仪器分析习题课后答案.pdf

《仪器分析习题课后答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析习题课后答案.pdf（68页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第 一 章 绪 论 第 二 章 光 学 分 析 法 导 论 第 三 章 紫 外-可 见 吸 收 光 谱 法 第 四 章 红 外 吸 收 光 谱 法 第 五 章 分 子 发 光 分 析 法 第 六 章 原 子 发 射 光 谱 法 第 七 章 原 子 吸 收 与 原 子 荧 光 光 谱 法 第 八 章 电 化 学 分 析 导 论 第 九 章 电 位 分 析 法 第 十 章 极 谱 分 析 法 第 十 一 章 电 解 及 库 仑 分 析 法 第 十 二 章 色 谱 分 析 法 第 一 章 绪 论 1.解 释 下 列 名 词：(1)仪 器 分 析 和 化 学 分 析；(2)标 准 曲 线 与 线 性

2、范 围；(3)灵 敏 度、精 密 度、准 确 度 和 检 出 限。答：（1）仪 器 分 析 和 化 学 分 析：以 物 质 的 物 理 性 质 和 物 理 化 学 性 质（光、电、热、磁 等）为 基 础 的 分 析 方 法，这 类 方 法 一 般 需 要 特 殊 的 仪 器，又 称 为 仪 器 分 析 法；化 学 分 析 是 以 物 质 化 学 反 应 为 基 础 的 分 析 方 法。（2）标 准 曲 线 与 线 性 范 围：标 准 曲 线 是 被 测 物 质 的 浓 度 或 含 量 与 仪 器 响 应 信 号 的 关 系 曲 线；标 准 曲 线 的 直 线 部 分 所 对 应 的 被 测 物

3、 质 浓 度（或 含 量）的 范 围 称 为 该 方 法 的 线 性 范 围。（3）灵 敏 度、精 密 度、准 确 度 和 检 出 限：物 质 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；精 密 度 是 指 使 用 同 一 方 法，对 同 一 试 样 进 行 多 次 测 定 所 得 测 定 结 果 的 一 致 程 度；试 样 含 量 的 测 定 值 与 试 样 含 量 的 真 实 值（或 标 准 值）相 符 合 的 程 度 称 为 准 确 度；某 一 方 法 在 给 定 的 置 信 水 平 上 可 以 检 出

4、被 测 物 质 的 最 小 浓 度 或 最 小 质 量，称 为 这 种 方 法 对 该 物 质 的 检 出 限。2.对 试 样 中 某 一 成 分 进 行 5次 测 定，所 得 测 定 结 果（单 位 用 mLT）分 别 为 0.36,0.38,0 3 5,0.37,0.39o（1）计 算 测 定 结 果 的 相 对 标 准 偏 差；（2）如 果 试 样 中 该 成 分 的 真 实 含 量 是 0.38/gmLT,试 计 算 测 定 结 果 的 相 对 误 差。解：（1）测 定 结 果 的 平 均 值-=0.36+0.38+0.35+0.37+0.39=Q 3 7咫 m L标 准 偏 差E(X

5、)2)(0.36-0.37)2+(0.38-0.37)2+(0.35-0.37)2+(0.37-0.37)2+(0.39-0.37)2-V-0.0158pg-mU相 对 标 准 偏 差 丫*。=喏 x（2）相 对 误 差 叱 幻。=岂 餐 X i。-。3.用 次 甲 基 蓝-二 氯 乙 烷 光 度 法 测 定 试 样 中 硼 时，为 制 作 标 准 曲 线，配 制 一 系 列 质 量 浓 度 生（单 位 网 L）分 别 为 0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0的 标 准 溶 液，测 得 吸 光 度 A 分 别 为 0.140,0.160,0.280,0.380,0.410,0.540

6、。试 写 出 该 标 准 曲 线 的 一 元 线 性 回 归 方 程，并 求 出 相 关 系 数。解：7电=（.5+L+2O+3-0+4.0+5.0）?gR=2.58叫-L6（0.140+0.160+0.280+0.380+0.410+0.540）_y=A=-=U.31 o6已 知 线 性 回 归 方 程 为 y=a+hx其 中 Z（%-x）（y 一 y）b=-（为 一“i=lE（P B,-2.58）（4-0.318）_LZ1_宜(。母-2.58)2/=1=0.088a=y-b x=0,092.一 元 线 性 回 归 方 程 为 y=0.092+0.088xoZ（项-x）（y,y）代 入 数

7、据 可 求 得 相 关 系 数 r=1=1-=0.9911 或（王 一 九 这（y.一 3=1 i=_%|=0.9911。4.下 面 是 确 定 某 方 法 测 定 铁 的 检 出 限 的 一 组 数 据：空 白 信 号（相 对 单 位）为 5.6,5.8,6.2,5.2,5.3,5.6,5.7,5.6,5.9,5.6,5.7;10 ng mL-1 铁 标 准 溶 液 信 号（相 对 单 位）为 10.6,10.8,1 0 6 试 计 算 此 方 法 测 定 铁 的 检 出 限。203.1 5.6+5.8+6.2+5.2+5.3+5.6+5.7+5.6+5.9+5.6+5.7/解 Xb=-=5

