内容发布更新时间 : 2024/12/24 11:21:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
2. 朗伯-比尔定律的物理意义是什么?什么是透光度?什么是吸光度?二者之间的关系是什么? 答:透光度为透射光与入射光强度之比T = I /I0;吸光度A = -lgT; 当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。一个表示对光透过的程度,一个表示对光的吸收程度,关系为A = -lgT。
3. 摩尔吸收系数的物理意义是什么?其大小和哪些因素有关?在分析化学中κ有何意义?
答:κ(或ε)是吸光物质在一定波长和溶剂中的特征常数,反映该吸光物质的灵敏度。其大小和产生吸收的物质的分子,原子结构,使用的溶剂,显色剂,温度及测定的波长等因素有关。κ值越大,表示该吸光物质对此波长光的吸收能力越强,显色反应越灵敏,在最大吸收波长处的摩尔吸光系数常以κmax表示;
4. 什么是吸收光谱曲线?什么是标准曲线?它们有何实际意义?利用标准曲线进行定量分析时可否使用透光度T和浓度c为坐标?
答:以A(纵坐标)~λ(横坐标)作图为吸收光谱曲线,用途:①进行定性分析, ②为进行定量分析选择吸收波长, ④判断干扰情况; 以 A(纵坐标)~c(横坐标)作图可得标准曲线, 用于定量分析; 定量分析时不能使用T ~c为坐标 , 因为二者无线性关系.
5. 当研究一种新的显色剂时,必须做哪些实验条件的研究?为什么?
答:包括显色反应(灵敏度、选择性、对比度、稳定性试验)及显色条件(显色剂用量、酸度、显色温度、显色时间、干扰消除等试验)的选择。为确实保证选用此显色剂能得到一个灵敏度高、重现性好、准确度高的光度法.
6.分光光度计有哪些主要部件?它们各起什么作用?
答:光源:所需波长范围的足够强的连续光谱;单色器:将光源发出的连续光谱分解为单色光;吸收池:盛放吸收试液,透过所需光谱范围的光;检测系统:进行光电转换,给出所需结果(A,T,c)。
7. 测定金属钴中微量锰时在酸性液中用KIO3将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度的测定。若用高锰酸钾配制标准系列,在测定标准系列及试液的吸光度时应选什么作参比溶液?
2+
答:应选Co溶液作参比,可扣除金属钴的背景吸收。
8. 吸光度的测量条件如何选择?为什么?普通光度法与示差法有何异同?
答:入射光波长一般选择最大吸收时的波长,参比以消除干扰为目的,即“吸收最大,干扰最小”原则;读数范围A在-之间误差较小,A为时最小。普通光度法的参比溶液为空白溶液,而示差法的参比溶液为标准溶液;普通光度法用来测定低含量组分,示差法既可测高含量组分也可用来测定痕量组分,且误差比普通光度法小,但是示差法需要使用档次较高的分光光度计。
9. 光度分析法误差的主要来源有哪些?如何减免这些误差?试根据误差分类分别加以讨论。
答:单色光的纯度,波长选择,参比溶液选择,吸光度读数范围,吸收池配对,仪器精度,操作等。参考§9—4吸光度测量条件的选择。
10. 常见的电子跃迁有哪几种类型?
