儀器分析 復(fù)習(xí)題.docx
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1、第一章 一填空題 1任何一種分析儀器都可視作由以下四部分組成:___信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器(傳感器)、讀出裝置___和_放大記錄系統(tǒng)____. 2儀器分析主要分為三大類, 它們是光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法和色譜分析法. 3電化學(xué)分析法是建立在溶液電化學(xué)性質(zhì)基礎(chǔ)上的一類分析方法. 4用pH計(jì)測(cè)定某溶液pH時(shí), 其信號(hào)源是___被測(cè)溶液____; 傳感器是___ pH玻璃電極_____. 5光學(xué)分析法是建立在物質(zhì)與電磁輻射互相作用基礎(chǔ)上的一類分析方法. 6極譜分析的創(chuàng)始人是____ J. Heyrovsky_____. 二、問答題 1就下列
2、10種測(cè)定對(duì)象,綜合化學(xué)分析和儀器分析的基礎(chǔ)知識(shí),分別寫出一種最佳的測(cè)定方法名稱.(1) 海水中微量硼恒電流庫侖滴定法(2) 自來水中F-氟離子選擇電極法 (3) 海水中Cl-沉淀滴定法(或電位滴定法)(4) 蒸餾水的純度電導(dǎo)法 (5) 金屬銅(含99.9%)中Cu電解法(6) 礦泉水中K+、Na+火焰光度法(7) 大氣中微量芳烴氣相色譜法(8) 飲用水中微量重金屬等離子體發(fā)射光譜法(或原子吸收) (9) 有共軛系統(tǒng)的有機(jī)物異構(gòu)體判斷紫外-可見分光光度法(10) 金屬Zn片中雜質(zhì)定性發(fā)射光譜法 第二章 一、選擇題 1頻率n= 1015 Hz 屬于下列哪一種光譜區(qū)?3(已知:光速c = 3
3、.01010cm/s)(1)紅外區(qū)(2)可見光區(qū)(3) 紫外區(qū)(4) 微波區(qū)n= c/λ 2同一電子能級(jí),振動(dòng)態(tài)變化時(shí)所產(chǎn)生的光譜波長(zhǎng)范圍是( 3 ) (1)可見光區(qū) (2)紫外光區(qū) (3)紅外光區(qū) (4)微波區(qū) 3可以概述三種原子光譜( 吸收、發(fā)射、熒光 )產(chǎn)生機(jī)理的是 ( 3 )(1)能量使氣態(tài)原子外層電子產(chǎn)生發(fā)射光譜 (2)輻射能使氣態(tài)基態(tài)原子外層電子產(chǎn)生躍遷 (3)能量與氣態(tài)原子外層電子相互作用 (4)輻射能使原子內(nèi)層電子產(chǎn)生躍遷 4在下列激發(fā)光源中,何種光源要求試樣制成溶液?( 1) (1)火焰 (2)交流電弧 (3)激光微探針 (4)輝光
4、放電 5電子能級(jí)間隔越小,躍遷時(shí)吸收光子的( 2 ) (1)能量越大 (2)波長(zhǎng)越長(zhǎng) (3)波數(shù)越大 (4)頻率越高△E=hn=hc/λ 6在光學(xué)分析法中, 采用鎢燈作光源的是 (3 ) (1)原子光譜 (2)分子光譜 (3)可見分子光譜 (4)紅外光譜 7已知:h=6.6310-34 Js則波長(zhǎng)為 0.01nm 的光子能量為 (3) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4105eV (4) 0.124 eV 8光量子的能量正比于輻射的 (1 ) (1)頻率 (2)波長(zhǎng)
5、(3)波數(shù) (4)周期 9下列四種波數(shù)的電磁輻射屬于可見光區(qū)的是 (2 ) (1)980cm-1 (2)2.0104cm-1 (3)5.0cm-1 (4)0.1cm-1σ=1/λ 10所謂真空紫外區(qū),所指的波長(zhǎng)范圍是 ( 4) (1)200~400nm (2)400~800nm (3)1000nm (4)10~200nm 11可見光的能量應(yīng)為 ( 4 ) (1) 1.24104~ 1.24106eV (2) 1.43102~ 71 eV (3) 6.2 ~ 3.1 eV (4) 3.1 ~ 1.65 eV
6、12波長(zhǎng)為500nm的綠色光其能量 ( 1 ) (1)比紫外光小 (2)比紅外光小 (3)比微波小 (4)比無線電波小 二、填空題 1指出下列電磁輻射所在的光譜區(qū)(光速為 3.0 1010 cm/s)(1) 波長(zhǎng) 588.9 nm ___可見____(2) 波數(shù)400 cm-1 ____紅外_____ (3) 頻率 2.51013Hz ___紅外_____(4) 波長(zhǎng) 300 nm ___紫外____σ=1/λn= c/λ 2 帶光譜是由__分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷___產(chǎn)生的, 線光譜是由__原子或離子的外層或內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷___產(chǎn)生的。__
7、_紫外___和___可見___輻射可使原子外層電子發(fā)生躍遷. 第三章 一、選擇題 1 礦物中微量Ag、Cu的發(fā)射光譜定性分析應(yīng)采用的光源是( 2 )(1) ICP光源(2) 直流電弧光源(3) 低壓交流電弧光源 (4) 高壓火花光源直流電弧電極頭溫度高,易于蒸發(fā)和激發(fā) 2在原子發(fā)射光譜攝譜法定性分析時(shí)采用哈特曼光闌是為了( 3 )(1) 控制譜帶高度 (2) 同時(shí)攝下三條鐵光譜作波長(zhǎng)參比 (3) 防止板移時(shí)譜線產(chǎn)生位移 (4) 控制譜線寬度 3光柵攝譜儀的色散率,在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)( 3 )(1) 隨波長(zhǎng)增加,色散率下降 (2) 隨波長(zhǎng)增加,色散率增大(3) 不隨波長(zhǎng)而變 (
8、4) 隨分辨率增大而增大 4當(dāng)不考慮光源的影響時(shí),下列元素中發(fā)射光譜譜線最為復(fù)雜的是 (4)(1) K (2) Ca (3) Zn (4) Fe 5在發(fā)射光譜定性分析中, 當(dāng)1, 2級(jí)譜線出現(xiàn)時(shí), 8~10級(jí)譜線(2) (1)不一定出現(xiàn); (2)一定全部出現(xiàn);(3)有的出現(xiàn), 有的不出現(xiàn); (4) 個(gè)別的不出現(xiàn), 大部分出現(xiàn)。 6下列哪個(gè)因素對(duì)棱鏡攝譜儀與光柵攝譜儀的色散率均有影響? (3 )(1) 材料本身的色散率 (2) 光軸與感光板之間的夾角(3) 暗箱物鏡的焦距 (4) 光線的入射角 7用攝譜法進(jìn)行光譜定性全分析時(shí)應(yīng)選用下列哪種條件? ( 4 )(1) 大電流,試樣燒完
9、 (2) 大電流,試樣不燒完(3) 小電流,試樣燒完 (4) 先小電流,后大電流至試樣燒完 8測(cè)量光譜線的黑度可以用 ( 3 )(1)比色計(jì) (2)比長(zhǎng)計(jì) (3)測(cè)微光度計(jì) (4)攝譜儀 9用發(fā)射光譜進(jìn)行定量分析時(shí),乳劑特性曲線的斜率較大,說明 ( 3)(1) 惰延量大 (2) 展度大 (3) 反襯度大 (4) 反襯度小 10連續(xù)光譜是由下列哪種情況產(chǎn)生的? ( 1 )(1)熾熱固體 (2)受激分子 (3)受激離子 (4)受激原子 11常用的紫外區(qū)的波長(zhǎng)范圍是( 1 )(1)200~360nm (2)360~800nm (3)100
