本文格式為Word版，下載可任意編輯——儀器分析課后答案

第12章電位分析及離子選擇性電極分析法P216

1．什么是電位分析法？什么是離子選擇性電極分析法？

答：利用電極電位和溶液中某種離子的活度或濃度之間的關系來測定待測物質活度或濃度的電化學分析法稱為電位分析法。

以離子選擇性電極做指示電極的電位分析，稱為離子選擇性電極分析法。

2．何謂電位分析中的指示電極和參比電極？金屬基電極和膜電極有何區別？

答：電化學中把電位隨溶液中待測離子活度或濃度變化而變化，并能反映出待測離子活度或濃度的電極稱為指示電極。電極電位恒定，不受溶液組成或電流滾動方向變化影響的電極稱為參比電極。

金屬基電極的敏感膜是由離子交換型的剛性基質玻璃熔融燒制而成的。膜電極的敏感膜一般是由在水中溶解度很小，且能導電的金屬難溶鹽經加壓或拉制而成的單晶、多晶或混晶活性膜。

4.何謂TISAB溶液？它有哪些作用？

答：在測定溶液中參與大量的、對測定離子不干擾的惰性電解質及適量的pH緩沖劑和一定的掩蔽劑，構成總離子強度調理緩沖液（TISAB）。

其作用有：恒定離子強度、控制溶液pH、消除干擾離子影響、穩定液接電位。

5.25℃時，用pH=4.00的標準緩沖溶液測得電池：“玻璃電極｜H+（a=XmolL-1）║飽和甘汞電極〞的電動勢為0.814V，那么在c(HAc)=1.0010-3molL-1的醋酸溶液中，此電池的電動勢為多少？(KHAc=1.810-5,設aH+=[H+])

解：∵E1=φ(+)--φ(-)=φ（+）-（K-0.0592pH1）

E2=φ(+)--φ(-)=φ（+）-（K-0.0592pH2）∴E2-E1=E2-0.814=0.0592(pH2-pH1)

∴E2=0.814+0.0592(-lg4.00)=0.806（V）

6．25℃時，用pH=5.21的標準緩沖溶液測得電池：“玻璃電極｜H+（a=XmolL-1）║飽和甘汞電極〞的電動勢為0.209V，若用四種試液分別代替標準緩沖溶液，測得電動勢分別為①0.064V；②0.329V；③0.510V；④0.677V，試求各試液的pH和H+活度解：（1）ΔE1=0.064-0.209=0.0592(pH1-pHs)∵pHs=5.21

∴pH1=2.76aH+=1.7410-3molL-1（2）ΔE2=0.329-0.209=0.0592(pH2-pHs)∵pHs=5.21

∴pH2=7.24aH+=5.7510-8molL-1（3）ΔE3=0.510-0.209=0.0592(pH3-pHs)∵pHs=5.21

∴pH3=10.29aH+=5.1010-11molL-1（4）ΔE4=0.677-0.209=0.0592(pH4-pHs)∵pHs=5.21

∴pH4=13.12aH+=7.6010-14molL-1

7．25℃時，電池：“鎂離子電極｜Mg2+（a=1.810-3molL-1）║飽和甘汞電極〞的電動勢為0.411V，用含Mg2+試液代替已知溶液，測得電動勢為0.439V，試求試液中的pMg值。解：∵E2-E1=（0.0592/2）pMg+（0.0592/2）lg(1.810-3)0.439-0.411=（0.0592/2）pMg-0.0813

∴pMg=3.69

3-1

8．25℃時，電池：“NO3離子電極｜NO3（a=6.8710molL）║飽和甘汞電極〞的電動勢為0.3674V，用含NO3-試液代替已知濃度的NO3-溶液，測得電動勢為0.4464V，試求試液的pNO3值。

解：∵E2-E1=0.4464--0.3674=-0.0592pNO3-0.0592lg(6.8710-3)0.079=-0.0592pNO3+0.128∴pNO3=0.828

