仪器分析习题解

第七章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。重点：有关方法和仪器的基本术语。部分习题解答10、用标准加入法测定一无机试样溶液中镉的浓度。各试液在加入镉标准溶液后，用水稀释至50mL，测得其吸光度如下表所示。求镉的浓度。加入镉标准溶液加入镉标准溶液试液的体积/mL序号023424210410A=1A=2A=3一系列镁标准溶液（1μg·mL-1）及自来水水样于50mL容量瓶中，分别加入5%锶盐溶液2mL后，用蒸馏水稀释至刻度。然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度，其数据如下表所示。计算自来水中镁的含量。镁标准溶的体自来水水积/mL样mL解：吸光度（A）—标准溶液含镁量(μg）的标准曲线线性回归得将A=代入得自来水样中含镁量为μg。-1-112、某原子吸收分光光度计倒线色散率为1nm/mm，狭缝宽度分别为,,，问对应的通带分别是多少第八章紫外-可见分光光度法基本要求：掌握紫外一可见吸收光谱的特征及其产生的原因，化合物、苯和单取代苯的特征吸收，了解影响紫外一可见吸收光谱的因素，共轭烯烃、α、β一不饱和羰基化合物的λmax的估算以及UV-Vis在定性了解显色反应及显色条件的选择，掌握光度测量条件的选择原则，了解多组分分析、光度滴定、酸碱离解常数的测定、双波长光度法以及配合物的组成和K测定等方面的应用及其稳重点：紫外一可见吸收光谱的特征，Lambert-Beer定律及其物理意义，光度分析的应用。33部分习题解答8、能否用紫外光谱区别下列异构体33解：α、β不饱和酮maxmaxα、β不饱和酮基值+β位烷基取代1个更高位烷基∴两个结构的λ之差较大，故可以用紫外光谱区别。max9、计算下述化合物的λ。max增加一个共轭双链30烷基取代4个4×5max（B）共轭二烯基值217增加一个共轭双链30烷基取代4个4×5max（C）共轭二烯基值217增加一个共轭双链30烷基取代4个5×5max10、某化合物的结构可能是A或B，经紫外光谱测定λEtOH=352nm，试max判断应为哪种结构增加一个共轭双链30max增加一个共轭双链30max11、根据红外光谱和核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为（1）或（2）。其紫外光谱的λEtOH=284nm(ε=9700试问其结构为何式maxmax（2）α、β不饱和酯基值193max12、有一个化合物，其化学式为CH，它有如下4个异构体，试推测它们的紫外光谱哪个的λ最大，哪个的λ最小maxmaxmaxmaxmaxmaxmaxmax测定蛋白质本身无色）解：应选用试剂空白为参比溶液。22、Fe3+用硫氰酸盐显色后，定容至50mL，用1cm比色皿，在波长480nm处测得A=。求吸光系数a及摩尔吸光系数ε。A=,b=1cm,A -1=ml=L=0.0016-5mol/L-1-1mol/L224、某钢样含镍约%，用丁二酮肟比色法(ε=×104）进行测定。试样溶解后，定量转入100mL容量瓶中，显色，用水稀释至刻度。于波长Ni设此时试样应取m克A=A=εbc25、在Zn2++2Q2-—ZnQ一显色反应中，当螯合剂的浓度超过阳离子40倍以上时，可以认为Zn2+全部生成ZnQ一。在选定的波长下，用1cm吸收池，测得两种显色反应溶液的吸光度如下：Zn2+初始浓度Q2-初始浓度A求该配合物的稳定常数。解：①∴② Q2Zn2+全部生成ZnQ2一2-1 cQ2mol·L-12K稳6[Zn2+][Q2]2A试用代数法和图解法求甲基橙的pK值。aAA AAHBB将pH=，A=代入得pKa=取平均值pKa=第九章分子荧光光谱法基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素，掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点，重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。第十章红外及拉曼光谱法基本要求：了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达，掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的了解拉曼光谱的原理及应用。重点：IR光谱产生的条件，影响吸收峰位置，峰数和强度的因素，常见基团的特征吸收频率。