8、.652(%一 工。)2“十,=0.27Y n-lxL-Xb+ksb-5.65+3x0.27=6.46检 出 限 0=%二&=9S S,-(10.6+10.8+10.6)-5.65其 中 S=-=0.502/(ng-mU)dp(10-0g m r1该 方 法 测 定 铁 的 检 出 限 为 D=一 3：027=.6i g.成 人 0.502/(跖 1)第 二 章 光 学 分 析 法 导 论 解 释 下 列 名 词：(1)原 子 光 谱 和 分 子 光 谱；(3)统 计 权 重 和 简 并 度；(5)禁 戒 跃 迁 和 亚 稳 态；(7)分 子 荧 光、磷 光 和 化 学 发 光；(2)原 子

9、发 射 光 谱 和 原 子 吸 收 光 谱(4)分 子 振 动 光 谱 和 分 子 转 动 光 谱(6)光 谱 项 和 光 谱 支 项；(8)拉 曼 光 谱。答：(1)由 原 子 的 外 层 电 子 能 级 跃 迁 产 生 的 光 谱 称 为 原 子 光 谱；由 分 子 的 各 能 级 跃 迁 产 生 的 光 谱 称 为 分 子 光 谱。(2)当 原 子 受 到 外 界 能 量(如 热 能、电 能 等)的 作 用 时，激 发 到 较 高 能 级 上 处 于 激 发 态。但 激 发 态 的 原 子 很 不 稳 定，一 般 约 在 i(r8 s内 返 回 到 基 态 或 较 低 能 态 而 发 射

10、 出 的 特 征 谱 线 形 成 的 光 谱 称 为 原 子 发 射 光 谱；当 基 态 原 子 蒸 气 选 择 性 地 吸 收 一 定 频 率 的 光 辐 射 后 跃 迁 到 较 高 能 态，这 种 选 择 性 地 吸 收 产 生 的 原 子 特 征 的 光 谱 称 为 原 子 吸 收 光 谱。(3)由 能 级 简 并 引 起 的 概 率 权 重 称 为 统 计 权 重；在 磁 场 作 用 下，同 一 光 谱 支 项 会 分 裂 成 2/+1个 不 同 的 支 能 级，2/+1称 为 能 级 的 简 并 度。(4)由 分 子 在 振 动 能 级 间 跃 迁 产 生 的 光 谱 称 为 分 子

11、 振 动 光 谱；由 分 子 在 不 同 的 转 动 能 级 间 跃 迁 产 生 的 光 谱 称 为 分 子 转 动 光 谱。(5)不 符 合 光 谱 选 择 定 则 的 跃 迁 叫 禁 戒 跃 迁；若 两 光 谱 项 之 间 为 禁 戒 跃 迁，处 于 较 高 能 级 的 原 子 具 有 较 长 的 寿 命，原 子 的 这 种 状 态 称 为 亚 稳 态。(6)用“L、$，四 个 量 子 数 来 表 示 的 能 量 状 态 称 为 光 谱 项，符 号 为；把/值 不 同 的 光 谱 项 称 为 光 谱 支 项，表 示 为 斡+“户(7)荧 光 和 磁 光 都 是 光 致 发 光，是 物 质

12、的 基 态 分 子 吸 收 一 定 波 长 范 围 的 光 辐 射 激 发 至 单 重 激 发 态，再 由 激 发 态 回 到 基 态 而 产 生 的 二 次 辐 射。荧 光 是 由 单 重 激 发 态 向 基 态 跃 迁 产 生 的 光 辐 射，而 磷 光 是 单 重 激 发 态 先 过 渡 到 三 重 激 发 态，再 由 三 重 激 发 态 向 基 态 跃 迁 而 产 生 的 光 辐 射。化 学 发 光 是 化 学 反 应 物 或 反 应 产 物 受 反 应 释 放 的 化 学 能 激 发 而 产 生 的 光 辐 射。(8)入 射 光 子 与 溶 液 中 试 样 分 子 间 的 非 弹 性

13、 碰 撞 引 起 能 量 交 换 而 产 生 的 与 入 射 光 频 率 不 同 的 散 射 光 形 成 的 光 谱 称 为 拉 曼 光 谱。2.阐 明 光 谱 项 中 各 符 号 的 意 义 和 计 算 方 法。答：光 谱 项 表 示 为，其 中 n 为 主 量 子 数，其 数 值 等 于 原 子 的 核 外 电 子 层 数；S为 总 自 旋 量 子 数，若 N 为 原 子 的 价 电 子 数，S可 取 仪,W _ 2，i,2 2 2 20 工 为 总 轨 道 角 量 子 数 对 于 具 有 两 个 价 电 子 的 原 子 工 只 能 取 值(4+4),(/,+/2-1),(/1+，2-2)

