同环二烯1个 36 环外双键1个 5 烷基取代4个 4×5 308
∴ λmax = 308nm
(B) 共轭二烯基值 217
增加一个共轭双键 30 同环二烯1个 36 烷基取代4个 4×5 303 ∴ λmax = 303nm
(C) 共轭二烯基值 217
增加一个共轭双键 30 同环二烯1个 36 环外双键2个 2×5 烷基取代5个 5×5 318 ∴ λmax = 318nm
10、某化合物的结构可能是A或B,经紫外光谱测定?EtOHmax=352nm,试判断应为哪种结构?
解:A: α、β不
增加一个共轭双键 30 同环二烯1个 39 α位烷基取代1个 10 β位烷基取代1个 12 γ或更高位烷基取代2个 2×18
环外双键3个 3×5 λmax =357nm
饱和六元环酮基值 215
B: α、β不饱和六元环酮基值 215 增加一个共轭双链 30 同环二烯1个 39 α位烷基取代1个 10 β位烷基取代1个 12 γ或更高位烷基取代2个 18
λmax =324nm
∴ 应为A。
11、根据红外光谱和核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为(1)或(2)。其紫外光谱的
?EtOH,试问其结构为何式? max=284nm(ε=9700)
6
解:(1)α、β五元环酮基值 202
α位—OH取代1个 35 β位烷基取代1个 12 β位—OR取代1个 30
λmax =279nm
(2)α、β不饱和酯基值 193 α位—OH取代1个 35 β位烷基取代2个 2×12
λmax =252nm
∴ 应为(1)。
12、有一个化合物,其化学式为C10H14,它有如下4个异构体,
试推测它们的紫外光谱哪个的λmax最大,哪个的λmax最小? 解:(1)λmax = 217 +30 + 2×5 = 257
(2)λmax = 217 +5 = 222
(3)λmax = 217 +36 + 3×5 = 268
(4)λmax = 217 +30 + 36 + 3×5 = 298
∴ (4)λmax最大,(2)λmax最小。
16、用邻苯三酚红钼铬合显色法测定蛋白质含量,试剂空白溶液及显色溶液的吸收曲线分别如图8-42中的1和2,应该如何选用参比溶液?(所测定蛋白质本身无色)
7
解:应选用试剂空白为参比溶液。
22、0.08mg Fe3+用硫氰酸盐显色后,定容至50mL,用1cm比色皿,在波长480nm处测得A=0.740。求吸光系数a及摩尔吸光系数ε。 解:A = abc,已知
A = 0.740, b = 1cm,
a?A0.740-1-1??462.5L·g·cm bc1?0.0016CFe = 0.0016mg/ml=0.0016g/L=
??0.0016=2.86×10-5 mol/L 56A0.74-1-1 4L·mol·cm??2.59?10bc1?2.86?10?5或
? = Ma = 56 x 462.5 = 2.59 x 104 (L mol-1 cm-1)
23、用双硫腙光度法测定Pb2+。Pb2+的浓度为0.0800mg/50mL,用2cm比色皿在520nm下测得T=53%,求ε。若改用3 cm比色皿时,T,A,ε各为多少?
解:T=53%, A=lg()?lg(1T1)?0.2757 0.530.0016?7.7?10?6mol/L 207cPb2??0.0800mg/50ml?0.0016g/L???A0.2757-1-14L·mol·cm ??1.79?10bc2?7.70?10?6改用3cm比色皿时, b=3,ε不变,c不变 ∴
A33? A22∴ A3?A2??0.2757?0.41363232 T?10?0.4136?0.38524、某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε=1.3×104)进行测定。试样溶解后,定量
转入100mL容量瓶中,显色,用水稀释至刻度。于波长470nm处用1cm比色皿进行测量。欲使测量误差最小,应称取试样多少克?
