仪器分析答案.docx

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仪器分析答案

2光学分析法导论

1.a.λ=0.9nm,则γ=c/λ=3.0×108/0.9×10-9=3.3×1017s-1

σ=1/λ=1/0.9×10-7=1.1×107cm-1

b.λ=589.0nm时,γ=5.1×1014s-1，σ=1.7×104cm-1

c.λ=12.6μm时,γ=2.4×1013s-1，σ=7.9×102cm-1

d.λ=200cm时,γ=1.5×108s-1，σ=5.0×10-3cm-1

2.a.ε=hγ=6.626×10-34×3.3×1017=2.2×10-16J=1.4×103eV

b.ε=hγ=6.626×10-34×5.1×1014=3.4×10-19J=2.1eV

c.ε=hγ=6.626×10-34×2.4×1013=1.6×10-20J=9.8×10-2eV

d.ε=hγ=6.626×10-34×1.5×108=9.9×10-26J=6.2×10-7eV

3原子发射光谱

2-10分辨率

线色散率

倒线色散率

2-12R=KN=1×1200×50=60000

Kλ=2dsini

K=1,λ=2×1/1200×sin20=5.7×10-4mm=570nm

3-6λ=1/（40000-15000）=4×10-5cm=400nm

ΔE=hc/λ

（6-3）×1.602×10-19=6.626×10-34×3×1010/λ

λ=4.136×10-5cm=413.6nm

4原子吸收光谱法

1．原子吸收：

气态基态原子对于同种原子发射出来的特征光谱辐射具有吸收能力的现象。

谱线半宽：

原子吸收曲线在中心频率γ。

两侧有一定的宽度，这是吸收线的轮廓，在中心频率的地方，极大吸收系数一半（K。

/2）处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差（或波长差）称为吸收线的半宽度，用Δγ表示，简称为谱线宽度。

自然宽度：

无外界条件影响时的谱线宽度称为自然宽度。

多普勒变宽：

原子在空间作无规则热运动所引起的变宽，称热变宽或多普勒变宽。

压力变宽：

同种粒子相互碰撞引起的谱线变宽，称为共振变宽或压力变宽。

积分吸收：

原子吸收是由基态原子对共振线的吸收而得到的。

由于任何谱线都有一定的宽度，所以可将一条原子吸收线，看成是由若干极为精细的、频率相差甚小的光波组成。

若按吸收定律求得各相应的吸收系数，则可绘制出相应的积分吸收曲线，于是图中曲线就代表这条吸收曲线的轮廓。

将这条曲线进行积分，其结果便是谱线轮廓内的总面积而代表整个原子线的吸收，称为积分吸收。

峰值吸收：

在用锐线光源辐射及采用温度不太高而稳定的火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中待测元素的基态原子浓度之间存在简单的线性关系，这样基态原子浓度可由测定峰值吸收系数得到，称为峰值吸收。

