仪器分析复习题VIP

1光谱分析法导论复习题1.所谓“真空紫外区” ，其波长范围是（ C）A.200400nm B.400800nm C.10200nm D.2008002. 下述哪种光谱法是基于发射原理？（ B）A.红外光谱法 B.荧光光度法 C.分光光度法 D.核磁共振波谱法3.已知光束的频率为 105Hz，该光束所属光区为（ A）A.紫外光区 B.微波区 C.可见光区 D.红外光区4.波长为 0.01nm 的光子能量为（ C ）A.12.4eV B.124eV C.1.24105eV D.0.124eV5.可见光的能量范围为（ D ）A.124001.241013eV B.1.4310271eV C.6.23.1eV D.3.11.65eV6.带光谱是由于（ B ）A.炽热固体发射的结果 B.受激分子发射的结果 C.受激原子发射的结果 D.简单离子受激发射的结果7.基于电磁辐射吸收原理的分析方法是（ D ）A.原子荧光光谱法 B.分子荧光光谱法 C.化学发光光谱法 D.紫外 -可见分光光度法8.可以概述三种原子光谱（吸收、发射、荧光）产生机理的是（ C ）A.能量使气态原子外层电子产生发射光谱 B.辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁 C.能量与气态原子外层电子相互作用 D.辐射能使院子内层电子产生跃迁9. 若光栅宽度为 50mm，刻痕数为 1200 条mm -1，此光栅的一级光谱理论分辨率应为 60000 。10.原子外层电子跃迁的能量相当于紫外光和可见光；原子核自旋跃迁激发能对应于射频辐射区。11.欲在 200400nm 光区进行分析，可选用的棱镜摄谱仪是 ( C )A.玻璃棱镜 B.萤石棱镜 C.石英棱镜 D.以上三种均可12.下述哪种分析方法是以散射光谱为基础的 （B ）A.原子发射光谱 B.拉曼光谱 C.原子吸收光谱 D.X荧光光谱法13.红外光谱仪的主要部件包括 ： 光源 ， 吸收池 ， 单色器 、 检测器 及记录系统。 14.指出下列电磁辐射所在的光谱区(1)波长 588.9nm 可见光 （2）波数 400cm-1 红外 （3）频率 2.51013Hz 红外 （4）波长 300nm 紫外 15.常见光谱分析中， 原子吸收 、 原子发射 和 原子荧光 三种光分析方法的分析对象为线光谱。16.红外光谱是基于分子的 振动 和 转动 能级跃迁产生的。17.L=2 的镁原子的光谱项数目为 4 ，其中多重态为 3 的光谱项数目为 3 。18.物质的分子、原子、离子等都具有不连续的量子化 能级 ，只有当某波长光波的能量与物质的基态和激发态的 能量差相等 时，才发生物质对某光波的吸收，也就是说物质对光的吸收是 有选择性 。19.在光谱法中，通常需要测定试样的光谱，根据其特征光谱的 波长 可以进行定性分析；而光谱的 强度 与物质含量有关，所以测量其 强度 可以进行定量分析。20.根据光谱产生的机理，光学光谱通常可分为： 原子光谱 ， 分子光谱 。21.紫外可见分光光度计用 钨丝灯 ， 氢灯或氘灯 做光源。22.红外光谱仪用 能斯特灯 与 硅碳棒 做光源。 计算题常见主要考察内容主要有：有关激发电位、波长、频率等的计算，有关单色器的色散率和分辨率的计算等，单色器部分重点掌握光栅 需掌握内容：（1）光栅公式： nd)si(n（2）光栅光学参数计算公式：2线色散率 ）（ 20cosdFndFlD倒线色散率 )(1 分辨率 1(bbnlNR为 刻 痕 密 度 ，单色器通带：W=D -1S 定义：单色器出射光束的波长区间。17.当一级光谱线波长为 500nm 时，其入射角为 60，反射角为-40。该光栅的刻线数目应为多少？解：此题中入射线与反射线位于法线两侧，故应用式 中应取“-”号。 nd)si(n501)4sin60(i)sin( dd m31024.63.08.51每毫米光栅的刻线数为 1/d=460 条/mm18.已知光栅刻痕密度为 2400mm-1，暗箱物镜的焦距为 1m，求使用一级和二级衍射光谱时，光栅光谱仪的倒线色散率。解：n=1 时， 16131 42.04.22401 mnmnFbdlDn=2 时， 16131 .08.2 dl19.