武汉大学第五版仪器分析原子吸收
武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)章节题库(原子吸收光谱法与原子荧光光谱法) 【圣才出品】
一、选择题1．原子吸收分析中，发射线的宽度（）。
A．比吸收线的宽B．比吸收线的窄C．与吸收线一样宽窄【答案】B【解析】这是实现峰值吸收的基本条件之一。
2．在原子吸收光谱中，火焰的作用是（）。
A．提供能量使试样蒸发并离解成基态原子B．发射待测原子的特征谱线C．提供能量使试样蒸发，离解并进一步使被测原子激发D．提供连续光源【答案】A3．原子吸收光谱分析中，测量的是（）。
A．峰值吸收B．积分吸收C．分子吸收D．连续光谱4．原子吸收分析中，与火焰原子化法相比，无火焰原子化法的（）。
A．原子化效率高，灵敏度高B．原子化效率低，灵敏度高C．原子化效率高，灵敏度低D．原子化效率低，灵敏度低【答案】A5．由于原子无规则的热运动所引起的变宽是（）。
A．多普勒变宽B．劳伦兹变宽C．赫鲁茨马克变宽D．自然变宽【答案】B【解析】劳伦兹和赫鲁茨马克变宽是压力变宽，自然变宽是在无外界影响的情况下，谱带的自然宽度。
6．原子吸收分光光度法中，常在试液中加入KCl，是作为（）。
A．释放剂B．缓冲剂C．保护剂D．消电离剂【答案】D【解析】由于原子的电离而引起的干扰为电离干扰，常加入易电离元素作为消电离剂。
7．若a和b两组分的吸收光谱互相重叠，干扰组分b的吸收光谱仅有一个吸收峰。
测定a时，用（）。
A．解线性方程组法B．等吸收双波长消去法C．系数倍率法D．以上全部方法都可使用【答案】D【解析】解线性方程组法适合于光谱相互重叠的各种情况；因为干扰组分b的吸收光谱有一个吸收峰，可以找到等吸收的双波长，所以可以选用等吸收双波长消去法；干扰组分无论是否存在等吸收，都可以用系数倍率法消除干扰组分的干扰。
8．关于荧光，正确的叙述是（）。
A．受激分子从激发的各个振动能级返回至基态时所发射出的光为荧光B．荧光波长大于激发光波长C．磷光波长小于荧光波长D．温度升高，溶液中荧光物质的荧光强度增强【答案】B【解析】A项，受激分子从激发态的最低振动能级返回至基态时所发出的光为荧光。
武汉大学第五版仪器分析仪器分析讲义
仪器分析讲义绪论(Introduction)仪器分析是化学类专业必修的基础课程之一。
通过本课程的学习，要求学生把握经常使用仪器分析方式的原理和仪器的简单结构；要求学生初步具有依照分析的目的，结合学到的各类仪器分析方式的特点、应用范围，选择适宜的分析方式的能力。
分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学。
它包括化学分析和仪器分析两大部份。
化学分析是指利用化学反映和它的计量关系来确信被测物质的组成和含量的一类分析方式。
测按时需利用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
它是分析化学的基础。
仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础成立起来的一种分析方式，测按时，常常需要利用比较复杂的仪器。
它是分析化学的进展方向。
仪器分析与化学分析不同，具有如下特点：（1）灵敏度高，检出限量可降低。
如样品用量由化学分析的ml、mg级降低到仪器分析的µL、µg级，乃至更低。
它比较适用于微量、痕量和超痕量成份的测定。
（2）选择性好。
很多仪器分析方式能够通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测按时，彼其间不产生干扰。
（3）操作简便、分析速度决,易于实现自动化。
（4）相对误差较大。
化学分析一样可用于常量和高含量成份的分析，准确度较高，误差小于千分之儿。
多数仪器分析相对误差较大，一样为5％，不适于常量和高含量成份的测定。
（5）需要价钱比较昂贵的专用仪器。
§1-1.仪器分析方式的内容和分类(Classification of Instrumental Analysis)分类:1.光学分析法以物质的光学性质为基础的分析方式(1) 分子光谱: 红外吸收可见和紫外分子荧光拉曼光谱(2) 原子光谱: 原子发射AES 原子吸收AAS 原子荧光AFS(3) X射线荧光: 发射吸收衍射荧光电子探针(4) 核磁共振顺磁共振2.电化学分析法溶液的电化学性质用于确信物质化学成份的方式(1)电导法:电导分析法电导确信物质的含量电导滴定法溶液的电导转变确信容量分析的滴定终点。
武汉大学分析化学第五版下册-绪论
(3) 准确度 准确度常用相对误差度量.