第4章原子吸收光譜法P60

1．影響原子吸收譜線寬度的因素有哪些？其中最主要的因素是什么？

答：影響原子吸收譜線寬度的因素有自然寬度ΔfN、多普勒變寬和壓力變寬。其中最主要的是多普勒變寬和洛倫茲變寬。

3．原子吸收光譜法，采用極大吸收進行定量的條件和依據是什么？

答：原子吸收光譜法，采用極大吸收進行定量的條件：①光源發射線的半寬度應小于吸收線半寬度；②通過原子蒸氣的發射線中心頻率恰好與吸收線的中心頻率ν0相重合。

定量的依據：A=Kc

4．原子吸收光譜儀主要由哪幾部分組成？各有何作用？

答：原子吸收光譜儀主要由光源、原子化器、分光系統、檢測系統四大部分組成。光源的作用：發射待測元素的特征譜線。

原子化器的作用：將試樣中的待測元素轉化為氣態的能吸收特征光的基態原子。分光系統的作用：把待測元素的分析線與干擾線分開，使檢測系統只能接收分析線。檢測系統的作用：把單色器分出的光信號轉換為電信號，經放大器放大后以透射比或吸光度的形式顯示出來。

5．使用空心陰極燈應注意些什么？如何預防光電倍增管的疲乏？答：使用空心陰極燈應注意：使用前須預熱；選擇適當的燈電流。預防光電倍增管的疲乏的方法：避免長時間進行連續光照。

6．與火焰原子化器相比，石墨爐原子化器有哪些優缺點？

答：與火焰原子化器相比，石墨爐原子化器的優點有：原子化效率高，氣相中基態原子

濃度比火焰原子化器高數百倍，且基態原子在光路中的停留時間更長，因而靈敏度高得多。

缺點：操作條件不易控制，背景吸收較大，重現性、確鑿性均不如火焰原子化器，且設備繁雜，費用較高。

7．光譜干擾有哪些，如何消除？

答：原子吸收光譜法的干擾按其性質主要分為物理干擾、化學干擾、電離干擾和光譜干擾四類。

消除方法：

物理干擾的消除方法：配制與待測溶液組成相像的標準溶液或采用標準參與法，使試液與標準溶液的物理干擾相一致。

化學干擾的消除方法：參與釋放劑或保護劑。

電離干擾的消除方法：參與一定量的比待測元素更簡單電離的其它元素（即消電離劑），以達到抑制電離的目的。

光譜干擾的消除方法：縮小狹縫寬度來消除非共振線干擾；采用空白校正、氘燈校正和塞曼效應校正的方法消除背景吸收。

10．比較標準參與法與標準曲線法的優缺點。

答：標準曲線法的優點是大批量樣品測定十分便利。缺點是：對個別樣品測定仍需配制標準系列，手續比較麻煩，特別是遇到組成繁雜的樣品測定，標準樣的組成難以與其相近，基體效應區別較大，測定的確鑿度欠佳。

標準參與法的優點是可最大限度地消除基干擾，對成分繁雜的少量樣品測定和低含量成分分析，確鑿度較高；缺點是不能消除背景吸收，對批量樣品測定手續太繁，不宜采用。

11．原子吸收光譜儀有三檔狹縫調理，以光譜帶0.19nm、0.38nm和1.9nm為標度，對應的狹縫寬度分別為0.1mm、0.2mm和1.0mm，求該儀器色散元件的線色散率倒數；若單色儀焦面上的波長差為20nm.mm-1，狹縫寬度分別為0.05mm、0.1mm、0.2mm及2.0mm四檔，求所對應的光譜通帶各為多少？解：∵W=DS

∴D=W/S

∴D1=W1/S1=0.19/0.1=1.9nm.mm-1D2=W2/S2=0.38/0.2=1.9nm.mm-1D3=W3/S3=1.9/1.0=1.9nm.mm-1W1=DS1=2.00.05=0.1nmW2=DS2=2.00.1=0.2nmW3=DS3=2.00.2=0.4nmW4=DS4=2.02.0=4.0nm

