武汉大学第五版分析化学下册复习题

《光谱分析法导论》复习题

1.所谓“真空紫外区”，其波长范围是（ C ）

A.200~400nm

B.400~800nm

C.10~200nm

D.200~800

2. 下述哪种光谱法是基于发射原理？（ B ）

A.红外光谱法

B.荧光光度法

C.分光光度法

D.核磁共振波谱法

3.已知光束的频率为105Hz ，该光束所属光区为（ A ）

A.紫外光区

B.微波区

C.可见光区

D.红外光区

4.波长为0.01nm 的光子能量为（ C ）

A.12.4eV

B.124eV

C.1.24×105eV

D.0.124eV

5.可见光的能量范围为（ D ）

A.12400~1.24×1013eV

B.1.43×102~71eV

C.6.2~3.1eV

D.3.1~1.65eV

6.带光谱是由于（ B ）

A.炽热固体发射的结果

B.受激分子发射的结果

C.受激原子发射的结果

D.简单离子受激发射的结果

7.基于电磁辐射吸收原理的分析方法是（ D ）

A.原子荧光光谱法

B.分子荧光光谱法

C.化学发光光谱法

D.紫外-可见分光光度法

8.可以概述三种原子光谱（吸收、发射、荧光）产生机理的是（ C ）

A.能量使气态原子外层电子产生发射光谱

B.辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁

C.能量与气态原子外层电子相互作用

D.辐射能使院子内层电子产生跃迁

9. 若光栅宽度为50mm ，刻痕数为1200条·mm -1，此光栅的一级光谱理论分辨率应为 60000 。

10.原子外层电子跃迁的能量相当于紫外光和可见光；原子核自旋跃迁激发能对应于射频辐射区。

11.欲在200～400nm 光区进行分析，可选用的棱镜摄谱仪是 ( C )

A.玻璃棱镜

B.萤石棱镜

C.石英棱镜

D.以上三种均可

12.下述哪种分析方法是以散射光谱为基础的 （B ）

A.原子发射光谱

B.拉曼光谱

C.原子吸收光谱

D.X 荧光光谱法

13.红外光谱仪的主要部件包括： 光源 ， 吸收池 ， 单色器 、 检测器

及记录系统。

14.指出下列电磁辐射所在的光谱区

(1)波长588.9nm 可见光 （2）波数400cm -1 红外

（3）频率2.5×1013Hz 红外 （4）波长300nm 紫外

15.常见光谱分析中， 原子吸收 、 原子发射 和 原子荧光 三种光分析方法的分析对象为线光谱。

16.红外光谱是基于分子的 振动 和 转动 能级跃迁产生的。

17.L=2的镁原子的光谱项数目为 4 ，其中多重态为3的光谱项数目为 3 。

18.物质的分子、原子、离子等都具有不连续的量子化 能级 ，只有当某波长光波的能量与物质的基态和激发态的 能量差相等 时，才发生物质对某光波的吸收，也就是说物质对光的吸收是 有选择性 。

19.在光谱法中，通常需要测定试样的光谱，根据其特征光谱的 波长 可以进行定性分析；而光谱的 强度 与物质含量有关，所以测量其 强度 可以进行定量分析。

20.根据光谱产生的机理，光学光谱通常可分为： 原子光谱 ， 分子光谱 。

21.紫外可见分光光度计用 钨丝灯 ， 氢灯或氘灯 做光源。

22.红外光谱仪用 能斯特灯 与 硅碳棒 做光源。

计算题常见主要考察内容主要有：有关激发电位、波长、频率等的计算，有关单色器的色散率和分辨率的计算等，单色器部分重点掌握光栅

需掌握内容：（1）光栅公式：λθφn d =±)sin (sin

（2）光栅光学参数计算公式：

线色散率 ）（ 20cos ≤≈===

θθλθλd

Fn d Fn d d F d dl D 倒线色散率 )20(cos 1 ≤≈==-θθθλnF

d Fn d d d D 分辨率 )1(d b b n l b nN R ===?=为刻痕密度，λλ 单色器通带：W=D -1·S 定义：单色器出射光束的波长区间。

17.当一级光谱线波长为500nm 时，其入射角为60°，反射角为-40°。该光栅的刻线数目应为多少？

解：此题中入射线与反射线位于法线两侧，故应用式λθφn d =±)sin (sin 中应取“-”号。 5001)40sin 60(sin )sin (sin ?=-=-d d θφ mm d 310242.2643

.0866.05001-?=-?= 每毫米光栅的刻线数为1/d=460条/mm

18.已知光栅刻痕密度为2400mm -1，暗箱物镜的焦距为1m ，求使用一级和二级衍射光谱时，光栅光谱仪的倒线色散率。

解：n=1时，

16613142.0104.21012400101111---?=??=???====mm nm mm

nm mm mm nFb nF d dl d D λ n=2时，

16613121.0108.41012400101211---?=??=???====mm nm mm

nm mm mm nFb nF d dl d D λ 19.已知光栅刻痕密度为1200mm -1，当入射光的入射角φ=45°时，求波长为300nm 的光在一级光谱中的衍射角θ为多少度？（假设入射线和衍射线在光栅法线的异侧。） 解：mm mm

b d 41103.8120011--?=== 代入光栅公式 λθφn d =-)sin (sin

nm mm 3001)sin 45(sin 103.84?=-??-θ

解得 θ=20.49°

20.某光栅光谱仪的光栅刻痕密度为2400mm -1，光栅面积为5×5cm 2，计算此光谱仪对一级光谱的理论分辨率。该光谱仪能否将波长为309.418nm 和309.271nm 的两条谱线分开？为什么？

解：51102.12400501?=??===-mm mm nlb nN R 理

（1）用比较分辨率来判断 3101.2271

.309418.3092/)271.309418.309(?=-+=?=λλR 由于R 理?R ，所以该光谱仪可以将这两条谱线分辨开来。

（2）用波长差来判断 根据R 理可求得分辨谱线的最小波长差Δλ理，即

nm nm R 0026.0102.1344.3095

=?==?理理λ Δλ=（309.418-309.271）nm=0.147nm

由于Δλ理?Δλ，所以该光谱仪可以将这两条谱线分辨开来。

21. 某原子吸收分光光度计的光学参数如下：

光栅刻数：1200条/mm ，光栅面积：50×50mm 2

倒线色散率：20?/mm ，狭缝宽度：0.05，0.1，0.2，2mm 四档可调，试问：

（1）此仪器的一级光谱理论分辨率是多少？

（2）欲将K404.4nm 和K404.7nm 两线分开，所用狭缝宽度应是多少？

（3）Mn279.48nm 和279.83nm 双线中，前者是最灵敏线，若用0.1mm 和0.2mm 的狭缝宽度分别测定Mn279.48nm ，所得灵敏度是否相同？为什么？

解：（1）600005012001=??=?=?=

N m R λλ理 （2）)(15.020

40444047mm D W S =-== 即分开K 双线所需狭缝宽度应为0.15mm

（3）所得灵敏度不同，因为：

用0.1mm 狭缝时，其通带W=D?S=20×0.1=2（?）

用0.2mm 狭缝时，其通带W=D?S=20×0.2=4（?）

Mn 双线波长差为2798.3-2794.8=3.5（?）

若用0.2mm 狭缝时，通带为4 ?，Mn 双线同时通过狭缝进入检测器检测，但因双线灵敏度不同，所以测到的是双线灵敏度的平均值。

若用0.1mm 狭缝时，通带是2 ?，此时可将双线分开，只测到最灵敏线Mn2794.8 ?。所以其灵敏度高于0.2mm 。

《原子光谱法基础》复习题

1.解释术语：

激发电位：原子外层电子由基态激发到高能态时所需要的能量。

电离电位：使原子发生电离所需要的最低能量。

原子线：原子外层电子跃迁时发射的谱线。

离子线：离子外层电子跃迁时发射的谱线。

共振线：原子的光谱线各有其相应的激发电位，具有最低激发电位的谱线称为共振线。

谱线的自吸：在原子化过程中，处于高、低能级的粒子比例与原子化器的温度等因素有关。处于高能级的粒子可以发射光子，处于低能级的粒子可以吸收光子。辐射能被发射原子自身吸收而使谱线发射强度减弱的现象称为谱线的自吸。

多普勒变宽：由原子在空间作无规则运动所引起的谱线变宽。又称热变宽。

自然变宽：在无外界影响的情况下，谱线具有一定的宽度，这种宽度称为自然变宽，它与激发态原子的平均寿命有关。

压力变宽：凡是非同类微粒（电子、离子、分子、原子等）相互碰撞或同种微粒相互碰撞所引起的谱线宽度统称为压力变宽。因前者原因变宽被称为劳伦兹变宽，后者原因变宽被称为共振变宽或赫尔兹马克变宽。压力变宽又称碰撞变宽，可随气体压力的增大而增大。

