仪器分析课后习题答案1

1、优选文档优选文档PAGEPAGE14优选文档PAGE课后习题答案第一章：绪论1讲解以下名词：（1）仪器解析和化学解析；（2）标准曲线与线性范围；（3）矫捷度、精美度、正确度和检出限。答：（1）仪器解析和化学解析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的解析方法，这类方法一般需要特其他仪器，又称为仪器解析法；化学解析是以物质化学反应为基础的解析方法。2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。3）矫捷度、精美度、正确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号

2、值变化的程度，称为方法的矫捷度；精美度是指派用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相吻合的程度称为正确度；某一方法在给定的置信水平上能够检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这类方法对该物质的检出限。第三章光学解析法导论1讲解以下名词：（1）原子光谱和分子光谱；（2）原子发射光谱和原子吸取光谱；（3）统计权重和简并度；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光；（8）拉曼光谱。答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光

3、谱称为分子光谱。（2）当原子碰到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。但激发态的原子很不牢固，一般约在108s内返回到基态或较低能态而发射出的特色谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸取必然频率的光辐射后跃迁到较高能态，这类选择性地吸取产生的原子特色的光谱称为原子吸取光谱。（3）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J1个不相同的支能级，2J1称为能级的简并度。4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不相同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。5）不吻合光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁；若两

4、光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子拥有较长的寿命，原子的这类状态称为亚稳态。（6）用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n2S1L；把J值不相同的光谱项称为光谱支项，表示为n2S1LJ。7）荧光和磷光都是光致发光，是物质的基态分子吸取必然波长范围的光辐射激发至单重激发态，再由激发态回到基态而产生的二次辐射。荧光是由单重激发态向基态跃迁产生的光辐射，而磷光是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁而产生的光辐射。化学发光是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。8）入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞引起能量交换而产生的与入射光频率不

5、相同的散射光形成的光谱称为拉曼光谱。4.解：光谱项分别为：基态原子价电子组态31S；第一电子激发态nLS31P和33P。光谱项J光谱之项多重性简并度3s2(基态)30031S031S0单Mg233P23s13P131133P133P1三(激发态)033P0031P131P1单第四章原子发射光谱1何谓共振线、矫捷线、最后线和解析线？它们之间有什么联系？答：以基态为跃迁低能级的光谱线称为共振线；矫捷线是指元素特色光谱中强度较大的谱线，平时是拥有较低激发电位和较大跃迁概率的共振线；最后线是指试样中被测元素含量或浓度逐渐减小时而最后消失的谱线，最后线经常就是最矫捷线；解析线是解析过程中所使用的谱线，是

6、元素的矫捷线。解析以下试样应采用何种光源？15313（1）矿石中元素的定性和半定量解析；（2）铜合金中的锡（Sn0.x%）；（3）钢中的猛（Mn0.0 x%0.x%）；（4）污水中的Cr、Cu、Fe、Pb、V的定量解析；（5）人发中Cu、Mn、Zn、Cd、Pb的定量解析。答：（1）直流电弧光源；（2）低压交流电弧光源；（3）低压交流电弧光源；（4）电感耦合等离子体（ICP）光源；（5）电感耦合等离子体（ICP）光源。已知光栅刻痕密度为1200mm1，暗箱物镜的焦距为1m，求使用一级和二级衍射光谱时，光栅光谱仪的倒线色散率。解：已知Ddd1，f1m，b1200mm1，代入公式可得dlKfKfbK

7、1，D0.833nmmm1；K2，D0.417nmmm113.某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为2400mm1，光栅宽度为50mm，求此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。该光谱仪能否将Nb309.418nm与Al309.271nm两谱线分开？为什么？解：Rklb50mm2400mm11.21051(309.418309.271)nmR21.21052.6103nm(309.418309.271)nm0.147nm该光谱仪不能够将这两条谱线分开。14.某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为2000mm1，光栅宽度为50mm，f0.65m，试求：（1）当cos1时，该光谱仪二级光谱的倒线色散率为多少？2）若只有30m

