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1、.第二章误差和分析数据处理1、指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差?如果是系统误差,请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差,并给出它们的减免方法。答:砝码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换砝码。天平的两臂不等长:系统误差(仪器误差);校正仪器。容量瓶与移液管未经校准:系统误差(仪器误差);校正仪器。在重量分析中,试样的非被测组分被共沉淀:系统误差(方法误差);修正方法,严格沉淀条件。试剂含被测组分:系统误差(试剂误差);做空白实验。试样在称量过程中吸潮:系统误差;严格按操作规程操作;控制环境湿度。化学计量点不在指示剂的变色范围内:系统误差(方法误差);另选指示剂。读取滴定管读数时,最后一位
2、数字估计不准:偶然误差;严格按操作规程操作,增加测定次数。在分光光度法测定中,波长指示器所示波长与实际波长不符:系统误差(仪器误差);校正仪器。在 HPLC测定中,待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠系统误差(方法误差);改进分析方法11、两人测定同一标准试样,各得一组数据的偏差如下:(1)0.3-0.2-0.4 0.2 0.1 0.4 0.0-0.3 0.2-0.3(2)0.1 0.1-0.6 0.2-0.1-0.2 0.5-0.2 0.3 0.1 求两组数据的平均偏差和标准偏差;为什么两组数据计算出的平均偏差相等,而标准偏差不等;哪组数据的精密度高?解:nddddd321n0.241d0.242
3、d.12inds0.281s0.312s标准偏差能突出大偏差。第一组数据精密度高。13、测定碳的相对原子质量所得数据:12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.0111、12.0113、12.0118 及 12.0120。求算:平均值;标准偏差;平均值的标准偏差;平均值在99%置信水平的置信限。解:12.0104inxx0.00121)(2inxxs0.00038nss0.00120.000383.2525.3t92-20.01时,查表置信限fnstnstxu15、解:(本题不作要求),存在显著性差异。得查表8,05.08,05.02
4、1R2121306.222824649.346460008.04602.04620.00008.00008.0%08.04602.0%02.464620.0%20.46tttftSSSSSxx16、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时,产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。分析表明,杂质的平均含量为1.60%。改变反应条件进行试生产,取样测定,共取6次,测定杂质含量分别为:1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52%及 1.40%。问改 变反应条件后,产品中杂质百分含量与改变前相比,有明显差别 吗?(=0.05时)解:.%.nS S.Sxx05306/%13.0/%1301.51%1.
5、7%053.0%60.1%51.1xSxt计查表 2-2,t5,0.05=2.571,t计算 0.1238,结果偏高(3)HCl 浓度比真实浓度低,需要消耗更多的HCl,结果偏低(4)相同质量的碳酸氢钠比碳酸钠消耗的盐酸少,导致消耗盐酸体积减小,盐酸浓度测定.值偏高10、写出下列各体系的质子条件式。解:(1)NH4H2PO4:H+H3PO4=OH-+HPO42-+2PO43-(2)H2SO4(C1)+HCOOH(C2):H+=OH-+HSO4-+2SO42-+HCOO-(3)NaOH(C1)+NH3(C2):H+C1+NH4+=OH-(4)HAc(C1)+NaAc(C2):H+=OH-+Ac-
6、C2(5)HCN(C1)+NaOH(C2):H+C2=OH-+CN-11、写出 H3AsO4MgBr2水溶液的电荷平衡式。解:OH-+H2AsO4-+2HAsO42-=H+2Mg2+=OH-+Br-12、写出c mol/L Zn2Fe(CN)6水溶液的质量平衡式。解:cZn2+=2c Zn2Fe(CN)6=2c Fe(CN)64-+Fe(CN)53-+Fe(CN)42-+Fe(CN)3-+Fe(CN)2+Fe(CN)+Fe2+=c 6Fe(CN)64-+5Fe(CN)53-+4Fe(CN)42-+3Fe(CN)3-+2Fe(CN)2+Fe(CN)+CN-+HCN=6c 15、欲使滴定时消耗0.
