仪器分析习题与答案

1、WORD格式第 8 章 电位法和永停滴定法1是否能用普通电位计或伏特计测量参比电极和 pH玻璃电极所组成电池的电动势？简述原因。答：不能。因为玻璃电极的内阻 (50M 500M) 很高，假设采用普通电位计或伏特计测量其电位，会引起较大的测量误差。用普通电位计或伏特计测量玻璃电极所组成电池的电动势时，假设检流计的灵敏度为 109A测量中有 109A 电流通过，玻璃电极的内阻 108，当这微小电流流经电极时，由于电压降所引起的电动势测量误差可达： E=IV=109×108=0.1V，它相当于 1.7 个 pH单位的误差。因此不能用普通电位计或伏特计测量参比电极和 pH玻璃电极所组成电池的

2、电动势。2=0.10 ，假设试样溶液中 F浓度为 1.0 ×102mol/L 时，允许测定误差为5%，问溶液允许的最大pH以浓度代替活度计算为多少？解：离子电极选择性误差用下式表示和计算：即：-3将一支 ClO4离子选择电极插入 50.00ml 某高氯酸盐待测溶液，与饱和甘汞电极为负极组成电池。 25时测得电动势为 358.7mV，参加 1.00ml NaClO 4标准溶液（ 0.0500mol/L 后，电动势变成 346.1mV。求待测溶液中 ClO4-浓度。解：注意：此题中虽然 ClO4-为阴离子，但该离子选择电极为电池的正极，因此 S 为负值。4. 用离子选择电极校正曲线法进展

3、定量分析有什么优点？需注意什么问题？使用TISAB 有何作用？答：离子选择电极校正曲线法进展定量分析的优点是适用于大批量的样品分析。定量分析中应注意实验条件的一致，特别是待测液和标准溶液系列的离子强度须保持一致。使用 TISAB 的作用为：保持待测液和标准溶液系列的总离子强度及活度系数恒定； 维持溶液在适宜的 pH X围内，满足离子电极的要求；掩蔽干扰离子。5. 某 pH值的标度每改变一个 pH单位，相当于电位的改变为 60mV，用响应斜率为53mV/pH的玻璃电极来测定 pH 为 5.00 的溶液，分别用 pH2.00 及 pH4.00 的标准缓冲溶液来标定，测定结果的绝对误差各为多少？由此

4、，可得出什么结论？解：用 pH2.00 标准缓冲溶液标定时：专业资料整理WORD格式最正确分辨率： 1024*768第 10 章紫外1钯Pd与硫代米蚩酮反响生成1：4 的有色配位化合物， 用 1.00cm吸收池在 520nm处测得浓度为 0.200 ×10-6 g/ml 的 Pd溶液的吸光度值为0.390 ，试求钯 - 硫代米蚩酮配合物的及 值。钯 - 硫代米蚩酮配合物的分子量为 106.4 解：2取咖啡酸，在 105°C枯燥至恒重，精细称取 10.00mg，加少量乙醇溶解，转移至 200ml 量瓶中，加水至刻度，取出 5.00ml ，置于 50ml 量瓶中，加 6mol/

5、L HCl 4ml ，加水至刻度。取此溶液于 1cm石英吸收池中，在 323nm处测得吸光度为 0.463 ，咖啡酸 =927.9 ，求咖啡酸的百分质量分数。解：3分别用 0.5mol/L HCl 、0.5mol/L NaOH和 pH4.00 的邻苯二甲酸氢钾缓冲液配制某弱酸溶液，浓度均为含该弱酸0.001g/100ml 。在lmax=590nm处分别测出三者吸光度如下表。求该弱酸的pKa值。Almax 590nm主要存在形式专业资料整理WORD格式pH=40.430HIn 与 In - 碱1.024In - 酸0.002HIn解一：在 pH=4的缓冲溶液中， HIn 和In - 共存，那么该

6、弱酸在各溶液的分析浓度为 CHIn+CIn-，即 0.001g/100ml 。因此在缓冲溶液中是两种型体混合物的吸收： A 混 =0.430=EHInCHIn +EIn- CIn- 1在碱性溶液中是 In -的吸收： AIn- =1.024=EIn- (CHIn +CIn- ) 2在酸性溶液中是 HIn 的吸收： AHIn =0.002=EHIn (CHIn +CIn- ) 32, 3式代入 1得：CHIn/CIn- =1.3879pKa=4+lg1.3879=4.14解二：由 2、 3式代入 1式还可写成： 4专业资料整理WORD格式将代入 4，整理，取对数，得：专业资料整理WORD格式式中

