第10章吸光光度法

第10章吸光光度法思考题及习题解答114第10章吸光光度法思考题习题1.根据A=-lgT=K′c，设K′=2.5×104，今有五个标准溶液，浓度c分别为4.0×10-6，8.0×10-6，1.2×10-5，1.6×10-5，2.0×10-5mol×L-1，绘制以c为横坐标、T为纵坐标的c-T关系曲线图。这样的曲线图能否作定量分析标准曲线用，为什么？解：吸光度与吸光物质的含量成正比，这是光度法进行定量的基础，标准曲线就是根据这一原理制作的。当K′=2.5×104时，虽然Ac，但是T-c关系呈指数关系，不好用作定量分析标准曲线用。2.某试液用2cm吸收池测量时，T=60%，若改用1cm或3cm吸收池，T及A等于多少？解：A=-lgT=Kbc当b=2cm时，A=-log0.60=0.222；当b=1cm，A=0.222/2=0.111，lgT=-0.111，∴T=0.77=77%；当b=3cm，A=0.222×3/2=0.333，lgT=-0.333，∴T=0.46=46%。3.某钢样含镍约0.12%，用丁二酮肟光度法（ε=1.3×104L·mol-1·cm-1）进行测定。试样溶解后，转入100mL容量瓶中，显色，并加入水稀释至刻度。取部分试液于波长470nm处用1cm比色皿进行测量。如要求此时的测量误差最小，应称取试样多少克？解：∵A=0.434时，测量的相对误差最小，∴40.4340.10058.6931.31010.160.12%NisNiAVMbmg4.浓度为25.5mg/50mL的Cu2+溶液，用双环己酮草酰二腙光度法进行测定，于波长600nm处用2cm比色皿进行测量，测得T=50.5%，求摩尔吸收系数ε，灵敏度指数s。第10章吸光光度法思考题及习题解答115解：lglg50.5%0.297AT66125.5108.181063.5460.050cmolL41160.2971.911028.1810ALmolcmbc82463.5463.32101.9110Msgcm6.配制一系列溶液，其中Fe2+含量相同（各加入7.12×10-4mol·L-1Fe2+溶液2.00mL），分别加入不同体积的7.12×10-4mol·L-1的邻二氮杂菲（Phen）溶液，稀释至25mL后用1cm比色皿在510nm处测得吸光度如下：邻二氮杂菲溶液的体积V/mL2.003.004.005.006.008.0010.0012.00A0.2400.3600.4800.5930.7000.7200.7200.720求络合物的组成。解：此为饱和法测定络合物组成，以配位试剂Phen与Fe2+的浓度比[R]/[M]为横坐标，以吸光度A为纵坐标作图。图中曲线转折点不敏锐，所以运用外推法得一交点，从交点向横坐标作垂线，对应的[R]/[M]值就是络合物的配比。由图示可见，络合物的组成为Fe（Phen）3，即M：R=1:3A[R]/[M]CDAmax8.用一般吸光光度法测量0.00100mol×L-1锌标准溶液和含锌试液，分别测得A=0.700和A=1.000，两种溶液的透射比相差多少？如用0.00100mol×L-1标准溶液作参比溶液，试液的吸光度是多少？与示差吸光光度法相比较，读数标尺放大了多少倍？解：A=0.700=-lgT1，T1=20%;A=1.00=-lgT2，T2=10%，ΔT=10%;以0.00100mol/L溶液为参比时，测得试样的透射比为T2，则20%/100%=10%/T2T2=50%，试样的吸光度为A=-lgT2=-lg0.50=0.301第10章吸光光度法思考题及习题解答116标尺放大倍数n=100%/20%=59.以示差吸光光度法测定高锰酸钾溶液的浓度，以含锰10.0mg·mL-1的标准溶液作参比液，其对水的透射比为T=20.0%，并以此调节透射比为100%，此时测得未知浓度高锰酸钾溶液的透射比为Tx=40.0%，计算高锰酸钾的质量浓度。解：以水作参比时，标准溶液的吸光度为AS,则示差法测定时，试液的吸光度为Ax，则设标准溶液中锰浓度为Cs，试液与标准溶液中锰的浓度差为C，则10.Ti和V与H2O2作用生成有色络合物，今以50mL1.06´10-3mol×L-1的钛溶液发色后定容为100mL；25mL6.28´10-3mol×L-1的钒溶液发色后定容为100mL。