10、~200nm (4)103nm 13某光柵的適用波長(zhǎng)范圍為 600~200nm,因此中心波長(zhǎng)為 460nm 的一級(jí)光譜線將與何種光譜線發(fā)生重疊 ? (1 ) (1) 230nm 二級(jí)線(2) 460nm 二級(jí)線(3) 115nm 四級(jí)線(4) 除 460nm 一級(jí)線外該范圍內(nèi)所有譜線 14幾種常用光源中,產(chǎn)生自吸現(xiàn)象最小的是 ( 2 )(1) 交流電弧(2) 等離子體光源(3) 直流電弧(4) 火花光源 15用發(fā)射光譜法分析高純稀土中微量稀土雜質(zhì), 應(yīng)選用 ( 4)稀土元素性質(zhì)相近,譜線相近,多棱鏡使譜線變?nèi)? (1) 中等色散率的石英棱鏡光譜儀(2) 中等色散率的玻璃棱鏡光
11、譜儀 (3) 大色散率的多玻璃棱鏡光譜儀 (4) 大色散率的光柵光譜儀 16以直流電弧為光源, 光譜半定量分析含鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-5以下的Mg時(shí), 內(nèi)標(biāo)線為2833.07,應(yīng)選用的分析線為 ( 1) (1)MgⅠ2852.129, 激發(fā)電位為4.3eV (2)MgⅡ2802.695, 激發(fā)電位為12.1eV (3)MgⅠ3832.306, 激發(fā)電位為5.9eV (4)MgⅡ2798.06, 激發(fā)電位為8.86eV 17采用攝譜法光譜定量分析, 測(cè)得譜線加背景的黑度為S(a+b), 背景黑度為Sb,正確的扣除背景方法應(yīng)是(4 )對(duì)數(shù)關(guān)系 (1) S(a+b)-Sb (2) 以
12、背景黑度Sb為零, 測(cè)量譜線黑度 (3) 譜線附近背景黑度相同, 則不必扣除背景(4) 通過乳劑特性曲線, 查出與S(a+b)及Sb相對(duì)應(yīng)的I(a+b)及Ib,然后用I(a+b)-Ib扣除背景 18發(fā)射光譜法定量分析用的測(cè)微光度計(jì), 其檢測(cè)器是( 3 )(1) 暗箱 (2) 感光板 (3) 硒光電池 (4) 光電倍增管 19閃耀光柵的特點(diǎn)之一是要使入射角a、衍射角b和閃耀角q之間滿足下列條件(4)(1) a=b(2) a=q(3) b=q(4) a=b=q 20發(fā)射光譜分析中,應(yīng)用光譜載體的主要目的是 (4 )(1) 預(yù)富集分析試樣(2) 方便于試樣的引入(3
13、) 稀釋分析組分濃度(4) 增加分析元素譜線強(qiáng)度P77 21發(fā)射光譜攝譜儀的檢測(cè)器是 (2) (1) 暗箱 (2) 感光板 (3) 硒光電池 (4) 光電倍增管 22當(dāng)濃度較高時(shí)進(jìn)行原子發(fā)射光譜分析, 其工作曲線(lgI ~lgc)形狀為 ( 2 )(1) 直線下部向上彎曲 (2) 直線上部向下彎曲(3) 直線下部向下彎曲 (4) 直線上部向上彎曲 23下列哪種儀器可用于合金的定性、半定量全分析測(cè)定 ( 3 ) (1)極譜儀 (2)折光儀 (3)原子發(fā)射光譜儀 (4)紅外光譜儀(5)電子顯微鏡 24下面哪種光源, 不但能激發(fā)產(chǎn)生原子光譜
14、和離子光譜, 而且許多元素的離子線強(qiáng)度大于原子線強(qiáng)度?(4 ) (1)直流電弧 (2)交流電弧 (3)電火花 (4)高頻電感耦合等離子體激發(fā)溫度高達(dá)10000K,P69 25發(fā)射光譜分析中, 具有低干擾、高精度、高靈敏度和寬線性范圍的激發(fā)光源是( 4 )(1) 直流電弧 (2) 低壓交流電弧 (3) 電火花 (4) 高頻電感耦合等離子體 26在進(jìn)行發(fā)射光譜定性和半定量分析時(shí), (1)(1) 固定暗盒而移動(dòng)哈特曼光欄(2) 固定哈特曼光欄而移動(dòng)暗盒(3) 暗盒和光欄均要移動(dòng)(4) 暗盒和光欄均不移動(dòng) 27以光柵作單色器的色散元件,若工藝精度好,光柵上單位距離
15、的刻痕線數(shù)越多,則 (1 )(1) 光柵色散率變大,分辨率增高(2) 光柵色散率變大,分辨率降低(3) 光柵色散率變小,分辨率降低(4) 光柵色散率變小,分辨率增高 28攝譜法原子光譜定量分析是根據(jù)下列哪種關(guān)系建立的(I—光強(qiáng), N基—基態(tài)原子數(shù),DS—分析線對(duì)黑度差, c—濃度, I—分析線強(qiáng)度, S—黑度)?(2)(1) I-N基(2) DS-lgc(3) I- lgc(4) S- lgN基 29用發(fā)射光譜進(jìn)行定性分析時(shí),作為譜線波長(zhǎng)的比較標(biāo)尺的元素是 (3 )(1)鈉(2)碳(3)鐵(4)硅 30下面哪些光源要求試樣為溶液, 并經(jīng)噴霧成氣溶膠后引入光源激發(fā)? (1)(1)
16、火焰 (2) 輝光放電(3) 激光微探針 (4) 交流電弧 31下面幾種常用的激發(fā)光源中, 背景最小的是 ( 4)(1)直流電弧 (2)交流電弧 (3)電火花 (4)高頻電感耦合等離子體 32光柵公式 [nl= b(Sina+ Sinb)]中的b值與下列哪種因素有關(guān)?(4 )(1) 閃耀角(2) 衍射角(3) 譜級(jí)(4) 刻痕數(shù) (mm-1)b:刻痕距離 33下列哪個(gè)化合物不是顯影液的組分? ( 2 )(1)對(duì)苯二酚(2)Na2S2O3(3)KBr(4)Na2SO3 二、填空題 1發(fā)射光譜定性分析中, 識(shí)別譜線的主要方法有(1)__鐵譜比較法__, (
17、2)__標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法__。 2原子在高溫下被激發(fā)而發(fā)射某一波長(zhǎng)的輻射, 但周圍溫度較低的同種原子(包括低能級(jí)原子或基態(tài)原子)會(huì)吸收這一波長(zhǎng)的輻射, 這種現(xiàn)象稱為__自吸___。 3感光板的二個(gè)重要的特性是__反襯度___和___靈敏度___。 4應(yīng)用三標(biāo)準(zhǔn)試樣法時(shí),分析線對(duì)的黑度一定要在感光板的___乳劑特性曲線的線性__部分. 5用原子發(fā)射光譜進(jìn)行定性分析時(shí), 鐵譜可用作___譜線波長(zhǎng)標(biāo)尺來判斷待測(cè)元素的分析線____ 。 6在進(jìn)行光譜定性全分析時(shí),狹縫寬度宜__窄___,目的是保證有一定的__分辨率__,而進(jìn)行定量分析時(shí),狹縫寬度宜 __寬___,目的是保證有一定的 ___
