《仪器分析》练习答案

仪器分析

一、选择题

1 使用热导池检测器时，为获得较高的灵敏度，常选用氢气作为载气，其主要的原因是

（ 3 ）

（1）氢气容易获得（2）氢气不与被测物反应

（3）氢气的热传导率（热导分数）大（4）氢气的纯度高

2 色谱法作为分析方法之一, 其最大的特点是 (

3 )

(1)分离有机化合物 (2)依据保留值作定性分析

(3)分离与分析兼有 (4)依据峰面积作定量分析

3 当用硅胶-十八烷为固定相, 甲醇和水(75:25)为流动相, 对下列哪一种化合物时, 保留时间最长

( 4 )

(1) 苯 (2) 甲苯 (3) 萘 (4) 蒽

4 应用GC方法来测定痕量含溴的化合物, 宜选用的检测器为( 3 )

(1)热导池检测器 (2)氢火焰离子化检测器

(3)电子捕获检测器 (4)火焰光度检测器

5 涉及色谱过程热力学和动力学两方面因素的是 ( 1 )

(1) 分离度 (2) 保留值 (3) 相对保留值 (4) 峰面积

6 气－液相色谱中，其分离原理是 ( 2 )

(1) 吸附平衡 (2) 分配平衡

(3) 离子交换平衡 (4) 渗透平衡

7 在其它色谱条件不变时，若使理论塔板数增加 4 倍，对两个十分接近峰的分离度是

（ 3 ）

(1) 增加 1 倍 (2) 增加 3 倍 (3) 增加 2 倍 (4) 增加倍

8 有机化合物价电子产生的跃迁中，所需能量最小的是（ 4 ）

(1)σ→σ*(2)σ→π* (3)π→π* (4)n→π*

9下列化合物红外吸收光谱中，C=C吸收峰波数最大的是（ 1 ）

(1) (2) (3) (4)

10下列化合物紫外吸收光谱中，苯环的E吸收带λmax最大的是（ 1 ）

11由于共轭双键中跃迁所产生的吸收带称为 ( 2 )

(1)B吸收带 (2)K吸收带 (3)R吸收带 (4)E吸收带

12 直线形分子的振动形式有多少种（ 3 ）

(1)3n (2)3n-4 (3)3n-5 (4)3n-6

13 下列物质荧光强度最大的是

(1)C6H5-NH2 (2) C6H5-COOH (3) C6H5-CH3 (4) C6H5-NO2

14 原子发射光谱仪使用哪一种光源产生自吸现象最小的是 ( 4 )

(1) 直流电弧 (2) 交流电弧 (3) 高压火花 (4) 电感耦合等离子体

15 下面是铅的谱线呈现表，

若试样光谱中铅的分析线仅、、三条谱线清晰可见，根据谱线呈现表可判断试样中Pb的质量分数为( 2 )

(1) % (2) %(3) %(4)%

16 原子发射光谱仪中光源的作用是 ( 1 )

(1) 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发

(2) 提供足够能量使试样灰化

(3) 将试样中的杂质除去,消除干扰

(4) 得到特定波长和强度的锐线光谱

17 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是 ( 4 )

(1) K (2) Ca (3) Zn (4) Fe

18 电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的 ( 2 )

(1)能量越大 (2)波长越长 (3)波数越大 (4)频率越高

19 分子荧光过程是（ 1 ）

(1) 光致发光 (2) 能量源激光发光 (3) 化学发光 (4) 电致发光

20 下面几种常用的激发光源中, 激发温度最高的是 ( 3 )

(1)直流电弧 (2)交流电弧 (3)电火花 (4)高频电感耦合等离子体

21 在含有 Ag+、Ag(NH3)+和 Ag(NH3)2+的溶液中，用银离子选择电极，采用直接电位法测得的活度是( 1 )

(1) Ag+ (2) Ag(NH3)+ (3) Ag(NH3) (4) Ag + Ag(NH3)+ + Ag(NH3)

