仪器分析(第三版)课后答案第四章
仪器分析习题解答
WORD格式可编辑分析化学（仪器分析部分）（第三版）部分答案主编：曾泳淮高等教育出版社专业知识整理分享WORD 格式 可编辑专业知识整理分享目录第2章光学分析法导论 ................................................................................................................... 3 第3章原子发射光谱法 ................................................................................................................... 7 第4章原子吸收光谱法 ................................................................................................................. 10 第5章紫外-可见吸收光谱法 ....................................................................................................... 18 第6章红外光谱法 ......................................................................................................................... 22 第7章分子发光分析法 ................................................................................................................. 26 第8章核磁共振波谱法 ................................................................................................................. 30 第9章电分析化学法导论 ............................................................................................................. 34 第10章电位分析法 ....................................................................................................................... 37 第11章电解与库仑分析法 ........................................................................................................... 41 第12章伏安法与极谱法 ............................................................................................................... 45 第13章电分析化学的新进展 ....................................................................................................... 48 第14章色谱分析法导论 ............................................................................................................... 49 第15章气相色谱法 ....................................................................................................................... 56 第16章高效液相色谱法 ............................................................................................................... 59 第17章质谱法 ............................................................................................................................... 66 第18章其他仪器分析法 (70)C ontentWORD格式可编辑第2章光学分析法导论【2-1】解释下列名词。
仪器分析(第三版)魏培海 课后习题参考答案全本(高教出版社)
第一章紫外-可见分光光度法习题答案1. (4)2. (3)3. (2)4. (1)5. (3)6. (3)7. (2)8. (4)9. 吸光度（透光率），波长（频率）10. 波长、狭缝宽度、吸光度值（有色物的形成）、溶液的pH 、显色剂用量、显色反应时间、温度、有色化合物的稳定性、掩蔽干扰11. A=kc (或吸光度与浓度呈正比)12. 石英13. 红移蓝移14. 答：分子具有不同的特征能级，当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁。
同原子一样，分子吸收能量具有量子化特征。
记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱。
15. 答：从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外－可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的σ电子，形成双键的π电子以及未成键的n电子。
电子跃迁主要包括：σ→σ*，n→σ*，π→π*和n→π*等跃迁类型。
π→π*和n→π*所需能量较小，吸收波长大多落在紫外和可见光区，是紫外－可见吸收光谱的主要跃迁类型。
四种主要跃迁类型所需能量大小顺序为：n→π*<π→π*<n →σ*<σ→σ*。
16. 答：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm，但是当分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用。
当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团称为生色团。
例如，CH2=CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区。
17. 答：摩尔吸光系数的显著差别，是区别π→π*跃迁和n →π*跃迁的方法之一。
n →π*跃迁的摩尔吸光系数比较小，一般为10～100 L ·mol -1·cm -1，比π→π*跃迁小2～3个数量级。
溶剂效应也可以区分区别π→π*跃迁和n →π*跃迁。
仪器分析课后习题答案