已知光栅刻痕密度为 1200mm-1，当入射光的入射角 =45时，求波长为 300nm 的光在一级光谱中的衍射角 为多少度？（假设入射线和衍射线在光栅法线的异侧。 ）解： mb4103.8201代入光栅公式 nd)si(nnm301)si45(.4 解得 =20.4920.某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为 2400mm-1，光栅面积为 55cm2，计算此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。该光谱仪能否将波长为 309.418nm 和 309.271nm 的两条谱线分开？为什么？解： 5102.24051mnlbNR理（1）用比较分辨率来判断 310.27.398./)( R由于 R 理 R，所以该光谱仪可以将这两条谱线分辨开来。（2）用波长差来判断 根据 R 理 可求得分辨谱线的最小波长差 理 ，即nm026.12.34095理理 =（309.418-309.271）nm=0.147nm由于 理 ，所以该光谱仪可以将这两条谱线分辨开来。321. 某原子吸收分光光度计的光学参数如下：光栅刻数：1200 条/mm，光栅面积：5050mm 2倒线色散率：20/mm，狭缝宽度：0.05，0.1，0.2，2mm 四档可调，试问：（1）此仪器的一级光谱理论分辨率是多少？（2）欲将 K404.4nm 和 K404.7nm 两线分开，所用狭缝宽度应是多少？（3）Mn279.48nm 和 279.83nm 双线中，前者是最灵敏线，若用 0.1mm 和 0.2mm 的狭缝宽度分别测定Mn279.48nm，所得灵敏度是否相同？为什么？ 解：（1） 60512NmR理（2） )(.047DWS即分开 K 双线所需狭缝宽度应为 0.15mm（3）所得灵敏度不同，因为：用 0.1mm 狭缝时，其通带 W=DS=200.1=2（）用 0.2mm 狭缝时，其通带 W=DS=200.2=4（）Mn 双线波长差为 2798.3-2794.8=3.5（）若用 0.2mm 狭缝时，通带为 4 ，Mn 双线同时通过狭缝进入检测器检测，但因双线灵敏度不同，所以测到的是双线灵敏度的平均值。若用 0.1mm 狭缝时，通带是 2 ，此时可将双线分开，只测到最灵敏线 Mn2794.8 。所以其灵敏度高于0.2mm。原子光谱法基础复习题1.解释术语：激发电位：原子外层电子由基态激发到高能态时所需要的能量。电离电位：使原子发生电离所需要的最低能量。原子线：原子外层电子跃迁时发射的谱线。离子线：离子外层电子跃迁时发射的谱线。共振线：原子的光谱线各有其相应的激发电位，具有最低激发电位的谱线称为共振线。谱线的自吸：在原子化过程中，处于高、低能级的粒子比例与原子化器的温度等因素有关。处于高能级的粒子可以发射光子，处于低能级的粒子可以吸收光子。辐射能被发射原子自身吸收而使谱线发射强度减弱的现象称为谱线的自吸。多普勒变宽：由原子在空间作无规则运动所引起的谱线变宽。又称热变宽。自然变宽：在无外界影响的情况下，谱线具有一定的宽度，这种宽度称为自然变宽，它与激发态原子的平均寿命有关。压力变宽：凡是非同类微粒（电子、离子、分子、原子等）相互碰撞或同种微粒相互碰撞所引起的谱线宽度统称为压力变宽。因前者原因变宽被称为劳伦兹变宽，后者原因变宽被称为共振变宽或赫尔兹马克变宽。压力变宽又称碰撞变宽，可随气体压力的增大而增大。自吸变宽：谱线自吸引起的变宽称为自吸变宽。2.在原子发射光谱分析中，电离度增大会产生 原子 线减弱， 离子 线增强。原子线变宽的原因有 自然宽度 ， 多普勒变宽 和 压力变宽 。 3.下述哪种跃迁不能产生，为什么？(2)（1）3 1S031P1 （ 2） 31S031D2 （3）3 3P233D3 （4）4 3S143P1提示：根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级间进行，而必须遵循一定的“选择定则”。即：（1）n=0 或任意正整数；（2）L=1，跃迁只允许在 S 项和 P 项，P 项和 S 项或 D 项之间，D 项和 P 项或 F 项之间，等；4（3）S=0，即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重态；（4）J=0，1。