻耳茲曼分布可知在此溫度下原子絕大多數(shù)處于基態(tài)，基態(tài)原子

吸收

共振線。

2.(1)C2H2-空氣(富燃)(也可C2H2-N2O)

(2)加入消電離劑(即比Ca電離電位低的金屬鹽類例如KC1)

(3)加入釋放劑Sr或La等。

加入保護劑如EDTA、8-羥基喳咻等

3.因為火焰原子化器有下列缺點：

(1)火焰原子化器霧化效率低(10%左右)；

(2)霧化的氣溶膠被大量載氣稀釋；

(3)基態(tài)原子蒸氣在光程中滯留時間短。

石墨爐原子化器有下列優(yōu)點：

(1)不存在霧化與稀釋問題；

（2）基態(tài)原子蒸氣在石墨爐中的滯留時間長，相對濃度大（原子化時停氣）。

4.簡述原子熒光光譜分析法原理及方法的主要特點。

答：原子熒光光譜分析法（AFS）是用一定強度的激發(fā)光源（線光源或連續(xù)光源）發(fā)

射具有特征信號的光照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸氣后，其中的自由原子

被激發(fā)躍遷到高能態(tài)，然后去激發(fā)躍遷到某一較低能態(tài)，（常常是基態(tài)）或去激發(fā)躍

遷到不同于原來能態(tài)的另一較低能態(tài)而發(fā)射出各種特征原子熒光光譜，據(jù)此可以辨

別元素的存在，并可以根據(jù)測量的熒光強度求得待測樣品中的含量。

If=KIoNo此式為原子熒光分析的基本關(guān)系式，該式說明，在一定的條件下，熒光強

度L與基態(tài)原子數(shù)No成正比，也即If與待測原子濃度成正比。

AFS的主要特點：（1）靈敏度較高；（2）熒光譜線比較簡單，因此光譜干擾??；（3）

分析曲線的線性范圍寬；（4）原子熒光是向各個方向輻射的，便于發(fā)展多道儀器進

行多元素同時測定。

5.試比較原子熒光分析（AFS）和原子吸收光譜分析（AAS）的異同點。

答：AFS和AAS有不同又有相同相似之處。（1）兩者的原理有本質(zhì)上的不同，AFS

是發(fā)射光譜分析，AAS則屬于吸收光譜分析。AFS測量的原子熒光強度和AAS測量

的吸光度都與基態(tài)原子濃度成正比關(guān)系。（2）儀器結(jié)構(gòu)和操作手續(xù)非常相似。但是

AAS的儀器裝置形式是光源一原子化器…單色器一檢測器是一直線，而AFS的光源

與單色器不是在一直線上，而是成90。，且AFS必須是使用強光源。（3）檢出限方面,

AFS比AAS好，精密度這兩種方法大致相同，相對標準偏差僅為1%。（4）干擾情

況相似，化學干擾、物理干擾和光譜干擾對兩個方法的影響相似，但程度有不同，

這與它們所采用的光源特性有關(guān)系。在AFS中光的散射干擾在一定程度上比AAS嚴

重。同時AFS中的熒光熄滅效應(yīng)對熒光強度的影響也是比較嚴重的。（5）與AAS比

較，AFS還具有：多元素同時測定，儀器結(jié)構(gòu)簡單（非色散原子熒光儀），靈敏度高,

工作曲線直線范圍寬等優(yōu)點。

五、解釋術(shù)語

1.熒光猝滅：熒光分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用引起熒光強度降低的現(xiàn)

O

2.共振熒光：氣態(tài)基態(tài)原子吸收共振線后發(fā)射出與吸收共振線相同的波長的光。

3.量子效率：表示在單位時間內(nèi)，熒光輻射的量子數(shù)與被吸收的量子數(shù)之比。在熒光

光譜分析中，量子效率(①)大，其發(fā)射熒光強度也大。If正比于中。

紫外及可見分光光度法

一、選擇題

1.在光學分析法中，采用鴇燈作光源的是)

(1)原子光譜(2)分子光譜(3)可見分子光譜(4)紅外光譜

2.在紫外光譜中，Max最大的化合物是)

CH=CH-CH=CH

⑴2

CH=CH-CIL=CH2

⑵

CH=CH?