自吸变宽：谱线自吸引起的变宽称为自吸变宽。

2.在原子发射光谱分析中，电离度增大会产生 原子 线减弱， 离子 线增强。

原子线变宽的原因有 自然宽度 ， 多普勒变宽 和 压力变宽 。

3.下述哪种跃迁不能产生，为什么？(2)

（1）31S 0—31P 1 （2）31S 0—31D 2 （3）33P 2—33D 3 （4）43S 1—43P 1

提示：根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级间进行，而必须遵循一定的“选择定则”。即：（1）Δn=0或任意正整数；

（2）ΔL=±1，跃迁只允许在S 项和P 项，P 项和S 项或D 项之间，D 项和P 项或F 项之间，等；

（3）ΔS=0，即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重态；

（4）ΔJ=0，±1。但当J=0时， ΔJ=0的跃迁是禁戒的。

由于31S 0—31D 2不符合选择定则中的ΔL=±1，所以这种跃迁是禁阻的。

4.理解光谱项的含义并会书写。

例：写出Ca 原子的基态与激发态的光谱项

n L S J 光谱项 光谱支项 多重性 简并度

4s 2基态 4 0 0 0 41S 41S 0 单 1

激发态 4 1 0 1 41P 41P 1 单 3

(4s 1,4p 1) 1 2 43P 2 5

1 43P 43P 1 三 3

0 43P 0 1

5. 在火焰中钠原子被激发发射了589.0nm 的黄光，若火焰温度分别为2500K 和3000K 时，求此谱线的激发态与基态原子数的比值，并简述计算结果说明什么？（已知2P P 0j

=） 解：1998

3410371.3100.58910997.210626.6hc

E ---?=????==?λ kT /E 0j 0j

e P P N N ?-=

2P P 0j = T=2500K 时，425001038.110371.30j

1015.1e

2N N 19-???-?=?=- 同理，T=3000K 时，430001038.110371.30j

1083.5e 2N N 19-???-?=?=-

计算结果表明，N j 与N 0的比值很小，说明了处于激发态原子数与处于基态原子数相比是很小的，虽然温度升高，会影响N j 数目（稍增加），但影响很小，与N 0相比，仍是很小，可以忽略不计。一般原子化温度都在3000K 以下，所以在原子吸收分析中，可以认为原子蒸气中基态原子数近似地等于总原子数。即可将参与吸收的基态原子数看作是原子总数。而参与吸收的原子总数正比于溶液中元素浓度c ，这正是原子吸收法基本原理的依据。

普朗克常数h 和玻尔兹曼常数k 的数值及单位应熟记。

《原子吸收和原子荧光光谱法》复习题

1.名词解释：

光谱干扰：由于待测元素发射或吸收的辐射光谱与干扰物或受其影响的其他辐射光谱不能完全分离所引起的干扰。

物理干扰：是指试样杂转移、蒸发和原子化过程中，由于试样任何物理特性的变化而引起额吸光度下降的效应。它主要是指溶液的粘度、蒸气压和表面张力等物理性质对溶液的抽吸、雾化、蒸发过程的影响。

化学干扰：在凝聚相或气相中，由于被测元素与共存元素之间发生任何导致待测元素自由原子数目改变的反应都称为化学干扰。

电离干扰：待测元素自由原子的电离平衡改变所引起的干扰。

基体效应：试样中与待测元素共存的一种或多种组分所引起的种种干扰。

积分吸收：在原子吸收光谱分析中，将原子蒸气所吸收的全部辐射能量称为积分吸收。

峰值吸收：是采用测定吸收线中心的极大吸收系数（K 0）代替积分吸收的方法。

原子荧光光谱：当用适当频率的光辐射将处于基态或能量较低的激发态的原子激发至较高能级后，被激发的原子将所吸收的光能又以辐射形式释放的现象谓之原子荧光。辐射的波长是产生吸收的原子所特有的，而其强度与原

子浓度及辐射源的强度成正比。按波长或频率次序排列的原子荧光称为原子荧光光谱。

2. 空心阴极灯中，对发射线半宽度影响最大的因素是：（D）

A. 阴极材料

B. 阳极材料

C. 填充气体

D. 灯电流

3. 非火焰原子吸收法的主要缺点是：（B ）

A.检测限高

B. 精密度低

C. 不能测定难挥发元素

D.不能直接分析粘度大的样品

4.对预混合型燃烧器，下列哪一点没有达到要求？(A)

A.雾化效率高

B.记忆效应小

C.废液排出快

D. 雾滴与燃气充分混合

5.原子吸收分析法中测定钡时，加入1％钾盐溶液其作用是（C ）

A.减少背景

B.提高火焰温度

C.减少钡电离

D.提高K+的浓度

6.近年来发展了一种低温原子化法—气相氢化物原子化法，用以测定As、Sb、Bi、Ge、Sn、Se、Te等元素。下列使之生成熔点、沸点低的共价分子型氢化物的还原剂是：（D ）

A.H2

B.Zn

C.Na2S2O3

D.NaBH4

7.测定钾、钠、铁时，光谱通带应选：（A）

A.钾、钠选0.4nm，铁选0.1nm

B.钾、钠选0.1nm，铁选0.4nm

C.钾、钠、铁均选0.1nm

D.钾、钠、铁均选1.0nm

8.关于原子吸收分光光度计的单色器位置，正确的说法是：（B ）

A.光源辐射在原子吸收之前，先进入单色器

B.光源辐射在原子吸收之后，再进入单色器

C.光源辐射在检测之后，在进入单色器

D.可任意放置

9.在空心阴极灯中，影响谱线变宽的因素主要是：（B ）

A.自然宽度

B.自吸变宽

C.洛伦兹变宽

D.多普勒变宽

10.空心阴极灯的主要操作参数是（A ）

A．灯电流B．灯电压C．阴极温度D．内充气压力

11.原子吸收光谱法中的物理干扰可用下述哪种方法消除：（C ）

A.加释放剂

B.加保护剂

C.标准加入法

D.扣除背景

12.在原子吸收光谱分析法中，用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是（A ）

A．光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多

B．光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当

C．吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多

D．单色器能分辨出发射谱线，即单色器必须有很高的分辨率

13.下列导致原子吸收谱线变宽的因素中影响最大的是（ B ）

A．自然宽度B．多普勒变宽C．碰撞变宽D．场致变宽

14..原子吸收分析中，有时浓度范围合适，光源发射线强度也很高，测量噪音也小，但测得的校正曲线却向浓度轴弯曲，除了其它因素外，下列哪种情况最有可能是直接原因？（C ）

A．使用的是贫燃火焰B．溶液流速太快

C．共振线附近有非吸收线发射D．试样中有干扰

15.原子吸收光度法中的背景干扰表现为下述哪种形式？（D ）

A.火焰中被测元素发射的谱线

B.火焰中干扰元素发射的谱线

C.光源产生的非共振线

D.火焰中产生的分子吸收

16.单道单光束型与单道双光束型原子吸收光度计的区别在于（D ）

A.光源

B.原子化器

C.检测器

D.切光器

17.双光束型原子吸收光度计不能消除的不稳定影响因素是（B ）

A.光源

B.原子化器

C.检测器

D.放大器

18.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？（B）

A.固态物质中的外层电子

B.气态物质中基态原子的外层电子

C.气态物质中激发态原子的外层电子

D.气态物质中基态原子的内层电子

19.原子吸收光谱法中的化学干扰可用下述哪种方法消除？（ABC ）

A.加入释放剂

B.加入保护剂

C.加入缓冲剂

D.扣除背景

20.原子吸收光谱法中的基体效应干扰可用下述哪种方法消除？（D）

A.加入释放剂

B.加入保护剂

C.加入缓冲剂

D.扣除背景

21.在一般的原子吸收分析条件下，吸收线中心频率的峰值吸收系数K0取决于（C ）

A.自然变宽

B.劳伦兹变宽

C.多普勒变宽

D.塞曼变宽

22.现代原子吸收光谱仪其分光系统的组成主要是（C ）

A.棱镜+凹面镜+狭缝

B.棱镜+透镜+狭缝

C.光栅+凹面镜+狭缝

D. 光栅+透镜+狭缝

23.空心阴极灯的构造是（D ）

A.待测元素作阴极，铂丝作阳极，内充低压惰性气体

B.待测元素作阳极，钨棒作阴极，内充氧气

C.待测元素作阴极，钨棒作阳极，灯内抽真空

D.待测元素作阴极，钨棒作阳极，内充低压惰性气体

24.使用原子吸收光谱法分析时，下述火焰温度最低的是（D），火焰温度最高的是（C ）

A.氢气-空气

B.乙炔-空气

C.乙炔-氧化亚氮

D.丙烷-氧

25.在原子吸收光谱法中，用氘灯扣除背景是基于（C ）

A.待测元素的谱线可以吸收氘灯的辐射强度

B.待测元素的谱线不吸收氘灯的辐射强度

C.待测元素的谱线对氘灯的辐射强度吸收很少可以忽略不计

D.待测元素谱线的吸收随氘灯的辐射强度增强而增大

26.指出下列影响火焰原子化法和非火焰原子化法中谱线半宽度的主要因素

（1）火焰原子化法（A ）（2）非火焰原子化法（B）

A.原子无规则的热运动

B.吸收原子与外界气体分子间相互影响

C.同种原子相互碰撞

D.发光原子受到强电场或强磁场的影响

27.原子吸收光谱分析中，测量值的吸光度应控制在（A ）为好

A.0.1~0.5

B.0.5~0.7

C.0.7~0.9

D.<0.1

28.原子荧光是由下列哪种原因产生的（B ）

A.气态基态原子外层电子对共振线的吸收

B.辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁

C.电热能使气态基态原子外层电子产生跃迁

D.辐射能使原子内层电子产生跃迁

29.下列哪一项是原子吸收光谱与原子荧光光谱杂产生原理上的共同点。（B ）

A.气态基态原子外层电子对共振线的吸收

B.辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用

C.辐射能与气态原子外层电子产生的辐射

D.辐射能与原子内层电子产生的跃迁

30.为了提高石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度，在测量吸收信号时，气体的流速应处于（D ）

