光学分析导论

光学分析导论选择题1-1〔CA〕A.较大 B.适中 C.较小 D.任何都可1-2.对于同级一光谱，光栅的区分率是常数，当波长变化时区分率〔A〕A.不变 B.变化 C.无法确定1-3.光栅的色散率，在肯定波长范围内，波长增大，色散率〔C〕A.增加 B.削减 C.不变 D.无法确定1-4.光栅的分光原理是由构成的光栅对不同波长的光有〔A〕A．干预和衍射的作用B.衍射的作用 C.干预的作用1-5.光栅分入射角为i，衍射角为,光栅斜面与刻度线斜面的夹角为,要使衍射光最强，只有当〔A〕A.i== B.i>= C.i>>1-6.在紫外光区测定时，吸取池的材料是〔C〕A．玻璃B.透亮塑料 C.石英1-7.棱镜的分光原理是依据构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的〔C〕A．透射 B.色散率 C.折射率 D.反射1-8.同一光栅，二级光谱的色散率是一级光谱的〔A〕A．2倍 B.1倍 C.0.5倍 D.不确定1-9.带光谱产生的缘由〔B〕A.炎热的固体 B.受激分子 C.受激原子以下色散元件中,色散均匀,波长范围广且色散率大的是 ( C A．滤光片 B.玻璃棱镜 C.光栅 D石英棱镜某台原子吸取分光光度计，其线色散率为每纳米1.0mm，用它测定某种金属离子，该离子的灵敏线为403.3nm，四周还有一条403.5nm的谱线，为了不干扰该金属离子的测定，仪器的狭缝宽度达： ( B)A <0.5mm B <0.2mm C <1mm D <5mm1-12在光学分析法中,承受钨灯作光源的是( C)A.原子光谱B.分子光谱 C.可见分子光谱D.红外光谱1-13 165～360nm的波谱区的原子吸取光谱,应选用的光源为(D)A钨灯B能斯特灯 C空心阴极灯 D氘灯1-14同一电子能级,振动态变化时所产生的光谱波长范围是 ( C A可见光区 B紫外光区 C 红外光区 D 微波区问答题光谱仪由哪几局部组成？它们的功能各是是什么？光谱仪的光源的种类及用途单色器由哪几局部组成？它们的功能各是什么？计算题假设用每毫米刻有500590nm谱线，当光束垂直入射和以30°角入射时，最多能观看到几级光谱？[解]依据光栅公式n=d(sin+sin)，nsin=1d=1/500=0.002mm=2023nm〔1〕当光垂直入射时Sin=sin0=0n=d/sin=2023×1/590=3〔2〕当=30°时sin=1/2最多能看到衍射级次n的最大值对应于反射角=90°即sin=1d为光栅上二刻痕线间距离,故d=1/500mm=1/5000cmb(sin+sin) 0.5+1所以 n=───────=──────────=5.095 5000×5896×10-8答：最多能看到第5级条纹。5mm721000cm-1的红光，光栅能区分的最靠近的两条谱线的波长差为多少？解：(1)由光栅的区分率公式： =1×5.00×72=360(2)= /R=1000×107/360=27.8nm有一每毫米1200条刻线的光栅，其宽度为50nm，计算(1)在一级光谱中，该光栅的理论区分率为多少?(2)对于λ=600nm少？(3)要将一级光谱中742.2nm和742.4nm两条光谱线分开,则需多少刻线的光栅?一、原子放射光谱分析法1选择题原子放射光谱是由以下哪种跃迁产生的？(B)电热能使气态原子内层电子激发电热能使气态原子外层电子激发辐射能使气态原子内层电子激发辐射能使气态原子外层电子激发原子放射光谱仪中光源的作用是(D)得到特定波长和强度的锐线光谱将试样中的杂质除去，消退干扰供给足够能量使试样灰化供给足够能量使被测元素蒸发解离、原子化和激发放射光谱法定性分析矿物粉末中微量Ag、Cu时，应承受的光源是(A)直流电弧光源B.低压沟通电弧光源C.高压火花光源D.电感耦合等离子体光源用原子放射光谱法直接分析海水中重金属元素时，应承受的光源是(D)A.直流电弧光源B.低压沟通电弧光源C.高压火花光源D.电感耦合等离子体(D)A.直流电弧光源B.低压沟通电弧光源C.高压火花光源D.电感耦合等离子体放射光谱摄谱仪的检测器是(A)A.感光板B.暗箱D.光电倍增管C.硒光电池用放射光谱进展定量分析时，乳剂特性曲线的斜率较大，说明(B)A.惰延量大B.反衬度大D.反衬度小C.展度大摄谱法原子光谱定量分析的依据是(C)I－N基

