仪器分析复习题

原子吸收光谱法3-15在原子吸收分析中，为什么火焰法（火焰原子化器）的绝对灵敏度比非火焰法（石墨炉原子化器）低？答：火焰法是采用雾化进样。因此：（1）试液的利用率低，大部分试液流失，只有小部分（约X%）喷雾液进入火焰参与原子化。（2）稀释倍数高，进入火焰的喷雾液滴被大量气体稀释，降低原子化浓度。（3）被测原子在原子化器（火焰）停留时间短，不利于吸收。3-16（选择题：一或多选）原子吸收分析中光源的作用是：（1）提供试样蒸发和激发所需的能量（2）产生紫外光（3）发射待测元素的特征谱线（4）产生具有足够浓度的散射光答：选择（3）3-17（选择题：一或多选）原子吸收分析法测定铷（Rb）时，加入1%钠盐溶液其作用是：（1）减少背景（2）提高火焰温度（3）减少Rb电离（4）提高Rb+的浓度答：选择（3）3-18（选择题：一或多选）采用测量峰值吸收系数的方法来代替测量积分吸收系数的方法必须满足下列哪些条件：(1)发射线轮廓小于吸收线轮廓(2)发射线轮廓大于吸收线轮廓(3)发射线的中心频率与吸收线的中心频率重合(4)发射线的中心频率小于吸收线的中心频率答：（1）、（3）3-19（选择题：一或多选）空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素：（1）阴极材料（2）填充气体（3）灯电流（4）阳极材料答：选（3）3-20（选择题：一或多选）原子吸收分析中，吸光度最佳的测量范围是：（1）0.1~0.5(2)0.01~0.05(3)0.6~0.8(4)0.9答：选（1）3-21（填空题）空心阴极灯是一种光源，它的发射光谱具有特点。当灯电流升高时，由于的影响，导致谱带轮廓，测量灵敏度，工作曲线，灯寿命。答：锐性，谱线窄、强度大，自吸变宽、热变宽，变宽，下降，线性关系变差，变短。3-22（填空题）在原子吸收分析中，干扰效应大致上有，，，，。答：光谱干扰，化学干扰，电离干扰，物理干扰，背景吸收干扰。3-25（填空题）在原子吸收光谱法中，当吸收为1%时，其吸光度（A）为。答：0.0044红外吸收光谱法6-7试指出化合物（Ⅰ）和（Ⅱ）的红外谱图吸收有何区别？（Ⅰ）（Ⅱ）解：化合物（Ⅰ）和（Ⅱ）是顺反异构体，应在690cm-1处有一吸收峰，而则应在970cm-1处有吸收峰。由于顺式结构的对称性较反式结构差，所以690cm-1处的吸收强度要比970cm-1大。6-8试指出下列化合物中，酮羰基的伸缩振动频率νC=O在红外光谱上出现的大致位置，并解释它们之间差异的原因。（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）解：三个化合物的νC=O的大致范围为：（Ⅰ）1710~1725cm-1（Ⅱ）1695~1680cm-1（Ⅲ）1667~1661cm-1酮羰基的νC=O出现差异的原因是：由于后两个化合物的酮羰基与苯环共轭，从而使C=O的力常数减少，波数降低。在化合物（Ⅰ）和（Ⅱ）中出现差异，则是因为化合物（Ⅲ）有两个苯环共轭，使C=O的力常数较（Ⅰ）减少更多，故化合物（Ⅲ）的νC=O较（Ⅱ）出现的波数还要小。6-9试指出下列化合物中，哪些化合物能产生振动的耦合，并指出哪一个集团的吸收峰能发生裂分？（1）（2）（3）解：在化合物（1）和（2）中，两个C=O同时与或O相连。根据振动耦合产生的条件，可以产生振动的耦合，故νC=O会发生裂分。而（3）中的两个C=O之间相隔三个相连的CH2，故不能发生振动耦合。6-12某化合物的分子式为C5H8O，其红外光谱有如下主要吸收带；3020，2900,1690和1620cm-1;其紫外吸收光谱在λmax=227nm,εmax=104。已知该化合物不是醛，试指出它可能的结构。