发布时间 : 星期五 文章分析化学下册武汉大学等编（第五版）作业参考答案更新完毕开始阅读01d9d47752ea551811a68744
《仪器分析》作业参考答案
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
波长范围 101 ～ 10nm 200 ～ 750nm 200 ～ 750nm 0.75 ～ 50μm 50 ～ 1000μm
－
能量范围/eV 1.26×106 ～1.2×102
6～1.7 6～1.7 1.7～0.02 －－
2×102～4×107
第10章 吸光光度法（上册）
2、某试液用2cm吸收池测量时，T=60%。若改用1cm或3cm吸收池，T及A等于多少？ 参考答案：
因所用试液未变，即εc为常数。而A2cm = －lgT = －lg0.60 = 0.222 根据 A = －lgT =εbc 知
A1cm?b1cm1 lgT1cm = －0.111 T1cm = 77% A2cm??0.222?0.111b2cm2b3cm3 lgT1cm = －0.333 T1cm = 46% A2cm??0.222?0.333b2cm2 A3cm?
－－
6、配制一系列溶液，其中Fe2+含量相同（各加入7.12×104mol·L1Fe2+溶液2.00mL），分别加入不同
－－
体积的7.12×104mol·L1的邻二氮菲(Phen)溶液，稀释至25mL，后用1cm吸收池在510nm处测得吸光度如下：
Phen溶液的体积V/mL A
2.00 0.240
3.00 0.360
4.00 0.480
5.00 0.593
6.00 0.700
8.00 0.720
10.00 0.720
12.00 0.720
求络合物的组成。 参考答案：
以Phen体积为横坐标，A为纵坐标作图。
0.80.6A0.40.22468V/mL1012
从图形可知，在Phen溶液的体积为6.00mL时，图形有明显的转折，转折点对应的Fe2+与Phen的浓度比为1∶3，所以Fe2+与Phen络合物的组成比为1∶3，即形成络合物组成为Fe(Phen)32+。
－－
7、1.0×103 mol·L1的K2Cr2O7溶液在波长450 nm和530 nm处的吸光度A分别为0.200和0.050。
－－
1.0×104mol·L1的KMnO4溶液在450nm处无吸收，在530nm处的吸光度为0.420。今测得某K2Cr2O7和KMnO4的混合溶液在450nm和530nm处的吸光度分别为0.380和0.710。试计算该混合溶液中K2Cr2O7和KMnO4的浓度。假设吸收池厚度为10mm。 参考答案：
对于K2Cr2O7：
?450?A4500.200?1?1 ??200L?mol?cm?3bcK2Cr2O71?1.0?10
?530?A5300.050?1?1 ??50L?mol?cm?3bcK2Cr2O71?1.0?10对于KmnO4： ?'530'A5300.4203?1?1???4.2?10L?mol?cm ?4bcKMnO41?1.0?10对于混合溶液，因各物质的吸光度具有加和性，由题意得： 所以
0.380?200?1?cK2Cr2O70.710?50?1?cK2Cr2O7?4.2?10?1?cKMnO73
cK2Cr2O7?1.9?10?3mol?L?1cKMnO7?1.46?10mol?L?4?1
－
9、以示差吸光光度法测定KMnO4溶液的浓度，以含锰10.0mg·mL1的标准溶液作参比溶液，其对水的透射比为T = 20%，并以此调节透射比为100%，此时测得未知浓度KMnO4溶液的透射比Tx = 40.0%，计算KMnO4的质量浓度。 参考答案：
以水作参比时，标准溶液的吸光度As为 As =－lgT =－lg0.200 = 0.699 示差法测定时，试液的吸光度Ax为
Ax =－lgTx =－lg0.400 = 0.398
设标准溶液中锰浓度为cx，试液与标准溶液中锰的浓度差为⊿c，则
所以
?c??cAx ?csAscsAx10.0?0.398??5.69mg?mL?1 As0.699则KMnO4的质量浓度为
－
cx = cs +⊿c = 10.0 + 5.69 = 15.7mg·mL1
第9章 紫外可见吸光光度法
9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外-可见吸收光谱中反映出来？
参考答案：有机化合物可能的跃有：σ→σ*、σ→π*、π→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*。
在紫外-可见吸收光谱中反映出来的跃迁类型有：π→σ*、π→π*、n→π*及电荷转移跃迁。
9-9 单光束、双光束、双波长分光光度计在光路设计上有什么不同？这几种类型的仪器分别由哪几大部件组成？
参考答案：（1）单光束分光光度计：经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定；
（2）双波长分光光度计：由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（λ1和λ2）的单色光，利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池；
（3）双光束分光光度计：在单色器的后面放置切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。
三种分析仪器均由：光源、单色器、试样池（吸收池）、检测器和信号指示系统五部分组成。
9-16 已知亚异丙基丙酮(CH3)2C=CHCOCH3在各种溶剂中实现n→π*跃迁的紫外光谱特征如下：
溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水 λmax/nm 335 320 312 300
－－
25 93 93 112 εmax/(L·mol1·cm1)
假定这些光谱的移动全部由与溶剂分子生成氢键所产生，试计算在各种极性溶剂中氢键的强度
－
（kJ·mol1）。
参考答案：由于亚异丙基丙酮在极性溶剂中程度时，其中C=O的π电子可以与溶剂分子形成氢键，当n电子实现n→π*跃迁时，氢键也随之断裂。吸收波长（335nm）的部分能量是用来破坏氢键，而在非极性溶液中，未形成氢键，也就无需破坏氢键，它所相应的能量全部用来实现跃迁。因此，在两种溶液中所需能量的差值相当于形成氢键的强度。
所以，1mol的亚异丙基丙酮在溶剂中的能量和氢键强度分别为：
溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水
能量/kJ·mol1 E?－
－
hc? 356.89
373.62 16.73
383.33 26.44
398.67 41.78
氢键强度/ kJ·mol1 Ei－E环已烷
第4章 原子吸收光谱法
4-4 简述原子吸收光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点。
参考答案：在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下，当采用锐线光源时，溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系。这就是原子吸收光谱定量分析的依据。
常用两种方法进行定量分析：
（1）标准曲线法：该方法简便、快速，但仅适用于组成简单的试样。
（2）标准加入法：该方法适用于试样组分未知的情况，不适合于曲线斜率过小的情况。 4-5 原子谱线变宽的主要因素有哪些？对原子吸收光谱分析有什么影响？
参考答案：其主要因素影响分别如下：
① 自然宽度：原子吸收线的自然宽度与激发态的平均寿命有关，激发态的原子寿命越长，则
－－
吸收线的自然宽度越窄，其平均寿命约为108s数量级，一般来说，其自然宽度为105nm数量级；
② 多普勒变宽：是由于原子无规则的热运动而产生的，故又称为热变宽。多普勒变宽随着原子与光源相对运动的方向而变化，基态原子向着光源运动时，它将吸收较长波长的光，反之，原子离开光源方向运动时，它将吸收较短波长的光，由于原子无规则的热运动将导致吸收张变宽，多普
－－
勒变宽的程度大约为104～103nm，原子化温度越高，多普勒变宽越严重；
③ 洛仑兹变宽：被测原子与其他原子或分子相互碰撞，使其基态能级稍有变化，从而导致吸收线变宽；
④ 霍尔兹马克变宽：被测元素激发态原子自身的相互碰撞而引起的变宽； ⑤ 场致变宽：
⑥ 自吸变宽：谱线变宽将使吸光度下降，使测定结果偏小。