7、 A 混为该弱酸在缓冲液中的吸光度； AHIn为该弱酸在酸性溶液中的吸光度；AIn-为该弱酸在碱性溶液中的吸光度； pH为缓冲溶液的 pH 值。把数据代入上式得：此外，还可用酸、碱溶液中的 A 值分别求出 HIn 和 In -的 E 值，再求在 pH=4的缓冲溶液中两型体的浓度，即可求出 pKa。4配合物 MR2的吸收峰在 480nm处。当配位剂五倍以上过量时，吸光度只与金属离子的总浓度有关且遵循比尔定律。金属离子和配位剂在480nm处无吸收。今有一含2+，含 R 0.00860mol/L的溶M 0.000230mol/L液，在 480nm处用 1cm比色皿测得它的吸光度为0.690 。另有一

8、含2+M 0.000230mol/L ，含 R 0.000500mol/L 的溶液，在同样条件下测得吸光度为 0.540 。试计算配合物的稳定常数。解：在配位剂过量5 倍以上时，金属离子几乎全部以MR2存在，因此：在 R为 0.000500mol/L 的溶液中：最正确分辨率： 1024*768第 13 章原子吸收分光光度法7用原子吸收分光光度法测定自来水中镁的含量。取一系列镁对照品溶液 1g/ml 及自来水样于50ml 量瓶中，分别参加5%锶盐专业资料整理WORD格式溶液 2ml 后，用蒸馏水稀释至刻度。 然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度。其数据如下所示，计算自来水中镁的含量mg/L。1234

9、567镁对照品溶液自来水样0.001.002.003.004.005.00ml20ml0.043 0.092 0.140 0.187 0.234 0.2340.135吸光度解：由测量数据计算得回归方程： A0.045+0.0473c ，当 A=0.135 时，20ml 自来水中 Mg的含量代入上式计算得： 1.903 g，故每升自来水含 Mg量为：第 16 章色谱分析法例 16-1 在 1m长的填充柱上， 某化合物 A 及其异构体 B的保存时间分别为 5.80min 和 6.60min ；峰宽分别为 0.78min 和 0.82min ，死时间为1.10min 。计算： 1调整保存时间t R(

10、A) ' 及 t R(B) ' ；(2)保存因子 kA 及kB；3用组分 A 计算色谱柱的有效理论塔板数nef及有效塔板高度Hef。解： 1t R(A) '=t R(A)-t 0=5.80-1.10=4.70mint R(B) '=tR(B) -t 0=6.60-1.10=5.50min2kA=t R(A) '/t 0=4.70/1.10=4.27k =tR(B)'/t =5.50/1.10=5B03nef(A) =16(t R(A)'/W) 2=16×(4.70/0.78)2=581Hef(A)=L/n ef(A) =1000

11、/581=1.72(mm)例 16-2 在一根 3m长的色谱柱上，别离某样品的结果如下：组分1专业资料整理WORD格式的保存时间为 14min，半峰宽为 0.41min ；组分 2 的保存时间为 17min，半峰宽为 0.5min ，死时间为 1min。1求分配系数比； 2求组分 1 和组分 2 的相对保存值 r 2,1和别离度；3假设柱长变为 2m，两组分的别离度变为多少？解： 1k2=t R2'/t0=171/1=16，k1=t R1'/t0=141/1=13，；2r2,1=t '/t'=16/13=1.2 ；R2R13从式中可知 R与成正比，在塔板高度不变

12、的条件下 n 又与柱长 L 成正比，所以， R与成正比，。例 16-3 柱相比=Vm/V s为 20，理论塔板高度为 0.6mm，两组分在柱温下的分配系数分别为 45.2 ，50.5 。假设使 R=1.0，所需的柱长是多少？解：根据，其中 R ，和 k2可通过条件求出，从而求出 L。；专业资料整理WORD格式，代入数据，专业资料整理WORD格式，L=2.35(m)例 16-4 在 GC非极性柱上测得一系列化合物的调整保存时间如下。计算甲苯和环已烷的保存指数， 说明选择哪两个正构烷烃作为参比物质，为什么？组分 正戊烷 正已烷 正庚烷 正辛烷 甲苯 环已烷tR'/min2.85.313.7

13、29.316.512.4解：甲苯的保存时间在正庚烷和正辛烷之间，选这两者作为参比物质，可以减小计算误差：；同理，选正己烷和正庚烷作为参比物质计算环己烷的保存指数：。最正确分辨率： 1024*76817 章 气相色谱法1化合物A在某色谱柱上的保存时间为350s，半峰宽 0.25cm，记录仪纸速 2cm/min，计算该柱的理论塔板数。解：该题是测验对塔板理论的理解和应用， 计算时要注意保存时间与色谱峰区域宽度的单位应一致。专业资料整理WORD格式2在GC中，改变以下一个色谱条件，其余色谱条件均不变，专业资料整理WORD格式问：色谱峰形会发生怎样变化？并说明理由柱长增加一倍；2载气流速增加；3载气摩