7、1mol/LHCl 溶液 2025mL,问应取基准试剂Na2CO3多少克?此时称量误差能否小于0.1%?解:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3 2)(3232CONaHClCONaMcVmV=20mL 时:0.11g21060.1010203CONa32mV=25mL 时:0.13g21060.1010253CONa32m差减称量法两次称量,误差为0.2mg。.称量误差不能小于0.1。16、已知 1mL 某 HCl 标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL,试计算:该HCl 溶液对 NaOH的滴定度该HCl 溶液对 CaO 的滴定度。解:HCl+NaOH=NaCl+H2O 2HC
8、l+CaO=CaCl2+H2O mL0.004793g/0.00437436.540HCl/NaOHTmL0.003355g/0.004374236.556HCl/CaOT17、解:CaCO3 2HCl%2.98%1002500.010454.209.100%100)mmol(454.2)00.131225.0252600.0(21213sHClmnMwnn碳 酸 钙碳 酸钙碳 酸 钙碳 酸 钙18、二元弱酸H2A,已知 pH=1.92 时,H2A=HA-;pH=6.22 时,HA-=A2-。计算:H2A 的pKa1和 pKa2HA-溶液的 pH。解:pKa1=1.92,pKa2=6.22 4
9、.07)p(p21pHa2a1KK第四章酸碱滴定法1、下列各酸,哪些能用NaOH 溶液直接滴定或分步滴定?哪些不能?如能直接滴定,各应采用什么指示剂?(1)甲酸(HCOOH)Ka=1.8 10-4答:cKa10-8,可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂(2)硼酸(H3BO3)Ka1=5.4 10-10.答:cKa110-8,不可以直接滴定。(3)琥珀酸(H2C4H4O4)Ka1=6.9 10-5,Ka2=2.5 10-6答:cKa110-8,cKa2 10-8,但Ka1/Ka2105。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。(4)柠檬酸(H3C6H5O7)Ka1=7.2 10-4,Ka2=1.7 10
10、-5,Ka3=4.1 10-7答:cKa110-8,cKa210-8,cKa310-8但Ka1/Ka2105,Ka2/Ka3105。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。(5)顺丁烯二酸Ka1=1.5 10-2,Ka2=8.5 10-7答:cKa110-8,cKa2 10-8,且Ka1/Ka2104。可以分步滴定。*若要求误差 9)时,测得的 pH 值小于真实值而产生的负误差。酸差:当用 pH 玻璃电极测定 pH1 的强酸性溶液或高盐度溶液时,电极电位与pH 之间不呈线性关系,所测定的值比实际的偏高,这个误差叫做酸差2、金属基电极与膜电极有何区别?金属基电极是以金属为基体,共同特点是电极上有电子
11、交换即氧化还原反应的存在。膜电极即离子选择性电极是以敏感膜为基体,特点是薄膜不给出或得到电子,而是电极膜选择性地使离子渗透和离子交换。3、什么叫盐桥?为什么说它能消除液接电位?盐桥:沟通两个半电池、消除液接电位、保持其电荷平衡、使反应顺利进行的一种装置,内充高浓度的电解质溶液。用盐桥将两溶液连接后,盐桥两端有两个液接界面,扩散作用以高浓度电解质的阴阳离子为主,而其是盐桥中电解质阴阳离子迁移速率几乎相等,所以形成的液接电位极小,在整个电路上方向相反,可使液接电位相互抵消。4试归纳比较各类指示电极和参比电极的组成、电极反应、电极电位。电极电极组成电极反应电极电位金属-金MMn+MneMnnnMMM
12、oazlg0592.0/.属 离 子电极金属-金属 难 溶盐电极M MXnnXMneMXnnXMXspaKzn)(lg0592.0,0惰 性 电极PtOx,RedOx+ne=ReddOxaazRe0lg0592.0膜电极电极膜等离子交换和扩散iazKlg0592.0标 准 氢电极镀铂 黑铂 电极 通氢气)(22gasHeH0 甘 汞 电极Hg Hg2Cl2,KCl(xM)Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+2Cl-Clalg059.00Ag/AgCl电极Ag AgCl,(xM)KCl AgCl+e=Ag+Cl-CloAgAgalg059.0/5简述玻璃电极的基本构造和作用机制。(1)pH