8、m宽的光栅被照明，二级光谱的分辨率是多少？3）在波长560nm时，该光谱仪理论上能完好分开两条谱线的最小波长差是多少？解：（1）cos1时，D110.385nmmm1Kfb20.65m2000mm1（2）RKlb230mm2000mm（3）RKlb250mm2000mm1.21052.0105R560nm2.8103nm。2.010515.用标准加入法测定SiO2中微量铁的质量分数时，以Fe302.06nm为解析线，Si302.00nm为内标线。标准系列中Fe加入量和解析线对测得值列于下表中，试绘制工作曲线，求试样中SiO2中Fe得质量分数。wFe/%00.0010.0020.003R0.24

9、0.370.510.63解：标准加入法的定量关系式为RA(cxcs)，以R对cs作图以下0.550.500.450.40R0.350.300.250.200.00000.00050.00100.00150.0020cs/%当工作曲线与横坐标订交时，R0，此时cxcs，从图上可得出cx0.0018%。第五章原子吸取与原子荧光光谱法11.计算火焰温度2000K时，Ba553.56nm谱线的激发态与基态原子数的比值。已知gi/g03。hc4.1361015eV3.01010cms1eV解：Ei553.56nm2.24Nigiexp(Ei)N0g0T3exp(2.24eV)8.618105eVK120

10、00K6.8110613.某原子吸取分光光度计的单色器的倒线色散率为2.0nmmm1，狭缝宽度分别为0.04mm、0.08mm、0.12mm、0.16mm和0.2mm，求相应的光谱通带宽度是多少？解：已知WDS，分别代入D和S值可求得光谱通带宽度W分别为0.08nm，0.16nm，0.24nm，0.32nm，0.40nm。为检查原子吸取光谱仪的矫捷度，以2gmL1的Be标准溶液，用Be234.86nm的吸取线测得透射比为35，计算其矫捷度为多少？解：矫捷度用特色浓度表示为s0.00442gmL10.004421cc1.9310gmLAlg135%15.用原子吸取光谱解析法测定铅含量时，以0.1

11、gmL1质量浓度的铅标准溶液测得吸光度为0.24，连续11次测得空白值的标准误差为0.012，试计算其检出限。解：Ds30.1gmL130.0120.015gmL115ngmL1A0.2416.用标准加入法测定血浆中锂的含量时，取4份0.50mL血浆试样，分别加入浓度为0.0500molL1的LiCl标准溶液0.0L，10.0L，20.0L，30.0L，尔后用水稀释至5.00mL并摇匀，用Li670.8nm解析线测得吸光度依次为0.201，0.414，0.622，0.835。计算血浆中锂的含量，以gmL1表示。0.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0-10123cs/mg.

12、mL-1解：已知AK(cxcs)，以A对cs作图以下(横坐标为锂离子的含量)当A0时，直线与X轴的交点cxcs0.659gmL1，0.659gmL15.0mL6.59gmL1血浆中锂的含量为c0.5mL。用火焰原子吸取法以Ca422.7nm吸取线测定血清中的钙。配制钙标准系列溶液的浓度（单位为mmolL1）分别为0.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，测得吸光度分别为0，0.43，0.58，0.72，0.85，1.00。取0.5mL血清加入9.5mL4多少？若是血清中含有PO4三氯乙酸积淀蛋白质后，清液喷入火焰测得吸光度为3，所得结果是偏高还是偏低？为什么？0.68。求血清中钙含量为解

13、：已知AKc，测定钙的标准曲线图以下1.00.80.6A0.40.20.0024c/(mmol/L)从图上可得吸光度值为0.68的血清中钙的含量为2.4mmolL1。若是血清中含有PO43，由于与Ca2生成难挥发的Ca2P2O7，将会使测定结果偏低。18.用原子吸取法测定矿石中钼含量。制备的试样溶液每100mL含矿石1.23g，而制备的钼标准溶液每100mL含钼2.00103g。取10.00mL试样溶液于100mL容量瓶中，另一个100mL容量瓶中加入10.00mL试样溶液和10.00mL钼标准溶液，定容摇匀，分别测得吸光度为0.421和0.863，求矿石中钼的含量。解：cxAxAxcS0.4