状态

A.增大

B.减小

C.不变

D.为零

31.非火焰原子吸收法的主要优点是（D）

A.谱线干扰小

B.背景低

C.稳定性好

D.试样用量少

32.非火焰原子吸收法的主要缺点是（C ）

A.检测限高

B.不能测定难挥发元素

C.精密度低

D.不能直接分析粘度大的样品

33.用石墨炉原子吸收法测定NaCl中痕量的镉，在试液中加入NH4NO3的作用是（A ）

A.基体改进剂

B.保护剂

C.释放剂

D.消电离剂

34.火焰原子吸收光谱分析法一般比原子发射光谱分析法精密度好的原因是（C ）

A.使用了锐线光源

B.原子吸收线的轮廓较宽

C.基于N0对辐射的吸收，N0大且变化小

D.原子吸收法干扰效应少

35.原子吸收光谱仪中，产生共振发射线和共振吸收线的部件是（A ）

A.光源和原子化器

B.原子化器和光源

C.光源和单色器

D.原子化器和单色器

36. 在光谱波长表中，常在元素符号后用罗马数字Ⅱ表示( B )

A.原子线

B.一级离子线

C.二级离子线

D.三级离子线

37.在使用国产WYX－401型原子吸收分光光度计时，以光谱通带来选择（D ）

A.单色器

B.色散率

C.分辨率

D.狭缝宽度

38.原子吸收分光光度计中常用的检测器是（ D ）

A.真空热电偶

B.热导池

C.感光板

D.光电倍增管

39. 用原子吸收法测定钙时，常加入过量的LaCl3，其作用是（C）

A、减小背景

B、消电离剂

C、释放剂

D、提高火焰温度

40.一般富燃性火焰比贫燃性火焰温度稍高，但由于燃烧不完全，形成强还原性气氛，有利于熔点较高的氧化物的分解。

41.澳大利亚物理学家沃尔什提出用峰值吸收来代替积分吸收，从而解决了原子吸收测量吸收的困难。

42.Mn的共振线是403.3073nm，若在Mn试样中含有Ga，那么用原子吸收法测Mn时，Ga的共振线403.2982nm 将会有干扰，这种干扰属于谱线干扰，可采用减小狭缝宽度或另选分析线的方法加以消除。

43.在原子吸收光谱法中，当吸收为1%时，其吸光度为0.0044 。

40.原子吸收光谱分析方法中，目前应用比较广泛的主要方法有标准曲线法、标准加入法。

44.原子吸收法测定NaCl中微量K时，用纯KCl配制标准系列制作工作曲线，经多次测量结果偏高。其原因是电离干扰，改正办法是排除电离干扰、加入NaCl使标样与试样组成一致。

45.原子吸收光谱分析中原子化器的功能是将试样蒸发并转化为待测元素的基态原子蒸气，常用的原子化器有火焰原子化器、非火焰原子化器。

46.原子吸收光谱分析的光源应符合辐射强度大、谱线宽度要窄、背景小、稳定性好、寿命长等基本条件。

47.背景吸收是由分子吸收和光散射引起的，可用改变火焰温度、加入基体改进剂、校正背景等方法消除。

48.石墨炉原子化器的原子化过程可分干燥、灰化、原子化、除残。

49.原子吸收是指呈气态的自由原子对由同类原子辐射出的特征谱线具有的吸收现象。

50.进行原子吸收测定时，只要光电倍增管在300~600V范围内，空心阴极灯应选用尽量小的电流。

51.原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由雾化器、雾化室及燃烧器三部分组成。

52.在原子吸收光谱仪中广泛使用光电倍增管作检测器，它的功能是将微弱的光信号转换成电信号，并有不同程度的放大。

53.原子吸收光谱的定量分析是根据处于基态的待测元素的原子蒸气对光源发射的

待测元素的共振线的吸收程度来进行的。

54.在一定温度下，处于不同能态的原子数目的比值遵循玻尔兹曼分布定律。即原子化过程中，产生的激发态原子的数目取决于激发态和基态的能量差（ΔE）和火焰温度（T）。

55.当测定温度恒定时，极大吸收系数K0仅与单位体积原子蒸气中吸收特征（中心）辐射的基态原子数成正比。

56.为实现峰值吸收，必须使锐线光源发射线的中心频率与吸收线的中心频率相重合。还要求锐线光源发射线的宽度必须比吸收线的宽度还要窄。

57.在火焰原子吸收光谱中，目前使用最广泛的空气-乙炔火焰，可获得三种不同类型的火焰。即中性焰，富燃性火焰，为黄色，贫燃性火焰，为蓝色。

58.无火焰原子化装置又称电热原子化装置，使用较广泛的是石墨炉原子化器。使用时石墨炉中要不断通入惰性气体，以保护原子化的基态原子不再被氧化，并可用以清洗和保护石墨管。

59.原子吸收光谱法最佳操作条件的选择主要有光谱通带的选择、灯电流的选择、火焰位置及火焰条件的选择以及分析线的选择四个方面。

60. 原子线变宽的主要原因有自然宽度，多普勒变宽和压力变宽。

61.原子吸收光谱法和分光光度法有何相同和不同之处？

答：相同之处是（1）他们均是依据样品对入射光的吸收来进行测量的。即经处理后的样品，吸收来自光源发射的某一特征谱线，经过分离之后，将剩余的特征谱线进行光电转换，经过记录器记录吸收强度的大小来测定物质含量的。（2）两种方法都遵守朗伯-比尔定律。（3）就其设备而言，均由四大部分组成即光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器。

不同之处在于：（1）单色器与吸收池的位置不同。在原子吸收光谱仪中，原子化器的作用相当于吸收池，它的位置在单色器之前，而分光光度计中吸收池在单色器之后，这是由于它们的吸收机理不同而决定的。（2）从吸收机理上看，分光光度法是利用化合物分子对光的吸收来测定的，属于宽带分子吸收光谱，它可以使用连续光源（钨灯、氢灯等），比色皿中的溶液也较稳定；原子吸收光谱是窄带原子吸收光谱，因而它所使用的光源必须是锐线光源（空心阴极灯等），在测量时必须将样品原子化，转化成基态原子，这在比色皿中是办不到的。

62.原子吸收光谱法是什么？

答：原子吸收光谱法的基本原理是基于元素所产生的原子蒸气对同种元素所发射的特征谱线的吸收作用进行定量分析。即由一种特制的光源（锐线光源）发射出该元素的特征谱线，谱线通过该元素的原子蒸气时被吸收产生吸收信号，所吸收的吸光度的大小与试样中该元素的含量成正比。即A=Kc。

63.原子吸收光谱法具有哪些特点？

答：（1）灵敏度高：火焰原子吸收光谱对多数元素的测量灵敏度在百万分之一以上。少数元素采取特殊手段可达10-9级。无火焰原子吸收比火焰原子吸收还要灵敏几十倍到几百倍。

（2）选择性好：共存元素对待测元素干扰少，一般不要分离共存元素。

（3）测定元素范围广：可以测定元素周期表上70多种元素。

（4）操作简便：分析速度快，分析方法容易建立，重现性好。

（5）准确度高：可进行高精密度的微量分析，准确度可达0.1%~1.0%。

64. 为什么在原子吸收光谱法中采用峰值吸收来测量吸光度？

答：从理论上讲，由于积分吸收与单位体积原子蒸气中吸收特征辐射的基态原子数成正比，因此若能测得由连续波长光源获得的积分吸收值就可以计算出待测原子的密度而使原子吸收光谱分析成为一种无需与标准试样进行比较的绝对测量方法，但由于原子吸收线的半宽度非常窄，目前还难以制造出具有如此之高的分辨率的单色器，所以直接测定积分吸收尚不能实现。目前是采用锐线光源代替连续光源，以测定吸收线中心的极大吸收系数K0来代替测量积分吸收额方法，以此来测定元素含量的。由于在温度恒定时，极大吸收系数K0仅与单位体积原子蒸气中吸收特征（中心）辐射的基态原子数成正比，故可以此进行定量分析。这样，即使不使用高分辨率的单色器也可实现原子吸收测定。