Er
x
100%
式中：x为试样含量的测定值， µ为试样含量的真值或标准值.
(4) 灵敏度
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，用S表示。 S=dy/dc或dy/dm
0.5
A 0.45
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.1 0.3 0.5 0.7 C 0.9 1.1 1.3
约30万元 0.9万美元
瑞士布鲁克公司
220万元 170万元
WFX130原子吸收分光光度计
ICP-AES (Prodigy XP,Leeman公司)
ICP质谱仪
气相色谱-质谱联用仪
红外光谱仪
日立F-4500荧光分光光度计 (Fluorescence Spectrophotometry)
元素分析仪
药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；
外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。
现代分析科学发展前沿
中药复杂体系 大气海洋环境
医药食品安全保障
分析科学
生命过程研究
国家安全
基础理论研究
污染排放
装修污染--装修材料会缓慢释放出一些对人体有害的其他化学物 质。例如天然石料和陶瓷制品可析出氟化物、硫化物和铅、镍、 铬、钴等金属物质，这些析出物可以通过污染饮食、接触皮肤或 形成气溶胶而进入人体。常用的油漆、涂料、塑料等都含有铅。
(7) 分辨率
指仪器鉴别相近两组分产生信号的能力。各类型仪器
分辨率指标不同。
如：色谱指相邻两色谱峰的分离度；
光谱仪指将波长相近两谱线分开的能力。
仪器分析原子吸收光谱分析
∫ I =
e 0
I0e-KLd
∫ A = lg
e 0
I0
d
∫e 0
I0e-KLd
第14页，本讲稿共55页
对锐线光源，可以认为Kν= b×K0 为常数：
A
=
lg 1 e-bK0L
=
lg
eK0Lb
=
0.4343K0Lb
Under normal operation condition for AAS, line profile is mainly determined by Doppler broadening, hence,
这以公式表明：积分吸收值与单位原子蒸汽中吸收辐 射的基态原子数呈简单的线性关系，这是原子吸收光谱分析
法的重要理论依据。
第10页，本讲稿共55页
前面公式中： e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0
为单位体积内基态原子数；f 振子强度，即能
被入射辐射激发的每个原子的平均电子数，它正 比于原子对特定波长辐射的吸收几率。
若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。 但是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收， 需要分辨率非常高的色散仪器，技术上很难实现。 所以，1955年瓦尔西提出采用锐线光源来解决 求积分吸收值的难题。参见下图：
第11页，本讲稿共55页
第12页，本讲稿共55页
由图可见，在使用锐线光源时，光源发射线半宽度 很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射 线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K 在
一、原子吸收线和原子发射线
A
B
A 产生吸收光谱
B 产生发射光谱
E3
E0 基态能级
E1、E2、E3、激发态能级
E2
仪器分析答案武汉大学
仪器分析答案武汉大学【篇一：分析化学》下册武汉大学等编(第五版)作业参考答案】t>第2章光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成？它们的作用分别是什么？参考答案：（1）稳定的光源系统—提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发，产生光谱；（2）试样引入系统（3）波长选择系统（单色器、滤光片）—将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带；（4）检测系统—是将光辐射信号转换为可量化输出的信号；（5）信号处理或读出系统—在显示器上显示转化信号。
2-2 单色器由几部分组成，它们的作用分别是什么？参考答案：（1）入射狭缝—限制杂散光进入；（2）准直装置—使光束成平行光线传播，常采用透镜或反射镜；（3）色散装置—将复合光分解为单色光；（4）聚焦透镜或凹面反射镜—使单色光在单色器的出口曲面上成像；（5）出射狭缝—将额定波长范围的光射出单色器。