第三章 紫外－可见吸收光谱法1、已知丙酮的正己烷溶液的两个吸收峰 138nm 和279nm 分别属于л→л*跃迁和n →л*跃迁，试计算л、n 、л*轨道间的能量差，并分别以电子伏特（ev ），焦耳（J ）表示。
解：对于л→л*跃迁，λ1＝138nm ＝1.38×10－7m则ν＝νC ＝C/λ1=3×108/1.38×10－7=2.17×1015s -1则E=hv=6.62×10-34×2.17×1015=1.44×10-18JE=hv=4.136×10－15×2.17×1015＝8.98ev对于n →л*跃迁，λ2＝279nm ＝2.79×10－7m则ν＝νC ＝C/λ1=3×108/2.79×10－7=1.08×1015s -1则E=hv=6.62×10-34×1.08×1015=7.12×10-19JE=hv=4.136×10－15×1.08×1015＝4.47ev答：л→л*跃迁的能量差为1.44×10-18J ，合8.98ev ；n →л*跃迁的能量差为7.12×10-19J ，合4.47ev 。
3、作为苯环的取代基，－NH 3＋不具有助色作用，－NH 2却具有助色作用；－DH 的助色作用明显小于－O －。
试说明原因。
答：助色团中至少要有一对非键电子n ，这样才能与苯环上的л电子相互作用产生助色作用，由于－NH 2中还有一对非键n 电子，因此有助色作用，而形成－NH 3＋基团时，非键n 电子消失了，则助色作用也就随之消失了。
由于氧负离子O －中的非键n 电子比羟基中的氧原子多了一对，因此其助色作用更为显著。
4、铬黑T 在PH<6时为红色（m ax λ＝515nm ），在PH ＝7时为蓝色（m ax λ＝615nm ）， PH ＝9.5时与Mg 2＋形成的螯合物为紫红色（m ax λ＝542nm ），试从吸收光谱产生机理上给予解释。
仪器分析课后习题答案
仪器分析课后习题答案第二章光学分析法导论(书后习题参考答案)1. 已知1电子伏特=1. 602×10-19J ，试计算下列辐射波长的频率（以兆赫为单位），波数（以cm -1为单位）及每个光子的能量（以电子伏特为单位）：（1）波长为900pm 的单色X 射线；（2）589.0nm 的钠D 线；（3）12.6μm 的红外吸收峰；（4）波长为200cm 的微波辐射。
解：已知1eV=1.602×10-19J, h =6.626×10-34J·s, c =3.0×108m·s -1 ①λ=900pm 的X 射线1712810333.310900100.3?=??==-λcv Hz ，即3.333×1011MHz 71010111.11090011?=?==-λσcm -11617341008.210333.310626.6--?===hv E J用eV 表示，则319161910378.110602.11008.210602.1?=??=?=---hv E eV②589.0nm 的钠D 线149810093.5100.589100.3?=??==-λcv Hz ，即5.093×108MHz 4710698.1100.58911?=?==-λσcm -119143410375.310093.510626.6--?===hv E J用eV 表示，则107.210602.11075.310602.1191919=??=?=---hv E eV③12.6μm 的红外吸收峰136810381.2106.12100.3?=??==-λcv Hz ，即2.381×107MHz 2410937.7106.1211?=?==-λσcm -120133410578.110381.210626.6--?===hv E J用eV 表示，则219201910850.910602.110578.110602.1----?=??=?=hv E eV④波长为200cm 的微波辐射8281050.110200100.3?=??==-λcv Hz ，即1.50×102MHz 31000.520011-?===λσcm -12683410939.91050.110626.6--?===hv E J用eV 表示，则719261910204.610602.110939.910602.1----?=??=?=hv E eV2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在300K温度下达到平衡时，试计算在各能级上的相对分布（N i /N ）．能级的相对能量如下。
仪器分析课后习题答案
第一章 绪 论 1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
2．对试样中某一成分进行5次测定，所得测定结果（单位?g?mL ?1）分别为 ，，，，。
（1） 计算测定结果的相对标准偏差；（2） 如果试样中该成分的真实含量是0.38 ?g?mL ?1，试计算测定结果的相对误差。
解：（1）测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x ?g?mL ?1标准偏差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑mL g n x x s ni iμ相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=xs s r （2）相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
3．用次甲基蓝?二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度?B （单位mg?L ?1）分别为，，，，，的标准溶液，测得吸光度A 分别为，，，，，。
仪器分析(第三版)朱明华编课后题答案 第四章
故: pH > 6
12.用标准加入法测定离子浓度时, 于100mL铜盐溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.
解:已知:
C x C D (10
2 DE / 0.059
1 0.1 1) (1024 /( 0.0591000) 1) 1 100
pHTest pH Std E E Std 2.303RT / F
(a) pH = 4.00 + (0.312-0.209)/0.059=5.75
同理: (b) pH = 1.95
(c) pH = 0.17V
10.设溶液中 pBr = 3, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数KBr-, Cl=6×10-3.
2.00
4.00 7.00
4.50
5.05 5.47
15.50
15.60 15.70
7.70
8.24 9.43
20.00
24.00 28.00
11.96
13.39 12.57
10.00
12.00
5.85
6.11
15.80
16.00
10.03
10.61
(a) 绘制滴定曲线
(b) 绘制DpH/DV –V曲线 (c) 用二级微商法确定终点 (d) 计算试样中弱酸的浓度 (e) 化学计量点的pH应为多少? (f) 计算此弱酸的电离常数(提示:根据 滴定曲线上的半中和点的 pH)
第四章 习题解答
1.电位测定法的根据是什么? 对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red 根据能斯特方程式:
仪器分析曾泳淮第三版答案