13、玻璃膜电极(硬质、非晶体)的构造软质球状玻璃膜,含 Na2O、CaO 和 SiO2,厚度小于 0.1mm,内部溶液为 pH 6-7(或 4)的膜内缓冲溶液及0.1 mol/L 的 KCL内参比溶液,内参比电极为 Ag-AgCl电极(2)pH 电极响应的机理玻璃电极对H+选择性响应主要与电极膜的特殊组成有关,普通玻璃电极膜.是由固定带负电荷的硅酸晶格组成,在晶格中有体积小、活动能力强的钠离子,溶液中的 H+可进入晶格占据Na+点位,而其他高价阴阳离子不能进出晶格。当内外玻璃膜与水溶液接触时,Na2SiO3晶体骨架中的Na+与水中的 H+发生交换,形成双电层,产生电位差,扩散达动态平衡后达稳定相界
14、电位(膜电位),其膜电位可 用HMaKlg059.0表 达。对 于 整 个 玻 璃 电 极 而 言,电 极 电 位 为C)(25059.0pHK。此式即为采用玻璃电极进行pH 测定的理论依据。6、说明直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测量电池分别是哪种化学电池。直接电位法(离子选择性电极法):选择合适的指示电极和参比电极,浸入待测溶液中组成原电池,测定原电池的电动势或电极电位,利用Nernst 方程直接求出待测物质含量的方法。电位滴定法:根据滴定过程中指示电极的电位或电动势变化确定滴定终点直接电位法、电位滴定法的测量电池为原电池。永停滴定法:把两个相同的惰性电极(铂电极)插入滴定溶液中,在两
15、个电极之间外加一小电压,观察滴定过程中通过两个电极间的电流突变,根据电流的变化情况确定滴定终点。永停滴定法的测量电池为电解池。7离子选择电极有哪些类型?简述它们的响应机理。1976 年,IUPAC根据膜的特征,将离子选择性电极分为以下几类:(1)原电极:晶体膜电极(均相膜电极、非均相膜电极)、非晶体膜电极(刚性基质电极、液.膜电极)(2)敏化电极:气敏电极、酶(底物)电极电极膜浸入外部溶液时,膜内外有选择响应的离子,通过交换和扩散作用在膜两侧建立电位差,达平衡后即形成稳定的膜电位外参比电极被测溶液(ai 未知)内充溶液(ai 一定)内参比电极内外参比电极的电位值固定,且内充溶液中离子的活度也一
16、定,则离子选择电极膜电位为阳离子膜anFRTKlg阴离子膜anFRTKlg8为什么要使用“总离子强度调节缓冲剂(TISAB)”?它有哪些作用?离子选择电极的测量方法有哪些?测定过程中由于试样组成不固定,且基质复杂,变动性大,活度系数K不稳定,给测定结果造成影响,可加入TISAB消除影响。TISAB为不含被测离子、不污损电极的浓电解质液;由pH 缓冲剂、掩蔽干扰离子的掩蔽剂组成。TISAB的作用(1)保持较大且相对稳定的离子强度,使活度系数恒定;(2)维持溶液在适宜的pH范围内,满足离子电极要求;(3)掩蔽干扰离子。离子选择电极的测量方法有两次测量法、标准曲线法、标准加入法。9图示并说明电位滴定
17、法及各类永停滴定法如何确定滴定终点。.10、是否能用普通电位计或伏特计测量参比电极和PH 玻璃电极所组成电池的电动势?简述原因。玻璃电极的内阻很大(50500MQ),用其组成电池,在测量电动势时,只允许有微小的电流通过,否则会引起很大的误差。如玻璃电极内阻R=100MQ 时,若使用一般灵敏检流计(测量中有 10-9 A 电流通过),则产生相当于 1.7pH 单位的误差;而用电子电位计时,测量中通过电流很小,只产生相当于0.0017pH 单位的误差。可见,测定溶液pH 必须在专门的电子电位计上进行。11计算下列电池电动势,并标明电极的正负。(1)ZnZnSO4(0.100mol/L)AgNO3(
18、0.010mol/L)Ag(已知Zn/Zn2=0.763V,Ag/Ag=+0.80V)(2)PbPbSO4(固),K2SO4(0.200mol/L)Pb(NO3)2(0.100mol/L)Pb(已知Pb/Pb2=0.126V,Ksp(PbSO4)=2.0 108)VEZnZnZnAgAgAgZnZnAgAg474.1)7915.0(682.0)100.0lg2059.0763.0()010.0lg059.080.0()lg2059.0()lg059.0()1(222/左右.242OCVPbSOKspESOPbPbPbPbPbPbPbPbPbPbPbPbPbSOPbPb180.0)200.010