二、填空题

1 气相色谱仪可分为等六大系统_气路系统_、_进样系统_、分离系统_、_检测系统、记录系统、温控系统。

2 氢焰检测器需要用到三种气体分别是_____氮气氢气空气__________。

3 在一定温度下, 分离极性物质，选择极性固定液，试样中各组分按极性顺序分离，

极性弱先流出色谱柱, 极性强后流出色谱柱。

4 紫外-可见光分光光度计所用的光源是热辐射光源（钨灯、卤钨灯）和气体放电光源（氢灯、氘灯）两种。

5 中红外的波数范围是 400-4000cm-1 。

6 分子振动形式中，能引起分子偶极矩变化的形式是有红外活性的。

7 在液相色谱中, 改变相对保留值是通过选择合适的流动相来实现的。

8 正相液-液色谱法，流动相的极性___小___于固定液的极性。（大或小）

9 在色谱分析中，保留指数是以正构烷烃系列为基准，规定正庚烷的保留指数为

700 。

10 分子C9H10O的不饱和度为 5 。

11荧光发射是指分子最初无论处于哪个激发单重态，通过内转换及振动弛豫，均可返回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式向外发射光量子而返回到基态的任一振动能级。

12 由第一激发态跃迁基态所发射的辐射线，称为第一共振线。

13 在原子吸收光谱分析中，可加入一种过量的金属元素，与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物，从而使等测元素释放出来，这种过量的金属元素称为释放剂，例如磷酸盐干扰钙的测定，当加入锶或镧可使Ca释放出来，从而消除磷酸盐对Ca的干扰。

14 在原子化火焰中激发态的原子数远大于基态的原子数（填大或小）。

15 电感耦合高频等离子体中的等离子体炬管是由三层同心石英管组成，从外管和中间管间的环隙切向导

入的气流为等离子体气流，中间管通入的气流是辅助气流。

16 生色团是含有_____π→π* 或_n→π*___________ _____________跃迁的基团。

17 电感耦合高频等离子体一般由高频发生器、等离子体矩管、雾化器组成。

石墨炉的升温分干燥、灰化、原子化、除残四个阶段进行。

三、判断题

1 对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大的有机物原则上可用高效液相色谱法进行分离、分析。（√）

2 在液相色谱中，梯度洗脱最宜于分离分配比变化范围宽的试样。（√）

在气相色谱中，程序升温用于组分沸点范围很宽的试样。√

3 在液相色谱分析中，为改善分离最常用的方法是改变柱温。（×）

4 分子振动形式中，能引起分子极化率变化的形式是有红外活性的。（×）

5 能使吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团。（ √ ）

6 由于转动能级跃迁而产生的吸收光谱主要处于紫外及可见光区。（ × ）

7 生色团是含有π→π*或n →π*跃迁的基团。（ √ ）

8 在CO 2分子的振动形式中，反对称伸缩振动是没有红外活性。（ × ）

9 在红外光谱中，分子结构对称性越大，振动过程中分子偶极矩变化越大，红外吸收峰强度越大。

（ × ）

10 发射荧光的波长等于或大于激发光波长。（ √ ） 11 存在共轭的π→π*跃迁，荧光效率高，荧光强度大。（ √ ）

12 多普勒变宽又称热变宽，是由于原子在空间作无规则热运动所导致的。（ √ ） 14 原子反射光谱所使用的光源是空心阴极灯。（ × ）

四、计算题

1 一个气相色谱柱，已知固定相的保留体积Vs=，载气流速为min 。分离一个含有ABC 三组分的样品，测得组分的保留时间分别为A=，B=，C=，空气为。试计算：（1）死体积（假定检测器及柱接头等体积忽略不计）；（2）各组分的调整保留时间和分配系数；（3）相邻两组分的相对保留值r 。

1）已知F o =min ，在忽略检测器及柱接头等体积的情况下,则死体积V o =t o ×F o =×=。 (2) 由可分别计算出三组分的调整保留时间：

2 在一根 2 m 长的色谱柱上,分析一个混合物,得到以下数据:苯的保留时间分别为1’20”；半峰宽为6.33”, 求色谱柱对苯的理论塔板数及塔板高度。

3 某填充色谱柱, 塔板高度为0.2mm,分配比k = , 试问对已知组分A 和B 的分配系数分别为和的混合物, 能否达到基线分离(R= B,A ＝K B ／K A ＝／＝

n B ＝16×R 2（ B ，A ／（ B ，A －1）)2（（1＋k B ）／k B )2

＝16×（／（－1）)2（（1＋）／2 ＝×106

L ＝n B H ＝×106×2×10-4

＝836m 不能实现基线分离, 填充柱最长一般为6m.

