1. 简述仪器分析法的特点。 答:1.仪器分析法灵敏度高。
2.仪器分析法多数选择性较好。
3.仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。 4.易于使分析工作自动化。 5.相对误差较大。
6.设备复杂、价格昂贵,对仪器工作环境要求较高。
光分析导论
一、 选择题
1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 ( )
(1)原子光谱 (2)分子光谱 (3)可见分子光谱 (4)红外光谱 2.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104~ 1.24×106eV (2) 1.43×102~ 71 eV (3) 6.2 ~ 3.1 eV (4) 3.1 ~ 1.65 eV
3.已知:h=6.63×10-34 J?s则波长为0.01nm的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 4..频率可用下列哪种方式表示(c------光速,λ---波长,б---波数( ) (1)б/c (2cб (3)1/λ (4)c/б 5.光量子的能量正比于辐射的( )
(1)频率 (2)波长 (3波数 (4)传播速度
6. 下列四个电磁波谱区中,请指出能量最小(),频率最小(),波数最大者(),波长最短者()
(1)X射线 (2)红外区 (3)无线电波 (4)紫外和可见光区
二、填空题 ( 共 7题 12分 )
1.库仑滴定分析法, 实际上是一种___________________________电解分析法. 2. 任何一种分析仪器都可视作由以下四部分组成:________________________、 ____________________、_____________________和________________________.
1
3. 仪器分析主要分为三大类, 它们是??????????????????、 ???????和?????????????.
4.用pH计测定某溶液pH时, 其信号源是__________________________________; 传感器是_______________________________.
5.电化学分析法是建立在?????????????基础上的一类分析方法. 6.光学分析法是建立在????????????????基础上的一类分析方法. 三、解释术语
1. 电磁波谱四、计算题
1.计算下列辐射的频率( (1)0.25cm2.计算下列辐射的波长(以(1) 频率为(2) 频率为3.计算习题1中各辐射以下列单位表示的能量。 答案: 一、选择题
1. (3) 2. (4)
二、填空题 1.控制电流
2.信号发生器、信号转换器3. 电化学分析法、色谱分析法、光学分析法4.被测溶液
2.发射光谱 3.吸收光谱 Hz)和波数(cm-1) (2) 324.7nm铜的发射线。cm和à为单位)4.47×1014Hz的可见光波 1.21×108Hz的无线电波
3. (3) 4.(2) 5.(1)(3(传感器)、读出装置、放大记录系统pH玻璃电极 5.溶液电化学性质4.荧光光谱(1)erg 6. (3)
2)Ev 3),(1 )。 2
的微波束; ( ) ,(),(1 6.物质与电磁辐射互相作用 三、解释术语
1. 电磁波谱:电磁辐射是一种高速通过空间传播的光量子流,它既有离子性质又有波动性质。电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。
2. 发射光谱:物质的原子、离子或分子得到能量,使其由低能态或基态激发到高能态,当其跃迁回到较低能态或基态而产生光谱称为发射光谱。
3. 吸收光谱:当辐射通过气态、液态或固态(透明)物质时,物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态激发到较高的能态。这种因对射的选择性吸收而得到的光谱称为吸收光谱。
4. 荧光光谱:激发态原子或分子通过无辐射跃迁回到较低的激发态,然后再以辐射跃迁的形式回到基态或直接以辐射跃迁回到基态,通过这种形式获得的光谱称为荧光光谱。 四、计算题
1.计算下列辐射的频率(Hz)和波数(cm-1)
(1)0.25cm的微波束; (2) 324.7nm铜的发射线。 解:(1)ν= c/λ=3×1010/0.25=1.2×1011(Hz) б=1/λ=1/0.25=4.0(cm-1) (2)324.7nm=3.247×10-5cm
ν=c/λ=3×1010/3.247×10-5=9.24×1014(Hz) б=1/λ=1/3.247×10-5=3.1×104(cm-1) 1. 计算下列辐射的波长(以cm和à为单位) (3) 频率为4.47×1014Hz的可见光波 (4) 频率为1.21×108Hz的无线电波
解:(1)λ=c/ ν=3×1010/4.47×1014=6.711×10-5(cm)=6711.0(à)(2) λ=c/ ν=3×1010/1.21×108=2.48×102(cm)=2.48×1010(à)
3
2. 计算习题1中各辐射以下列单位表示的能量。(1)erg (2)Ev 解:[ 1 ] ∵E=hv=h ?c/λ 其中h=6.63×1027erg?s,c=3×1010cm?s-1 (1) λ=0.25cm的微波束
E=hv=h ?c/λ=6.63×1027×3×1010/0.25=7.96×10-16(erg) (2) 由于1eV=1.60×10-12erg