14、,，/-2|3.计 算：(1)670.7 nm锂 线 的 频 率；(2)3300 cm-1谱 线 的 波 长；(3)钠 588.99 nm共 振 线 的 激 发 电 位。解：(1)v=c=-3-.-O-x-l-O-1-0-c-m-s-l2 670.1 nm=4.4 7 x 1 0%一 1(2),2 二 1=1(J 3300 c/=3030/7777(3)=竽 A(4.1 3 6*1 0-屋 丫.5)*(3.0*1 0隈 2)588.99=2.107eV4.电 子 能 级 间 的 能 量 差 一 般 为 1 20 W，计 算 在 1 W,5&,1 0 和 2 0 e V时 相 应 的 波 长（n

15、m 1解.已 知 上 _ l C（4136*10-屋 丫.9）*（3.0*1（）1 5?尸）一 瓦 AE1 eV 时，2=1241nm 5 eV 时，几=248.2 210 eV 时，A-124.1 nm 20 eV 时,A=62.04 nm o5.写 出 镁 原 子 基 态 和 第 一 电 子 激 发 态 的 光 谱 项。解：光 谱 项 分 别 为：基 态 31S;第 一 电 子 激 发 态 31P和 33PO第 三 章 紫 外-可 见 吸 收 光 谱 法 1、已 知 丙 酮 的 正 己 烷 溶 液 的 两 个 吸 收 峰 138nm和 279nm分 别 属 于/I T J I*跃 迁 和

16、跃 迁，试 计 算 刀、i x 刀 呦 道 间 的 能 量 差，并 分 别 以 电 子 伏 特(卬)，焦 耳(J)表 示。解：对 于 刀-。*跃 迁，A=138nm=1.38x io 7m贝 i v=X2=C/A=3x 1 0 7 1.3 8 X 1 0-7=2.1 7 X 1015sl贝 I E=hv=6.62x 1。支 Z 1 7 X 1015=1.44x 1Q18JE=hv=4.136x 1 015x 2.17x 1015=8.98ev对 于 n r。*跃 迁，=279nm=Z79x 10-7m则 v=X2=C/A=3x MH却 x 10-7=1.08x 1015sl则 E=hv=6.6

17、2x 1*1.08x 1015=7.12x 1 叫 E=hv=4.136x 10-15x 1.08x 1015=4.47ev答：/!一 0*跃 迁 的 能 量 差 为 1.44x 1Q18J,合 8.98a/;n-M*跃 迁 的 能 量 差 为 7.12x 1Q19J,合 4.47%3.作 为 苯 环 的 取 代 基，-NH3+不 具 有 助 色 作 用，-N M 却 具 有 助 色 作 用；-DH的 助 色 作 用 明 显 小 于-。一。试 说 明 原 因。答：助 色 团 中 至 少 要 有 一 对 非 键 电 子 n,这 样 才 能 与 苯 环 上 的 7 1电 子 相 互 作 用 产 生

18、 助 色 作 用，由 于-N%中 还 有 一 对 非 键 n 电 子，因 此 有 助 色 作 用，而 形 成-NH3+基 团 时,非 键 n 电 子 消 失 了，则 助 色 作 用 也 就 随 之 消 失 了。由 于 氧 负 离 子。一 中 的 非 键 n 电 子 比 羟 基 中 的 氧 原 子 多 了 一 对，因 此 其 助 色 作 用 更 为 显 著。朵 辂 黑 T 在 PH6时 为 红 色（4 a x=515nm）,在 PH=7时 为 蓝 色（4.=615nm）,PH=9.5时 与 Mg2+形 成 的 螯 合 物 为 紫 红 色（542nm）,试 从 吸 收 光 谱 产 生 机 理 上

19、给 予 解 释。（参 考 书 P23）解：由 于 铝 黑 T 在 PH0 PH=7、PH=9.5时 其 最 大 吸 收 波 长 均 在 可 见 光 波 长 范 围 内，因 此 所 得 的 化 合 物 有 颜 色，呈 吸 收 波 长 的 互 补 色。由 于 当 P H 6到 PH=7 至 I PH=9.5试，最 大 吸 收 波 长 有 4 叫=515nm到 4 皿=615nm至 口 儿 吼=542nm，吸 收 峰 先 红 移 后 蓝 移,因 此 铭 黑 T 在 PH6时 为 红 色，P H=7时 为 蓝 色，PH=9.5时 为 紫 红 色。5.4-甲 基 戊 烯 酮 有 两 种 异 构 体：（左