S－lgND.△S－lgcC.I－lgc在放射光谱定量分析中以下选用的“分析线对”正确的选项是(A)A.波长和激发电位都应接近B.波长和激发电位都不肯定接近D.波长要接近，激发电位可以不接近C.波长不肯定接近，但激发电位要相近测量光谱线的黑度可以用(C)摄谱仪B.映谱仪C.测微光度计D.比长计(D)(A)直流电弧光源 (B)低压沟通电弧光源(C)高压火花光源 (D)电感耦合等离子体原子放射光谱仪中光源的作用是(D)得到特定波长和强度的锐线光谱将试样中的杂质除去，消退干扰供给足够能量使试样灰化供给足够能量使被测元素蒸发解离、原子化和激发填空题放射光谱是指物质的分子、原子或离子受到外界能量〔电能、热能、化学能〕的激态原子或离子受激发而产生的，又称为原子光谱或离子光谱。带状光谱是由气态分子受激发而产生的，又称分子光谱。连续光谱是由炎热的固体或流体放射的，各种波第一共振线是放射光谱的最灵敏线，它是由第一激发态跃迁至基态时产生的辐原子在高温下被激发而放射某一波长的辐射，四周温度较低的同种原子(包括低能级原子或基态原子)问答题请表达光谱定量分析的根本原理,即罗马金公式I=acb记录。何谓内标法？光谱定量分析时为何要承受内标法？答：在被测元素的谱线中选一条分析线，在基体元素谱线中选一条与它相均匀的内标线，依据这一对谱线强度的比值对被测元素的含量制作工作曲线，然后对未知试样进展定量分析的方法称为内标法。由于谱线强度I因试验条件的波动等因素带来的影响，提高准确度。具有哪些条件的谱线对可作内标法的分析线对？可作内标法分析线对的要求是：①内标元素的含量须恒定。②分析元素和内标元素的挥发率必需相近，以避开分馏现象，否则发光蒸气云中原子浓度之比随激发过程而变。③内标元素与待测元素的激发电位和电离电位应尽量相近，这样，谱线的强度比可不受激发条件转变的影响。④分析线与内标线的波长应比较接近，强度也不应相差太大，这样可削减照相测量上引起的误差。⑤谱线无自吸或自吸很弱，并且不受其他元素的干扰。计算题4-1用放射光谱法测定某材料中的Cu(以毫米标尺

