仪器分析课习题

仪器分析课习题第一章电磁辐射基础1对下列单位进行换算：（1）1.50ÅX射线的波数（cm-1）(6.66×107)（2）670.7nm锂线的频率（HZ）（4.47×1014)（3）3300cm-1波数的波长（nm）（3030）（4）Na5889.95Å相应的能量（eV）（2.11）2写出下列各种跃迁所需的能量范围（eV）（1）原子内层电子跃迁(1.2×102-1.2×106)（2）原子外层电子跃迁（6.2-1.7)（3）分子的电子跃迁（6.2-1.7)（4）分子振动能级跃迁（0.5-0.02)（5）分子转动能级跃迁(2×10-2-4×10-7)3某种玻璃的折射率为1.7000,求光在此玻璃介质中的传播速度.(1.76×1010cm/s)4辐射通过空气与玻璃界面时,其反射损失大约有多少?(～4%)5解释下列名词(1)单重态与三重态(2)原子荧光与分子荧光(3)选择跃迁与禁阻跃迁(4)激发电位与共振电位6阐明光谱项符号和能级图的意义7用光谱项符号写出Mg2852Å(共振线)的跃迁(31S0-31P1)8下列哪种跃迁不能产生,为什么?(1)31S0-31P1(2)31S0-31D2(3)33P2-33D3(4)43S1-43P1(31S0-31D2)第二章原子发射光谱分析法1解释下列名词(1)激发电位和电离电位;(2)原子线和离子线;(3)共振线和共振电位;(4)等离子体;(5)谱线的自吸.2计算Cu3273.96Å和Na5895.92Å的激发电位(eV)(3.78,2.10)3谱线自吸对光谱分析有什么影响?4说明影响原子发射光谱分析中谱线强度的主要因素.5阐述原子发射光谱定性分析的原理,怎样选择摄谱法定性分析时的主要工作条件.6光谱定性分析摄谱时,为什么要用哈德曼光栏?7推导摄谱法原子发射光谱定量分析的基本关系式.8选择分析线应根据什么原则?9下表中列出铅的某些分析线,若测定水中痕量铅应选用哪条谱线,当试样中含量为0.1%时是否仍选用此线.说明理由铅线波长/Å激发电位/eV2833.0714.372802.0015.742873.3215.632663.1715.972393.7916.5010说明选择内标元素及内标线的原则?11说明缓蚀剂在矿石定量分析中所起的作用?12采用K4047.20Å作分析线时,受Fe4045.82Å和弱氰带的干扰,可用何种物质消除此干扰?13为什么在碳电极直流电弧光源中采用惰性气氛?14分析下列试样应选用什么光源:(1)矿石的定性、半定量；(2)合金中的铜（～x%）;(3)钢中的锰（0.0x-0.X%）;(4)污水中的Cr.Mn.Cu.Fe.V.Ti等(ppm-x%).15分析下列试样时应选用什么类型的光谱仪:(1)矿石的定性、半定量；(2)高纯Y2O3中的稀土杂质元素;(3)卤水中的微量铷、铯.16说明乳剂特性曲线的制作及其在光谱定性和定量分析中的作用.17简述ICP光源的特点及应用.18试比较摄谱法与光电法.19绘出原子发射光谱仪的方框图,并指出各部件的具体名称及主要作用.20当试样量很少而又必须进行多元素测定时,应选用下列那种方法:(1)单道ICP-AES;(2)原子吸收光谱法;(3)摄谱法原子发射光谱法21若光栅刻痕为1200条/mm,当入射光垂直照射时,求3000Å波长光的一级衍射角.(21.10)22当一级光谱波长为5000Å时,其入射角为60°,反射角(衍射角)为-40°,此光栅的刻痕数应为多少条/mm?(446条/mm)23有某红外光栅(72条/mm),当入射角为50°,反射角为20°时,其一级和二级光谱的波长为多少(um)?(15.4,7.7)24当某光栅(1250条/mm)的焦距为1.6m时,计算其一级和二级光谱的倒线色散率.(5Å/mm,2.5Å/mm)25若光栅宽度为50mm,刻痕数为1200条/mm,此光栅的理论分辨率应为多少?(60000)26上述光栅能否将铌3094.18Å与铝3092.71Å分开?为什么?27试对棱镜光谱与光栅光谱进行比较.28若光谱工作范围为200-400nm,应选用什么材料制作棱镜和透镜,为什么?