但当 J=0 时， J=0 的跃迁是禁戒的。由于 31S031D2 不符合选择定则中的 L=1，所以这种跃迁是禁阻的。4.理解光谱项的含义并会书写。例：写出 Ca 原子的基态与激发态的光谱项n L S J 光谱项 光谱支项 多重性 简并度4s2 基态 4 0 0 0 41S 41S0 单 1激发态 4 1 0 1 41P 41P1 单 3(4s1,4p1) 1 2 43P2 51 43P 43P1 三 30 43P0 15. 在火焰中钠原子被激发发射了 589.0nm 的黄光，若火焰温度分别为 2500K 和 3000K 时，求此谱线的激发态与基态原子数的比值，并简述计算结果说明什么？（已知 ）20j解： 19983437.10.5826.hcEkT/0jjePNP0jT=2500K 时， 4250138.70j 1.e9同理，T=3000K 时， 43018.70j 8.N29计算结果表明，N j 与 N0 的比值很小，说明了处于激发态原子数与处于基态原子数相比是很小的，虽然温度升高，会影响 Nj 数目（稍增加） ，但影响很小，与 N0 相比，仍是很小，可以忽略不计。一般原子化温度都在 3000K 以下，所以在原子吸收分析中，可以认为原子蒸气中基态原子数近似地等于总原子数。即可将参与吸收的基态原子数看作是原子总数。而参与吸收的原子总数正比于溶液中元素浓度 c，这正是原子吸收法基本原理的依据。普朗克常数 h 和玻尔兹曼常数 k 的数值及单位应熟记。原子吸收和原子荧光光谱法复习题1.名词解释：光谱干扰：由于待测元素发射或吸收的辐射光谱与干扰物或受其影响的其他辐射光谱不能完全分离所引起的干扰。物理干扰：是指试样杂转移、蒸发和原子化过程中，由于试样任何物理特性的变化而引起额吸光度下降的效应。它主要是指溶液的粘度、蒸气压和表面张力等物理性质对溶液的抽吸、雾化、蒸发过程的影响。化学干扰：在凝聚相或气相中，由于被测元素与共存元素之间发生任何导致待测元素自由原子数目改变的反应都称为化学干扰。电离干扰：待测元素自由原子的电离平衡改变所引起的干扰。基体效应：试样中与待测元素共存的一种或多种组分所引起的种种干扰。积分吸收：在原子吸收光谱分析中，将原子蒸气所吸收的全部辐射能量称为积分吸收。峰值吸收：是采用测定吸收线中心的极大吸收系数（K 0）代替积分吸收的方法。原子荧光光谱：当用适当频率的光辐射将处于基态或能量较低的激发态的原子激发至较高能级后，被激发的原5子将所吸收的光能又以辐射形式释放的现象谓之原子荧光。辐射的波长是产生吸收的原子所特有的，而其强度与原子浓度及辐射源的强度成正比。按波长或频率次序排列的原子荧光称为原子荧光光谱。2. 空心阴极灯中，对发射线半宽度影响最大的因素是：（ D）A. 阴极材料 B. 阳极材料 C. 填充气体 D. 灯电流3. 非火焰原子吸收法的主要缺点是：（ B ）A.检测限高 B. 精密度低C. 不能测定难挥发元素 D.不能直接分析粘度大的样品4.对预混合型燃烧器，下列哪一点没有达到要求？(A)A.雾化效率高 B.记忆效应小 C.废液排出快 D. 雾滴与燃气充分混合5.原子吸收分析法中测定钡时，加入 1钾盐溶液其作用是（ C ）A.减少背景 B.提高火焰温度 C.减少钡电离 D.提高 K+的浓度6.近年来发展了一种低温原子化法气相氢化物原子化法，用以测定 As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te 等元素。下列使之生成熔点、沸点低的共价分子型氢化物的还原剂是：（D ）A.H2 B.Zn C.Na2S2O3 D.NaBH47.测定钾、钠、铁时，光谱通带应选：（ A）A.钾、钠选 0.4nm，铁选 0.1nm B.钾、钠选 0.1nm，铁选 0.4nmC.钾、钠、铁均选 0.1nm D.钾、钠、铁均选 1.0nm8.关于原子吸收分光光度计的单色器位置，正确的说法是：（ B ）A.光源辐射在原子吸收之前，先进入单色器B.光源辐射在原子吸收之后，再进入单色器C.光源辐射在检测之后，在进入单色器D.可任意放置9.在空心阴极灯中，影响谱线变宽的因素主要是：（ B ）A.自然宽度 B.自吸变宽 C.洛伦兹变宽 D.多普勒变宽10.