仪器分析紫外分光光度计习题答案

1、第4 章 紫外可见分光光度法 -习题解答思考题1. 什么就是选择性吸收？它与物质的分子结构有什么关系？【答】当对某一物质从长波到短波进行扫描时 ,光波能量 E h 符合某一价电子的量子 化能级差 E E激发态E基态时,该频率(或波长)的光则被吸收，而其它波长的光不被吸 收的现象 ,称为光的选择性吸收。被选择性吸收的某一波长光的大小反映了某一跃迁所需的 量子化能级差的大小 ，与跃迁类型有关 ，即与组成分子的元素与化学键类型有关，所以选择性吸收的波长就是物质分子结构的反映。2. 紫外吸收光谱有什么特征？紫外光谱说明什么？【答】 (1)紫外吸收光谱就是由于分子的价电子能级跃迁引起的，就是带状光谱。(

2、2) 由于分子的价电子能级跃迁只有、n、 n n、nn四种基本跃迁类型 ，加上电荷迁移跃迁与配位场跃迁两种变化形式，所以分子的紫外吸收光谱一般吸收峰的数量比较少 ，而且各种能级跃迁的能量差别不就是很大，各吸收带之间常常有重叠而不易区分的现象 ，特征性不就是很强。(3) 紫外光谱的三大要素为吸收峰的位置 (横坐标)、强度(纵坐标 )与光谱形状。吸收峰在 横坐标的位置与形状为化合物定性的指标 ，而峰的强度为化合物定量的指标 ;基本参数就是最 大吸收峰的峰的位置 max 与相应吸收带的强度 max。(4) 通过吸收峰位置可判断产生吸收带化合物的类型与骨架结构;吸收峰的强度有助于 K带、 B 带与 R

3、 带灯吸收带类型的识别 ;峰的形状也有助于化合物类型的判断。总之 ，化合物的 紫外光谱就是化合物元素组成、化学键、共轭与骨架情况的部分结构信息的反映。3. 为什么说 Beer 定律只适用于单色光？ 【答】从吸收光谱的三大要素可知 ，吸收峰的强度就是化合物定量的依据。在一个吸收峰的不同波长处相对应的吸收强度就是不相同 ，即它们的吸光系数不相同 ，在最大波长 max 处 的吸光系数 max最大，两侧均逐渐变小，所以可以认为吸光系数就是波长的函数： f(),但在某一波长处也就就是单色光的条件下 ，吸光度系数就是某一确定的常数值 ，这时才有化 合物的吸光度与浓度成正比的关系式A cl kc成立。4.

4、紫外 -可见分光光度计从光路分类有哪几类？【答】从光路角度来说 ，紫外 -可见分光光度计一般有 ：单光束分光光度计、 双光束分光光 度计、二极管阵列检测分光光度计等。5. 简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。【答】用紫外分光光度法进行定性鉴定 ，一般采用对比法 ，即将未知物的吸收光谱特征与 标准化合物的光谱特征进行对照比较 ;也可以利用文献所载的紫外 -可见标准图谱进行核对。 如果两者完全相同 ，则可能就是同一种化合物 ;如果两者差别明显 ，则肯定不就是同一种化合 物。具体的比较方法有 ： (1)对比吸收光谱特征数据 ;(2)对比吸光度或吸光系数的比值 ;(3)对比 吸收光谱的一致性。6.

5、 举例说明紫外分光光度法检查物质纯度。【答】 UV 法检查物质纯度分为 ： (1)杂质检查 ;(2)杂质的限量检测。 具体方法应根据被检查的化合物 (大量 )与所含杂质 (少量)的 UV 吸收情况来确定。 化合物无吸收杂质有较强吸收：例如乙醇与环己烷中含少量杂质苯，苯在 256nm 处有吸收峰，乙醇与环己烷则无吸收，直接测定杂质苯含量。 化合物有较强吸收杂质无吸收或吸收很弱：直接测定化合物含量，例如生产化合物过程中伴随的溶剂（无吸收）有时没有被完全除去，可采用该方法。 化合物与杂质都有较强吸收：检测比较困难。可采用某一波长处吸光度 A限定值方法,例如肾上腺素中杂质肾上腺酮在max =310nm

6、处，必须使其吸光度 A v 0、05;也可采用峰谷吸光度比值控制杂质的限量，例如，解毒药碘解磷定有很多杂质，如顺式异构体、中间体等，采用其 最大吸收波长 294nm处杂质无吸收，碘解磷定在吸收谷 262nm有吸收，而碘解磷定纯品的 A294 / A262 3.39，如果有杂质，则在吸收谷处的吸光度A262会增大，致使94 / 62 n nn n n。除了跃迁类型外，其它跃迁在紫外-可见吸收光谱上都可以反映出来。8以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外-可见吸收光谱中的大概位置与各吸收带的区别。【答】R带:由杂原子的不饱与基团产生的 n n跃迁引起的吸收带。 例如:C=O

7、、一 NO、一 NO2、一 N=N 等生色团。R带波长处于300nm附近,弱吸收，一般 v 100。溶剂极 性增加时,R带发生短移。K带:由共轭双键中的 nn跃迁产生的吸收带，吸收峰的位置随着共轭体系增加而长移，一般为强吸收带， 104。溶剂极性增加时,K带发生长移。B带:为芳香族化合物的特征吸收带。在蒸气状态中，能反映振动-转动能级的精细结构，例如苯蒸气在230270nm处出现B带精细结构的吸收光谱。随着溶剂的极性逐渐增加 ,B带 的精细峰会逐渐变得不明显，直至精细结构消失而变成一个光滑的吸收峰。E带:也就是芳香族化合物特征吸收带 ，由苯环的3个双键环状共轭的 n n跃迁产生的 吸收带分为E

