仪器分析课后习题答案1

1、课后习题答案第一章：绪论1 解释下列名词：（123）灵敏度、精密度、准确度和检出限。1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。（2线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置

2、信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。第三章光学分析法导论1 解释下列名词：（1）原子光谱和分子光谱；（3）统计权重和简并度；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（2）原子发射光谱和原子吸收光谱；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光； （8）拉曼光谱。1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。（2）当原子受到外界能量（如热能、电能等）的作用时，激发到较高能级上处于激发态。但激发态的原子 108s 基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能态，这种选择性地

3、吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。（3）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂成2J1 个不同的支能级，2J1 称为能级的简并度。（4称为分子转动光谱。（5的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。（6）用 n、L、SJ 四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n S 1 L；把 J 值不同的光谱项称为光谱支项，表示为 n2S 1L。J（7发态回到基态而产生的二次辐射。荧光是由单重激发态向基态跃迁产生的光辐射，而磷光是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁而产生的光辐射。化学发光是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。（8

4、光谱称为拉曼光谱。4.解：光谱项分别为：基态 3S；第一电子激发态 3P 和 3P。原子价电子组态nLS光谱项J光谱之项多重性简并度210153133P110三单3P3P1第四章 原子发射光谱1 何谓共振线、灵敏线、最后线和分析线它们之间有什么联系答：以基态为跃迁低能级的光谱线称为共振线；灵敏线是指元素特征光谱中强度较大的谱线，通常是具有较低激发电位和较大跃迁概率的共振线；最后线是指试样中被测元素含量或浓度逐渐减小时而最后消失的谱线，最后线往往就是最灵敏线；分析线是分析过程中所使用的谱线，是元素的灵敏线。5. 分析下列试样应选用何种光源0.x%（12）铜合金中的锡（3）钢中的猛（0.0 x%0

5、.x%4）污水中的 Cr、Pb、V 的定量分析；（5）人发中 、Cd、Pb 的定量分析。1234）电感耦合等离子体（ICP）5）电感耦合等离子体（ICP）光源。12. 已知光栅刻痕密度为 1200 mm，暗箱物镜的焦距为 1 m，求使用一级和二级衍射光谱时，光栅光谱仪的倒线色散率。dd1D f1m b 1200mm1， ，解：已知，代入公式可得K 1 D 0.833nmmm，K 2 D 0.417nmmm，11；13.某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为 2400 mm，光栅宽度为50 mm，求此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。该光谱仪能否将 Nb nm 与 Al nm 两谱线分开为什么R klb 50

6、mm2400mm 1 1.2105解：1(309.41822.63 R1.25(309.4180.147该光谱仪不能将这两条谱线分开。14. 某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为 2000 mm，光栅宽度为 50 mm，f m，试求：（1）当 cos 1 时，该光谱仪二级光谱的倒线色散率为多少（2）若只有 30 mm 宽的光栅被照明，二级光谱的分辨率是多少（3）在波长 560 nm 时，该光谱仪理论上能完全分开两条谱线的最小波长差是多少11D 11）cos 1 时， 20.65m1R Klb 230mm2000mm 1 1.2105（2）（3）R Klb 250mm2000mm 1 2.0105 2.

7、83 。R 2.0515. 用标准加入法测定 SiO 中微量铁的质量分数时，以 Fe nm 为分析线，Si nm 为内标线。标准系列中2Fe 加入量和分析线对测得值列于下表中，试绘制工作曲线，求试样中 SiO 中 Fe 得质量分数。2RR (c c )cR解：标准加入法的定量关系式为，以对s作图如下xs0.550.500.450.40R0.350.300.250.200.00000.00050.00100.00150.0020c / %sR 0c cxc 0.0018%x当工作曲线与横坐标相交时，此时，从图上可得出。s第五章 原子吸收与原子荧光光谱法11. 计算火焰温度 2000 K 时，Ba

8、 nm 谱线的激发态与基态原子数的比值。已知 g /g 3。i0hc 4.13610 eV3.010 cms15101E 2.24eV解：553.56nmiNNgEexp()iiig0T02.24eV8.61810 eV K 2000K3exp()516.8110613.某原子吸收分光光度计的单色器的倒线色散率为 nmmm1，狭缝宽度分别为 mm、 mm、 mm、 mm和 mm，求相应的光谱通带宽度是多少W DSD S和W 分别为 ， ，解：已知，分别代入值可求得光谱通带宽度 。，14. 为检查原子吸收光谱仪的灵敏度，以 2 gmL1的 Be 标准溶液，用Be nm 的吸收线测得透射比为 35