12．測定植株中鋅的含量時，將三份1.00g植株試樣處理后分別參與0.00mL、1.00mL、2.00mL0.0500molL-1ZnCl2標準溶液后稀釋定容為25.0mL，在原子吸收光譜儀上測定吸光度分別為0.230、0.453、0.680，求植株試樣中鋅的含量（3.3310-3g.g-1）。解：設植株試樣中鋅的含量為Cxmol.L-1∵A=KC

∴A1=KCx

A2=K(2510-3Cx+1.000.050065.410-3)/2510-3A3=K(2510-3Cx+2.000.050065.410-3)/2510-3

解之得Cx=210-3mol.L-1

∴植株試樣中鋅的含量為3.3310-3g.g-1

第5章紫外可見吸收光譜法P82

1．電子躍遷有哪幾種類型？哪些類型的躍遷能在紫外及可見光區吸收光譜中反映出來？答：電子躍遷的類型有四種：б→б*，n→б*，n→π*，π→π*。

其中n→б*，n→π*，π→π*的躍遷能在紫外及可見光譜中反映出來。

4．何謂發色團和助色團？舉例說明。

答：發色團指含有不飽和鍵，能吸收紫外、可見光產生n→π*或π→π*躍遷的基團。例如：＞C=C＜，—C≡C—，＞C=O，—N=N—，—COOH等。

助色團：指含有未成鍵n電子，本身不產生吸收峰，但與發色團相連能使發色團吸

收峰向長波方向移動，吸收強度加強的雜原子基團。例如：—NH2，—OH，—OR，—SR，—X等。

9．已知一物質在它的最大吸收波優點的摩爾吸收系數κ為1.4104Lmol-1cm-1，現用1cm吸收池測得該物質溶液的吸光度為0.850，計算溶液的濃度。

解：∵A=KCL

∴C=A/（KL）=0.850/(1.41041)=0.60710-4（molL-1）

10．K2CrO4的堿性溶液在372nm處有最大吸收,若堿性K2CrO4溶液的濃度c(K2CrO4)=3.0010-5molL-1,吸收池長度為1cm,在此波長下測得透射比是71.6%。計算：（1）該溶液的吸光度；（2）摩爾吸收系數；（3）若吸收池長度為3cm，則透射比多大？

解：（1）A=-lgT=-lg71.6%=0.415

(2)K=A/(CL)=0.415/(3.0010-51)=4.83103（Lmol-1cm-1）

(3)∵lgT=-A=-KCL=-4.831033.0010-53=-0.4347

∴T=36.75%

11．苯胺在λmax為280nm處的κ為1430Lmol-1cm-1，現欲制備一苯胺水溶液,使其透射比為30%,吸收池長度為1cm,問制備100mL該溶液需苯胺多少克?

解：設需苯胺Xg,則

∵A=-lgT=KCL

∴0.523=1430(X/M10010-3)1X=3.410-3g

12．某組分a溶液的濃度為5.0010-4molL-1，在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度為0.638及0.139；另一組分b溶液的濃度為8.0010-4molL-1，在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度為0.106及0.470。現有a組分和b組分混合液在1cm吸收池中于440nm及590nm處其吸光度分別為1.022及0.414，試計算混合液中a組分和b組分的濃度。

aaa

解：∵K440CL=A440

∴Ka440=Aa440/（CaL）=0.638/(5.0010-41)=1.28103同理Ka590=Aa590/（CaL）=0.139/(5.0010-41)=2.78102

Kb440=Ab440/（CbL）=0.106/(8.0010-41)=1.33102

Kb590=Ab590/（CbL）=0.470/(8.0010-41)=5.88102又∵Aa+b440=Ka440CaL+Kb440CbL

Aa+b590=Ka590CaL+Kb590CbL

∴有1.022=1.28103Ca1+1.33102Cb1

0.414=2.78102Ca1+5.88102Cb1

解之得Ca=7.610-4（molL-1）b

C=3.710-4（molL-1）

第7章分子發光分析法

3．第一其次單色器各有何作用？熒光分析儀的檢測器為什么不放在光源與液池的直線上？

答：第一單色器的作用是把從光源發射的光中分開出所需的激發光；其次單色器的作用是濾去雜散光和雜質所發射的熒光。

熒光分析儀的檢測器不放在光源與液池的直線上是為了消除激發光及散射光的影響。

5．熒光光譜的形狀決定于什么因素？為什么與激發光的波長無關？

答：熒光光譜的形狀決定于S0和S1態間的能量差、熒光物質的結構及基態中各振動能級的分布狀況。熒光光譜的形狀與激發光的波長無關是由于熒光光譜是由S1態的最低能級躍遷至S0態的各振動能級產生。

