仪器分析试卷1

湖南科技学院二○○六年上期考试

化生系 化学 专业 2004 级 仪器分析 试题

1．双光束

分光光度计与单光束分光光度计相比，其突出优点是 ( )

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

2．若在一个 1m 长的色谱柱上测得两组分的分离度为 0.68，若要使它们完

全分离，则柱长 (m) 至少应为 ( )

A 0.5

B 2

C 5

D 9

3．某摄谱仪刚刚可以分辨 310.0305 nm 及 309.9970 nm 的两条谱线，则用该

色

谱

仪

可

以

分

辨

出

的

谱

线

组

是

( )

A ．Si 251.61 ─ Zn 251.58 nm B. Ni 337.56 ─ Fe 337.57 nm C. Mn 325.40 ─ Fe 325.395 nm D. Cr 301.82 ─ Ce 301.88 nm

4. 原子吸收光谱分析中，乙炔是 （ ）

A. 燃气－助燃气

B. 载气

C. 燃气

D. 助燃气

5.某种化合物,其红外光谱3000～2800cm －1，1450crn －1，1375cm －1和720cm

－

1

等处有主要吸收带，该化合物可能是

（ ）

A ．烷烃

B ．烯烃

C ．炔烃

D ．芳烃

6. 下列气体中，不能吸收红外光的是（）

A．H

2O B．CO

2

C．HCI D．N

2

7. 原子吸收分析中光源的作用是（）

A．提供试样蒸发和激发所需的能量

B．在广泛的光谱区域内发射连续光谱

C．发射待测元素基态原子所吸收的特征共振辐射

D．产生紫外线

8. 下列说法错误的是（）

A．r1,2也可以表示选择性，越大，相邻组分分离越好。

B．r1,2表示组分2和阻分1的调整保留体积之比。

C．r1,2只与柱温、固定性质有关。

D．r1,2等与0时，两组分的调整保留时间相等，色谱峰出现重叠。

9. 气相色谱固定相的载体有两类，下列描述不是红色载体的特点是（）

A．红色载体是硅藻土类载体的一种。

B．是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠助溶剂而成。

C．机械强度大，孔径小，比表面积大。

D．缺点是表面存在催化活性中心，分析强极性组分时色谱峰易拖尾。

10. 气相色谱分离操作条件下列描述错误的是（）

A．当流速较小时，采用相对分子质量较大的载气（氮气、氩气）。

B．进样速度必须尽可能的快，一般要求进样时间应小于1秒钟。

C．进样量多少应以能瞬间气化为准，在线性范围之内。

D．气化室的温度一般比柱温低30～70℃。

二、填空题（36分，36×1分）

1．紫外—可见分光光度法的局限性是________________ 。

2、原子吸收分析中，常见的背景校正的方法有_____________和_______________。

3、红外光谱按波数大小分为两个区域，即和。

4、产生红外光谱的必要条件是。

5、光栅和棱镜是常见的色散元件，但它们的工作原理不同，其中光栅是利用__ ____ __ __原理制成的，而棱镜是利用____ ______原理制成的。

6、原子吸收光谱法的定量分析方法有两种，即______ 和___。

7、原子吸收光谱分析法中的干扰可分为_____ _____、_____

_____、

___ _ ______和_____ __ ___四大类。

8、色谱仪根据流动相的状态可分为气相色谱法、和

按色谱分离原理分类有、、和空间排助色谱。

9、度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：标准偏差σ、和。

10、气相色谱仪主要由五大系统组成，即、、、和检测系统。常用的检测器分为：热导检测器、

、、。

11、液相色谱仪的高压输液系统由贮液装置、、、、

压力脉动阻滞器及组成。其固定相分为液固吸附色谱固定相和化学键合固定相，其后者又分为极性键合相、、、、

和手性固定相。

三、简答题（20分，4×5分）

1、简述紫外—可见分光光度计仪器的主要性能指标。

2、影响原子谱线轮廓的因素有哪些？

3、原子吸收分析用的火焰按燃气与助燃气的比例不同可分为哪几种类型？并

指出各种火焰类型的适用范围。

4、气相色谱的定性依据是什么？主要有哪些定性方法？

5、液相色谱柱有哪些类型，各种色谱柱应具备基本性能是什么？

四、计算题（24分，4×6分）

C3H4O，其红外光谱图如下，请分析出其可能的结构式。

2、NO

2-在波长355nm处的ε

355

=23.3L·mol-1·cm-1，ε

355

/ ε

302

=2.5， NO3-在波长

355nm处的吸收可忽略，在波长302nm处ε

302=7.24L·mol-1·cm-1。今有一含有

NO2-和NO3-的试液，用1cm的吸收池测得A

302=1.010，A

355

=0.730。计算试液中NO2-

和NO3-的浓度。

3、化合物A 与正二十四烷及二十五烷相混合后注入色谱柱进行试验，测得的调整保留时间为：A 10.20min；正二十四烷9.81min；二十五烷11.56min。计算化合物A的保留指数（I A）。

4、分析某试样时，两个组分的相对保留值r2,1=1.11,柱的有效塔板高度H=1mm,需要多长的色谱柱才能分离完全（R=1.5）。

湖南科技学院二○○六年上期考试

化生系化学专业2004级仪器分析试题

1．双

光束分光光度计与单光束分光光度计相比，其突出优点是

( C )

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

2．若在一个 1m 长的色谱柱上测得两组分的分离度为 0.68，若要使它们完

全分离，则柱长 (m) 至少应为 ( D )

A 0.5

B 2

C 5

D 9

3．某摄谱仪刚刚可以分辨 310.0305 nm 及 309.9970 nm 的两条谱线，则用该

色

谱

仪

可

以

分

辨

出

的

谱

线

组

是

( C )

A ．Si 251.61 ─ Zn 251.58 nm B. Ni 337.56 ─ Fe 337.57 nm C. Mn 325.40 ─ Fe 325.395 nm D. Cr 301.82 ─ Ce 301.88 nm