18、照度___ 。 7元素光譜圖中鐵譜線的作用是元素光譜圖中的鐵光譜線為波長(zhǎng)標(biāo)尺,可為查找譜線時(shí)作對(duì)照用。 8光譜定性分析要使用哈德曼光闌的目的是__為了避免在攝取試樣光譜與鐵光譜時(shí), 由于移動(dòng)感光板位置所產(chǎn)生的機(jī)械誤差而導(dǎo)致譯譜時(shí)錯(cuò)誤判斷___。 9衡量攝譜儀的性質(zhì), 可根據(jù)色散率、分辨率和集光本領(lǐng)等三個(gè)光學(xué)特性指標(biāo)來表征. 10第一共振線是發(fā)射光譜的最靈敏線, 它是由__第一激發(fā)態(tài)__躍遷至__基態(tài)__時(shí)產(chǎn)生的輻射. 11使電子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收線,稱為 ___共振(吸收)線___ 。 12光譜定性分析時(shí)應(yīng)選用靈敏度__高_(dá)_ 和展度 __小__ 的感光板。
19、13等離子體中元素的電離度與___弧焰溫度和元素的電離電位____有關(guān)。 14影響譜線強(qiáng)度的內(nèi)因是 ___各元素的激發(fā)電位統(tǒng)計(jì)權(quán)重____ ,外因是 ___被測(cè)元素的濃度和弧焰溫度____ 。 15攝譜儀所具有的能正確分辨出相鄰兩條譜線的能力,稱為 __分辨率__。把不同波長(zhǎng)的輻射能分散開的能力,稱為 __色散率__。 16最常用的光譜緩沖劑有___碳(或石墨)粉___ 及___堿金屬、堿土金屬的鹵化物或碳酸鹽____。 17一光柵光譜儀,所用的光柵寬度5cm,刻痕 1200條/mm,其第二級(jí)衍射光柵的分辨率為 ___120,000__。 18光譜分析中有自吸現(xiàn)象的譜線,在試樣中元素
20、的含量增多時(shí),自吸程度將___不會(huì)改善____. 19隨電弧光源溫度增加, 同一元素的原子線強(qiáng)度___增加___。 20你的實(shí)驗(yàn)中所用的發(fā)射光譜的攝譜儀的色散元件是___石英棱鏡;____, 檢測(cè)器是___感光板_____.(答案根據(jù)各學(xué)校儀器回答) 21光譜定量分析中, 發(fā)現(xiàn)工作曲線的低含量部分向上彎曲, 可能是由于___分析線或分析線對(duì)有背景干擾__,引起的, 必須進(jìn)行__扣除背景___加以校正。 22原子發(fā)射光譜激發(fā)源的作用是提供足夠的能量使試樣 __蒸發(fā)___ 和__激發(fā)__ 。 23在光譜定性分析時(shí),只能使用原子線,不應(yīng)使用離子線,這種說法是__錯(cuò)誤的__。 24發(fā)射光譜
21、分析用的標(biāo)準(zhǔn)試樣必須具備___含量準(zhǔn)確___, __與試樣的基體組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)相似____, ___各組分要均勻___等條件。 25在發(fā)射光譜分析中, 將照過像的底板顯影, 此過程的實(shí)質(zhì)是___將曝過光的AgX還原成Ag;____;定影的作用是____使未感光的AgX與Na2S2O3作用生成可溶性鹽而溶于水______. 26有一閃耀光柵長(zhǎng)5cm,每毫米刻痕線數(shù)為 600 條,若入射角為 5,則在該入射角時(shí),對(duì) 300.0nm 波長(zhǎng)的輻射,最多可能看到 __一___ 級(jí)亮條紋?! 27公式 27光譜定量分析中產(chǎn)生較大背景而又未扣除會(huì)使工作曲線的___下部(或低含量部分)__部分向_
22、__上____彎曲。 28在直流電弧光源中, 自吸現(xiàn)象嚴(yán)重的主要原因是____電弧中待測(cè)原子密度在一定范圍內(nèi)過大____和____弧層厚度較寬_____。 29與低壓交流電弧為光源的原子發(fā)射光譜法相比, 火焰原子發(fā)射光譜法的光源溫度較 __低___, 因此它的激發(fā)能量較__低__, 但由于火焰燃燒較穩(wěn)定, 所以后者測(cè)定的穩(wěn)定性較好, 準(zhǔn)確度較高。 30在原子發(fā)射光譜分析的元素波長(zhǎng)表中, LiⅠ670.785nm表示 __Li的670.785nm的原子線___, BeⅡ313.034nm表示__Be的313.042的一級(jí)離子線__ 。 31原子發(fā)射光譜法定性分析的依據(jù)是___各種元素的原
23、子核外層電子基態(tài)與激發(fā)態(tài)之間的能級(jí)差(DE)大小不同,受激躍遷時(shí),不同的原子都有其特征的光譜線及線組__。對(duì)被檢測(cè)的元素一般只需找出___2~3根___靈敏線即可判斷該元素是否存在。 32應(yīng)用光柵作為色散元件, 在光柵光譜中, 各級(jí)光譜之間有部分重疊干擾現(xiàn)象存在,為了消除這種干擾現(xiàn)象, 方法有:選擇濾光片和分級(jí)器 33光電倍增管的作用是(1)___將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)___;(2)__信號(hào)放大__。采用這類檢測(cè)器的光譜儀稱為__光電直讀光譜儀___ 。 34在原子發(fā)射光譜定量分析中, 持久工作曲線法與三標(biāo)準(zhǔn)試樣法相比較, 前者的優(yōu)點(diǎn)是___分析速度快__, 缺點(diǎn)是準(zhǔn)確度較差。 35在
24、發(fā)射光譜定性分析中, 在拍攝鐵光譜和試樣光譜時(shí), 用移動(dòng)__光闌___來代替移動(dòng)感光板, 其目的是___避免板移造成機(jī)械誤差, 而使波長(zhǎng)產(chǎn)生位差,譯譜時(shí)發(fā)生困難__. 36原子發(fā)射光譜儀中, 低壓交流電弧、高壓火花等激發(fā)光源中的激發(fā)過程主要是__高速、熱運(yùn)動(dòng)的粒子___激發(fā), 它是由碰撞___引起的。 三、計(jì)算題 1計(jì)算 2500 K 時(shí), 處于 3p激發(fā)態(tài)的鈉原子數(shù)對(duì)基態(tài)原子數(shù)之比 (已知:從3p→3S 躍遷的鈉原子線的平均波長(zhǎng)為 589.2nm)。 解:11Na 1s2,2s2,2p6,3s1 EJ = hc/l = (6.62610-3431010)/(589210-8)
25、 = 3.37210-19J 3s能級(jí)有 2 個(gè)量子狀態(tài)即S= 1/2, L = 0, J = 1/2 所以g0= 2J + 1 = 2 3p能級(jí)有 6 個(gè)量子狀態(tài), 即S = ,L = 1, J = , 所以gJ = ∑gi’ = 4 + 2 = 6 代入 Boltzmann 方程式 NJgJ 6 ── = ─── exp[-EJ/(kT)] = ── exp[-3.37210-12/(1.3810-162500)] N0g0 2 NJ/N0 1.710-4 2一塊寬為50mm,刻
26、痕密度為2400mm-1的光柵,在二級(jí)光譜中的分辨能力為多少?在 240.00nm 附近能分辨的兩波長(zhǎng)差為多少? 解:R = nN = 2502400 = 2.4105 Dl= l/R = 240.00 / (2.4105) = 0.001 nm 3有一每毫米 1200 條刻線的光柵,其寬度為5cm, 在一級(jí)光譜中, 該光柵的分辨率為多少? 要將一級(jí)光譜中742.2 nm 和742.4 nm兩條光譜線分開, 則需多少刻線的光柵 ? 解: (1) 設(shè)光柵的分辨率為 R = nN = 1(5101200) = 60,000 (2) 需如下刻線的光柵 l (742.
