紫外及可见吸收光谱法

1、紫外及可见吸收光谱法1.已知某Fe()络合物，其中铁浓度为0.5µg·mL-1，当吸收池厚度为lcm时，百分透光率为80%。试计算：（1）溶液的吸光度；（2）该络合物的表观摩尔吸光系数；（3）溶液浓度增大一倍时的百分透光率；（4）使（3）的百分透光率保持为80%不变时吸收池的厚度。解：已知b=1cm, T=80%, c=0.5µg·mL-1 则mol·L-1 (1)A= lgT= lg0.80=0.0969 (2)由A=bc得到：L·mol-1·cm-1(3)c2=2c, A2=2A=0.1938 即lgT2=0.1938,

2、 T2=0.640 (4)A3= lgT3= lg0.80=0.0969, c3=2c, 则A3=A, b3=b/2 cm2.钢样中的钛和钒，可以同时用它们的过氧化氢络合物形式测定，1.000g钢样溶解，发色并稀释至50mL。如果其中含1.00mg钛，则在400nm波长的吸光度为0.269；在460nm的吸光度为0.134。在同样条件下，1.00mg钒在400nm波长的吸光度为0.057；在460nm为0.091。表中各试样均重1.000g，最后稀释至50mL。根据它们的吸光度计算钛和钒的百分含量。 试样号A400A460试样号A400A460101720.11650.9020.57020.3

3、660.43060.6000.66030.3700.29870.3930.21540.6400.43680.2060.130解：依条件，对钛(Ti)：, 对钒(V)：, c=1mg/50mL，相当于1g钢样中有1mg钛或钒 则根据吸光度的加和性，得到：0.269c1 + 0.057c2=A400 0.134c1 + 0.091c2=A460将实验数据代入该方程组，计算结果列于下表 试样号A400A460c1(%)c2(%)注101720.1160.05370.04841mg/g=0.1%20.3660.4300.0520.39530.3700.2980.0990.18140.6400.4360

4、.1980.18750.9020.5700.2950.19260.6000.6600.1010.57670.3930.2150.1400.030580.2060.1300.0670.0443.取2.00mL含2mol·L-1NH3的Cu2+溶液放入1.00cm的吸收池中。测得在某一确定波长的吸光度为0.600。然后取0.0100 mol·L-1 CuSO4溶液1.00mL添加到第一个吸收池中。再测得的吸光度为0.800。试指出第一个溶液中Cu2+的浓度为多少？解：已知A1=0.600, A2=0.800, b=1cm 依条件，有：A1=bcx 即0.600=×1&

5、#215;cx cx=0.00500mol·L-14.螫合物吸收峰波长为575nm，实验表明，当配位体的初始浓度超过Cu2+浓度20倍时，吸光度数值只取决于Cu2+浓度而与配位体浓度无关。今有两种Cu2+和X浓度均己知的溶液，实验数据如下：3.10×1055.00×1052.00×1026.00×104A（吸光度）0.6750.366试求出的离解常数。解：(1)A=bCuX2, A=0.675, c=3.10×10-5(CuX2) (2)CuX2=Cu2+ + 2X-， c(Cu2+)=5.00×10-5mol·L

6、-1，c(X-)=6.00×10-4 mol·L-1 CuX2=mol·L-1 Cu2+=(5.001.68)×10-5=3.32×10-5mol·L-1 X-=6.00×10-4 2×1.682×10-5=5.66×10-4 mol·L-1 K离解=5.配制一组溶液，其中铁（II）的含量相同，各加入7.12´10-4mol·L-1亚铁溶液2.00mL，和不同体积的7.12´10-4mol·L-1邻菲罗啉溶液，稀释至25mL后，用1.00cm吸收

7、池在510nm测得各溶液的吸光度如下：邻菲罗啉 V/mL吸光度邻菲罗啉 V/mL吸光度2.000.2406.000.7003.000.3608.000.7204.000.48010.000.7205.000.59312.000.720（1）问亚铁-邻菲罗啉络合物的组成是怎样的？（2）络合物的形成常数是多少？解：(1)作Ac关系图当VL=6mL时对应的cL/cM值3:1，即络合物组成为FeL3(2)在VL=6mL时，离解度为 0.0278 mol·L-1 K形成=或b=1cm, FeL3的摩尔吸光系数为：mol·L-1A=0.700时， mol·L-1 此时Fe2+

8、=mol·L-1 L=3Fe2+=0.42×10-5mol·L-1(或L=cL-3FeL3) 于是K形成6.若透光率读数误差DT=0.0040，计算下列各溶液的普通光度法浓度相对误差： （1）T=0.204；（2）A=0.195；（3）A=0.280；（4）T=94.4%。解：T= 0.0040 (1)T=0.204 (2)A=0.195 T=0.638 (3)A=0.280 T=0.525 (4)T=94.4%=0.944 7.若采用高吸光度示差法，以T80 %的参比溶液调节满标度，题6中哪些溶液可用此法测定？试分别求出表现透光率Tf及浓度相对误差，并与题6比较

