紫外可见分光光度法习题答案

1、第十一章 紫外-可见分光光度法思考题和习题1 .名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。2 .什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。3 .电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物 产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：b-

2、b跃迁,跃迁所需能量最大；n - b跃迁，跃迁所需能量较大，兀-兀跃迁，跃迁所需能量较小；n-兀跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值， 如最大吸收波长(吸收峰)，最小吸U波长(吸收 谷)、肩峰、末端吸收等。4 . Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度 C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？朗伯-比耳定律的物

3、理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度 c及液层厚度l成正比。Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的 浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素(1)定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定(2)化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长(3)光学因素：非单色光的影响。减

4、免：选用较纯的单色光；选max的光作为入射光杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。非平行光的影响：减免：双波长法(4)透光率测量误差：减免：当士 0.002<AT< 土 0.01时，使0.2<A<0.7当 AT< 0.0001 时，使 0.2<A<2.05 .紫外-可见分光光度计从光路分类有哪几类？各有何特点？(1)单光束分光光度计。(2)双光束分光光度计。(3)双波长分光光度计。(4)双重单色器分光光度计。(5)配置光多道二极管阵列检测器的分光光度计6 .简述紫外-可见分光光度计的主要部件、类型及基本性

5、能。紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光源、单色器、吸收池、检测 器和信号指示系统。1 .光源：常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。热辐射光源用于可见光区，如鸨 丝灯和卤鸨灯；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和笊灯。2 .单色器：单色器一般由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散元件，起分光的作用，主要有 棱镜和光栅。3 .吸收池：一般有石英和玻璃材料两种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池 只能用于可见光区。4 .检测器：常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。5 .信号指示系统：常用

6、的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或 自动记录装置等。7 .简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。紫外分光光度法定性鉴定未知物的光谱依据是：吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，而最大吸收波长。及相应的鹏是定性分析的最主要参数。(1)比较吸收光谱曲线法吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，是定性分析的光谱依据，而最大吸收波长 及相应的是定性分析的最主要参数。比较法有标准物质比较法和标准谱图比较法两种。 .标准物质比较法：利用标准物质比较，在相同的测量条件下， 测定和比较未知物与已知标准物的吸收光谱曲线，如果两者的光谱完全一致，则可以初

7、步认为它们是同一化合物。.标准谱图比较法：利用标准谱图或光谱数据比较。8 .举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。(1)如果一个化合物在紫外区没有吸收峰，而其中的杂质有较强的吸收，就可方便的检该化合物中是否含有微量的杂质。主成分无吸收，杂质有吸收一直接考察杂质含量(2)如果一个化合物在紫外可见区有较强的吸收带，有时可用摩尔吸收系数来检查其纯度。主成分强吸收，杂质无吸收 /弱吸收一与纯品比EJ 杂质强吸收 >> 主成分吸收一与纯品比ET,光谱变形9 .为什么最好在 max处测定化合物的含量？根据Beer定律，物质在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系。因此，只要选择一定的波长测定

8、溶液的吸光度， 即可求出浓度。选被测物质吸收光谱中的吸收峰处， 以提高 灵敏度并减少测定误差。 被测物如有几个吸收峰， 可选不易有其它物质干扰的， 较高的吸收 峰，最好是在 max处。10 .说明双波长消去法和系数倍率法的原理和优点。怎样选择 1和2?211 .说明导数光谱的特点。(1)导数光谱的零阶光谱极小和极大交替出现，有助于对吸收曲线峰值的精确测定。(2)零阶光谱上的拐点，在奇数阶导数中产生极值，在偶数阶导数中通过零。这对肩峰 的鉴别和分离很有帮助。(3)随着导数阶数增加，极值数目增加(极值=导数阶数十1),谱带宽度变小，分辨能力增高，可分离和检测两个或者以上重叠的谱带。(4)分子光谱中