27、2+742.4)/2 R’= ─── = ───────── = 3711 Dl 742.4-742.2 N = R’/n = 3711/1 = 3711 條 4計(jì)算Cu327.396nm及Na589.592nm的激發(fā)電位(eV)?已知h=6.6210-34JS, 1eV=1.60210-19Jmol-1 [答]E=hc/l=1/l (Cu)=1/(3273.9610-8cm)=3.054104cm-1 (Na)=1/(5895.9210-8cm)=1.696104cm-1 所以E(Cu)=3.0541041.98610-16/(1.60210-12)=3.79e
28、V E(Na)=1.6961041.98610-16/(1.60210-12)=2.10eV 5每毫米刻有500條刻痕的衍射光柵,入射光的波長(zhǎng)為590nm,問(1)光線垂直入射時(shí),(2)光線以45o角入射時(shí),最多能觀察幾級(jí)光譜條紋? 解:根據(jù)光柵公式nl=b(sini+sinr) (1)當(dāng)i=90時(shí):反射角r=0則nl=bsin90 b=(1/500)mm=(1/5000)cm n=sin90/(500059010-7)=1/(500059010-7)=3.39≈3 最多能看到三級(jí) (2)同上計(jì)算i=45時(shí),sini=0.71 而反射最大r=90 sinr=1 b=
29、(1/5000)cm n=(0.71+1)/(500059010-7)=5.80≈6 最多能看到六級(jí) 6設(shè)在A板上測(cè)得均稱線對(duì)的黑度差DSA=0.87, 在B板上測(cè)得同一均稱線對(duì)的黑度差DSB=0.79,B板上某元素分析線對(duì)的黑度差DSx,B=0.48, 若將其轉(zhuǎn)換成A板的黑度則DSx,A應(yīng)為多少? 解:K=DSA/DSB=0.87/0.79=1.10 則DSx,A=DSx,BK=0.481.10=0.53 7今有刻線為每毫米1200 條的光柵, 當(dāng)其閃耀角為 20時(shí), 其一級(jí)閃耀波長(zhǎng)和二級(jí)閃耀波長(zhǎng)各為多少 ? 解:(1) 根據(jù)nl= 2bsinr lr= 2dsinr/n
30、 2(1/1200)sin20 lr1= ────────── = 5.710-4mm = 570.0 nm 1 (2) 同理 2(1/1200)sin20 lr2= ────────── = 285.0 nm 2 如學(xué)生問,可以提示 sin20的值。 四、問答題 1用光譜項(xiàng)符號(hào)寫出 Mg 的共振線。解:31S0- 31P0 2試比較電感耦合等離子炬(ICP) 發(fā)射光譜法與經(jīng)典的發(fā)射光譜法各自有哪些特點(diǎn)并簡(jiǎn)述其
31、理由。解:(1) 靈敏度高, 10-9g數(shù)量級(jí)的成分不難測(cè)定。因?yàn)? ICP 的火焰溫度可高達(dá)10000 K,能激發(fā)一般光源難激發(fā)的元素,不易生成難熔金屬氧化物,背景小,故靈敏度高。(2) 精密度好,1% 的誤差范圍很易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵嚇佑萌芤悍ㄟM(jìn)樣,氣化均勻,沒有試樣濺散問題。 (3) 線性范圍寬,可達(dá) 4~5 個(gè)數(shù)量級(jí)。因 ICP 光源中試樣微粒集中在高頻渦流的軸向通道內(nèi),試樣濃度、微粒形狀都不會(huì)影響原子化和激發(fā)效率,對(duì)低濃度試樣, 背景低, 對(duì)高濃度試樣又無自吸危害,故分析的濃度范圍寬。(4) 基體影響小。同一標(biāo)準(zhǔn)溶液可用于不同的試樣。(5) 因不用電極,光譜干擾及背景小。 3對(duì)
32、于火焰的不穩(wěn)定性, 為何原子發(fā)射光譜要比原子吸收光譜及原子熒光光譜更敏感?解:原子發(fā)射光譜所檢測(cè)的是激發(fā)態(tài)原子數(shù),而原子吸收檢測(cè)的是基態(tài)原子數(shù),火焰不穩(wěn)定,其溫度差DT將導(dǎo)致激發(fā)態(tài)原子數(shù)目的比例顯著改變,而基態(tài)原子數(shù)目比例改變很小,故原子發(fā)射光譜對(duì)火焰的不穩(wěn)定性較敏感。 4何為內(nèi)標(biāo)?在原子發(fā)射光譜分析中如何使用?解:內(nèi)標(biāo)是指置于各試樣及標(biāo)樣中的一定濃度的某元素。使用方法如下:取定量的內(nèi)標(biāo)物分別置于被測(cè)試樣及標(biāo)準(zhǔn)物之中,在選定波長(zhǎng)下分別測(cè)定發(fā)射強(qiáng)度計(jì)算出內(nèi)標(biāo)在各試樣中及標(biāo)樣中的相對(duì)強(qiáng)度以及待測(cè)物成分的相對(duì)強(qiáng)度,用待測(cè)物與內(nèi)標(biāo)物兩相對(duì)強(qiáng)度之比求出各試樣的濃度。 5當(dāng)采用直流電弧為發(fā)射光譜激發(fā)光
33、源時(shí), 譜線較清晰, 背景小, 而用電火花光源時(shí), 背景大, 為什么?解:直流電弧激發(fā)溫度較低,只能激發(fā)一些低電離電位及中等電離電位的元素,故譜線少,背景低。而電火花的激發(fā)溫度較高, 還能激發(fā)出高電離電位的原子線及離子線,故出現(xiàn)的譜線較多, 特別是離子與電子復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的連續(xù)光譜, 造成較深的背景。 6分析下列試樣, 應(yīng)選什么光源最好?(1)礦石的定性及半定量(2)合金中的Cu(~x%)(3)鋼中的Mn(0.0x%~0.x%)(4)污水中的Cr,Mn,Cu,F(xiàn)e、Cd,Pb (10-4~0.x%)解:(1)直流電弧(2)電火花(3)交流電弧(4)高頻電感耦合等離子體 7用攝譜法進(jìn)行光譜定量分
34、析時(shí), 要求將標(biāo)準(zhǔn)試樣與分析試樣在相同條件下, 攝于同一感光板上。今用標(biāo)準(zhǔn)曲線法制得標(biāo)準(zhǔn)工作曲線, 而試樣攝于另一感光板上,可用什么方法在工作曲線上查得試樣含量。解:選用同一均稱線對(duì)時(shí),測(cè)得其在兩塊光譜板上的黑度差為DS1及DS2,求得轉(zhuǎn)換系數(shù)K=DS1/DS2,然后將試樣分析線對(duì)的黑度差與K相乘得到轉(zhuǎn)換后的黑度差,便可直接在標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出試樣含量。 8解釋發(fā)射光譜中元素的最后線、共振線及分析線與它們彼此間的關(guān)系。解:最后線: 元素含量減少而最后消失的譜線。共振線: 是基態(tài)原子與最低激發(fā)態(tài)(共振態(tài))原子間躍遷產(chǎn)生的譜線, 譜線強(qiáng)度大,常用作分析線。分析線: 用于定性和定量分析的譜線。
