分析化学基础知识——第六课 紫外-可见分光光度法
第六课紫外-可见分光光度法一、概述
波长范围：紫外区200-400nm
可见光区400-760nm
能级跃迁类型：分子外层电子的能级跃迁
用途：定性、定量和结构分析
特点：灵敏度较高，检测限为10-4-10-6g/ml
相对误差一般为2-5%
适用样品？
二、紫外-可见吸收光谱
几种有机化合物的紫外-可见吸收光谱图。
1、吸收光谱的形成
分子内部三种运动形式和相应的能级
电子能级——分子轨道能级
分子轨道能级示意图
◆不同分子轨道对应不同的能量，轨道的能级由低到高为s ◆通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上。 电子跃迁类型 吸收光谱的形成过程： 运动的分子外层电子--------吸收外来辐射------- 产生电子能级跃迁-------紫外-可见吸收光谱 吸收光谱中吸收带位置和强度 电子跃迁→紫外-可见吸收光谱 ◆吸收带的位置（最大吸收波长）是由电子跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据。 ◆吸收谱带的强度（吸光系数）与跃迁几率有关，也是由物质的结构决定，也可作为定性的依据。 三、透光率和吸光度 透光率的负对数称为吸光度A（absorbance） 四、Lambert - Beer 定律 吸光度愈大，溶液对光的吸收愈多 溶液对光的吸收除与溶液本性有关外，还与入射光波长、溶液浓度、液层厚度及温度等因素有关。 式中A为吸光度，T为透光率，E为吸收系数，C为被测物质溶液的浓度，L为液层厚度。 1760年，Lambert从实验中找到了A与液层厚度的关系式： A=k1b k1为与被测物性质、入射光波长、溶剂、溶液浓度和温度有关的常数 当入射光波长、溶剂和吸光物质种类、浓度和溶液的温度都一定时，该溶液的吸光度只与液层厚度成正比 1852年，Beer从实验中找到了A与溶液浓度的关系式： A=k2c k2为与被测物性质、入射光波长、溶剂、液层厚度和温度有关的常数 当入射光波长、溶剂和吸光物质种类、液层厚度和溶液的温度都一定时，该溶液的吸光度只与溶液浓度成正比 合并这两个式子，得到Lambert - Beer Low A=εlc 吸光度＝吸光系数×介质厚度×浓度 吸收系数： 吸收系数E是物质的物理常数，随浓度C单位的不同，吸收系数E有不同的意义和表示方法。 摩尔吸收系数：在某一波长下，溶液浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时的吸光度，用ε表示。 五、应用 1、定性鉴别 依据：相同的化合物有相同的光谱 核对吸收光谱的特征参数：最大吸收波长（λmax）、吸收系数（）、吸光度（A） 如图：布洛芬0.4%氢氧化钠溶液制成每1ml中含 0.25 mg的溶液，在265nm与273nm的波长处有最大吸收,在245nm与271nm的波长处有最小吸收，在259nm的波长处有一肩峰。 对比吸收度（或吸收系数）比值：吸收峰较多，比较几个波长处的吸光度比值 Aλ1/Aλ2→ Eλ1/Eλ2 如图：布洛芬265nm和273nm下吸光度的比值应该为一定值。 对比吸收光谱的一致性：光谱曲线完全一致，才有可能是同一物质（也有并非同一物质的可能性），光谱曲线有明显差别时，肯定两物不是同一物质 2、杂质检查 ◆杂质检查 ◆杂质限量： 规定波长下，一定浓度的样品吸光度是否符合要求 3、含量测定 （1）单组分样品的定量方法 对照品比较法：条件苛刻，应用较少。 方法：分别配制供试品和对照品溶液，在规定波长处分别测定它们的吸光度，按黄框公式计算供试品溶液中被测组分的浓度。 吸收系数法——应用最多。 方法：配制供试品溶液，在规定的波长处测定其吸光度，再以该品种在规定条件下的吸收系数，按下式计算供试品溶液的浓度。 注意：某些时候吸收系数需要试验测定。 多组分样品的定量方法 计算分光光度法——如：双波长分光光度法、导数光谱法等，用于消除干扰组分的干扰 对于没有紫外吸收的样品 比色法——加入适当的显色剂显色后测定。影响因素较多。 1、称取0.2562g Na2CO3标准物质溶于水后，以甲基橙做指示剂，用HCl滴定，终点时用去HCl 22.82ml，求此HCl浓度和T(HCl/Na2CO3）。 M (Na2CO3)=106.0 g/mol 2、称取含铁试样0.3000g，溶于酸，并把铁全部还原为Fe2+，用0.02000 mol/L K2Cr2O7溶液滴定，用去22.00mL，计算T(K2Cr2O7/ Fe2O3）和试样中Fe2O3质量分数。（M Fe2O3=159.69g/mol） 3、标定NaOH标准溶液时称取邻苯二甲酸氢钾（KHP）基准物质0.4925g。若终点时用去NaOH溶液23.50mL，求NaOH溶液的浓度。M (KHP)=204.2 g/mol 4、在含0.1908g纯的K2Cr2O7溶液中加入过量的KI和H2SO4，析出的I2用Na2S2O3溶液滴定，用去33.46mL，求Na2S2O3的浓度。M (K2Cr2O7)=294.2 g/mol 5、测定工业用纯碱Na2CO3的含量，称取0.2560g试样，用0.2000mol/ L HCl溶液滴定。若终点时消耗HCl溶液22.93mL，问该HCl溶液对Na2CO3的滴定度是多少？计算试样中Na2CO3的质量分数。M (Na2CO3)=106.0 g/mol 6、0.5000g MgO试样中加入0.2645mol/L HCl标准溶液48.00mL，过量的HCl用0.1000mol/ L NaOH回滴，用去NaOH 14.35mL ，求试样中MgO%。 M(MgO)=40.30 g/mol 7、将1.000g钢样中Cr氧化成Cr2O72-，加入25.00ml 0.1000mol/ L FeSO4标准溶液，然后用0.01800mol/L KMnO4标准溶液7.00mL回滴过量的FeSO4，计算钢中Cr2O3%。