14、尔质量减少，并在低流速区工作；4采用粘度较小的固定液。解：该题是考察对塔板理论和速率理论的理解和灵活运用能力。1柱长增加一倍， H 不变。 L 为 2L，那么 n 变为 2n，tR为 2tR，且由 n=16(tR/W) 2知 W 为 W2载气流速增加，在柱中展宽时间少，tR变小， W 变窄。 u增加，一般会增加H，而 n 变小， W 变宽，此因素较其次。3在低流速区，以B/u 为主， B =2Dm，载气摩尔质量减小，Dm，B，H，n，W，所以在低流速区，载气摩尔质量减小，色谱峰变宽。4X氏方程中，固定液 h，Dl ，C，H，n，W，采用粘度较小的固定液可使峰宽变窄。3用一根色谱柱将别离组分A、

15、B，A 峰与 B 峰保存时间分别为 320s 和 350s，死时间为 25s，假设两峰峰宽相等，要使两峰完全别离那么色谱柱至少为多少？假设理论塔板高度 0.11mm解：该题的目的是通过计算， 到达掌握塔板理论、 别离度的目的。在两峰宽相等的情况下，已经导出，完全别离时 R1.5，虽未直接给出，但可通过两组分的调整保存时间计算：专业资料整理WORD格式。专业资料整理WORD格式 cm4用一色谱柱别离A、B两组分，此柱的理论塔板数为4200，测得 A、B 的保存时间分别为 15.05min 及 14.82min，1求别离度；（ 2假设别离度为 1.0 时，理论塔板数为多少？解：1由 n=16(tR

16、/W) 2得：WA2=16×15.052/4200，WA =0.9289minWB2=16×14.822/4200，W B=0.9147min2由别离方程式得：，n2=672005某色谱柱的速率理论方程中，A 、 B 、 C 三个参数分别为0.013cm，0.40cm2/s，0.0053s，试求最正确载气线速度和最小塔板高度。解：对求导，令即得：cm/s最正确载气线速度对应的板高即为最小塔板高度：6用气相色谱法测定某样品中药物A的含量，以B为内标。准确称取样品 5.456g，参加内标物 0.2537g，混匀后进样，测得药物和内标峰的面积分别为156mm2和 143mm2。另

17、准确称取A 标准品0.2941g 和 B 标准品 0.2673g，稀释至一定体积，混匀，在与样品测专业资料整理WORD格式定一样条件下分析， 测得峰面积分别为 54.5mm2和 46.6mm2。试计算样品中 A 的百分含量。解：内标法是药物分析常用方法，如果药物和内标物的相对校正专业资料整理WORD格式因子，那么可以是未知的，此时可计算药物直接计算，但在实际工作中往往 A 相对于该内标的相对重量校正因子f A专业资料整理WORD格式来代替原计算式中的。第 18 章高效液相色谱法例 18-1 试讨论采用反相HPLC法时别离条件的选择。答：别离条件包括固定相、流动相、其他添加剂及柱温等。反相 HP

18、LC 法常用非极性固定相，如 ODS 柱，也可根据被别离物的极性选用中等极性甚至极性固定相；反相 HPLC 法常以极性溶剂为流动相，如甲醇 -水、乙腈 -水等，通过改变溶剂的种类和比例来调整流动相的选择性和洗脱能力； 如果被别离物是弱酸或弱碱， 可以在流动相中参加酸或碱抑制其解离； 如果被别离物是离子型化和物， 一般需参加缓冲盐并调节 pH，有时还需参加离子对试剂改变被别离物在色谱柱上的保存行为；另外，还可调节柱温改善别离或调整保存时间。例 18-2 在HPLC法常用的溶剂中，水的洗脱能力如何？计算反相色谱中甲醇 -乙腈 -水 70:10:20的强度因子。如果想使组分的保存时间缩短，应怎样调整

19、溶剂的比例？如果用四氢呋喃代替乙腈， 为专业资料整理WORD格式了保持一样的洗脱强度， 但水的含量不变， 那么甲醇的比例变为多少？答：在正相洗脱时，水的洗脱能力最强极性参数P'最大，为10.2，而在反相洗脱时，水的洗脱能力最弱强度因子 S 最小，为 0；S 混=S 甲甲+S 乙乙 +S 水水=3.0 ×0.70+3.2 ×0.10+0 ×0.20=2.42如果想使组分的保存时间缩短，也就是增大流动相的洗脱能力，可以增大甲醇和乙腈的比例，或者减少水的比例； 用四氢呋喃代替乙腈后，甲醇的比例为x，那么 3.0 ×x+4.5 ×(0.8x)+