9、 ，计算其灵敏度为多少解：灵敏度用特征浓度表示为 0.0044 20.0044g 11.9310gmLc c21s1Alg35%15. gmL1 11 次测得空白值的标准偏差为，试计算其检出限。 0.13 g 1 g 1D1解：sA0.2416. 用标准加入法测定血浆中锂的含量时，取 4 份 mL 血浆试样，分别加入浓度为 molL1的 LiCl 标准溶液L， L， L， L，然后用水稀释至 mL 并摇匀，用 Li nm 的含量，以 gmL1表示。0.90.80.70.60.5A0.40.30.20.10.0-10123cs/mg.mL-1A K(c c )cA解：已知，以对s作图如下(横坐标

10、为锂离子的含量)xsc c 0.659gmL 1当 A 0 时，直线与 X 轴的交点，xs0.659gmL 5.0mL1c6.59 gmL1血浆中锂的含量为。0.5mL17. 用火焰原子吸收法以 Ca nm 吸收线测定血清中的钙。配制钙标准系列溶液的浓度（单位为 mmolL） 0取 mL 血清加入 mL 4 三氯乙酸沉淀蛋白质后，清液喷入火焰测得吸光度为。求血清中钙含量为多少如果血清中含有 PO ，所得结果是偏高还是偏低为什么4A Kc解：已知，测定钙的标准曲线图如下1.00.80.6A0.40.20.0024()c/ mmol/L2.4mmol1从图上可得吸光度值为的血清中钙的含量为。如果血

11、清中含有PO ，由于与Ca2生成4难挥发的 Ca P O ，将会使测定结果偏低。2 2718. 100 mL 含矿石 100 mL含钼 103g。取 mL 试样溶液于 100 mL 容量瓶中，另一个 100 mL 容量瓶中加入 mL 试样溶液和 mL 钼标准溶液，定容摇匀，分别测得吸光度为和，求矿石中钼的含量。Ac xc S2.0010g/ 1.910 g/33解：xA ASx1.910 g/100mL3100%0.155%矿石中钼的含量为。1.23g/100mL第十一章电分析化学导论7：解：左：Zn 2Zn+ 2e =2lg Zn =2+Zn2,Zn2=+=VAg e Ag右： 0.0592

12、lg Ag右 ,=V E 右左 0.681 =VE 0，所以是原电池。8.解：2HA2eH 2A左边：2 H0.0592lg H0.0592lg 左 H2H左H H2lgH = E 右左0.4130.2440.0592lg H 0.0592lg H 0.169 1.410/mol lH3 HA H A HA K HA 3=104 E 9.解：右左0.9210.2443左0.6767V左CdX 2e Cd 4X24左边：0.0592 lgCd22左2 ,Cd2 4X CdX24CdX24K 稳 4CdX2 CdX24 Cd2 4K X稳 0.05922CdX24 lg 左 K X4Cd2, 稳0

13、.059220.20.67670.403lg K 0.150稳4K 7.011稳10. 解： 0.893 0.2443 E 右左左0.6487V左0.05922 lgCd2左2 ,Cd 2X CdX2 X 2K2 K 2 2X 2K 左22 ,X 0.05922K 0.020.64870.403lg2K 12sp第十二章 电位分析法10.（1）E=E -E右左=E3+2+-ESCE=+=（2）E=E -E右左=E2+-ESCE=+=（3）I +2e=3I-3E=E -E右左=E+RT/ZFlnI +/I+-E3Ag/AgCl=+=12.解：E=E -E右左=E2lgCrO 2-E4SCE=E+

14、2P(CrO )-E4SCE代入数字得：=+2P(CrO )4解得：P(CrO )=4E E E13.解： KEsK-0.0592pHsE K-0.0592pHxx x0.2094 0.28064.0060.0592=E E E14解：22Ka ECu0.0592 K pMg,22 E E sxxs2 0.1240.086lg 3.2510 30.05923.7717解：依题意有：(1)当 a =L 时，E =67mv=Na+1当 a =L 时，E =113mv=K+2E=K+（a +Ka）k+ Na+，k+又因为：，a=1所以：E1=K+（Ka ）=k+ Na+ Na+，E2=K+（a ）=