∴E=7.96×10-16/1.60×10-12=4.98×10-4(eV) [ 2 ] λ=324.7nm 的Cu发射线
E=hv=h ?c/λ=6.63×1027×3×1010/3247×10-8=6.13×10-12(erg) ∴E=6.13×10-12/1.60×10-12=3.83(eV)
原子发射光谱法
一、选择题
1.发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线 ( ) (1) 波长不一定接近,但激发电位要相近 (2) 波长要接近,激发电位可以不接近
(3) 波长和激发电位都应接近 (4) 波长和激发电位都不一定接近2.下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是 ( (1)直流电弧 (2)交流电弧 (3)电火花 (4)高频电感耦合等离子体3.NaD双线[?(D1)=5895.92?, 由3P1/2跃迁至3S1/2; ?(D2)=5889.95?, 由3P3/23S1/2]的相对强度比I(D1)/I(D2)应为 ( )
(1) 1/2 (2) 1 (3) 3/2 (4) 2 4.发射光谱摄谱仪的检测器是 ( (1) 暗箱 (2) 感光板 (3) 硒光电池 (4) 光电倍增管5.以光栅作单色器的色散元件,若工艺精度好,光栅上单位距离的刻痕线数越多,则: (
) ) )
4
跃迁至 (1) 光栅色散率变大,分辨率增高 (2) 光栅色散率变大,分辨率降低 (3) 光栅色散率变小,分辨率降低 (4) 光栅色散率变小,分辨率增高 6.光栅公式 [n?= b(Sin?+ Sin?)]中的 b值与下列哪种因素有关?( ) (1) 闪耀角 (2) 衍射角 (3) 谱级 (4) 刻痕数 (mm-1) 7.原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的? ( ) (1) 辐射能使气态原子外层电子激发 (2) 辐射能使气态原子内层电子激发
(3) 电热能使气态原子内层电子激发发
8.摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的数,
?S——分析线对黑度差(1) I -N基 (2) 9.以直流电弧为光源, 2833.07?, 应选用的分析线为 (1)MgⅠ2852.129?, 激发电位为 (3)MgⅠ3832.306?, 激发电位为10.对同一台光栅光谱仪,其一级光谱的色散率比二级光谱的色散率(1) 大一倍 11.在原子发射光谱摄谱法定性分析时采用哈特曼光阑是为了 (1) 控制谱带高度 (3) 防止板移时谱线产生位移12.以光栅作单色器的色散元件,光栅面上单位距离内的刻痕线越少,则(1) 光谱色散率变大,分辨率增高(3) 光谱色散率变小,分辨率增高
, c——浓度S -lgc (2) 相同 (4) 电热能使气态原子外层电子激(I——光强, I——分析线强度, S——黑度 (3) I - lgc 10-5以下的 4.3eV (2)MgⅡ2802.695?, 5.9eV (4)MgⅡ2798.06?, (3) 小一倍 (2) 同时摄下三条铁光谱作波长参比 (4) 控制谱线宽度
(2) 光谱色散率变大,分辨率降低 (4) 光谱色散率变小,分辨率亦降低, N基——基态原子)? ( ) (4) S- lgN基 Mg时, 内标线为 ( ) 12.1eV 8.86eV ( ) (4) 小两倍 ( ) ( )
5
? 光谱半定量分析含铅质量分数为 激发电位为激发电位为
13.在下面四个电磁辐射区域中, 波数最小的是 ( ) (1)X射线区 (2)红外区 (3)无线电波区 (4)可见光区 二、填空题 ( 共 7题 27分 )
1.电感耦合等离子体光源主要由___________________、____________________、 __________________等三部分组成, 此光源具____________________________ _________________________________________________________等优点。 2.发射光谱定性分析, 常以_________________光源激发, 因为该光源使电极温度 _______ 从而使试样__________, 光谱背景__________, 但其_____________差。 3.光谱缓冲剂的作用有___________________________________________, _________ _______________________________, ____________________________________。 4.在原子发射光谱仪的激发光源中, 主要发生试样的______________________________ _______________________过程 。试样的蒸发速度主要取决于_________________,
达到稳定蒸发所需的时间称为_______________________________ 。
5.在发射光谱中, 内标法、摄谱法和光电直读法定量分析的基本公式分别是________ ___________, _________________________, ___________________________。 三、计算题
1.两根相差 0.28nm 的谱线,在一光谱仪的出射狭缝焦面上分开的距离为 0.16mm,问 该仪器单色器的倒线色散率为多少?如果出射狭缝宽为 0.15mm,问单色器通带宽度为多 少?