解：根据分子式计算该化合物的不饱和度：Ω=n4+1+(n3-n2)/2=5+1-8/2=2其红外吸收峰分别说明3020cm-1ν=C-H不饱和化合物，含有双键2900cm-1νC-H饱和1690cm-1νC=O共轭的羰基，占有一个不饱和度1620cm-1νC=C共轭双键，占有一个不饱和度从紫外吸收εmax=104说明，此跃迁是由π→π*产生的，因此可能有如下结构：CH2=CH-CO-CH2-CH3或者CH3-CH=CH-CO-CH3，用Woodward规则计算：前者：母体基数215nm后者：母体基数215nmα-烷基取代×0α-烷基取代×112计算值215nm计算值215nm因此该化合物为：CH3-CH=CH-CO-CH36-16某化合物的分子式为C8H7N，熔点29.5℃，其红外光谱图如图6-4所示。试推断其结构。图6-4红外光谱图解：不饱和度为6从红外光谱图上得到如下信息：从以上获得的信息，该化合物为：核磁共振波谱法7-1指出下列化合物在高分辨核磁共振谱仪中，不同基团等价质子的化学位移和自旋分裂的重峰数。（1）丙酮（2）乙酸（3）氯乙烷（4）1-溴-3-氯丙烷（5）乙苯（6）n-丙基酰胺（7）2-碘丁烷：cm-1基团的振动类型对应的结构单元不饱和度3030苯基的νC-H1607芳香环的νC=C15084817对位双取代芳环的γC-H2217腈基的νC=CN22920饱和碳氢的νC-H解：各种化合物不同基团等价质子的化学位移和自旋分裂的重峰数列表如下：ppm重峰数基团（1）2.1单重峰-CH3（2）2.1（1.2）单重峰单重峰（宽峰）-CH3-OH（3）1.33.5三重峰四重峰-CH3-CH2*-Cl(4)1.33.53.4四重峰二重峰三重峰-CH2-CH2*-CH2--CH2-Br-CH2-Cl(5)1.22.67.2三重峰四重峰单重峰-CH3-CH2-苯基质子（6）1.12.2（6.5）三重峰四重峰单重峰（宽峰）-CH3-CH2-NH2（7）1.01.71.94.2三重峰四重峰双重峰六重峰或更多-CH3-CH2-CH3-CH7-2下面化合物中，所指质子的屏蔽效应是否不同？试解释之。解：由于氧的吸电子能力比碳大，因此，C-H质子的电子云密度比O-H质子的电子云密度大，故C-H质子被屏蔽的程度比O-H质子大。7-4比较下面化合物中，Ha和Hb两种氢核，哪一种氢核的化学位移ppm更大？为什么？解：Hb核的化学位移值ppm更大。因为Ha同时处在羰基和双键的去屏蔽区域，而Hb质子只处在双键的去屏蔽区。7-5随着氢核的酸性的增加，其化学位移值ppm将是增大还是减小？答：氢核酸性的增加即说明氢核核外电子云密度减小，屏蔽作用减小，化学位移向低场移动。因此，随着氢核酸性的增加，化学位移值ppm逐渐减小。7-6某混合物含有正辛烷C8H18（Ⅰ）和1-辛烯C8H16（Ⅱ），（Ⅰ）（Ⅱ）核磁共振谱图中所有氢质子峰的总面积为52个单元，其中δ=5.00ppm的质子峰为两个单元，试指出辛烷和1-辛烯的相对比为多少？解：由于δ=5.00ppm是1-辛烯中末端双键上两个质子的化学位移，它由两个单元。据此可以计算如下：1-辛烯中氢质子的总面积为2÷2×16=16单元辛烷中氢质子的总面积为52-16=36单元辛烷和1-辛烯的相对比（36÷18）/(16÷16)=2/17-7试指出下列化合物有多少不同种类的质子，及相应峰面积的比例。（1）CH3CH2OH(2)CH3CH2CH3(3)(CH3)2CHCH2CH(CH3)2(4)解：（1）乙醇有三类不同的氢质子，CH3、CH2、和OH它们的峰面积相应为3:2:1。（2）丙烷有两类不同的氢质子，两个CH3基因是等性的，即CH3和CH2，它们的峰面积相应为3:1（3）1,1,3,3-四甲基丙烷有三类不同的氢原子，即CH3、CH2和CH，它们的峰面积比应为6:1:1。（4）环戊烷因所有的质子均是等性的，在谱图中仅存在一个吸收峰。所以无比利可推测。7-14某化合物的分子式为C3H6O2，其NMR谱如图7-1所示，试指出该化合物的结构。解：根据不饱和度计算公式，可得其不饱和度为1。其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团1.3三3HCH3-CH24.3四2HCH3-CH2-O8.3单1H-CHO故该化合物的结构为7-15某化合物的分子式为C5H8O4其NMR如图7-2所示，试指出该化合物的结构。解：根据分子式，该化合物的不饱和度为2。