仪器分析课后习题答案(武大版)

仪器分析课后习题答案（武大版）

仪器分析课后习题（参考）

（部分）

第一章绪论

1.仪器分析有哪些分析方法？请加以简述。

答：a.光学分析法b.电化学分析法c.分离分析法d.其它分析方法。

光学分析法：分为非光谱法和光谱法。非光谱法是不涉及物质内部能

级跃迁，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化，从而建

立起分析方法的一类光学测定法。光谱法是物质与光相互作用时，物质内

部发生的量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度而进行的分

析方法。

电化学分析方法：利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方

法。

分离分析方法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和

解析能力、迁移速率等方面的差异，先分离，后按顺序进行测定的一类分

析方法。

其它仪器分析方法和技术：利用生物学、动力学、热学、声学、力学

等性质测定的一类分析方法。

3.仪器分析的联用技术有何显著优点？

答：多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到发挥,

缺点得到克服，尤其是仪器与现代计算机技术智能融合，实现人机对话,

不断开拓了一个又一个的研究领域。

第二章分子分析方法

2.为什么分子光谱总是带状光谱？

答：因为当分子发生电子能级跃迁时，必须伴随着振动能级和转动能

级的跃迁，而这些振动的能级和转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的,

所以是带状光谱。

4.有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型？那些类型的跃迁可以在紫

外可见光区吸收光谱中反映出来？

答：6-6*、n-6*、n-6*、r）f6*、（■）-*□*、n—►n*o其中n

-6*、n-n*、n-n*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反

映出。

5.何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应，淡

色效应、向红基团、向蓝基团？

答：深色团：分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。

助色团：与生色团和饱和燃相连且使吸收峰向长波方向移动，并使吸

收强度增强的原子或原子团，如：-OH、-NH2o

长移：某些有机物因反应引入含有未琪县电子对的基团，使吸收峰向

长波长的移动的现象。

短移：某些有机物因反应引入含有未琪县电子对的基团，使吸收峰向

短波长的移动的现象。

峰：吸收曲线的峰称为吸收峰，吸收程度最大的峰称为最大吸收峰。

吸收曲线：又称吸收光谱，通常以入射光的波长为横坐标，以物质不

同波长光的吸收A为纵坐标，在200-800nm波长范围内所绘制的A-A曲线。

浓色效应：使吸收强度增强的现象。

淡色效应：使吸收强度减弱的现象。

向红基团：使吸收峰向长波长移动的基团。

向蓝基团：使吸收峰向短波长移动的基团。

7.何为溶剂效应？

答：溶剂的极性不同会引起某些化合物的吸收峰发生红移或蓝移的作

用。

9.有机物分子的吸收带有那些类型？产生的原因是什么？各有何特

点？

答：有R、K、B、E等吸收带类型。

R吸收带：由发色团（＜=0、-N=0）的n-n*跃迁产生。

特点:跃迁所需能量少,通常为200-400nm；跃迁概率小，一般C<100,

属于弱吸收。K吸收带：由共辅体系n-n*跃迁产生。

特点：跃迁所需能量比R吸收带大，跃迁概率大；K吸收带波长及强

度与共轨体系数目、位置、取代基总类有关。

B吸收带：由共轨体系n-n*跃迁产生。

特点：当苯环上有取代基且与苯环共物或在极性溶剂中测定时苯的精

细结构部分消失或完全消失。

E吸收带：由芳香族化合物的n-n*跃迁产生,可分为EI带和E2带。

特点：是芳香族化合物的特征吸收带，常用来判断是否有芳香环。

13.如何选择参比溶液？参比溶液作用是什么？

答：选择：a.当显色剂、试剂在测定波长下均无吸收时，选纯溶液做

参比液。b.若显色剂和其它试剂无吸收，而试液中其它离子有吸收，则用

不加显色剂的试液做参比液。

c.若显色剂和其它试剂吸收而试液无颜色时，以不加试液的试剂显色

剂按操作步骤配成参比溶液。

作用：用适当的参比溶液在一定的入射波长下调节A=0；可以消除比

色皿、显色剂、溶剂和试剂对待测组分的干扰。

17.何为配对池？如何正确选择使用配对池？

答：吸收池由于在使用过程中受到化学腐蚀或受的摩擦程度不同，因

此在同样条件下测定本底吸光度有差异，差异最小的同一吸收池称为配对

池。

选择：工作时，用空气空白或蒸储水空白在一定波长下测吸光度值,

选择配对池投入使用，如吸收池受污染很严重，用适当的试剂处理并用蒸

储水洗净后再进行选择，以提高测定的准确度。

18.计算化合物CH2=C(CH3)-C(CH3)=CH2的入max。

解：母体二烯217nm

两个取代基5nmx2

计算值(入max)227nm

24.产生红外吸收的条件是什么？

答：a.辐射应具有能满足的物质产生振动跃迁所需能量。

b.辐射与物质间有相互偶合作用。

27.进行红外光谱分析时，为什么要求试样为单一组分且为纯样品？为

什么试样不能还有游离水分?

答：如果试样不纯，混合中各组分的光谱相互重叠，给未知化合物的

鉴定带来困难，水有红外吸收，会引起严重干扰，使样品的红外光谱失真

而且会侵蚀吸收池的窗片，使透光性变差，故样品中不能含有游离水分。

第四章原子光谱吸收法(AAS)