2.用一每毫米有 500 条刻痕线的衍射光栅观察钠光谱线 (?=589.6nm), 问光线以 30°角入射时, 最多能看到第几级条纹 ?
3.用钛元素的两条谱线 TiⅡ322.4 nm 和 TiⅡ 322.3 nm 的强度比来计算光源的T,相应的
6
光谱数据和测量结果如下:
?/nm E/eV g I TiⅡ322.4 5.43 20.1 30 TiⅡ322.3 3.86 3.1 90
4.有一每毫米 1200 条刻线的光栅,其宽度为 5cm, 在一级光谱中, 该光栅的分辨 率为多少? 要将一级光谱中742.2 nm 和742.4 nm两条光谱线分开, 则需多少刻线的光栅 ?
四、问答题 ( 共 4题 20分 )
1.何为内标?在原子发射光谱分析中如何使用? 2.用光谱项符号写出 Mg 的共振线。
3.请简要写出高频电感耦合等离子炬 (ICP) 光源的优点。4.试述光谱定量分析的基本原理及何谓内标法。 答案: 一、选择题
1. (3) 2. (4) 3. (1) 4. (2) 5. (1) 6. (4) 7. (4) 12. (4) 13.(3)
二、填空题 ( 共 7题 27分 )
1.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。 2.直流电弧 高 易于蒸发 较小 稳定性
3.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
4.蒸发及原子离子化;气态原子、离子激发 试样的热稳定性;5.(1)lgR=lg(I分/I内)=blgc+lgA (2)?S=?blgc+
8. (2) 9. (1) 10. (3) 11. (3) 预燃时间。 lgA (3)lgV=blgc+lgA
7
?三、计算题 ( 共 4题 20分 )
d?1.[答]
d?dldl?0.280.16?1.75nm/nm
倒线色散率为 1.75 nm/mm。通带宽度为 0.263 nm。 ?0.15?1.75?0.15?0.263nm2.[答]根据光栅公式 n? = b(sin? + sin?) 当 ? = 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b 为光栅上二刻痕线间距离,故 b = 1/500 mm = 1/5000 cm
b(sin?+sin?) 0.5 + 1
所以 n = ─────── = ────────── = 5.09 ? 5000×5896×10-8答:最多能看到第 5 级条纹。 3.[答] 由两谱线强度比公式得
T?5040(E1?E2)?5040(5.43?3.86) (lgg1?2glgI120.1?322.32??1I)(lg?lg3023.1?322.490)4.[答](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 ? (742.2+742.4)/2 R’= ─── = ───────── = 3711 ?? 742.4-742.2 N = R’/n = 3711/1 = 3711 条
? = 90°即? 5 6133.9K
sin? = 1 8
?四、问答题 ( 共 4题 20分 )
1.内标是指置于各试样及标样中的一定浓度的某元素。使用方法如下:
取定量的内标物分别置于被测试样及标准物之中,在选定波长下分别测定发射强度计算
出内标在各试样中及标样中的相对强度以及待测物成分的相对强度,用待测物与内标物
两相对强度之比求出各试样的浓度。2.31S0- 31P0
3.[答]温度高可达 稳定性好,准确度高,重现性好; 线性范围宽可达 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。4.[答]光谱定量分析是根据待测元素谱线的强度和待测元素的含量之间存在一种关系,
即罗马金公式照相法记录。 在被测元素的谱线中选一条分析线,在基体元素谱线中选一条与它相匀称的内标
线,根据这一对谱线强度的比值对被测元素的含量制作工作曲线,然后对未知试样进
行定量分析的方法称为内标法。一、 选择题
10000 K,灵敏度高可达 4~5 个数量级;
I = acb来进行定量分析的,谱线强度可以用光电直读法,也可以用原子吸收和原子荧光光谱法
-9;
9
10
1.下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光? ( ) (1) 铬原子吸收 359.35nm,发射 357.87nm (2) 铅原子吸收 283.31nm,发射 283.31nm (3) 铅原子吸收 283.31nm,发射 405.78nm (4) 铊原子吸收 377.55nm,发射 535.05nm
2.在原子吸收分析中, 已知由于火焰发射背景信号很高, 因而采取了下面一些措施, 指出
( )
(1)减小光谱通带(3)加入有机试剂3. 在原子( )
(1)空气-乙炔4.欲分析165(1)钨灯 5.某台原子吸收分光光度计,其线色散率为每纳米子,已知该离子的灵敏线为该
金属离子的测定,仪器的狭缝宽度达:(1) < 0.5mm 6.可以概述原子吸收光谱和原子荧光光谱在产生原理上的共同点是(1)辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用(2)辐射能与气态原子外层电子产生的辐射(3)辐射能与原子内层电子产生的跃迁(4)电、 热能使气态原子外层电子产生的跃迁
哪
种
措
(2)改变燃烧器高度 (4)使用高功率的光源收分析中, 下列 (2)空气-煤气 (3)360nm的波谱区的原子吸收光谱 (2)能斯特灯 403.3nm,附近还有一条 (2) < 0.2mm 施
