分析化学03原子发射光谱答案.docx
《分析化学03原子发射光谱答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析化学03原子发射光谱答案.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
分析化学03原子发射光谱答案
三、原子发射光谱答案
一、选择题（共66题）
1.2分（1003）
（2）2.2分（1004）（3）3.2分（1005）（4）
4.2分（1007）
（2）5.2分（1016）（4）6.2分（1017）（3）
7.2分（1018）（4）8.2分（1024）
（2）9.2分（1025）（3）
10.2分（1026）（3）11.2分（1085）（4）12.2分（1086）（4）
13.2分（1087）（4）14.1分（1089）
（1）15.2分（1090）
（2）
16.2分（1117）（4）17.2分（1174）
（1）18.2分（1199）
（1）
19.2分（1200）（3）20.2分（1218）（4）21.2分（1220）
（1）
22.2分（1236）（3）23.2分（1237）（3）24.2分（1238）（4）
25.1分（1239）
（2）26.1分（1240）
（1）27.2分（1241）（3）
28.2分（1365）
（1）29.2分（1368）（3）30.2分（1377）（3）
31.2分（1552）
（1）32.2分（1553）（4）33.2分（1554）（4）
34.2分（1555）（4）35.2分（1556）
（2）36.1分（1557）
（1）
37.1分（1558）
（1）38.1分（1559）
（1）39.1分（1560）（3）
40.2分（1561）
（1）41.1分（1562）
（1）42.2分（1563）
（1）
43.1分（1564）（3）44.2分（1565）
（1）45.2分（1566）（4）
46.2分（1567）（4）47.2分（1568）（4）48.2分（1569）
（1）
49.2分（1570）（4）50.2分（1571）
（1）51.2分（1572）（3）
52.2分（1727）
（1）53.2分（1728）（4）54.2分（1729）
（2）
55.2分（1730）（3）56.1分（1731）（3）57.2分（1732）（3）
58.2分（1735）（3）59.2分（1736）（3）60.2分（1737）
（2）
61.2分（1738）
（1）62.2分（1739）
（2）63.2分（1751）（4）
64.2分（4514）
（1）65.2分（4515）（3）66.2分（4531）
（2）
二、填空题（共46题）
1.2分（2014）分辨率,色散率
2.2分（2017）窄,分辨率,宽，照度。
3.2分（2019）共振（吸收）线。
4.2分（2023）蒸发、激发。
5.2分（2048）一
6.2分（2053）120,000
7.2分（2059）
各元素的激发电位统计权重；被测元素的浓度和弧焰温度。
8.2分（2070）高；小。
9.2分（2080）错误的
10.2分（2082）不会改善
11.2分（2103）反衬度，灵敏度
12.2分（2104）乳剂特性曲线的线性
13.2分（2430）自吸
14.2分（2431）
碳（或石墨）粉
碱金属、碱土金属的卤化物或碳酸盐
15.2分（2432）
分析线或分析线对有背景干扰扣除背景
16.2分（2433）下部（或低含量部分）上
17.5分（2434）
（1）lgR＝lg（I分／I内）＝blgc＋lgA
（2）S＝gblgc＋glgA
（3）lgV＝blgc＋lgA
18.5分（2435）
自吸
I与c无关
<1
=1
无自吸
19.5分（2436）
浓度高,分析线有自吸现象
谱线黑度落入曝光过度区域
20.5分（2437）
直流电弧高易于蒸发较小稳定性
21.5分（2438）
（1）高频电感耦合等离子体
（2）直流电弧（3）电火花
22.5分（2439）
分子激发产生的带光谱
炽热固体及离子电子复合时产生的连续光谱
其它元素的原子或离子光谱对分析线的覆盖
杂散光
23.2分（2440）
电弧中待测原子密度在一定范围内过大.
24.2分（2441）
（1）铁谱比较法
（2）标准试样光谱比较法
25.2分（2442）增加
26.2分（2443）
含量准确
与试样的基体组成、结构和形态相似
各组分要均匀
27.5分（2444）
稳定电弧温度,克服其它存在的元素对分析线强度的影响
稀释试样,减少试样与标样在组成及性质上的差别
防止燃弧时试样从电极空穴中溅散损失
28.2分（2445）
为了避免在摄取试样光谱与铁光谱时,由于移动感光板位置所产生的机械误差而
导致译谱时错误判断
29.2分（2469）
色散率、分辨率和集光本领
30.2分（2470）
选择滤光片和分级器
31.2分（2600）
谱线波长标尺来判断待测元素的分析线
32.2分（2601）
将光信号转变为电信号
信号放大
光电直读光谱仪
33.2分（2602）
各种元素的原子核外层电子基态与激发态之间的能级差（DE）大小不同，受激跃迁时，
不同的原子都有其特征的光谱线及线组；2～3根。
34.5分（2603）
蒸发及原子离子化；气态原子、离子激发
试样的热稳定性；
预燃时间。
35.5分（2604）
高频发生器、等离子炬管、雾化器；
稳定性好、基体效应小、线性范围宽、检出限低、应用范围广、自吸效应小、准确度高。
36.2分（2605）
高速、热运动的粒子；碰撞。
37.2分（2606）
230nm。
38.2分（2607）
Li的670.785nm的原子线；
Be的313.042的一级离子线。
39.2分（2608）低；低；稳定。
40.2分（2609）分析速度快；准确度较差。
41.2分（4024）
元素光谱图中的铁光谱线为波长标尺，可为查找谱线时作对照用。
42.2分（4042）
弧焰温度和元素的电离电位。
43.2分（4513）
石英棱镜;感光板（答案根据各学校仪器回答）
44.2分（4516）
将曝过光的AgX还原成Ag;使未感光的AgX与Na2S2O3作用生成可溶性盐而溶于水.
