二、综合题1. 有50mL含Ca
2+5.0μg的溶液,用10.0mL二苯硫腙一氯仿溶液萃取(萃取率为100%).在518nm处用1.00cm吸收池测得百分透射比为44.5。计算:(1)质量吸光系数a;(2)摩尔吸光系数ε。(已知M
Ca=40.078g/mol)
A=-lgT=-lg0.445=0.352
2. 液体试样C
8H
7N,IR光谱如下图所示,推测其结构,并指出下列吸收峰由何种基团的何种振动产生(2217cm
-1、1607cm
-1、1580cm
-1、817cm
-1)。
U=6,含一个苯环,一个三键,对位二取代
3. 可见分光光度法测定物质浓度通常受哪些条件的影响?如何选择最佳实验条件?
可见分光光度法测定物质浓度受显色剂及其用量、溶液酸度、测量波长、显色温度、显色时间、共存元素的干扰等因素影响。
选择最佳实验条件的方法为:
测量波长的选择,绘制吸收曲线,选最大吸收波长为测量波长。
显色剂及用量选择,选择显色明显、灵敏度高、干扰小的显色剂。其用量通过实验选择,在固定的酸度、温度、时间条件下改变显色剂用量,显色后测量吸光度,绘制显色剂用量-A曲线,取其吸光度值最大,平坦部分为最佳显色剂用量。
溶液酸度选择,绘制pH-A曲线,取其吸光度值最大,平坦部分为最佳pH。
显色温度、显色时间的选择与酸度选择相似。
4. 比较原子吸收光谱和紫外-可见分光光度计的异同。
相同点:都属于吸收光谱;都服从朗伯-比尔定律;仪器结构相似。
不同点:原子吸收光谱属原子光谱,吸光粒子为基态原子,紫外-可见光谱属分子光谱,吸光粒子为分子;原子吸收光谱采用锐线光源,紫外-可见光谱采用宽带光源。
5. 镍标准溶液的浓度为10μg/mL,精确吸取该溶液0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL,分别放入100mL容量瓶中,稀释至刻度后测得各溶液的吸光度依次为0、0.06、0.12、0.18、0.23。称取某含镍样品0.3125g,经处理溶解后移入100mL容量瓶中,稀释至刻度。在与标准曲线相同的条件下,测得溶液的吸光度为0.15,求该试样中镍的质量分数(mg/kg)。
工作曲线的绘制:
加入10μg/mL镍标液的体积V/mL |
0.00 |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
镍浓度ρ/(μg/mL) |
0.00 |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
吸光度A |
0 |
0.06 |
0.12 |
0.18 |
0.23 |
当A
x=0.15时,从工作曲线上查得ρ
x=0.26。
试样中镍的质量分数ω=0.26×100/0.3125=83.2(mg/kg)
6. 吸取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL浓度为10.0μg/mL的Ni标准溶液,分别置于25mL容量瓶中,稀释至标线,在火焰原子吸收光谱仪上测得数据如下:
VNi/mL | 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 |
A | 0.000 0.112 0.224 0.338 0.450 0.561 |
另称取镍合金试样0.3125g,经溶解后移入100mL容量瓶中,稀释至标线。准确吸取此溶液2.00mL,放入另一25mL的容量瓶中,以水稀释至标线,在与标准曲线完全相同的测定条件下,测得溶液的吸光度为0.269。此试液中镍含量为多少?