是
不
适
当
哪种火焰组成的温度最高-乙炔 (4)氧气-氢气
, 应选用的光源为 ( (3)空心阴极灯 (4)氘灯 1.0 mm,用它测定某种金属离 403.5nm 的谱线,为了不干扰 ( (3) < 1mm (4) < 5mm (
的 ? ) ) ) 10
吸 笑气~
7.由原子无规则的热运动所产生的谱线变宽称为: ( ) (1) 自然变度 (2) 斯塔克变宽 (3) 劳伦茨变宽 (4) 多普勒变宽 8.原子吸收分光光度计中常用的检测器是 ( ) (1) 光电池 (2) 光电管 (3) 光电倍增管 (4) 感光板 9.在原子吸收分析中, 通常分析线是共振线, 因为一般共振线灵敏度高, 如Hg的共 振线185.0 nm比Hg的共振线253.7 nm的灵敏度大50倍, 但实际在测汞时总是使用253.7nm
作分析线, 其原因是 (1)汞蒸气有毒不能使用(2)汞蒸气浓度太大不必使用灵敏度高的共振线(3)Hg185.0 nm线被大气和火焰气体强烈吸收(4)汞空心阴极灯发射的10.在原子吸收分析中,如灯中有连续背景发射,宜采用(1) 减小狭缝 (2) 用纯度较高的单元素灯离
11在原子吸收分析法中(1) 空心阴极灯 12.在原子吸收分析中, 密度小的有机溶剂, 其目的是(1)使火焰容易燃烧 量
13.原子荧光法与原子吸收法受温度的影响比火焰发射小得多克服( )
(1)光源的影响 (2)检测器灵敏度低
185.0nm
185.0 nm线的强度太弱, 被测定元素的灵敏度、(2) 火焰 (2)提高雾化效率主
(3) 另选测定波长准确度在很大程度上取决于 (3) 原子化系统, 一般在溶液中混入表面张力小、 (3)增加溶液粘度要(3)发射光的影响 ( ( (4) 用化学方法分( (4) 分光系统 ( (4)增加溶液提升, 因此原子荧光分析要难(4)单色器的分辨率低 ) ) ) ) 11
当溶液的提升速度较低时
的困是
14. 已知: h=6.63×10-34 J?s则波长为 0.01nm 的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 15. 共振荧光的波长比( )
A.激发光的波长长 B、激发光的波长短
C、和激发光波长相等 D、以上三种情况都有可能 16. 荧光所用吸收池是四面透光,目的是( )
A.为了方便 B.防止位置放错 C.和荧光平行方向测荧光 D和荧光垂直方向测荧光
二、填空题
1. 在原子吸收光谱中, 谱线变宽的基本因素是 (1)_______________________________________ (2)_______________________________________ (3)_______________________________________ (4)_______________________________________ (5)_______________________________________
2.双光束原子吸收分光光度计由于两光束是由_______ 光源发出, 并且使用________
器, 因此可消除_____________的影响, 但不能消除 _________________________ 的影响。
3. 原子吸收分光光度计带有氘灯校正装置时, 由于空心阴极灯发射________辐射, 因此_________ 吸收和__________吸收均不能忽略; 而氘灯则是发射________光谱, 所以_________吸收可以忽略。
4影响谱线半宽度的诸因素中,对于温度在 1000~3000K, 外界气体压力约为 101325Pa 时,吸收线轮廓主要受 __________________ 和 _________________ 变
12
宽
的影响。其变宽的数量级为 _________ 。
5.电热原子化法的具体做法是 _____________________________________________ __________________________________________________________。该方法的特点是
______________________________________, ___________________________________, ______________________________________, ___________________________________。 三、计算题 ( 共 4题 20分 )
1 钠原子核外电子的3p和3s轨道的能级差为2.017eV,计算当轨道
时,所吸收的电磁辐射的波长(nm)。(已知1eV=1.60×10-19J, c=3.00×1010cm·s-1)。
2. 平行称取两份0.500g金矿试样, 经适当溶解后, 向其中的一份试样加入为5.00
?g/mL的金标准溶液, 然后向每份试样都加入5.00mL氢溴酸溶液异丁酮,
由于金与溴离子形成络合物而被萃取到有机相中。用原子吸收法分别测得吸光度为0.37和
0.22。求试样中金的含量(?g/g)。
3.用原子吸收光谱法测定试液中的Pb,准确移取50mL试液2份,波长
283.3nm处,测得一份试液的吸光度为0.325,在另一份试液中加入浓度为50.0mg/L铅标准溶液300?L ,测得吸光度为0.670。计算试液中铅的质量浓度
3s电子被激发到3ph=6.63×10-34J·s, 1mL浓度, 并加入5mL甲基用铅空心阴极灯在(g/L)
13
为多少?
