仪器分析练习1

1、第一章第一章 电化学分析法电化学分析法 习题课习题课 课程：仪器分析课程：仪器分析 助教：助教： 陈倩陈倩Sichuan UniversitySichuan University本章知识回顾：本章知识回顾：1. 化学电池基础知识化学电池基础知识2. 电极电位和电极电位和Nernst方程方程3. 电位分析法电位分析法 3.1 参比电极和指示电极参比电极和指示电极 3.2 pH玻璃电极和氟离子选择电极：构造、响应机理、膜玻璃电极和氟离子选择电极：构造、响应机理、膜电位的计算电位的计算 3.3 直接电位法直接电位法：（：（1）溶液溶液pH测量（测量（pH的操作定义或实的操作定义或实用定义）；（用定义

2、）；（2）标准加入法测离子活度；（）标准加入法测离子活度；（3）电位选择系）电位选择系数数k kij ijSichuan University习题：习题：P39-3. 已知甘汞电极的标准电位是已知甘汞电极的标准电位是0.2678V，Hg22+/Hg电极的标电极的标准电位是准电位是0.788V，计算，计算Hg2Cl2的溶度积的溶度积Ksp值。值。解析：解析： 标准电极电位：标准电极电位：半电池的所有反应物质活度为半电池的所有反应物质活度为1mol/L时，电极相对时，电极相对于标准氢电极电位的电位值。于标准氢电极电位的电位值。 两电极之间的关系：两电极之间的关系：把甘汞电极的标准电位看成是把甘汞电

3、极的标准电位看成是Hg22+/Hg电极在电极在一定条件下（一定条件下（ Cl-= 1mol/L ）的电极电位。）的电极电位。2-02200Cllg2059. 0lg2059. 0,22,22,22spKEHgEEHgHgHgHgHgClHgSichuan UniversityP39-3. 已知甘汞电极的标准电位是已知甘汞电极的标准电位是0.2678V，Hg22+/Hg电极的电极的标准电位是标准电位是0.788V，计算，计算Hg2Cl2的溶度积的溶度积Ksp值。值。182-022002-22-22220-220221032. 2lg2059. 0788. 02678. 0Cllg2059. 0l

4、g2059. 0Cl Cl2 2678. 0 Cl2 22788. 0 22,22,22,22,22,22spspspspKKKEHgEEHgKHgClHgVEHgeClHgVEHgeHgHgHgHgHgHgClHgHgClHgHgHg解：Sichuan UniversityP39-4. 已知一氟离子选择电极对已知一氟离子选择电极对OH-的选择系数为的选择系数为0.10，问，问氟离子浓度为氟离子浓度为10-2mol/L时，若允许测定误差为时，若允许测定误差为5，能允许，能允许的的OH-浓度是多大？浓度是多大？解析：解析： 电位选择性系数：电位选择性系数：在相同的测定条件下，待测离子和干扰离子产

5、生在相同的测定条件下，待测离子和干扰离子产生相同电位时，待测离子的离子活度相同电位时，待测离子的离子活度aiai和干扰离子活度和干扰离子活度ajaj的比值。的比值。 测定误差测定误差： （共存离子存在下，实验中通过电位测定（共存离子存在下，实验中通过电位测定求得的响应离子的浓度与其真实浓度存在偏差）求得的响应离子的浓度与其真实浓度存在偏差）)ln(/jnnjijiijiakaFnRTkEinnijiiaaKaaji/Sichuan UniversityP39-4. 已知一氟离子选择电极对已知一氟离子选择电极对OH-的选择系数为的选择系数为0.10，问，问氟离子浓度为氟离子浓度为10-2mol/

6、L时，若允许测定误差为时，若允许测定误差为5，能允许，能允许的的OH-浓度是多大？浓度是多大？LmolCCaaKaaOHOHinnijiiji/105%51010. 0%10032/解：Sichuan UniversityP39-5. 在在25 C用用pH=4.01的标准缓冲溶液校准玻璃电极饱的标准缓冲溶液校准玻璃电极饱和甘汞电极对，测得和甘汞电极对，测得E=0.814V，假定，假定aH+=H+，问在，问在1.0010-3mol/L的乙酸溶液中测得的的乙酸溶液中测得的E应为多少？（乙酸离解常数应为多少？（乙酸离解常数K=1.7510-5）解析：解析： pHpH的操作定义：的操作定义： 一元弱酸