V/mL |
0.00 |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
A |
0.000 |
0.112 |
0.224 |
0.338 |
0.450 |
0.561 |
7. 请设计一个实验方案,采用电位法用NaOH标准溶液滴定HCl溶液,求得未知HCl溶液的浓度。(需注明所用仪器设备、实验过程及定量方法等)
所需仪器设备为:酸度计、参比电极(饱和甘汞电极)、指示电极(pH玻璃电极)、电磁搅拌器、搅拌子、滴定管、烧杯等。
实验过程:(1)预热仪器,清洗玻璃仪器;(2)饱和甘汞电极和pH玻璃电极的准备;(3)连接仪器,安装电极; (4)在洗净的滴定管中加入NaOH标准溶液,并将液面调至0.00刻度线上;(5)在烧杯中加入适量的HCl溶液,置于搅拌器上,将处理过的电极对插入溶液中,开启搅拌器,滴加NaOH标准溶液,待pH稳定后读取pH值及滴定剂加入体积,在滴定开始时,每加5mL标准滴定溶液记一次数,然后依次减少体积加入量,在化学计量点(pH突跃)附近,每加0.1mL左右记一次,过化学计量点后再每加0.5mL或1.0mL记录一次,直至电位变化不再大为止。
记录数据:用二阶微商法计算滴定终点体积V
o,根据公式
即可求得未知HCl溶液的浓度。
8. 请用直接电位法测量蜂蜜中还原糖的含量。
用已知过量的Staley-Benedict试剂作氧化剂,将适量样品中的还原糖氧化。为防止空气氧化Cu
2O产生误差,将生成的Cu
2O过滤除去,滤液稀释至一定体积,由铜离子选择标准加入法测定过量的Cu
2+含量。测定方法是:先测定V
x(mL)滤液的黾位值E
1,然后准确加入体积为V
s、浓度为c
s的Cu
2+标准溶液,测定溶液的电位值E
2。如果测得铜离子选择性电极对Cu
2+离子斜率为s,则未知样中未还原的Cu
2+浓度为
式中△E= E
2-E
1 再由不同的标准糖含量得到未还原的CU
2+含量,进而绘得糖含量与未还原Cu
2+含量的标准曲线。根据所测得的试样未还原Cu
2+的含量,利用标准曲线计算出样品中糖的含量。
9. 制成的钙标准工作溶液含钙0.100mg/mL。取一系列不同体积的钙标准工作溶液于50mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻度。将5.00mL天然水样品置于50mL容量瓶中,并以蒸馏水稀释至刻度。上述系列溶液的吸光度的测量结果列于下表,试计算天然水样中钙的含量。
加入钙工作液的体 积V/mL | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
吸光度A | 0.056 | 0.114 | 0.167 | 0.226 | 0.290 |
水样测得吸光度 | 0.157 |
将上表中加入钙工作液的体积换算为浓度:
1.00mL(2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL)×0.100 (mg/mL)/50.00mL=2.00μg/mL
(4.00μg/mL、 6.00μg/mL.8.00μg/mL 10.00μg/mL)
工作曲线如右图:当A
x=0.157时,ρ
x=5.51μg/mL。水样中钙的含量=5.51×50.00/5.00=51.5(μg/mL)
10. 在离子色谱法分析中,提出改善检测灵敏度的四种方法的优缺点。
方法 |
优点 |
缺点 |
检测器的灵敏度设置在 较高灵敏度档 |
最简便 |
增加基线噪声 |
增加进样量 |
简便 |
造成色谱峰平顶或分离度变小 |
使用浓缩柱 |
较清洁样品中痕量成分的测定 |
使分离柱超负荷 |
使用小孔径柱 |
减少了淋洗液的消耗 |
更换色谱柱耗时 |
11. 用火焰原子吸收法测定水样中钙含量时,
的存在会干扰钙含量的准确测定。请说明这是什么形式的干扰,如何消除。
火焰原子吸收法测钙时
的干扰属于化学干扰,是由于形成的磷酸钙在火焰中很难解离,影响了钙的原子化效率,使灵敏度降低。消除的方法有四种:使用高温火焰如氧化亚氮一乙炔火焰;加释放剂(镧盐);加保护剂(EDTA);化学分离。
12. 721型分光光度计的分光系统如何检查?如何维护保养?