4. 原子吸收光谱分析中，乙炔是 （ C ）

A. 燃气－助燃气

B. 载气

C. 燃气

D. 助燃气

5.某种化合物,其红外光谱3000～2800cm －1，1450crn －1，1375cm －1和720cm

－1

等处有主要吸收带，该化合物可能是 （D ）

A ．烷烃

B ．烯烃

C ．炔烃

D ．芳烃

6. 下列气体中，不能吸收红外光的是 （ D ） A ．H 2O B ．CO 2

C ．HCI

D ．N 2

7. 原子吸收分析中光源的作用是（ C ）

A．提供试样蒸发和激发所需的能量

B．在广泛的光谱区域内发射连续光谱

C．发射待测元素基态原子所吸收的特征共振辐射

D．产生紫外线

8. 下列说法错误的是（ D ）

A．r1,2也可以表示选择性，越大，相邻组分分离越好。

B．r1,2表示组分2和阻分1的调整保留体积之比。

C．r1,2只与柱温、固定性质有关。

D．r1,2等与0时，两组分的调整保留时间相等，色谱峰出现重叠。

9. 气相色谱固定相的载体有两类，下列描述不是红色载体的特点是（ B ）

A．红色载体是硅藻土类载体的一种。

B．是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠助溶剂而成。

C．机械强度大，孔径小，比表面积大。

D．缺点是表面存在催化活性中心，分析强极性组分时色谱峰易拖尾。

10. 气相色谱分离操作条件下列描述错误的是（D ）

A．当流速较小时，采用相对分子质量较大的载气（氮气、氩气）。

B．进样速度必须尽可能的快，一般要求进样时间应小于1秒钟。

C．进样量多少应以能瞬间气化为准，在线性范围之内。

D．气化室的温度一般比柱温低30～70℃。

二、填空题（36分，36×1分）

1．紫外—可见分光光度法的局限性是紫外可见光谱图所显示的结构信息很少，更有个别化合物紫外可见光谱图大致相似，不能完全决定物质的分子结构。

2、原子吸收分析中，常见的背景校正的方法有_氘灯校正_和 _塞曼效应校正_。

3、红外光谱按波数大小分为两个区域，即官能团区和指纹区。

4、产生红外光谱的必要条件是①红外辐射频率等于振动量子数的差值与分子振动频率的乘积；②分子在振动，转动过程中必须有偶极矩的净变化。

5、光栅和棱镜是常见的色散元件，但它们的工作原理不同，其中光栅是利用_光的干涉和衍射原理制成的，而棱镜是利用_光的折射__原理制成的。

6、原子吸收光谱法的定量分析方法有两种，即_标准曲线法_和标准加入法。

7、原子吸收光谱分析法中的干扰可分为_光谱干扰、_物理干扰、化学干扰和_

电离干扰_四大类。

8、色谱仪根据流动相的状态可分为气相色谱法、液相色谱法和超临界色谱法。按色谱分离原理分类有吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法和空间排助色谱。

9、度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：标准偏差σ、半峰宽和峰底宽。