M (Cr2O3) =152.0g/mol 1、0.1000mol/LNH3?H2O 20.00ml(已知K b (NH3?H2O)=1.8?10-5)用同浓度的HCl来滴定，计算未滴定前、计量点前半滴、计量点、计量点后半滴溶液pH值。选择指示剂并指明指示剂颜色变化。 滴定前：NH3?H2O 计量点前半滴（0.02mL）：NH3（0.02mL）+ NH4+（19.98mL） 计量点：NH4+ (0.05mol/L) 计量点后：HCl+ NH4+ (0.02mL HCl） 突跃范围6.26~4.30；选甲基红作指示剂：黄色→橙色 2、0.1000mol/LHAc 20.00ml(已知K a(HAc)=1.8?10-5)用同浓度的NaOH来滴定，计算未滴定前、计量点前半滴、计量点、计量点后半滴溶液pH值。选择指示剂并指明指示剂颜色变化。 滴定前：HAc 计量点前半滴（0.02mL）：HAc （0.02mL）+Ac-（19.98mL） 计量点：Ac-(0.05mol/L) 计量点后半滴：NaOH+ Ac-(0.02mL NaOH） 突跃范围7.75~9.70；选酚酞作指示剂：无色→粉红色 3、0.1000 mol/L 的邻苯二甲酸(H2A)用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定，有几个滴定突跃产生? 各计量点时的pH值为多少?分别选择何种指示剂? 已知pK a1=2.89，pK a2=5.51 ∵c·K a1=0.1000 ×10-2.89=10-3.89 > 10-8 c·K a2=0.1000 ×10-5.51=10-6.51 > 10-8 ∴H2A 可被滴定两步 ∵K a1 / K a2 < 104 ∴H2A不可被滴定至HA - ∴只能得到一个滴定突跃，滴定至A 2- 计量点时： pH=9.00 选酚酞作指示剂：无色→粉红色 4、称取内含不与酸作用杂质的混合碱样品5.000g，配成250.00ml溶液，取出25.00ml，用0.1000mol?L-1 HCl滴定，以酚酞作指示剂，用去HCl 14.50ml，继续用同浓度的HCl 滴定，以甲基橙作指示剂，用去HCl 28.30ml，问试样成份以及每种成份的含量？ 已知：M ( NaOH ) = 40.01g/mol M ( Na2CO3 ) = 106.0 g/mol M ( NaHCO3 ) = 84.01 g/mol 5、某二元酸H2X(K a1=1.4?10-3, K a2=2.0?10-6 ) 1)讨论酸碱滴定KHX应用什么标准溶液进行直接滴定。 2)如用0.2000mol/L的标准溶液滴定同浓度的KHX 20.00ml，计算滴定前pH值及化学计量点附近突跃三点的pH值。 3)终点该选用什么作指示剂，终点时溶液颜色如何变化？ 选酚酞作指示剂：无色→粉红色 6、0.1000 mol/L HCl滴定Na2CO3,有几个滴定突跃产生? 各计量点时的pH值为多少?分别选择何种指示剂? 已知：H2CO3K a1=4.2×10-7，K a2=5.6×10-11 ∴应有两个单独突跃 第一计量点：HCO3- pH=8.31 选酚酞作指示剂 第二计量点：H2CO3 pH=3.89 选甲基橙作指示剂 1．用pH 玻璃电极测定pH = 5.0 的溶液，其电极电位为+0.0435V；测定另一未知试液时电极电位则为+0.0145V，电极的响应斜率每pH 改变为58.0mV，求此未知液的pH值。 用pH 玻璃电极测定pH = 5.0 的溶液，其电极电位为+0.0435V；测定另一未知试液时电极电位则为+0.0145V，电极的响应斜率每pH 改变为58.0mV，求此未知液的pH值。 [答] E = K- 0.058 pH + 0.0435 = K- 0.058×5 (1) + 0.0145 = K- 0.058 pH (2) 解(1) 和(2) 式则pH = 5.5 2．25℃时测得下述电池的电动势为0.251V: Ca2+离子选择性电极︱Ca2+(a Ca2+= 1.00×10-2 mol/L)‖SCE （1）用未知溶液(离子强度相等)取代已知Ca2+活度的溶液后,测得电池的电动势为 0.279V,问未知液的pCa是多少? （2）假定未知液中有Mg2+存在, 要使测量误差≤1%, 则Mg2+的活度应在什么范围内？(已知： 2 , 10 2 2 - = + +Mg C a K )? 25℃时测得下述电池的电动势为0.251V: Ca2+离子选择性电极︱Ca2+(a Ca2+= 1.00×10-2 mol/L)‖SCE （1）用未知溶液(离子强度相等)取代已知Ca2+活度的溶液后,测得电池的电动势为0.279V,问未知液的pCa是多少? （2）假定未知液中有Mg2+存在, 要使测量误差≤1%, 则Mg2+的活度应在什么范围内？(已知： 2 , 10 2 2 - = + +Mg C a K )? 解：（1）2 ' 2.303 lg Ca RT E K c nF+ =- K’ = 0.251+0.02958×(-2)= 0.192 (V) （2） % 100 ) ( % , ? = i n n j j i a a K j i 相对误差 Mg2+ 的活度应小于1.13×10-3 mol/L 四、简答题 1．用离子选择电极校准曲线法进行定量分析通常需加总离子强度调节缓冲液，请问使用总离子强度调节缓冲液有何作用? 答：使用总离子强度调节缓冲液有三个方面的作用： （1）保持试样溶液与标准系列溶液有相同的总离于强度及活度系数； （2）含有缓冲剂，可控制溶液的pH值； （3）含有络合剂，可以掩蔽干扰离子。 1．0.745mg的下列化合物溶于100.0mL乙醇中，在1cm的比色池中测定，紫外强吸收带的最大吸收波长为243nm，其吸光度为0.520。求这个最大吸收波长所对应的摩尔吸收系数。 分析化学基础知识题库 一、填空题 1.?