19、6.1lg2059.0126.0()100.0lg2059.0126.0()(lg2059.0()lg2059.0()lg2059.0()lg2059.0()2(84/24222222242左右12将 pH 玻璃电极与饱和甘汞电极浸入pH=6.86的标准缓冲溶液中,测得电动势为 0.352V;测定另一未知试液时,测得电动势为0.296V。计算未知试液的pH。91.5059.0352.0296.06.86059.0SXSXEEpHpH13 某钙离子选择电极的选择系数KCa2+,Na+=0.0016,测定溶液中 Ca2+离子的浓度,测得浓度值为 2.8 10-4mol/L,若溶液中存在有 0.15
20、mol/L 的 NaCI,计算:由于 NaCl 的存在,产生的相对误差是多少?若要使相对误差减少到2以下,NaCl 的浓度不能大于多少?89.12108.215.00016.0100%41/2xnnYYXaaKCCYX,若要使相对误差减少到2以下,则100108.20016.0100241/2xxnnYYXCaaKYX,解得 NaCl 的浓度不能大于 0.059mol/L 14用下列电池按直接电位法测定草酸根离子浓度。AgAgCl(固)KCl(饱和(未知浓度)Ag2C2O4(固)Ag(1)推导出 pC2O4与电池电动势之间的关系式(Ag2C2O4的溶度积 Ksp=2.95 1011)(2)若将
21、一未知浓度的草酸钠溶液置入此电解池,在25测得电池电动势为.0.402V,Ag-AgCl 电极为负极。计算未知溶液的pC2O4值。(已知AgCl/Ag=+0.1990V,Ag/Ag0.7995V)424211/2059.04889.02059.0)1095.2lg(2059.07995.0lg2059.0lg2059.0lg059.0lg059.0242242422OpCOpCKKOCspAgAgOCspAgAgAgAgAgAgOCAg4242/2059.02899.01990.02059.04889.0lg059.0422OpCOpCEAgAgAgAgAgAgAgAgOCAg80.32059
22、.02899.0402.04242OpCOpC15自发电池 Hg Hg2Cl2(s),Cl(饱和)Mn+M。在 25时,测得电动势为0.100V,如将 Mn+浓度稀释 50 倍,电池电动势下降为0.050V,金属离子 Mn+的电荷 n 为何值?电池电动势/HgHg/2MMnE)(100.0)lg059.0/HgHg/2VCnEnnMMM前稀释前)(050.0)50lg059.0/HgHg/2VCnEnnMMM后稀释后050.0100.0)50lg(lg059.0nnMMCCn两式相减2n050.050lgn0.05916用氟离子电极测定饮用水中F一含量时,取水样20.00ml,加总离子强度调节
23、缓冲液 20.00ml,测得电动势为140.0mV;然后在此溶液中加入浓度为1.00 10-2mol/L 的氟标准溶液 1.00m1,测得电动势为 120.0mV。若氟电极的响应斜.率为 58.5mV/pF,求饮用水中 F一的浓度。mV201401205.58303.21EmVFRTS解20)00.4000.20lg5.58()1401000.100.20lg5.58(221XXCKCKEEECx=3.99 10-4mol/L mV201401205.58303.22EmVFRTS解mol/L1099.3)1404010(14000.1100.14020)10(40204020415.58/2
24、021/sxxsEsxssFxVVVVVVCCC17、下列电池的电动势为0.460V,计算反应 M2+4Y-MY42生成配合物 MY42的 稳 定 常数 KMY42。(M2+/M=+0.0221V)。M M2+(0.0400mol/L),Y(0.400mol/L)SHE(标准氢电极)。(mol/L)1055.4342.16lglg2059.00221.0460.0:lg2059.0(000.0172222/22MMMMEMMMMSHE解得即由配合平衡知:1741742241065.2)40400.0400.0(1055.40400.024YMMYKMY18用电位滴定法测定某药物的含量,在接近化
25、学计量点时得到如下数据,试分别用 E-V 曲线法和内插法求其终点时滴定剂的体积。V(ml)29.90 30.00 30.10 30.20 30.30 30.40 30.50 E(mV)240 250 266 526 666 740 750.29.930.030.130.230.330.430.5300400500600700E(mV)V(ml)V(ml)E(mV)E V E/V V)(VEV)22VE29.9 240 10 0.1 100 29.95 60 0.1 600 30.0 250 16 0.1 160 30.05 30.1 266 2440 0.1 24400 260 0.1 260
