食品仪器分析技术第3版部分习题答案

模块一紫外可见吸收光谱法及其在食品分析中的应用P13一、填空题1.频率或波长2.A=Kbc3.A=-lgT4.分子中的电子5.最大吸收波长6.0.01mol/LP14二、选择题1.A2.C（修正：选项C改为分子中电子能级的跃迁）3.C4.D5.C6.C三、简答题1.紫外光区、可见光区、红外光区、核磁共振区2.T=0.71A=0.15P19填空题光源、单色器、吸收池、检测器、数据处理系统2.棱镜、光栅3.比色皿、可见光、紫外光4.单光束、双光束选择题1.D2.B3.B4.D简答题1.见书16页2.检测器的作用是对透过吸收池的光做出响应，并转变成电信号输出，输出电信号的大小与透射光的强弱成正比。紫外可见分光光度计常见的检测器有光电倍增管和二极管阵列检测器。3.略4.略5.略6.略7.略8.略P28填空题1.显色反应、显色剂2.波长、吸光度范围、参比溶液3.100%4.浓度、吸光度选择题1.ABCD2.ACD3.ABCD简答题1.显色剂的选择、显色剂的用量、溶液的酸度、显色温度和时间等2.略3.样品的制备、显色条件的选择、干扰的消除、测定条件的选择、定性定量方法4.样品吸光度A=0.500,由直线方程可知，相当于取标准溶液的体积为6.30mL,X*5.00*2.00/250=0.216*56*1000*6.3/482.178*500X=7.9mg/mL模块二原子吸收光谱法及其在食品分析中的应用P46填空题1.共振吸收线、共振发射线、共振线2.分析线选择题1.A2.C简答题1.原子吸收光谱是以测定基态原子对同种原子特征辐射的吸收为依据进行元素分析的方法。2.相同点：都遵循朗伯比尔定律。不同点：①吸光物质不同，紫外可见吸收光谱是分子中电子吸收光的能量引起跃迁，原子吸收光谱法是基态原子吸收特征谱线引起的跃迁；②光源不同；③仪器结构不同导致实验条件不同，等等。3.自然变宽、多普勒变宽和压力变宽。4.元素周期表中大约70种元素。5.由待测元素灯发出的特征谱线通过试样蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子吸收，谱线被吸收(光强度减弱)的程度称为吸光度A,与被测元素的含量成正比，也遵循朗伯-比尔定律。P54填空题1.干燥、灰化、原子化、净化2.火焰原子化法和电热原子化法（石墨炉原子化法）选择题1.A2.D3.C4.C5.C6.B7.A简答题主要包括光源、原子化器、单色器、检测器和数据处理系统。光源的作用是发射被测元素的特征谱线；原子化器的作用是将试样中的待测元素转化为原子蒸气；单色器可将被测元素的共振吸收线与邻近谱线分开；检测器是将接收的光信号转变为电信号。3.原子化器原子化过程特点火焰原子化器待测样品溶液通过毛细管进入火焰原子化器，被分散成细雾，与燃气混合后进入燃烧的火焰中，被测元素在火焰中转化为基态原子蒸气。优点：火焰原子化器结构简单，操作方便，应用较广，火焰稳定性好，重现性好。缺点：原子化效率低，灵敏度做到ppm级。石墨炉原子化器①干燥：干燥的目的是去除试样中的溶剂，②灰化：其目的是尽可能除去试样中易挥发的基体和有机物或其他干扰元素，以减少基体组分对待测元素的干扰。③原子化：使待测化合物在尽量短的时间内转化为基态原子蒸气，此时停止通Ar气，延长原子在石墨管中的停留时间，提高灵敏度。④净化：一个样品测定完成后，高温灼烧石墨管，并通Ar气，将残留在石墨管中的难挥发杂质除去，避免记忆效应对下次测定的干扰。优点：原子化效率远比火焰原子化法高，灵敏度高(ppb级),采用石墨炉原子化法无论是固体还是液体均可直接进样，而且样品用量少。缺点：测定的精密度较低，共存化合物的干扰比火焰原子化法大，背景干扰比较严重。4.见书P53-P54P63填空题1.共振吸收线2.