铬酸洗液的主要成分是(重铬酸钾)(浓硫酸)和(水),用于去除器壁残留(油污),洗液可重复使用. 2.洗液用到出现(绿色)时就失去了去污能力,不能继续使用. 3.比色皿等光学仪器不能使用(去污粉),以免损伤光学表面. 4.电烘箱烘干玻璃仪器的适宜温度为(105～120℃),时间为(1小时) 5.干燥器底部最常用的是(变色硅胶)和无水(氯化钙)硅胶可以烘干重复使用. 6.对于因结晶或碱金属盐沉积及强碱粘住的瓶塞,可把瓶口泡在(水)或(稀盐酸)中,经过一段时间可能打开. 7.安装精度要求较高的电子天平理想的室温条件是20±2℃，相对湿度为45～60%；理化室的温度应保持在(18～26℃)内,湿度应保持在(55～75%) 。 8.化验室内有危险性的试剂可分为(易燃易爆危险品)、(毒品)和(强腐蚀剂)三类. 9.在分析实验过程中,如找不出可疑值出现原因,不应随意(弃去)或(保留),而应经过数据处理来决定(取舍) 。 10.准确度的大小用(误差)来表示,精密度的大小用(偏差)来表示. 11.化验室大量使用玻璃仪器,是因为玻璃具有很高的(化学稳定性)? (热稳定性)、有很好的(透明度)、一定的(机械强度)和良好绝缘性能. 12.带磨口的玻璃仪器,长期不用时磨口应(用纸垫上)以防止时间久后, 塞子打不开. 13.滤纸分为(定性)滤纸和(定量)滤纸两种,重量分析中常用(定量). 14.放出有毒,有味气体的瓶子,在取完试剂后要(盖紧塞子),还应该用(蜡)封口 15.滴定管使用前准备工作应进行(洗涤)(涂油)(试漏)(装溶液)和（赶气泡)五步. 16.玻璃仪器的干燥方式有(晾干)(烘干)(热或冷风吹干)三种. 17.石英玻璃的化学成份是(二氧化硅),耐(酸)性能好,能透过(紫外线),在分析仪器中常用来作紫外范围应用的光学元件. 18. 不同试样的分解要采用不同的方法,常用的分解方法大致可分为(溶解)和(熔融)两种. 19. 溶解试样时就是将试样溶解于(水)(酸)(碱)或其它溶剂中. 20. 熔融试样就是将试样与(固体熔剂)混合,在高温下加热,使欲测组分转变为可溶于(水)或(酸)的化合物. 21. 用氢氟酸分解试样应在(铂)或(聚四氟乙烯塑料)器皿中进行.. 22. 重量分析的基本操作包括样品(溶解)、(沉淀)、过滤、(洗涤)、(干燥)和灼烧等步骤. 23. 重量分析中使用的滤纸分(定性)滤纸和(定量)滤纸两种,重量分析中常用(定量)滤纸进行过滤,又称为(无灰)滤纸. 24. 玻璃砂芯漏斗在使用前,先用(强酸)处理,然后再用(水)洗净,洗涤时,通常采用(抽滤)法,该漏斗耐(酸),不耐(碱). 25. 干燥器底部放干燥剂,最常用的干燥剂是(变色硅胶)和(无水氯 分析化学实验基础知识及解答(1).doc 分析化学实验基础知识及解答(1) 考生：考试总分：100分考生选择题总得分： 一、单选题（每题1分，共50题） 1.在配位滴定中，要准确滴定M离子而N离子不干扰须满足lgKMY-lgKNY ≥5（ B ）。 A.对 B.错 2.在实验室常用的玻璃仪器中，可以直接加热的仪器是（ C ） A.量筒和烧杯 B.容量瓶和烧杯 C.锥形瓶和烧杯 D.容量瓶和锥形瓶 3.使用分析天平进行称量过程中，加、减砝码或取、放物体时，应把天平梁托起，这是为了（ B ） A.程量快速 B.减少玛瑙刀的磨损 C.防止天平盘的摆动 D.减少天平梁的弯曲 4.化学分析实验室常用的标准物质中，基准物质的准确度具有国内最高水平，主要用于评价标准方法、作仲裁分析的标准（ B ）。 A.对 B.错 5.酸碱质子理论认为：凡是能给出质子的物质就是酸，凡是能接受质子的物质就是碱（ A ）。 A.对 B.错 6.下列四个数据中修改为四位有效数字后为0.7314的是（ C ）： A.0.73146 B.0.731349 C.0.73145 D.0.731451 7.配制碘溶液时应先将碘溶于较浓的KI溶液中，再加水稀释（ A ）。 A.对 B.错 8.砝码使用一定时期(一般为一年)后，应对其质量进行校准（ A ）。 A.对 B.错 9.所谓终点误差是由于操作者终点判断失误或操作不熟练而引起的（ B ）。 A.对 B.错 10.某溶液主要含有Ca2+、Mg2+及少量Fe3+、Al3+今在PH=10的加入三乙醇胺，以EDTA 滴定，用铬黑T为指示剂，则测出的是（ C ）。 A.Mg2+量 B.Ca2+量 C.Ca2+、Mg2+总量 D.Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+总量 11.配制EDTA标准溶液用自来水，在直接滴定中将使测定结果（ A ） A.偏大 B.偏小 C.不影响 D.大小不确定 12.浓度≤1μg/ml的标准溶液可以保存几天后继续使用（ B ）。 A.对 B.错 13.配制HCl标准溶液宜取的试剂规格是（ A ）。 A.HCl（AR） B.HCl（GR） C.HCl（LR） D.HCl（CP） 14.在实验室中浓碱溶液应贮存在聚乙烯塑料瓶中（ A ）。 A.对 B.错 15.滴定管中装入溶液或放出溶液后即可读数，并应使滴定管保持垂直状态（ B ）。 A.对 B.错 1、称取0.2562g Na 2CO 3标准物质溶于水后，以甲基橙做指示剂，用HCl 滴定，终点时用去HCl 22.82ml ，求此HCl 浓度和T(HCl/Na 2CO 3）。 M (Na 2CO 3)=106.0 g/mol mL /0.01124g 0.106102120.02 1 M 10c 2 1 T mL /0.01124g 22.80 0.2562 V m T L /2120mol .0c 1080.22c 2 1 106.00.2562V c 2 1 M m 3CO Na 3HCl CO Na /HCl HCl CO Na CO Na /HCl HCl 3 HCl HCl HCl CO Na CO Na 3 2323 2323 232=???