7、中一元弱酸中H+的计算：的计算： RT303. 2F)EE(pHpH)2)(1()2(pHFRT303. 2kE)1(pHFRT303. 2kESXSXSSXX 得得由由24500,202CKKKHKCKCKaaaawaSichuan UniversityP39-5. 在在25 C用用pH=4.01的标准缓冲溶液校准玻璃电极饱和甘汞电极的标准缓冲溶液校准玻璃电极饱和甘汞电极对，测得对，测得E=0.814V，假定，假定aH+=H+，问在，问在1.0010-3mol/L的乙酸溶液中测的乙酸溶液中测得的得的E应为多少？（乙酸离解常数应为多少？（乙酸离解常数K=1.7510-5）V808.0)91.3

8、01.4(059.0814.0)(059.0/303.291.3/1024.1 21000.11075.141075.11075.1 245001075.110,2043525525333pHpHEEFRTEEpHpHpHLmolCKKKHKCKCKHCOOCHCOOHCHssxxssaaaawa?Sichuan UniversityP39-6. 有一溶液是由有一溶液是由25mL浓度为浓度为0.050mol/L的的KBr和和20mL浓度为浓度为0.100mol/L的的AgNO3混合而成的。若将银电混合而成的。若将银电极插入该混合溶液中，求银电极的电极电位。极插入该混合溶液中，求银电极的电极电位

9、。解析：解析： AgBr的溶度积常数：的溶度积常数：13100 . 5spK017. 0045. 0025. 0050. 0020. 0100. 0AgSichuan UniversityP39-6. 有一溶液是由有一溶液是由25mL浓度为浓度为0.050mol/L的的KBr和和20mL浓度为浓度为0.100mol/L的的AgNO3混合而成的。若将银电混合而成的。若将银电极插入该混合溶液中，求银电极的电极电位。极插入该混合溶液中，求银电极的电极电位。VAgEEVEAgeAgAgAgAgAg694. 0045. 0025. 0050. 0020. 0100. 0lg059. 0799. 0lg0

10、59. 0799. 0 0,0,解：Sichuan UniversityP39-7. 用氟离子选择电极测定水样中用氟离子选择电极测定水样中的氟离子含量，取水样的氟离子含量，取水样25mL加入离加入离子强度调节缓冲液子强度调节缓冲液25mL，测得电位，测得电位值为值为+0.1372V（对甘汞电极），再加（对甘汞电极），再加入入1.00mL浓度为浓度为1.0010-3mol/L的标的标准 氟 溶 液 ， 测 得 其 电 位 值 为 准 氟 溶 液 ， 测 得 其 电 位 值 为 0.1170V（对甘汞电极）。氟离子的（对甘汞电极）。氟离子的响应斜率为响应斜率为58.0mV/pF，不考虑稀释，不考虑

11、稀释效应的影响，计算水中效应的影响，计算水中F浓度。浓度。解析：解析： （P16） 一次标准加入法：一次标准加入法： 响应斜率：响应斜率： ) 110( lg)()(lglg lg303. 2lg303. 2/sExxssxxxsxsxxsxssxxsxssxxsxxxxxCCVVCCCCCSEVVVVVCVVVCVCSEVVVCVCfSKEfCSKEnFRTSfCnFRTKE，则，可认为由于令Sichuan UniversityP39-7. 用氟离子选择电极测定水样中的氟离子含量，取水样用氟离子选择电极测定水样中的氟离子含量，取水样25mL加入离子强加入离子强度调节缓冲液度调节缓冲液25mL

12、，测得电位值为，测得电位值为+0.1372V（对甘汞电极），再加入（对甘汞电极），再加入1.00mL浓度为浓度为1.0010-3mol/L的标准氟溶液，测得其电位值为的标准氟溶液，测得其电位值为0.1170V（对（对甘汞电极）。氟离子的响应斜率为甘汞电极）。氟离子的响应斜率为58.0mV/pF，不考虑稀释效应的影响，计，不考虑稀释效应的影响，计算水中算水中F浓度。浓度。LmolCFLmolCCCLmolVVCCCCCCCCSExxxxxssxxxx/1026. 31063. 122/1063. 11000. 2lg058. 01170. 01372. 0/1000. 200.5000. 110

13、00. 1lg058. 0lg555553?AES、AAS、UV 习题课习题课 课程：仪器分析课程：仪器分析 助教：助教： 陈倩陈倩Sichuan UniversitySichuan University各章知识回顾各章知识回顾1.1.基本原理基本原理AESAES：n光谱项和原子能级光谱项和原子能级(P43)(P43) n罗马金赛伯公式罗马金赛伯公式 I=AcI=Acb b（自吸）（自吸）(P47)(P47) 2. 2. 仪器装置仪器装置( (激发光源、分光系统、检测器激发光源、分光系统、检测器)3. 3. 分析方法分析方法 定性和半定量分析定性和半定量分析 内标法定量分析基本公式内标法定量分