第三章原子吸收与原子荧光光谱法1试比较原子吸收与分子吸收光谱法.2解释下列名词:(1)多普勒变宽(2)自然宽度(3)压力变宽(4)振子强度(5)光谱通带3计算在火焰温度为3000K时,Na5890Å谱线的激发态与基态原子数的比值(Pj/P0=2).(6×10-4)4原子吸收光度计的单色器倒线色散率为16Å/mm,欲测定Si2516.1Å的吸收值,为了消除多重线Si2514.3Å和Si2519.2Å的干扰,应采取什么措施?5采用那些措施才能检测到原子吸收信号,并说明其理由.6简述常用原子化器的类型及其特点.7测定人发中硒时,应选用何种火焰,并说明其理由.8分析矿石中的锆时,应选用何种火焰,并说明其理由.9怎样能使空心阴极灯处于最佳工作状态?如果不处于最佳状态时,对分析工作有什么影响?10火焰的高度和气体的比例对被测元素有什么影响,试举例说明.11说明原子吸收光谱中产生背景的主要原因及影响.12如何用氘灯法校正背景,此法尚存在什么问题?13什么是原子吸收光谱分析中的化学干扰?用哪些方法可消除此类干扰?14在测定血清中钾时,先用水将试样稀释40倍,再加入钠盐至800ug/mL.试解释此操作的理由,并说明标准溶液应如何配制?15指出下列原子荧光跃迁的类型(共振、非共振)（1）Cu3274Å(42S1/2-42P1/2)（2）Cd2288Å(51S0-51P1)（3）Sn3034Å(53P1-53P0)（4）As2350Å(42S3/2-42P1/2)16试从产生原理上对原子荧光与原子发射光谱进行比较.17试从仪器部件及光路结构对原子与原子荧光仪进行比较.18欲测定下述物质,应选用哪一种原子光谱法,并说明其理由:(1)血清中锌和镉(Zn2ug/ml,Cd0.003ug/ml）;(2)鱼肉中汞的测定（xppm）；(3)水中砷的测定(0.xppm)；(4)矿石中La、Ce、Pr、Nd、Sm的测定(0.00x-0.x%)；(5)废水中Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr的测定(ppm-0.x%)。19试从原理、仪器、应用三方面对原子发射、原子吸收、原子荧光光谱法进行比较。第四章紫外、可见分光光度法1采用什么方法，可以区别n→∏＊和∏→∏＊跃迁类型？2（CH3）3N能发生n→ó＊跃迁，其λmax为227nm（ε900），试问，若在酸中测定时，该峰会怎样变化？为什么？3试估计下列化合物中，何者吸收的光波最长？何者最短？为什么？（C＞A＞B）4某化合物的λmax己烷=305nm,其λmax乙醇=307nm，试问该吸收是由n→∏＊还是∏→∏＊跃迁引起？（∏→∏＊）5某化合物在乙醇中λmax=287nm,其在二氧六环中λmax=295nm,试问引起该吸收的跃迁为何种类型？（n→∏＊）6已知某化合物分子内含有四个碳原子、一个溴原子和一个双键，无210nm以上的特征紫外光谱数据，写出其结果。（C=C-C-C-Br）7莱基化氧有两种异构形式存在：CH3-C（CH3）=CH-CO-CH3（І）和CH2=C（CH3）-CH2-CO-CH3（И）一个在235nm处有最大吸收，εmax为12000；另一个在220nm以外无高强吸收，鉴别各属于哪一个异构体？（λmax=235nm，І）8在下列信息的基础上，说明各属于哪种异构体：a异构体的吸收峰在228nm（ε=14000），而b异构体在296nm处有一吸收带（ε=11000），这两种结构是：（b，І；a，И）9如何用紫外光谱判断下列异构体：（a,254nm;b,219nm;c268nm;d,298nm）10下面两个化合物能否用紫外光谱区别？（A，353nm；B，303nm）11计算下述化合物的λmax。（252nm）12根据红外光谱及核磁共振谱推定某一化合物的结构可能为（A）或（B），起uv光谱为λmax甲醇=284nm（ε9700），试问结构为何？