=???=== ==???=??=---或 2、称取含铁试样0.3000g ，溶于酸，并把铁全部还原为Fe 2+，用0.02000 mol/L K 2Cr 2O 7 溶液滴定，用去22.00mL ，计算T(K 2Cr 2O 7/ Fe 2O 3）和试样中Fe 2O 3质量分数。 （M Fe 2O 3=159.69g/mol ） 1 3 16/2n n 16n n -27 2 32-27 2 2O Cr O Fe O Cr Fe ===+ %27.70%1003000 .02108 .02108g .0m 1000.2202000.01 3 159.69m V c 1 3 M m 3 2 323 2-27 2-2723232O Fe O Fe 3O Fe O Cr O Cr O Fe O Fe =?==???=??=-ω 3、标定NaOH 标准溶液时称取邻苯二甲酸氢钾（KHP ）基准物质0.4925g 。若终点时用去NaOH 溶液23.50mL ，求NaOH 溶液的浓度。M (KHP)=204.2 g/mol ) /(1026.0)(1050.23)(1 1 2.2044925.0) ()()()(11)()(3 L mol NaOH c NaOH c NaOH V NaOH c b a KHP M KHP m NaOH n KHP n b a =???=??===- 4、在含0.1908g 纯的K 2Cr 2O 7溶液中加入过量的KI 和H 2SO 4，析出的I 2用Na 2S 2O 3溶液滴定，用去33.46mL ，求Na 2S 2O 3的浓度。M (K 2Cr 2O 7)=294.2 g/mol ) /(1163.0)(1046.33)(6 1 2.2941908.0) ()()()(6 1 )()(3223 322322322722722322722L mol O S Na c O S Na c O S Na V O S Na c b a O Cr K M O Cr K m O S Na n O Cr K n b a =???=??===- 5、测定工业用纯碱Na 2CO 3的含量，称取0.2560g 试样，用0.2000mol/ L HCl 溶液滴定。若终点时消耗HCl 溶液22.93mL ，问该HCl 溶液对Na 2CO 3的滴定度是多少？计 算试样中Na 2CO 3的质量分数。M (Na 2CO 3)=106.0 g/mol % 94.94%1002560 .093.2201060.0% 100) ()()/(01060.0100.1062000.02 1 10)()(2 1 3232/3233 32/=??=?==???=???=--W HCl V T CO Na mL g CO Na M HCl c T CO Na HCl CO Na HCl ω 6、0.5000g MgO 试样中加入 0.2645mol/L HCl 标准溶液48.00mL ，过量的HCl 用0.1000mol/ L NaOH 回滴，用去NaOH 14.35mL ，求试样中MgO%。 M(MgO)=40.30 g/mol %38.45%1005000 .02269 .02269g .0m 1035.141000.01 140.30m 121000.482645.0V c 1 1 M m 12V c MgO MgO 3 MgO 3 NaOH NaOH MgO MgO HCl HCl =?= =???+?=????+?= ?--ω 7、将1.000g 钢样中Cr 氧化成Cr 2O 7 2- ，加入25.00ml 0.1000mol/ L FeSO 4标准溶液，然后用0.01800mol/L KMnO 4标准溶液7.00mL 回滴过量的FeSO 4 ，计算钢中Cr 2O 3%。M (Cr 2O 3) =152.0g/mol 1 5 ')()(16 )O ()(42322= == =+ +b c KMnO n Fe n a c Cr n Fe n % 737.4%100000 .14737 0.0)(47370.0)(1000.701800.0500.152) O (6) ()(5) O () O (61000.251000.0)()(3 32443232344=?= =???+? =?+?=??=--Cr g Cr m Cr m KMnO V KMnO c Cr M Cr m FeSO V FeSO c ω 1、0.1000mol/LNH 3?H 2O 20.00ml(已知K b (NH 3?H 2O)=1.8?10-5)用同浓度的HCl 来滴定，计算未滴定前、计量点前半滴、计量点、计量点后半滴溶液pH 值。选择指示剂并指明指示剂颜色变化。 分析化学练习题及答案 选择题: C <4 1 .某弱碱MOH的Kb=1.0 X10-，其O.IOmol ?溶液的pH值为（D ） A. 3. 00 B. 5.00 C. 9.00 D. 11.00 2. 下列滴定中只出现一个滴定突跃的是（C ）A. HCl 滴定Na2CO3 B. HCl 滴定NaOH+Na a PO4 C. NaOH 滴定H2C2O4 D. NaOH 滴定H3PO4 3. 用双指示剂法测某碱样时，若V1>V2,则组成为（A ） A. NaOH+Na2CO3 B. NaOH C. Na z CO s D. Na2CO s+NaHCO3 4. 在Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+混合溶液中，用EDTA测定Fe3+、Al3+含量时，为了消除Ca2+、Mg2+的干扰，最简便的方法是 （B ） A.沉淀分离法 B.控制酸度法 C.配位掩蔽法 D .溶剂萃取法 5. 有些指示剂可导致EDTA与Mln之间的置换反应缓慢终点拖长，这属于指示剂的 （B ） A.封闭现象 B.僵化现象 C.氧化变质现象 D .其它现象 6. 