14、析基本公式 (P68):(P68): lgR = b lgc +lgAlgR = b lgc +lgASichuan UniversityAASAAS：1. 1. 基本原理基本原理n原子吸收光谱的产生：原子吸收光谱的产生： n谱线轮廓及变宽谱线轮廓及变宽(P75-76)(P75-76)n原子吸收的测量（对峰值吸收测量的要求）：原子吸收的测量（对峰值吸收测量的要求）： 2. 2. 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪光源的作用和类型光源的作用和类型原子化器的作用和类型原子化器的作用和类型(P81-83)(P81-83)3. 3. 干扰效应及其消除方法干扰效应及其消除方法(P84-88)(P84-88)4

15、. 4. 实验技术：实验技术：分析线，狭缝宽度，灯电流，原子化条件，进样量分析线，狭缝宽度，灯电流，原子化条件，进样量Sichuan UniversityUVUV：1. 1. 紫外可见吸收光谱的产生（紫外可见吸收光谱的产生（P97P97）n分子的电子光谱：分子的电子光谱： E E分子分子 = E= E电子电子 + E+ E振动振动 + E+ E转动转动 n电子跃迁类型：电子跃迁类型： 其相对能量大小次序为：其相对能量大小次序为： * *nn* * * *nn* *n影响吸收谱带的因素影响吸收谱带的因素(P102-103)(P102-103)：共轭、空间位阻、取代基、共轭、空间位阻、取代基、溶剂

16、溶剂2. 2. 吸收定律及其适用性吸收定律及其适用性(P105-108)(P105-108)： 朗伯朗伯比尔定律：比尔定律： A = lg I0/I = -lgT = Ecl Sichuan UniversityUVUV：3. 3. 仪器各部件及其作用、各类型光度计的特点（仪器各部件及其作用、各类型光度计的特点（P109-113P109-113）光源光源：提供能量激发被测物质分子，使之产生电子光谱谱带：提供能量激发被测物质分子，使之产生电子光谱谱带（提供宽带辐射）。（提供宽带辐射）。单色器单色器：从光源辐射的复合光中分出单色光。：从光源辐射的复合光中分出单色光。 吸收池吸收池：盛放分析试样。：

17、盛放分析试样。检测器检测器：检测光信号。检测光信号。4. 4. 测定方法：测量误差最小、单组分定量、多组分定量测定方法：测量误差最小、单组分定量、多组分定量5. 5. 分子荧光、磷光和化学发光分子荧光、磷光和化学发光Sichuan UniversityP73-9. P73-9. 某合金中某合金中PbPb的光谱定量测定，以的光谱定量测定，以MgMg作为内标，实验测作为内标，实验测得数据如下：得数据如下：根据上述数据，（根据上述数据，（1 1）绘制工作曲线；）绘制工作曲线； （2 2）求溶液）求溶液A, B, CA, B, C的质量浓度。的质量浓度。解析：解析： 摄谱法定量分析内标法：摄谱法定量分

18、析内标法：若分析线对黑度为若分析线对黑度为S S1 1，内标线黑度为，内标线黑度为S S2 2，则则 因分析线对所在部位乳剂特征基本相同，故因分析线对所在部位乳剂特征基本相同，故 r r1 1 = r = r2 2 = r = r ， i i1 1 = i = i2 2 = = i i。由于曝光量与谱线强度成正比，因此。由于曝光量与谱线强度成正比，因此22221111lrl rigHSigHS习题习题：式。分析内标法的基本关系为摄因此，之比：为分析线与内标线强度相对强度黑度差谱法定量上式lglglglglgaalg)/lg(r)lg(rrlrl1112211212121212211121Arc

19、rbSAcbRAcccIIRRRrIIIISSSigISigISbbbSichuan University习题习题P73-9P73-9：RrIItItISSSitgIigSigIigSlg)/lg(r)lg(rrlHrltrlHrl212121222111黑度差Sichuan University习题习题P73-9P73-9：解：解： S S对对lgClgC作图建立校正曲线作图建立校正曲线 Sichuan University习题习题P73-9P73-9：mLmgccSCmLmgccSBmLmgccSA/396. 0,402. 0lg5 . 1:/331. 0,480. 0lg3 . 3:/2

20、36. 0,627. 0lg7 . 6:，782. 7lg08.23xcelcSE分析结果：Sichuan University习题习题：P95-9. P95-9. 用标准加入法测定血浆中锂的含量，取用标准加入法测定血浆中锂的含量，取4 4份份0.500mL0.500mL血血浆试样分别加入浆试样分别加入5.00mL5.00mL水中，然后分别加入水中，然后分别加入0.0500mol/L LiCl0.0500mol/L LiCl标准溶液标准溶液0.0,10.0,20.0,30.0uL,0.0,10.0,20.0,30.0uL,摇匀，在摇匀，在670.8nm670.8nm处测得吸光处测得吸光度依次为