9、。解：Ts=0.80，(4)不能用示差光度法测定(1)T=0.204, Tr=0.204/0.80=0.255 (2)T=0.638, Tr=0.7975 (3)T=0.525, Tr=0.656 与6题比较，利用示差法，提高了测定结果的准确度。 8.镉的某种络合物，它的摩尔吸光系数为2.00´104 ,用于分析一组水溶液中镉的浓度，浓度范围为0.5´10-4mol·L-11.00´10-4mol·L-1，光度计配有1.00cm吸收池。仪器透光率读数误差为0.004，这一误差与T的数值无关。 （1）测得的吸光度和透光率将在什么范围? （2）对于

10、Cd2+浓度为0.50´10-4mol·L-1和1.5´10-4mol·L-1的试液，由于仪器读Cd2+数误差而引起结果的相对误差是多少？ （3）如果（2）中的溶液稀释5倍后再测定，则结果的相对误差是多少? （4）如果用Cd2+浓度为0.45´10-4mol·L-1溶液校正仪器达满刻度（T=100），以进行示差测定，则（2）中溶液由于仪器读数误差而引起结果的相对误差是多少？解：T= 0.0040, =2.00´104L·mol-1·cm-1, b=1cm (1)A=bc A1=bc1=2.00´

11、104´1´0.5´10-4=1.00 T1=0.100A2=bc2=2.00´104´1´1´10-4=2.00 T2=0.010即测得的吸光度范围为1.002.00，透光度范围为0.0100.100 (2)对于c=0.50´10-4mol·L-1，A1=1. 00, T1=0.10 对于c=1.50´10-4mol·L-1，A3=3.00 T3=0.0010 (3) 对于c1=0.10´10-4mol·L-1，A1=0.200, T1=0.631 对于c2=0.

12、30´10-4mol·L-1，A2=0.600, T2=0.251 (4) cs=0.45´10-4mol·L-1, A=bc=0.90, Ts=0.126 Tr1=0.10/0.126=0.794 Tr2=0.0010/0.126=0.00794 9.有两种异构休，a-异构体的吸收峰在228nm(e =14 000)，而b-异构体吸收峰在296nm(e=11 000)。试指出这两种异构体分别属于下面结构中的哪一种？ 结构结构解：共轭体系，吸收峰向长波长方向移动，因此结构I为-异构体，结构II为-异构体 10.已知丙酮的正己烷溶液的两个吸收峰138nm和

13、279nm，分别属于n*和*。试计算n、*轨道的能量差，分别以电子伏特（eV）和焦/摩尔（J·mol1）为单位。解：*, 1=138nm; n*, 2=279nm；1eV=1. 602×10-19J (1) *能量差 J 以J·mol-1表示，为Nhc/1=8.69×105J·mol-1 以eV表示，为eV (2) n*能量差 J 以J·mol-1表示，为Nhc/2=4.29×105J·mol-1 以eV表示，为4.44eV (3) n能量差E3=E1-E28.99-4.44=4.55eV(7.12×10

14、-19J)即4.40×105J·mol-1 11.假定滴定反应为AB®C。B是滴定剂，根据下述条件，给出表示分光光度滴定过程的曲线图，（1）A和C是无色物质，B是吸光物质；（2）A和B是吸光物质，C是无色物质；（3）A是吸光物质，B和C是无色物质（分光光度滴定曲线：以吸光度为纵坐标，以滴定剂体积为横标作图）。解： 12.试说明和比较下列术语复合光和单色光单色器和色散元件棱镜dq /dl dq /dn dn / dl荧光激发光谱和荧光发射光谱 辐射跃迁和非辐射跃迁 红移和紫移复合光和单色光一束具有多种波长的光称为复合光，具有单一波长的光称为单色光单色器和色散元件单色

15、器是一种能将辐射分解成它的各成分波长，并能从中分出任一所需部分的仪器部件。单色器有一个棱镜或光栅色散元件。棱镜dq /dl指棱镜的角色散率，是指两条波长相差dl的光线被棱镜色散后所分开的角度dq。dq /dn表示作为棱镜材料折射率函数的q 的变化。dn / dl表示折射率随波长的变化。荧光激发光谱和荧光发射光谱改变激发光波长，在荧光最强的波长处测量荧光强度的变化，作激发光波长与荧光强度的关系曲线，可得到激发光谱，激发光谱实质上就是荧光物质的吸收光谱。保持激发光波长和强度不变，测量不同波长处荧光强度的分布，作荧光波长与荧光强度的关系曲线，可得到荧光光谱或称发射光谱。辐射跃迁和非辐射跃迁 一个分子

16、的电子能态的激发包含了电子从基态跃迁到激发态的任一振动能态，处在激发态的分子是不稳定的，在返回低能级的过程中产生辐射，称为辐射跃迁，不产生辐射，则称为非辐射跃迁红移和紫移在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向(红移)或短波方向(蓝移)移动的现象。13.试举例说明生色团和助色团。答：分子中含有非键或p键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起pp*和np*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。主要的生色团有C=O、N=N、N=O等。含有孤对电子(非键电子对)，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团，如OH、OR、NHR、SH、Cl、Br、I等。 14.试比较双光束和双波长分光光度法在仪器结构上有何不同，双波长分光光度法的原理是什么？答：(1) 双光束分光光度计，在单色器的后面放置一切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。双波长分光光度计，将同一光源发出的辐射通过两个单独调节的单色器，产生两条不同波长的光，分别进行测定。 (2)由于双波长分光光度计采用统一光源，调节仪器使两波长处光强度相等，则两波长处吸光度之差为