化学计量火焰、富燃火焰和贫燃火焰3.物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰4.改变火焰的温度或氧化还原性质、加入释放剂、加入保护剂、加入缓冲剂、加入基体改进剂选择题1.A2.D3.C4.A5.B6.D7.B8.C9.C简答题1.测量条件分析线的选择狭缝宽度的选择灯电流的选择进样量优化方法选择元素的共振吸收线通过实验方法确定通常以空心阴极灯上标明的额定电流的40～60%作为工作电流。通过实验测定吸光度随进样量的变化来选择最满意的吸光度的进样量2.干扰因素物理干扰化学干扰电离干扰光谱干扰消除方法配制与被测试样组成相似的标准溶液改变火焰的温度或氧化还原性质、加入释放剂、加入保护剂、加入缓冲剂、加入基体改进剂加入消电离剂谱线干扰可减小狭缝宽度或另选分析线；背景干扰消除的方法有：①用邻近非吸收线扣除背景②用氘灯扣背景③塞曼效应扣背景④自吸效应扣背景3.标准曲线法适用于样品组成简单或共存元素无干扰的情况，简单、快速，可用于同类大批量样品的分析。当样品中共存物质不明或基体较复杂，无法配制与样品组成相匹配的标准溶液时，使用标准加入法进行分析能够消除基体干扰。4.见GB5009.15-20235.按比例稀释6.在火焰原子化法中，火焰温度是影响原子化效率的基本因素，火焰有足够的温度才能使试样充分分解为原子蒸气状态，但温度过高会增加原子的电离或激发，而使基态原子数减少，对原子吸收不利；温度太低则试样不能解离，反而灵敏度降低，还会发生分子吸收，可能干扰更大。火焰温度由火焰种类和火焰燃烧状态来确定。7.样品试液检测吸光度为0.413，带入曲线方程得浓度为：0.99mg/L.(0.99mg/L*25mL*25*10-3)/2g=0.619mg/g=61.9mg/100g8.标准曲线方程中Y=0时，x=-0.0265mg(0.0265mg*5)/2.125g=0.0624mg/g=62.4ug/g模块三电位分析法及其在食品分析中的应用P84填空题能斯特方程指示电极；参比电极电池电动势的变化情况；滴定剂的体积可逆电对选择题D，2、B，3、B计算题解：根据公式：pH当Ex=0.06V时：pHP95一、填空题1.参比电极；指示电极；滴定装置2.甘汞电极；银-氯化银电极3.使得玻璃外表面吸收水产生溶胀，更好的形成水化层，从而达到活化电极的目的。4.pH玻璃电极5.偏高；酸差6.偏低；碱差二、选择题1.B，2.B，3.B三、简答题1.（略）2.（略）3.解：（1）饱和甘汞电极的使用方法：使用前需拔出电极上端小孔的橡皮塞，确保氯化钾溶液无气泡，并维持适当的渗出流速。氯化钾溶液应保持饱和状态，含有少许氯化钾晶体。电极液络部分需保持清洁，避免玷污或堵塞。避免甘汞直接接触皮肤，操作时应佩戴防护装备。使用后应妥善处理废液，避免环境污染。（2）PH玻璃电极的使用方法：使用前需在蒸馏水中浸泡24小时以上，确保电极稳定。测量时，电极球泡应完全浸入被测溶液中。电极插座应保持干燥、清洁，避免接触有害气体和水溶液。不测量时应将输入短路，以保护仪器。定期清洗电极，避免污染。长时间不使用时，应保存在水中。（3）氟离子选择性电极的使用方法：测量前需将电极置于氟化物标准溶液（也称为氟离子标液）浸泡活化。测量时，电极应完全浸入被测溶液中，并保持搅拌速度恒定。参比电极内充液应灌满至注入孔，无气泡。测量过程中，应确保电极对置入试液的深度相同。使用完毕后需彻底清洗电极，防止堵塞。长期不用时，应充满内参液并妥善保存。4.解：根据能斯特方程：则将E=0.316V，Ex=0.302V，c=2.50×10-4mol/L分别带入上式：求得cx=4.31×10-4mol/LP101一、填空题1.转折点（拐点）；极大值点；Δ2E/ΔV2等于0对应的点。2.