1.共振线：在所有原子发射谱线中，凡是由各高能级跃迁迂回到基态

时所产生的谱线称为共振线。

6.原子吸收法有何特点？它与吸光光度法比较有何异同？

答：特点:①灵敏度高②精密度好③选择性好，方法简单④准确度

高，分析速度快⑤应用广泛

相同：①基本原理相同②都属于吸收光谱③吸收有选择性④上机

测定相均为液态。

)产生特征锐线光源的基本原理。

答：空心阴极灯产生的光源是锐线光源。

锐线光源具有：①能发射待测元素的共振线；②能发射锐线；③辐射

光源强度大，稳定性好。

原理：当阴极和阳极间施加足够的直流电后，电子由阴极高速射向阳

极运动中与内充惰性气体原子碰撞并使其电离。电离产生的正离子在电场

作用下高速碰撞阴极腔内壁被测元素的原子，使其以激发态的形式溅射出

来，当它很快从激发态返回基态时，便辐射出该金属元素的特征共振线。

11.原子吸收法主要有那些干扰？怎样消除或抑制？并举例说明。

答：①光谱干扰：a.非共振线干扰，通过减小单色器出射狭缝宽度的

方法抑制或消除。b.空心阴极灯的发射干扰，采用纯度较高的单元素灯。

②电离干扰：加消电离剂。

③化学干扰：加入释放剂、或保护剂或缓冲剂。

④物理干扰：尽量保持试液与标准溶液的物理性质和测定条件一致。

12.使谱线变宽的主要原因有哪些？它们对原子吸收法有什么影响？

答：自然变宽；热变宽；压力变宽谱线叠加变宽；自吸变宽。

谱线变宽的影响：主要影响原子吸收分析法的准确度和灵敏度。

16.什么是正常焰、富燃焰、贫燃焰？为什么原子分析中一般不提倡使

用燃烧速度太快的燃气？

答：①正常焰;按化学计量配比。计量配比值=燃助比。

②富燃焰：计量配比值<燃助比。

③贫燃焰：计量配比值>燃助比。

不提倡使用燃烧速度太快的燃气原因：如果燃烧速率大于供气速率，

火焰可能会在燃烧器或雾化室内燃烧，将损坏仪器甚至可能发生爆炸。

17.石墨炉原子法有何优缺点？

答：优点：需样量少、灵敏度高、试样利用率高、可以直接测定黏度

大的试液和固体样品、其整个过程都在一密闭且配置冷却装置的系统进行,

比较安全且记忆效应小。

缺点：精密度不高、装置复杂、操作复杂、分析速率慢。

18.原子吸收定量分析方法有哪几种？个适用于何种场合？

答：a.标准曲线法：测量与标准试液组成相近似的批量试液。

b.标准加入法：待测元素的浓度在加入标准后仍成良好线性。

C.浓度直读法：仪器工作条件稳定，试液与标准溶液的操作条件相同。

d.双标准比较法：采用两个标准溶液进行工作，其中一个比试液稍浓；

一个比试液稍稀。e.内标法：在标准溶液和标准试液中分别加入一定量试

液不存在的内标元素，同时测定分析线和内标线的强度比，并以吸光度的

比值对待测元素含量绘制标准曲线。

26.测定某样品中锌，称2.5000g用适当方法溶解后定容为250.00mL

混合后用原子吸收法测定，现准确吸取10.00ml该溶液两份，一份加入

25ug/ml锌标准溶液1003,然后定容为25.00ml,混匀,在原子吸收分光

光度计上测得吸光度为0.033c另一份不加标准溶液，

同样定容25.00ml,在相同条件下测得吸光度为0.022,求样品中锌含

量？

解：Ax=0.022Ao=0.033

Co=(25*100*0.001)/25.00

带入式：Cx=[Ax/(Ao-Ax)]*Co

=[0.022/(0.033-0.022)]*0.100

=0.2(ug/ml)

所以样品中锌含量为：

Am=0.2/(2.5/250*10/25)=50(ug/g)

第八章色谱分析导论

1.色谱分析法最大特点是什么？它有那些类型？

答：特点：选择性好、分离效能高、灵敏度高、分析速度快。

类型：按两相状态：气-固色谱、气-液色谱。

按固定相外形及性质：薄层色谱、柱色谱。

按分离原理：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱。

2.从色谱流出曲线上通常可以获得哪些信息？（198页）

答：①根据色谱峰个数，可以判断样品中所含组分的最少个数。②

根据色谱峰的保留值或位置，可以进行定性分析。

③根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析。

④色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据。⑤

色谱峰两峰间的距离是评价固定相和流动相选择是否合适的依据。

8.衡量色谱柱效能的指标是什么?衡量色谱柱选择性的指标是什么？

答：衡量色谱柱效能的指标是有效塔板数（n

柱选择性的指标是两组分的相对保留值。

22.两组分的相对保留值r2,l为1.231,要在一根色谱柱上完全分离

（R=1.5）所需有效塔板数n

解：有效有效）或有效塔板高度（h有效）；衡量色谱为多少？设有

效塔板高度H有效为0.1cm,应使用多长的色谱柱？n有效=

16*R[r2,l/（r2,l-l）]22

=16*1.52[1,231/（1.231-1）]