2-5 对下列单位进行换算：－（1）150pm z射线的波数（cm1）（2）li的670.7nm谱线的频率（hz）－（3）3300 cm1波数对应的波长（nm）（4）na的588.995nm谱线相应的能量（ev）参考答案：（1）??1?c?1?17?1cm?6.67?10cm ?10150?103.0?101014(hz)?4.47?10(hz) （2）????7?670.7?10（3）??1??1(cm)?3.03?10?4(cm)?3030(nm) 33006.625?10?34?3.0?108(ev)?2.1(ev) （4）e?h??9?19?588.995?10?1.602?10c2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量（ev）范围各是多少？（1）原子内层电子跃迁；（4）分子振动能级跃迁；（2）原子外层电子跃迁；（5）分子转动能级跃迁；（3）分子的电子跃迁参考答案跃迁类型原子内层电子跃迁原子外层电子跃迁分子的电子跃迁分子振动能级跃迁分子转动能级跃迁－6～1.7 6～1.7 1.7～0.02 －－第10章吸光光度法（上册）2、某试液用2cm吸收池测量时，t=60%。
分析化学 第五版 下册 (武汉大学主编 着) 高等教育出版社 课后答案 仪器分析习题答案-光谱分析部分
仪器分析部分作业题参考答案第一章绪论1-21、主要区别：（1）化学分析是利用物质的化学性质进行分析；仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质进行分析；（2）化学分析不需要特殊的仪器设备；仪器分析需要特殊的仪器设备；（3）化学分析只能用于组分的定量或定性分析；仪器分析还能用于组分的结构分析；（3）化学分析灵敏度低、选择性差，但测量准确度高，适合于常量组分分析；仪器分析灵敏度高、选择性好，但测量准确度稍差，适合于微量、痕量及超痕量组分的分析。
2、共同点：都是进行组分测量的手段，是分析化学的组成部分。
1-5分析仪器与仪器分析的区别：分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备，是一种装置；仪器分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。
分析仪器与仪器分析的联系：仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的，分析仪器是仪器分析的工具。
仪器分析与分析仪器的发展相互促进。
1-7因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数，而信号与浓度或质量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系，且这种关系还受仪器、方法及样品基体等的影响。
因此要进行组分的定量分析，并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响，必须首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系，即进行定量分析校正。
第二章光谱分析法导论2-1光谱仪的一般组成包括：光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。
各部件的主要作用为：光源：提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态；单色器：将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器；样品引入系统：将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的作用；检测器：将光信号转化为可量化输出的信号。
信号处理与输出装置：对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音，然后以合适的方式输出。
2-2：单色器的组成包括：入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。
各部件的主要作用为：入射狭缝：采集来自光源或样品池的复合光；透镜：将入射狭缝采集的复合光分解为平行光；单色元件：将复合光色散为单色光（即将光按波长排列）聚焦透镜：将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像；2-7因为对于一级光谱（n=1）而言，光栅的分辨率为：36005720=×=×===光栅的刻痕密度光栅宽度N nN R 又因为：λλd R =所以，中心波长(即平均波长)在1000cm -1的两条谱线要被该光栅分开，它们相隔的最大距离为：cm -128.036001000===R d λλ2-10原子光谱是由原子外层电子在不同电子能级之间跃迁产生的，而不同电子能级之间的能量差较大，因此在不同电子能级之间跃迁产生的光谱的波长差异较大，能够被仪器分辨，所以显现线光谱；分子光谱的产生既包括分子中价电子在不同电子能级之间跃迁，也包括分子中振动能级和转动能级的跃迁，而振动能级和转动能级之间的能量差较小，在这些能级之间跃迁产生的光谱的波长非常接近，不能被仪器所分辨，所以显现为带光谱。