下列属于自身指示剂的是 ( C ) A. 邻二氮菲 B.淀粉指示剂 C. KMnO4 D .二苯胺磺酸钠 7. 高锰酸根与亚铁反应的平衡常数是 (C ) [已知 E " ( MnO 4/Mn 2+) =1.51V , E " ( Fe 3+/Fe 2+) =0.77V] A Q OQ CO A . 320.0 B . 3.4X 10 C . 5.2X 10 D . 4.2X 10 8. 下列四种离子中，不适于用莫尔法，以AgNO 3溶液直接滴定的是 （D ） 9. 以&CrO 4为指示剂测定C 「时应控制的酸度为 3 2 、. 10. 用 BaSO 沉淀法测S -时，有Na 2SO 4共沉淀，测定结果 （A ） A .偏低 B .偏高 C .无影响 D .无法确定 若沉淀剂为Fe （OH ）3,称量形为F Q O 3 ,以FeO 4表示分 析结果，其换算因数是 12 ?示差分光光度法所测吸光度相当于普通光度法中的 （ D ） 13.在分光光度分析中，用1cm 的比色皿测得某一浓度溶液的透光率为 T ,若浓 度增加一倍，透光率为 （A ） A . T 2 B . T/2 C . 2T D . T C <4 14 .某弱碱HA 的Ka=1.0X 10- ，其0.10mol ?溶液的pH 值为 （A ） A . Br B . Cl C . CN - D . I A . PH 为 11 —13 B . PH 为 6.5—10.0 C . PH 为 4— 6 D . PH 为 1 — 11 .测定铁矿石铁含量时, A . M F4 M Fe 2O 3 B . M Fg M Fe(OH ) 3 C . 3M Fe 2° 3 M Fg 3M Fe(OH )3 A . Ax B . As C . As — Ax D . Ax — As 专业项目课程课例 项目十二分光光度法测定水中铁离子含量 一、项目名称：分光光度法测定水中铁离子含量 二、项目背景分析 课程目标：本课程是培养分析化学操作技能和操作方法的一门专业实践课，以定量分析的基本理论为基础，以实验强化理论，以期提高化工工作者的分析操作能力。 功能定位：在定量分析中我们常常用到分光光度分析法，它具有操作简便、快速、准确等优点，在工农业生产和科学研究中具有很大的实用价值。是仪器分析的基础实验，也是一种重要的定量分析方法。分光光度法测定水中铁离子含量的测定项目综合训练了学生分光光度计使用、系列标准溶液配制、标准曲线绘制等多个技能。 学生能力：学生通过相关基础学科的学习已经具备了相应的化学知识和定量分析知识，也具备一定的独立操作和思维能力。 项目实施条件：该项目是仪器分析的基础实验，一般中职学校具备相关的实训实习条件，学生有条件完成相应的实习任务。 三、教学目标 1、了解721可见分光光度计的构造 2、了解分光光度法测定原理 3、掌握721可见分光光度计的操作方法 4、掌握分光光度法测定分析原始记录的设计 5、掌握分光光度法测定分析报告的设计 6、掌握分光光度法测定水中铁离子含量的测定方法 7、掌握分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录和分析报告的填写 四、工作任务 1 2 五、参考方案 参考方案一 1、邻二氮杂菲-Fe 2+ 吸收曲线的绘制 用吸量管吸取铁标准溶液（20μg/mL ）0.00、2.00、4.00mL ，分别放入三个50mL 容量瓶中，加入1mL 10%盐酸羟胺溶液，2mL 0.1%邻二氮杂菲溶液和5mL HAc-NaAc 缓冲溶液，加水稀释至刻度，充分摇匀。放置10min ，用3cm 比色皿，以试剂空白（即在0.0mL 铁标准溶液中加入相同试剂）为参比溶液，在440～560nm 波长范围内，每隔20～40nm 测一次吸光度，在最大吸收波长附近，每隔5～10nm 测一次吸光度。在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制A 和λ关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe 的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax 。 2、标准曲线的制作 用吸量管分别移取铁标准溶液（20μg/mL ）0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL ，分别放入6个50mL 容量瓶中，分别依次加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，稍摇动；加入2.00mL 0.1%邻二氮杂菲溶液及5.00mL HAc-NaAc 缓冲溶液，加水稀释至刻度，充分摇匀。放置10min ，用1cm 比色皿，以试剂空白（即在0.00mL 铁标准溶液中加入相同试剂）为参比溶液，选择λmax 为测定波长，测量各溶液的吸光度。在坐标纸上，以含铁量为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制标准曲线。 3、水样中铁含量的测定 取三个50mL 容量瓶，分别加入5.00mL （或10.00mL 铁含量以在标准曲线范围内为合适）未知试样溶液，按实验步骤2的方法显色后，在λmax 波长处，用1cm 比色皿，以试剂空白为参比溶液，平行 第一章：溶液和胶体 1、溶液浓度表示c B，b B等表示及x B，w B。 2、稀溶液的依数性：与溶质的本质无关、只与溶液中单位体积的粒子数目有关的性质。 拉乌尔定律——难挥发、非电解质、稀溶液。蒸汽压下降：△p = p o·χB，p =p o×χA。在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。 溶液沸点的升高和疑固点下降——△T b = K b×b B△T f＝K f×b B 溶液的渗透压（П）——П×V = n B×R×T即П= c B×R×T，应用求分子量。 