第15章分開分析法導論P261

2．塔板理論的主要內容是什么？它對色譜理論有什么貢獻？它的不足之處在哪里？答：塔板理論把整個色譜柱比較為一座分餾塔，把色譜的分開過程比較為分餾過程，直接引用分餾過程的概念、理論和方法來處理色譜分開過程。

塔板理論形象地描述了某一物質在柱內進行屢屢分派的運動過程，n越大，H越小，柱效能越高，分開得越好。定性地給出了塔板數及塔板高度的概念。

塔板理論的不足之處：某些基本假設不嚴格，如組分在縱向上的擴散被忽略了、分派系數與濃度的關系被忽略了、分派平穩被假設為瞬時達到的等。因此，塔板理論不能解釋在不同的流速下塔板數不同這一試驗現象，也不能說明色譜峰為什么會展寬及不能解決如何提高柱效能的問題。

3．速率理論的主要內容是什么？它對色譜理論有什么貢獻？與塔板理論相比，有何進展？

答：速率理論的主要內容是范第姆特方程式：H=A+B/+C

對色譜理論的貢獻：綜合考慮了組分分子的縱向分子擴散和組分分子在兩相間的傳質過程等因素。

與塔板理論相比，速率理論解釋了色譜操作條件如何影響分開效果及如何提高柱效能。

4．何謂分開度，它的表達式是什么？應從哪些方面著手提高分開度？答：分開度是指相鄰兩色譜峰的保存值之差與兩峰寬度平均值之比。表達式：R=R2R1

1/2(Y1+Y2)

可以通過提高塔板數n，增加選擇性2，1，容量因子k來改善分開度。

5．色譜定性的主要方法有哪些？多機連用有什么優越性？

1與標樣對照的方法；○2利用保存指數法定性；○3與其它答：色譜定性的主要方法有：○

方法結合定性。

多機連用能充分發揮色譜分開的特長，也能充分發揮質譜或光譜定結構的特長。

6．色譜定量常用哪幾種方法？它們的計算公式如何表達？簡述它們的主要優缺點。答：色譜定量常用歸一法、內標法及外標法。

歸一法的計算公式：wi=mi/m=mi/(m1+m2+…+mn)=Aifi/(A1f1+A2f2+…+Anfn)內標法的計算公式：wi=mi/m=Aifims/（Asfsm）

歸一法具有簡便、確鑿的優點，對操作條件如進樣量、溫度、流速等的控制要求不苛刻。但是在試樣組分不能全部出峰時不能使用這種方法。

內標法測定結果比較確鑿，操作條件對測定的確鑿度影響不大。

外標法標準曲線操作簡便，不需用校正因子，但是對操作條件的穩定性和進樣量的重現性要求很高。

（3）甲基環己烯與甲基環己烷的分開度；（4）甲苯與甲基環己烯的分開度。解：(1)n=(n1+n2+n3)/3=16(10.7/1.3)2+16(11.6/1.4)2+16(14.0/1.8)2/3=1050(2)H=L/n=40/1050=0.038㎝

(3)RAB=(tR(B)tR(A))/[1/2(YA+YB)]=(11.6-10.7)/[1/2(1.3+1.4)]=0.67(4)RCB=(tR(C)tR(B))/[1/2(YB+YC)]=(14.0-11.6)/[1/2(1.4+1.8)]=1.50

8．有甲、乙兩根長度一致的色譜柱，測得它們在范第姆特方程式中的各項常數如下：甲柱：A=0.07cm，B=0.12cm2s-1，C=0.02s；乙柱：A=0.11cm，B=0.10cm2s-1，C=0.05s。求：（1）甲柱和乙柱的最正確流速u和最小塔板高度；（2）哪一根柱子的柱效能高？

