仪器分析原理(何金兰版)课后答案

仪器分析习题与解答第 1 章1 为什么说光波是一种横波？答: 我们知道，当波的传播方向与其振动方向垂直时，称为横波；光波是一种电磁波, 而电磁波在空间的传播方向与其电场矢量和磁场矢量的振动平面垂直；所以，光波是一种横波。2 计算下列辐射的频率，波数及辐射中一个光子的能量（ 1 ）钠线（ d 线） 589.0nm;（ 2 ）波长为 200cm 的射频辐射；（ 3 ）波长为 900pm 的 x 射线。精品资料解：（ 1） = c/ =3.010107cms 1=5.09 10 14(hz)589.010cm? = 1/ = (589.0 10-7 cm) -1 = 1.7 10 4 (cm -1 )e = hc/ 6.626=10 343.071010js cms 1=3.38 10 -15( j)589.010cm3 吸光度与透光率的换算（ 1 ）将吸光度为0.01, 0.30, 1.50换算为透光率；（ 2 ）透光率为10.0%, 75.0%, 85.5%换算为吸光度。解： (1)a=log(1/t) logt= a= 0.01, t=10 -0.01 =97.7% logt= a= 0.30, t=10 -0.30 =50.1% logt= a= 1.50, t=10 -1.50 =3.16%(2)a=log(1/t)=log100/10=log10=1.00 a=log(1/t)=log100/75=log1.333=0.125 a=log(1/t)=log100/85.5=log1.17=0.0684 填表：能量波 数光谱区频率jevcm -13x10 101.99 10 -231.24x10 -41微波区8.05x102.4 10 241.6x10 -99.98x10 9区132.4 10 121.6x10 -210.018.05远红外2.4 10 144.97x10 -193.125000近紫外5 在 765 nm 波长下，水溶液中的某化合物的摩尔吸光系数为1.54 10 3（ l mol -1 cm -1 ），该化合物溶液在1 cm 的吸收池中的透光率为43.2% 。 问该溶液的浓度为多少？解：a= logt = lc c= a/ l= logt/ l = log(43.2%)/1.54103 1=2.37 10 -4 (mol/l)6 某化合物的标准溶液浓度为2.510 -4 mol l 1，在 5 cm 长的吸收池中，在347nm波长处，测得其透光率为58.6% 。试确定其摩尔吸光系数。解 ：a = lc = logt, =logt/lc = log(58.6%)/5 2.5 10 -4= log 1.71/52.5 10 -4 = 0.232/5 2.5 10-4 =1.86 10 2（l mol -1 cm -1）7 以丁二酮肟光度法测镍配制镍和丁二酮肟配合物的标准溶液浓度为1.70 10 -5 mol l1， 在 2.00 cm长的吸收池中，在470nm 波长处，测得其透光率为30.0% 。试确定其摩尔吸光系数。解 ：a = lc = logt, = logt/ lc = log30.0%/2.001.70 10 -5 =1.54 104（ lmol -1 cm -1）8 以邻二氮菲光度法测二价铁, 称取试样0.500g,经过处理后，配成试液加入显色剂，最后定容为50.0ml 。用 1.0cm 的吸收池，在510nm波长下测得吸光度a=0.430 。计算试样中二价铁的质量分数(510 =1.1 10 4)；当溶液稀释一倍后，其透光率为多少？解：首先求出二价铁的浓度c1：a = lc c1 = a/ l = 0.430/1.1104 1.0 = 0.391 10 -4 (mol/l)=0.2 10 -6(g/ml)而试样的总浓度为c=0.5/50=0.01(g/ml)试样中二价铁的质量分数为：c1/ c=0.2 10 -6 /0.01=0.2 10 -4 (g/ml)溶液稀释一倍后，吸光度a = 0.430/2 =0.215其透光率 t= 10 -0.215 =60.9%9 有两份不同浓度的同一溶液，当吸收池长为1.00 cm时，对某一波长的透光率分别为精品资料(a) 为 65.0% 和(b) 为 41.8% ，求：（ 1 ）两份溶液的吸光度；（ 2 ）如果溶液（ a）的浓度为6.50 10 -4 mol l 1，求溶液（ b）的浓度；（ 3 ）计算在该波长下，此物质的摩尔吸光系数。