3、胶体溶液，胶团的结构：AgI溶胶：(KI过量) {（AgI）m · nI-·（n-x）K+}x-·xK+。 第二、三章：化学反应的能量和方向化学反应的速率和限度 1、概念：状态函数，热和功（注意规定符号）途径函数。?U = Q + W热力学第一定律，标准态 。 状态函数：用于确定系统状态的物理量称为系统的状态函数。 性质：a.单值性：系统的一个状态对应一组状态函数（状态一定，状态函数一定）。b. 状态函数的变化只与系统的初始状态和终了状态有关，即与过程有关而与途径无关。 热：系统与环境间因温度差而交换的能量 功：除热以外，其他各种形式被传递的能量都称为功。 2、热化学，恒容反应热Q V= ?U- W = ?U ，恒压反应热：Q p = H2 -H1 = ?H，?盖斯定律：一化学反应不管是一步完成，还是分几步完成，该反应的热效应相同。换句话说，也就是反应热效应只与起始状态和终了状态有关，而与变化途径无关。ΔH表示一类化学反应的热效应。这类化学反应必须满足以下条件：该化学反应为封闭系统，其经过一个或一系列的变化，该变化过程中必须是非体积功为零，定容或定压。 3、? f H m的定义：在标准状态下(100kPa，298K)，由稳定单质生成1摩尔的纯物质时的反 νB?f H m(B)(可以用298.15K近似计应热称为该物质的标准摩尔生成焓，?r H m = ∑ B 算)。 4、?c H m的定义：1mol标准态的某物质B完全燃烧生成标准态的产物的反应热，称为该物 νB?c H m(B)(可以用298.15K近似计算)。 质的标准摩尔燃烧焓。?r H m = -∑ B CO2（g）的标准摩尔生成焓等于C（石墨）的标准摩尔燃烧焓。 基础化学实验Ⅰ(下) 基本知识问答 1 指出下列情况中各会引起什么误差？如果是系统误差应采取什么方法避免？ 答：(1)砝码被腐蚀：系统误差中的仪器误差，通过校正仪器消 除。 (2)在重量分析中被测组分沉淀不完全：系统误差中的方法误差，通过对比试验消除。 (3)天平两臂不等长：系统误差中的仪器误差，通过校正仪器消 除。 (4)容量瓶和移液管不配套：系统误差中的仪器误差，通过校正仪器消除。 (5)试剂中含有微量被测组分：系统误差中的试剂误差，通过做空白试验消除。 (6)读取滴定管读数时最后一位数字估测不准：偶然误差。 (7)某人对终点颜色的观察偏深或偏浅：系统误差中的主观误差，通过严格训练，提高操作水平。 (8)天平的零点稍有变动：偶然误差。 (9)移液管移液后管尖残留量稍有不同：偶然误差。 (10)灼烧SiO2沉淀时温度不到1000℃：系统误差中的方法误差，通过对比试验消除。 2 系统误差产生的原因有哪些，如何消除测定过程中的系统误差？ 答：系统误差产生的原因有方法误差、试剂误差、仪器误差和主观误差。方法误差可通过对比试验进行消除；试剂误差可通过空白试验进行消除；仪器误差可以通过校正仪器来消除；通过严格的训练，提高操作水平予以避免。 3 准确度和精密度有何区别？如何理解二者的关系？怎样衡量准确度与精密度？ 答：精密度表示分析结果的再现性，而准确度则表示分析结果的可靠性。精密度高不一定准确度高，而准确度高，必然需要精密度也高。精密度是保证准确度的先决条件，精密度低，说明测定结果不可靠，也就失去了衡量准确度的前提。准确度的高低用误差来衡量；精密度的高低用偏差来衡量。 4 某分析天平的称量误差为±0.2mg，如果称取试样的质量为0.0500g，相对误差是多少？如果称量1.000g时，相对误差又是多少？这些数值说明什么问题？ 答：称取试样的质量为0.0500g，相对误差为： 称取试样的质量为1.000g，相对误差为： 这些数值说明对同一仪器来说，所称质量越大，相对误差越小，准确度越高。 计算题 第三章滴定分析 1.已知浓硫酸的相对密度1.84，其中H2SO4含量约为96%，如欲配置1L0.20mol/LH2SO4溶液，应取这样浓硫酸多少毫升？ 解：设浓硫酸体积为V毫升 1.84×V×96%=1×0.20×98.08 V=11.1ml 2.欲配置0.2500mol/LHCl溶液，现有0.2102mol/LHCl溶液1000mL,应加入1.121mol/LHCL溶液多少毫升？ 解：0.2500×(1000+V)=0.2120×1000+1.121V V=43.63mL 3.计算下列溶液的滴定度，以g/mL表示 （1）以0.2015mol/LHCL溶液，来测定Na2CO3,NH3 （2）以0.1896mol/LNaOH溶液，来测定HNO3,CH3COOH. 解：2HCl+Na2CO3=NaCl+CO2+H2O TNa2CO3/HCl=a/b×cHCl×MNa2SO4×10-3=0.01068 4.计算0.01135mol/LHCl溶液对CaO的滴定度？ 5.已知高锰酸钾溶液浓度为Tcaco3/Kmno4=0.005005g/ml,求此高锰酸钾溶液浓度及它对铁 第四章酸碱滴定法 1.下列各弱酸的pKa已在括号内注明，求它们的共轭碱的pKb (1)HCN(9.21) 解：pKa+pKb=pKw=14 pKb=pKw-pKa pKb=pKw-pKa=14-9.21=4.79 2.已知H3PO4的pKa1=2.12,pKa2=7.20,pKa3=12.36.求其相应共轭碱的pKb1,pKb2,和pKb3 解：pKa1+pKb3=pKa2+pKb2=pKa3+pKb1=pKw=14 3.已知HOAc的pKa= 4.74,NH3.H2O的pKb=4.74。