4 某一气相色谱柱，速率方程中A, B, C 的值分别为0.15cm, 0.36cm 和 ×10-2

s ，计算最佳流速和最小塔板高度。

cm m n L H Y t

n

R

23.0)(00226.088.884/2/88

.884)33

.680(54.5)(54.52

22/1=======苯苯

u opt = (B/C)1/2 = ×10-2)1/2=2.89cm.s -1

H min = A + 2(BC)1/2 = + 2 × × ×10-2)1/2 = 0.40cm

5 用热导池为检测器的气相色谱法分析仅含乙醇、庚烷、苯和乙酸乙酯的混合试样。测得它们的峰面积分

别为:5.00 cm 2、9.00 cm 2、4.00 cm 2和7.00cm 2

, 它们的重量相对校正因子分别为:、、和。求它们各自质量分数。

据 W i ＝ (f i ’A i )／(∑f i ＇A i )

化合物 f i ＇A i 质量分数 乙 醇 × 庚 烷 × 苯 × 乙酸乙酯 × ∑f i ＇A i ＝

6 有一试样含甲酸、乙酸、丙酸及不少水、苯等物质，称取此试样1.055g 。以环己酮作内标，称取环己酮0.1907g ，加到试样中，混合均匀后，吸取此试液3mL 进样，得到色谱图。从色谱图上测得各组分峰面积组分 甲酸 乙酸 环己酮 丙酸 峰面积 校正因子

133

m i = fi ·A i

w 甲酸＝133)× × ×100% = % 分) w 丙酸＝133) × × ×100% = % 分)

9 HCl 的振动吸收发生于 2886 cm -1

处，对于DCl 相应的峰在什么波长(Cl 的相对原子质量A r (Cl) =。

1

为 HCl

2

为 DCl

= (M 1M 2)/(M 1+ M 2)

1

/

2

= [/(71/] =

σ2/σ1= (1

/

2

)1/2 σ2=σ1×(1

/

2

)1/2

σDCl = 2886×1/2 = 2072 cm -1

10 乙烷C-H 键，k=，计算乙烷C-H 键的振动频率（cm -1

)

11 钛-H 2O 2和钒-H 2O 2络合物的最大吸收波长分别在415nm 和455nm 处，取 ×10-3

mol/L 钛- H 2O 2溶液，定容100mL, 以1cm 比色皿在415nm 和455nm 处测得吸光度分别为和; 取 ×10-3mol/L 钒- H 2O 2溶液，定容100mL, 以1cm 比色皿在415nm 和455nm 处测得吸光度分别为和。取钛钒混合液，加入H 2O 2显色后定容为100mL ，以上述相同的条件测得A 415=, A 455=, 求原混合液中钛和钒的浓度。

1

212

130719237.01

.513071307-==+=

=cm M M M M M M k σσS

s i

i s i S s i

i s i A f A f m m A f A f m m '

''';

==%100??=

m

m f A f A w s

s s i i i

五、问答题(每题5分，共15分)

1. 试估计下列化合物中哪一种化合物的λmax 最大，哪一种化合物的λmax 最小，为什么.

O

OH

O

CH 3O

CH 3

(a)

(b)

(c)

2 下列两个化合物的C=O 的伸缩振动频率哪一个大，哪一个小，为什么

（a ） (b)

3 能否用荧光分析法来区别下列两个化合物

（a ） (b)

在同样的长共轭分子中，分子的刚性和共平面性越大，荧光率越大，并且荧光波长产生长移。

芴的分子中加入亚甲基成桥，使两个苯环不能自由旋转，成为刚性分子，共轭π电子的共平面性增加，荧

O C Cl Cl O C F F C

H 2

光效率增加。