14、212.00103g/100mL1.9103g/100mLAS0.8630.421矿石中钼的含量为1.9103g/100mL100%0.155%。1.23g/100mL第十一章电解析化学导论7：解：左：Zn2+2e=Zn左=Zn2,Zn+0.0592lgZn220.0592=-0.764+lg0.1=-0.793V2右：AgeAg右Ag,Ag0.0592lgAg0.799=0.681VE右左0.6810.793=1.474V0，因此是原电池。8.解：左边：2HA2eH22A0.0592lgH左0.0592lgH左H，H2H，H2=0.0592lgHE右左0.4130.2440.0592lgH0

15、.0592lgH0.169H1.4103mol/lHAHAKHAHA1.41030.116=0.215=7.61049.解：E右左0.9210.2443左左0.6767V左边：CdX422eCd4X左Cd2,Cd0.0592lgCd22Cd24XCdX42CdX42K稳4Cd2XCdX42Cd24K稳XCdX42左Cd2,Cd0.0592lg42K稳X0.67670.4030.05920.2lg42K稳0.150K稳7.0101110-.解：E右左0.8930.2443左左0.648V7左Cd2,Cd0.0592lgCd22Cd2XCdX2KspCd22XCd2Ksp2X0.0592Ksp左C

16、d2,CdlgX220.64870.0592Ksp0.403lg220.02Ksp2.01012第十二章电位解析法10.（1）E=E右-E左3+/Fe2+-ESCE=E+RT/ZFlnFe=(0.771+0.059lg0.025/0.015)-0.2443=0.5402）E=E右-E左2+=E+RT/ZFlnZn-ESCE=(-0.764+0.059/2lg0.00228)-0.2443=-1.0853）I3-+2e=3I-E=E右-E左+=E+RT/ZFlnI3/I-EAg/AgCl=(0.545+0.059/2lg0.00667/0.004333)-0.194=0.49612.解：E=E右

17、-E左=EAg2CrO4/Ag-0.059/2lgCrO42-ESCE=EAg2CrO4/Ag+0.059/2P(CrO4)-ESCE代入数字得：0.386=0.446+0.059/2P(CrO4)-0.2443解得：P(CrO4)=6.2513.解：EEpHEAg/AgClK-0.0592pHEsK-0.0592pHsExK-0.0592pHxEsExpHxpHs0.05920.20940.28064.0060.0592=5.2114解：EECu2ESCEK0.0592lga2ESCE2CuK,0.0592pMg2pMxpMs2EsEx0.0592lg3.2510320.1240.0860.

18、05923.7717解：依题意有：(1)当aNa+=0.1000mol/L时，E1=67mv=0.067V当aK+=0.1000mol/L时，E2=113mv=0.113Vn/a）E=K+0.059lg（ak+Kk+，Na+aNa+又由于：n=1，a=1因此：E1=K+0.059lg（Kk+，Na+aNa+）=0.067VE2=K+0.059lg（ak+）=0.113V得：E=E1-E2=0.059lg(Kk+，Na+aNa+)/ak=0.067-0.113=-0.046V解得：Kk+，Na+=0.1661KK,Na1aNa（2）误差=100%aK=16.6%第十三章电解与库伦解析法7解：Ag

19、Ag,Ag0.0592lgAgAg0.7990=0.681VCuCu2,Cu0.0592lgCu2Ag20.3370.0592lg22=0.346VAgCuAg先析出(2)Ag析出完好时电位为：,0.0592lgAg105AgAg,AgAg0.7990.0592lg0.011050=0.385V,AgCu,AgCuAg和Cu2可完好分别。阴极控制电位在0.385V或之间8.解：CuCu2,Cu0.0592lgCu2Cu20.3370.0592lg0.102=0.307VSn2,Sn0.0592lg0.1SnSn20.1360.0592lg0.102=-0.166VCuSn阴极上Cu先析出Cu析