=612，而铁的某谱线的黑度值SCu

=609，此时谱线反衬度是2.0，求该分Fe析线对的强度比。4-2有一每毫米120050nm(1)在一级光谱中，该光栅的理论区分率为多少?(2)对于λ=600nm的光，在一级光谱中，光栅所能区分的最靠近的多少？(3)要将一级光谱中742.2nm和742.4nm两条光谱线分开,则需多少刻线的光栅?计算Cu327.396nm及Na589.592nm的激发电位(eV)?c＝2.997×1010cm，1nm=10-9m，1eV＝1.602×10-19J解：Cu327.396nmNa589.592nm的激发电位激发原子和分子的价电子产生紫外和可见光谱需要的能量为1.50～8.00eV，问相应的激发波长范围是多少nm?二、原子吸取光谱分析法1选择题原子吸取光谱是(A)基态原子吸取特征辐射后跃迁到激发态所产生的基态原子吸取了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的分子的电子吸取特征辐射后跃迁到激发态所产生的分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸取产生的原子放射光谱与原子吸取光谱产生的共同点在于.(D)A.基态原子对共振线的吸取B.激发态原子产生的辐射C.辐射能使气态原子内层电子产生跃迁D.辐射能使气态原子外层电子产生跃迁在原子吸取分光光度计中，目前常用的光源是(C)A.火焰B.氙灯C.空心阴极灯D.沟通电弧空心阴极灯内充的气体是(D)A.大量的空气 B.少量的空气 C.大量的氖或氩等惰性气体D.少量的氖或氩等惰性气体空心阴极灯的主要操作参数是(C)A.内充气体的压力B.阴极温度C.灯电流D.灯电压在原子吸取光谱中，用峰值吸取代替积分吸取的条件是 〔B 〕放射线半宽度比吸取线的半宽度小放射线半宽度比吸取线的半宽度小，且中心频率一样放射线半宽度比吸取线的半宽度大，且中心频率一样放射线频率和吸取线的频率一样1-6. 原子吸取测定时，调整燃烧器高度的目的是 ( D )(A)掌握燃烧速度 (B)增加燃气和助燃气预混时间(C)提高试样雾化效率 (D)选择适宜的吸取区域原子吸取光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是 ( A )(A)愈严峻 (B)愈不严峻 (C)根本不变 (D)不变在原子吸取分析中,承受标准参加法可以消退 ( A )(A)基体效应的影响 (B)光谱背景的影响 (C)其它谱线的干扰 (D)电离效应为了消退火焰原子化器中待测元素的放射光谱干扰应承受以下哪种措施？(B )(A)直流放大 (B)沟通放大 (C)扣除背景 (D)减小灯电流与火焰原子吸取法相比,无火焰原子吸取法的重要优点为 (B (A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好填空题使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸取线，称为共振〔吸取〕线。原子吸取光谱是由气态基态原子对该原子共振线的吸取而产生的。小、可用于真空紫外区。(空心阴极灯)(光电倍增管)。一般是钨棒，而阴极材料则是待测元素，管内通常充有低压惰性气体，其作用是导电、原子吸取分析常用的火焰原子化器是由雾化器、混合室和燃烧器组成的。原子试样在火焰原子化器中原子化的历程：喷雾、雾滴裂开、脱水、去溶剂、挥影响原子化效率的因素〔火焰中〕有：(1)火焰类型与组成；(2)掌握适宜的火焰温度；(3)蒸气中基态原子的一局部可能吸取热能而被激发或电离，也可能生成分子状态，也会影响到原子化效率。火焰原子吸取光谱法中，应选择的条件有灯电流、燃助比、狭缝宽度、火焰种类及火焰部位、吸取波长、喷雾器的调整。通常，在原子吸取光谱法中，空心阴极灯的工作电流增大，反而使灵敏度变低，其缘由是温度上升引起放射线热变宽，则自吸随之增大，同时会使放射线变宽。因此选用灯电流原则是在保证发光稳定条件下,灯电流小些好。1. 2分(2334)在原子吸取法中常参加消电离剂以抑制 电离干扰 。一般,消电离剂的电离电位越 低 则效果越好。2. 2分(2430)原子在高温下被激发而放射某一波长的辐射,但四周温度较低的同种原子(包括低能级原子或基态原子)会吸取这一波长的辐射,这种现象称为 自吸 3. 2分(2472)空心阴极灯内充气的作用是导电,溅射阴极外表金属原子,从而激发金属原子放射出特征谱线.问答题?答：由于火焰原子化器存在以下缺点：火焰原子化器雾化效率低〔10％左右〕；雾化的气溶胶被大量载气稀释；基态原子蒸气在光程中滞留时间短。而石墨炉原子化器具有以下优点：不存在雾化与稀释问题；基态原子蒸气在石墨炉中的滞留时间长，相对浓度大。由此可见石墨炉原子化器的原子化效率较火焰原子化器高敏度。原子吸取是如何进展测量的？为什么要使用锐线光源？答：原子吸取是通过空心阴极灯放射的特征谱线经过试样原子蒸气后，辐射强度〔吸光度〕的减弱来测量试样中待测组分的含量。朗伯-比耳定律，必需使放射线宽度小于吸取线宽度。假设用锐线光源时，让入射光比吸取光谱窄5-10A=Kc。在原子吸取分析中为什么常选择共振线作吸取线?率大,强度高,有利于提高分析的灵敏度。何为内标?在原子放射光谱分析中如何使用?答：内标是指置于各试样及标样中的肯定浓度的某元素。使用方法如下：取定量的内标物分别置于被测试样及标准物之中，在选定波长下分别测定放射强度计算出内标在各试样中及标样中的相对强度以及待测物成分的相对强度测物与内标物两相对强度之比求出各试样的浓度…计算题火焰原子吸取法测Zn2600K，单色器的倒线色散率为20·Åmm-1，出、入射狭缝宽度均为0.1mm。试计算单色器通带。A

