仪器分析计算例题

第二章气相色谱分析19021.95min31.9min。计算色谱柱的死时间及载气平均速度。解：方法一：同系物保留值之间存在以下关系：r r

t' /t' t' /t'n,n1 n1,n

R(n) R(n1) R(n1) R(n)(t t(以 R

t')代替R可推导出:)(t(ttR(n1)R(n1))(tR(n)t)

t2t MR(n1)

R(n)

R(n)

R(n1)

将正十四烷、正十五烷、正十六烷的(31.9(31.921.95)(21.9515.6)保留时间代入公式：M

31.915.621.952

得min得t 4.40minM

载气的平均流速

L/tM , 即90100/(4.4060)cm/s34.09cm/s方法二：直接用甲烷测定死时间。即以甲烷的保留时间作为死时间。2：2mA、B、C2.42min、3.21min5.54min；0.12min0.21min0.48min1.02min。求：（1）A、B、C组分的调整保留时间；（2）AB、BCA、B、CA、B、C（5）AB、BCt'（1）R

t tR(1) Mt'R(t'R(B)

t tR(A) t tR(B)

(2.421.02)min1.40min(3.211.02)min2.19mint'R(C

t tR(C)

(5.541.02)min4.52minr

t' /t'2,1r

R(2) R(1)2.19/1.401.56rC,Bk1

B,A4.52/2.192.06t' /tR(1) Mk t' /tR(A) k t' /tR(B)

1.40/1.021.372.19/1.022.15k t' /tR(C) t'

4.52/1.024.43RwRweff

16( )2,HL/nR(AR(A)w1.40.12neff(

16( )216( )2A

2178,H L2.190.21A 2.190.21

/neff(R(R(B)w

2100/21780.092cmneff(B

16( )2B

16( )2

1740H L4.520.48B 4.520.48

/neff(BR(CR(C)w

2100/1740cm0.115cmneff(C

16( )2C

16( )2

1419H LC

/neff(C

2100/1419R

2(t t )wwwR(2)R(1)0.210.12RA,B

2(t tw w wR(B)R(A)

)2(3.21

4.79RB,C

2(t tw w wR(C)R(B)0.480.21

)2(5.543.21)6.75第三章高效液相色谱分析130cm。已知在实验条件下，色t谱柱对组分2的柱效能为26800m-1，死时间M组分的保留时间t 4.15min,tR R1

4.55min.计算：t'两组分在固定相中的保留时间R1

,t' ;R2k,k两组分的分配比1 2;选择性因子r2,1;' R' t t t11解1）R R 11t' t t

(4.151.50)min2.65min(4.551.50)min3.05minR R2 2t t（2）因为

M(1k) t' t tR Mt tk R 所以 tMt t

R R M1.5R1R1tM故1MR2tMk R2tM2Mk

1.771.504.551.502.031.502k1.772k1.77(3)21

1.151(4)30cm长色谱柱的理论塔板数n为100cmn26800m100cm

30cm8040n4r 1 n42,1rk12根据分离度R2,1rk122,1 280404R 1.151 2.03 80404

2.01.152.031 1.152.031 因R>1.5，故两分组已完全分离。r2：已知AB两分组的相对保留值B

1.1，如果要是AB到完全分离R=1.，H=0.1.c，问需要多长的色谱柱？r解：根据n16R2r

B.A1

)2LHnB.A 1.1 1.11可求得n161.52 1.11 因此，所需色谱柱长L0.104356cm435.6cm4.5m第四章电位分析法1:25°C时，用氯电极测定含盐番茄汁中的Cl—10.0ml-17.2mv0.100mL0.100mol/LNaCl-35.5mvCl—克数。CX

C[10

ES 1]1E[35.5(17.2)]mvE

0.307S 0.059C 1.001031)1mol/L9.73104mol/LX9.7310435.5g/L0.0345g/L34.5mg/L例2: 25°C 时，用0.100mol/LCe4