(3)

CH=CH

(4)2

3.物質(zhì)的紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生是由于)

(1)分子的振動(2)分子的轉(zhuǎn)動

(3)原子核外層電子的躍遷(4)原子核內(nèi)層電子的躍遷

4.按一般光度法用空白溶液作參比溶液，測得某試液的透射比為10%,如果更改參

比溶液，用一般分光光度法測得透射比為20%的標準溶液作參比溶液，則試液的透

光率應(yīng)等于

(1)8%(2)40%(3)50%(4)80%

5.用實驗方法測定某金屬配合物的摩爾吸收系數(shù)&測定值的大小決定于()

(1)配合物的濃度(2)配合物的性質(zhì)(3)比色皿的厚度(4)入射光強度

6已知相對分子質(zhì)量為320的某化合物在波長350nm處的百分吸收系數(shù)(比吸收系數(shù))

為

5000,則該化合物的摩爾吸收系數(shù)為

(l)1.6xl04L/(moL-cm)(2)3.2xl05L/(moL-cm)

(3)1.6x106L/(moL-cm)(4)1.6x105L/(moL-cm)

7分子運動包括有電子相對原子核的運動(E電子)、核間相對位移的振動(E振動)

和轉(zhuǎn)動(E轉(zhuǎn)動)這三種運動的能量大小順序為()

(1)E振動＞E轉(zhuǎn)動〉E電子(2)E轉(zhuǎn)動＞E電子＞E振動

⑶E電子＞E振動＞E轉(zhuǎn)動(4)E電子＞E轉(zhuǎn)動＞E振動

8.在分光光度法中，運用朗伯一比爾定律進行定量分析采用的入射光為()

(1)白光(2)單色光(3)可見光(4)紫外光

9.指出下列哪種因素對朗伯-比爾定律不產(chǎn)生偏差？()

(1)溶質(zhì)的離解作用(2)雜散光進入檢測器

(3)溶液的折射指數(shù)增加(4)改變吸收光程長度

10.基于發(fā)射原理的分析方法是()

(1)光電比色法(2)熒光光度法(3)紫外及可見分光光度法(4)紅外光

譜法

11.在分子CH2=CHCH22cH3的電子能級躍遷中，下列哪種電子能級躍遷類型在該分子

中不發(fā)生()

(1)a—兀*(2)7t—?cr*(3)n—*(4)n—

12.雙光束分光光度計與單光束分光光度計相比，其突出優(yōu)點是)

(1)可以擴大波長的應(yīng)用范圍(2)可以采用快速響應(yīng)的檢測系統(tǒng)

(3)可以抵消吸收池所帶來的誤差(4)可以抵消因光源的變化而產(chǎn)生的誤差

13.比較下列化合物的UV—VIS吸收波長的位置(Zmax))

1

COOII

(b)

⑵c>b>a

14.比較下列化合物的UV—VIS光譜2max大小()

coo

CH3)21Cl

6)

(l)a>b>c(2)c>a>b(3)b>c>a(4)c>b>a

15.已知：/z=6.63xl(y34j.s則波長為o.oinm的光子能量為)

(1)12.4eV⑵124eV⑶12.4x1(4)0.124eV

16熒光分析法和磷光分析法的靈敏度比吸收光度法的靈敏度)

⑴高(2)低(3)相當(4)不一定誰高誰低

17.可見光的能量應(yīng)為)

(1)1.24X104—1.24xl06eV(2)1.43x102?71eV

(3)6,2?3.1eV(4)3.1?1.65eV

二、填空題

1.在分光光度法中，以為縱坐標，以為橫坐標作圖，可得光吸收曲

線.

濃度不同的同種溶液，在該種曲線中其最大吸收波長,相應(yīng)的吸光度大小則

2.紫外-可見分光光度法定量分析中,實驗條件的選擇包括等方

面。

3.在紫外-可見分光光度法中，吸光度與吸光溶液的濃度遵從的關(guān)系式為

而在分子熒光光譜法中，熒光強度與濃度遵從的關(guān)系式為

4.朗伯-比爾定律是分光光度法分析的基礎(chǔ)，該定律的數(shù)學表達式為o

該定律成立的前提是：(1);(2);(3)o

5.在分子熒光光譜法中，增加入射光的強度，測量靈敏度

原因是____________________________

三、計算題

1.某化合物的最大吸收波長Max=280nm,光線通過該化合物的LOxlO^mol/L

溶液時，透射比為50%(用2cm吸收池)，求該化合物在280nm處的摩爾吸收系

數(shù)。

2.某亞鐵螯合物的摩爾吸收系數(shù)為12000L/(moL-cm),若采用LOOcm的吸收池，欲把

透射比讀數(shù)限制在0.200至0.650之間，分析的濃度范圍是多少？

3.配體ERIOX與Mg2+在pH=10.00條件下，生成1：1的有色配合物?，F(xiàn)用光度法以

Mg2+滴定ERIOX溶液。滴定結(jié)果表明：在化學計量點處，［Mg-ERIOX〕=(ERIOX〕

=5.0xl0-7mol/L,計算Mg配合物的生成常數(shù)。

4.試計算化合物(如下式)的最大紫外吸收波長。

四、問答題(共4題20分)