65. 原子吸收光谱分析中的化学干扰是如何产生的？如何消除？

答：产生化学干扰的原因主要是由于被测元素不能全部从它的化合物中解离出来，从而使参与锐线吸收的基态原子数目减少，而影响测定结果的准确性。

消除方法：（1）改变火焰温度。对于生成难熔、难解离化合物的干扰，可以通过提高火焰温度来消除。（2）加入释放剂。将待测元素从其与干扰元素生成的化合物中释放出来。

（3）加入保护剂。与待测元素生成稳定的配合物，使其不再与干扰元素生成难解离的化合物。

（4）加入缓冲剂。在试样中加入过量干扰成分，使干扰趋于稳定状态。

如能将消除化学干扰的几种试剂联合使用，消除干扰的效果会更明显。

66. 原子吸收光谱分析中存在哪些干扰，如何消除？

答：（1）物理干扰消除方法是配制与被测试样相似组成的标准溶液，或采用标准加入法；

（2）化学干扰消除方法是使用高温火焰；加入释放剂；加入保护剂；在石墨炉原子化中加入基体改进剂提高被测物质的灰化温度或降低其原子化温度以消除干扰；化学分离干扰物质；

（3）电离干扰消除方法是在试液中加入过量的比待测元素电位低的其他元素（通常为碱金属）

（4）光谱干扰分为谱线干扰和背景干扰，通过扣除背景消除干扰。

67.试简述发射线和吸收线的轮廓对原子吸收光谱分析的影响。

答：原子吸收光谱分析是建立在发射线和吸收线互相重叠时谱线轮廓发生变化现象的基础上。因此，谱线轮廓的

变化对原子吸收光谱分析的灵敏度和工作曲线的直线性（线性关系）都有明显影响。

（1）当发射线宽度<吸收线宽度时，吸收完全，灵敏度高，工作曲线直线性好，准确度高。

（2）当发射线宽度>吸收线宽度时，吸收不完全，灵敏度低，工作曲线直线性差，准确度差。

（3）发射线与吸收线的轮廓有显著位移时，吸收最不完全，灵敏度最低，工作曲线直线性最差，准确度最差。实验可以说明，以上三种情况下的吸光度A（1）> A（2）>A（3）。

68.原子吸收光谱分析的光源应当符合哪些条件？为什么空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线。

答：原子吸收光谱分析的光源应当符合以下基本条件：

（1）谱线宽度“窄”（锐性），有利于提高灵敏度和工作曲线的直线性。

（2）谱线强度大、背景小，有利于提高信噪比，改善检出限。

（3）稳定，有利于提高测量精密度。

（4）灯的寿命长。

空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线，这与灯本身的构造和灯的工作参数有关系。从构造上说，它是低压的，故压力变宽小。从工作条件方面，它的灯电流较低，故阴极强度和原子溅射也低，故热变宽和自吸变宽较小。正是由于灯的压力变宽、热变宽和自吸变宽较小，致使灯发射的谱线半宽度很窄。

69.画出单光束原子吸收分光光度计结构示意图（方框图表示），并简要说明各部分作用。

答：单光束原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器和检测系统等部分组成。其结构方框示意图如下：光源→原子化器→单色器→检测器

光源的作用：发射待测元素特征谱线。

原子化器的作用：产生气态的基态原子，以便吸收待测谱线。

单色器的作用：将欲测的谱线发出并投射到检测器中。

检测器的作用：使光信号转化为电信号，经过放大器放大，输入到读数装置中。

70.在原子吸收光谱分析中，一般应根据什么原子来选择吸收线。

答：选择吸收线时一般应考虑以下方面：

（1）试样的组成和待测元素的含量。

（2）干扰—邻近谱线干扰和背景吸收、火焰气体吸收干扰等。

（3）使用的仪器条件—根据灵敏度选择灵敏度、稳定性好的谱线。

71.简述背景吸收的产生及消除背景吸收的方法。

答：背景吸收是由分子吸收和光散射引起的。分子吸收指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物、氢氧化物和盐类等分子对辐射线的吸收。在原子吸收分析中常碰到的分析吸收有：碱金属卤化物在紫外区的强分子吸收；无机酸分子吸收；火焰气体或石墨炉保护气体（N2）的分子吸收。分子吸收与共存元素的浓度、火焰温度和分析线波长（短波与长波）有关。光散射是指在原子化过程中固体微粒或液滴对空心阴极灯发出的光起散射作用，使吸光度增加。

消除背景吸收的方法有：改用火焰（高温火焰）；采用长波分析线；分离或转化共存物；扣除方法（用测量背景吸收的非吸收线扣除背景，用其它元素的吸收线扣除背景，用氘灯背景校正法和塞曼效应背景校正法）等。

72.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：火焰法是采用雾化器进样。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，进入火焰的喷雾液被大量气体稀释，降低原子化浓度。

（3）被测原子在原子化器中（火焰）停留时间短，不利于吸收。

73.什么叫冷原子吸收法？

答：某些金属元素（如汞），在常温下很容易气化，并有较高的蒸气压和不易被氧化的特点，而无需用火焰进行热解离。在载气的带动下，元素蒸气被导入石英吸收管中，于吸收线下吸收元素灯的共振发射，故将这种方法叫“无焰法”，由于它不采用热解离手段，为了同热解离非火焰技术相区别，又称冷原子吸收法。

74.原子吸收等量分析常采用标准曲线法，其标准曲线能否像分光光度法的标准曲线一样，可较长时间使用？为什么？

答：原子吸收光谱分析的标准曲线不能长时间使用。分光光度法测定时，在仪器、药品、操作手续不变的情况下，

标准曲线一般改变不大，而原子吸收操作时，每次开机与前一次开机的原子化条件不可能完全一致，因此需每次开机作标准曲线或带测标准溶液。

75.比较火焰原子化法和石墨炉原子化法的优缺点，为什么后者有更高的灵敏度？

答：火焰原子化法的优点：

（1）准确度高：其准确度接近化学分析法，相对误差在1%~2%之间。

（2）灵敏度高：多数元素的测定灵敏度在μg/mL 级，少数元素可达μg/L 级。

（3）选择性好：共存元素对被测元素的干扰少，一般不需分离共存元素即可进行测定。

（4）分析速度快：仪器操作简便，可在较短时间内完成大量样品的测定，重现性好。

（5）应用范围广：目前已成为原子吸收光谱法中原子化的主要方法。

火焰原子化法的缺点：

（1）雾化效率低：仅有10%左右的试样溶液能进入火焰参与原子化。

（2）基态原子在火焰测定区停留时间太短，仅10-3s ，难于进一步提高灵敏度。

（3）不能对固体试样直接进行测定。

石墨炉原子化法的优点：

（1）原子化效率高：在高温下试样的利用率可达100%。

（2）灵敏度比火焰原子化法高，故试样用量很少，液样约1~100μL ，固样约20~40μ所以样品不需浓缩、富集即可测定。这是由于在石墨炉原子化设备中设计了“停气”和“小气流”装置，以保证在原子化阶段生成的基态原子在静态或低速气流下于检测光束中停留更长时间，从而提高了灵敏度。

（3）样品只要是均匀的，不管是悬浊液还是乳浊液都没有火焰法中堵塞毛细管的弊病。固体样品也可直接测定，无需前处理。

石墨炉原子化的不足之处：

（1）试样组成的不均匀性对测定结果影响较大，故精密度较低。

（2）共存元素的干扰比火焰原子化法大。

（3）背景吸收大，需进行背景校正。

（4）装置较复杂，操作条件难控制。

76.何谓锐线光源，原子吸收为什么采用锐线光源？

答：锐线光源是谱线半宽度很窄的发射线光源

为实现峰值吸收，要求①光源发射线半宽度小于吸收线半宽度

②通过原子蒸气的发射线中心频率恰好与吸收线中心频率相重合

因为吸收线很窄，为0.00Xnm ，所以要求发射线更窄。峰值吸收代替积分吸收才能实现。

77. 原子吸收分析中，火焰原子化方法是否火焰温度愈高，测定灵敏度愈高？为什么？

答：错误。由于原子吸收和基态原子数成正比，当温度是一定值时，原子全部气化为基态原子，根据波尔兹曼公式，温度过高，激发态原子会增加，反而影响测定的灵敏度，甚至准确度，另外温度过高还会产生电离，影响测定灵敏度。

78. 简述原子吸收分析中光源调制的目的及其方法。

答：为了区分光源发射的共振线与火焰发射的直流信号的干扰。

方法：电调制法和机械调制法。

计算题主要考察灵敏度的计算和测定结果方面的计算：

79. 某单位购得原子吸收光谱仪一台，为检查仪器的灵敏度，采用浓度为2μg/mL 的铍标准溶液测得透光度为35%，求其相对灵敏度。

解：A=-lgT=2-lg35=0.456

)/(019.0456

.0044.02mL g S μ=?= 80. A 、B 两个分析仪器厂生产的原子吸收分光光度计，对浓度为0.21-?g g μ的镁标准溶液进行测定，吸光度分

别为0.042、0.056。试问哪一个厂生产的原子吸收分光光度计对镁的特征浓度低?