用于保持溶液有较大且相对稳定的离子强度；组成缓冲体系，使溶液的pH保持氯离子选择性电极适合的pH（5～6）范围之内；掩蔽消除Fe3+，Al3+等的干扰。二、选择题1.A，2.D，3.C三、简答题1.解：（1）根据公式计算cF-值再将计算得到的各个cF-值取负对数，计算结果如表所示：-lgcF--65.705.405.225.105E/mV400391382365347330314将表中数据以-lgcF-为横坐标，以E为纵坐标，作图：求得线性方程：y=75.117x-50.993（2）根据（1）中得到的线性方程y=75.117x-50.993，将E=359mV带入求得-lgcF-即x=5.46则试液中F-的浓度为-2.解：加入标准NaF溶液后，浓度的增量为：当△E=0.018V则换算至试样中溶液的浓度为：3.略模块五高效液相色谱法及其在食品分析中的应用P169一、填空题1.液固吸附色谱法、液液分配色谱法、键合相色谱法、体积排阻色谱法2.正相键合相色谱法、反相键合相色谱法3.小于二、选择题1.A.B.C2.A3.C三、简答题1.简述高效液相色谱法与气相色谱法的异同点。相同点：1、都是利用物质在流动相和固定相中分配系数不同而分离的2、都根据色谱流出曲线的色谱峰位置(保留值)可以进行定性检定根据色谱峰面积或峰高进行定量测定;根据色谱峰的位置极其宽度可以对色谱柱分离情况进行评价3、进行定量分析都用外标法、内标法及归一化法等4、色谱分离及色谱柱的分离效能可用塔板理论和速率理论进行解释不同点：某天然化合物的相对分子质量大于400,用什么方法分析比较合适?质谱法3.液-固吸附色谱中常用的固定相是什么？液-固吸附色谱是以固体吸附剂作为固定相,吸附剂通常是多孔的固体颗粒物质,如氧化铝、硅胶、活性炭、碳酸钙、氧化镁等,。4.按固定相与流动相相对极性的不同液-液分配色谱法可分为哪两类?依据固定相和流动相的相对极性的不同，液-液分配色谱可分为:液-液正相分配色谱(固定相的极性大于流动相的极性)和液-液反相分配色谱(固定相的极性小于流动相的极性)。什么是键合固定相?采用化学键合相的高效液相色谱法称为键合相色谱法试说明键合固定相的类型及应用范围根据键合固定相与流动相相对极性的强弱,键合相色谱分为正相键合相色谱和反相键合相色谱。根据键合固定相与流动相相对极性的强弱,键合相色谱分为正相键合相色谱和反相键合相色谱。在正相键合相色谱中,使用的是极性键合固定相(以极性有机基团,如氨基、氰基等键合在硅胶表面制成),键合固定相的极性大于流动相的极性，适用于分离脂溶性或水溶性的极性与强极性化合物。在反相键合相色谱中,使用的是极性较小的键合固定相(以极性较小的有机基团,如苯基、烷基等键合在硅胶表面制成),键合固定相的极性小于流动相的极性,适用于分离非极性、极性或离子型化合物。P179填空题1高压输液系统、进样器、分离系统、检测器和数据处理系统2储液瓶、高压输液泵、溶剂混合和梯度洗脱装置高压梯度、低压梯度手动进样器、自动进样器加热法、吹氮置换法、抽真空法和超声波法。折光指数，浓度、参比池、测量池溶剂的干扰、温度变化、梯度洗脱二、选择题1.AC2.AB3.ABCD4.A.5.B.6.B7.D三、简答题1.简述六通阀进样器的工作原理。六通阀进样器的工作原理：手柄位进样位置时，样品经微量进样针从进样孔注射进定量环，定量环充满后，多余样品从放空孔排出；将手柄转动至进样位置时，阀与液相流路接通，由泵输送的流动相冲洗定量环，推动样品进入液相分析柱进行分析。流动相在使用前为什么要进行过滤和脱气?过滤：使用0.45pm以下微孔膜过滤，除去溶剂中的机械杂质,以防输液管道或进样阀产生阻塞。脱气：因为色谱柱是在高压下工作的,而检测器是在常压下工作的,若流动相中所含有的空气不除去，则流动相通过色谱柱时其中的气泡受到压力而压缩。