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光学分析导论1 选择题1-1.光强度与单色器狭缝宽度有关，定性分析时采用的宽度（C），定量分析时采用的宽度（A）A. 较大 B.适中 C. 较小 D. 任何都可1-2. 对于同级一光谱，光栅的分辨率是常数，当波长变化时分辨率 （A）A. 不变 B. 变化 C. 无法确定1-3. 光栅的色散率，在一定波长范围内，波长增大，色散率（C） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法确定1-4. 光栅的分光原理是由构成的光栅对不同波长的光有（A） A干涉和衍射的作用 B. 衍射的作用 C. 干涉的作用1-5. 光栅分入射角为i，衍射角为q, 光栅斜面与刻度线斜面的夹角为f, 要使衍射光最强，只有当（A） A. i =q =f B. i q =f C. iq f 1-6. 在紫外光区测定时，吸收池的材料是（C） A 玻璃 B. 透明塑料 C. 石英1-7. 棱镜的分光原理是根据构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的（C） A透射 B. 色散率 C. 折射率 D. 反射1-8. 同一光栅，二级光谱的色散率是一级光谱的（A） A2倍 B. 1倍 C. 0.5倍 D. 不确定1-9. 带光谱产生的原因 （B） A. 炽热的固体 B. 受激分子 C. 受激原子 1-10下列色散元件中, 色散均匀, 波长范围广且色散率大的是 ( C ) A滤光片 B. 玻璃棱镜 C. 光栅 D 石英棱镜1-11某台原子吸收分光光度计，其线色散率为每纳米 1.0 mm，用它测定某种金属离子，已知该离子的灵敏线为 403.3nm，附近还有一条 403.5nm 的谱线，为了不干扰该金属离子的测定，仪器的狭缝宽度达： ( B )A 0.5mm B 0.2mm C 1mm D E振动E转动 B. E电子E转动E振动C. E转动E电子E振动 D. E振动E转动E电子 1-4 符合朗伯-比尔定律的一有色溶液，当有色物质的浓度增加时，最大吸收波长和吸光度分别是 ( C ) A. 增加、不变 B. 减少、不变 C. 不变、增加 D. 不变、减少 1-5 吸光度与透射比的关系是 ( B ) 1-6 一有色溶液符合比尔定律，当浓度为c时，透射比为T0，若浓度增大一倍时，透光率的对数为 ( D ) 1-7 相同质量的Fe3+和Cd2+ 各用一种显色剂在相同体积溶液中显色，用分光光度法测定，前者用2cm比色皿，后者用1cm比色皿，测得的吸光度值相同，则两者配合物的摩尔吸 光系数为 ( C ) 已知：Ar(Fe) = 55.85，Ar(Cd) =112.4 1-8 用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数，测定值的大小决定于 ( C ) A. 入射光强度 B. 比色皿厚度 C. 配合物的稳定性 D. 配合物的浓度 1-9 以下说法正确的是 ( A ) A. 吸光度A随浓度增大而增大 B. 摩尔吸光系数 随浓度增大而增大 C. 透光率T随浓度增大而增大 D. 透光率T随比色皿加厚而增大 1-10 下列表述中的错误是 ( A ) A. 比色法又称分光光度法 B. 透射光与吸收光互为补色光，黄色和蓝色互为补色光 D. 吸收峰随浓度增加而增大，但最大吸收波长不变1-11下面哪一种电子能级跃迁需要的能量最高? ( A ) (A) ss * (B) ns * (C) pp * (D) ps *2 填空题 2-1 吸光光度法进行定量分析的依据是_朗伯-比耳定律， 用公式表示为_A= ebc ，式中各项符号各表示： A为吸光度，b为吸收介质厚度，e为摩尔吸光系数，c为吸光物质的浓度。 2-2 一有色溶液对某波长光的吸收遵守比尔定律。当选用2.0 cm的比色皿时，测得透光率为T，若改用1.0 cm的吸收池，则透光率应为 T 1/ 2 。 2-3 一有色溶液符合朗伯比尔定律，当使用1cm比色皿进行测量时，测得透光率为80%，若使用5 cm的比色皿，其透光率为 32.7% 。 2-4 朗伯-比尔定律的吸光系数(a)和摩尔吸光系数()值的单位各是_ L g-1 cm-1_和 _L mol-1 cm-1 _。 2-5 某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR，若溶液中M的浓度为1.010-4 mol.L-1，用1 cm比色皿于波长525 nm处测得吸光度A为0.400，此络合物在525 nm处的摩尔 吸光系数为 4.0103 L mol-1 cm-1 。 