解： (1)a a = logt = log65.0% = 0.187； aa = log41.8% = 0.379(2)因为同一溶液浓度不同, 所以摩尔吸光系数相同 aa/ a a=c a/c b ,c b = c a a a/ a a=6.50 10 -4 0.379/0.187=13.17 10 -4 mol l 1(3)= a/ lc =0.187/1.006.50 10 -4=2.88 10 2 （lmol -1cm -1 ）10 浓度为 1.00 10 -3 mol l 1 的 k2cr 2o 7 溶液在波长 450nm 和 530nm 处的吸光度分别为 0.200 和 0.050 ； 1.00 10 -4 mol l 1 的 kmno 4 溶液在波长 450nm 处无吸收，在530nm 处的吸光度为 0.420 。今测得某 k2cr 2o7 和 kmno 4 混合溶液在 450nm 和 530nm处的吸光度分别为0.380 和 0.710 。计算该混合溶液中k2cr 2o7 和 kmno 4 的浓度。解：首先 , 根据已知条件求出两物质在不同波长下的摩尔吸光系数：在 450nm处,k 2cr 2o 7 的 = a/ lc = 0.200/l1.00 10 -3 =200 l-1在 530nm处,k2cr 2o 7 的 = a/ lc = 0.050/l1.00 10 -3=50 l-1在 450nm处,kmno 4 的= 0在 530nm处,kmno 4 的= a/ lc = 0.420/l1.00 10-4=4.2 10 3 l-1然后 , 根据混合溶液在不同波长下的吸光度求出浓度：0.380 = c 1200 l-1l + 0精品资料c1=1.90 10-3(mol/l)0.710 = c 150 l-1 l +c2 4.2 103 l-1 lc2=1.46 10-4 (mol/l)11 试液中ca 的浓度为3g/ml ，测得的吸光度值为0.319 ，问产生1% 吸收信号对应的浓度为多少？解：此题主要知道1% 吸收相当于吸光度值为0.0044,然后根据吸光度与浓度成正比的关系计算： cx = c 1a x/a 1 = 3 0.0044/0.319 = 0.0414(g/ml)12 写出下列各种跃迁的能量和波长范围：（ 1 ）原子内层电子跃迁；（ 2 ）原子外层价电子跃迁；（ 3 ）分子的电子能级跃迁；（ 4 ）分子的振动能级跃迁；（ 5 ）分子的转动能级跃迁。解：能量 ( /ev)波长(/nm)(1)原子内层电子跃迁；2.5 10 56.20.005 200nm(2)原子外层价电子跃迁；6.2 1.6200 800nm(3)分子的电子能级跃迁；6.2 1.6200 800nm(4)分子的振动能级跃迁；1.6 2.5 10 -20.8 50 m(5)分子的转动能级跃迁。2.5 10 -24.1 10 -650 m 300mm13 某种玻璃的折射率为1.700,求光在此玻璃中的传播速度。精品资料解： 介质的绝对折射率n = c/ 光在此玻璃中的传播速度= c/n = 3 10 10 /1.700 = 1.7610 10(cm/s)14 计算辐射的频率为4.708 1014 hz 在结晶石英和熔凝石英中的波长。解： 频率和波长的关系为：= / = /又 = c/n 在结晶石英中的波长= /= c/n =3 1010 /1.544 4.708 10 14=476.4(nm)在熔凝石英中的波长= /= c/n =3 10 10 /1.458 4.708 1014 =437.0(nm)15 轻质遂石玻璃的折射率为1.594 ，计算波长为434nm的辐射穿过该玻璃时每个光子的能量。解：e = h/ 而且= c/n穿过该玻璃时每个光子的能量e = h c/n = 6.62