流出色谱柱后到检测器时因压力降低而将气泡释放出来。造成检测器噪声增大,基线不稳,仪器不能正常工作,在梯度洗脱时尤其突出。简述高效液相色谱法对检测器的要求检测器是液相色谱仪的关键部件之一。对检测器的要求是：灵敏度高，重复性好、线性范围宽、死体积小以及对温度和流量的变化不敏感等简述高效液相色谱仪的日常维护。(一)储液瓶及溶剂处理(1)溶剂在使用前应用微孔滤膜过滤后才可使用。(2)在泵的进口和出口与进样阀之间,应设置过滤器,过滤器使用3~6个月后或出现阻寒现象时要及时更换新的，以保证仪器正常运行和溶剂的质量。(3)应使用专用储液瓶并定期用酸、水和溶剂清洗(最后一次清洗应选用HPLC级的水或有机溶剂)。溶剂变质或被污染以及藻类的生长会堵塞溶剂过滤头，从而影响泵的运行。(二)高压输液泵(1)每次使用之前应放空，排除气泡,并使新流动相从放空阀流出20mL左右。(2)更换流动相时一定要注意流动相之间的互溶性问题,如更换非互溶性流动相则应在更换前使用能与新、旧流动相均互溶的中介溶剂清洗泵(3)如用缓冲溶液作为流动相或一段时间不使用泵，工作结束后应在泵中用超纯水或去离子水洗去系统中的盐，然后用纯甲醇或异丙醇冲洗。(4)不要使用存放多日的蒸馏水及磷酸盐缓冲溶液;如果实际应用中允许,可在溶剂中加人0.0001~0.0010mol/L的叠氮化钠。(5)仪器使用一段时间后,应用扳手卸下在线过滤器的压帽,取出其中的密封环和不锈钢烧结过滤片一同清洗,具体方法同过滤头的清洗,清洗后按原位装上。(6)使用缓冲液时,由于脱水或蒸发,盐会在柱寒杆后部形成晶体,泵运行时这些晶体会损坏密封圈和柱塞杆,所以应该经常清洗柱塞杆后部的密封圈。(7)泵长时间不使用,必须用甲醇或异丙醇清洗泵头及色谱柱并充满后封存，以防阀球被阀座“错住”,泵头吸不进流动相。(8)柱塞和柱塞密封圈长期使用会发生磨损，应定期更换密封圈,同时检查柱塞杆表面有无损耗。(9)实验室应常备密封圈、各式接头、保险丝等易耗部件和拆装工具(三)进样器(1)对六通阀进样器,保持清洁可延长阀的使用寿命(2)进样前应使样品混合均匀，以保证结果的精确度(3)样品瓶应清洗干净,无可溶解的污染物。(4)自动进样器的针头应有钝化斜面,侧面开孔;针头一旦弯曲应立即换上新针头,不能弄直了继续使用;吸液时针头应没入样品溶液中,但不能碰到样品瓶底。(5)为了防止缓冲盐和其他残留物留在进样系统中,每次工作结束后应冲洗整个系统(四)色谱柱(1)色谱柱的管外以箭头显著地标示了柱的使用方向，安装和更换色谱柱时一定要使流动相按箭头所指方向流动。(2)在进样阀后加流路过滤器(0.45pm不锈钢烧结片),挡住来源于样品和进样阀垫圈的微粒。(3)在流路过滤器和分析柱之间加上“保护柱”,收集阻塞柱进口的、来自样品的、会降低柱效能的化学“垃圾”(4)流动相流速不可一次改变过大,应避免色谱柱受突然变化的高压冲击,使柱床受到冲击,引起紊乱，产生空隙。(5)色谱柱应在要求的pH范围和柱温范围内使用。不要把柱放在有气流的地方或直接放到阳光下,气流和阳光都会使柱产生温度梯度，造成基线漂移。如果怀疑基线漂移是由温度梯度引起的，可以设法使柱恒温。(6)样品进样量不应过载。进样前应将样品进行必要的净化,以免其中的杂质对色谱柱造成损伤。(7)应使用不损坏色谱柱的流动相。在使用缓冲溶液时,盐的浓度不应过高,并且在工作结束后要及时用纯水冲洗色谱柱，不可过夜。(8)每次工作结束后,应用强溶剂(乙睛或甲醇)冲洗色谱柱。9.色谱柱应定期进行清洗,以防止有太多的杂质在色谱柱上堆积。10.色谱柱使用一段时间后,柱效能会下降，此时可对色谱柱进行再生处理(五)检测器检测器每次使用时应及时排出流通池中的气泡。分析前,在柱平衡将完成时(通常大于30min),再打开检测器:分析完成后,马上关闭检测器,以