35、9在發(fā)射光譜法中譜線自吸對(duì)光譜定量分析有何影響?解:在發(fā)射光譜法中定量分析公式I=Acn無自吸時(shí)n=1, I=Ac, 有自吸時(shí)n<1, 往往不是常數(shù)。根據(jù)公式I=Acn 繪制 10試述光譜定量分析的基本原理及何謂內(nèi)標(biāo)法。 解:光譜定量分析是根據(jù)待測(cè)元素譜線的強(qiáng)度和待測(cè)元素的含量之間存在一種關(guān)系,即羅馬金公式I = acb來進(jìn)行定量分析的,譜線強(qiáng)度可以用光電直讀法,也可以用照相法記錄。在被測(cè)元素的譜線中選一條分析線,在基體元素譜線中選一條與它相勻稱的內(nèi)標(biāo)線,根據(jù)這一對(duì)譜線強(qiáng)度的比值對(duì)被測(cè)元素的含量制作工作曲線,然后對(duì)未知試樣進(jìn)行定量分析的方法稱為內(nèi)標(biāo)法。 11發(fā)射光譜分析常用 (1)
36、直流電弧, (2) 低壓交流電弧, (3) 高壓火花作激發(fā)光源,這三種光源對(duì)試樣的蒸發(fā)能力哪一個(gè)最大?為什么?解:直流電弧最大。直流電弧工作時(shí),陰極射出的電子,在電場(chǎng)加速下不斷轟擊陽極,在陽極表面上形成一個(gè)溫度極高的斑點(diǎn),在碳電極上,這個(gè)斑點(diǎn)稱為陽極斑, 由于陽極溫度很高,一般都將試樣置于陽極碳棒孔穴中,所以直流電弧蒸發(fā)能力最高。 12將某粉末試樣裝于碳電極空穴中, 用低壓交流電弧激發(fā)攝譜, 經(jīng)譯譜, 發(fā)現(xiàn)以下波長(zhǎng)(nm)譜線, 確定該試樣含有什么成分? Ca: 445.48 443.49 396.85 393.37 (靈敏線) Mg: 518.36
37、517.27 383.82 383.23 285.21 (靈敏線) Na: 589.59 588.99 330.30 330.32 (靈敏線) Si: 288.16 252.85 251.61 250.69 (靈敏線) Al: 266.04 (非靈敏線) Ag: 328.06 (最靈敏線) Cu: 327.39 324.75
38、 (靈敏線)解:含有Ca,Mg,Na,Si,Cu; 不存在Al, 可能有Ag 第四章 一、選擇題 1非色散型原子熒光光譜儀、原子發(fā)射光電直讀光譜儀和原子吸收分光光度計(jì)的相同部件是(4) (1) 光源 (2) 單色器 (3) 原子化器 (4) 檢測(cè)器 光電(倍增)管 2原子吸收法測(cè)定易形成難離解氧化物的元素鋁時(shí), 需采用的火焰為( 2 )(1)乙炔-空氣(2)乙炔-笑氣(3)氧氣-空氣(4)氧氣-氬氣 3在原子吸收光譜法中, 火焰原子化器與石墨爐原子化器相比較,應(yīng)該是( 3 )(1) 靈敏度要高, 檢出限卻低 (2) 靈敏度要高, 檢出限也低 (3)
39、靈敏度要低, 檢出限卻高(4) 靈敏度要低, 檢出限也低 4原子吸收測(cè)定時(shí),調(diào)節(jié)燃燒器高度的目的是(2 )(1)控制燃燒速度(2)增加燃?xì)夂椭細(xì)忸A(yù)混時(shí)間(3) 提高試樣霧化效率(4)選擇合適的吸收區(qū)域 5采用調(diào)制的空心陰極燈主要是為了( 2)(1) 延長(zhǎng)燈壽命(2) 克服火焰中的干擾譜線(3) 防止光源譜線變寬(4) 扣除背景吸收 6在原子吸收分析中, 過大的燈電流除了產(chǎn)生光譜干擾外, 還使發(fā)射共振線的譜線輪廓變寬. 這種變寬屬于 ( 4 )(1)自然變寬(2)壓力變寬(3)場(chǎng)致變寬(4)多普勒變寬(熱變寬) 7影響原子吸收線寬度的最主要因素是 ( 4 )(1)自然寬度(2)赫魯
40、茲馬克變寬(3)斯塔克變寬(4)多普勒變寬 8在原子吸收法中, 能夠?qū)е伦V線峰值產(chǎn)生位移和輪廓不對(duì)稱的變寬應(yīng)是( 2 )(1)熱變寬(2)壓力變寬(3)自吸變寬(4)場(chǎng)致變寬 9下述情況下最好選用原子吸收法而不選用原子發(fā)射光譜法測(cè)定的是 (3)(1)合金鋼中的釩(2)礦石中的微量鈮(3)血清中的鈉(4)高純氧化釔中的稀土元素溶液,直接霧化,原子吸收準(zhǔn)確度高 10空心陰極燈內(nèi)充的氣體是(4 ) (1) 大量的空氣 (2) 大量的氖或氬等惰性氣體 (2) 少量的空氣(4) 少量的氖或氬等惰性氣體 11在原子熒光分析中, 可以使用幾種類型的激發(fā)光源,指出下列哪種光源可能使方法的檢出限
41、最低? (4)(1)氙燈(2)金屬蒸氣燈(3)空心陰極燈(4)激光光源 12在火焰原子吸收分析中, 分析靈敏度低, 研究發(fā)現(xiàn)是在火焰中有氧化物粒子形成, 于是采取下面一些措施, 指出哪種措施是不適當(dāng)?shù)? ( 4 )(1)提高火焰溫度(2)加入保護(hù)劑(3)改變助燃比使成為富燃火焰(4)預(yù)先分離干擾物質(zhì) 13可以概述原子吸收光譜和原子熒光光譜在產(chǎn)生原理上的共同點(diǎn)是 (1 )(1)輻射能與氣態(tài)基態(tài)原子外層電子的相互作用(2)輻射能與氣態(tài)原子外層電子產(chǎn)生的輻射(3)輻射能與原子內(nèi)層電子產(chǎn)生的躍遷(4)電、熱能使氣態(tài)原子外層電子產(chǎn)生的躍遷 14空心陰極燈中對(duì)發(fā)射線半寬度影響最大的因素是
42、 ( 4 )(1)陰極材料(2)陽極材料(3)內(nèi)充氣體(4)燈電流 15可以消除原子吸收法中的物理干擾的方法是 (4)(1)加入釋放劑(2)加入保護(hù)劑(3)扣除背景(4)采用標(biāo)準(zhǔn)加入法 16某臺(tái)原子吸收分光光度計(jì),其線色散率為每納米1.0 mm,用它測(cè)定某種金屬離子,已知該離子的靈敏線為 403.3nm,附近還有一條 403.5nm 的譜線,為了不干擾該金屬離子的測(cè)定,儀器的狹縫寬度達(dá): ( 2 )(1) <0.5mm(2) <0.2mm(3) <1mm(4) < 5mm光譜通帶:儀器出射狹縫所能通過的譜線的寬度 W=DS S= W / D 17在火焰原子吸收光譜法中