2-6 桑德尔灵敏度(S)表示的是 A = 0.001时，单位截面积光程所能检测出的吸光物质的最低含量 ，单位是 g cm - 2 。用双硫腙光度法测Cd2+时，已知520 = 8.8104 L mol-1 cm-1，其桑德尔灵敏度S为_ 1.310-3 g cm -1 _。 已知：Ar(Cd) = 112.42-7 在分光光度法中, 以吸光度 为纵坐标, 以波长 为横坐标作图, 可得 光吸收曲线。 2-8 用分光光度法中以 浓度为横坐标，以 吸光度 为纵坐标作图，可得 标准曲线 。 2-9 光度分析法中，引起偏离比尔定律的原因主要有 非单色光 和 化学因素 。 2-10 有色溶剂对光有选择性的吸收，为了使测定结果有较高的灵敏度，测定时选择吸收的波长应在 max 处，有时选择肩峰为测量波长是因为 在max处有吸收干扰 。 3 问答题 3-1 浓度为3.010 _4mol L-1的KMnO4和K2Cr2O7溶液，分别在0.5 mol L-1的H2SO4和 0.5 mol L-1的H3PO4介质中，用1.00 cm吸收池绘制光吸收曲线如图所示， 根据吸收曲线的形状回答下列问题：(实线表示KmnO4，虚线表示K2Cr2O7 ) (1)已知KMnO4在max为520 nm、550 nm处的的吸光度A = 0.74，计算 对应的。 (2) 当改变KMnO4的浓度时, 吸收曲线有何变化?为什么? ( 3) 若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中测定KMnO4的浓度，应选择的工作波长是多少? (4)若在KMnO4和K2Cr2O7的混合溶液中测定K2Cr2O7的浓度，可采用什么方法? 答： (1) 已知在520 nm和550 nm处KMnO4的A = 0.74 ，所以(2) 对于一特定化合物，其吸收曲线是一特征曲线，当KMnO4浓度改变时，吸收曲线无变化，其最大吸收波长max仍为520 nm和550 nm，但对应的吸光度值A有变化，浓度增大，A值增大，浓度减小，A值减小。 (3) 应选550为好，此时K2Cr2O7无干扰。 (4) 联立方程式法： 先由纯KMnO4和K2Cr2O7分别求出它们的值； 根据550 处测得的A550，求出：3-2 吸光光度分析中选择测定波长的原则是什么？某同学实验测得一种有色物质的吸收光谱图如下, 你认为选择哪一种波长进行测定比较合适？为什么？答：测定波长选择是否正确对吸光光度分析的灵敏度、准确度和选择性均有影响，正确选择测定波长的原则是 “吸收最大，干扰最小”，以提高测定的准确性。 在本实验条件下，由于无干扰元素共存，原则上应选用 A 曲线中吸光度最大处的波长进行测定。但图中1处，A在很窄的波长范围内随的变化改变很大，此工作条件难于控制准确一致，将会影响测定结果的精密度和准确度。若采用2处波长进行测定，易于控制工作条件，可减小测量误差。3-3 请将下列化合物的紫外吸收波长lmax值按由长波到短波排列, 并解释原因。 (1) CH2=CHCH2CH=CHNH2 (2) CH3CH=CHCH=CHNH2 (3) CH3CH2CH2CH2CH2NH2答 CH3CH=CHCH=CHNH2 CH2=CHCH2CH=CHNH2 CH3CH2CH2CH2CH2NH23-4下面为香芹酮在乙醇中的紫外吸收光谱, 请指出二个吸收峰属于什么类型, 并根据经验规则计算一下是否符合?答 吸收较大的峰为C=C的pp*跃迁, 较小的吸收峰为C=O的np*跃迁. 215nm + 10nm + 12nm =237nm(C=C-C=O) (a-取代) (b-取代)计算结果谱图吻合.二、红外吸收光谱分析 1 选择题 1-1 红外吸收光谱的产生是由于 ( D ) A. 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 B. 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 C. 分子外层电子的能级跃迁 D. 分子振动-转动能级的跃迁 1-2 任何两个振动能级间的能量差为 (A ) A. h B. 1/2 h C. 2/3 h D. 3/2 h 1-3在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为KBr晶体在 4000400 cm-1 范围内： ( C ) A. 不会散射红外光 B. 