20、 图）腺 口 0:=CH3实 验 发 现 一 种 异 构 体 在 235nm处 有 一 强 吸 收 峰（K=1000L mol-1-07-1），另 一 种 异 构 体 在 220nm以 后 没 有 强 吸 收 峰，试 判 断 具 有 前 一 种 紫 外 吸 收 特 征 的 是 哪 种 异 构 体。解：有 紫 外 光 谱 分 析 可 知，若 在 210-250nm有 强 吸 收，则 表 示 含 有 共 辗 双 键，因 此，由 于 在 235nm处 有 一 强 吸 收，则 表 明 其 结 构 含 有 共 轲 双 键，因 此 这 种 异 构 体 应 为（左 图）。若 在 220-280nm范 围 内

21、 无 吸 收，可 推 断 化 合 物 不 含 苯 环、共 辗 双 键、酮 基、醛 基、溟 和 碘 G曲 壬 另 一 种 异 构 体 在 220nm以 后 没 有 强 吸 收，则 此 化 合 物 不 含 共 柜 双 键“由 高 U-c 七第 四 章 红 外 吸 收 光 谱 法 又 C O的 红 外 吸 收 光 谱 在 2170cm 处 有 一 振 动 吸 收 峰。试 求 C O键 的 力 常 数。_ l K解：根 据 2在 N 贝 I K=(2砍 行 从 H-m-m-2-=-1-2-x-1-6-其 中(/?j,+m2)x L(12+16)x0.02xl023=1.14x lO U A x 10-

22、26Kg则 K=(2衣 力 2=(2X 3.14X 3X 1tfx 2.17x 1 O?)2X 1.14*10-26=1905N/m=19.05N/cm答：CO键 的 力 常 数 19.05 N/cm,5.指 出 下 列 各 种 振 动 形 式 中，哪 些 是 红 外 活 性 振 动 分 子 结 构(1)C H3-C H3(2)CH3-C C I3(3)S02卜(4)H2c=CH2(a)”(C H)，x RHx zH/C=C、(b)t(CH)/H、+.4-H H(c)W(C H)+/、H+，哪 些 是 非 红 外 活 性 振 动。振 动 形 式 Y(C-C)Y(C-C)丫 笳 Rj H)c=(

23、1 HxHHQ=C(d)r(CH)-HX、H+解：只 有 发 生 使 偶 极 矩 有 变 化 的 振 动 才 能 吸 收 红 外 辐 射，即 才 是 红 外 活 性 的，否 则 为 红 外 非 活 性 的。也 即 只 有 不 对 称 的 振 动 形 式 才 是 红 外 活 性 的，对 称 的 振 动 则 为 红 外 非 活 性 的。因 此，上 述 结 构 中：红 外 活 性 振 动 有：(2)CH3 CCI3 y(C-C)(3)S02 ys,%(伸 缩 振 动)(4)H2C=CH2 中 的”(CH)、(c)W(CH)非 红 外 活 性 的 有：(1)CH3-CH3(CH)(4)H2C=CH2

24、中 的(b)D(CH)(d)r(C H),是 同 分 异 构 体，试 分 析 两 者 红 外 光 谱 的 差 异。答：由 于 匚 片 中 含 有 一 个 一 O H 基 团，因 此 在 红 外 光 谱 中 有 一 强 吸 收 峰 在 3 7 0 0-3100cm-1,且 此 分 子 中 含 有 一 个 C=C双 键，因 此 在 1680 1620cmT也 有 一 OH r y=o较 弱 的 吸 收 峰。J/红 外 光 谱 中 有 2 个 特 征 峰，而 中 只 含 有 一 个 C=O特 征 官 能 团，因 此 反 映 在 红 外 光 谱 中 则 在 18501600crn1有 一 强 吸 收

25、峰，即 A的 红 外 光 谱 只 有 一 个 特 征 吸 收 峰7、化 合 物 的 分 子 式 为 C3H6。2,红 外 光 谱 如 4-1 1所 示。解 析 改 化 合 物 的 结 构。答：由 于 化 合 物 的 分 子 式 C3H6。2符 合 通 式 CnH2n。2，根 据 我 们 所 学 知 识 可 初 步 判 断 此 化 合 物 为 酸 或 者 酯。由 于 谱 带 在 1730cm-i处 有 一 强 吸 收 峰，此 处 落 于 C=0的 1850 1600cm 的 振 动 区 间，因 此 可 判 断 改 化 合 物 含 有 C=O官 能 团。1730cmT处 的 吸 收 峰 表 明 此

26、 物 质 为 饱 和 酯 峰。图 表 在 1300 1000cm-范 围 内 也 有 一 系 列 特 征 吸 收 峰，特 别 在 1200cmT处 有 一 强 吸 收 峰，符 合 C-。的 振 动 范 围，因 此 可 判 断 改 化 合 物 含 有 C-。键。图 谱 中 在 2820,2720cm1处 含 有 吸 收 峰，符 合-C f-CH2对 称 伸 缩 范 围，因 此 可 判 断 化 合 物 中 含 有-C M基 团 和-基 团。综 上 所 述，此 化 合 物 的 结 构 式 应 为：H C O C C出第 五 章 分 子 发 光 分 析 法 1.解 释 下 列 名 词：（1）振 动 弛