*****答:σ σ,n σ ,π π, n π ,d d 等.
11. 在有机化合物的鉴定和结构判断上,紫外-可见吸收光谱提供信息具有什么特点? 答:主要用来鉴别有机化合物是否具有共扼双键。
习题答案
+
1. ,用硫氰酸盐显色后,在容量瓶中用水稀释到 用1cm比色皿,在波长480nm处测得A=。求吸收系数a及κ。
-3-3-3-1
解 c=( ×10 )/(50 ×10 )= ×10 (g·L)
a =A/bc=(1× ×10 -3 )= ×102(L·g-1·cm -1) κ=×102 ×=×10 4(L·mol -1·cm -1)
2. 用双硫腙光度法测定Pb,Pb的浓度为/50mL,用2cm比色皿在520nm下测得T=53%,求κ。 解 -lgT= κbc
–3 -3
-= κ × 2 × ×10 / × 50 ×10 )
4-1-1
κ= ×10(L·mol·cm )
2+2+
3. 用磺基水杨酸法测定微量铁。标准溶液是由(SO4)2·12H2O溶于水中稀释至500mL配制成的。根据下列数据,绘制标准曲线。
标准铁溶液的体积V/mL 吸光度
取试液 mL,用容量瓶稀释至250 mL。取此稀释液 mL,与绘制标准曲线相同条件下显色和测定吸光度。测得A=。求试液铁含量(单位:mg/mL)。铁铵矾的相对分子质量为。
解 按题给数据绘制标准曲线,由纵坐标A=处做水平线, 与标准曲线相交处向下做垂线, 与浓度轴
-1
相交处查出浓度,再乘以, 计算出铁含量为 mg ·mL.
4. 取钢试样1.00g,溶解于酸中,将其中锰氧化成高锰酸盐,准确配制成250mL,测得其吸光度为×10
-1
mol·L KMnO4溶液的吸光度的倍。计算钢中锰的百分含量。
–3-1
解 c= × ×10 mol·L
Mn %=(cVMMn/G )×100%
–3 –3
=[( ×10× 250 ×10 × )/] ×100%=%
-2 -1
5. 用普通光度法测定铜。在相同条件下测得×10mol·L标准铜溶液和含铜试液的吸光度分别为和。如光度计透光度读数的相对误差为%,测试液浓度测定的相对误差为多少?如采用示差法测定,用铜标准液为参比,测试液的吸光度为多少?浓度测定的相对误差为多少?两种测定方法中标准溶液与试液的透光度各差多少?示差法使读书标尺放大了多少倍?
?c0.4340.434??T??1.00?0.5%??2.17% 解 cTlgT10lg10?1.00–3
Tx% = ×100% =% Ts% = ×100% = %
T相对?10.0%?100%?50.0% A相对 =- -lg50% = 20.0%?c0.4340.434??T??0.5%??0.434% cT相对lgT相对TS50.0%?lg50.0%?20.0%标液由%调到%,所以读数标尺放大了5倍。
4
6. 某含铁约%的试样,用邻二氮杂菲亚铁光度法(κ =×10)测定。试样溶解后稀释100mL, 用1.00cm比色皿,在508nm波长下测定吸光度。(1)为使吸光度测量引起的浓度相对误差最小,应当称取试样多少克?(2)如果说使用的光度计透光度最适宜读数范围为至,测定溶液应控制的含铁的浓度范围为多少?
解 A = κbc 浓度相对误差最小时A为 c = × ×10 4 ) = ×10–5(mol·L-1)
–5 -3
×10× ×100 ×10) / %) = (g) c = A/κb = ×10 4 = ×10–5(mol·L-1)
c = A/κb = ×10 4 = ×10–5(mol·L-1) 应控制铁的浓度范围 ×10–5~ ×10–5mol·L-1
-1-1
7. 某溶液中有三种物质,他们在特定波长处的吸收系数a (L·g·cm)如下表所示。设所用比色皿b =1cm。给出以光度法测定它们浓度的方程式。用mg·mL-1为单位。 物质 A B C 400nm 500nm 600nm 解 根据吸光度的加和性列方程组 Aλ400nm = + Aλ500nm = + Aλ600nm = cA =