20、出完好时，阴极电位为：,0.05920.1105CuCu2,Cu2lgCu=0.337-60.0592+02=0.159V,CuSnCu和Sn可完好分别阴极电位控制在0.159V或-0.1660.159V之间，即可完好分别Cu和Sn。9.解：itit10kt0.232.5010k600K1.727103s1CtC010Kt1Ct1lg0.01%2316s38.6mintlg1.727103kC010.解：Qit20156018000cmCuQM1800063.5465.93gzF296485mQMcl1800035.45326.61gclzF2296485Mcl2第十四章极谱法与伏安法1.极谱

21、解析与一般电解解析有哪些相同和不相同之处？答：相同点：都是电解过程，需要外加电压才能进行极谱解析是控制电极电位的电解解析过程不相同点：所用电极不相同极谱解析使用一个平时是面积很小的滴汞电极，另一个平时是面积很大的饱和甘汞电极，而一般电解解析都使用二个面积大的电极。电解条件的特别性极谱解析的溶液是静止的，以利产生浓差极化，且加入了大量的支持电解质，而电解解析是在搅拌的溶液中进行(3)极谱解析是利用被测物质所产生的氧化还原电流的强度来进行定量而电解解析是将被测离子还原为金属或氧化为金属氧化物，最后称重进行定量(4)极谱解析是一种微量成份的解析方法，而电解解析是一种常量成份的解析方法2.极限扩散电流

22、主要受哪些因素的影响？在进行定量解析时，怎样除掉这些影响？解：影响极限扩散电流的主要因素有下面几项：(1)滴汞电极毛细管特色的影响汞的流速和汞滴滴下的时间都会影响扩散电流，即汞柱高度影响扩散电流一般来说，汞柱高度每增加1cm，扩散电流大体增加2%因此实验中应保持汞柱的高度不变溶液组分的影响扩散电流随扩散系数的增加而增加，而溶液的组份不相同，其粘度也不相同，并且粘度小，被测物质的扩散系数就越大在解析中，试液和标准溶液组份力求一致(3)温度的影响从扩散电流方程式可知，扩散电流与扩散系数D有关，而D受温度的影响较大在严格的条件下，一般使用恒温装置在实质解析中，试液和标准溶液的温度周边，故能够不考虑温

23、度的影响6.说明极谱法中使用滴汞电极的优缺点。答：极谱法中使用滴汞电极的优点：汞滴的不断下滴，电极表面吸附杂质少，表面经常保持新鲜，测定的数据重现性好。氢在汞上的超电位比较大，滴汞电极的电位负到1.3V（vsSCE）还不会有氢气析出，这样在酸性溶液中也可进行极谱解析。好多金属能够和汞形成汞齐，降低了这些金属离子在滴汞电极上的还原电位，使之更易电解析出。汞易提纯。能够获取高纯度的汞，是保证极谱法拥有很好的重现性和正确度的重要条件之一。极谱法中使用滴汞电极的缺点：汞易挥发且有毒。汞能被氧化，滴汞电极不能够用于比甘汞电极正的电位。滴汞电极上的节余电流较大，限制了测定的矫捷度。10.解：已知-1L-1

24、,i12.02/31/61.60n=2,c=0.000200molL=0.200mmolA,m605nD1/2m2/31/6cD(i2/31/6)2(60512.00.200)29.60104于是605nm21.60cm2s-112.解：(1)将所给数据列表，已知id3.24A编号123456项目Ede(vsSCE)-0.395-0.406-0.415-0.422-0.431-0.445平均扩散电流i(A)0.480.971.461.942.432.92lgidi0.7600.3690.0861iEdeE1/2RTInidiEdelgidi由于nFi或iE1/2E0RTInfsDa1/2其中nFfaDs1/2采用最小二乘法，获取Ede0.4170.02idi9lg1,R0.9992ilgidi14.3134.3Ede,R0.9992)(或i则0.059/n=0.029,n=2.032,即电极反应的电子数为2.lgidi(2)从作图看到，Ede与i拥有优异的线性关系，是典型可逆极谱波的对数解析图，因此该电极反应是可逆