材料研究方法 - 图文(2)

2020-02-22 12:45

d:晶面间距 Θ:半衍射角

D

B

F

n:衍射级数

由光的干涉原理可知:当两束相干光源光程差为波长的整数倍,即为2n·时,干涉加强;光程差为半波长的奇数倍,即为(2n+1)

?2?2时,干涉减弱。晶体相邻晶面原子对同一束光的衍射光为干涉光,由图可知,同一束光经相邻晶面原子衍射后,光程差δ=BD+BF,且BD=BF=dsinθ,所以δ=2dsinθ。因此只有当δ=2n·,即2dsinθ=nλ时,X射线经晶体衍射后才能被晶体反射,此即布拉格方程。 对于一定面间距d的晶面,由于sinθ≤1,因此,只有当λ≤2d时才能产生衍射,但是,λ/(2d)≤1时,由于θ太小而不易观察或探测到衍射信号,所以,实际衍射分析用的X射线波长与晶体的晶格常数较为接近。

?2? 热分析

1、分析氢氧化钡八水合物Ba(OH)2·H2O的热过程

1. 1)DTA曲线125℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应;

TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约40% ,

315×0.4=126,126÷18=7 (有7个水分子)

??? Ba(OH)2·H2O+7H2O↑ 2)反应式: Ba(OH)2·8H2O ?吸热2. 1)DTA曲线160℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应;

TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约5.7%, 315×0.057=18,18÷18=1,说明失去一个水分子

??? Ba(OH)2+H2O↑ 2)反应 Ba(OH)2·H2O ?吸热3. DTA曲线400℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应,为

Ba(OH)2晶型转变所致;

4. 1)DTA曲线610℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应。TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约5.7%, 315×0.057=18,18÷18=1,说明失去一个水分子 2)反应 Ba(OH)2→BaO+H2O

2、分析硫酸亚铁水合物FeSO4·7H2O的热过程

1. 1)DTA曲线75℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应。 TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约20% 278×0.2=54 54÷18=3 失去了3个水分子,

???FeSO4·4H2O+3H2O↑ 2)反应FeSO4·7H2O?吸热2. 1)DTA曲线125℃左右有明显的吸热峰,说明样品产生吸热效应

TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约20% 278×0.2=54 54÷18=3 失去了3个水分子,

???FeSO4·H2O+3H2O↑ 2)反应FeSO4·4H2O?吸热3 1)DTA曲线300℃左右有放热峰,说明样品产生放热效应,说明此过程FeSO4·4H2O为氧化过程

2) DTA曲线740℃左右有吸热峰,说明样品产生吸热反应。 TG曲线表明样品发生吸热反应时,失重率约30%,

278×0.32=89,1个FeSO4·4H2O分子失去氧化分解生成一个Fe2O3

分子,质量损失90。

氧化反应和热分解反应方程式:

? 2Fe2O3 + 4SO3↑+ 4H2O↑ 4FeSO4·H2O + O2 ??

? 紫外

5-10现用相同的比色皿分别在475和670nm处,测定了三种溶液的吸光度:(1)含有化合物a;(2)含有化合物b;(3)a与b的混合溶液 其中有关数据如下,试计算混合物中a和b物质含量各为多少?

化合物 a b a和b 浓度 0.01 0.01 - a(475nm) 0.9 0.15 1.65 b(670nm) 0.70 0.65 1.65 解:由式A= ε·b ·c,可得ε=A / b·c,故在475nm处,a、b两物质的

摩尔吸收系数分别为:

εa =Aa / b·ca = 0.9/0.001=900 εb=Ab / b·cb =0.15/0.01=15 混合物在475nm处的吸光度之和为: Aa+b = εa·b ·ca + εb·b ·cb

则有 1.65 = 900ca + 15cb

(1)

同理,在670nm两物质的摩尔吸收系数分别为: εa =Aa / b·ca = 0.20/0.001=200 εb =Ab / b·cb = 0.65/0.01 = 65 混合物在670nm处吸光度之和为: 1.65 = 200ca + 65cb

解(1)式和(2)式组成二元一次方程组,得: ca = 1.48 × 10-3 mol·L-1

(2)

cb= 2.08 × 10-2 mol·L-1

5-11 取2.00ml含2mol/L NH3的Cu2+溶液放入1.00cm的吸收池中。测得在某一确定波长的吸光度为0.600。然后取0.0100 mol/LCuSO4溶液1.00mL添加到第一个吸收池中,再测得的吸光度为0.800。试指出第一个溶液中Cu2+的浓度为多少?

解:设第一个溶液浓度为c,根据A???b?c,则有

2?c?1.00?0.0100 30.603c第一溶液/第二溶液 = = 0.802c?0.0100对第二个溶液有:0.80?a?则 C=0.005mol?L-1


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