10、气相色谱仪主要由五大系统组成，即气路系统、进样系统、分离系统、温控系统和检测系统。常用的检测器分为：热导检测器、

火焰电离检测器、火焰光度检测器、电子捕获检测器。

11、液相色谱仪的高压输液系统由贮液装置、高压输液泵、过滤器、脱气装置、压力脉动阻滞器及梯度洗脱装置组成。其固定相分为液固吸附色谱固定相和化学键合固定相，其后者又分为极性键合相、非极性键合相、离子交换键合相、亲和色谱固定相和手性固定相。

三、简答题（20分，4×5分）

1、简述紫外—可见分光光度计仪器的主要性能指标。

答：紫外可见分光光度计仪器的主要性能指标：

（1）、光度的准确度：是指样品在最大吸收波长处吸光度的测量值与真实值间的偏差，该偏差越小，说明仪器的准确度越高。

（2）、波长准确度：是指仪器指示器上所指示的波长与实际所输入的波长值之间的符合程度，常用波长误差来表示。

（3）、杂散光：是分光光度法测量中的主要误差来源。

（4）、分辨率：指仪器对相邻两吸收带可分辨的最小波长的间隔能力。（5）、光谱带宽：是指从单色器射出的单色光最大强度的1/2处的谱带宽度。（6）、基线稳定度与平直度：指仪器在不放置样品时扫描100%T线和0%T线时读数偏离的程度或基线弯曲的程度。

2、影响原子谱线轮廓的因素有哪些？

答：影响吸收线轮廓的因素有：

（1）. 自然变宽：

无外界因素影响时谱线具有的宽度。

（2）. Doppler变宽：

它是由于原子在空间做无规则的热运动而引起的变宽。又称热变宽。

（3）. 压力变宽（Pressure effect）

是由于气体压力的存在引起微粒间的相互作用引起的变宽，又称为碰撞（Collisional broadening）变宽。外加压力越大，浓度越大，变宽越显著。

可分为

a）Lorentz变宽：待测原子与其它原子之间的碰撞。变宽在10-3nm。

b）Holtzmark 变宽：待测原子之间的碰撞，又称共振变宽；但由于AAS 分析时，待测物浓度很低，该变宽可勿略。

3、原子吸收分析用的火焰按燃气与助燃气的比例不同可分为哪几种类型？并

指出各种火焰类型的适用范围。

答：火焰由燃气和助燃气按一定比例混合后燃烧而成，火焰的温度与燃气和助燃气的种类和配比有关。按助燃比可将火焰分为三类：即化学计量火焰、贫燃火焰和富燃火焰。

（1）化学计量火焰

指的是燃气和助燃气之比基本符合化学计量而构成的火焰。温度高、稳定、噪声小、背景低，是普遍使用的一种火焰。

（2）富燃火焰

指的是燃气和助燃气之比大于化学计量而构成的火焰。火焰呈黄色，温度稍低，含有未完全燃烧的燃气，背景值高，适用于易形成难离解氧化物的元素的原子化。

（3）贫燃火焰

指的是燃气和助燃气之比小于化学计量而构成的火焰。这种火焰氧化性强，燃烧充分、温度高、稳定性低，适用于易电离难氧化元素的测定。

4、气相色谱的定性依据是什么？主要有哪些定性方法？

答：气相色定性分析的目的是确定出色谱图中各色谱峰各是什么物质，进而确定试样组成。由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标。主要的定性方法有：