部分习题解答2、下列振动中哪些不会产生红外吸收峰（1）CO的对称伸缩（2）CHCN中C—C键的对称伸缩3（3）乙烯中的下列四种振动H-H+H-H+H-H+H+H-（3）只有D无偶极矩变化，无红外吸收峰3、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带（1）CH——COH—COCH（2）CHCOCHCHCHCHCHOO解1）CH——COH在3300~23OO—COCH3其v位于1746~1700cm-1C=O无v吸收，其v位于1750~1735cm-1OHC=OOOO其2820O其2820cm-1及2720cm-1有醛基费米共振双峰。（2）CHCCH其v位于1720~1715cm-1OOv位于1740~1720cm-1C=OC=OC=O4、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收各由什么类型振动引起HO——CH=OCH—COCHC≡CH（AB）Ov2820~2720cm-1双峰CH(O)v1740~1720cm-1C=O（B）CH—COCHC≡CH：vC=OvC—O—CvC≡C-1-1v3100~3000cm-1=CH1750~1735cm-11300~1000cm-12300~2100cm-1COCH2OCHCOCH2OCH3NH2CHNH2vvvδδ3300~3200cm-12962±10cm-1、2926±5cm-12872±10cm-1、2853±10cm-11450±20cm-1、1465±20cm-11380~1370cm-15、红外光谱（图10-28）表示分子式为CHON的一种化合物，其结构与下列结构式哪一个符合NHCOCHNHCOCH3（AB）NHCHNHCH32（DE）解A）结构含—OH，而图中无v峰，排除O（C）结构中含—CNH，伯酰胺，而图中无1650、1640cm-1的肩峰，2（D）与（E）结构中有—COOH，而图中无3000cm-1大坡峰，排除。Ar—NC=O1600~1400cm-1为苯骨架振动1300~1000cm-1表示有C—O—C6、芳香化合物CHO，红外吸收峰为3380,3040,2940,690和740cm-1，试推导结构并确定各峰归属。3380cm-1表明有—OH3040cm-1表明为不饱和H690与740cm-1表明苯单取代得CH2OH=C—HC—O690与740cm-1为苯单取代δC—H2CH=CHCHC≡N=C—HC—HC≡N1418cm-1为δ;C—H990cm-1和935cm-1为烯烃—取代δ=C—H8、分子式为CHOCl的化合物，红外吸收峰：3080，2810，27OCl——CH=C—HCH（O）C=O1593、1573、1470、1438cm-1为苯骨架振动v；C=C1383、1279、1196、1070cm-1为苯对位取代倍频和组频；900及817cm-1为苯对位取代δ;C—H2N—H1620cm-1为δ;N—H333所以为CH—CH—NH32sC—O—CasC—O—CC=O31:2，表明有CH—C—CH—CH32960cm-1为vC—H所以可为33CH—C333COCH3或O3CH—C—O—C33其中之一。若需确证，还需有其它信息。11、化合物分子式为CHNO，据图10-31的IR谱推导结构。2N—HO1640cm-1峰在1650cm-1处有高峰，表明为伯酰胺—CNH；2N—HN—H33所以33OCH—C—NH2第十一章核磁共振波谱法基本要求：了解什么是核磁共振以及发生核磁共振的必要条件，了解什么是化学位移以及影响化学位移的因素（电负性、磁各），了解自旋一自旋偶合及自旋偶合所产生的裂分，了解核磁共振的基本实验技术和常用的去偶方法，能利用1HNMR上化学位移、偶合常数、积分面积确定分子结构），部分习题解答1、下列原子核中哪些核有自旋角动量2、使用300MHz的频率照射时，发现某氢核吸收峰与TMS峰间的频率差(Δν)为2184Hz，该吸收峰的化学位移(δ)为多少03、下列化合物中各有几种等价质子O—CH23（2）CHCH3O—CH23（4）CHCH=CHCHC2（5）CHCHClCHCHHC2222（7）C*—CHBr（8）(CH)C(OH)CHCOCHBr解1）2种（2）3种（3）5种4、下列化合物的1HNMR谱中有无自旋-自旋偶合，如有偶合裂分，应产生几重峰（1）ClCHCHI（2）ClCHCHCl（3）（4）CHBr=CHCl（反式）22（2）Cl（2）Cl222aCHab3ab（3）CH—C—CHBr33CHBBrHabCl5、据下列分子式及1H（1）CHBr：两组峰（2）CHO：三组峰aH：三重峰bH：三重峰无偶合，单峰bH:单峰bH:双峰NMR信息推结构式，并注明各峰归属（a→b3—2OHb（3）CH—CH—NOCH（4）CHCHSCHCl（5）CH—CH—COONa6、由下列化合物的氢谱数据及分子式推结构。（1）CHOδ(9H)单峰（2）CHOδ(3H)三峰（3）CHOCH33CH3O（2）CH—CH—C—CHHNOHNO（3）CH—OCHCH—OCH8、某化合物分子式为CHN，其1HNMR（图11-30）谱如下，试推导CH9、化合物分子式为CHNO，1HNMR谱如图11-31，试推结构。