仪器分析曾泳淮第三版答案【篇一：仪器分析论文】lass=txt>摘要：综述了高效液相色谱法在化妆品防腐剂、防晒剂中检测方面的应用，同时，介绍了分析所用的色谱柱、流动相、使用的检测手段以及样品的提取方法，最后针对目前存在的问题，提出了高效液相色谱用于化妆品中防腐剂、防晒剂成分分析的研究方向和发展前景。
关键词：高效液相色谱法化妆品添加剂防腐剂防晒剂引言现代色谱法从发明到现在已经有近百年的历史。
实际上，早在古罗马时代，人们就将一滴含有混合色素的溶液滴在一块布上，并通过观察溶液展开产生的一个个同心圆环来分析染料与色素。
100多年前，德国化学家runge对古罗马人的这种方法作了重要的改进，使其具有良好的重现性与定量分析能力，这项技术后来发展成为今天的纸上色谱技术[1]。
1971年科克兰等人出版了《液相色谱的现代实践》一书，标志着高效液相色谱法（hplc）正式建立。
此后，高效液相色谱法成为最常用的分离和检测手段，在有机化学、生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面都有广泛的应用[2]。
从“sk-Ⅱ风波”、重金属危害到“皮肤鸦片”概念的提出，化妆品添加剂安全已经越来越受到人们的瞩目。
高效液相色谱法（hplc）是检测化妆品中添加剂最常用的方法之一, 可同时分离检测多种添加剂，它具有测定范围广、分离效率高、分析速度快和自动化程度强等特点，已成为当今分析科研人员最常用的分析手段。
它能进行快速、灵敏、准确的测定，并可与其他分析技术联用，需要的样品量小，而且可配置不同的检测器，因此，hplc已经广泛地应用于多种防腐剂的同时测定(常见防腐剂结构参见文献[3])。
1高效液相色谱法的分析原理和特点1．1高效液相色谱法的分离原理高效液相色谱法是在气相色谱和经典液相色谱法基础上发展起来的。
高效液相色谱法是在高压条件下溶质在同定相和流动相之间进行的一种连续多次交换的过程，它借溶质在两相间分配系数、亲和力、吸附力或分子大小不同引起排阻作用的差别使不同溶质得以分离[4]。
仪器分析朱明华三版
仪器分析（第三版）课后习题答案（朱明华主编）09.11第二章气相色谱分析思考题与习题解答1.简要说明气相色谱分析的分离原理。
借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。
答：气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。
组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。
2. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?答：气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统．气相色谱仪具有一个让载气连续运行管路密闭的气路系统．进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中．3. 当下列参数改变时,(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少,是否会引起分配系数的改变?为什么?答：固定相改变会引起分配系数的改变,因为分配系数只与组分的性质及固定相与流动相的性质有关,所以（1）柱长缩短不会引起分配系数改变（2）固定相改变会引起分配系数改变（3）流动相流速增加不会引起分配系数改变（4）相比减少不会引起分配系数改变4.当下列参数改变时,(1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大,是否会引起分配比的变化?为什么?答：k=K/b,而b=VM/VS,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关,故,(1)不变化,(2)增加,(3)不改变,(4)减小5. 试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择。
答：提示,主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速,P13-24。
（1）选择流动相最佳流速。
（2）当流速较小时,可以选择相对分子质量较大的载气如N2, Ar,而当流速较大时,应该选择相对分子质量较小的载气如H2,He,同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性.（3）柱温不能高于固定液的最高使用温度,以免引起挥发流失.在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下,尽可能采用较低的温度,但以保留时间适宜,峰形不拖尾为度.（4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。
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解:已知
相对误差 % K i , j aji
n / nj
ai
100 %
将有关已知条件代入上式得: E% = 6×10-3 ×10-1/10-3 ×100=60%
11.某钠电极,其选择性系数KNa+,H+ =30. 如用此电极测定pNa等于 3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的pH必须大于多 少? 解: 30 × aH+/10-3 < 0.03 aH+< 10-6
个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的
电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时, 通常用饱和甘汞电极作为参比电极.
3.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量 这种选择性?
解:因为离子选择性电极都是由对特定离子有特异响应的敏 感膜制成. 可以用选择性电极的选择性系数来表征.
La 3F LaF 3
滴定时用氟离子离子选择性电极为指示电极，饱和甘汞电极 为参比电极，得到下列数据：
加入La(NO)3 的体积/mL 0.00 29.00 30.00 30.30 30.60 30.90 电动势/V 0.1045 0.0249 0.0047 -0.0041 -0.0179 -0.0410 加入La(NO)3 的体积/mL 31.20 31.50 32.50 36.00 41.00 50.00 电动势/V -0.0656 -0.0769 -0.0888 -0.1007 -0.1069 -0.118
9.当下述电池中的溶液是pH等于4.00的缓冲溶液时,在298K时 用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V:
玻璃电极│H+(a=x)‖ 饱和甘汞电极
当缓冲溶液由三种未知溶液代替时,毫伏计读数如下: (a)0.312V; (b)0.088V; (c) -0.017V.试计算每种未知溶液的pH. 解: 根据公式:
6.为什么一般来说,电位滴定法的误差比电位测定法小?
解:直接电位法是通过测量零电流条件下原电池的电动势,根据 能斯特方程式来确定待测物质含量的分析方法.而电位滴定法 是以测量电位的变化为基础的,因此,在电位滴定法中溶液组成 的变化,温度的微小波动,电位测量的准确度等对测量影响较小.