空心阴极灯的主要操作参数是（ A ） A灯电流 B灯电压 C阴极温度 D内充气压力11.原子吸收光谱法中的物理干扰可用下述哪种方法消除：（C ）A.加释放剂 B.加保护剂 C.标准加入法 D.扣除背景12.在原子吸收光谱分析法中，用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是（ A ）A光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多 B光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当 C吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多 D单色器能分辨出发射谱线，即单色器必须有很高的分辨率13.下列导致原子吸收谱线变宽的因素中影响最大的是（ B ）A自然宽度 B多普勒变宽 C碰撞变宽 D场致变宽14.原子吸收分析中，有时浓度范围合适，光源发射线强度也很高，测量噪音也小，但测得的校正曲线却向浓度轴弯曲，除了其它因素外，下列哪种情况最有可能是直接原因？（ C ）A使用的是贫燃火焰 B溶液流速太快 C共振线附近有非吸收线发射 D试样中有干扰15.原子吸收光度法中的背景干扰表现为下述哪种形式？（D ）A.火焰中被测元素发射的谱线 B.火焰中干扰元素发射的谱线C.光源产生的非共振线 D.火焰中产生的分子吸收16.单道单光束型与单道双光束型原子吸收光度计的区别在于（ D ）A.光源 B.原子化器 C.检测器 D.切光器17.双光束型原子吸收光度计不能消除的不稳定影响因素是（B ）A.光源 B.原子化器 C.检测器 D.放大器618.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？（ B）A.固态物质中的外层电子 B.气态物质中基态原子的外层电子C.气态物质中激发态原子的外层电子 D.气态物质中基态原子的内层电子19.原子吸收光谱法中的化学干扰可用下述哪种方法消除？（ ABC ）A.加入释放剂 B.加入保护剂 C.加入缓冲剂 D.扣除背景20.原子吸收光谱法中的基体效应干扰可用下述哪种方法消除？（ D）A.加入释放剂 B.加入保护剂 C.加入缓冲剂 D.扣除背景21.在一般的原子吸收分析条件下，吸收线中心频率的峰值吸收系数 K0 取决于（C ）A.自然变宽 B.劳伦兹变宽 C.多普勒变宽 D.塞曼变宽22.现代原子吸收光谱仪其分光系统的组成主要是（ C ）A.棱镜+凹面镜 +狭缝 B.棱镜+ 透镜+狭缝C.光栅 +凹面镜 +狭缝 D. 光栅+透镜+狭缝23.空心阴极灯的构造是（ D ）A.待测元素作阴极，铂丝作阳极，内充低压惰性气体B.待测元素作阳极，钨棒作阴极，内充氧气C.待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空D.待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充低压惰性气体24.使用原子吸收光谱法分析时，下述火焰温度最低的是（D） ，火焰温度最高的是（ C ）A.氢气-空气 B.乙炔-空气 C.乙炔- 氧化亚氮 D.丙烷-氧25.在原子吸收光谱法中，用氘灯扣除背景是基于（ C ）A.待测元素的谱线可以吸收氘灯的辐射强度 B.待测元素的谱线不吸收氘灯的辐射强度C.待测元素的谱线对氘灯的辐射强度吸收很少可以忽略不计D.待测元素谱线的吸收随氘灯的辐射强度增强而增大26.指出下列影响火焰原子化法和非火焰原子化法中谱线半宽度的主要因素（1）火焰原子化法（ A ） （2）非火焰原子化法（B）A.原子无规则的热运动 B.吸收原子与外界气体分子间相互影响C.同种原子相互碰撞 D.发光原子受到强电场或强磁场的影响27.原子吸收光谱分析中，测量值的吸光度应控制在（A ）为好A.0.10.5 B.0.50.7 C.0.70.9 D.吸收线宽度时，吸收不完全，灵敏度低，工作曲线直线性差，准确度差。（3）发射线与吸收线的轮廓有显著位移时，吸收最不完全，灵敏度最低，工作曲线直线性最差，准确度最差。实验可以说明，以上三种情况下的吸光度 A（1） A（2） A（3） 。