武汉大学仪器分析课件04原子吸收光谱
第一节 原子吸收光谱法
basic principle of atomic absorption spectroscopy
第二节 原子吸收分光光度仪
atomic absorption spectrometer
第三节 干扰及其消除
interferences and elimination
（2）各种元素的基态第一激发态
最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。
（ 3 ）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行 定量分析
15:31:58
基态原子数与原子化温度
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸 收之间的关系来测定的。 需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数 之间的定量关系。 热力学平衡时，两者符合Boltzmann分布定律：
能否提供共振辐射（锐线光源），测定峰值吸收？
15:31:58
锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐线光源，测量谱线的峰值
吸收，锐线光源需要满足的条件：
（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致。 （2）发射线的Δν1/2小于吸收线的 Δν1/2。 提供锐线光源的方法： 空心阴极灯
2 1 1 L 2 N A p ( ) RT A M
2
NA为阿伏伽德罗常数，σ为碰撞截面积， A和M分别为外来粒子 和被测元素的相对原子量
洛伦兹变宽使中心频率位移，谱线轮廓不对称。
15:31:58
(4) 场致变宽 外界电场、带电粒子、离子形成的电场及 磁场的作用使谱线变宽的现象；影响较小；
15:31:58
15:31:58
三、谱线的轮廓与谱线变宽
原子结构较分子结构简 单，理论上应产生线状光 谱吸收线。 实际上用特征吸收频率 辐射光照射时，获得一峰 形吸收(具有一定宽度)。 表征吸收线轮廓(峰)的参数： -K l 由：I =I0e ， 透 中心频率O(峰值频率) ： 射光强度 I和吸收系数 最大吸收系数对应的频率； 及辐射频率有关。 中心波长：λ(nm) 以Kv与 作图： 半 宽 度：ΔO
武汉大学分析化学第五版第10章：吸光光度法
而且颜色深浅与浓度有关
吸光光度法
定义：是基于被测物质对光具有选择性吸收的特性而
建立的分析方法。 包括：比色法、可见及紫外吸光光度法、红外光谱法
等。本章我们重点讨论可见光区的吸光光度法。
特点
• 灵敏度高 最低浓度一般可达1-10-3%的微量组分。对 固体试样一般可测到10-4%。如果对被测组分事先加以 富集，灵敏度还可以提高1-2个数量级。 • 准确度较高 相对误差为2-5%，但对微量成分来说， 还是比较满意的，因为在这种情况下，滴定分析法和重 量法也不够准确了，甚至无法进行测定。
/
A 0.19 ε= —— = = 1.1×104L· -1· -1 mol cm bc 2×8.95 ×10-6
5.桑德尔灵敏度S
当光度检测器的检测极限为A=0.001时，单位截面 积光程内所能检测出来的吸光物质最低含量（ 单位： μg/cm2 ）。
0.001 A =0.001 =ε· c b· cb= —— ε 0.001 M 3 = —— (μg/cm2) S= ——— ×M ×10 ε ε mol cm 所以上式中的灵敏度： ε单位：L· -1· -1 M 55.85 S = — = ———— = 0.005μg/cm2 ε 1.1×104
3.影响ε值大小的因素
(1)入射光波长 (2)与被测物质有关 (FeSCN ， ε=200 ； 4 Fe phen 1.1 ×10 ) (3)温度，酸度，介质，有色物结构 (4)ε不随 c或A值变化
4.ε值的计算
小结：
a，ε与c或A无关
εmax≥104L• mol-1 • cm-1 用光度法测定具有较高
(4)不同物质的吸收曲线形状不同，决定了 物质的结构分析的依据 ，即定性依据 (5)若选择在λmax处测量A，则灵敏度高 (6)从吸收光谱曲线得出结论：c愈大，颜色 愈深，吸收光愈强，Ia愈大，透光It愈弱；c愈小 ，则相反 c增大 A增加 T减小 ε值不变 λmax不变