计算下列溶液的pH: (1)0.10mol/LHOAc [H+]=cKa pH=1/2*(pKa-logC)=1/2*(4.74-log0.1)=2.87 (2)0.10mol/LNH3.H2O [OH-]=cKb pH=14-1/2*(pKb-logC)=14-1/2*(4.74-log0.1)=11.13 (3)0.15mol/LNH4Cl [H+]=cKa pH=5.04 (4)0.15mol/LNaOAc [OH-]=cKb pH=8.96 无机及分析化学习题无机化学基本知识 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 第一章无机化学基本知识 （一）填空题 中，决定原子轨道形状的是______，觉得原 1.在4个量子数n,l,m,m s 子轨道在空间伸展方向的是______。 2.我国化学家提出能及的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系是______，其值越大，轨道能量越高。 3.核外电子排布遵循的三个原则是________，________，________。 4.分散系是指____________________的体系。NaCl、碘酒和泥浆都是分散系，他们分别是______、______、______。 5.与溶液溶质的性质无关，仅取决于____________的性质成为稀溶液的依数性，包括________，________，________，________。 6.丁达尔效应能够证明溶胶具有________性质，其动力学性质可以有________实验证明，电泳和电渗实验证明溶胶具有________性质。 7.常压下，海水的沸点________100℃.（填<,>,=） 8.人类不能饮用海水，吃冰激凌不如喝水解渴，以及海生生物不能在淡水中生存等现象都是与溶液的依数性之一________密切相关。 9.在寒冷的冬天施工是，常在混凝土中添加外加剂如CaCl、NaCl防冻，依据的化学原理为________________。 10．溶液产生渗透现象应具备的条件是_______和_______。 11．溶胶具有聚结稳定性的原因是有二，一是__________；二是 __________。 12．胶粒带电的原因有二，一是_______带电；二是_______带电。 分析化学实验指导 实验一、分析化学实验基础知识 一、实验的目的： 1.验证化学的基本原理、基本知识，巩固、加深、拓展理论知识的学习； 2.掌握实验的基本技能、基本操作，培养分析问题、解决问题的能力； 二、实验的程序： 实验前的预习－实验中的操作－实验后的报告－实验结束考试 三、实验预备知识： （一）误差及误差的表示方法 1.误差—实验测定结果与客观存在的真实结果之间的差值 （注—真实结果：理论真值、约定真值、相对真值等） 2.表示方法 （1）绝对误差=测定结果－真实结果 （2）相对误差=绝对误差/真实结果×100% 误差反映测定结果的准确度；误差是客观存在的。 3.误差的分类 （1）系统误差—某些固定的经常性的原因所造成的误差。具有单向性、重现性、可测性等特点。 如：砝码腐蚀、试剂（包括蒸馏水）中含有微量被测组分、沉淀反应不完全、化学计量点与滴定终点不一致等。 （2）偶然误差—某些不确定的原因（如气压的微小波动、温度的微小波动、仪器性能的微小波动等）所造成的误差。具有双向性、不确定性、不可测性等特点，但符合统计规律（多次测定结果中：正负误差出现机会/几率相等，大误差出现的机会少，小误差出现的机会多，在消除了系统误差的前提下，多次测定结果的平均值可以代表真实结果） 如：天平零点稍有变化；滴定管最后一位估计不准等。 （二）偏差及偏差的表示方法 1.偏差—多次实验测定结果之间的差值 2.表示方法 （1）绝对偏差=个别测定值－算术平均值 （2）平均偏差=单次测量偏差的绝对值的平均值 （3）相对平均偏差=（平均偏差/算术平均值）×100% 偏差反应测定结果的精密度；精密度是保证准确度的前提条件，但是精密度高的分析结果准确度不一定高，因为分析过程中有可能存在系统误差。 （三）数据记录与数据处理 1.有效数字—只含有一位可疑数字的物理量。 （注—物理量：不仅给出数值，而且反应量度的方法/仪器的准确度） 2.有效数字运算法则 （1）加减法—计算结果保留的小数位数应与原始数据中小数位数最少的数相一致。 如：0.0121+25.64+1.05782=26.71 （2）乘除法—计算结果保留的有效数字位数应与原始数据中有效数字位数最少的数相一致。 如：0.0121×25.64×1.05782=0.328 （3）数字修约—数据处理过程中舍去不必要的有效数字的过程 数字修约规则—四舍六入五留双 被修约数字≤4 舍去 0.52664=0.5266 ≥6 进位 0.36266=0.3627 =50 舍去/进位 =5* 进位 18.0852=18.09 末位为偶数10.2350=10.24;10.2650=10.26 （注意：不能连续修约，如：1.54546=1.5；1.54546≠1.6） （4）线性回归方程的建立 设自变量x1,x2,x3,…x n(如浓度) 应变量y1,y2,y3,…y n(如仪器的信号值：电位、吸光度、峰高、峰面积等) 1.有一铜矿试样，经三次测定，含铜量为% ，% 和%而铜的实际含量为%。求分析的结果的绝对误差和相对误差。 解：三次测定结果的平均值X=% +% +%/3=% 绝对误差E=X T -X=%%=% 相对误差ER=X T -X/ X T ×100%=% 答：分析结果的绝对误差%，相对误差为% 3.某试样由甲、乙两人进行分析，其结果是： 甲：% ，% ，% ，% 乙: % , % ，% ，% 计算二人分析结果的相对平均偏差，并说明那一位的分析结果较为可靠。 