8、1（180nm, 4、7X 104）与E2（220nm, 7000）带,波长短（靠近光谱图最左边）而吸收 强度大就是其显著特征。9举例说明发色团与助色团，并解释长移与短移。【答】发色团：能够在紫外-可见光区范围产生吸收的原子基团。例如：含有C=C、C=O、NO2、一 N=N 、 C=S等基团的化合物，它们就是含有 n n或n n跃迁的基团。助色团：就是指含有非键电子的杂原子饱与基团。例如一OH、一 NH2、一 OR、一 SH、Cl、一 Br、一 I等。当这些基团与生色团或饱与烃相连时 ，由于其非键电子（孤对电子）与生 色团的双键可能产生超共轭现象 ，从而使生色团的吸收峰向长波方向移动 ，吸收强

9、度增加。当溶剂的极性增加时，会使nn跃迁吸收带长移，因为激发态的极性总比基态极性大，激发态与极性溶剂之间相互作用所降低的能量多，产生跃迁需要的能量减小，吸收波长长移；而在n n跃迁中，基态的极性大，非键电子与极性溶剂能形成较强的氢键，使基态能量降低大于反键轨道与极性溶剂相互作用所降低的能量，使跃迁需要的能量增大，吸收波长短移。10为什么最好在max处测定化合物的含量?【答】（1）在max处物质的吸光度值A最大,根据 Lambert-Beer定律 AEcl ,则有c aA E cl ,两式相比较得，在吸光度相同测量误差A条件下，吸光度测量值 A越大,测量的浓度相对误差C/C越小,所以在max处测

10、定化合物的含量最准确。(2)在最大吸收波长max处，对应着吸收峰顶，在峰顶处容易找到一个微小的“平台”，在这个微小的“平台”里，波长有微小的变化时，吸光系数基本上为恒定值，测定的准确性与重复性 比较好；如果不在峰顶处测量，而就是在两边“斜坡”处测量，波长有微小的变化时，吸光系数会 有明显的变化，测定的准确性与重复性都比较差。习题解答1安络血的相对分子质量为236,将其配成0、4962mg/100mL的溶液，盛与1cm吸收池中，在max为355nm处测得A值为0、557,试求安络血的 E及 值。H3C安络血(Carbazochrome):分子式C10H12N4O3；分子量236、2;CAS Re

11、gistry No、:69-81-8;安络血能降低毛细血管的通透性，促进受损毛细血管端回缩而止血。【解】A Ecl1%1cm0.5570.4962 10 3 131123 1.12 10 (注意 c 单位 g/100mL)M101%匚1cm236 1123102.65 1042.称取维生素 C0、0500g溶于100mL的0、005mol/L硫酸溶液中，再准确量取此溶液 2、 0mL稀释至100mL,取此溶液于1cm吸收池中，在max=245nm处测得A值为0、551。求样品1 %中维生素C的质量分数【E伽(245nm)=560】。【解】方法:c(x) .500 2.000.00100(g/1

12、00mL)1001%1cm(x)Ac(x)l0.5510.00100 1551/%諾100% 課100%98.4%方法二:c(x) .500 2.000.00100(g/100mL)A(s)1001 %E1cm(s)cl 560 0.00100 10.560c(x)A(x)n/0.551/%100%100%100%98.4%c(s)A(s)0.5603.某试液用2、0cm吸收池测量时T=60%,若用 1、0cm、3、0cm、4、0cm吸收池测定时,透光率各就是多少?由公式AlgTEcll 2.0cm,Ec(lgT)/l (lg0.60)/2.00.1109l 1.0cmlgT0.100910.

13、110977.5%l 3.0cmlgTs0.100930.3327T346.5%l 4.0cmlgT40.100940.4436T36.0%4、有一标准Fe3+溶液,浓度为6、00旧/mL,其吸光度为0、304,而样品溶液在同一条件下 测得吸光度为0、510,求样品溶液中F3+的含量(mg/L)。A0 510【解】cx Cs A 6.00 051010.1(卩 g/mL) 10.1(mg/L)As0.30455. K2CQ4的碱性溶液在372nm有最大吸收。已知浓度为 3.00 10 mol/L的K2CQ4 碱性溶液，于1cm吸收池中，在372nm处测得T 71.6%。求(a)该溶液的吸光度；

14、(b) K2CrO4 溶液的max ;(c)当吸收池为3cm时该溶液的T %。【解】(1)A lgT lg 0.7160.145(1)ACpEpCq Eq0.1123.00cP 1.572( 口 g/mL),0.725 CpCqCq1.075 门 r;0.474 5.003.099( 口 g/mLCP0.8103.00Cq0.0805.00被测液B中P与Q含量0.1123.00Cp 2.185(卩 g/mL, Cq0.442 CpCq1.075 ;0.278 Cp 5.001.676( 口 g/mL)0.2163.00Cq0.3605.00A0.1454833maxcl3.00 10 5 1lgTcl4833 3.005103 0.4395, T 0.367 36.7%6、解吸光度在0、20、7之间时为最适宜范围，设l= 1cm1 %1010 AE1cm1.7 10454 1M314.47下限：c1A0.23.7 10 4(g/100mL)1 %E1 cml 541 1上限：c1A20.71.3 10 3(g/100mL )1 %E1 cml 541 1故最适宜浓度范围为:3.710 4 1.