溶液电位滴定20.00mL0.100mol/L

Sn2溶液。用Pt电极（正极）和饱和甘汞电极（负极）组成电池，计算：;10.00mLCe4时的电动势。已知

sce

1+2Ce4/Ce31+2

Sn4/Sn2

0.15V）

计量点

=11.61+20.15V(2) Sn22Ce4Sn42Ce3溶液中Sn220.000.100mmol

2.00mmol加入Ce4量：10.000.100mmol1.00mmol余Sn

2量：(2.001.00/2)mmol

1.50mmol生成Sn40.500mmol用Sn4

/Sn2电对计算，0.059 0.50021.50E =[0.15+ lg 21.50电池第五章伏安分析法1：用极谱法测定MgCl2Cd2+5.0ml，0.04%N25min~10min50A5.0ml0.5mg/mlCd2+标准溶液1.0ml90A.Cd2+的含量。（即极谱波高Cd2+id

kcid1id2

50 A,C190 A

Cmg/mLxC (C2

5.00.51.0)/6mg/ml解以下方程组得：50KC

5.0/5090K(Cx

5.00.51.0)/50得试样中的Cd2+的含量Cx=0.125mg/mL例2：用阳极溶出伏安法测定水样中的Pb2,Cd2,Cu246.0ml支持电解质溶液的电N22min1min30秒后将工作电极的电位向正方向扫描，测得Pb2,Cd2,Cu2的溶出峰高分别为12mm26mm18mm。在上述溶液中加入0.10mlPb2(10.00mg/L),Cd2(2.00mg/L),Cu2(5.00mg/L)，计算水样中的Pb2,Cd2,Cu2的含量。解：根据溶出伏安法的定量公式，溶出峰电流（即溶出峰高）与被测离子浓度成正比：hkc 设被测离子的浓度为Cxmg/L,则加标前电解池中被测离子浓度：CC

4.00/50.0mg/L加标后电解池中被测离子浓度：C C4.00/50.0CV

/50.0x s sPb2,Cd2,Cu2 高12/20mm,26/45mm,18/32mm,

标 准 浓 度10.00mg/L,2.00mg/L,5.00mg/L 加标体积0.1程组，解得：水样中的Pb20.375mg/L;Cd27.65102mg/LCu2/L.第六章库伦分析法例1：用铂电极电解CuCl 溶液，通过的电流为20A，电解时间为215min.计算阴极上析出铜和阳极上析出氯的质量。解：设阴极析出铜和阳极析出氯都是唯一产物。阴极反应 Cu22eCu阳极反应

2Cl2eCl2已知MCu

63.55g/mol,M 70.90g/molCl2M it 63.55201560CunF2CunF296487Cu

g5.928gm Cl2

i

70.90201560g6.613gCl2nF2964872：称取CdZn1.06g，溶解后，用汞阴极使Cd和Zn别从氨性溶液中析出。当阴极电位控制在-0.95（Vs,SC，仅析出Cl2nF2964872℃,96.kp-1.3Vs,SC，使在Zn2+阴极析31.3mlZn和Cd（0.1739mlM=112.4g/mol,M=65.39g/mol）Cd Zn解：电解Cd时，标准状况下，库仑计析出的氢氧混合气体的体积为44.6273.1596.5294.15101.325V ml294.15101.3251析出Cd时，消耗的电量为Q 39.4/0.1739C226.8CCdM Q 112.4226.8Cd CdnFm2Cd CdnFm2964871.06(Cd)

0.125电解Zn时，标准状况下。库伦计析出的氢氧混合气体体积为31.3273.1596.5294.15101.325V ml294.15101.3252析出Zn时，消耗的电量为QZn

27.7/0.1739CM Q 65.39159.3Zn ZnnFm2Zn ZnnFm2964871.06(Zn)

