仪器分析课后习题答案解析1

课后习题答案第一章：绪论1．解释下列名词：（）（）灵敏度、精密度、准确度和检出限。（）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）（或含量）的围称为该方法的线性围。为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，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）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。第三章光学分析法导论1．解释下列名词：（1）原子光谱和分子光谱； （2）原子发射光谱和原子吸收光谱；（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。（）光谱。当原子受到外界能量（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108s基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。2J＋12J＋1、、、Jn2S1J值不同的光谱项称为n2S1L。J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同的散射光形成原子价电子组态nLS光谱项J光谱之项多重性简并度4.解：光谱项分别为：基态3原子价电子组态nLS光谱项J光谱之项多重性简并度203P52133P13P1三303P01031P13P1单3第四章原子发射光谱3s3s(基态)30031S03S单1Mg3s3P131答：以基态为跃迁低能级的光谱线称为共振线；灵敏线是指元素特征光谱中强度较大的谱线，通常是具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，最后线往往就是最灵敏线；分析线是分析过程中所使用的谱线，是元素的灵敏线。5.分析下列试样应选用何种光源？（）（）铜合金中的锡（Sn

0.x%；（3）钢中的猛（Mn

0.0x%~0.x%（）Cr、Cu、Fe、Pb、V（5）人发中Cu、Mn、Zn、Cd、Pb的定量分析。（）（）（）（）电感耦合等离子体（（）电感耦合等离子体（IC）光源。1200mm1的倒线色散率。解：已知D

d d 1dl Kf Kfb

f1mb1200mm1，代入公式可得K1，D0.833nmmm1；K2，D0.417nmmm12400mm50mNb309.418nmAl309.271nmRklb50mm2400mm11.2105

1(309.4182

2.6103nm <R 1.2105(309.418nm0.147nm该光谱仪不能将这两条谱线分开。2000mm50mm，f0.65，试求：cos130mm560nm（）cos1D

0.385nmmm11 Kfb 20.65m2000mm11 （2）RKlb230mm2000mm11.2105（3）RKlb250mm2000mm12.0105R

560nm2.0

2.8103nm。SiOFe302.06nm，Si302.00nm2标准系列中Fe加入量和分析线对测得值列于下表中，试绘制工作曲线，求试样中SiO中Fe得质量分数。2解：标准加入法的定量关系式为RA(c c)，以R对c作图如下x s s0.550.500.450.550.500.450.400.350.300.250.200.00000.00050.00100.00150.0020c/%s当工作曲线与横坐标相交时，R0，此时c c，从图上可得出c 0.0018%。x s x第五章原子吸收与原子荧光光谱法11.2000K，Ba553.56nmg/gi

3。hc 4.1361015eV3.01010cms1w/%Few/%Fe00.0010.0020.003R0.240.370.510.63i

2.24eV 553.56nmN g Ei i exp( i)N g T0 03exp( 2.24eV 8.618105eVK2000K6.811062.0nmmm10.04m、0.08mm、0.12mm、0.16mm0.2mm，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。2gmL1BeBe234.86nm35，计算其灵敏度为多少？解：灵敏度用特征浓度表示为c

0.0044

20.0044 1.93 10 Ac lg 1A35%0.1gmL10.2，连续11次测得空白值的标准偏差为0.012，试计算其检出限。D

3sA

0.1g30.012 0.015 g 0.2440.50mL0.0500molL1LiCl0.0L，10.0L，20.0L，30.0L5.00mLLi670.8nm0.201，0.41，0.62，0.83。计算血浆中锂的含量，以gmL1表示。0.90.80.70.60.5A0.40.30.20.10.0-10123cs/mg.mL-1解：已知AK(c c)，以A对c作图如下(横坐标为锂离子的含量)x s s当A0时，直线与X轴的交点c c 0.659g，x s0.6595.0mL血浆中锂的含量为c 6.59 g。0.5mL4用火焰原子吸收法以Ca422.7nm吸收线测定血清中的钙。配制钙标准系列溶液的浓度（单位为mmolL1）0.01.52.02.3.3.00.430.580.720.851.00。0.5mL9.5mL40.68。求血清中钙含PO3，所得结果是偏高还是偏低？为什么？4解：已知AKc，测定钙的标准曲线图如下1.00.80.60.40.20.0024Ac/(mmol/L)A0.682.4mmol1PO3Ca24CaPO227100mL1.23g，而制备的钼标准溶液每100mL2.00