解之 得 cA= A600nm cB = (3A400nm-A500nm) / cC = (40 A500nm-A400nm) /
-4-1
8. 在下列不同pH的缓冲溶液中,甲基橙的浓度均为 ×10 mol·L。用1.00cm比色皿,在520nm处测得下列数据:
pH A
试用代数法和图解法求甲基橙的pKa值。
解 pKa= pH + lg[ (A-AL)/ (AHL-A)]=+ lg [ / =
图解法略
-1-1
9. 在 mol·LHCl 溶液中的苯酚生物碱于波长365nm处的摩尔吸收系数为400;在 mol·LNaOH 溶液中为17100。在pH=的缓冲溶液中为9800。求 pKa值。 解 AHL = 400bc , AL-= 17100bc , A = 9800bcpKa = pH + lg[ (A-AL)/ (AHL-A)] = +lg(9800-17100)
/(400-9800)= -= 2+-2+
10. Mn与配合剂R反应形成有色配合物,用摩尔比法测定其组成及稳定常数。为此,固定Mn浓度
-4-1-为×10 mol·L,而R的浓度则是变化的。用1.0cm比色皿在波长为525nm处得如下数据:
c (R-)/( mol·L-1 ) ×10 -4×10 -4×10 -4×10 -4A 525 c (R-)/( mol·L-1 ) ×10 -4×10 -4×10 -4×10 -4A 525 求:(1)配合物的化学式;(2)配合物在525 nm处的κ;(3)配合物的K稳。
+
解 图略,从图或表看出配合物的化学式为 MnR
κ=A/bc =/(1× ×10-4)= ×103
K稳=[MR] / [M][R]= ×10-4/ ×10-4 × ×10-4 ) = ×104
11. 配制一系列溶液,其中Fe含量相同(各加入×10 mol·L Fe溶液),分别加入不同体积的×10
-1
mol·L 的邻二氮杂菲溶液,稀释至25 mL后用 1cm比色皿在510nm处测得吸光度如下; 邻二氮杂菲溶液的体积/mL 2+-4-12+-4
A 求配合物的组成。
解 从绘图或从表看出配合物的组成为1:3, 因为1:3后吸光度大小基本保持稳定,化学式为Fe(phen)3
13 未知相对分子质量的胺试样,通过用苦味酸(相对分子质量229)处理后转化成胺苦味酸盐(1∶1加成化合物)。当波长为380nm时大多数胺苦味酸盐在95%乙醇中的吸光系数大致相同,即κ = 。现将0.0300g胺苦味酸盐溶于95%乙醇中,准确配制1L溶液。测得该溶液在380nm, b =1.0cm时A = 。试估算未知胺的相对分子质量。
解 A = κbc =× × /M ) M = ×÷ 0800 = 506
未知胺的相对分子质量 = 506-229 =277
十三章 分析化学中的分离和富集方法
思考题答案
3+3+2+2+2+3+2+ 2+
1.如果试液中含有Fe、Al、Ca、Mg、Mn、Cr、Cu和Zn等离子,加入NH4Cl和氨水缓冲溶液,控制pH为左右,哪些离子以什么形式存在于溶液中?哪些离子以什么形式存在于沉淀中?分离是否完全?
2+ 2+ 2+2+2+2+
答:加入氨性缓冲溶液后, Ca和Mg以游离离子形式,Cu和Zn分别形成Cu(NH3)4、Zn(NH3)4
3+3+2+3+
存在于溶液中;Fe、Al、Mn、Cr等离子分别形成氢氧化物形式存在于沉淀中;分离基本完全。
2.为什么难溶化合物的悬浊液可用来控制溶液的pH值?试以MgO悬浊液为例说明之。 答:MgO在水中具有下列平衡:
2+-MgO + H2O = Mg(OH)2 ≒ Mg + 2OH
2+- 2-2+1/2[Mg][ OH] = Ksp [ OH] = (Ksp / [Mg] ) -2+2+
[ OH]与[Mg]的平方根成反比。当加MgO悬浊液于酸性溶液中,MgO溶解而使[Mg]达一定值时,溶
2+-1
液的pH就为一定的数值。例如[Mg] = ·L时,
--111/2 -5-1
[ OH] =( ×10/)= ×10(mol·L)pH ≈
2+
而且当[Mg]改变时,pH的改变极其缓慢。一般讲,利用MgO悬浊液可控制溶液pH为~。