解：%1/mL g 021.0042

.00044.02.0A 0044.0c S 1A -?=?=?=μ %1/mL g 016.0056

.00044.02.0S 1B -?=?=

μ S B

81.已知Ca 的灵敏度是0.004μg/mL/1%，某土壤中Ca 的含量约为0.01%，若用原子吸收法测定Ca ，其最适宜的测定浓度是多少？应称取多少克试样制成多少体积溶液进行测定较合适？

解：在原子吸收分析中，吸光度为0.1~0.5时，测定准确度最高。在此吸光度时，其浓度约为灵敏度的25~120倍。因此最适宜的测量浓度范围应是：

最低：0.004×25=0.10（μg/mL ）

最高：0.004×120=0.48（μg/mL ）

因为试样只要求测Ca ，一般情况下，试样制成25mL 溶液进行测定即可。

应称的试样重的范围为： 最低：100101.025%6???=

W Ca 解得：)(025.01001001.01.05.26

g W =???= 最高：1001048.025%6???=W Ca 解得：)(12.01001001.048.05.26g W =???= 82.以0.05μg/mL 的Co 标准溶液，在石墨炉原子化器的原子吸收分光光度计上，每次以5mL 与去离子水交替连续测定，共测10次，测得吸光度如下表。计算该原子吸收分光光度计对Co 的检出限。

解：167.010

==A ()()()32221083.11

10003.02001.04002.02-?=-++=σ g A

cV q m μσ33

1022.8167.01083.13505.03--?=????=?= 83.用原子吸收分光光度法测定矿石中的钼。称取试样4.23g ，经溶解处理后，转移入100mL 容量瓶中。吸取两份10.00mL 矿样试液，分别放入两个50.00mL 容量瓶中，其中一个再加入10.00mL （20.0μg/mL ）标准钼溶液，都稀释到刻度。在原子吸收分光光度计上分别测得吸光度为0.314和0.586.计算矿石中钼的含量。

解：11.23314

.0586.00.20314.0-?=-?=?-=mL g c A A A c s x s x x μ %273.0%10023

.400.101010000.501.236=?????=-Mo

w 《原子发射光谱法》复习题

1.用等离子体光源，光谱的观察常常在电感线圈之上15~20mm 处进行，其原因是：（ B ）

A. 这一区域温度最高，试样激发完全

B. 几乎没有背景发射，可以得到很高的信噪比

C. 便于摄谱仪进行摄谱

D. 避免产生自吸

2. 发射光谱定量分析的基本公式I=aC b，其中b值与下列哪个因素有关？（D ）

A.光谱类型

B.试样蒸发激发过程

C.试样组成

D.谱线的自吸

3. 等离子体光源的主体是：（B）

A.振荡器

B.等离子矩管

C.高频发生器

D.工作线圈

4.摄谱法中，感光板上的光谱，波长每100?的间隔距离，在用光栅单色器是（D ）

A.随波长减少而增大

B.随波长增大而增加

C.随波长减少而减少

D.几乎不随波长变化

(提示：因为光栅是匀排光谱，即光栅色散率几乎与波长无关。)

5.上题中，改用石英棱镜为单色器时应如何选择。（A）

（提示：因棱镜光谱是非匀排光谱，棱镜的色散率随波长变化而变化。棱镜材料不同，其色散率随波长的变化是不一样的。石英棱镜色散率短波大，长波小。）

6.原子发射光谱的产生是由于：（B）

A.原子的次外层电子在不同能态间跃迁

B.原子的外层电子在不同能态间跃迁

C.原子外层电子的振动和转动

D.原子核的振动

7.在原子发射光谱分析中，选择激发电位相近的分析线对是为了（C）

A.减少基体效应

B.提高激发几率

C.消除弧温的影响

D.降低光谱背景

8. 在原子发射光谱分析中，具有低干扰、高精度、低检测限和大的线性范围的特点，适用于高含量、微量、痕

量金属和难激发元素分析的光源是：（D）

A.直流电弧

B.低压交流电弧

C.高压火花

D.电感耦合等离子体

9.直流电弧光源不宜用于高含量的定量分析，其原因是（A ）

A.弧层较厚，容易发生谱线自吸

B.电极头温度比较低

C.灵敏度差，背景较大D稳定性差.

10.在高压火花光源中离子线较多，而在直流电弧中原子线较多，其原因是（B）

A.电弧光源电流有脉冲性，不适于物质的电离

B.高压电火花光源的瞬间温度可达10000K以上，激发能量大

C.电弧光源的稳定性差，激发能力差

D.在电弧光源中，由于存在大量的电子，抑制了元素的电离

11.下列有光光谱定性分析的叙述中不正确的是（C ）

A.在元素光谱定性分析时，并不要求对元素的所有谱线都进行鉴别

B.原子发射光谱定性分析一般采用摄谱法

C.光谱仪入射狭缝应该选择大一些

D.光谱定性分析一般采用灵敏度高的紫外II型感光板

12.不存在于感光层（即乳剂）中的物质是（D）

A.AgBr

B.明胶

C.增感剂

D.AgNO3

13.感光板的乳剂特性曲线可以分为四部分，在光谱定量分析中，用来确定曝光量的部分是（A）

A.正常曝光部分

B.曝光不足部分

C.负感光部分

D.曝光过量部分

14.原子发射光谱定量分析中，常使用内标法，其目的是（C）

A.为了减少光谱干扰

B.为了提高分析的灵敏度

C.为了提高分析的准确度

D.为了提高分析结果的精密度

15.光谱定量分析确定元素含量的根据是（D）

A.特征谱线

B.灵敏线

C.最后线

D.元素的谱线强度

16.在光电直读光谱定量分析法中，若采用内标法时，绘制的标准曲线是（B ）

A.lgU-lgc

B.lg（U1/U2）-lgc

C.ΔS-lgc

D.lgR-lgc

17.在光谱定量分析中，lgI-lgc关系曲线，若上部分向下弯曲，其原因是（A）

A.谱线产生自吸

B.光谱干扰

C.背景增大

D.化学干扰增大

18.下列有关原子发射光谱的叙述中正确的是（B）

A.原子发射是带状光谱，因此也能确定化合物的分子结构

B.原子发射光谱法适用于物质中元素组成和含量的测定

C.一次只能对一种元素进行定性、定量分析

D.原子发射光谱法是一种不需要标准试样的绝对分析方法

19.发射光谱定量分析的基本公式I=aC b，其中a值与下列哪个因素无关？（A）

A.被测试样浓度

B.光源类型

C.激发温度

D.试样组成

E.感光板性质

20.用摄谱法进行发射光谱定量分析时，应选用的狭缝宽度为（D ）

A.0.1mm

B.0.05mm

C.15~20μm

D.5~7μm

21.在下述哪种情况下应选用原子发射光谱法而不选用火焰原子吸收法测定？（D ）

A.汽油中的铅

B.煤中的钠

C.小麦中的硒

D.高纯金属中的杂质元素

22.下列哪一项是发射光谱分析不能解决的？（D）

A.微量及痕量元素分析

B.具有高的灵敏度

C.选择性好，互相干扰少

D.测定元素存在状态

23.有下列五个激发光源

A.火焰

B.等离子体

C.低压交流电弧

D.高压火花

E.激光显微光源

（1）适于测定碱金属和碱土金属元素，宜采用（A ）

（2）要求不损坏试样，对某一微区进行光谱分析，则用（E ）

（3）背景大，不宜作痕量元素分析的是（D ）

（4）不需要用碳电极的是（ B ）

24.在下列常用的激发光源中，按温度由高至低排列，下列哪种顺序是正确的？(A)

a.高压火花

b.等离子体

c.交流电弧

d.直流电弧

e.火焰

A.a→b→c→d→e

B. b→a→c→d→e

C.b→c→a→d→e

D.a→b→d→c→e

25.用原子发射光谱进行元素定性分析时，作为谱线波长比较标尺的元素是（D ）

A.钠

B.碳

C.铜

D.铁

E.硅

26.有下列五种方法：

A.铁光谱比较法

B.标准样品比较法

C.波长测定法

D.目视强度比较法

E.谱线呈现法

（1）进行指定成分的定性分析时，宜采用（B ）

（2）进行光谱定性全分析时，宜采用（A）

27.发射光谱定量分析内标法的基本公式为：(BDE)