26、0 30.15 30.2 526 1200 0.1 12000 140 0.1 1400 30.25 30.3 666 660 0.1 6600 74 0.1 740 30.35 30.4 740 640 0.1 6400 10 0.1 100 30.45 30.5 750(30.20 30.10):(12000 24400)=(X 30.10):(0 24400)解 得X=30.17 mL.19 为 测 定 下 列 吡 啶 与 水 之 间 的 质 子 转 移 反 应 的 平 衡 常 数,C5H5N H2OC5H5NHOH安装以下电池Pt,H2(0.200 大气压)C5H5N(0.189mol
27、/L)Hg2Cl2(饱和)Hg C5H5NHCl(0.0536mol/L)KCl(饱和)若 25时,电池电动势为0.563V,上列反应的平衡常数Kb为多少?bwwbKNHCKNHHCHNHCHKNHHCNHCOHNHHCK555555555555氢电极反应:2 H+2eH2222/222/lg2059.0lg2059.0HHHHPHPHHHbwHSCEHSCEHSCEHHSCEKNHCKNHHCPHPPHElg059.0lg2059.0lg059.0lg2059.0lg2059.055552/2222bK189.01000.10536.0lg059.0200.0lg2059.02412.056
28、3.01491081.18742.0lgbbKK20下面是用 NaOH 标准溶液(0.1250mol/L)滴定 50.00ml 某一元弱酸的部分数据表。.体积(ml)0.00 4.00 8.00 20.00 36.00 39.20 pH 2.40 2.86 3.21 3.81 4.76 5.50 体积(ml)39.92 40.00 40.08 40.80 41.60 pH 6.51 8.25 10.00 11.00 11.24(1)绘制滴定曲线;(2)绘制 pH/V-V曲线;(3)绘制2pH/V2-V 曲线;(4)计算该酸溶液的浓度;(5)计算弱酸的离解常数Ka。(0.1000mol/L,1.
29、57 104)05101520253035404534567891011pHV(ml)051015202530354004812162024pH/VV(ml)0510152025303540-45-30-150153045pV2V(ml)(2)V(ml)pH pH V pH/V V)(VpHV)22VpH0.00 2.40 0.46 4.00 1.15 2.00-1.06 4.00-0.27 4.00 2.86 0.34.00 0.0875 6.00.8.00 3.21 5-0.04 12.00-0.0033 0.60 12.00 0.05 14.00 20.00 3.81 0.01 14.0
30、0 0.00071 0.95 16.00 0.06 28.00 36.00 4.76 0.17 9.6 0.018 0.74 3.20 0.23 37.60 39.20 5.50 0.87 1.96 0.44 1.01 0.92 1.10 39.56 39.92 6.51 20.4 0.40 51 1.72 0.08 21.50 39.96 40.00 8.23 0.63 0.08 7.87 1.77 0.08 22.13 40.04 40.08 10.00 20.73 0.40-51.82 1.00 0.72 1.40 40.44 40.80 11.00 1.1 0.76-1.45 0.24
31、 0.80 0.3 41.20 41.60 11.24(40.0839.92):(51.8251)=(VX39.92):(051)解得 VX=40.00 mL Cx=CNaOH Vx/V酸=0.1250 40.00/50.00=0.1000 mol/L 由半中和点体积 20.00ml 对应的 pH 即为该酸的 pKa 值,因此.有pKa=3.81 Ka=1.57 10-421农药保棉磷(C12H16O3PS2N3=345.36)在强碱性溶液中按下式水解。OHCOO其他产物C12H16O3PS2N3NH2水解产物邻氨基苯甲酸,在酸性介质中可用NaNO2标准溶液进行重氮化滴定。COOHNH2 Na
32、NO2 2HClCOOHN2Cl NaCl 2H2O滴定终点以永停滴定法指示。今称取油剂试样0.4510g,置于 50ml 容量瓶中,溶于苯,并用苯稀释至刻度,摇匀。移取溶液10.00ml 置于 200ml 分液漏斗中,加入 20ml KOH 溶液(1mol/L)水解,待水解反应完全后,用苯或氯仿萃取分离掉水解反应生成的干扰物质。将水相移入200ml 烧杯中,插入两支铂电极,外加50mV 电压,用 0.01010mol/L的 NaNO2滴定,测量部分数据如下表:NaNO2体 积(ml)5.00 10.00 15.00 17.50 18.50 19.50 20.05 20.10 20.15 电流