其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团2.6单4HCH2-CO3.7单3HCH3-OCO10以上单（宽峰）1H-OH故该化合物的结构为：7-16某化合物的分子式为C7H8，其NMR谱如图7-3所示。试指出该化合物的结构。解：根据分子式，该化合物的不饱和度为4.其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团2.4单3HCH3-Ph7.2单5H单取代苯故该化合物的结构为：7-17某化合物的分子式为C3H8O，其NMR谱如图7-4所示。试指出该化合物的结构。解：根据分子式，该化合物的不饱和度为0.其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团1.2双峰6H异丙基上的两个CH31.6单（宽峰）1H-OH4多重峰1H异丙基上的两个-CH故该化合物的结构为：7-18某化合物的分子式为C9H10O2，在其NMR谱图上出现三个峰，它们的化学位移及峰面积分别为：δ=7.29ppm(面积84)、δ=5.00（面积34）和δ=1.98（面积50），试指出该化合物的结构。解：根据分子式，该化合物的不饱和度为0.每个质子相当的峰面积为：（84+34+50）/10=16.8单元/每个氢其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数峰面积氢质子数基团1.98单503H5.0单342H7.29单845H单取代苯故该化合物的结构为7-19某化合物的分子式为C5H6，其NMR谱如图7-5所示，试指出该化合物的结构。图7-5分子式为C5H6的化合物NMR谱图解：根据分子式，该化合物的不饱和度为3。其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团1.9三重3H2.8单1H5.3双2H故该化合物的结构为：7-20某化合物的分子式为C9H12，其NMR谱如图7-6所示，试指出该化合物的结构。解：根据分子式，该化合物的不饱和度为4。其谱图数据总结如下：化学位移（δ）重峰数氢质子数基团2.1单9H苯基上的三个-CH36.6单3H三取代的苯环故该化合物的结构为：电位分析10-20根据下列电池：Ag|Ag2CrO4（固），CrO42-(xmol∙L-1)‖SEC若测量的电池电动势为-288mV,试计算CrO42-离子的浓度（25℃）。已知ESEC=0.245V,EφAg+,Ag=0.799V,Ag2CrO4的Ksp为2.0×10-12。解：电池的右边，是沉淀型膜电极，在传感膜表面的银离子浓度，与下列化学平衡有关：Ag2CrO4（固）↔2Ag++CrO42-Ag2CrO4的溶度积Ksp为：Ksp=[Ag+]2[CrO42-]则银离子的浓度为：[Ag+]=√𝐾sp/[𝐶𝑟𝑂42−]沉淀膜电极的电位为：E=EφAg+,Ag+0.059lg[Ag+]=0.799+0.059lg(Ksp/[CrO42-])1/2=0.799+0.0592lg2.0×10-12[CrO42-]=0.454-0.295lg[CrO42-]电池电动势为：E电池=E右-E左=ESCE-EISE=0.245-（0.454-0.0295lg[𝐶𝑟𝑂42−]）=-0.209+0.0295lg[𝐶𝑟𝑂42−]已知E电池=-0.288V，则lg[𝐶𝑟𝑂42−]=-0.288+0.2090.0295=-2.678[𝐶𝑟𝑂42−]=2.10×10-3mol∙L-110-31在离子选择电极的测量过程中，通常要用磁力搅拌器搅拌溶液。有人说是为了使溶液中离子分布均匀，也有人说是为了减少浓差极化。你认为呢？为什么？答：搅拌溶液是为了加速电极的响应速度。因为膜电位是由抗衡离子在传感膜表面扩散及建立离子交换平衡而产生的。而电极达到动态平衡的速度，不仅取决于各类电极的特性，而且取决于抗衡离子的浓度。浓度高时，响应速度快；浓度低时，响应速度慢。因此，可用搅拌溶液来加快响应速度，迅速达到平衡。10-32用Na2O制作玻璃膜的pH电极，当试液的pH值大于10时，测得的pH值比实际数值要低，这是为什么？答