=1022.338

由h有效=L/n有效所以L=h有效*n有效

=0.1*10-2*1022.338m=1.022m

第九章气相色谱法

L简述气相色谱分析仪的分离原理和流程。

答：当流动相中样品混合物经过固定相时.，就会与固定相发生作用，

由于各组分在性质结构上的差异，与固定相相互作用的类别、强弱也有差

异，因此，在同一动力作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从

而按先后不同的次序从固定中相流出。

流程：气路系统一进样系统f分离系统一温控系统一检验和数据处理

系统。

2.对固定液和担体的要求是什么？如何选择固定液？

答：对担体：具有足够大的表面积和良好的空穴结构，使固定液与试

样的接触面积较大，能均匀地分布成一薄膜，但载体表面积不宜过大否则

犹如吸附剂，易造成峰拖尾；表面呈化学惰性，没有吸附性或很弱，更不

能与被测物起反应；热稳定性好、形状规则、粒度均匀，具有一定机械强

度。

对固定液：选择性好、热稳定性好、化学稳定性好、对试样各组分有

溶解能力、粘度低、凝固点低。

固体液选择：①分离非极性物质：选非极性固定液。

②分离极性物质：选择极性固定液。

③分离非极性物质与极性物质混合：选极性固定液。

④分离能形成氢键的试样：选极性或氢键型固定液。

⑤复杂难分离物质：选两种或以上的固定液。

3.热导检测器和氢火焰离子化检测器基本原理是什么？他们各有什么

特点？

答：热导检测器是基于不同物质具有不同热导系数，通过测定参比池

和参比池发热体热量损失的比率，即可测出气体组成和含量。氢火焰离子

化检测器主要以氢气在空气中燃烧火焰作为能源，利用含碳有机物在火焰

中燃烧产生的离子，在外加电场的作用下，使离子形成离子流，再根据离

子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。

氢火焰离子化检测器：主要通过分析产生的离子流来分离色谱组分；

热导检测器：利用损失的热量来检测待测物组成和含量。

结果如下：解：*/Xi=Aifi/(Alfl+A2f2+......+Anfn)X100%

X二氯乙烷=(1,00*1.50)/(1.00*1.50+1.65*1,01+1.75*2,80)*100%

=18.5%

X二滨乙烷=(1.65*1.01)/(1.00*1.50+1.65*1.01+1.75*2.80)*100%

=20.6%

X四乙基铅=(1,75*2.82)/(1.00*1,50+1.65*1,01+1.75*2,80)*100%

=60.9%

8.什么叫程序升温、温度选择原则？检验器的应用？(PPT列题)