9、。往往由于相邻吸收带的重叠.使吸收曲线产生峰位移动，峰形不对称。出现肩峰等现象、可因相邻吸收带的强弱差别不同，相隔距离远近以及相重叠的部分多少而变化，这冲变化，有时在吸收光谱曲线上的表现可以是很微弱而不易辨别的。而在导数图上则有明显的表现。12 .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一可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。(1) R带：由含杂原子的不饱和基团的n 一兀狱迁产生，如 C=O; C=N; -N=N-,其入200400nm强度较弱 e <100(2) K带：由共轲双键的兀一兀跃迁产生，如(-CH = CH-)n, CH = CCO一,其入 >

10、200nm £ >1t(3) B带：苯环本身振动及闭合环状共轲双键兀-兀跃迁而产生的吸收带，是芳香族化合物的主要特征吸收带，其入256nm宽带，具有精细结构；£ -200(4) E带：由苯环环形共轲系统的兀一兀蚁迁产生，也是芳香族化合物的特征吸收带其中E1 带 180nm, Max>104 (常观察不到),匕带 200nm, sax=7000。(5) 电荷转移吸收带：有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁。其入范围宽，>104。(6)配位体场吸收带：配合物中心离子d-d或f-f跃迁产生。可延伸至可见光区，<102。13 .安络血的摩尔

11、质量为 236,将其配成每100ml含0.4962mg的溶液，盛于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°(E；*=1123, =2.65 104)AE；%mCl1%E1cmACl0.5570.4962 10 3 11123M101%E1cm2361123102.65 10 414 .称取维生素C 0.05g溶于100ml的0.005mol/L硫酸溶液中，再准确量取此溶液 2.00ml 稀释至100ml,取此溶液于1cm吸收池中，在 max245nm处测得A值为0.551,求试样中维 生素 C 的百分含量。(E；* 245nm=560)(9

12、8.39%)Cx 0.0500 2.00 0.00100 (g/100ml) 100 1% _As E1cmscl 560 0.00100 1 0.560样 区 100%Ax 100% 0557 100CsAs0.560T=60% ,若用1.0cm、3.0cm和4.0cm吸收池测定15 .某试液用2.0cm的吸收池测量时 时，透光率各是多少？(T2=77.46% , T3=46.48% , T4=36.00%)由公式A lgT EClIgT lg 0.60l 2.0cm, EC - 0.1109l 2.0l1.0cm,lg10.110910.1109177.5%l3.0cm,lgT30.110

13、930.3327T146.5%l4.0cm,lg10.110940.4436T436.0%16 .有一标准Fe3+溶液，浓度为6 g/ml,其吸光度为0.304,而试样溶液在同一条件下 测得吸光度为0.510,求试样溶液中Fe3+的含量（mg/L）。(10.07 g/ml)EM样lC样E；cmC,ic标A羊C标0.510 6.00%0.30410.1 g/ml 10.1 (mg/L)17 .将2.481mg的某碱（BOH）的苦味酸（HA）盐溶于100ml乙醇中，在1cm的吸收池中 测得其380nm处吸光度为0.598,已知苦味酸的摩尔质量为 229,求该碱的摩尔质量。（已知 其摩尔吸光系数为2

14、 104）（M=619）BOH HA BA H2O1%E1cmM102.00 1040.598229 1 B2.481 10 3 110B 602M BOH 602 17 61918 .有一化合物在醇溶液中的max为240nm,其 为1.7 104 ,摩尔质量为314.47。试问配制什么样浓度（g/100ml）测定含量最为合适。（3.70 10 4 1.48 10 3,最佳 8.03 10 4）吸光度在0.20.7之间时为分光光度法的最适宜范围。设 l=1cm1%E1cm10M1.7 10410314.47541A E界CICAeZ i下限 C1 .- 3.7 10 4 (g/100ml)54