10.00mL100mL100mL10.00mL10.00mL0.4210.863，求矿石中钼的含量。解：c x

AxA AxS x

2.00103g/100mL1.9103g/100mL0.4210.8630.4210.4217：解：

1.9103g/100mL100%0.155%。1.23g/100mL。第十一章电分析化学导论左： Zn2 + 2e =Zn =

0.0592+

Zn2左 Zn2,Zn 2=-0.764+0.0592 lg0.12=-0.793V右： AgeAg 右 Ag

0.0592lgAg0.7990.0592lg0.01=0.681VE 右 左E8.解：

0.681=1.474V0，所以是原电池。左边：左

2HA2eH 2H 2H，H

AH

H，H2

0.0592lgH2=0.0592lgHE 右 左0.4130.2440.0592lgH0.0592lgH0.169H1.4103mol/lHAHAHAK 1.41030.116= 0.215=7.61049.解：E 右 左0.9210.2443左 0.6767V左CdX4

2e Cd4X 左 Cd2

0.0592 2 lgCd2 CdX24Cd2CdX242K 4稳 Cd2X422

4稳K X4稳

0.0592

24稳左 Cd2,Cd 24稳

K X40.67670.4030.0592lg 0.22K 7.01011稳10-.解：E 右 左

K 0.1504稳

0.8930.2443左 0.6487V左 左 Cd2

0.0592 2 lgCd2 CdX2Cd2XCdX2KspCd2X2KCd2 spKX2

0.0592lg Ksp左 Cd2

2 X20.64870.4030.0592lg Ksp2 0.022K 2.01012sp第十二章电位分析法10.（1）E=E-E右 左=Eθ+RT/ZFln[Fe3]/[Fe2]-E

SCE=(0.771+0.059lg0.025/0.015)-0.2443=0.784-0.2443=0.540（2）E=E-E右 左=Eθ+RT/ZFln[Zn2]-E

SCE=(-0.764+0.059/2lg0.00228)-0.2443=-0.842-0.2443=-1.085（）I3E=E-E右 左=Eθ+RT/ZFln[II3

Ag/AgCl=(0.545+0.059/2lg0.00667/0.00433)-0.194=0.690-0.194=0.496解：E=E-E右 左=θ -0.059/2lgCrO2-EAg2CrO4/Ag 4 SCE=Eθ +0.059/2P(CrO)-EAg2CrO4/Ag 4 SCE代入数字得：0.386=0.446+0.059/2P(CrO)-0.24434解得：P(CrO)=6.254EEpHEAg/AgClK-0.0592pH EsK-0.0592pHsEK-0.0592pHxxEsEx0.0592pH EsEx0.0592x0.0592=5.21解：EE ECu2 SCE2K0.0592lga2Cu2

ESCEK,

0.05922

pMg2EE2EEs x0.0592x s20.12420.1240.0860.0592lg3.25103 3.7717．解：依题意有：(1a=0.1000mol/LE=67mv=0.067VNa+ 1a=0.1000mol/LE=113mv=0.113VK+E=K+0.059lg（a+K

2·an/a）k+又因为：n=1，a=1

Na+所以：E1=K+0.059lg（K ·a）=0.067Vk+，Na+ Na+E2=K+0.059lg（a）=0.113Vk+得：ΔE=E1-E2=0.059lg(K