27、 豫；（2）内 转 化；（3）体 系 间 窜 跃；（4）荧 光 激 发 光 谱；（5）荧 光 发 射 光 谱；（6）重 原 子 效 应；（7）猝 灭 效 应。答：（1）振 动 弛 豫 是 在 同 一 电 子 能 级 中，分 子 由 较 高 振 动 能 级 向 该 电 子 态 的 最 低 振 动 能 级 的 非 辐 射 跃 迁。（2）内 转 化 是 相 同 多 重 态 的 两 个 电 子 态 之 间 的 非 辐 射 跃 迁。（3）体 系 间 窜 跃 是 指 不 同 多 重 态 的 两 个 电 子 态 间 的 非 辐 射 跃 迁。（4）以 不 同 波 长 的 入 射 光 激 发 荧 光 物 质，并

28、 在 荧 光 最 强 的 波 长 处 测 量 荧 光 强 度，以 激 发 波 长 为 横 坐 标，荧 光 强 度 为 纵 坐 标 绘 制 关 系 曲 线 得 到 的 光 谱 即 为 荧 光 激 发 光 谱。（5）固 定 激 发 光 的 波 长 和 强 度 不 变，测 量 不 同 波 长 下 的 荧 光 强 度，绘 制 荧 光 强 度 随 波 长 变 化 的 关 系 曲 线 即 得 到 荧 光 发 射 光 谱。（6）使 用 含 有 重 原 子 的 溶 剂（如 碘 乙 烷、漠 乙 烷）或 在 磷 光 物 质 中 引 入 重 原 子 取 代 基，都 可 以 提 高 磷 光 物 质 的 磷 光 强 度

29、，这 种 效 应 称 为 重 原 子 效 应。（7）猝 灭 效 应 是 指 荧 光 物 质 分 子 与 溶 剂 分 子 或 溶 质 分 子 之 间 所 发 生 的 导 致 荧 光 强 度 下 降 的 物 理 或 化 学 作 用 过 程。2.简 述 影 响 荧 光 效 率 的 主 要 因 素。答：（1）分 子 结 构 的 影 响：发 荧 光 的 物 质 中 都 含 有 共 轨 双 键 的 强 吸 收 基 团，共 辐 体 系 越 大，荧 光 效 率 越 高；分 子 的 刚 性 平 面 结 构 利 于 荧 光 的 产 生；取 代 基 对 荧 光物 质 的 荧 光 特 征 和 强 度 有 很 大 影

30、响，给 电 子 取 代 基 可 使 荧 光 增 强，吸 电 子 取 代 基 使 荧 光 减 弱；重 原 子 效 应 使 荧 光 减 弱。（2）环 境 因 素 的 影 响：溶 剂 的 极 性 对 荧 光 物 质 的 荧 光 强 度 产 生 影 响，溶 剂 的 极 性 越 强，荧 光 强 度 越 大；温 度 对 溶 液 荧 光 强 度 影 响 明 显，对 于 大 多 数 荧 光 物 质，升 高 温 度 会 使 非 辐 射 跃 迁 引 起 的 荧 光 的 效 率 降 低 溶 液 pH值 对 含 有 酸 性 或 碱 性 取 代 基 团 的 芳 香 族 化 合 物 的 荧 光 性 质 有 影 响；表 面

31、 活 性 剂 的 存 在 会 使 荧 光 效 率 增 强；顺 磁 性 物 质 如 溶 液 中 溶 解 氧 的 存 在 会 使 荧 光 效 率 降 低。3.试 从 原 理 和 仪 器 两 方 面 比 较 吸 光 光 度 法 和 荧 光 分 析 法 的 异 同，说 明 为 什 么 荧 光 法 的 检 出 能 力 优 于 吸 光 光 度 法。答：（1）在 原 理 方 面：两 者 都 是 吸 收 一 定 的 光 辐 射 能 从 较 低 的 能 级 跃 迁 到 较 高 的 能 级，不 同 的 是，吸 光 光 度 法 测 量 的 是 物 质 对 光 的 选 择 性 吸 收，而 荧 光 分 析 法 测 量

32、的 是 从 较 高 能 级 以 无 辐 射 跃 迁 的 形 式 回 到 第 一 电 子 激 发 态 的 最 低 振 动 能 级，再 辐 射 跃 迁 到 电 子 基 态 的 任 一 振 动 能 级 过 程 中 发 射 出 的 荧 光 的 强 度。（2）在 仪 器 方 面：仪 器 的 基 本 装 置 相 同，不 同 的 是 吸 光 光 度 法 中 样 品 池 位 于 光 源、单 色 器 之 后，只 有 一 个 单 色 器，且 在 直 线 方 向 测 量，而 荧 光 分 析 法 中 采 用 两 个 单 色 器，激 发 单 色 器（在 吸 收 池 前）和 发 射 单 色 器（在 吸 收 池 后），且