7.简述离子选择性电极的类型及一般作用原理 解:主要包括晶体膜电极;非晶体膜电极和敏化电极等.晶体膜电 极又包括均相膜电极和非均相膜电极两类 ,而非晶体膜电极包 括刚性基质电极和活动载体电极,敏化电极包括气敏电极和酶电 极等.
D2pH/DV2
16.32 65 -1.532
0.10 : (651.532) x : 65
x 0.098 0.10 故终点体积为15.60 0.0.09815.698(mL) (d) 0.1000×50.00=C ×15.70 C=0.03140mol.L-1 (e) 同例题中求终点电位方法相同 8.24(9.438.24) ×65/(651.532) 9.40
2.00
4.00 7.00
4.50
5.05 5.47
15.50
15.60 15.70
7.70
8.24 9.43
20.00
24.00 28.00
11.96
13.39 12.57
10.00
12.00
5.85
6.11
15.80
16.00
10.03
10.61
(a) 绘制滴定曲线
(b) 绘制DpH/DV –V曲线 (c) 用二级微商法确定终点 (d) 计算试样中弱酸的浓度 (e) 化学计量点的pH应为多少? (f) 计算此弱酸的电离常数(提示:根据 滴定曲线上的半中和点的 pH)
敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。 这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质，使得 电极的选择性提高。典型电极为氨电极。 以氨电极为例，气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极， 事实上是一种化学电池，由一对离子选择性电极和参比电极 组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜，进入电池内部， 从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变 化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。
5.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之? 解:误差来源主要有: (1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持 温度恒定. (2)电动势测量的准确性.一般, 相对误差%=4nDE,因此必须要求测 量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度. (3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质, 能与敏感膜中相关 组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可 能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须 分离干扰离子. (4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应 等都可能影响测定结果的准确度.
pHTest pH Std E E Std 2.303RT / F
(a) pH = 4.00 + (0.312-0.209)/0.059=5.75
同理: (b) pH = 1.95
(c) pH = 0.17V
10.设溶液中 pBr = 3, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数KBr-, Cl=6×10-3.
(f) 由于
[ H ][ A ] Ka [ HA] 当[ A ] [ HA]时 pKa pH1/ 2
所以,滴定到一半时溶液的pH即为该弱酸的离解常数. 滴定到一半时,体积为15.698/2 = 7.85mL,从pH – V曲线查得 pH=5.60 亦即离解常数pKa=5.60
14.以0.03318mol.l-1的硝酸镧溶液电位滴定100.0mL氟化物溶 液，滴定反应为：
1
故:Cx = 2.73 × 10-3 mol.L-1
13.下面是用0.1000mol.L-1NaOH 溶液电位滴定50.00mL某一元 弱酸的数据:
V/mL
0.00 1.00
2.90 4.00
V/mL
14.00 15.00
pH
6.60 7.04
V/mL
17.00 18.00
pH
11.30 11.60
8.列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极, 并讨论选择指示电极的原则.
反应类型
酸碱滴定 氧化还原滴定
指示电极
玻璃电极 铂电极
参比电极
甘汞电极 甘汞电极
沉淀滴定
络合滴定
离子选择性电极或 其它电极
铂电极或相关的离 子选择性电极
玻璃电极或双盐桥 甘汞电极
甘汞电极
选择指示电极的原则为指示电极的电位响应值应能准确反 映出离子浓度或活度的变化.
Ki, j
ai (a j )
ni / n j
称为j离子对欲测离子i的选择性系数.
4.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量这种 选择性? 解:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度 的指示电极.各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体, 内参比溶液,内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于 内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差.其核心部分为敏 感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应 很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性. 可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性.
12 10 8
DpH/DV
6 4 2 0
11 12 13 14 15 16 17
V/mL
(c) 从(b)表数据可以计算如下的二阶微商，可以看出终 点应该介于15.60-15.70之间．
V/mL D2pH/DV2 V/mL
12.00 13.75 14.875 0.0575 0.13 1.173 15.40 15.60 15.70
14 12
解: (a) 根据上表,以E/V为纵坐 标，以V/mL为横坐标，作图， 即可得到如左图所示的滴定 曲线．
10 8 6 4 2 0 5 10 15 VNaOH/mV 20 25 30
(b)利用DpH/DV=(pH2-pH1)/(V2-V1)求得一阶微商，与相应的 滴定体积列入下表．
V/mL
2.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用. 解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值
随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中
离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时, 可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成 线性关系,可以指示溶液酸度的变化. 参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行 的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一
第四章 习题解答
1.电位测定法的根据是什么? 对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red 根据能斯特方程式:
E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed)
对于纯金属,活度为1,故上式变为:
EE
0 M n / M
RT ln a M n nF
可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就 是电位测定法的理论依据.
故: pH > 6
12.用标准加入法测定离子浓度时, 于100mL铜盐溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.