4.在3000K时,Zn的41S0-41P1跃迁的共振线波长为213.9nm。试计算其激发态和基 态原子数之比。(已知普朗克常数h=6.63×10-34J·s,玻兹曼常数k=1.38×10-23J·K-1) 四、问答题
1.原子吸收分光光度法为什么是基于对共振线的吸收? 2.火焰原子化法测定某物质中的 Ca 时 (1) 选择什么火焰?
(2) 为了防止电离干扰采取什么办法?(3) 为了消除 PO43-的干扰采取什么办法?3.为何原子吸收分光光度计的石墨炉原子化器较火焰原子化器有更高的灵敏度4. 简述原子荧光光谱分析法原理及方法的主要特点。5. 试比较原子荧光分析(AFS)和原子吸收光谱分析(五、解释术语
1.荧光猝灭 2. 共振荧光 3. 答案: 一、选择题
1. (1) 2. (3) 3. (3) 4. (3) 5. (2) (4) 14. (3) 15. C 16. D 二、填空题
1.自然宽度 多普勒变宽 压力变宽2 同一 切光 光源不稳 3..锐线 原子 背景 连续4.多普勒(热变宽);劳伦茨(压力或碰撞)5.将固定体积的试样注入通惰性气体保护下的石墨管中
?
AAS)的异同点。 6. . (1) 7 (4) 8. (3) 9. (3) 10. (2) 11. (3) 12. (2) 场致变宽 自吸变宽 原子化器干扰 原子
;0.00x nm。
,经热处理后试样迅速地原14
量子效率 13.
子化得到峰形的吸收信号. 特点: 绝对灵敏度高
试样可直接在原子化器中进行处理. 试样用量少.
可直接进行固体粉末分析
三、计算题 ( 共 4题 20分 )
1.解:?=hc/E=(6.63×10-34J·s×3.00×1010cm·s-1×107nm·cm-1)/
(2.107eV×1.60×10-19J/eV) =590nm 2.未加标准液时 Ax=0.22
加标准液时 Ax+s=0.37 ρs=1×5.0/5=1.0(?g/mL) 由计算公式 ρx=Ax×ρs/(Ax+s-Ax)
=0.22×1.0/(0.37-0.22)=1.47(?g/mL) 金含量: 1.47×5/0.5=14.7(?g/g) 3.
0.325=Kρx
0.670=K{(ρx ×50+50×0.300)/(50+0.300)} 解出方程得 ρx=0.279mg/L 或
ρx=Ax/(A-Ax)×ρs
=0.325/(0.670-0.325)×(50.0×0.3)/50.3 =0.281mg/L 4. Ni/NO=gi/goe-?E/kT
15
gi/go=(2Ji+1)/(2Jo+1) J=L+S
由题可知 Jo=0 Ji=1 gi/go=3/1 T=3000K ?E=h×c/? E=6.63×10-34J·s×3.00×1010cm·s-1/(213.9×10-7cm) =9.28×10-19J
Ni/No=3×exp{-9.28×10-19/(3000×1.38×10-23)} =5.55×10-10
四、问答题 ( 共 4题 20分 )
1.[答]共振线为原子基态向第一激发态跃迁而产生的,在原子吸收条件下温度约为2000℃
-3000℃ 之间,由玻耳兹曼分布可知在此温度下原子绝大多数处于基态,基态原子吸收 共振线。
2. (1) C2H2- 空气(富燃) (也可 C2H2- N2O )
(2) 加入消电离剂(即比 Ca 电离电位低的金属盐类例如 (3) 加入释放剂 Sr 或 La 等。 加入保护剂如EDTA、 8-羟基喹啉等
3. 因为火焰原子化器有下列缺点:
(1)火焰原子化器雾化效率低(10%左右); (2)雾化的气溶胶被大量载气稀释; (3)基态原子蒸气在光程中滞留时间短。 石墨炉原子化器有下列优点: (1)不存在雾化与稀释问题;
KCl) 16
(2)基态原子蒸气在石墨炉中的滞留时间长,相对浓度大(原子化时停气)。 4. 简述原子荧光光谱分析法原理及方法的主要特点。
答:原子荧光光谱分析法(AFS)是用一定强度的激发光源(线光源或连续光源)发射具有特征信号的光照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气后,其中的自由原子被激发跃迁到高能态,然后去激发跃迁到某一较低能态,(常常是基态)或去激发跃迁到不同于原来能态的另一较低能态而发射出各种特征原子荧光光谱,据此可以辨别元素的存在,并可以根据测量的荧光强度求得待测样品中的含量。If=K I0 N0 此式为原子荧光分析的基本关系式,该式说明,在一定的条件下,荧光强度If与基态原子数N0成正比,也即AFS的主要特点:(1)灵敏度较高;分析曲线的线性范围宽;行多元素同时测定。