33、采 用 垂 直 测 量 方 式，即 在 与 激 发 光 相 垂 直 的 方 向 测 量 荧 光。（3）荧 光 分 析 法 的 检 出 能 力 之 所 以 优 于 吸 光 光 度 法，是 由 于 现 代 电 子 技 术 具 有 检 测 十 分 微 弱 光 信 号 的 能 力，而 且 荧 光 强 度 与 激 发 光 强 度 成 正 比，提 高 激 发 光 强 度 也 可 以 增 大 荧 光 强 度，使 测 定 的 灵 敏 度 提 高。而 吸 光 光 度 法 测 定 的 是 吸 光 度，不 管 是 增 大 入 射 光 强 度 还 是 提 高 检 测 器 的 灵 敏 度，都 会 使 透 过 光 信 号

34、 与 入 射 光 信 号 以 同 样 的 比 例 增 大，吸 光 度 值 并 不 会 改 变，因 而 灵 敏 度 不 能 提 高，检 出 能 力 就 较 低。4.试 从 原 理 和 仪 器 两 方 面 比 较 荧 光 分 析 法、磷 光 分 析 法 和 化 学 发 光 分 析 法。答：(1)在 原 理 方 面：荧 光 分 析 法 和 磷 光 分 析 法 测 定 的 荧 光 和 磁 光 是 光 致 发 光，均 是 物 质 的 基 态 分 子 吸 收 一 定 波 长 范 围 的 光 辐 射 激 发 至 单 重 激 发 态，测 量 的 是 由 激 发 态 回 到 基 态 产 生 的 二 次 辐 射，

35、不 同 的 是 荧 光 分 析 法 测 定 的 是 从 单 重 激 发 态 向 基 态 跃 迁 产 生 的 辐 射，磷 光 分 析 法 测 定 的 是 单 重 激 发 态 先 过 渡 到 三 重 激 发 态，再 由 三 重 激 发 态 向 基 态 跃 迁 产 生 的 辐 射，二 者 所 需 的 激 发 能 是 光 辐 射 能。而 化 学 发 光 分 析 法 测 定 的 是 化 学 反 应 物 或 反 应 产 物 受 反 应 释 放 的 化 学 能 激 发 而 产 生 的 光 辐 射，所 需 的 激 发 能 是 化 学 能。(2)在 仪 器 方 面：荧 光 分 析 和 磷 光 分 析 所 用 仪

36、 器 相 似，都 由 光 源、激 发 单 色 器、液 槽、发 射 单 色 器、检 测 器 和 放 大 显 示 器 组 成。由 于 在 分 析 原 理 上 的 差 别，磷 光 分 析 仪 器 有 些 特 殊 部 件，如 试 样 室、磷 光 镜 等。而 化 学 发 光 分 析 法 所 用 仪 器 不 同,它 不 需 要 光 源，但 有 反 应 器 和 反 应 池 及 化 学 反 应 需 要 的 恒 温 装 置，还 有 与 荧 光 和 磷 光 分 析 仪 器 相 同 的 液 槽、单 色 器、检 测 器 等。5.如 何 区 别 荧 光 和 磷 光？其 依 据 是 什 么？答：为 了 区 别 磷 光 和

37、 荧 光，常 采 用 一 种 叫 磷 光 镜 的 机 械 切 光 装 置，利 用 荧 光 和 磷 光 寿 命 的 差 异 消 除 荧 光 干 扰 或 将 磷 光 和 荧 光 分 辨 开。6.采 取 哪 些 措 施 可 使 磷 光 物 质 在 室 温 下 有 较 大 的 磁 光 效 率？答：（1）在 试 液 中 加 入 表 面 活 性 剂，；（2）将 被 分 析 物 吸 附 在 固 体 的 表 面。7.化 学 发 光 反 应 要 满 足 哪 些 条 件？答：（1）能 快 速 地 释 放 出 足 够 的 能 量；（2）反 应 途 径 有 利 于 激 发 态 产 物 的 形 成；（3）激 发 态 分

38、 子 能 够 以 辐 射 跃 迁 的 方 式 返 回 基 态，或 能 够 将 其 能 量 转 移 给 可 以 产 生 辐 射 跃 迁 的 其 它 分 子。8.简 述 流 动 注 射 式 化 学 发 光 分 析 法 及 其 特 点。答：流 动 注 射 分 析 是 一 种 自 动 化 溶 液 分 析 技 术，它 是 基 于 把 一 定 体 积 的 液 体 试 样 注 射 到 一 个 连 续 流 动 着 的 载 流 中，试 样 在 流 动 过 程 中 分 散、反 应，并 被 载 流 带 到 检 测 器 中，再 连 续 记 录 其 光 强、吸 光 度、电 极 电 位 等 物 理 参 数。其 特 点 是