CH—CHCH—CH2第十三章色谱法基础基本要求：了解色谱法的分类及其特点，掌握保留值、峰宽、容量因子等色谱术语，掌握塔板的概念及描述柱效能的参数，了解速率理论方程的特点和意义，掌握分离度的定义以及影响分离度的三个因素，了解色谱定性和定量的方法，保留指数和校正因子（f）。难点：速率理论，影响分离度的因素，保留指数，校正因子。部分习题解答8、在GLC中，下列措施对板高（H）有何影响①增加液相载荷量②减慢进样速度③升高汽化室温度④增大载气流速⑤减小载体粒度optopt⑤减小载体粒度，dp↓,H↓;但dp过小，不便填充，λ会增⑥降低柱温，会使D、D减小，对B、C均有影响，对H的影响视分子扩散项和传质阻力项的相对大小而定。10、在实际色谱分析工作中，假设其他条件不变，①欲将分离度（R）提高一倍，柱长（L）要增加多少倍②理论板数（n）增加一倍，分离度（R）增加多少倍解：由分离度表达式知RnHR2tR1)2tR2tR1BC()BC()-12、根据vanDeemter方程，导出以常数A、B、C表示的最佳线速optminBu通过求极值，可得到与HminHH对应的uB14、组分A和B在某气液色谱柱上的分配系数分别为495和460，试问哪一个组分先流出色谱柱AB当色谱柱确定时AB而k,亦为保留值①组分A相对于组分B的相对保留值是多少②组分B相对于组分A的相对保留值是多少③对于组分A，容量因子（k′）是多少④组分B在固定相上平均停留时间是多少R,BR,B=R,At,t,==M,①r,AB,t,t,,,At,Mt,=,,②r,,t,t,,,,,16、在一根2m长的硅油柱上分析一个混合物，得下列数据：RW/cm已知记录纸速度为1200mm·h-1。求此色谱柱对每个组分的理论塔板数和解：纸速=—-1|-(8|-（)R苯n=(tR)2Wn17、分析某种试样时，两个相邻组分的分离因子α=，柱的有效塔板高度H=L=1mm，需要多长的色谱柱才能使这两个组分的色谱峰达到基线分离（即R=）解：假设=C一118、色谱图上的两个色谱峰，其保留时间和半高宽分别为：R1=3min20s,tR2=3min50s,Wh/2,1cm·min-1，求这两个色谱峰的分离因子(α)和总分离效能（K）。1200230K20、A，B两组分在某柱上的保留时间分别为和，理论板数对这两个BCBC①A，B两组分能分离到何种程度②假设A，B的保留时间不变，欲使分离度达到R=，理论板数应为多少21、有两只长度相同的色谱柱I和II，测得速率理论方程式的常数I求：①柱I和II的最佳线速度（u）和最小板optmin②高效柱的柱效能是低效柱的几倍解：①uopt=245cm/s;opt=s;Hmin=A+2BCmin②两只柱长相同；柱IminL─;体积为，流动相体积为，流动相体积流速为min，求a,b两组分的保留体RM+KV+KVCt=──R0.8t=─R0.8百分含量百分含量组分峰面积/cm2f衰减正庚烷1乙酸乙酯4计算各组分的百分含量，并填在上表中。解：由归-法公式计算，注意组分峰面积应由测得的面积×衰减倍数质量分数Σ%14、准确称取苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯四种纯化合物，配成混合溶液，在一定的色谱条件下进行分析，得到以下数据：纯物质量/g峰面积/cm2试求各组分以苯为参比物质的校正因子（f）。ii以环己酮作内标，称取环己酮加到试样中，混合均匀后吸取此试液3μL进样，得到色谱图上测得各组分峰面积及已知的相对响应值如下表所示：峰面积A相对响应值s环己酮求试样中甲酸、乙酸和丙酸的百分含量。解：由内标法公式计算甲酸=%乙酸=%丙酸=%第十四章气相色谱法基本要求：了解气相色谱仪的流程及主要部件，了解气相色谱柱、气相色谱固定相的类型，固定液的极性表达了解气相色谱检测器的性能指标，几种检测器的结构、检测原理、特点以及主要操作条件，联用技术，掌握气相色谱分析条件的选择原则，了解程序升温气相色谱法和毛细管气相色谱法的特点。重点：气相色谱柱和固定液的选择，气相色谱检测的结构、原理、特点及主要操作条件。部分习题解答2二醇-400为固定液，预测它们的出峰顺序。26、在气相色谱分析中，为了测定下面组分，宜选用哪种检测器①农作物中含氯农药的残留量；④苯和二甲苯的异构体。解：①ECD②TCD③FPD④FID或TCD2的色谱峰高为10cm，半高宽为，记录仪器灵敏度为·cm-1，仪器噪声为，求其灵敏度和检测限。解：FID为质量流量敏感型检测器，其灵敏度21-1；2增加u=1200mm·h-1=2cm·min-1；2苯的密度为·mL-1171-1）1S8、以TCD作检测器，对某混合物作气液色谱分析，得到六个峰，它们的保留值（以对应的记录纸长表示、单位cm）如下：组分组分空气正己烷环己烷正庚烷甲苯正辛烷保留值/cm试计算甲苯和环己烷的保留指数（I）。--lz