A.I=ac b

B.R= ac b

C.lgI=blgc+lga

D.lgR=blgc+lga

E.ΔS= blgc+γlga

28.乳剂特性曲线的横坐标-纵坐标是（B）

A.H-S

B.lgH-S

C.lgH-lgS

D.H-lgS

E.lgc-S

29.原子发射光谱定量分析常采用内标法，其目的是为了( B )

A、提高灵敏度

B、提高准确度

C、减少化学干扰

D、减小背景

30.欲对矿物和难挥发试样作定性分析，应选用的激发光源是( A )

A、直流电弧

B、交流电弧

C、高压火花

D、火焰

31. 棱镜摄谱仪的光学系统由照明系统，准光系统，色散系统及记录系统组成。

32.乳剂特性曲线在光谱定量分析上的重要意义，在于它反映了谱线黑度与曝光量对数

之间的关系。

33.原子发射光谱是由电热能对气态原子外层电子的激发跃迁产生的，线光谱的形成原因是原子、离子外层电子产生的跃迁。

34.摄谱法原子发射光谱用感光板的乳剂特性曲线是表示黑度与曝光量之间的关系；光电法光谱定量分析是建立在光强的对数与含量的对数成正比。

35.用热能或电能激发试样所产生的发射光谱，主要是原子而不是分子的特征。

36.发射光谱分析是根据各种元素激发后所产生的 谱线波长 来进行定性分析的，是根据 谱线强度 来进行定量分析的。

37.直流电弧光源激发的光谱线主要是 原子线 ，高压火花光源激发的光谱线主要是离子线。

38.发射光谱所用的电极，一般为碳电极，它能导电，同时对大多数金属和非金属的分析不产生 光谱 干扰。

39.各种元素谱线中，最容易激发或激发电位较低的谱线称为 灵敏线 。

40.发射光谱半定量分析的方法有 谱线强度比较法 和 谱线呈现法 。

41. 在罗马金-赛伯公式中I=ac b ，b 表示与 自吸 有关的常数，当b=0时表示 谱线强度与浓度无关 ，当浓度较大时，b 值 <1 ，在低浓度时，b 值 =1 ，表示无自吸现象或自吸现象可忽略 。

42.写出下列乳剂特性曲线中有关符号的名称：

AB ），曝光正常部分（BC ），曝光过量部分（CD ）和负感光部分（DE ）。在光谱定量分析中通常需要利用正常曝光部分（BC ），因为此部分S 和lgH 成正比，它可用简单的数学式表示：S=γ（lgH-lgH i ）。其中γ为直线斜率，称为反衬度，H i 为感光板惰延量，可从直线BC 延长至轴上的截距求得，b 为直线部分BC 在横轴上的投影称为相板的展度。

44. 写出原子发射光谱定量分析的基本关系式，并结合此关系式说明光谱定量分析为什么需采用内标法？

答：光谱定量分析基本关系式为 I=aC b 或lgI=lga+blgC ，式中，a 、b 在一定条件下为常数，在常数的情况下，谱线强度（I ）与被测物浓度（c ）成正比。b 称为自吸系数，无自吸时b=1，b ＜1时有自吸，b 愈小，自吸愈大。a 与试样的蒸发有关，受试样组成、形态及放电条件等的影响。正因为a 的情况，在实验过程中，a 值不可能保持为一常数，a 值变化，I 随着变化，因此，通过测量谱线的绝对强度来进行光谱定量分析时会产生较大误差，准确度受到影响。

假如采用内标法，即引用内标元素的内标线与被测元素的分析线组成分析线对，其基本关系式为blgC lga I I lg 2

1+=，采用测量分析线对的相对强度来代替谱线绝对强度就可以减少实验条件变化（a 的变化）的影响，也即实验条件变化对谱线绝对强度有较大的影响，但对分析线和内标线强度影响是均等的，其相对强度受影响不大，这样就减少误差，提高测定的准确度。

45.简述直流电弧、交流电弧、高压火花光源的特点及应用。

答：直流电弧光源特点：

（1）阳极斑点使电极头温度高，有利于试样蒸发，尤其适用于难挥发元素。

（2）阴极层效应增强微量元素的谱线强度，提高测定灵敏度。

（3）弧焰温度较低，激发能力较差，不利于激发电离电位高的元素。

（4）弧光游移不定，分析结果的再现性差。

（5）弧层较厚，容易产生自吸现象，不适合于高含量定量分析。

主要用于矿物和纯物质中痕量杂质的定性、定量分析，不宜用于高含量定量分析和金属、合金分析。

交流电弧光源特点：

（1）弧焰温度比直流电弧稍高，有利于元素的激发。

（2）电极头温度比直流电弧低，不利于难挥发元素的蒸发。

（3）电弧放电稳定，分析结果再现性好。

（4）弧层稍厚，也易产生自吸现象。

适用于金属、合金定性、定量分析。

高压火花光源特点：

（1）电弧瞬间温度很高，激发能量大，可激发电离电位高的元素。

（2）电极头温度低，不利于元素的蒸发。

（3）稳定性高，再现性好。

（4）自吸现象小。

适用于低熔点金属、合金的分析，高含量元素的分析，难激发元素的分析。

46.何谓光谱缓冲剂？它在光谱定量分析中有何作用？

答：光谱缓冲剂是指在试样中加入能够稳定弧温，减少试样组成对谱线强度的影响的一类物质。常用的缓冲剂有碱金属、碱土金属盐类，SiO2，CuO，碳粉等。

作用：（1）减小试样组成对电弧温度的影响，使弧焰温度稳定，可达到消除或抑制试样组分对待测元素谱线强度的影响，提高测定准确度。（2）当稀释剂稀释试样，减小试样与标样在组成及性质上的差别。

47.简述等离子体光源（ICP）的优点及应用。

答：ICP光源优点：（1）检出限低，可达10-3~10-4ppm级。（2）精密度高，可达≤1%。（3）基态和第三元素影响小，准确度高。（4）工作曲线线性范围宽，可达4~5个数量级。（5）光谱背景一般较小和多元素同时测定。

ICP是原子发射光谱分析理性的激发光源。ICP原子发射光谱分析的应用十分广泛并已成为当今环境科学、材料科学及生命科学等重要领域中各种材料的元素分析的有效方法之一。另外，ICP与其它分析技术的联用也引人注目。比如，ICP为原子化器与原子吸收、原子荧光分析连用，ICP为离子源与质谱联用和ICP原子发射为检测器与色谱（气相、液相）联用等。

48.原子发射光谱分析所用仪器装置有哪几部分组成？其主要作用是什么？

答：通常包括光源、分光仪和检测器三部分组成。

光源作用是提高能量，使物质蒸发和激发。分光仪作用是把复合光分解为单色光，即起分光作用。检测器是进行光谱信号检测，常用检测方法有摄谱法和光电法。摄谱法是用感光板记录光谱信号，光电法是用光电倍增管等元件检测光谱信号。

49.光谱定性分析依据是什么？它常用的方法是什么？

答：因为元素的原子结构不同，它们被激发后所产生的光谱也各不相同，也就是说，不同原子具有其特征光谱，利用特征光谱判定元素的存在与否，这就是光谱定性分析的依据。

定性分析常用方法是“标准光谱图”比较法。所谓“标准光谱图”是指一张被放大20倍以后的不同波段的铁光谱图上准确标出各种元素的主要光谱线的图片。借助铁光谱对试样光谱与“标准光谱图”进行比较，并可由标准光谱图上找出试样谱带中的一些谱线，判定它们是由哪些元素产生的，而达到对试样成分进行定性分析的目的。50.何谓分析线对？选择内标元素及分析线对的基本条件是什么？

答：所谓分析线对指在分析元素的谱线中选一根谱线，称为分析线，在内标元素的谱线中选一根谱线，称为内标线。这两根线组成分析线对，然后以分析线对相对强度与被分析元素含量的关系来进行光谱定量分析。

选用内标元素及分析线对基本条件：

（1）内标元素与分析元素必须尽可能具有相近的沸点、熔点及化学反应性能，使它们的蒸发行为相似。（2）内标线与分析线必须具有相近的激发电位。（3）分析线对无自吸现象，b=1。（4）分析线及内标线应无光谱线干扰。（5）考虑到摄谱法，分析线对的波长应尽可能靠近（γ保持不变），且分析对黑度值必须落在相板的乳剂特性曲线直线部分。（6）内标元素在标样与试样中的含量为定值。

51.谱线自吸对光谱定量分析有何影响？

答：（1）谱线自吸使谱线的轮廓产生变化，强度降低并且谱线半宽度增大，使分析方法的灵敏度下降，并可能产生光谱干扰。（2）浓度增大往往是产生谱线自吸的原因，会使工作曲线弯曲，降低了定量分析的准确度。52.为什么ICP光源的激发能力比其它光源强？