光谱通带：

单色器出射光束波长区间的宽度。

4-21

W=D·S

S=W/D=（251.61-251.43）/1.5=0.12mm

S<0.12mm

4-22

0.435=KCx

0.835=K（9Cx+100）/10

解得Cx=9.81μg/mL

4-23

Y=A+B*X

ParameterValueErrorR

------------------------------------------------------------

A0.28160.00159

B0.079053.2532E-40.99997

------------------------------------------------------------

Y=0时，X=3.56（μg·mL-1）

第五章紫外-可见吸收光谱

5-1分子吸收光谱是如何产生的？

它与原子光谱的主要区别是什么？

答案在77页

5-8

（1）甲醛σ→σ*，π→π*，n→σ*，n→π*

（2）乙烯σ→σ*，π→π*

（3）3-庚烯σ→σ*，π→π*

（4）三乙胺σ→σ*，n→σ*

5-9属于结构1，含双键。

π→π*是强吸收，n→π*是弱吸收。

5-10共轭体系增大，π→π*向长波方向移动。

1是β，2是α。

第九章电化学分析导论

9-1

原电池：

自发地将本身的化学能转变成电能的化学电池。

电解池：

实现电化学反应所需的能量由外部电源供给的化学电池。

电池电动势：

来源于化学电池相界面处所存在的电位差，等于组成电池的各界面电位的代数和。

电极电位：

电极与溶液的相界面电位。

标准电位：

以标准氢电极为标准，并人为地规定其电极电位为零。

标准氢电极与其他各种标准状态下的被测电极组成原电池，标准氢电极定为阳极（发生氧化反应），用实验方法测得该电池电动势的数值，就是被测电极的标准电极电位。

条件电位：

对一个实际体系，在某一特定条件下，该电对的氧化型的总浓度和还原型的总浓度均为1mol/L时的实际电位。

平衡电位：

没有电流通过电极，电池中各种反应处于平衡状态时的电极电位。

超电位：

实际电极电位与平衡电极电位的差值。

浓差极化：

由于浓差引起的电极电位对于平衡电位值的偏离现象

电化学极化：

由于电极反应的速度较慢而引起的电极电位对平衡电位值的偏离现象。

9-2盐桥的作用是什么？

对盐桥中的电解质溶液应有什么要求。

盐桥作用：

1）使两种不同的电解质溶液“隔离”，避免其很快地机械混合；

2）让离子通过，以便接通电路；

3）将液接电位减小至可以忽略的程度。

电解质溶液要求：

1）盐桥中电解质溶液不应含有被测离子；

2）电解质的正、负离子迁移速度基本相等；

3）盐桥内电解质浓度足够大，保证减小液接电位。

9-5

a.Pt|Cr3+（1.00×10-4mol/L）,Cr2+（1.00×10-1mol/L）||Pb2+（8.00×10-2mol/L）|Pb

已知Cr3++e-=Cr2+φo=-0.41V

Pb2++2e-=Pbφo=-0.126V

φCr3+/Cr2+=φo+0.0592lg[Cr3+]/[Cr2+]=-0.41+0.0592lg（1.00×10-4）/（1.00×10-1）=-0.588V