15、1 1上限C20.7541 11.3 10 4 (g/100ml)故最适宜浓度范围为：3.7 10 4 1.310g/100ml19 .金属离子 M+与配合剂X形成配合物 MX,其它种类配合物的形成可以忽略，在350nm处MX有强烈吸收，溶液中其它物质的吸收可以忽略不计。包含 0.000500mol/L M +和0.200mol/L X的溶液，在 350nm和1cm比色皿中，测得吸光度为0.800;另一溶液由0.000500mol/L M +和0.0250mol/L X组成，在同样条件下测得吸光度为0.640。设前一种溶液中所有M+均转化为配合物，而在第二种溶液种并不如此,试计算MX的稳定常数

16、。（K稳=163）ClC2A10.800 “cc1600C1 l 0.000500 10.640 0.000400 1600 120.MX0.000400M X (0.000500 0.000400) (0.0250 0.000400)K2CrO4的碱性溶液在 372nm有最大吸收。已知浓度为162.53.00 10 5mol/L 的 K2CrO4碱性溶液，于1cm吸收池中,溶液的max； （ c）当吸收池为在372nm处测得T=71.6%。求（a）该溶液吸光度；（b） K2CQ43cm时该溶液的T%。(A=0.145, max=4833 , T=36.73%)A lgTAlg 0.7160.

17、1450.145maxT 10ClCl3.00 10 5 14833 3.00 10 5 310483321.精密称取VB12对照品36.7%20mg,加水准确稀释至 1000ml ,将此溶液置厚度为 1cm的吸收池中，在=361nm处测得其吸收值为 0.414,另有两个试样，一为 VB 12的原料药，精密称取20mg,加水准确稀释至1000ml,同样在l=1cm, = 361nm处测得其吸光度为 0.400。 一为VB12注射液，精密吸取 1.00ml,稀释至10.00ml,同样测得其吸光度为0.518。试分别计算VB12原料药及注射液的含量。（原料药%=96.62 ,注射液含量=0.250

18、mg/ml）1%E1cm0.414原料药Cl 20.0 10 3 1000 A 1000 力Ice100-2071标示日.里注射液320.0 10 3A100%0.400207 110E；C%J20.0 10 0.518207 1-100% 96.6%103 0.1 0.250 mg/ml22 .有一 A和B两化合物混合溶液，已知A在波长282nm和238nm处的吸光系数E；*值分另1J为720和270;而B在上述两波长处吸光度相等。现把 A和B混合液盛于1.0cm吸 收池中，测得 max282nm处的吸光度为 0.442;在max238nm处的吸光度为 0.278,求A化合 物的浓度（mg/

19、100ml ）。（0.364mg/100ml）Aa bAaAb282nm282nm282nmAa bAaAb238nm238nm238nm两式相减A82bnmA38bnm0.4420.278AaAa282nm238nm(Ea282nma238nm)Cal0.442 0.278 (720 270)CaCa 0.000364g/100ml 0.364mg/100ml23.配制某弱酸的 HCl 0.5mol/L、NaOH 0.5mol/L和邻苯二甲酸氢钾缓冲液(pH=4.00) 的三种溶液，其浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。在max=590nm处分别测出其吸光度如表。求该弱酸 pKa 。

20、(pKa=4.14)pHA (max590nm)主要存在形式40.430HIn与In 碱1.024In 酸0.002HInHIn H InKa在pH 4的缓冲溶液中阳均耦,HIn和In 共存，则该弱酸在各溶液中的分析浓度为CHinCIn即0.001g/100ml缓冲液中：A混 0.430 EHnCHn Em Cn 碱性溶液中：Am 1.024 Em (CHnCn )1.024(CHn Cm )In酸性溶液中：A Hm 0.002 E川。(C川。C坨) 后两式代入第一式0.430 0002 CHn (CHn J。)lg 1.3879 4.14迎 1.3879 pKapHlgH 4CInIn 24 .有一浓度为2.00 10-3mol/L的有色溶液，在一定波长处，于 0.5cm的吸收池中测得 其吸收度为0.300,如果在同一吸收波长处