43、, 測(cè)定下述哪種元素需采用乙炔--氧化亞氮火焰(2 ) (1) 鈉(2) 鉭(3) 鉀 (4) 鎂用于難原子化元素 18在原子吸收分析中,如燈中有連續(xù)背景發(fā)射,宜采用 ( 2)(1) 減小狹縫(2) 用純度較高的單元素?zé)?3) 另選測(cè)定波長(zhǎng)(4) 用化學(xué)方法分離 19欲分析165~360nm的波譜區(qū)的原子吸收光譜, 應(yīng)選用的光源為 ( 3 )(1)鎢燈(2)能斯特?zé)?3)空心陰極燈(4)氘燈 20為了消除火焰原子化器中待測(cè)元素的發(fā)射光譜干擾應(yīng)采用下列哪種措施?(2)(1) 直流放大(2) 交流放大(3) 扣除背景(4) 減小燈電流 21下述哪種光譜法是基于發(fā)射原理? (2)(1) 紅
44、外光譜法(2) 熒光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波譜法 22下列原子熒光中屬于反斯托克斯熒光的是 ( 1 )(1)鉻原子吸收359.35nm, 發(fā)射357.87nm 發(fā)射線短(2)鉛原子吸收283.31nm, 發(fā)射283.31nm(3)銦原子吸收377.55nm, 發(fā)射535.05nm(4)鈉原子吸收330.30nm, 發(fā)射589.00nm 23用有機(jī)溶劑萃取一元素,并直接進(jìn)行原子吸收測(cè)定時(shí),操作中應(yīng)注意 ( 3 ) (1) 回火現(xiàn)象(2) 熄火問題(3) 適當(dāng)減少燃?xì)饬?4) 加大助燃比中燃?xì)饬? 24在原子吸收分析中,有兩份含某元素M的濃度相同的溶液1和溶液2, 在
45、下列哪種情況下, 兩份溶液的吸光度一樣? (3)(1)溶液2的粘度比溶液1(2)除M外溶液2中還含表面活性劑(3)除M外溶液2中還含10mg/mL KCl(4)除M外溶液2中還含1mol/L NaCl溶 25在原子吸收分析中, 通常分析線是共振線, 因?yàn)橐话愎舱窬€靈敏度高, 如Hg的共振線185.0 nm比Hg的共振線253.7 nm的靈敏度大50倍, 但實(shí)際在測(cè)汞時(shí)總是使用253.7nm作分析線, 其原因是 ( 3 )(1)汞蒸氣有毒不能使用185.0nm(2)汞蒸氣濃度太大不必使用靈敏度高的共振線(3)Hg185.0 nm線被大氣和
46、火焰氣體強(qiáng)烈吸收真空紫外(4)汞空心陰極燈發(fā)射的185.0 nm線的強(qiáng)度太弱 26若原子吸收的定量方法為標(biāo)準(zhǔn)加入法時(shí), 消除了下列哪種干擾?(4 )(1) 分子吸收(2) 背景吸收(3) 光散射(4) 基體效應(yīng) 27在原子吸收光譜法分析中, 能使吸光度值增加而產(chǎn)生正誤差的干擾因素是( 4 ) (1) 物理干擾(2) 化學(xué)干擾(3) 電離干擾(4) 背景干擾 28在原子吸收光譜分析中,若組分較復(fù)雜且被測(cè)組分含量較低時(shí),為了簡(jiǎn)便準(zhǔn)確地進(jìn)行分析,最好選擇何種方法進(jìn)行分析 ? ( 3)(1) 工作曲線法(2) 內(nèi)標(biāo)法(3) 標(biāo)準(zhǔn)加入法(4) 間接測(cè)定法 29原子熒光法與原子吸收法受溫度的
47、影響比火焰發(fā)射小得多, 因此原子熒光分析要克服的主要困難是( 3 )(1)光源的影響(2)檢測(cè)器靈敏度低(3)發(fā)射光的影響(4)單色器的分辨率低 二、填空題 1原子吸收法測(cè)Ca時(shí), 為了消除磷酸根的干擾, 可以加入__保護(hù)劑EDTA,釋放劑La鹽或Sr鹽。___。 2譜線峰值吸收系數(shù)K= 2b/Dn∫Kdl, 式中, ∫Kdl稱為__積分吸收__,Dn則為__吸收線半寬__。原子吸收定量分析時(shí),為了提高測(cè)定的靈敏度, 可創(chuàng)造條件使__吸收線半寬__減小。 3一種物質(zhì)的熒光光譜和其吸收光譜, 大致呈鏡像對(duì)稱關(guān)系, 但通常前者相對(duì)于后者向__長(zhǎng)__波方向移動(dòng). 這是因?yàn)槲镔|(zhì)在吸收一定能量的
48、光輻射后,存在__無輻射躍遷___。 4在原子吸收光譜分析過程中, 被測(cè)元素的原子質(zhì)量愈小, 溫度愈高, 譜線的熱變寬將__愈嚴(yán)重___。 5原子吸收分析常用的火焰原子化器是由霧化器、預(yù)混合室和燃燒器組成的. 6原子吸收分光光度計(jì)的氘燈背景校正器,可以扣除背景的影響,提高分析測(cè)定的靈敏度,其原因是 __氘燈的連續(xù)輻射可被產(chǎn)生背景的分子吸收,基態(tài)原子也吸收連續(xù)輻射,但其吸收度可忽略。____ 。 7空心陰極燈的陽極一般是 ___鎢棒____, 而陰極材料則是___待測(cè)元素___,管內(nèi)通常充有 ___低壓惰性氣體___。 8火焰原子吸收光譜法測(cè)定時(shí), 調(diào)節(jié)燃燒器高度的目的是
49、___使空心陰極燈發(fā)射出的銳線光透過火焰中待測(cè)元素氣態(tài)、基態(tài)原子密度最大的區(qū)域以期得到較高的靈敏度和較低的檢出限)。____。 9原子吸收光譜分析法的靈敏度是指得到___1%吸收[單位為mg/(mL1%)]___時(shí)水溶液中元素的濃度. 10在原子吸收光譜法中, 若有干擾元素共振吸收線的重疊, 將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏__高_(dá)_。遇此情況, 可用__另選測(cè)定波長(zhǎng)___或__分離去除干擾元素__的方法來解決。 11在原子熒光分析中主要是利用___共振__熒光, 其熒光波長(zhǎng)__等于___激發(fā)光波長(zhǎng)。 12原子吸收光譜法對(duì)光源的要求是__光源發(fā)射出的分析線,其中心頻率與吸收線要一致且半寬度小于吸收線的
50、半峰寬__, 符合這種要求的光源目前有__空心陰極燈,高頻無極放電燈__。 13在原子吸收光譜法中, 要使吸光度與原子蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)之間的關(guān)系遵循朗伯-比耳定律, 必須使發(fā)射線寬度小于吸收線寬度 14在石墨爐原子化器中, 試液首先在其中低溫___干燥___, 然后升溫__分解( 灰化 )__,最后生成__原子蒸氣___。 15在火焰原子吸收分光光度法中, 化學(xué)計(jì)量火焰的特點(diǎn)是___溫度高,干擾小,背景低,穩(wěn)定,適用于多種元素測(cè)定___,富燃火焰的特點(diǎn)是___溫度低,還原性強(qiáng),背景高,干擾多,適用于難離解易氧化的金屬元素的測(cè)定___, 貧燃火焰的特點(diǎn)是___溫度低,氧化性強(qiáng),