39、，具 有 很 高 的 灵 敏 度 和 很 好 的 精 密 度。第 六 章 原 子 发 射 光 谱 法 1.何 谓 共 振 线、灵 敏 线、最 后 线 和 分 析 线？它 们 之 间 有 什 么 联 系？答：以 基 态 为 跃 迁 低 能 级 的 光 谱 线 称 为 共 振 线；灵 敏 线 是 指 元 素 特 征 光 谱 中 强 度 较 大 的 谱 线，通 常 是 具 有 较 低 激 发 电 位 和 较 大 跃 迁 概 率 的 共 振 线；最 后 线 是 指 试 样 中 被 测 元 素 含 量 或 浓 度 逐 渐 减 小 时 而 最 后 消 失 的 谱 线，最 后 线 往 往 就 是 最 灵 敏

40、 线；分 析 线 是 分 析 过 程 中 所 使 用 的 谱 线，是 元 素 的 灵 敏 线。2.解 释 下 列 名 词：(1)原 子 线 和 离 子 线；(3)弧 焰 温 度 和 电 极 头 温 度；(5)反 射 光 栅 和 光 栅 常 数；(7)闪 耀 角 和 闪 耀 波 长；(9)内 标 线 和 分 析 线 对；(2)等 离 子 体 及 ICP炬；(4)谱 线 的 自 吸 和 自 蚀；(6)线 色 散 率 和 分 辨 率；(8)谱 线 的 强 度 和 黑 度；(1 0)标 准 加 入 法。答：(1)原 子 线 是 原 子 被 激 发 所 发 射 的 谱 线；离 子 线 是 离 子 被 激

41、 发 所 发 射 的 谱 线(2)近 代 物 理 学 中，把 电 离 度(a)大 于 0.1%、其 正 负 电 荷 相 等 的 电 离 气 体 称 为 等 离 子 体；ICP炬 是 指 高 频 电 能 通 过 电 感(感 应 线 圈)耦 合 到 等 离 子 体 所 得 到 的 外 观 上 类 似 火 焰 的 高 频 放 电 光 源。(3)弧 焰 温 度 即 为 激 发 温 度，电 极 头 温 度 即 为 蒸 发 温 度。(4)当 原 子 发 射 的 辐 射 从 弧 焰 中 心 穿 过 弧 层 射 出 时，被 其 自 身 的 基 态 原 子 所 吸 收 而 使 谱 线 中 心 强 度 减 弱 的

42、 现 象 称 为 谱 线 的 自 吸；自 吸 严 重 时 会 使 谱 线 从 中 央 一 分 为 二，这 种 现 象 称 为 自 蚀。(5)在 光 学 玻 璃 或 金 属 高 抛 光 表 面 上，准 确 地 刻 制 出 许 多 等 宽、等 距、平 行 的 具 有 反 射 面 的 刻 痕，称 为 反 射 光 栅；光 栅 常 数 是 相 邻 两 刻 痕 间 的 距 离，即 为 光 栅 刻 痕 密 度 8(mmT)的 倒 数。(6)线 色 散 率 表 示 具 有 单 位 波 长 差 的 两 条 谱 线 在 焦 平 面 上 分 开 的 距 离；分 辨 率 是 根 据 瑞 利 准 则 分 辨 清 楚 两

43、 条 相 邻 光 谱 线 的 能 力。(7)闪 耀 光 栅 刻 痕 小 反 射 面 与 光 栅 平 面 的 夹 角/称 为 闪 耀 角；闪 耀 角 所 对 应 辐 射 能 量 最 大 的 波 长 称 为 闪 耀 波 长。(8)谱 线 的 强 度 常 用 辐 射 强 度/(J s-LmT)表 示，即 单 位 体 积 的 辐 射 功 率，是 群 体 光 子 辐 射 总 能 量 的 反 映；谱 线 的 黑 度 S是 谱 线 透 射 比 倒 数 的 对 数。(9)在 基 体 元 素(或 定 量 加 入 的 其 它 元 素)的 谱 线 中 选 一 条 谱 线 为 比 较 线，又 称 为 内 标 线。在

44、被 测 定 元 素 的 谱 线 中 选 一 条 灵 敏 线 作 为 分 析 线，所 选 用 的 分 析 线 与 内 标 线 组 成 分 析 线 对。(10)标 准 加 入 法 是 当 测 定 的 元 素 含 量 很 低 时，或 者 试 样 基 体 组 成 复 杂、未 知 时,通 过 加 入 已 知 的 不 同 量 或 不 同 浓 度 的 待 测 元 素 的 标 样 或 标 准 溶 液 来 测 定 待 测 元 素 含 量 的 方 法。3.推 导 出 原 子 线 和 离 子 线 强 度 与 原 子 总 密 度 的 关 系 式，并 讨 论 影 响 谱 线 强 度 的 主 要 因 素。答：/,咤&牝(