45.2分（4532）
光阑,避免板移造成机械误差,而使波长产生位差，译谱时发生困难。
46.2分（4533）
第一激发态,基态.
三、计算题（共25题）
1.10分（3085）
1.角色散率公式:
d/d=n/dcos
cos≈1,n=1
倒线色散率公式：
d/dl=d/f
d=1/1200（mm）;f≈103（mm）
所以d/dl=1/（1200×103）mm/mm=106/（1200×103）nm/mm
=0.8nm/mm
2.理论分辨率:
R=nN=1×1200×50=60×104
3.闪耀角:
sin=b/2d=1/2×（300.0×1200×10-6）=0.18
=10.37°
2.5分（3086）
光栅基本公式±nl=b（sin±sin）
令a=10°，sina=0.17365
b=1/600（mm）=106/600（nm）=1667nm
先按n=+1,=b（sin+sin）计算：
400=1667（0.17365+sin1）1=3°48¢
这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的同侧。
再按n=-1,=（sin-sin）计算：
-400=1667（0.17365-sin¢1’）¢1=24°26¢
这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的两侧。
3.10分（3088）
由于DS=rlgR且r=1.00
则R分别为1.702.633.234.26
作R—ω（%）工作曲线,如下图
得SiO2中含ω（Fe）=0.002%
4.5分（3091）
光栅公式nl=b（sin+sin）
sin=nl/b
=21.10°
5.5分（3092）
（1）R=nN=1×50×1200=6×104
（2）Dl=l/R=600/（6×104）=0.01nm
6.5分（3099）
R=nN=2×50×2400=2.4×105
Dl=l/R=240.00/（2.4×105）=0.001nm
7.5分（3101）
倒线色散率为1.75nm/mm。
通带宽度为0.263nm。
8.5分（3119）
由两谱线强度比公式得
9.10分（3141）
（1）所需的棱镜分辨率为
（2）在此波长下的分辨率为
10.10分（3142）
11Na1s2,2s2,2p6,3s1
EJ=hc/l=（6.626×10-34×3×1010）/（5892×10-8）=3.372×10-19J
3ｓ能级有2个量子状态即S=1/2,L=0,J=1/2
所以g0=2J+1=2
3p能级有6个量子状态,即S=,L=1,J=,
所以gJ=∑gi’=4+2=6
代入Boltzmann方程式
NJgJ6
──=───exp[-EJ/（kT）]=──exp[-3.372×10-12/（1.38×10-16×2500）]
N0g02
NJ/N0»1.7×10-4
11.5分（3146）
（1）设光栅的分辨率为
R=nN=1×（5×10×1200）=60,000
（2）需如下刻线的光栅
l（742.2+742.4）/2
R’=───=─────────=3711
Dl742.4-742.2
N=R’/n=3711/1=3711条
12.5分（3147）
（1）根据nl=2bsinr
lr=2bsinr/n
2（1/1200）sin20°
lr1=──────────=5.7×10-4mm=570.0nm
1
（2）同理
2（1/1200）sin20°
lr2=──────────=285.0nm
2
如学生问，可以提示sin20°的值。
13.5分（3148）
根据光栅公式n=b（sin+sin）
当a=30°时sin=1/2
最多能看到衍射级次n的最大值对应于反射角=90°即sin=1
b为光栅上二刻痕线间距离,故
b=1/500mm=1/5000cm
b（sin+sin）0.5+1
所以n=───────=──────────=5.09»5
5000×5896×10-8
答：
最多能看到第5级条纹。
14.10分（3312）
E＝hc／l＝6.63×10-24×10-10×3×1010／（589.0×10-7）＝3.38×10-19J,而
Ni／N0＝（gi／g0）exp[－Ei／kT]＝（3／1）exp[－3.38×10-19／（1.38×10-20×10-3×3000）]＝8.54×10-4
15.10分（3317）
（1）由玻耳兹曼公式,Ni／N0＝（gi／g0）exp（－Ei/kT）
＝（6／2）exp[－3.37×10-19／1.38×10-23×2500]＝1.72×10-4