（A）13计算下述化合物的λmax乙醇（A，338nm；B，286nm）14计算下述化合物的λmax（A，254nm；B，274nm）15试指出紫外吸收光谱曲线中定性的参数.16试指出n(n≥1)阶导数光谱曲线与零阶导数光谱曲线的关系.171.0×10-3molL-1的K2Cr2O7溶液在波长450nm和530nm处的吸光度A分别为0.200和0.050.1.0×10-4molL-1KMnO4溶液在450nm处无吸收,在530nm处的吸光度为0.420.今测得某K2Cr2O7和KMnO4的混合液在450nm和530nm处吸光度分别为0.380和0.710.试计算该混合液中K2Cr2O7和KMnO4的浓度.假设吸收池长为10nm.(K2Cr2O7,1.9×10-3molL-1;KMnO4,1.46×10-4molL-1)18已知亚异丙基丙酮(CH3)2C=CHCOCH3在各种溶剂中实现n→∏＊跃迁的紫外光谱特征如下:溶剂环己烷乙醇甲醇水λmax335nm320nm312nm300nmεmax256363112假定这些光谱的移动系全部由与溶剂分子生成氢键所产生。试计算在各种极性溶剂中氢键的强度（kJmol-1）(乙醇,17.15;甲醇,26.36;水,41.84)19某化合物，分子式为C7H10O，经IR光谱测定有＞C=O，-CH3，-CH2-及＞C=C＜，UV测定λmaxEtOH=257nm，试推断其结构。（CH2=CH-C（CH3）=CH-CO-CH3）第五章红外光谱法1试说明影响红外吸收峰强度的主要因素.2已知HCl在红外光谱中吸收频率为2993cm-1,试指出H-Cl键的键力常数.(5.1N/cm)3HF中键的力常数约为9N/cm:(a)计算HF的振动吸收峰频率(4023cm-1)(b)计算DF的振动吸收峰频率(4122cm-1)4分别在95%乙醇和正己烷中测定2-戊酮的红外吸收光谱,试预计VC=O吸收带在哪一种溶剂中出现的频率较高?为什么?5分子在振动过程中,有偶极矩的改变才有红外吸收,有红外吸收的称为红外活性,相反,则称为非红外活性,指出下列振动是否有红外活性.6CS2是线性分子,试画出它的基本振动类型,并指出那些振动是红外活性的.7某化合物分子式为C5H8O,有下面的红外吸收带:3020,2900,1690和1620cm-1,在紫外区,它的吸收在227nm(ε=104),试提出一个结构,并且说明它是否是唯一可能的结构.(H2C=C(CH3)-CO-CH3)8羰基化合物R-CO-R’,R-CO-Cl,R-CO-H,R-CO-F,F-CO-F中,C=O伸缩振动频率出现最高者是什么化合物?(F-CO-F)9不考虑其他因素条件影响,在酸、醛、酯、酰卤、酰胺类化合物中,出现C=O伸缩振动频率的大小顺序应是怎样?(酰卤酸酯醛酰胺)10有一种晶体物质，据信不是羟乙基代氨腈（І）就是亚氨恶唑烷（И）：І：N≡C-NH2+-CH-CH2OHИ：HN=CH-NH-CO-CH2-在3330cm-1（3.0um）和1600cm-1（6.25um）处有锐陡带,但在2300cm-1（4.35um）或3600cm-1（2.78um）处没有吸收带,问上列两种结构中的哪一种和此红外数据吻合?（И）11从以下红外数据来鉴定特定的二甲苯:化合物A:吸收带在767和692cm-1处化合物B:吸收带在792cm-1处化合物C:吸收带在742cm-1处(A,间位;B,对位;C,邻位)12一种溴甲苯,C7H7Br,在801cm-1处有一个单吸收带,它的正确结构是什么?(对-溴甲苯)13一种氯苯在900和690cm-1间无吸收带,它的可能结构是什么?(六氯苯)14下面两个化合物的红外光谱有何不同?15图5-19示出了不同条件下,丁二烯(1,3)均聚的红外光谱图,试指出它们的键结构.16下列基团的vC-H出现在什么位置?—CH3，—CH=CH2，—C≡CH，—CO—H（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）（Ⅳ）（Ⅰ：2960和2870cm-