φPb2+/Pb=φo+0.0592/2lg[Pb2+]=-0.126+0.0592/2lg（8.00×10-2）=-0.158V

E池=φPb2+/Pb-φCr3+/Cr2+=-0.158+0.588=0.43V

b.Fe|Fe2+（2.00×10-3mol/L）||Cd2+（1.00×10-1mol/L）|Cd

已知Fe2++2e-=Feφo=-0.44V

Cd2++2e-=Cdφo=-0.403V

φFe2+/Fe=φo+0.0592/2lg[Fe2+]=-0.44+0.0592/2lg（2.00×10-3）=-0.520V

φCd2+/Cd=φo+0.0592/2lg[Cd2+]=-0.403+0.0592/2lg（1.00×10-1）=-0.433V

E池=φCd2+/Cd–φFe2+/Fe=-0.433+0.520=0.087V

9-6

a.φ（SCE）=0.242V

E=φMn+/M-φ（SCE）=φMn+/M–0.242=0.809则φMn+/M=0.809+0.242=1.051V

b.φ（MCE）=0.282V

E=φX3+/X2+-φ（MCE）=φX3+/X2+–0.282=0.362则φX3+/X2+=0.362+0.282=0.644V

c.φ（饱和Ag/AgCl）=0.199V

E=φMA/M-φ（饱和Ag/AgCl）=φMA/M–0.199=-0.122则φMA/M=0.199-0.122=0.077V

9-7

a.φ（vs.SCE）=φo-φ（SCE）=0.334-0.242=0.092V

b.φ（vs.SCE）=φo-φ（SCE）=1.45-0.242=1.208V

c.φ（vs.SCE）=φo-φ（SCE）=-0.33-0.242=-0.572V

8电导分析法

1．直接电导法：

进行电导分析时，直接根据溶液电导大小确定待测物质的含量的方法；

电导滴定法：

进行电导分析时，根据滴定过程中滴定液电导的突变来确定滴定终点，然后根据到达滴定终点时所消耗滴定剂的体积和浓度，求算出待测物质的含量的方法；

电阻率：

长1cm，截面积为1cm2的导体的电阻值；

电导率：

长1cm，截面积为1cm2的导体的电导值。

对溶液它是两电极面积分别为1cm2，电极间距离为1cm时溶液的电导值；

摩尔电导：

也称摩尔电导率，是指相距单位长度（1cm）的两个平行电极间，放置含1mol电解质的溶液，所具有的电导；

无限稀释摩尔电导：

当电解质溶液的浓度极稀（CB→0），即溶液无限稀释时（VB→∞），离子间的相互作用可以忽略不计，此时电解质的摩尔电导称为无限稀释摩尔电导或者极限摩尔电导；

电导池：

用来测定溶液电导的装置，分析化学中采用浸入式、固定双铂片的电导电极；

电导池常数：

用θ表示，θ=l/A，表示两电极间距离与电极面积的比值。

2．电导池常数θ=l/A=4.02/1.25=3.216cm-1

G=k/θ=1/R,则k=θ/R=3.216/20.79=0.155S/cm

4G=k/θ=0.75/0.53=1.42S

G=1/1000θ·ΣCΛ=1/1000×0.53·（349.82C+71.44C）=1.42

得C=1.79mol/L

6．k=ΣCΛ/1000=1/1000·（0.001×40.9+0.001×50.11）

=9.1×10-5S/cm

第九章电位分析法

4参比电极：

在测量过程中电极电位保持恒定不变，提供电位标准的电极；

指示电极：

在化学电池中藉以反映离子浓度、发生所需电化学反应或响应激发讯号的电极。

一般对于平衡体系，或在测量期间主体浓度不发生任何可觉察变化的体系，相应的电极称为指示电极；

工作电极：

在化学电池中藉以反映离子浓度、发生所需电化学反应或响应激发讯号的电极。

如果体系中有较大的电流通过，主体浓度发生显著改变的体系，则相应的电极称为工作电极；

电极的能斯特响应：

在直接电位分析法中，各种指示电极的电极电位能表征电池溶液中某种离子的活度，而且电极电位与活度的关系符合能斯特方程的计量关系，称为该离子选择性电极对该种离子的能斯特响应；

离子选择性电极电位选择性系数：

以符号Kpoti,j表示，表示被测离子i与共存离子j的选择性系数，实际是表示j离子在测定i离子时对电极电位的贡献；

总离子强度调节缓冲剂：

在直接电位分析法中，将加入的缓冲物质、掩蔽剂和离子强度调节剂统称为总离子强度调节缓冲剂。

5．在电位分析法的测试中，为什么不能使用一般的伏特计，而要使用电位计采用对消法来测量电池电动势？

因为普通伏特计内阻较小，接入电路后，将会有较大的电流自电池流经伏特计，致使电极上有化学反应发生，从而使溶液中离子浓度发生变化，而这个浓度正是我们要测定的。

另外，这种方法测得的并非电动势，而是电池此时的端电压。

所以要正确测出电动势，应该在几乎没有电流通过的条件下进行。

一般用电位差计以补偿法测量，或用高阻抗电子管毫伏计（pH计）直接测量。

6．答：

为了在使用时能充分应用离子选择性电极各种性能，有利于定量测定，在待测试液中通常加入缓冲物质和掩蔽剂，又因为电极电位与被测物的活度成对应关系，在实际定量分析中所要得到的是浓度的数值，由于ai=r[i]，为使r固定以便减少换算和误差，还加入足量的电解质（不干扰测定）以维持待测离子强度的恒定。