20、0 ×0.20=2.42x=0.787=78.7%例 18-3 内标比照法测定对乙酰氨基酚原料药的含量，以非那西汀作为内标物：精细称取对乙酰氨基酚对照品及非那西汀对照品适量，配制成含非那西汀 10.21 g/ml、含对乙酰氨基酚 9.25 g/ml的对照品溶液。另精细称取对乙酰氨基酚原料药50.5mg，置 100ml 容量瓶中，甲醇溶解并定容至刻度，摇匀得供试品贮备液；精细量取供试品贮备液 1ml 及非那西汀对照品贮备液适量，于 50ml 容量瓶中，配制成含非那西汀 10.21 g/ml的样品溶液。平行测定对照品溶液和样品溶液各 3 次，峰面积取平均值。 对照品溶液中对乙酰氨基酚的峰

21、面积为 2058574，非那西汀的峰面积为 1941261；样品溶液中对乙酰氨基酚的峰面积为 2493831，非那西汀的峰面积为 2487683。解：例 18-4 欲测定二甲苯的混合试样中的对-二甲苯的含量。称取该试样 110.0mg，参加对 -二甲苯的对照品 30.0mg，用反相色谱法测定。专业资料整理WORD格式参加对照品前后的色谱峰面积mm2值为，对 -二甲苯： A 对 =40.0，A 对'=104.2；间-二甲苯： A 间=141.8，A 间 '=156.2。试计算对 -二甲苯的百分含量。解：第 19 章平面色谱法1试推测以下化合物在硅胶薄层板上，以石油醚-苯4：1为流

22、动相展开时的 Rf 值次序，并说明理由。偶氮苯对甲氧基偶氮苯苏丹黄苏丹红对氨基偶氮苯对羟基偶氮苯答：根据组分在吸附色谱薄层板上展开的机理， 组分的极性越大， Rf 越小；组分的极性越小， Rf 越大。六种化合物的分子构造均含有专业资料整理WORD格式偶氮苯母核，根据取代基的极性便可排列出六种化合物的极性顺序。苏丹红、苏丹黄及对羟基偶氮苯均带有羟基官能团， 它们的极性较强。但苏丹红、苏丹黄上的羟基 H 易与相邻氮原子形成分子内氢键，而使它们的极性大大下降， 致使其极性小于对氨基偶氮苯。 苏丹红极性大于苏丹黄，是因为苏丹红的共轭体系比苏丹黄长。 所以六种化合物的极性次序为：偶氮苯 <对甲氧基

23、偶氮苯 <苏丹黄 <苏丹红 <对氨基偶氮苯 <对羟基偶氮苯；可推测 Rf 值次序为：偶氮苯 >对甲氧基偶氮苯 > 苏丹黄 >苏丹红 >对氨基偶氮苯 >对羟基偶氮苯。2吸附薄层色谱中，欲使被别离极性组分Rf 值变小，一般可采用哪些方法？答：1增加吸附剂的活度 在薄层活化时，适当提高活化温度和延长活化时间，使吸附剂含水量减少，提高吸附剂的活度。（ 2降低展开剂极性 选择更弱极性的有机溶剂或降低混合溶剂终极性溶剂的比例，降低展开剂极性。对于具有酸碱性的组分，改善或调节展开剂的 pH 也可使组分的 Rf 值变小。3用薄层色谱法别离组分1 和组分 2

24、 时，当二组分存在有 Rf1>Rf2，W1 W2，试证明成立。证明：，由，4化合物A 在薄层板上从原点迁移7.6cm，溶剂前沿距原点16.2cm。1计算化合物 A 的 Rf 值；2色谱条件一样时，当溶剂专业资料整理WORD格式前沿移至距原点14.3cm 时，化合物 A 的斑点应在此薄层板的何处？解：L=L 0×Rf=14.3 ×0.47=6.7cm5A与B两组分的相比照移值为1.5。当B物质在某薄层板上展开后，斑点距原点 8.3cm，溶剂前沿到原点的距离为 16cm，问假设 A 在此板上同时展开， 那么 A 组分的展距为多少？ A 组分的 Rf 值为多少？解：cm6在一定的薄层色谱条件下，当溶剂的移动速度为0.15cm/min时，测得 A、B 组分的 Rf 值分别为 0.47 和 0.64。计