21、度依次为0.2010.201，0.414,0.622,0.8350.414,0.622,0.835。计算此血浆中锂的含量，。计算此血浆中锂的含量，以以ug/mLug/mL为单位。为单位。解析：解析： 原子吸收测量的基本关系式：原子吸收测量的基本关系式： 标准加入法：标准加入法： （1 1）计算平均值法；）计算平均值法； （2 2）作图法。）作图法。 kcA Sichuan University习题习题P95-9P95-9：解解：（：（1 1）计算平均值法）计算平均值法试试 样样A AB BC CD D未知试液，未知试液，V/mLV/mL5.55.55.55.55.55.55.55.5标准溶液，

22、标准溶液，V/uLV/uL0.00.010.010.020.020.030.030.0吸光度吸光度0.2010.2010.4140.4140.6220.6220.8350.835Sichuan University习题习题P95-9P95-9：解：解：（1 1）计算平均值法）计算平均值法 140404040000000528. 6/mol10855. 0 /mol10856. 0/mol10859. 0/mol10849. 0mLgLCLCLCLCCAAAVVCAAACVVCVCkAVVCkAkCADCBSABABSABABsBA则，求解，得总总Sichuan University习题习题P9

23、5-9P95-9：解：解：（2 2）作图法）作图法 mLLCAVVCVVCkACACVVCCAVVCVCkASSSSSs/g579. 6/mol10862. 0C )( 04-00000000坐标相交得作图，直线延长至与横的关系与时，当总总总CBCCCDCECAA-C0Sichuan University习题习题：P136-2. P136-2. 已知甲苯在已知甲苯在208nm208nm的摩尔吸光系数的摩尔吸光系数 7900L/mol.cm7900L/mol.cm，要在要在1.0cm1.0cm吸收池中得到吸收池中得到5050透光率，问需要将多少质量的甲透光率，问需要将多少质量的甲苯溶成苯溶成10

24、0mL100mL体积？体积？解析：解析： 吸光度吸光度A A和透过率和透过率T T：Sichuan University习题习题：P136-2. P136-2. 已知甲苯在已知甲苯在208nm208nm的摩尔吸光系数的摩尔吸光系数 7900L/mol.cm7900L/mol.cm，要在要在1.0cm1.0cm吸收池中得到吸收池中得到5050透光率，问需要将多少质量的甲透光率，问需要将多少质量的甲苯溶成苯溶成100mL100mL体积？体积？g1051. 392100. 01081. 3CVMmL/mol1081. 30 . 1790050. 0lgbTlgCTlgbCA455 解：解：Sichu

25、an University习题习题：P136-3.P136-3.在在1cm1cm的吸收池中，的吸收池中，5.005.001010-4-4mol/Lmol/L的的A A物质溶液在物质溶液在440440和和590nm590nm分别为分别为0.6830.683和和0.1390.139；8.008.001010-5-5mol/Lmol/L的的B B物质溶液在物质溶液在这两个波长的吸光度分别为这两个波长的吸光度分别为0.1060.106和和0.4700.470；对；对A A和和B B的混合溶液的混合溶液在此两波长测得的吸光度分别为在此两波长测得的吸光度分别为1.0221.022和和0.4140.414，

26、求混合溶液中，求混合溶液中A A和和B B物质的浓度。物质的浓度。解析：解析： 多组分的定量分析：多组分的定量分析：联立求解线形方程组联立求解线形方程组 A 1a+b = E 1a ca l+ E 1b cb l A 2a+b = E 2a ca l+ E 2b cb lSichuan University习题习题136-3136-3：LmolCLmolCbCbCAbCbCAcmmolLcmmolLcmmolLcmmolLbCAbCABABBAABBAABBAA/1068. 3 /1013. 7./1088. 51000. 80 . 1470. 0 ./1033. 11000. 80 . 11

27、06. 0./1078. 21000. 50 . 1139. 0 ./1037. 11000. 50 . 1683. 0 5459059059044044044035590354402459034440联立求解得：解：Sichuan University习题习题：P136-4.P136-4.螯合物螯合物CuR22的最大吸收波长为的最大吸收波长为575nm，当，当Cu2+和和R的浓度分别为的浓度分别为3.1010-5和和2.0010-2mol/L时，测得的吸光度时，测得的吸光度为为0.675，当两者浓度分别为，当两者浓度分别为5.0010-5和和6.0010-4mol/L时，时，测得的吸光度为测得的吸光度为0.366，试求，试求CuR22的解离常数的解离常数。解析：解析： 紫外的定量分析应用：紫外的定量分析应用： 1 1、一元弱酸