45、1-a)Nexp(-g./AT)影 响 谱 线 强 度 的 主 要 因 素 有(1湖 发 电 位(E,与 谱 线 强 度 是 负 指 数 关 系，身 越 低，谱 线 强 度 越 大；(2)跃 迁 几 率(力)，与 谱 线 强 度 成 正 比；(3)统 计 权 重 g,与 谱 线 强 度 成 正 比；(4)原 子 总 密 度(N),与 谱 线 强 度 成 正 比；(5)激 发 温 度，主 要 影 响 电 离 度 a,存 在 最 佳 激 发 温 度。4.谱 线 自 吸 对 光 谱 定 量 分 析 有 何 影 响？答：在 光 谱 定 量 分 析 中，自 吸 现 象 的 出 现，将 严 重 影 响 谱

46、 线 的 强 度，限 制 可 分 析 的 含 量 范 围。5.激 发 光 源 的 作 用 是 什 么？对 其 性 能 有 何 具 体 要 求？答：激 发 光 源 的 作 用 是 提 供 试 样 蒸 发、解 离 和 激 发 所 需 要 的 能 量，并 产 生 辐 射 信 号；对 激 发 光 源 的 要 求 是：激 发 能 力 强，灵 敏 度 高，稳 定 性 好，结 构 简 单，操 作 方 便，使 用 安 全。6.常 用 的 激 发 光 源 有 哪 几 种 类 型？简 述 工 作 原 理 和 基 本 特 点。答：目 前 常 用 的 激 发 光 源 有(1)直 流 电 弧 光 源，其 工 作 原 理

47、 是：直 流 电 弧 被 高 频 引 燃 装 置 引 燃，阴 极 产 生 热 电 子 发 射，电 子 在 电 场 作 用 下 高 速 奔 向 阳 极，炽 热 的 阳 极 斑 使 试 样 蒸 发、解 离，解 离 的 气 态 原 子 与 电 子 碰 撞 激 发 并 电 离，形 成 的 正 离 子 撞 击 阴 极，阴 极 不 断 发 射 电 子，这 样 电 极 间 形 成 等 离 子 体，并 维 持 电 弧 放 电，气 态 原 子、离 子 与 等 离 子 体 中 其 它 粒 子 碰 撞 激 发，产 生 原 子、离 子 的 发 射 光 谱；其 特 点 是，电 极 温 度 高，分 析 的 绝 对 灵 敏

48、 度 高，电 弧 温 度 一 般 可 达 4000 7000 K,激 发 能 力 强，但 放 电 的 稳 定 性 差，定 量 分 析 的 精 密 度 不 高，适 用 于 矿 物 和 难 挥 发 试 样 的 定 性、半 定 量 及 痕 量 元 素 的 分 析。(2)低 压 交 流 电 弧 光 源，其 工 作 原 理 是：为 了 维 持 交 流 电 弧 放 电，发 生 器 由 高 频 高 压 引 燃 电 路 和 低 压 电 弧 电 路 组 成。电 源 接 通 后，高 频 高 压 电 路 使 分 析 间 隙 的 空 气 电 离，形 成 等 离 子 气 体 导 电 通 道，引 燃 电 弧。同 时，低

49、压 交 流 电 经 低 频 低 压电 弧 电 路 在 分 析 间 隙 产 生 电 弧 放 电。随 着 分 析 间 隙 电 流 增 大，出 现 明 显 的 电 压 降，当 电 压 降 低 于 维 持 放 电 所 需 电 压 使，电 弧 即 熄 灭。每 交 流 半 周 都 以 相 同 步 骤 用 高 频 高 压 电 流 引 燃 一 次，反 复 进 行 此 过 程 可 使 低 压 交 流 电 弧 维 持 不 灭。其 特 点 是：弧 焰 温 度 可 达 4000 8000 K,激 发 能 力 强，但 电 极 温 度 低，其 蒸 发 能 力 稍 差，光 源 稳 定 性 较 好，定 量 分 析 的 精 密

50、 度 较 高，广 泛 用 于 金 属、合 金 中 低 含 量 元 素 的 定 量 分 析。(3)高 压 火 花 光 源，其 工 作 原 理 是：高 压 火 花 发 生 器 使 电 容 器 储 存 很 高 的 能 量，产 生 很 大 电 流 密 度 的 火 花 放 电，放 电 后 的 电 容 器 的 两 端 电 压 下 降，在 交 流 电 第 二 个 半 周 时，电 容 器 又 重 新 充 电、再 放 电。反 复 进 行 充 电、放 电 以 维 持 火 花 持 续 放 电。其 特 点 是：电 极 温 度 低，灵 敏 度 低，火 花 温 度 高，可 激 发 难 激 发 元 素，光 源 稳 定 性