解：甲测定的结果的平均值为X=%+%+%+%/4=% 甲测定的结果的平均偏差D 甲=d/X ×100%=1/4(∣%%∣+∣%%∣+∣%%∣+∣%%∣)/ %×100%=% 乙测定的结果的平均值为X=%+%+%+%/4=% 甲测定的结果的平均偏差D 乙=d/X ×100%=1/4(∣%%∣+∣%%∣+∣%%∣+∣%%∣)/ %×100%=% 由于D 甲 分析化学模拟试题（一） 班级姓名分数 一、选择题 ( 共19题 38分 ) 1、下列情况中哪个不属于系统误差： ( ) A、定管未经过校正 B、所用试剂中含干扰离子 C、天平两臂不等长 D、砝码读错 2、下列溶液用酸碱滴定法能准确滴定的是 ( ) A、 mol/L HF (p K a = B、 mol/L HCN (p K a = C、 mol/L NaAc [p K a(HAc) = ] D、 mol/L NH4Cl [p K b(NH3) = ] 3、摩尔法测定Cl－含量时，要求介质在pH=~范围内，若酸度过高则会： ( ) A、AgCl沉淀不完全 B、形成Ag 2O的沉淀 C、AgCl吸附Cl－D、Ag 2 CrO 4 沉淀不易 生成 4、下列物质中，不能直接配制标准溶液的是：( ) A、K 2Cr 2 O 7 B、KMnO 4 C、As 2 O 3 D、H 2 C 2 O 4 ·2H 2 O 5、下列各数中有效数字位数为四位的是：( ) A、w CaO =% B、[H＋]= mol/L C、pH= D、420Kg 6、用mol·L-1HCl滴定mol·L-1NH3·H2O(PK b=的pH突跃范围为～，用mol·L-1HCl 滴定mol·L-1的某碱(PK b=的pH突跃范围则是：( ) A、～ B、～ C、～ D、～ 7、某三元酸pKa1＝2，pKa2＝6，pKa3＝12。利用NaOH标准溶液滴定至第二个化学计量点时，指示剂选用 ( ) A、甲基橙 B、甲基红 C、酚酞 D．溴甲酚绿（变色范围~） 8、以甲基橙为指示剂，用HCl标准溶液标定含CO 3 2- 的NaOH溶液，然后用此NaOH 第二章分析化学基本知识 （一）填空题 1. 分析化学包括和两部分。根据测定原理和操作方法的不同，定量分析可分为和。按照测定方法的不同，化学分析法可分为、等。根据化学反应类型的不同，滴定分析法又可分为、、、。 2. 一个定量分析过程包括的步骤有、、、和、。 3. 定量分析的误差按其性质及产生的原因，可分为和两类。由于使用的蒸馏水不纯引起的误差属于。 4．系统误差的正负、大小一定，具有____向性，主要来源有______、______、______、______。 5．消除系统误差的方法有______、______、______。 6．随机误差是____向性的，它符合____规律，可以用________方法来减小。 7. 分析结果的准确度常用表示，衡量一组数据的精密度，可以用______，也可以用______，用______更准确。 8．准确度是表示____________；而精密度是表示____________，即数据之间的离散程度。 9．滴定分析中，化学计量点与滴定终点之间的误差称为______，它属于____误差。 10.根据误差的来源，判断下列情况产生何种误差：天平的零点突然变动_____；分光光度法测磷时电压变动______；重量法测定Si02时，硅酸沉淀不完全______。 11．有效数字的可疑值是其______；某同学用万分之一天平称量时可疑值为小数点后第____位。． 12．用正确的有效数字表示下列数据：用准确度为0.0lmL的25mL移液管移出溶液的体积应记作_____ mL，用量筒量取25mL溶液应记录为____mL；用误差为0.1g的台秤称取6g样品应记录为____ g, 用万分之一的分析天平称取0. 2g 样品应记录为____ g。 13．0.1030是____位有效数字，3. 16是____位有效数字，6.023×1023是 分析化学实验基本知识 注：由于在一级、二级纯度的水中，难于测定真实的pH值，因此，对一级水、二级水的pH 值范围不做规定；由于在一级水的纯度下，难于测定可氧化物质和蒸发残渣，对其限量不做规定，可用其他条件和制备方法来保证一级水的质量。 1.1.1 蒸馏水 通过蒸馏方法、除去水中非挥发性杂质而得到的纯水称为蒸馏水。同是蒸馏所得纯水，其中含有的杂质种类和含量也不同。用玻璃蒸馏器蒸馏所得的水含有Na+和SiO2-等离子；而用铜蒸馏器所制得的纯水则可能含有Cu+离子。 1.1.2 去离子水 利用离子交换剂去除水中的阳离子和阴离子杂质所得的纯水，称之为离子交换水或“去离子水”。未进行处理的去离子水可能含有微生物和有机物杂质，使用时应注意。 1.1.3 纯水质量的检验 纯水的质量检验指标很多，分析化学实验室主要对实验用水的电阻率、酸碱度、钙镁离子、氯离子的含量等进行检测。 1．电阻率：选用适合测定纯水的电导率仪 （最小量程为0.02μS·cm-1）测定（见表1.1）。 2．酸碱度：要求pH值为6~7。检验方法如下： ① 简易法： 取2支试管，各加待测水样10 ml，其中一支加入2滴甲基红指示剂应不显红色；另一支试管加5滴0.1% 溴麝香草酚蓝（溴百里酚蓝）不显蓝色为合要求。 ② 仪器法： 用酸度计测量与大气相平衡的纯水的pH值，在6~7为合格。 3．钙镁离子：取50 ml待测水样，加入pH=10的氨水-氯化铵缓冲液1 ml和少许铬黑T（EBT）指示剂，不显红色（应显纯蓝色）。 4．氯离子：取10 ml待测水样，用2滴1 mol·L-1HNO3酸化，然后加入2滴10 g·L-1 AgNO3溶液，摇匀后不浑浊为合要求。 化学分析法中，除络合滴定必须用去离子水外，其它方法均可采用蒸馏水。分析实验用的纯水必须注意保持纯净、避免污染。通常采用以聚乙烯为材料制成的容器盛载实验用纯水。 1.2 常用试剂的规格及试剂的使用和保存 分析化学实验中所用试剂的质量，直接影响分析结果的准确性，因此应根据所做试验的具体情况，如分析方法的灵敏度与选择性，分析对象的含量及对分析结果准确度的要求等，合理选择相应级别的试剂，在既能保证实验正常进行的同时，又可避免不必要的浪费。另外试剂应合理保存，避免沾污和变质。 1.2.1 化学试剂的分类《分析化学》计算题答案
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