51、有利于測(cè)定易解離易電離的元素____。 16當(dāng)使用同樣大小的工作電流時(shí),不同元素的空心陰極燈其譜線的多譜勒變寬情況應(yīng)是 __一致的___ 。 17在原子吸收光譜法中, 選用燈電流原則為__在保證發(fā)光穩(wěn)定條件下, 燈電流小些好___. 18在原子吸收法中, 火焰原子化器與無火焰原子化器相比較, 測(cè)定的靈敏度__低___,這主要是因?yàn)楹笳弑惹罢叩脑踊蔩__高_(dá)__。 19朗伯-比爾定律的積分表達(dá)式是:lg (I0/I) = ebc,在實(shí)際測(cè)定工作中,I0是 __透過參比池的光強(qiáng)___ ,I是 ___透過試樣池的光強(qiáng)___ 。 20原子吸收光譜法測(cè)定背景干擾包括____分子吸收___
52、和___光散射____ 兩部分, 石墨爐原子化器比火焰原子化器的背景干擾___更嚴(yán)重 21在原子吸收法中常加入消電離劑以克服___電離干擾___。一般, 消電離劑的電離電位越___低___則效果越好。 22在原子吸收法中, 由于吸收線半寬度很窄, 因此測(cè)量__積分吸收__ 有困難,所以用測(cè)量__峰值吸收系數(shù)___來代替. 23原子吸收法測(cè)量時(shí), 要求發(fā)射線與吸收線的 __中心波長(zhǎng)( 頻率)__一致,且發(fā)射線與吸收線相比, __譜線寬度__要窄得多. 產(chǎn)生這種發(fā)射線的光源, 通常是 __空心陰極燈( 銳線光源 )_____。 24通常, 在原子吸收光譜法中, 空心陰極燈的工作電流增大,
53、 反而使靈敏度變低,其原因是___溫度升高引起發(fā)射線熱變寬___. 25階躍線熒光和直躍線熒光又稱為____斯托克斯___熒光, 其特點(diǎn)是熒光波長(zhǎng)__大于___激發(fā)光波長(zhǎng)。 26熒光分析法不是測(cè)定 __激發(fā)__ 光的強(qiáng)弱,而是測(cè)定 ___發(fā)射__光的強(qiáng)弱。 27原子吸收分光光度計(jì)中, 原子化器的主要作用是___提供熱能使試樣蒸發(fā)原子化,其中待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)氣態(tài)原子,入射光束在這里被氣態(tài)基態(tài)原子吸收__。 28在原子吸收法中, 提高空心陰極燈的燈電流可增加__發(fā)光強(qiáng)度__,但若燈電流過大, 則__自吸__隨之增大, 同時(shí)會(huì)使發(fā)射線__變寬__。 29用原子吸收光譜法測(cè)定時(shí), 火焰中的
54、固體微粒會(huì)對(duì)光源發(fā)出的輻射產(chǎn)生__散射__現(xiàn)象, 因而使吸光度__變大____. 30在原子吸收定量分析中, 外推法與計(jì)算法相比較, 前者的優(yōu)點(diǎn)是__準(zhǔn)確度較高_(dá)而后者的優(yōu)點(diǎn)則是___測(cè)量步驟較簡(jiǎn)單__。 31空心陰極燈內(nèi)充氣的作用是導(dǎo)電, 濺射陰極表面金屬原子, 從而激發(fā)金屬原子發(fā)射出特征譜線. 32在原子吸收分析中,為了定量的描述譜線的輪廓,習(xí)慣上引入了兩個(gè)物理量,即__譜線半寬度__和 ___中心頻率__ 。 33預(yù)混合型燃燒器的層流火焰通??纱笾路譃開_四__個(gè)區(qū)域, 其中 ___中間薄層___區(qū)是原子吸收的主要觀測(cè)區(qū)。 三、計(jì)算題 1一臺(tái)原子吸收光譜儀單色器的色散率(
55、 倒線色散率 )是1.5nm/mm,若出射狹縫寬度為20mm, 問理論光譜通帶是多少?波長(zhǎng)407.10nm和401.60nm兩條譜線在記錄圖上的距離是10mm,半寬度是7mm, 問單色器的實(shí)際通帶是多少? [答]理論通帶: 2010-3mm1.5nm/mm=3.010-2nm 實(shí)際通帶:(407.10nm-401.60nm)/10=0.55nm/mm 2010-3mm0.55nm/mm=1.110-2nm 光譜通帶:儀器出射狹縫所能通過的譜線的寬度 W=DS D:倒線色散率 2用原子吸收法測(cè)定某溶液中 Cd 的含量時(shí),得吸光度為 0.141。在 50mL 這種試液中加入 1mL 濃
56、度為1.0010-3mol/L的Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液后,測(cè)得吸光度為 0.235,而在同樣條件下,測(cè)得蒸餾水的吸光度為 0.010,試求未知液中 Cd 的含量和該原子吸收光度計(jì)的靈敏度(即 1%吸光度時(shí)的濃度)。 [答]0.131 = Kcx A1 = 0.141 - 0.010 11.010-3+ 50cx A2 = 0.235 - 0.010 0.225 = K ────────── 50 + 1 cx = 2.6610-5 mol/L
57、 2.6610-5 S = ───────0.00434 = 5.1310-7 (mol/L)/1% (0.235-0.010) 對(duì)嗎?0.131 0.0044 3.火焰原子吸收法測(cè)Zn(相對(duì)原子質(zhì)量為65.38)時(shí), 火焰溫度為2600K, 單色器的倒線色散率為2nm/mm, 出、入射狹縫寬度一致:0.1mm。試計(jì)算:(1)單色器通帶(2)共振線Zn 218.856nm的多普勒半寬度(nm) [答](1)單色器通帶=縫寬倒線色散率=0.12=0.2(nm) (2) l(D)=7.1610-7l0(T/Ar)1/2=7.1610-7218.856(2600/65.3
58、8)1/2=9.8810-4(nm) 4 .鎂的 2852.13共振線即為31S0-31P1躍遷的結(jié)果, 計(jì)算在2227℃火焰中激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni和基態(tài)原子數(shù)N0的比值.(光速c=2.9981010cm/s,h=6.62610-34Js,k=1.380610-23 JK-1) [答] T=2227K+273K=2500 K n=c/l=(2.9981010cm/s)/(2.852110-5cm)=1.0511015s-1 DE=Ei-E0=hl=6.62610-34Js1.0511015s-1=6.96410-19J gi/g0=(2(1)+1)/(2(0)+1)=3/1 Ni/
59、N0=(gi/g0)exp(-(Ei-E0)/kT)=3/1 exp[-6.96410-19J/(1.380610-23JK-12500K)]=3exp(-20.18)≈5.210-9 5 .Cu 324.75nm[Ar(Cu)= 63.54]在 3000 K 火焰中其多普勒變寬應(yīng)為多少納米?[答] D/l = 7.1610-7(T/M)1/2l0Dl = 0.1610-2nm 6 已知光柵單色器的倒線色散率為2nm/mm,欲測(cè)Co240.73nm的吸收值,為防止 Co240.63nm干擾,應(yīng)選擇狹縫寬度為多少? [答] 因?yàn)楣庾V帶寬表示了能分開的波長(zhǎng)差的數(shù)值,光譜帶寬(波長(zhǎng)差)=縫寬倒