33、(109A)1.3 1.3 1.4 1.4 1.5 1.5 30.0 61.0 92.0 求保棉磷的百分含量。(76.96%)46810121416182022020406080100I/10-9AV/ml电流增加实验点连线与体积轴交于Vsp=20.00 ml,即为滴定终点消耗NaNO3标.准溶液的体积。77.35%100%10.0010000.451050.00345.360.0101000.02%保棉磷紫外可见分光光度法思 考 题 和 习 题1名词解释:吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。吸光度:指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线
34、通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数,用来衡量光被吸收程度的一个物理量。吸光度用 A 表示。透光率:透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。吸光系数:单位浓度、单位厚度的吸光度摩尔吸光系数:一定波长下 C 为 1mol/L,l 为 1cm 时的吸光度值百分吸光系数:一定波长下 C 为 1%(w/v),l 为 1cm 时的吸光度值发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构单元,含有非键轨道和 n 分子轨道的电子体系,能引起*跃迁和 n *跃迁,.助色团:一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团,如-OH、-NH3、-SH 及一些卤族元素等。这些基团中都含有孤对电子,它们能与生色
35、团中 n 电子相互作用,使*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。红移和蓝移:由于化合物结构变化(共轭、引入助色团取代基)或采用不同溶剂后,吸收峰位置向长波方向的移动,叫红移(长移);吸收峰位置向短波方向移动,叫蓝移(紫移,短移)2什么叫选择吸收?它与物质的分子结构有什么关系?物质对不同波长的光吸收程度不同,往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。由于各种物质分子结构不同,从而对不同能量的光子有选择性吸收,吸收光子后产生的吸收光谱不同,利用物质的光谱可作为物质分析的依据。3电子跃迁有哪几种类型?跃迁所需的能量大小顺序如何?具有什么样结构的化合
36、物产生紫外吸收光谱?紫外吸收光谱有何特征?电子跃迁类型有以下几种类型:*跃迁,跃迁所需能量最大;n *跃迁,跃迁所需能量较大,*跃迁,跃迁所需能量较小;n *跃迁,所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内,配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线,为分子光谱,属于连续的带状光谱,是以波长或波数为横坐标,以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上,一般都有.一些特征值,如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。4Lambert-Beer定律的物理意义是什么?为什么说Beer 定
37、律只适用于单色光?浓度 C 与吸光度 A 线性关系发生偏离的主要因素有哪些?朗伯比耳定律的物理意义:当一束平行单色光垂直通过某溶液时,溶液的吸光度 A 与吸光物质的浓度c及液层厚度 l 成正比。Beer 定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。物质对不同的单色光选择吸收,具有不同的吸收能力,非单色光吸收强弱与物质的浓度关系不确定,不能提供准确的定性定量信息。浓度 C 与吸光度 A 线性关系发生偏离的主要因素(1)化学因素:溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer 定律。减免:选择合适的测定条件和测定波长