(1)利用保留值与已知物对照定性：利用保留时间定性和利用峰高增量定性

(2)利用保留值经验规律定性：相对保留值定性和保留指数定性法。

5、液相色谱柱有哪些类型，各种色谱柱应具备基本性能是什么？ 答：液相色谱柱按内径不同可分为常规柱、快速柱和微量柱三类。

（1） 常规柱：按用途不同分为分析型和制备型 两种，分析型的内径为2~5mm ，

填料粒径为5~10μm ，柱长一般为10~30cm ，制备型的内径为40~100mm ，填料粒径为10~50μm ，柱长一般为50~125cm 。

（2） 快速柱：采用3μm 的微型填料，仅用3~5cm 的柱长，选择性略差，但

能显著缩短分析时间节省溶剂。

（3） 微量色谱柱：内径小于2mm ，溶剂消耗量仅为常规分析柱的5%。灵敏

度和选择性高。

四、计算题（24分，4×6分）

1、图谱解析：有一化合物，已知其分子式为C 3H 4O ，其红外光谱图如下，请分析出其可能的结构式。

答：（1）计算其不饱和度： (3?2+2-4)÷2=2 可能为烯，炔及含有羰基的化合物 （2）3300 cm -1 处宽带，羟基

结合 1040 cm -1 处的吸收，可推测含有O-H, 由此可排除含有羰基的可能性

（3）2110 cm -1 处的吸收，可知此化合物有碳碳三键吸收 结合化合物的分子式可知此化合物为 2-丙炔醇

2、NO2-在波长355nm处的ε

355=23.3L·mol-1·cm-1，ε

355

/ ε

302

=2.5， NO3-在波长

355nm处的吸收可忽略，在波长302nm处ε

302

=7.24L·mol-1·cm-1。今有一含有

NO2-和NO3-的试液，用1cm的吸收池测得A

302=1.010，A

355

=0.730。计算试液中NO2-

和NO3-的浓度。

解：属于多组分的定量测定，设硝酸根浓度为C1，亚硝酸根浓度为C2，根据吸光值的加和性和郎伯—比尔定律列出方程得：

355nm处总吸收列方程得:

A355=ε1bC1+εbC2 带入数据得：0.73=0+23.3×1×C2

302nm处总吸收列方程得:

1.010=7.24×1×C1+23.3/

2.5×1×C2

解方程得硝酸根浓度C1=0.099 mol/L，亚硝酸根浓度C2=0.031 mol/L。

3、化合物A 与正二十四烷及二十五烷相混合后注入色谱柱进行试验，测得的调整保留时间为：A 10.20min；正二十四烷9.81min；二十五烷11.56min。计算化合物A的保留指数（I A）。

答：Ii = 100[n +(lg t′R(i) - lg t′R(n))/(lg t′R(n+1) - lg t′R(n))]

I A=100×[24+( lg10.20－lg9.81)/( lg11.56－lg9.81)]

I A=100×[24+0.237]

I A=2423.7

4、分析某试样时，两个组分的相对保留值r2,1=1.11,柱的有效塔板高度H=1mm,需要多长的色谱柱才能分离完全（R=1.5）。

答：n eff=16×R2×[r2,1/(r2,1-1)]2

n eff=16×1.52×[1.11/(1.11-1)]2

n eff=16×2.25×101.8

n eff=3665

n eff=L/H eff

L= n eff×H eff

L= 3665×1mm

L=3665mm

答：需要3665mm的色谱柱才能分离完全