解(1)對甲柱有：u最正確=(B/C)1/2=(0.12/0.02)1/2=2.45cms-1H最小=A+2(BC)1/2=0.07+2(0.120.02)1/2=0.168cm對乙柱有：u最正確=(B/C)1/2=(0.10/0.05)1/2=1.41cms-1H最小=A+2(BC)1/2=0.11+2(0.100.05)1/2=0.251cm(2)從(1)中可看出甲柱的柱效能高。

9．有一A、B、C三組分的混合物，經色譜分開后其保存時間分別為：tR（A）=4.5min，tR

tR（C）=10.4min，tM=1.4min，求：（1）B對A的相對保存值；（2）C對B的相對（B）=7.5min，

保存值；（3）B組分在此柱中的容量因子是多少？

解：(1)B,A=tR(B)/tR(A)=(7.5-1.4)/(4.5-1.4)=1.97(2)C,B=tR(C)/tR(B)=(10.4-1.4)/(7.5-1.4)=1.48(3)kB=tR(B)/tM=(7.5-1.4)/1.4=4.36

10．已知在混合酚試樣中僅含有苯酚，o-甲酚，m-甲酚，p-甲酚四種組分，經乙酰化處

解：w1=A1f1/(A1f1+A2f2+A3f3+A4f4)

=64.01.940.85/(64.01.940.85+104.12.400.95+89.22.851.03+70.03.221.0

0)=105.54/830.13=12.72%

同理：w2=237.35/830.13=28.59%

w3=261.85/830.13=31.54%w4=225.40/830.13=27.15%

11．有一試樣含甲酸、乙酸、丙酸及少量水、苯等物質，稱取試樣1.055g，以環己酮作解：由于以環己酮作內標所以wi=Aifims/(Asfsm)w甲酸=14.83.830.1907/(1331.001.055)=7.70%w乙酸=72.61.780.1907/(1331.001.055)=17.56%w丙酸=42.41.070.1907/(1331.001.055)=6.17%

第16章氣相色譜法P

1．簡述氣相色譜儀的分開原理。氣相色譜儀一般由哪幾部分組成？各有什么作用？答：氣相色譜儀的分開原理：當混合物隨滾動相流經色譜柱時，與柱中的固定相發生作用（溶解、吸附等），由于混合物中各組分理化性質和結構上的差異，與固定相發生作用的大小、強弱不同，在同一推動力作用下，各組分在固定相中的滯留時間不同，從而使混合物中各組分按一定順序從柱中流出。

氣相色譜儀一般由氣路系統、進樣系統、分開系統、檢測系統和記錄與數據處理系統組成。

氣路系統的作用：為色譜分析提供純凈、連續的氣流。

進樣系統的作用：進樣并將分析樣品瞬間汽化為蒸氣而被載氣帶入色譜柱。分開系統的作用：使樣品分開開。

檢測系統的作用：把從色譜柱流出的各個組分的濃度（或質量）信號轉換為電信號。記錄與數據處理系統的作用：把由檢測器檢測的信號經放大器放大后由記錄儀記錄和進行數據處理。

3．試述熱導、氫火焰離子化和電子捕獲檢測器的基本原理，它們各有什么特點？

答：熱導檢測器是基于不同的物質具有不同的熱導指數。它的特點是結構簡單，穩定性好，靈敏度適合，線性范圍寬。

電子捕獲檢測器是基于響應信號與載氣中組分的瞬間濃度呈線性關系，峰面積與載氣流速成反比。它的特點是高選擇性，高靈敏度。

氫火焰離子化檢測器基于響應信號與單位時間內進入檢測器組分的質量呈線性關系，而與組分在載氣中的濃度無關，峰面積不受載氣流速影響。它的特點是死體積小，靈敏度高，穩定性好，響應快，線性范圍寬。

4．對載體和固定液的要求分別是什么？如何選擇固定液？

1表面應是化學惰性的，即表面沒有吸附性或吸附性很弱，更不能答：對載體的要求：○

2多孔性，即表面積較大，使固定液與試樣的接觸面較大；○3熱與被測物質起化學元反應；○

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