此题中加入NaCl溶液以维持离子强度恒定，加入HAc-NaAc溶液作为缓冲物质，加入柠檬酸钠作掩蔽剂。

7.p=-1000,m=533.3,v=36.50mL,

第十一章电解与库仑分析法

1．分解电压：

使被电解物质在两个电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需的最小的外加电压。

析出电位：

物质在阴极上产生迅速的、连续不断的电极反应而被还原析出时所需的最正（小）的阴极电位；或在阳极上被氧化析出时所需的最负（小）的阳极电位。

区别：

分解电压是指整个电解池来说的，而析出电位是就某一个电极的角度考虑的。

联系：

对电化学可逆电极过程，分解电压与析出电位有如下关系：

分解电压Ud=φa-φc

11-8P1V1/T1=P2V2/T2已知25℃时的体积可换算为0℃时的体积

则VCd2+=40.87mL,VZn2+=28.67mL

mCd2+=MV/16800n=0.137g

mZn2+=MV/16800n=0.0558g

故Cd%=0.136/1.06=12.92%;Zn%=0.055/1.06=5.26%

11-9由m=MQ/nF得n=MQ/mF,M=229

得n=229×65.7/9.14×10-3×96487=17

第十二章极谱及伏安分析法

13．58.9-12.4=KCx

81.5-58.9=K（1.7×10-3×5.0/50）

解得Cx=3.50×10-4mol/L

此浓度为稀释后的浓度，稀释前浓度为

3.50×10-4×5=1.75×10-3mol/L

则质量浓度为：

207.2×1.75×10-3=363×10-3g/L=363mg/L

15.伊尔科维奇方程式

代入数据得n=3.93≈4

O2+4e-+2H2O=4OH-

故此条件下氧还原成OH-

16

φDME

i

id-i/i

lg（id-i/i）

-2.400

1.00

13.25

1.122216

-2.420

2.28

5.25

0.720159

-2.440

3.50

3.071429

0.48734

-2.460

6.00

1.375

0.138303

-2.480

9.00

0.583333

-0.23408

-2.500

11.17

0.275739

-0.5595

Φ（DME）=0.06005lg（id-i/i）-2.46676

φ1/2=-2.46676v

0.06005=0.0592/n

n=1.01≈1

10滴汞滴落时间为34.9s，则滴汞周期为3.49s

=3×10-3

D=9×10-6

17．根据极谱波方程式φDME=φ1/2–0.0592/nlgi/（id-I）

由上述数据得φ1/2=-0.417v

n=2

所得直线斜率为0.059/2，故是可逆波

第十四章色谱分析法导论

14-10

（1）αB,A=t’B/t’A=（25.0-2.0）/（15.0-2.0）=23.0/13.0=1.77

（2）αA,B=13.0/23.0=0.57

（3）k’A=t’A/tM=13.0/2.0=6.5

（4）2.0/15.0=0.133=13.3%

（5）25.0-2.0=23.0min

14-14

（1）容量因子k’=t’/tM=（5.0-1.0）/1.0=4.0

（2）死体积VM=tM×Fc=1.0×50=50mL

（3）保留体积VR=tR×Fc=5.0×50=250mL

（4）分配系数K=k’×β=k’×Vm/Vs=4.0×（1×50）/2.0=100

14-15

α=t’2/t’1=（110-10）/（100-10）=1.11

k’1=t’1/tM=（100-10）/10=9

k’2=t’2/tM=（110-10）/10=10

k’平均=（9+10）/2=9.5

Rs=1.34

14-20

R1/R2=（L1/L2）1/2

1.0/1.5=（1/L2）1/2

L2=2.25m

α无变化，只与柱温、组分性质、固定相流动相性质有关，与其他实验条件如柱径、柱长、填充情况、流动相流速等无关。

14-23

f’a=1.05;f’b=0.98;f’c=1.08

14-25

二氯乙烷：

（1×1.50）/（1×1.5+1.65×1.01+1.75×2.82）×100%=18.5%

二溴乙烷：

20.5%

四乙基铅:

：

61.0%

第十五章气相色谱法

15-8

（1）载气线速度=L/tMu1=200/18.2=11cm•s-1

u2=200/8.0=25cm•s-1

u3=200/5.0=40cm•s-1

（2）

n1=1313,H1=1.52mm

n2=1287,H2=1.55mm

n3=1077,H3=1.86mm

（3）A=0.0605

B=0.68

C=0.0027

（4）

u=15.87

（5）柱效90%时，板高为H/90%，此时：

H/90%=A+B/u+Cu

u=8.72-28.87

（6）

u=38.44-6.56