（2）由此可知,在通常的火焰温度下,Ni/N0值很小,基态原子数N0可近似为原子总数.即激发光源中激发态原子数Ni占原子总数的比例很小,且与温度呈指数关系,原子发射线的强度与Ni有关,故原子发射法受温度影响较严重。
而原子吸收线的强度与N0有关,温度的变化对数量大得多的N0影响很小,故原子吸收法受温度的影响小。
因此,原子吸收光谱法的准确度高于原子发射光谱法。
16.10分（3360）
E＝hc／l＝6.626×10-34×3×1010／（422.7×10-7）＝4.698×10-19J＝2.93eV
Ni／N0＝（gi／g0）exp（－E／kT）＝3exp[－4.698×10-19／（1.3804×10-23×6000）]
＝1.033×10-2
17.10分（3361）
激发电位E＝hc／l＝6.626×10-34×3×1010／（588.9×10-7）＝3.372×10-19J
Ni／N0＝（gi／g0）exp（－E／kT）
＝（4／2）×exp（－3.372×10-19／（1.386×10-23×3000））＝5.86×10-4
使比值增加50％则Ni／N0＝8,715×10-4
exp（－E／kT）＝8.715×10-4／（4／2）＝4.358×10-4则E／kT＝7.744
所以T＝3.372×10-19／（1.386×10-23×7.744）＝3156K
18.10分（3362）
依玻耳兹曼方程Ni／N0＝（gi／g0）exp（－Ei／kT）＝（gi／g0）exp（－hc／lkT）
（Ni／N0）D2＝（4／2）exp[－6.626×10-34×3×108／（5889.95×10-10×1.386
×10-23×6000）]＝0.034
（Ni／N0）d1＝（2／2）exp[－6.626×10-34×3×108／（5895.92×10-10×1.386
×10-23×6000）]＝0.017
谱线强度I∝（Agi/lg0）exp（－Ei／kT）
A为跃迁概率,可认为两谱线的A相等
则ID2:
ID1＝（0.034／5889.95）:
（0.017／5895.92）
ID2／ID1»2
19.5分（3363）
条件是两谱线均为原子线或均为离子线
I1／I2＝g1A1l2／（g2A2l1）exp[－（E1－E2）／kT]
取对数经整理得
T＝5040（E1－E2）／{lg[（Ag）1／（Ag）2]－lg（l1／l2）－lg（I1／I2）}
20.5分（3364）
T/K＝5040（8.11－4.03）／[lg380－lg（3072.06／3075.90）－lg（64.75165.96）]
＝20563／（2.580＋0.408）＝6882
21.5分（3365）
E＝hc／l
＝1／l
（Cu）＝1／（3273.96×10-8cm）＝3.054×104cm-1
（Na）＝1／（5895.92×10-8cm）＝1.696×104cm-1
所以E（Cu）＝3.054×104×1.986×10-16／（1.602×10-12）＝3.79eV
E（Na）＝1.696×104×1.986×10-16／（1.602×10-12）＝2.10eV
22.10分（3366）
外推法定量分析的依据是R＝I0／Is＝Aρn,因含量极少,可认为n＝1,
则R＝Aρ而S＝rlgR或R＝10S／r,
得RA＝100.4771／1.24＝2.425
RB＝100.6232／1.24＝3.181
RC＝100.8235／1.24＝4.692
制作工作曲线（R-ρ曲线）,并查得试液中铅的含量为6.3mg/L
23.5分（3367）
K＝DSA／DSB＝0.87／0.79＝1.10
则DSx，A＝DSx，BK＝0.48×1.10＝0.53
24.5分（3500）
根据光栅公式n=b（sini+sinr）
（1）当i=90°时：
反射角r=0°则n=bsin90°
b=（1/500）mm=（1/5000）cm
n=sin90°/（5000×590×10-7）=1/（5000×590×10-7）=3.39≈3
最多能看到三级
（2）同上计算i=45°时，sini=0.71而反射最大r=90°
sinr=1b=（1/5000）cm
n=（0.71+1）/（5000×590×10-7）=5.80≈6
最多能看到六级
25.5分（3501）
对一级光谱而言R=nN，总刻线数N=50000，
则光栅的宽度I=50000/1140=43.86≈44mm
当分辨率为50000的光栅摄谱仪用于一级光谱不能分开501.122nm和501.130nm的谱线，因为R=/