答：（1）ICO炬的激发温度高，一般在5000~8000K。（2）在Ar-ICP光源中，存在着许多高能粒子，其中Ar m 粒子密度高，寿命长，它与被测定物质的原子产生电离碰撞激发，激发能力很强。（3）ICP炬存在分析通道，试样在光源中停留时间长，有利于物质的原子化、电离和激发，因此，电感耦合等离子体光源具有很强的激发能力。

53.在测定血清中钾时，先用水将试样稀释40倍，再加钠盐至800μg.mL-1,试解释此操作的理由，并标明标准溶液应如何配制？

解：用水将试样稀释是为了减少基体效应，加钠盐可抑制电离效应，减少电离干扰。为了使基体匹配，标准溶液应使用标准加入法配制。

54. 对一个试样量很少的未知试样，而又必须进行多元素测定时，应选用下列哪种方法？

(1)顺序扫描式光电直读；(2)原子吸收光谱法；(3)摄谱法原子发射光谱法；(4)多道光电直读光谱法。

解：(3)(4)

55. 分析下列试样时应选用什么光源：

(1)矿石中定性，半定量；(2)合金中的铜(质量分数：～x%);(3)钢中的锰(质量分数：0.0x%～0.x%);(4)污水中的Cr、Mn、Cu、Fe、V、Ti等(质量分数：10-6~ x%)

解：（1）电弧，火花；（2）电弧，火花；（3）电弧，火花；(4)ICP。

56.欲测定下列物质，应选用哪一种原子光谱法，并说明理由：

⑴血清中的Zn和Cd(～Zn 2 ug/mL，Cd 0.003 ug/mL)；⑵鱼肉中的Hg(～x ug/mL)；

⑶水中的As(～0.x ug/mL)；⑷矿石La、Ce、Pr、Nd、Sm(0.00x～0.x%)；

⑸废水中Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr(10-6~10-3)

解：（1）ICP-AES，可同时测定两元素，且检出限较低。

（2）冷原子吸收光谱法，操作简单，干扰少。

（3）AAS, 选择性好，灵敏度高，操作简单。

（4）AES, 可同时测定多种元素。

（5）ICP-AES, 可同时测定多种元素，检出限较好。

57. 什么是内标？为什么要采用内标分析?

解：在待测元素谱线中选出一分析线；于基体元素(样品中的主要元素或)或基体中不存在的外加元素中选一条与分析线相称的谱线作内标线。二者组成分析线对，以分析线和内标线绝对强度的比值与浓度的关系来进行定量分析的方法称为内标法。

如果通过测定分析线对绝对强度的方法来确定样品中被测元素的含量，由于影响谱线强度的因素的十分复杂，如试样组成、形态及放电条件等，这些因素又很难控制，因此测量谱线绝对强度来做定量分析很难获得满意的结果，因此要采用内标分析。

58.为什么激发温度对原子发射光谱分析的谱线强度影响极大，而在原子吸收分析中原子化器温度对原子吸收光谱测定的影响不大？

答AES中，测定的是激发态原子数所产生的谱线强度。当T增加，激发态原子数增加，谱线强度增加。但T继续增加，电离增大，原子谱线降低。在AAS中，测定的是处于基态的原子数。T增加，N j/N o按指数增加。但N j/N o 仍很小。在通常条件下，基态原子数近似等于总原子数。

计算题部分常见的考察内容主要有内标法、乳剂特性曲线、以及定量分析方法等方面。

内标法基本公式：lgR=blgc+lga

内标法实际进行定量分析的基本关系式：ΔS= blgc+γlga

58.用发射光谱法测定氧化锌粉末中铝的含量时，得到以下数据（忽略任何稀释影响，并设b=1）。计算试样中铝的含量。

解：设试样中Al的含量为w，应用lgR=blgc+lga

a w lg lg 12040lg += ○1 ()a w lg %50.0lg 100

120lg ++= ○2 式○1比式○2：%50.0lg 12010012040lg +=??

? ????? ??w w w=0.19% 59.测定某钢样中的钒。选用λV=292.402nm 为分析线，λFe=292.660nm 为内标线，配制二个标准钒试样和未知样，在相同条件下进行摄谱，测得数据如下。计算钢样中钒的含量。

-1.356=γb×（-1.0）+γlga ○

-0.641=γb×（-0.222）+γlga ○ ○

2-○1：0.715=0.778γb γb=0.919 代入○1得-1.356=-0.919+γlga γlga=-0.437 则有-1.609=0.919lgx …-0.437 x …=0.20

60.测定铁中锰的含量，若测量得分析线对黑度值S Mn =134，S Fe =130，，已知感光板的反衬度γ=2.0，求此分析线对的强度比为多少？

解：根据内标法和摄谱法光谱定量公式21lg lg I I R S γγ==? 20

.2134130lg 21-=-=?=γS I I 100

101.021==I I 61.测定铜合金中的锌。选取四个已知锌含量的标准样品，每个样品摄谱三次。用铜基体线为内标线，选取λZn ，，测得未知试样的S ?=-0.20。计算铜合金中锌的含量。

解：以ΔS 为纵坐标，lg w Zn 为横坐标作工作曲线。未知试样ΔS 为-0.20，可由工作曲线上找出lg w Zn =0.90，即铜合金中Zn 的含量为8.0%。

《紫外-可见分子吸收光谱法》复习题

复习内容还应包括《化学分析》中的吸光光度法的内容。

1.名词解释：

吸收光谱：待测物浓度和吸收池厚度不变时，吸光度随波长变化的曲线。

生色团：能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收作用的基团，主要是指那些含有不饱和键的基团。

助色团：本身不能吸收大于200nm的光，但能使生色团的λmax向长波方向移动，吸收强度增大的基团，通常是指含有孤对电子的基团。

红移、蓝（紫）移及增色、减色效应：由于化合物中取代基的变更，或溶剂的改变等，使其最大吸收波长向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为紫移，期间伴随着的吸收强度的增大或减小，称为增色效应或减色效应。R吸收带：由化合物中的n→π﹡跃迁产生的吸收带。其强度小，κ<100L·mol-1·cm-1；λmax位于较长波长处，一般大于270nm。

K吸收带：由共轭体系中π→π﹡跃迁产生的吸收带。其强度大，κ>104L·mol-1·cm-1；λmax比R带短，一般在200nm 左右。

B吸收带：由苯环自身振动及闭合环状共轭双键π→π﹡跃迁产生。一般在255nm左右呈现一个κ约为200 L·mol-1·cm-1的较弱宽吸收带，且有精细结构。

E吸收带：为芳香族化合物的特征吸收，是苯环内三个乙烯基共轭的π→π﹡跃迁产生的，分为E1、E2两个吸收带。E1大约出现在180nm处，κ>104L·mol-1·cm-1；E2大约出现在200nm处，κ约为103~104 L·mol-1·cm-1。当苯环上有共轭取代时，E2带常与K带合并，吸收峰移向长波方向。