对红外无反射 C. 无红外光吸收 D. 有良好的红外光吸收特性 1-4 下列气体中不吸收红外光的气体是 ( A ) A. N2 B. H2O C. CO2 D. HCl 1-5 用红外吸收光谱法测定有机物结构时，试样应该是 ( B ) A. 单质 B. 纯物质 C. 混合物 D. 任何试样 1-4 红外光谱仪光源使用 ( D ) A. 氘灯 B. 空心阴级灯 C. 碘钨灯 D能斯特灯 1-6 某物质能吸收红外光波，产生红外吸收谱图，其分子结构必然是 (A ) A. 发生偶极矩的净变化 B. 具有不饱和键 C. 具有对称性 D. 具有共轭体系 1-7 并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( C ) A. 分子某些振动能量相互抵消了 B. 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 C. 分子中有些振动能量是简并的 D. 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 1-8 苯分子的振动自由度为 ( C ) A. 12 B. 18 C. 30 D. 31 1-9 下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( A ) A. 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动 B. 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是 C. 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的 D. 凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的1-10 Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( A ) A. 0 B.1 C.2 D.32 填空题 2-1 红外光区在可见光区和微波光区之间，习惯上又将其分为三个区： 近红外光区，波长在 0.762.5 m ；中红外光区 ，波长在 2.5 25 m ，波数在 4000400 cm-1 ； 远红外光区，波长在 25 500 m 。其中， 中红外光区的应用最广。 2-2 红外光谱法主要研究在分子的转动和振动中伴随有偶极矩变化的化合物，因此，除了单原子 和同核分子等外，几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。2-3 分子的振动显示红外活性是指分子的振动引起分子的偶极矩变化； 分子的振动显示拉曼活性是指分子的振动引起分子的极化率改变。 2-4分子对红外辐射产生吸收要满足的条件是： (1) 分子的振动方式必须是红外或中心活性的 (2) 某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同（即能产生瞬时偶极矩变化） 2-5 中红外分光光度计基本部件有光源 ； 单色器； 吸收池； 检测器和 记录仪。3 问答题 3-1 从本质上阐述红外吸收光谱法比紫外吸收光谱法更有利于有机化合物的定性分析 的原因。答：由于红外辐射能量远小于紫外辐射，因此不会发生电子能级跃迁，光谱精细结构明显；而紫外辐射能量过高，在发生电子能级跃迁的同时，发生振动和转动能级跃迁，使谱带展宽，精细结构消失。 3-2 今欲测定某一微细粉末的红外光谱，应选用何种制样方法？为什么？ 答：选用研糊法或溴化钾压片法。用细粉末测得的红外光谱，大部分辐射将由于散射而损失。如果把试样分散在具有与试样相同折射率的介质(液体或固体)中，光损失将大大下降，从而可获得令人满意的光谱。3-3 试预测丙二酸 HOOCCH2COOH和戊二酸HOOCCH2CH2CH2COOH在官能团区的吸收有何不同？为什么？ 答： 由于HOOCCH2COOH的两个COOH同时与一个CH2相连，两个CO 会产生振动耦合，故 CO 将分裂成两个峰，即 CO 1740cm1 和1710cm1。然而戊二酸不具备产生振动耦合的条件， 故 CO只出现一个峰。 3-4 (CH3)2C=C(CH3)2在红外光谱的官能团区有哪些吸收峰? 答：分子中四个甲基是一个具有对称中心的烯烃，因此，C=C 吸收在红外光谱中观察不到，只能观察到与甲基有关的吸收峰： 小于3000cm-1处的吸收带，及1460cm-1，380cm-1。3-5 能采用红外