答：程序升温：指在一个分析周期内柱温随时间由低到高作线性或非

线性变化，这样能兼顾高低沸点组分的分离效果和分析时间，使不同沸点

的组分由低沸点到高沸点依次分离出来，从而达到最短时间获得最佳分离

效果的目的。

温度选择原则：使最难分离组分尽可能好分离前提下，采取适当低的

温度，但应以保留时间为宜、峰形不拖尾为度，同时柱温不能超过固定液

的最高温度，以免造成固定液流失。

检测器的应用:

热导检测器（TCD）：是气相色谱常用检测器；结构简单、性能稳定、

对有机物和无机物都有响应；线性范围宽且不破坏样品，但是其灵敏度较

低。

（氢）火焰离子化检测器（FID）：是气相色谱常用检测器之一；结构

简单，灵敏度高，体积小，响应快，线性范围宽，稳定性好，对含碳有机

物有很高的灵敏度，但是其属于选择

性检测器，只对有机物产生信号，不能检测永久气体H2S、CO、82、

氮氯化物等物质。

第十章高效液相色谱法及超临界液体色谱法

1.影响高效液相色谱峰展宽的因素有那些？

答：固定相、流动相和停滞流动相的传质阻力系数；组分在流动相和

固定相中的扩散系数；固定相厚度；固定相平均颗粒直径；流动相线速率；

柱效应。

柱前峰变宽：由于进样器和进样器到色谱柱连接管的死体积以及进样

时液流扰动引起的扩散都会引起色谱峰的展宽和不对称。

柱后峰展宽：主要由于检测器流通过池体和连接管引起。

2.高效液相色谱仪一般分为那几个部分？试比较气相色谱和高效液相

色谱的异同点。答：主要有高压输液、进样、分离、检测等系统组成；

此外还配有梯度淋洗、自动进样及处理等辅助系统。

相同：色谱理论一致（范氏方程中有差别），定性、定量原理一致，

都可以用计算机控制色谱操作条件。

异同：a.气相色谱法只能分析气体和沸点较低的化合物可分析的有机

物仅占有机物总数的20%；高效液相色谱法可以对沸点较高,热稳定性差，

相对分子质量大的有机物进行分离和分析。

b.气相色谱法的流动相是惰性气体，仅起运载作用，高效液相色谱法

中流动相可以选择不同极性液体，

c.气相色谱法一般都在较高温度下进行分离和测定，其应用范围受到

限制；而高效液相色谱法一般在室温下进行分离和分析，不受样品挥发性

和高温下不稳定性的限制。

3.什么叫做梯度洗脱？有什么优点？

答：梯度洗脱：指的是在一个分析周期中，按一定程序连续改变流动

相中溶剂的组成(乳溶剂的极性、离子强度、PH等)和配比，使样品中各

组分都能在适宜条件下得到分离。

优点：梯度洗脱可以改善峰形，提高柱效应，减少分离时间，使强保

留成分不易残留在柱上，而保持了柱子的良好性能。

注意：高效液相色谱法中的梯度洗脱相当于气相色