0.0509第七章原子发射光谱1.简述下列术语的含义：电磁波谱（2）发射光谱 （3）吸收光谱（4)荧光光谱解（1）电磁波谱——电磁辐射是一种高速度通过空间传播的光量子流它既有粒子性质又有波动性质电磁辐射按波长顺序排列称电磁波谱。发射光谱。吸收光谱——当辐射通过气态、液态或固态物质时，物质的原（4)荧光光谱——激发态原子或分子通过无辐射跃迁回较低的激发通过这种形式获得的光谱称为荧光光谱。2：激发原子和分子中的价电子产生紫外可见光谱需要激发能量为1.5~8.0eV。问其相应的波长范围是多少？解：h6.621027ergs 1.61012erg激发能量为1.5eVEhc因为 所以hc 6.62102731010 。 8.257105(cm)8257(E 1.51.61012同理；激发能量为8.0eVhc 6.62102731010 。 1.552105(cm)1552(E 8.01.61012。1.5~8.0eV1552~8257A3：钠原子在火焰中被激发时，当它由3P3S589.6nm（eV为单位）hc 6.62102731010E 3.371012(erg)解： 58961081.61012erg所以 E=2.105（eV）第八章原子吸收光谱分析M0.4359ml1ml100mg/LM标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的吸光度为0.835.求未知试样中M的浓度是多少？

A AxxAx

CCVCVxxxsCVCVxxxss

将数据代入解得x sC 9.8mg/Lx例2：在选定的最佳实验条件下。用火焰原子吸收分光度法测0.50 g/mL40.0%（约为0.005若取样量约为0.510m50ml和250ml3个容量瓶，选择哪个容量瓶最合适？（0.15~0.60内）解 ：C0.0044 0.500.0044Alg0.400S 0.0055( gml1/1%吸收Alg0.4000.15~0.60吸光度相应的浓度范围为SA0.0044C0.00441SA0.0044C0.00442

0.00550.150.00440.00440.00550.600.0044

g/ml0.19g/mlg/ml0.75g/ml镁VVm因为C 镁VVm

0.50.005%106所以V1V2

0.50.005%106ml132ml0.190.750.50.005%106ml33ml0.190.75即配置试样溶液的体积应在33ml ~132ml才能满足测定的要求。因此选择50ml的容量瓶最合适。第九章紫外吸收光谱C0.0500g100ml0.005mol/L2.00ml100ml1.0cm245nm波长处0.551a=560Lg-1·cm-1。计算样品中维生素C的质量百分数.解：因为

Aabc所以C

A/ab0.551/(5601)g/ml9.84104g/L维生素百分含量C(9.84104100/2)100103/0.0500100%9.84%例2：用双硫腙萃取光度法测定样品中的含铜量，准确称取试样0.200g100ml10ml25ml用等体积的氯仿萃取一次，设萃取率为90%，有机相在最大吸收波1cm比色皿测得其吸光度为0.40.已知双硫腙铜配合物在该波长下的摩尔吸光系数为4.0×104铜的原子量为63.55.试计算试样中铜的质量百分数。解：氯仿溶液中铜的浓度为CA/0.40/4.0104)mol/L1.0105mol/L等体积萃取且萃取率为90%。那么定容为25ml体积内水相中铜的浓度为：C'C/0.901.0105/0.90mol/L1.1105mol/L显色时是将试样处理成100ml试液。从中移取10ml显色定容至25ml。因此原试液中铜的浓度为C''1.110525/10mol/L2.75105mol/L故样品中铜的质量百分数为w (m/mCu

)100%(C''VMCu

/m)100%s(2.7510510010363.55/0.200)100%0.087%第十章红外吸收光谱分析例C=S键的力常数为伸缩振动吸收峰的频率。ku'解：由公式 ku'mm 12.0111532.064mm1212.0111532.064u'mm1212.0111532.0641 2108.7379 1302 1393cm108.7379 C31010cm11393cm14.181013s1cs2：已知

C

2920cm1,求

?CDku'解：根据公式 ku'C

1302 ,

C

1302kuCHCkuCHCHku'CDCDu'u'CHu'CDCDC

kCD

所以 12112121121122122u'C