·a)/a=0.067-0.113=-0.046V解得：K

=0.166

Na+ kk+，Na+KKK,NaaNa=16.6%

K

11100%1第十三章电解与库伦分析法7解：Ag

0.0592lgAg Ag 0.7990.0592lg0.010=0.681V Cu Cu2

0.0592 Ag2 lg Ag0.3370.0592lg22=0.346V Ag (2)Ag析出完全时电位为：, 0.0592lgAg105Ag AgAg

Ag 0.799=0.385V

0.01105 0, Ag , Ag Ag和Cu20.385V0.385-0.346V0.0592 Cu

Cu2,Cu

lgCu22 Cu0.3370.0592lg0.12=0.307V 0.0592lg0.1Sn Sn2,Sn 2 Sn0.1360.0592lg0.102 Cu 阴极上Cu先析出Cu析出完全时，阴极电位为：,

0.0592

0.1105

Cu Cu2,Cu 2 Cu=0.337-60.0592+02=0.159V, Cu Sn

CuSn0.159V-0.1660.159VCuSn。10kt9.解：i10ktt t0.232.5010k600 K1.727103 s110KtC10Ktt 01lgCtkC11.727103t1lgCtkC11.727103010Qit20156018000cm Cum cl

63.5465.93gQzFM180002QzFQzFM180002QzFM cl2180002cl21.极谱分析与普通电解分析有哪些相同和不同之处？答：相同点：不同点：所用电极不同极谱分析使用一个通常是面积很小的滴汞电极，另一个通常是面积很大的饱和甘汞电极，而一般电解分析都使用二个面积大的电极。电解条件的特殊性极谱分析的溶液是静止的，以利产生浓差极化，且加入了大量的支持电解质，而电解分析是在搅拌的溶液中进行．为金属或氧化为金属氧化物，最后称重进行定量．2.极限扩散电流主要受哪些因素的影响？在进行定量分析时，怎样消除这些影响？解：影响极限扩散电流的主要因素有下面几项：1cm2%．因此实验中应保持汞柱的高度不变．粘度小，被测物质的扩散系数就越大．在分析中，试液和标准溶液组份力求一致．DD严格的条件下，一般使用恒温装置．在实际分析中，试液和标准溶液的温度相近，故可以不考虑温度的影响．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：①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。②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分析。③许多金属可以和汞形成汞齐，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。④汞易提纯。能够得到高纯度的汞，是保证极谱法具有很好的重现性和准确度的重要条件之一。极谱法中使用滴汞电极的缺点：①汞易挥发且有毒。②汞能被氧化，滴汞电极不能用于比甘汞电极正的电位。ii12.0 m2/1/10解：已知n=2,=0.000200mol·L-1=0.200mmol·-1, A,

1.60i605nD1/2m2/31/6ci 12.0D( )2605nm2/31/6

( )29.6010460521.600.200于是 cm·s-1i编 号项 目E编 号项 目Edei(A)0.480.971.461.942.432.92lgdi ii0.7600.3690.0861-0.174-0.477-0.960

3.24A123456(vsSCE)-0.395-0.406-0.415-0.422-0.431-0.445E Ede 1/因为

RTInnF

iEi 或

i ilgdiRT fD

1/2E E0 In s a1/2其中

nF fa

D1/s采用最小二乘法，得到

i iE 0.4170.0291lgdde

,R0.9992lgidi(或 i

14.3134.3Ede

,R0.9992)则0.059/n=0.029,n=2.03≈2,即电极反应的电子数为2.lg从作图看到，E与de

i idi 具有良好的线性关系，是典型可逆极谱波的对数分析图，因此该电极反应是可逆的．0E=–0.417V（vsSCE）1/2因为氧化态和还原态的活度系数与扩散系数相等，标准电位等于半波电位，E0.417V(vsSCE)0第十五章色谱法导论10（）AtRW tRW

2279.112.5n 5.54 5.54 279.112.5A 183 183 2762LnH LnALH279.1 5.212.5tW'R LH279.1 5.212.5tW'Rn 5.54 5.54 2660effA

eff

1/2HeffA

0.69 mm18302660L18302660Ln同理：Bn=2832,H=0.65mm,n

=2737H=0.67mmeff efft tR,t tR,B R,AWW

=t’

=(307.5-5