=65.38r(Zn)解：(1)单色器通带＝缝宽×倒线色散率=0.1x20=2〔Å〕光栅单色器的倒线色散率为20·Åmm-1，欲测Co240.73nm的吸取值，为防Co240.63nm干扰，应选择狭缝宽度为多少？解：由于光谱带宽表示了能分开的波长差的数值，而光谱带宽〔波长差〕＝缝宽×倒线色散率一、紫外－可见分光光度法1选择题物质的紫外–可见吸取光谱的产生是由于(B)A.原子核内层电子的跃迁B.原子核外层电子的跃迁C.分子的振动D.分子的转动紫外–可见吸取光谱主要打算于(C)A.原子核外层电子能级间的跃迁B.分子的振动、转动能级的跃迁C.分子的电子构造D.原子的电子构造分子运动包括有电子相对原子核的运动〔E

〕、核间相对位移的振动〔E 〕和电子 振动

〕这三种运动的能量大小挨次为〔A〕转动E

>E

>E >E电子 振动 转动 电子 转动 振动E >E

>E >E转动 电子 振动 振动 转动 电子符合朗伯-比尔定律的一有色溶液，当有色物质的浓度增加时，最大吸取波长和吸C)A.增加、不变B.削减、不变C.不变、增加D.不变、削减吸光度与透射比的关系是(B)一有色溶液符合比尔定律，当浓度为c时，透射比为T0率的对数为(D)

，假设浓度增大一倍时，透光一样质量的Fe3+和Cd2+各用一种显色剂在一样体积溶液中显色，用分光光度法测2cm1cmC)：A

r(Fe)

r(Cd)

=112.4用试验方法测定某金属协作物的摩尔吸取系数ε，测定值的大小打算于(C)A.入射光强度B.比色皿厚度C.协作物的稳定性D.协作物的浓度以下说法正确的选项是(A)A.吸光度A随浓度增大而增大B.摩尔吸光系数ε 随浓度增大而增大C.透光率T随浓度增大而增大D.透光率T随比色皿加厚而增大以下表述中的错误是(A)比色法又称分光光度法透射光与吸取光互为补色光，黄色和蓝色互为补色光D.吸取峰随浓度增加而增大，但最大吸取波长不变1-11下面哪一种电子能级跃迁需要的能量最高?( A)(A)→* (B)n→* (C)→* (D)→*填空题吸光光度法进展定量分析的依据是 朗伯-比耳定律，用公式表示为 A=bc，式中各项符号各表示：A为吸光度，b为吸取介质厚度，为摩尔吸光系数，c为吸光物质的浓度。一有色溶液对某波长光的吸取遵守比尔定律。中选用2.0cm的比色皿时，测得透光率为T，假设改用1.0cm的吸取池，则透光率应为T1/2。1cm80%，假设使用5cm的比色皿，其透光率为32.7%。朗伯-(a)_L·g-1·cm-1_和 L·mol-1·cm-1_。某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR，假设溶液中M的浓度为1.0×10-4mol.L-1，用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0.400，此络合物在525nm处的摩尔4.0×103L·mol-1·cm-1。桑德尔灵敏度(S)表示的是A=0.001时，单位截面积光程所能检测出的吸光物质的最低含量，单位是μg·cm-2

。用双硫腙光度法测Cd2+时，ε

520

=8.8×104L·mol-1·cm-1，其桑德尔灵敏度S为 1.3×10-3g·cm-1 。：A

r(Cd)