分光光度计分光系统的检查是为了校对仪器波长指示的准确性。有如下两种方法:
(1)用c(1/5KMnO4)=0.002mol/L溶液,以水为空白,用1cm比色皿在波长480~580nm中间每隔5nm测一次吸光度(510nm前和540nm后可间隔离10nm),每次改变波长都要调节吸光度的零位。绘出吸收曲线,如测得最大吸收波长在(525±10)nm以内,表示仪器在一般分析工作中可正常使用。
(2)如仪器带有错铷滤光片,用此法检查比较方便。检查方法可按仪器使用说明书进行。
仪器的维护保养:
(1)防震,仪器应安装在牢固的工作台上,周围不能有强震源。
(2)防腐,不能安装在有腐蚀性气体的房间,使用时注意比色皿、架的清洗以防腐蚀。
(3)防潮,房间应干燥,仪器内的干燥剂应及时更换。
(4)防光,避免强光直接照射,安装在半暗室中,仪器加盖红布罩。
13. 六一儿童节前夕,某技术监督局从市场抽检了一批儿童食品,欲测定其中Pb含量,请用你学过的知识确定原子吸收测定Pb含量的试验方案。(包括最佳实验条件的选择、干扰消除、样品处理、定量方法、结果计算)
原子吸收测Pb的最佳实验条件选择:
分析线选择——在Pb的几条分析线上分别测定一定浓度的铁标准溶液,选出吸光度最大者即为最灵敏线作为分析线。
灯电流选择——改变灯电流测量一定浓度的Pb标准溶液,绘制A-I曲线,选择吸光度较大并稳定性好者为最佳灯电流。
燃气流量选择——改变燃气流量测量一定浓度的Pb标准溶液,绘制A-燃气流量曲线,选择吸光度最大者为最佳燃气流量。
燃烧器高度选择——改变燃烧器高度测量一定浓度的Pb标准溶液,绘制A-燃烧器高度曲线,选择吸光度最大者为最佳燃烧器高度。
光谱带宽选择——固定其对他实验条件,改变光谱带宽,测量一定浓度的Pb标准溶液,吸光度最大时所对应的光谱带宽为最佳光谱带宽。
干扰消除:采用标准加入法消除物理干扰,化学干扰。采用背景校正技术(氘灯校正背景或其他方法较正背景)消除背景干扰。
样品处理:称取一定量(质量m)的食品试样,放入100mL烧杯中,加入硝酸、高氯酸,放于电炉上加热至样品转为白色,溶解残渣,定容于VmL的容量瓶中,作为待测试液。
定量方法:标准加入法(或工作曲线法)。取四个V
1mL容量瓶,各加V
2mL的待测液,再加入不同体积的Pb标准溶液,定容上机测定吸光度,画曲线,由曲线与浓度轴的交点查得浓度C
x。
结果计算:样品中Pb的质量分数
14. 某原子吸收分光光度计,测定浓度为0.20μg/mL的钙标准溶液和浓度为0.20μg/mL的镁标准溶液,吸光度分别为0.035和0.089。计算该原子吸收分光光度计测定钙和镁的特征浓度,并比较两个元素灵敏度的高低。
由特征浓度Cc=c×0.0044/A
得Cc(Ca)=0.20×0.0044/0.035=0.025[(μg/mL)/1%]
Cc(Mg)=0.20×0.0044/0.089=0.099[(μg/mL)/1%]
因为Cc(Ca)>Cc(Mg),故测定镁的灵敏度比钙的高。
15. 用氟离子电极测定地下水中的F
-时,取水样100.00mL,加入总离子强度缓冲调节剂,测得化学电池电动势为-125mV,加入1.00mL 0.0100mol/L NaF标准溶液后,测得电动势为-102mV,已知氟离子选择性电极的电极系数S为58.6mV,计算水样中F
-的浓度。
由公式:
16. 说明用邻二氮菲作显色剂测定铁的反应原理和加入各种试剂的作用。
邻二氮菲与Fe2+反应生成稳定的橙色配合物,配合物的ε=1.1×104L/(moL·cm),该方法测定的灵敏度高,选择性好。
加入盐酸羟胺,使Fe3+还原成Fe2+,邻二氮菲作为显色剂,乙酸钠调节溶液酸度,使生成的配合物具有较好的稳定性,并消除干扰。
17. 用原子吸收分光光度法分析水祥中的铜,分析线324.8nm,采用工作曲线法,按下表加入100μg/mL铜标液,用(2+100)硝酸稀释至50mL,测定相应吸光度,分析结果如下表所示。
加入100μg/mL铜标液 的体积/mL | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 |
吸光度 | 0.063 | 0.127 | 0.184 | 0.245 | 0.308 |
另取样品10.00mL于50mL容量瓶中,用(2+100)硝酸定容,测得吸光度为0.137。试计算样品中铜的浓度。
由铜标液加入的体积可计算出其浓度为2.00μg/mL、4.00μg/mL、6.00μg/mL、8.OOμg/mL、10.00μg/mL.
工作曲线见下图。
当A=0.137时,c=4.40μg/mL样品中铜浓度:
ρ(Cu)=4.40×50/10=22.0μg/ml.