2.物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外-可见吸收光谱，这是由于（C ）

A. 分子的振动

B. 分子的转动

C. 原子核外层电子的跃迁

D. 原子核内层电子的跃迁

3.钨灯可作为下述哪种光谱分析的光源：（D ）

A. 紫外原子光谱

B. 紫外分子光谱

C. 红外分子光谱

D. 可见光分子光谱

4.在吸收光谱曲线中，吸光度的最大值是奇数阶导数光谱曲线的（C ）

A. 极大值

B. 极小值

C. 零

D. 极大值或极小值

5.在吸收光谱曲线中，吸光度的最大值是偶数阶导数光谱曲线的（D ）

A.极大值

B.极小值

C.零

D.极大值或极小值

6.在紫外可见吸收光谱曲线中，对于n→π*和π→π*跃迁类型，可用吸收峰的（ A ）加以区别。

A.摩尔吸收系数

B.形状

C. 最大波长

D.面积

7.有两种化合物

（1）CH2==CHOCH3（2）CH2==CH—CH2CH2OCH3

下面说法正确的是（C ）

A.两者都有n→π*跃迁

B.两者的π→π*跃迁吸收带波长相同

C.化合物（1）的π→π*跃迁吸收波长比（2）的长

D.化合物（1）的π→π*跃迁吸收波长比（2）的短

8. 在符合朗伯比尔定律的范围内，有色物质的浓度、最大吸收波长和吸光度三者之间的关系是（B）

A．增加，增加，增加B．减小，不变，减小

C．减小，增加，增加D．增加，不变，减小

9.在下列化合物中，有n→π﹡,σ→σ﹡，π→π﹡跃迁的化合物是（B ）

A.一氯甲烷

B.丙酮

C.丁二烯

D.二甲苯

10.紫外可见光谱分析中的K吸收带是由（ D ）产生的。

A．饱和烃中的σ→σ*跃迁B．饱和烃中的n→σ*跃迁

C．双键中的π→π*跃迁D．共轭体系中的π→π*跃迁

11.在紫外-可见光度分析中极性溶剂会使被测物吸收峰（A ）

A．精细结构消失B．精细结构更明显C．消失D．分裂

12. 在苯胺的紫外光谱中，有λmax =230nm ，εmax =8600的一个吸收带它是（C ）

A ．K 吸收带

B ．R 吸收带

C ．E 2吸收带

D ． B 吸收带

13.在下面四种溶剂中测定化合物异丙叉丙酮CH 3COCH═C(CH 3)2的n →*π跃迁，吸收带波长最短者是：（ D ）

A.环己烷

B.氯仿

C.甲醇

D.水

14.在分子中引入助色团能使紫外吸收带移动，以下不属于助色团的基团的是：（ C ）

A.—NH 2

B.—OH

C.—CH 3

D.—OR

15.双波长分光光度计的输出信号是（ B ）

A.试样吸收与参比吸收之差

B.试样在λ1和λ2处吸收之差

C.试样在λ1和λ2处吸收之和

D.试样在λ1的吸收与参比在λ2的吸收之差

16.双光束分光光度计与单光束分光光度计相比，其优点是（D ）

A.可以扩大波长的应用范围

B.可以采用快速响应的检测系统

C.可以抵消吸收池所带来的误差

D.可以抵消因光源的变化而产生的误差

17.某非水溶性化合物在200~250nm 有吸收，当测定其紫外可见光谱时，应选用的合适溶剂是：（A ）

A.正己烷

B.丙酮

C.甲酸甲酯

D.四氯乙烯

18.在紫外可见分光光度计中，用于紫外波段的光源是（C ）

A.钨灯

B.卤钨灯

C.氘灯

D.能斯特光源

19.在分光光度分析中，常出现工作曲线不过原点的情况。下列说法中不会引起这一现象的是（ C ）

A.测量和参比溶液所用吸收池不对称

B.参比溶液选择不当

C.显色反应的灵敏度太低

D.显色反应的检测下限太高

20. 有A 、B 两份不同浓度的有色物质溶液，A 溶液用1.0cm 吸收池，B 溶液用2.0cm 吸收池，在同一波长下测得的吸光度的值相等，则他们的浓度关系为：（ D ）

A.A 是B 的21

B.A 等于B

C.B 是A 的2倍

D.B 是A 的2

1 21.用邻菲啰啉法比色测定微量铁时，加入抗坏血酸的目的是（ C ）

A.调节酸度

B.作氧化剂

C.作还原剂

D.作显色剂

22.如果两个生色团相邻，将产生 共轭 ，原来各自的吸收带将消失，产生出新的吸收带，新吸收带的位置将 向长波方向 移动，强度也显著 增强 。

23.一般说来，反式异构体的λmax 比顺式异构体的λmax 要 大 ，是因为反式异构体的 共轭程度 大，而顺式异构体由于邻近原子的 空间位阻 作用，导致 共轭程度 减小。

24.C 6H 6与C 6H 5—OH 的B 带，波长长的是 C 6H 5—OH ；

25.C 6H 6与C 6H 5—CH=CH 2的B 带，波长长的是 C 6H 5—CH=CH 2 。

26.乙酰乙酸乙酯有酮式与烯醇式的互变异构现象，如在紫外光谱上只出现一个弱的R 带则为 酮 式结构，如同时出现K 带和R 带的，则为 烯醇 结构。

27. π→π﹡跃迁表示分子中含有 双键 、 叁键 的化合物及 芳环 和 共轭烯烃 时可发生此类跃迁。

28. n→π﹡及n →σ﹡跃迁是表示分子中的 未成键的孤对电子 激发到 反键轨道 的跃迁。

29.下列几种跃迁：σ→σ﹡、n→π﹡、n →σ﹡及π→π﹡所需能量由大到小的排列顺序应为

σ→σ﹡> n →σ﹡>π→π﹡> n→π﹡ 。

30.导数分光光度法是利用光吸收 对波长的导数曲线 来确定和分析吸收峰的位置和强度的。 31.紫外-可见吸收光谱研究的是分子的 电子 跃迁，它其中还包括分子的 振动 和 转动 跃迁，故其吸收光谱为 带 状。

32. 一化合物溶解在己烷中，其nm 305max =己烷λ，溶解在乙醇中时，nm 307max =乙醇λ，该吸收可能是由于π→π﹡跃迁引起的。对该跃迁类型，激发态比基态极性 大 ，因此，用乙醇溶剂溶解时，激发态比基态的稳定性 下降程度大 ，从而引起该跃迁红移。

33.多组分分光光度法可用解联立方程的方法求得各组分的含量，这是基于各组分在同一波长下吸光度有加合性。

34.在进行紫外-可见光谱法分析时，应如何正确地选用溶剂？

答：选择溶剂时应注意以下几点：

（1）溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应该是惰性的。即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。（2）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。

（3）溶剂在试样的吸收光谱区应无明显吸收。

35.溶剂的极性对有机化合物的紫外-可见吸收光谱有何影响？

答：（1）影响λmax受极性溶剂的影响，一般n电子的能量降低最大，其次是反键轨道、成键轨道，从而使n→π*跃迁产生蓝移，π→π*跃迁产生红移。

（2）影响吸收强度和精细结构溶剂的极性使分子的振动、转动受到限制，从而使其精细结构消失，对应吸收强度减小。

36.作为苯环的取代基，—NH3+不具有助色作用，—NH2却具有助色作用，试说明原因。

π轨道能量降低，使由答：—NH2中的N原子上具有不参与成键的孤对电子，可以与苯环发生共轭，从而使*

*

π→跃迁产生的吸收带发生红移；—NH3+中的N上的孤对电子占据了H+的空轨道，形成了配位键，成了成π

键电子而不是非键电子，故助色作用消失。

37.将乙酰丙酮（CH3CO）2CH3分别溶于极性和非极性的溶剂中，测定紫外光谱。试预测从极性转到非极性溶剂时，其λmax是否会有移动？κmax值是否会有变化？为什么？

答：乙酰丙酮存在有酮式和烯醇式的互变异构。在极性溶剂中，酮式易形成分子间氢键，故在极性溶剂中，以酮式结构为主。其紫外吸收光谱是由酮羰基的n→π*跃迁产生，λmax出现在280nm左右，κmax<102.而在非极性溶剂中，烯醇式易形成分子内氢键，故在非极性溶剂中，以烯醇式为主。其紫外吸收光谱是由π→π*跃迁产生，λmax 出现在240nm左右，κmax≥104。由此可见，从极性溶剂向非极性溶剂转变时，乙酰丙酮的最大吸收波长及相应的摩尔吸收系数均由变化。

38.简述单波长分光光度计和双波长分光光度计的主要区别。

答：就仪器的组件而言，两者最大的区别是单色器的个数不同，单波长分光光度计只有一个单色器，而双波长分光光度计则有两个单色器。另外，它们的出口信号不同：单波长分光光度计测的是样品池和参比池吸光度之差，双波长分光光度计测的是样品在两波长处吸光度之差。因此前者用两个比色皿进行测量，后者用一个比色皿进行测量。

39.用分光光度法测定时，如何选择入射光的波长？

答：为使测定结果有较高的灵敏度，应选择波长等于被测物质的最大吸收波长的光作为入射光，称为“最大吸收原则”。这样不仅测量灵敏度高，而且测定时偏离朗伯比尔定律的可能性和程度减小，准确度也好。但当有干扰物质存在时，有时不可能选择最大吸收波长，这时应根据“吸收最大，干扰最小”的原则来选择入射光的波长。

选择方法：除可制作吸收曲线选择最大吸收波长外，成熟的分析方法可以查阅文献、资料、标准、规程来选择。

40.分光光度法中，选择显色反应时，应考虑的因素有哪些？

答：（1）显色反应的选择性要好；（2）显色反应的灵敏度要高；（3）显色剂与有色化合物之间的颜色差别要大；（4）反应生成的有色化合物组成要恒定；（5）有色化合物的化学性质要稳定。

41.光度分析中，测定物质含量时，当显色反应确定之后，应从哪几方面选择试验条件？

答：当显色反应确定之后，应进行下列各种条件试验：

（1）显色剂用量试验；（2）选择适宜的溶液酸度；（3）选择合适的显色反应稳定；（4）确定合适的显色时间；（5）通过绘制吸收曲线，选择最佳吸收波长；（6）选择适当的显色反应溶剂；（7）采取消除干扰的措施。

42.示差分光光度法为什么可用于高含量组分的测定？

答：一般的分光光度法适用于微量组分的测定，当用于高含量组分的测定时，即使没有偏离朗伯-比尔定律的现象，也会引起很大误差。一般分光光度法测定微量组分时的相对偏差为2%~5%，不能满足测定高含量组分的要