5.试比较原子荧光分析(答:AFS和AAS有不同又有相同相似之处。是发射光谱分析,AAS的吸光度都与基态原子浓度成正比关系。AAS的仪器装置形式是光源与单色器不是在一直线上,AFS比AAS好,精密度这两种方法大致相同,相对标准偏差仅为况相似,化学干扰、物理干扰和光谱干扰对两个方法的影响相似,但程度有不同,这与它们所采用的光源特性有关系。重。同时AFS中的荧光熄灭效应对荧光强度的影响也是比较严重的。较,AFS还具有:多元素同时测定,工作曲线直线范围宽等优点。五、解释术语
If与待测原子浓度成正比。(2)荧光谱线比较简单,因此光谱干扰小;4)原子荧光是向各个方向辐射的,便于发展多道仪器进AFS)和原子吸收光谱分析((1)两者的原理有本质上的不同,AFS测量的原子荧光强度和(2)仪器结构和操作手续非常相似。但是—原子化器---单色器---而是成90o,且AFS必须是使用强光源。在AFS中光的散射干扰在一定程度上比仪器结构简单(非色散原子荧光仪)
(3)AAS)的异同点。
AFSAAS测量而AFS的光源(3)检出限方面,1%。(4)干扰情AAS严(5)与AAS比,灵敏度高,17
(则属于吸收光谱分析。检测器是一直线,1.荧光猝灭:荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象。
2. 共振荧光:气态基态原子吸收共振线后发射出与吸收共振线相同的波长的光。 3.量子效率:表示在单位时间内,荧光辐射的量子数与被吸收的量子数之比。在荧光光谱分析中,量子效率(Φ)大,其发射荧光强度也大。If正比于Φ。
紫外及可见分光光度法
一、选择题
1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 (1)原子光谱 (2)分子光谱 2.在紫外光谱中,?max 最大的化合物是3.物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于(1) 分子的振动 (3) 原子核外层电子的跃迁 4.按一般光度法用空白溶液作参比溶液,测得某试液的透射比为比溶液,用一般分光光度法测得透射比为光率( )
(3)可见分子光谱 (2) 分子的转动 (4) 原子核内层电子的跃迁 20% 的标准溶液作参比溶液,应 (4)红外光谱
10%,如果更改参等( ) ( )
( ) 则试液的透于18
(1) 8% (2) 40% (3) 50% (4) 80% 5.用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数?,测定值的大小决定于( ) (1) 配合物的浓度 (2) 配合物的性质(3) 比色皿的厚度 (4) 入射光强度 6已知相对分子质量为320的某化合物在波长350nm处的百分吸收系数(比吸收系数)为
5000, 则该化合物的摩尔吸收系数为 ( ) (1)1.6×104L/(moL·cm) (3)1.6×106 L/(moL·cm) 7 分子运动包括有电子相对原子核的运动( 和转动(E转动)这三种运动的能量大小顺序为 (1) E振动>E转动>E电子 (3) E电子>E振动>E转动 8.在分光光度法中,运用朗伯-比尔定律进行定量分析采用的入射光为( (1)白光 (2)单色光 9.指出下列哪种因素对朗伯-比尔定律不产生偏差?(1) 溶质的离解作用 (3) 溶液的折射指数增加 10.基于发射原理的分析方法是 (1) 光电比色法 (2) 荧光光度法谱法 11.在分子
CH2 CHCH2OCH3的电子能级跃迁中中不发生
(1) ? →? * (2) ?→?*
12.双光束分光光度计与单光束分光光度计相比,其突出优点是
(2)3.2×105 L/(moL·cm) (4)1.6×105 L/(moL·cm)
E电子)、核间相对位移的振动(
(2) E转动>E电子>E振动 (4) E电子>E转动>E振动
(3)可见光 (2) 杂散光进入检测器 (4) 改变吸收光程长度 (3) 紫外及可见分光光度法,下列哪种电子能级跃迁类型在该分子 * (3) n→E振动)
( )
) 4)紫外光
( )
( ) (4) 红外光( )
* (4) n→? ( )
19
( ? (1) 可以扩大波长的应用范围 (2) 可以采用快速响应的检测系统 (3) 可以抵消吸收池所带来的误差 (4) 可以抵消因光源的变化而产生的误差 13.比较下列化合物的UV-VIS吸收波长的位置(λmax )
( )
ClOOCCH3OCH3OCOOH
(a) (b) (C)
(1) a>b>c (2) c>b>a (3)b>a>c (4)c>a>b 14. 比较下列化合物的UV-VIS光谱λmax 大小 ( )
OHOCH3CHOCOOHN(CH(CH3)2COOC2H53)2NClClCH3
(a) (b) (C)
(1)a>b>c (2)c>a>b (3)b>c>a (4)c>b>a
15. 已知: h=6.63×10-34 J?s则波长为 0.01nm 的光子能量为 ( (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV
16荧光分析法和磷光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度 ( (1) 高 (2) 低 (3) 相当 (4) 不一定谁高谁低 17.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104~ 1.24×106eV (2) 1.43×102~ 71 eV (3) 6.2 ~ 3.1 eV (4) 3.1 ~ 1.65 eV
二、填空题
1. 在分光光度法中, 以________为纵坐标, 以_______为横坐标作图, 可得光吸收曲
) ) 20
3. 已知电极反应Zn2++ 2e-=Zn的EθZn2+ ,Zn=-0.763V,Zn(CN)42-的稳定常数为5×1016。求电极反应 Zn(CN)42-+ 2e-=Zn + 4 CN-的标准电极电位EθZn(CN)42-,Zn。
解:根据电极反应Zn2++ 2e-=Zn,在化学反应Zn2+ + 4 CN-=Zn(CN)42-建立平衡时,[CN-]
和[Zn(CN)42-]均等于时的电极电位,即为EθZn(CN)42-,Zn。 EθZn(CN)42-,Zn=EθZn2+,Zn
= EθZn2+,Zn + (0.059/2)lg[Zn2+] 已知 K稳= [Zn(CN)42-] /[Zn2+] [CN-]4=5×1016 令[Zn(CN)42-] = [CN-]4=1 mol/L 则[Zn2+]=1/K稳=1/5×1016=2×10-17 mol/L
求得:EθZn(CN)42-,Zn=-0.763+(0.059/2)lg(2×10-17) =-0.763-0.493 =-1.26V
电位分析
一、选择题
1用银离子选择电极作指示电极,电位滴定测定牛奶中氯离子含量时,电极作为参比电极,双盐桥应选用的溶液为( )
(1)KNO3 (2)KCl (3)KBr (4)K?
2.pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 (1) 内外玻璃膜表面特性不同 (2) 内外溶液中 H+ 浓度不同 (3) 内外溶液的 H+ 活度系数不同 (4) 内外参比电极不一样
3. M1| M1n+|| M2m+ | M2在上述电池的图解表示式中,规定左边的电极为 (1) 正极 (2) 参比电极 (3) 阴极 (4) 阳极4. 用离子选择电极标准加入法进行定量分析时,对加入标准溶液的要求为
如以饱和甘汞 ( ( ) ( ) )
46
(1) 体积要大,其浓度要高 (2) 体积要小,其浓度要低 (3) 体积要大,其浓度要低 (4) 体积要小,其浓度要高
5.离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率
6. 用氯化银晶体膜离子选择电极测定氯离子时,如以饱和甘汞电极作为参比电极,应选用
的盐桥为: (1) KNO3 7. 中性载体电极与带电荷流动载体电极在形式及构造上完全相同。它们的液态载体都是可以自由移动的。它与被测离子结合以后,形成 (1)带电荷的化合物,能自由移动 (3)带电荷的化合物,在有机相中不能自由移动 (4)形成中性化合物,溶于有机相,能自由移动8.pH玻璃电极产生酸误差的原因是 (1)玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀 (2)H+度高,它占据了大量交换点位, (3)H+与H2O (4)在强酸溶液中水分子活度减小,使9. 玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为1×10-5
mol/L Na+时,要满足测定的相对误差小于 (1) 3
10.玻璃膜钠离子选择电极对钾离子的电位选择性系数为
(2) KCl H3O+,结果(2) 5 (3) KBr (2)形成中性的化合物,故称中性载体
pH值偏低 H+降低, pH增高
H+ 传递困难, 1%,则试液的 (3) 7 (4) KI
pH增高
100,当钠电极用于测定pH 应当控制在大于(4) 9 0.002,这意味着电极对钠
( )
)
( ) ) 47
(形成 (离子的
敏感为钾离子的倍数是 ( ) (1) 0.002 倍 (2) 500 倍 (3) 2000 倍 (4) 5000 倍
11. 钾离子选择电极的选择性系数为
KK?,Mg2??1.8?10pot?6,当用该电极测浓度为1.0×
10-5mol/L K+,浓度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时,由 Mg引起的 K+测定误差为( ) (1) 0.00018% 3.6%