解:当A=0.434时,测量的误差最小,MNi = 58
设此时试样应取m克
m?0.12%3?则cNi???10?2.04?10?4m (mol/L) ??100??58.7b = 1cm, ??1.3?104 L·mol-1·cm-1
A = 0.434 A=εbc
∴ 0.434 = 1.3×104×1×2.04×10-4 m m = 0.1636g
25、在Zn2+ + 2Q2- —
?ZnQ22显色反应中,当螯合剂的浓度超过阳离子
40倍以上时,可以认
?为Zn2+全部生成ZnQ22。在选定的波长下,用1cm吸收池,测得两种显色反应溶液的吸光度
如下:
8
Zn2+初始浓度
--8.00×104mol·L1 8.00×10-4mol·L-1
求该配合物的稳定常数。 解:①
cQ2?cZn2??4.00?10?28.00?10?4Q2-初始浓度
--4.00×102mol·L1 2.00×10-3mol·L-1
A 0.364 0.273
?50?40
?∴ Zn2+全部生成ZnQ22
??②
cQ2?cZn2?A0.364-1-1
L·mol·cm ??455bc1?8?10?42.00?10?38.00?10?4??2.5?40
2?[ZnQ2] ?0.273-1
?6.00?10?4 mol·L 455 [ Zn2+]= (8.00-6.00)×10-4 = 2.00×10-4 mol·L-1
[ Q2-] = 2.00×10-3 –2×6.00×10-4 = 8.00×10-4 mol·L-1 ∴ K稳??[ZnQ22][Zn2?][Q2?]2?4.69?106
26、在下列不同pH值的缓冲溶液中,甲基橙的浓度均为2.0×10-4mol·L-1,用1.00cm比色
皿,在520nm处测得下列数据:pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95 4.89 5.50 A 0.890 0.890 0.692 0.552 0.385 0.260 0.260 试用代数法和图解法求甲基橙的pKa值。 解:代数法: pKa = pH + lgA?AB?AHB?A
AHB =0.890 ( pH = 0.88 )
AB?=0.260 ( pH = 5.50 )
pH = 3.41时A=0.552
∴ pKa = 3.41 + lg0.552?0.260?3.41?0.064?3.35
0.890?0.552同样,将pH = 2.99,A=0.692代入得pKa = 3.33
将pH = 3.95,A=0.385代入得pKa = 3.34
取平均值 pKa = 3.34 图解法(略)
第九章 分子荧光光谱法
基本要求: 了解荧光的产生和影响荧光强度的因素,
掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点,
重点: 荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点: 荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时: 3学时
9
第九章 分子荧光光谱法作业 (p272-273)
1. 简述荧光法产生的基本原理。具有什么样结构的物质最容易发荧光?
答:物质受电磁辐射激发后,被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光,基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。 芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。
2. 解释下列名词:单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失活、系间窜跃、荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱
答:单重态:电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。
三重态:有两个电子自旋不配对而同方向的状态。
荧光:受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射;
振动弛豫:由于分子间的碰撞,振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级,多余的振动能以热的形式失去的过程。
内转换:在相同激发多重态的两个电子能级间,电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。
外转换:激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。
失活:激发态分子不稳定,他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态,这就是激发态分子的失活。
系间窜跃:激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。
荧光量子产率:表示物质分子发射荧光的能力。荧光量子产率=发射荧光的分子数/激发态的分子数=发射的光子数/吸收的光子数
激发光谱:在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度,将荧光强度对激发光波长作图,即得到激发光谱,实际为荧光物质的吸收光谱。
荧光光谱:如果将激发光的波长固定在最大激发波长处,测量不同荧光波长处荧光的强度,将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱(或称发射光谱)。
3. 溶液中,溶剂的极性、pH值及温度是如何影响荧光强度的。
答:溶剂的影响:随着溶剂极性增加,荧光物质的n—π*跃迁能量增大,π—π*跃迁的能量降低,从而导致荧光强度增加,荧光波长红移。溶剂若能和荧光物质形成氢键或使荧光物质的电离状态改变,会使荧光强度、荧光波长改变。含重原子的溶剂(碘乙烷、四溴化碳)能使荧光减弱。溶剂纯度对荧光强度的影响也很大。当溶剂中含卤素或重金属原子时,荧光强度降低。
pH值的影响:pH值对荧光强度的影响是可逆的,含酸、碱性取代基的芳香化合物的荧光一般都与pH值有关,一些荧光物质在酸性或碱性溶液中会发生水解。而不会离解的荧光物质在任何pH值均产生荧光。
温度的影响:温度降低会增加荧光强度,因为降低了碰撞与非辐射失活的概率。
4. 荧光物质浓度高时,为什么会发生荧光强度偏离。
-2.303εbc
答:由Lambert-Beer定律可知,F=K’I(),将此式中的指数项展开,当εbc<0.05、01-eI0一定时,荧光强度F=Kc,所以低浓度时,溶液的荧光强度与荧光物质浓度呈线性关系。当c变得足够大使得吸光度.超过0.05时,F将偏向浓度轴。原因很多。首先是数学上的
10