60、線色散率 即縫寬=波長(zhǎng)差/倒線色散率=(240.73-240.63)/2=0.05(mm) 7在3000K時(shí),Zn的41S0-41P1躍遷的共振線波長(zhǎng)為213.9nm。試計(jì)算其激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)之比。(已知普朗克常數(shù)h=6.6310-34Js,玻茲曼常數(shù)k=1.3810-23JK-1) Ni/NO=gi/goe-DE/kTgi/go=(2Ji+1)/(2Jo+1) J=L+S 由題可知Jo=0 Ji=1gi/go=3/1 T=3000K DE=hc/l E=6.6310-34Js3.001010cms-1/(213.910-7
61、cm)=9.2810-19J Ni/No=3exp{-9.2810-19/(30001.3810-23)}=5.5510-10 四、問答題 1對(duì)原子吸收分光光度計(jì)的光源為什么要進(jìn)行調(diào)制?調(diào)制的方法有哪幾種?[答] 在原子吸收分析中待測(cè)元素要變成原子狀態(tài),這要通過火焰或電熱原子化器來實(shí)現(xiàn),火焰和電熱原子化器在高溫下都發(fā)出連續(xù)光譜,這些光譜混在原子吸收信號(hào)中影響分析測(cè)定。調(diào)制是將光源的連續(xù)光譜變成間斷光譜,因而原子的吸收信號(hào)也是斷續(xù)的,通過交流放大可將斷續(xù)的原子吸收信號(hào)分離出來,因而消除了原子化器發(fā)生的連續(xù)光的影響。調(diào)制的方法有機(jī)械斬光調(diào)制法和電源調(diào)制法兩種。 2為何原子吸
62、收分光光度計(jì)的石墨爐原子化器較火焰原子化器有更高的靈敏度?解:因?yàn)榛鹧嬖踊饔邢铝腥秉c(diǎn):(1)火焰原子化器霧化效率低(10%左右);(2)霧化的氣溶膠被大量載氣稀釋;(3)基態(tài)原子蒸氣在光程中滯留時(shí)間短。石墨爐原子化器有下列優(yōu)點(diǎn):(1)不存在霧化與稀釋問題;(2)基態(tài)原子蒸氣在石墨爐中的滯留時(shí)間長(zhǎng),相對(duì)濃度大(原子化時(shí)停氣)。 3原子吸收光譜法中應(yīng)選用什么光源?為什么?[答]應(yīng)選用能發(fā)射銳線的光源,如空心陰極燈;因?yàn)樵游站€的半寬度約為 10-3nm 4原子吸收分光光度計(jì)和紫外可見分子吸收分光光度計(jì)在儀器裝置上有哪些異同點(diǎn)?為什么?單色器位置不同 前者┃光源┃→┃原子化器┃→┃單色器
63、┃→┃檢測(cè)┃→┃記錄┃ 后者┃光源┃→┃單色器┃→┃吸收池┃→┃檢測(cè)┃→┃記錄┃ 5圖中描述了三組操作條件下光源的輻射輸出。試闡述當(dāng)光源輸出從 1 變到 2和 3 時(shí),對(duì)在l0處測(cè)量原子吸收和原子熒光的影響。(如圖) [答]對(duì)原子吸收測(cè)定的影響:操作條件從 1 變到 2 和 3 時(shí),由于發(fā)射線的寬度越來越大,而吸光度A和譜線的半寬度Dl(或Dm)成反比,故A值變小,靈敏度逐漸降低。對(duì)原子熒光測(cè)定的影響:由于原子熒光強(qiáng)度If = jAI0eLN,即If ∝I0,故從 1 → 2 時(shí),I0增大,If 增強(qiáng),靈敏度相應(yīng)提高。從 2 → 3 時(shí),I0不變,靈敏度基本不變。 6在原子吸收分析中,
64、 為了抑制凝聚相化學(xué)干擾, 通常加入釋放劑。問釋放劑的作用是什么?[答]釋放劑的作用是: 釋放劑與干擾元素生成的化合物的熱穩(wěn)定性大于分析元素與干擾元素生成的化合物的穩(wěn)定性, 所以釋放劑優(yōu)先與干擾元素結(jié)合," 釋放 " 出分析元素來。 7原子吸收的背景有哪幾種方法可以校正。[答]在原子吸收光譜分析過程中分子吸收、光散射作用以及基體效應(yīng)等均可造成背景,可以用以下幾種方法校正背景:(1) 用非吸收線扣除背景(2) 用空白溶液校正背景 (3) 用氘燈或鹵素?zé)艨鄢尘?4) 利用塞曼效應(yīng)扣除背景 8簡(jiǎn)述原子吸收分光光度計(jì)如何消除火焰原子發(fā)射光譜的干擾。答:其儀器裝置中,燈光源以調(diào)制方式工作,檢測(cè)器后
65、的放大器采用與光源調(diào)制頻率相匹配的交流放大器,它只對(duì)燈信號(hào)放大,而將來自火焰的直流發(fā)射信號(hào)濾去,從而消除其干擾。 9非火焰原子吸收光譜法的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?[答]1. 檢出限低。2. 取樣量小。3. 物理干擾小。 4. 可用于真空紫外區(qū)。 10在原子吸收分析中, 為了抑制凝聚相化學(xué)干擾, 有時(shí)加入保護(hù)劑。問什么樣的試劑是保護(hù)劑? [答]保護(hù)劑是可以與干擾元素或分析元素或同時(shí)與二者形成穩(wěn)定的絡(luò)合物, 從而把被測(cè)元素保護(hù)起來, 防止干擾物質(zhì)與它作用。 第十章 一、選擇題 1使 pH 玻璃電極產(chǎn)生鈉差現(xiàn)象是由于 ( 2 )(1) 玻璃膜在強(qiáng)堿性溶液中被腐蝕(2) 強(qiáng)堿溶液中 Na+濃度太
66、高(3) 強(qiáng)堿溶液中 OH-中和了玻璃膜上的 H+ (4) 大量的 OH-占據(jù)了膜上的交換點(diǎn)位 2用銀離子選擇電極作指示電極,電位滴定測(cè)定牛奶中氯離子含量時(shí),如以飽和甘汞電極作為參比電極,雙鹽橋應(yīng)選用的溶液為(1)(1)KNO3(2)KCl (3)KBr (4)KI 3碘化銀晶體膜電極在測(cè)定氰離子時(shí),其電極電位(3)(1)隨試液中銀離子濃度的增高向負(fù)方向變化(2)隨試液中碘離子濃度的增高向正方向變化(3)隨試液中氰離子濃度的增高向負(fù)方向變化(4)與試液中銀離子濃度無關(guān) 4下列說法中正確的是:晶體膜碘離子選擇電極的電位 ( 1 )(1) 隨試液中銀離子濃度的增高向正方向變化 (2) 隨試液中碘離子濃度的增高向正方向變化 (3) 與試液中銀離子的濃度無關(guān)(4) 與試液中氰離子的濃度無關(guān)晶體膜:AgI 5在含有 Ag+、Ag
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