12.碘化银晶体膜电极在测定氰离子时,其电极电位( (1)随试液中银离子浓度的增高向负方向变化 (2)随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 (3)随试液中氰离子浓度的增高向负方向变化 (4)与试液中银离子浓度无关13.氨气敏电极的电极电位 (1)随试液中NH4+ (2)与(1)相反 (3)与试液酸度无关 (4)表达式只适用于二、填空题
1.正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为而渗透膜, 只能让某种离子通过______电位。
2. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中____________试剂, 其目的有第一3. 用直读法测定试液的
(2) 134%
NH3的增加而减小NH4+试液 , 造成相界面上电荷分布不均________;pH值, 其操作定义可用式 (3) 1.8% (4) )
( )
______, 它没有_______性和______性, , 产生双电层,形成F-浓度时, 对较复杂的试液需要加入_________;第三___________。 _____________________来表示。
48
或气体试样中
第二用pH
玻璃电极测定酸度时, 测定强酸溶液时, 测得的pH比实际数值_______, 这种现象称为
________。测定强碱时, 测得的pH值比实际数值______, 这种现象称为__________。
4. 由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中________是电荷的传递者, ________是
固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是________________, 内参比电极由
_____________________组成。
5. 在电化学分析方法中, 由于测量电池的参数不同而分成各种方法:测量电动势为______;测量电流随电压变化的是_____,其中若使用_______电极的则称为______; 量电阻的方法称为__________;测量电量的方法称为_________。
6 电位法测量常以____________________作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极一个是
指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电______________。 三、计算题
1.用氟离子选择电极测定某一含F-的试样溶液50.0mL,测得其电位为86.5mV。加入 5.00×10-2mol/L氟标准溶液0.50mL后测得其电位为68.0mV。已知该电极的实际斜
率为 59.0mV/pF,试求试样溶液中F-的含量为多少(mol/L)?
2. 氟离子选择电极的内参比电极为Ag-AgCl,E θA g/AgCl=0.2223V。内参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0×10-3mol/LNaF,计算它在1.0×-5mol/LF-,pH=7的试液 中,25o
C时测量的电位值。[
KPotF?,OH??0.10]
,
49
测池
3. 由 AgCl - Ag2S 混晶膜制成的氯离子选择电极,已知其选择性系数
KpotCl?Ki,jpot分别为:
,NO?3= 1×10
2
-5
KpotCl?,SO2?4= 5×10-5
KCl?,Br?pot= 3×10
KCl?,I?pot= 2×106
试回答在测定 [Cl-] = 1×10-4 mol/L 时,如果允许误差为 5%,若共存KNO3或 K2SO4时,
物质的最大容许浓度是多少? 四、问答题 ( 共 4题 20分 )
1. 用离子选择性电极测定离子活度时,若使用标准加入法,试用一种最简单方法求出电极
响应的实际斜率。
2. 根据1976年?UPUC推荐,离子选择性电极可分为几类,并举例说明。3 简述使用甘汞电极的注意事项。
4 为什么测量一电池的电动势不能用一般的电压表?应用什么方法测量之?答案: 一、选择题
1. (1) 2. (1) 3. (4) 4. (4) 5. (2) 10 (2) 11. (3) 12. (3) 13. (1) 二、填空题 ( 共 5题 25分 )
1.扩散电位; 强制; 选择; 2. 总离子强度调节剂(TISAB);
维持试样与标准试液有恒定的离子活度; 使试液在离子选择电极适合的pH使被测离子释放成为可检测的游离离子。?ES3.
pHEXX?pHS?0.0592; 偏高; 酸差; 6. (1) 7. (1) Donnan。
H+ 偏低; 8. (4) 9. (4) OH-干扰; 碱差或钠差。
50
范围内,避免或