68.原子吸收光谱分析的光源应当符合哪些条件？为什么空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线。答：原子吸收光谱分析的光源应当符合以下基本条件：（1）谱线宽度“窄” （锐性） ，有利于提高灵敏度和工作曲线的直线性。（2）谱线强度大、背景小，有利于提高信噪比，改善检出限。（3）稳定，有利于提高测量精密度。（4）灯的寿命长。空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线，这与灯本身的构造和灯的工作参数有关系。从构造上说，它是低压的，故压力变宽小。从工作条件方面，它的灯电流较低，故阴极强度和原子溅射也低，故热变宽和自吸变宽较小。正是由于灯的压力变宽、热变宽和自吸变宽较小，致使灯发射的谱线半宽度很窄。69.画出单光束原子吸收分光光度计结构示意图（方框图表示） ，并简要说明各部分作用。答：单光束原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器和检测系统等部分组成。其结构方框示意图如下：光源 原子化器 单色器 检测器光源的作用：发射待测元素特征谱线。原子化器的作用：产生气态的基态原子，以便吸收待测谱线。单色器的作用：将欲测的谱线发出并投射到检测器中。检测器的作用：使光信号转化为电信号，经过放大器放大，输入到读数装置中。70.在原子吸收光谱分析中，一般应根据什么原子来选择吸收线。答：选择吸收线时一般应考虑以下方面：（1）试样的组成和待测元素的含量。（2）干扰邻近谱线干扰和背景吸收、火焰气体吸收干扰等。（3）使用的仪器条件根据灵敏度选择灵敏度、稳定性好的谱线。71.简述背景吸收的产生及消除背景吸收的方法。答：背景吸收是由分子吸收和光散射引起的。分子吸收指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物、氢氧化物和盐类等分子对辐射线的吸收。在原子吸收分析中常碰到的分析吸收有：碱金属卤化物在紫外区的强分子吸收；无机酸分子吸收；火焰气体或石墨炉保护气体（N 2）的分子吸收。分子吸收与共存元素的浓度、火焰温度和分析线波长（短波与长波）有关。光散射是指在原子化过程中固体微粒或液滴对空心阴极灯发出的光起散射作用，使吸光度增加。消除背景吸收的方法有：改用火焰（高温火焰） ；采用长波分析线；分离或转化共存物；扣除方法（用测量背景吸收的非吸收线扣除背景，用其它元素的吸收线扣除背景，用氘灯背景校正法和塞曼效应背景校正法）等。72.在原子吸收分析中，为什么火焰法（火焰原子化器）的绝对灵敏度比非火焰法（石墨炉原子化器）低？答：火焰法是采用雾化器进样。因此：（1）试液的利用率低，大部分试液流失，只有小部分（约 X%）喷雾液进入火焰参与原子化。（2）稀释倍数高，进入火焰的喷雾液被大量气体稀释，降低原子化浓度。（3）被测原子在原子化器中（火焰）停留时间短，不利于吸收。73.什么叫冷原子吸收法？答：某些金属元素（如汞） ，在常温下很容易气化，并有较高的蒸气压和不易被氧化的特点，而无需用火焰进行热解离。在载气的带动下，元素蒸气被导入石英吸收管中，于吸收线下吸收元素灯的共振发射，故将这种方法叫“无焰法”，由于它不采用热解离手段，为了同热解离非火焰技术相区别，又称冷原子吸收法。74.原子吸收等量分析常采用标准曲线法，其标准曲线能否像分光光度法的标准曲线一样，可较长时间使用？为10什么？答：原子吸收光谱分析的标准曲线不能长时间使用。分光光度法测定时，在仪器、药品、操作手续不变的情况下，标准曲线一般改变不大，而原子吸收操作时，每次开机与前一次开机的原子化条件不可能完全一致，因此需每次开机作标准曲线或带测标准溶液。75.比较火焰原子化法和石墨炉原子化法的优缺点，为什么后者有更高的灵敏度？答：火焰原子化法的优点：（1）准确度高：其准确度接近化学分析法，相对误差在 1%2%之间。（2）灵敏度高：多数元素的测定灵敏度在 g/mL 级，少数元素可达 g/L 级。（3）选择性好：共存元素对被测元素的干扰少，一般不需分离共存元素即可进行测定。（4）分析速度快：仪器操作简便，可在较短时间内完成大量样品的测定，重现性好。（5）应用范围广：目前已成为原子吸收光谱法中原子