1.下面為香芹酮在乙醇中的紫外吸收光譜，請指出二個吸收峰屬于什么類型，并根

據(jù)經(jīng)驗規(guī)則計算一下是否符合？

2.?請畫出紫外分光光度法儀器的組成圖(即方框圖)，并說明各組成部分的作用？

3.請將下列化合物的紫外吸收波長入max值按由長波到短波排列，并解釋原因。

(1)CH2=CHCH2CH=CHNH2(2)CH3CH=CHCH=CHNH2

(3)CH3cH2cH2cH2cH2NH2

4.指出下列化合物的紫外吸收波長，按由長波到短波吸收波長排列.

答案：

一、選擇題

1.(3)2.(4)3.(3)4.(3)5.(2)6.(4)7.(3)8.(2)9(4)

10(2)11.(4)12(4)13.(4)14.(2)15.(3)16.(1)17.(4)

二、填空題（共5題25分）

1.吸光度波長不變不同

2.波長、狹縫寬度、吸光度值（有色物的形成）、溶液的pH、顯色劑用量、顯色

反應(yīng)時間、溫度、有色化合物的穩(wěn)定性、掩蔽干擾。

3..A=￡hc（或吸光度與濃度呈正比）介=2.303中「/（）助c（或熒光強度與濃度呈正

比）

4.A=_lgT=￡bc；入射光是單色光；吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)中；

吸收過程中，吸收物質(zhì)互相不發(fā)生作用。

5.1.增加（或提高，或增大）2.熒光強度與入射光強度呈正比

三、計算題（共4題20分）

1.[答]A=&bc,而A=-IgT

￡=-IgT/bc=-lg0.50/（1.0xl0-5x2）

=1.5xl04

2.[答]c=-IgT/（助）

d=-lg0.200/（12000x1.00）=5.82x10-5（mol/L）

5

c2=-lg0.650/（12000x1.00）=1.56xl0（mol/L）

故范圍為：1.56x10-5?5.82x10-5（moi/L）

3.ERIOX與Mg2+生成1：1的配合物，故

K生成=[Mg—ERIOX]/{[Mg2+][ERIOX]}

在化學計量點H'J[Mg-ERIOX]=[ERIOXJ=5.0x10-7mol/L

因此，[Mg2+]=5.0xl0-7mol/L

K生成=5.Ox10-7/（5.0x10-7X5.0X1O-7）=2.0x106

4.[答]根據(jù)WoodWard-Fieser規(guī)則計算

母體基215nm

P-取代12

延長共挽雙鍵30

257nm

四、問答題

1.［答］吸收較大的峰為C=C的71--躍遷，較小的吸收峰為C=O的n一一>一躍遷.

215nm+10nm+12nm=237nm（C=C-C=O）（a-取代）?取代）計算結(jié)果譜圖吻

合.

2［答］

I參比I

1--------1或讀數(shù)指示器

I光源I-I單色器|7|試樣|一|檢測器|一|記錄器|

作用：

光源：較寬的區(qū)域內(nèi)提供紫外連續(xù)電磁輻射。

單色器：能把電磁輻射分離出不同波長的成分。

試樣池：放待測物溶液

參比池：放參比溶液

檢測器：檢測光信號（將光信號變成電信號進行檢測）

記錄器：記錄并顯示成一定的讀數(shù)。

3.閣CH3cH=CHCH=CHNH2>CH2=CHCH2CH=CHNH2>CH3cH2cH2cH2cH2NH2

4.

>>

［答］

分子發(fā)光分析

一、選擇題

1.根據(jù)下列化合物的結(jié)構(gòu)，判斷那種物質(zhì)的熒光效率最大？（）

（1）苯（2）聯(lián)苯（3）對聯(lián)三苯（4）9-苯基慈

2.比濁法與拉曼光譜法的共同特點在于（）

（1）光源（2）單色器（3）散射光源（4）檢測器

3.欲測定污水中痕量三價格與六價銘應(yīng)選用下列那種方法？（）

（1）原子發(fā)射光譜法（2）原子吸收光譜法

（3）熒光光度法（4）化學發(fā)光法

4.若需測定生物中的微量氨基酸應(yīng)選用下列那種方法？（）

（1）熒光光度法（2）化學發(fā)光法（3）磷光光度法（4）X熒光光譜

法

二、問答題

1.試比較分子熒光和化學發(fā)光

2.簡述瑞利散射與拉曼散射的區(qū)另上

答案：

一、選擇題

1.（4）2.（3）3.（4）4.（1）

二、問答題

1.試比較分子熒光和化學發(fā)光

解：分子熒光是由于分子的外層電子在輻射能的照射下，吸收能量躍遷至激發(fā)態(tài)，

再以無輻射弛豫轉(zhuǎn)入第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級，然后躍遷回基態(tài)的各個振動