另取20.0mL含Ti和V的未知混合液经以上相同方法发色。这三份溶液各用厚度为1cm的吸收池在415nm及455nm处测得吸光度值如下：求未知液中Ti和V得含量为多少？溶液A(415nm)A(455nm)Ti0.4350.246V0.2510.377合金0.6450.555解：Ti和V定容后的浓度分别为5.3×10-4mol/L和1.57×10-3mol/L，设Ti和V络合物在415nm和455nm的摩尔吸光系数分别为ε11，ε12，ε21，ε22。未知样经处理后的浓度为c（Ti），c（V）。根据郎-比尔定律可知：0.435=ε11×5.3×10-4，ε11=8.2×102L.mol-1.cm-1；0.246=ε12×5.3×10-4，ε12=4.6×102L.mol-1.cm-1；0.510=ε21×1.57×10-3，ε21=1.6×102L.mol-1.cm-1；0.377=ε22×1.57×10-3，ε22=2.4×102L.mol-1.cm-1；ε11c（Ti）+ε21c（V）=0.645且ε12c（Ti）+ε22c（V）=0.555第10章吸光光度法思考题及习题解答117将数据代入后解得：c（Ti）=2.71×10-3mol/L，c（V）=6.30×10-3mol/L11．NO2-在波长355nm处e355=23.3L×mol-1×cm-1，e355/e302=2.50；NO3-在波长355nm处的吸收可忽略，在波长302nm处e302=7.24L×mol-1×cm-1。今有一含NO2-和NO3-的试液，用1cm吸收池测得A302=1.010，A355=0.730。计算试液中NO2-和NO3-的浓度。解：因为221135530223.39.322.502.50NONOLmolcm，根据在355nm和302nm波长处测得的数据可得下式12.某有色络合物的0.0010%的水溶液在510nm处用1cm比色皿以水作参比测得透射比为42.0%。已知32.510L·mol-1·cm-1。求此络合物的摩尔质量。解：A=-lgT=-lg0.42=0.376，c=A/bε=0.376/（2.5×103×2）=7.52×10-5mol/L因此，1000mL中含有色物7.52×10-5×Mg。已知含量为0.001%，故1000/（7.52×10-5M）=100/0.0010，M=131.5g/mol13．采用双硫腙吸光光度法测定其含铅试液，于512nm处，用1cm比色皿，以水作参比测得透射比为80%。已知41.010L·mol-1·cm-1。若改用示差法测定上述试液，需要多大浓度的铅标准溶液作为参比溶液，才能使浓度测量的相对标准偏差最小？解：lgATbc4lg8.0%1.0101c411.110cmolL因为A=0.434时，相对标准偏差最小，所以Abc440.4341.0101(1.110)c56.710cmol·L-1第10章吸光光度法思考题及习题解答11814.已知ZrO2+的总浓度为1.48×10-5mol·L-1，某显色剂的总浓度为2.96×10-5mol·L-1，用等摩尔法测得最大吸光度A=0.320，外推法得到Amax=0.390，配比为1:2，其lgK稳值为多少？解：设络合物的解离度为α，则maxmax0.3900.3200.1790.390AAAK稳11223523(1)110.1791.6310(2)44(1.4810)0.179cccclgK稳=11.215．图示为X和Y两种吸光物质的吸收曲线，今采用双波长吸光光度法对它们进行分别测定。试用作图法选择参比波长及测量波长，并说明其理由。解：（1）测量X时，Y可视为干扰物质。则选择λ1作为测量波长，λ2作为参比波长，因为λ1和λ2两处Y的吸光度相等，可以用以消除Y对X的干扰。（2）测量Y时，X可视为干扰物质。则选择λ3作为测量波长，λ4作为参比波长，因为λ3和λ4两处X的吸光度相等，可以用以消除X对Y的干扰。