38、(2)光学因素:非单色光的影响。减免:选用较纯的单色光;选max 的光作为入射光杂散光的影响。减免:选择远离末端吸收的波长测定散射光和反射光:减免:空白溶液对比校正。非平行光的影响:减免:双波长法(3)透光率测量误差:仪器的噪音(电路元件性能不稳定造成的读数的波动)减免:控制适宜的吸光度(读数范围),使 0.2A 主成分吸收 与纯品比 E,光谱变形9为什么最好在max处测定化合物的含量?根据 Beer 定律,物质在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系。因此,只要选择一定的波长测定溶液的吸光度,即可求出浓度。选被测物质吸收光谱中的吸收峰处,特别是在max处,可以提高测定灵敏度并减少测定误差。被
39、测物如有几个吸收峰,可选不易有其它物质干扰的,较高的吸收峰。10说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择1和2?.原理:a 与 b 两种物质的吸收光谱完全重叠,欲消除 b 组分的干扰直接测定a 组分。首先要选择采用两个测定波长1 和 2,测出在两波长处的吸光度,依据吸光度的加和性列式,然后计算混合物在两个波长1 和 2 处的总吸光度的差值 A 来求算出待测组分a 的含量。优点:该方法测混合物时,可不经分离直接测定待测组分。选择两个测定波长的原则1)使干扰组分(待消除组分)在这两个波长具有相同的吸光度A1b、A2b;2)使待测组分 a 这两个波长 Aa 足够大。11说明导数光谱的特点。(1)导数光
40、谱的零阶光谱极小和极大交替出现,有助于对吸收曲线峰值的精确测定。(2)零阶光谱上的拐点,在奇数阶导数中产生极值,在偶数阶导数中通过零。这对肩峰的鉴别和分离很有帮助。(3)随着导数阶数增加,极值数目增加(极值导数阶数十1),谱带宽度变小,分辨能力增高,可分离和检测两个或者以上重叠的谱带。(4)分子光谱中。往往由于相邻吸收带的重叠使吸收曲线产生峰位移动,峰形不对称。出现肩峰等现象、可因相邻吸收带的强弱差别不同,相隔距离远近以及相重叠的部分多少而变化,这冲变化,有时在吸收光谱曲线上的表现可以是很微弱而不易辨别的。而在导数图上则有明显的表现。12以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带,并指出各吸收带
41、在紫外可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。.(1)R带:由含杂原子的不饱和基团的n *跃迁产生,如 CO;CN;NN,其 200400nm,强度较弱 200nm,104。(3)B 带:苯环本身振动及闭合环状共轭双键-*跃迁而产生的吸收带,是芳香族化合物的主要特征吸收带,其 256nm,宽带,具有精细结构;200。(4)E 带:由苯环环形共轭系统的*跃迁产生,也是芳香族化合物的特征吸收带其中 E1带 180nm,max104(常观察不到),E2带 200nm,max=7000。(5)电荷转移吸收带:有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁。其 范围宽,104。(6)配位体场吸
42、收带:配合物中心离子d-d 或 f-f 跃迁产生。可延伸至可见光区,102。13卡巴克洛的摩尔质量为236,将其配成每 100ml 含 0.4962mg 的溶液,盛于 1cm 吸收池中,在max为 355nm 处测得 A 值为 0.557,试求其1%cm1E及 值。(1%cm1E=1123,=2.65104)4%113%11%111065.21123102361011231104962.0557.0cmcmcmEMClAEClEA14称取维生素 C 0.05g 溶于 100ml 的 0.005mol/L 硫酸溶液中,再准确量取此溶液 2.00ml 稀释至 100ml,取此溶液于 1cm 吸收池
43、中,在max245nm 处测得 A值为 0.551,求试样中维生素 C 的百分含量。(1%cm1E245nm=560)(98.39%).100560.0557.0%100%100560.0100100.0560(g/100ml)00100.000.21000500.0%11sxsxscmsxAACCClEAC样15某试液用 2.0cm 的吸收池测量时 T=60%,若用 1.0cm、3.0cm 和 4.0cm 吸收池测定时,透光率各是多少?(T2=77.46%,T3=46.48%,T4=36.00%).0%634436.041109.0lg,0.4.5%643327.031109.0lg,0.3