能級，并產(chǎn)生輻射。

化學發(fā)光是由于分子的外層電子在化學能的作用下使分子處于激發(fā)態(tài)，再以無輻

射弛豫轉(zhuǎn)入第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級，然后躍遷回基態(tài)的各個振動能級，并

產(chǎn)生輻射。

它們的區(qū)別是在于能源不同前者是輻射能，后者是化學能。它們均為分子外層電子

躍遷，產(chǎn)生的光輻射為紫外或可見光。

2.簡述瑞利散射與拉曼散射的區(qū)別。

解：分子的外層電子在輻射能的照射下，吸收能量使電子激發(fā)至基態(tài)中較高的振動

能級，在10」2s左右躍回原能級并產(chǎn)生光輻射，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為瑞利散射。

分子的外層電子在輻射能的照射下，吸收能量使電子激發(fā)至基態(tài)中較高的振動能

級在10/2s左右躍回原能級附近的能級并產(chǎn)生光輻射，這種發(fā)光現(xiàn)象稱為拉曼散射。

兩者皆為光子與物質(zhì)的分子碰撞時產(chǎn)生的，瑞利散射基于碰撞過程中沒有能量交

換，故其發(fā)光的波長僅改變運動的方向，產(chǎn)生的光輻射與入射光波長相同稱為彈性

碰撞。

拉曼散射基于非彈性碰撞，光子不僅改變運動的方向，而且有能量交換，故其發(fā)

光的波長與入射光波長不同。

紅外吸收光譜法

一、選擇題

1.在含鏢基的分子中，增加魏基的極性會使分子中該鍵的紅外吸收帶()

(1)向高波數(shù)方向移動(2)向低波數(shù)方向移動

(3)不移動(4)稍有振動

2.紅外吸收光譜的產(chǎn)生是由于()

(1)分子外層電子、振動、轉(zhuǎn)動能級的躍遷

(2)原子外層電子、振動、轉(zhuǎn)動能級的躍遷

(3)分子振動-轉(zhuǎn)動能級的躍遷

(4)分子外層電子的能級躍遷

3.色散型紅外分光光度計檢測器多用()

(1)電子倍增器(2)光電倍增管

(3)高真空熱電偶(4)無線電線圈

4.一種能作為色散型紅外光譜儀色散元件的材料為()

(1)玻璃(2)石英(3)鹵化物晶體(4)有機玻璃

5.一個含氧化合物的紅外光譜圖在3600?3200cm”有吸收峰，下列化合物最可能

的是()

(1)CH3-CHO(2)CH3-CO-CH3

(3)CH3-CHOH-CH3(4)CH3-O-CH2-CH3

6.Cb分子在紅外光譜圖上基頻吸收峰的數(shù)目為()

(1)0(2)1(3)2(4)3

7.下列關(guān)于分子振動的紅外活性的敘述中正確的是()

(1)凡極性分子的各種振動都是紅外活性的，非極性分子的各種振動都不是紅外

活性的

(2)極性鍵的伸縮和變形振動都是紅外活性的

(3)分子的偶極矩在振動時周期地變化，即為紅外活性振動

(4)分子的偶極矩的大小在振動時周期地變化，必為紅外活性振動，反之則不是

8.甥基化合物中，C=O伸縮振動頻率最高者為

()

O

II

R—e—)iP

)2F

II

1----J)3。

o

II

r『)4(B

9.用紅外吸收光譜法測定有機物結(jié)構(gòu)時，試樣應(yīng)該是)

(1)單質(zhì)(2)純物質(zhì)

(3)混合物(4)任何試樣

10以下四種氣體不吸收紅外光的是)

(l)HoO(2)CO2(3)HC1(4)N2

11.紅外光譜法，試樣狀態(tài)可以是()

(1)氣體狀態(tài)(2)固體狀態(tài)

(3)固體，液體狀態(tài)(4)氣體，液體，固體狀態(tài)都可以

12.雙原子分子在如下轉(zhuǎn)動情況下(如圖)，轉(zhuǎn)動不形成轉(zhuǎn)動自由度的是()

13.若C=C鍵的力常數(shù)是1.0xl0N/cm,則該鍵的振動頻率是(從：￡=1610嗔)()

1313

(1)10.2X10HZ(2)7.7X10HZ

133

(3)5.1X10HZ(4)2.6x1O'HZ

二、填空題(共5題25分)

1.用488.0nm波長的激光照射一化合