R=（501.122+501.130）/{2×（501.130-501.122）}=501.126/（8×10-3）=62640.8>50000
要分开此二波长的谱线，必须使R>62641，
所以对N＝50000的摄谱仪应采用二级光谱可使R=2×50000=100000>62641
四、问答题（共36题）
1.5分（3143）
根据选择定则
n=0,1,2,3,…S=0
L=±1,J=0,±1
可知3D3,2,1分别为：
3P3,2,1分别为：
故有3D3---3P2,3D2---3P1,3D1--3P1,3D1---3P1,3D1---3P0,3D1---3P2等6条曲线。
2.5分（4002）
相同点：
都是原子光谱，涉及到价电子跃迁过程。
不同点∶1能量传递的方式不同。
2发射光谱法是通过测试元素发射的特征谱线及谱线强度来定性定量
的，而原子吸收光谱法是通过测试元素对特征单色辐射的吸收值来定量的。
特点：
发射光谱法可进行定性和定量分析及多元素同时分析；原子吸收法只可进行定量分析，但准确度更高。
3.5分（4003）
因为谱线强度I不仅与元素的浓度有关，还受到许多因素的影响，采用内标法
可消除操作条件变动等大部分因素带来的影响，提高准确度。
可作内标法分析线对的要求是：
1.两谱线的激发电位相同或接近。
2.波长尽可能接近，无自吸。
3.两谱线的强度不应相差太大。
4.两谱线应不受其它谱线干扰。
4.5分（4009）
1.在同一系列的标准试样和分析试样中应含有相同量的内标元素。
内标元素（应不含分析元素）如果是外加的，则在分析试样中该元素原有的含量必须极微或不存在。
2.分析元素和内标元素的挥发率必须相近，以避免分馏现象，否则发光蒸气云中原子浓度之比随激发过程而变。
3.分析线与内标线的激发电位和电离电位应尽量相近，这样，谱线的强度比可不受激发条件改变的影响。
4.分析线与内标线的波长应比较接近，强度也不应相差太大，这样可减少照相测量上引起的误差。
5.分析线与内标线应没有自吸现象，并且不受其它元素的干扰。
5.5分（4018）
感光板的反衬度r和惰延量Hi都与波长有关，在分析线对的波长相距很近时,它们的反衬度和惰延量才相等，因而内标法定量公式DS=rblgc+rlgA才成立。
6.5分（4019）
摄谱仪常从线色散率、分辨率及集光本领三个方面说明其光学特性，要分析
Fe310.0666nm，310.0304nm，309.9971nm三条谱线,摄谱仪的最小分辨率为
R=l/Dl=3100/0.33=9400
7.10分（4021）
（1）如图。
S-lgH为乳剂特性曲线。
曲线分曝光不足、过度和正常三部分。
光谱定量
分析一般应在正常曝光部分工作。
S-lgH曲线对于选择感光板、曝光时间、显影条件
及试样浓度等有重要参考价值。
（2）如图。
由于lgI=blgc+lgA得lgI-lgc光谱定量分析工作曲线。
在一定浓度范围
内分析校准曲线为一直线，b为斜率，在高浓度下，曲线弯曲；A随工作条件变化。
为了消除这些影响，采用内标校准曲线法。
（3）如图。
DS-lgc为内标工作曲线。
它是最基本的光谱定量分析方法，标准试样不少于
三个，该方法的优点是准确度较高。
8.5分（4023）
发射光谱分析中常用的光源有：
直流电弧、交流电弧和电火花三种。
直流电弧：
电极温度高，分析的绝对灵敏度高，背景小，电弧温度一般可达4000～7000K,可激发70种以上的元素。
但弧光游移不定，重现性差，适用于做定性分析及低含量杂质的定量分析。
交流电弧：
电极温度低于直流电弧，电弧温度稍高于直流电弧，激发能力稍强于直流电弧，灵敏度则稍低，但稳定性比直流电弧高，操作简便安全，适用于光谱定性定量分析。
电火花：
电极温度低，灵敏度低，火花温度高，可以激发难激发元素，放电稳定性好，适用于金属及合金的定量分析及难激发元素的分析。
9.5分（4026）
（1）了解感光板的性质；
（2）选择合适的曝光时间；
（3）选择适合的浓度范围；
（4）由S值推算lgI。
10.5分（4035）
具有四大优点：
1.精密度高；2.检测限低；3.基体效应小；4.线性范围宽。
11.5分（4037）31S0-31P0
12.5分（4045）
当某一元素的谱线射出弧层时，由于弧层外部的同类冷原子对此辐射产生吸收，使得光强与原子的浓度不呈正比关系，这种现象称为自吸。
13.5分（4131）
温度高可达10000K，灵敏度高可达10-9；
稳定性好，准确度高，重现性好；
线性范围宽可达4~5个数量级；
可对一个试样同时进行多元素的含量测定；
自吸效应小；
基体效应小。
14.5分（4132）
lgR=lg（I分/I内）=blgc+lgA
I分-分析线强度b-自吸常数A-常数c-
升级会员 