44、77.5%1109.011109.0lg,0.11109.00.260.0lglg,0.2lg411311TTcmlTTcmlTTcmllTECcmlEClTA由公式16有一标准 Fe3+溶液,浓度为 6 g/ml,其吸光度为 0.304,而试样溶液在同一条件下测得吸光度为0.510,求试样溶液中 Fe3+的含量(mg/L)。(10.07 g/ml)(mg/L)1.10g/ml1.10304.000.6510.0%11%11标标样样标样标样标样ACACCClCElCEAAcmcm17将 2.481mg 的某碱(BOH)的苦味酸(HA)盐溶于 100ml 乙醇中,在 1cm 的吸收池中测得其38
45、0nm 处吸光度为 0.598,已知苦味酸的摩尔质量为229,求该碱的摩尔质量。(已知其摩尔吸光系数为 2 104)(M=619)61917602602101229110481.2598.01000.21034%112BOHMBBMEOHBAHABOHcm.18 有一化合物在醇溶液中的max为 240nm,其 为 1.7 104,摩尔质量为 314.47。试问配制什么样浓度(g/100ml)测定含量最为合适。(3.70 1041.48 103,最佳 8.03 104)吸光度在 0.20.7 之间时为分光光度法的最适宜范围。设l=1cm g/100ml103.1107.3:(g/100ml)10
46、3.115417.0(g/100ml)107.315412.054147.31410107.110444241%11%114%11故最适宜浓度范围为上限下限CClEACClEAMEcmcmcm19 金属离子 M+与配合剂 X 形成配合物 MX,其它种类配合物的形成可以忽略,在 350nm处 MX 有强烈吸收,溶液中其它物质的吸收可以忽略不计。包含0.000500mol/L M+和 0.200mol/L X的溶液,在 350nm 和 1cm 比色皿中,测得吸光度为 0.800;另一溶液由 0.000500mol/L M+和 0.0250mol/L X组成,在同样条件下测得吸光度为0.640。设前
47、一种溶液中所有M+均转化为配合物,而在第二种溶液种并不如此,试计算MX 的稳定常数。(K稳=163)5.162)000400.00250.0()000400.0000500.0(000400.0000400.011600640.016001000500.0800.02211XMMXKlAClCAClA稳20K2CrO4的碱性溶液在372nm 有最大吸收。已知浓度为3.00 105mol/L 的K2CrO4碱性溶液,于1cm 吸收池中,在 372nm 处测得 T=71.6%。求(a)该溶液吸光度;(b)K2CrO4溶液的max;(c)当吸收池为 3cm 时该溶液的 T%。(A=0.145,max
48、=4833,T=36.73%).%7.631010483311000.3145.0145.0716.0lglg31000.348335max5ClTClATA21精密称取 VB12对照品 20mg,加水准确稀释至1000ml,将此溶液置厚度为1cm 的吸收池中,在361nm 处测得其吸收值为0.414,另有两个试样,一为VB12的原料药,精密称取20mg,加水准确稀释至1000ml,同样在 l=1cm,361nm 处测得其吸光度为0.400。一为 VB12注射液,精密吸取1.00ml,稀释至 10.00ml,同样测得其吸光度为0.518。试分别计算 VB12原料药及注射液的含量。(原料药=96
49、.62%,注射液含量 0.250mg/ml)mg/ml250.01.0101207518.010110%6.96%100100.20101207400.0%100100.20100100020711001000100.20414.033%1133%113%11lEAlEAClAEcmcmcm注射液原料药对标示量22有一 A 和 B 两化合物混合溶液,已知A 在波长 282nm 和 238nm 处的吸光系数1%cm1E值分别为 720 和 270;而 B 在上述两波长处吸光度相等。现把A 和 B混合液盛于 1.0cm 吸收池中,测得max282nm 处的吸光度为 0.442;在max238nm处
50、 的 吸 光 度 为0.278,求A化 合 物 的 浓 度(mg/100ml)。(0.364mg/100ml)mlmgmlgCClCEEAAAAAAAAAAaaaanmanmanmanmbanmbanmbnmanmbanmbnmanmbanm100/364.0100/000364.0)270720(278.0442.0)(278.0442.0238282238282238282238238238282282282两式相减.23配制某弱酸的HCl 0.5mol/L、NaOH 0.5mol/L和邻苯二甲酸氢钾缓冲液(pH=4.00)的三种溶液,其浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。在max=