15、k+得：E=E1-E2=(Ka )/a 解得：K=k+ Na+ Na+kk+ Na+， 1K a1=K,NaNa（2）误差aK=%第十三章电解与库伦分析法7 解：0.0592lg Ag , 0=0.0592 lg Cu 22Cu2,0.05920.337lg22=Q Ag先析出(2)Ag 析出完全时电位为：5, 0.0592lg 10 Ag ,0.7990.0592lg 0.0110 05= Q,AgCu Q,AgCuAg 和Cu2可完全分离。阴极控制电位在或之间0.0592 lg Cu 28.解：2Cu2,0.05920.337lg0.102=0.0592 lg0.1lg0.10 2Sn2,

16、0.05920.1362=QCuSn阴极上Cu先析出Cu析出完全时，阴极电位为：0.0592 lg 0.1 10 ,52Cu2,0.059226=+0=,Cu 和 Sn 可完全分离CuSn阴极电位控制在或 之间，即可完全分离 Cu 和 。i i 10kt9.解：tt10k s1K 103C C 10Ktt011Ct stk C1030Q 201518000c10.解：Q18000m g M63.5465.93g296485Cu zFQ18000 35.4532m gMgzF296485Mcl22第十四章 极谱法与伏安法1.极谱分析与普通电解分析有哪些相同和不同之处答：相同点：都是电解过程，需要

17、外加电压才能进行极谱分析是控制电极电位的电解分析过程不同点：(1) 所用电极不同极谱分析使用一个通常是面积很小的滴汞电极，另一个通常是面积很大的饱和甘汞电极，而一般电解分析都使用二个面积大的电极。(2) 电解条件的特殊性极谱分析的溶液是静止的，以利产生浓差极化，且加入了大量的支持电解质，而电解分析是在搅拌的溶液中进行(3)极谱分析是利用被测物质所产生的氧化还原电流的强度来进行定量而电解分析是将被测离子还原为金属或氧化为金属氧化物，最后称重进行定量(4)极谱分析是一种微量成份的分析方法，而电解分析是一种常量成份的分析方法2.极限扩散电流主要受哪些因素的影响在进行定量分析时，怎样消除这些影响解：影

18、响极限扩散电流的主要因素有下面几项：(1)滴汞电极毛细管特性的影响汞的流速和汞滴滴下的时间都会影响扩散电流，即汞柱高度影响扩散电流一般来说，汞柱高度每增加 1cm，扩散电流大约增加2%因此实验中应保持汞柱的高度不变(2) 溶液组分的影响扩散电流随扩散系数的增加而增加，而溶液的组份不同，其粘度也不同，并且粘度小，被测物质的扩散系数就越大在分析中，试液和标准溶液组份力求一致温度的影响从扩散电流方程式可知，扩散电流与扩散系数 D 有关，而 D 受温度的影响较大在严格的条件下，一般使用恒温装置在实际分析中，试液和标准溶液的温度相近，故可以不考虑温度的影响6.说明极谱法中使用滴汞电极的优缺点。答：极谱法

19、中使用滴汞电极的优点：汞滴的不断下滴，电极表面吸附杂质少，表面经常保持新鲜，测定的数据重现性好。 （vs 也可进行极谱分析。许多金属可以和汞形成汞齐，降低了这些金属离子在滴汞电极上的还原电位，使之更易电解析出。汞易提纯。能够得到高纯度的汞，是保证极谱法具有很好的重现性和准确度的重要条件之一。极谱法中使用滴汞电极的缺点：汞易挥发且有毒。汞能被氧化，滴汞电极不能用于比甘汞电极正的电位。滴汞电极上的残余电流较大，限制了测定的灵敏度。i 12.01.60m 2/3 1/610.解：已知 n=2,=L=L,A,i 605nD1/2m2/3 1/6ci12.021.60i AD ()() 9.60104226052/3 1/6于是cm-112.解：(1)将所给数据列表，已知 ddi i ii iE E E ddii1/2因为或RTnFf D1/21/2E E In0saf Da1/2其中s采用最小二乘法，得到i iE 0.0291lg,R dii i14.3134.3E ,R di(或)则 n=, 即电极反应的电子数为 2.i idi(2)从作图看到，E 与反应是可逆的具有良好的线性关系，是典型可逆极谱波的对数分析图，因此该电极de(3)对数项为