=112.4在分光光度法中,以吸光度为纵坐标,以波长为横坐标作图,可得光吸取曲线。用分光光度法中以浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，可得标准曲线。光度分析法中，引起偏离比尔定律的缘由主要有非单色光和化学因素。有色溶剂对光有选择性的吸取，为了使测定结果有较高的灵敏度，测定时选择吸取的波长应在λmaxλmax处有吸取干扰。问答题3-1浓度为3.0×10_4mol·L-1的KMnO和KCrO

0.5mol·L-1的H

SO和0.54 2 2 7 2 4mol·L-1的HPO3

介质中，用1.00cm吸取池绘制光吸取曲线如下图，4依据吸取曲线的外形答复以下问题：(实线表示KmnO，虚线表示KCrO)4 2 2 7KMnO在λ为520nm、550nm处的的吸光度A=0.74，计算对应的ε。max当转变KMnO的浓度时,吸取曲线有何变化?为什么?4(3)假设在KMnO和KCrO的混合溶液中测定KMnO?4 2 2 7 4(4)假设在KMnO和KCr

O的混合溶液中测定KCr

O的浓度，可承受什么方法?4 2 2 7 2 2 7答：(1)在520nm和550nm处KMnO的A=0.74，所以4KMnO浓度转变时，吸取曲线无4变化，其最大吸取波长λ仍为520nm和550nm，但对应的吸光度值A有变化，浓度增大，maxA值增大，浓度减小，A值减小。应选λ为好，此时KCrO

无干扰。550①联立方程式法：

2 2 7先由纯KMnO和KCrO分别求出它们的 值；4 2 2 7依据λ 处测得的A，求出：550 550吸光光度分析中选择测定波长的原则是什么？某同学试验测得一种有色物质的吸取光谱图如下,你认为选择哪一种波进步行测定比较适宜？为什么？“吸取最大，干扰最小”，以提高测定的准确性。A—λ曲线中吸光度最大处的波进步行测定。但图中λ处，A在很窄的波长范围内随λ的变化转变很大，此工作条件难于掌握准确1λ2

可减小测量误差。请将以下化合物的紫外吸取波长max值按由长波到短波排列,并解释缘由。CH2=CHCH2CH=CHNH2 (2)CH3CH=CHCH=CHNH2(3)CH3CH2CH2CH2CH2NH2[答]CH3CH=CHCH=CHNH2>CH2=CHCH2CH=CHNH2>CH3CH2CH2CH2CH2NH2下面为香芹酮在乙醇中的紫外吸取光谱,请指出二个吸取峰属于什么类型,并依据阅历规章计算一下是否符合?[答]吸取较大的峰为C=C的─→*跃迁,较小的吸取峰为C=On─→*跃迁.215nm+10nm+12nm=237nm(C=C-C=O)(-取代)(-取代)计算结果谱图吻合.二、红外吸取光谱分析选择题红外吸取光谱的产生是由于(D)分子外层电子、振动、转动能级的跃迁原子外层电子、振动、转动能级的跃迁分子外层电子的能级跃迁分子振动-转动能级的跃迁任何两个振动能级间的能量差为(A)A.hνB.1/2hνC.2/3hνD.3/2hν在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是由于KBr晶体在4000～400cm-1范C)A.不会散射红外光B.对红外无反射C.无红外光吸取D.有良好的红外光吸取特性以下气体中不吸取红外光的气体是(A)N

OC.CO

D.HCl2 2 2用红外吸取光谱法测定有机物构造时，试样应当是(B)A.单质B.纯物质C.混合物D.任何试样1-4(D)A.氘灯B.空心阴级灯C.碘钨灯D能斯特灯某物质能吸取红外光波，产生红外吸取谱图，其分子构造必定是(A)A.发生偶极矩的净变化B.具有不饱和键C.具有对称性D.具有共轭体系并不是全部的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观看到，这是由于(C)分子某些振动能量相互抵消了由于分子中有C、H、O以外的原子存在分子中有些振动能量是简并的分子既有振动运动，又有转动运动，太简单苯分子的振动自由度为(C)A.12B.18C.30D.31以下关于分子振动的红外活性的表达中正确的选项是(A)分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的Cl(A