《仪器分析》练习答案.doc

仪器分析一、选择题1 使用热导池检测器时，为获得较高的灵敏度，常选用氢气作为载气，其主要的原因是 （ 3 ） （1）氢气容易获得 （2）氢气不与被测物反应 （3）氢气的热传导率（热导分数）大 （4）氢气的纯度高2 色谱法作为分析方法之一, 其最大的特点是 ( 3 ) (1)分离有机化合物 (2)依据保留值作定性分析 (3)分离与分析兼有 (4)依据峰面积作定量分析3 当用硅胶-十八烷为固定相, 甲醇和水(75:25)为流动相, 对下列哪一种化合物时, 保留时间最长? ( 4 ) (1) 苯 (2) 甲苯 (3) 萘 (4) 蒽4 应用GC方法来测定痕量含溴的化合物, 宜选用的检测器为( 3 ) (1)热导池检测器 (2)氢火焰离子化检测器 (3)电子捕获检测器 (4)火焰光度检测器5 涉及色谱过程热力学和动力学两方面因素的是 ( 1 ) (1) 分离度 (2) 保留值 (3) 相对保留值 (4) 峰面积6 气液相色谱中，其分离原理是 ( 2 ) (1) 吸附平衡 (2) 分配平衡 (3) 离子交换平衡 (4) 渗透平衡7 在其它色谱条件不变时，若使理论塔板数增加 4 倍，对两个十分接近峰的分离度是 （ 3 ）(1) 增加 1 倍 (2) 增加 3 倍 (3) 增加 2 倍 (4) 增加 1.7 倍8 有机化合物价电子产生的跃迁中，所需能量最小的是 （ 4 ）(1)* (2)* (3)* (4) n*9下列化合物红外吸收光谱中，C=C吸收峰波数最大的是（ 1 ）(1) (2) (3) (4)10下列化合物紫外吸收光谱中，苯环的E吸收带max最大的是 （ 1 ） 11由于共轭双键中跃迁所产生的吸收带称为 ( 2 )(1)B吸收带 (2)K吸收带 (3)R吸收带 (4)E吸收带12 直线形分子的振动形式有多少种？ （ 3 ）(1)3n (2)3n-4 (3)3n-5 (4)3n-613 下列物质荧光强度最大的是(1)C6H5-NH2 (2) C6H5-COOH (3) C6H5-CH3 (4) C6H5-NO214 原子发射光谱仪使用哪一种光源产生自吸现象最小的是 ( 4 )(1) 直流电弧 (2) 交流电弧 (3) 高压火花 (4) 电感耦合等离子体15 下面是铅的谱线呈现表，铅的质量分数谱线波长及其特征0.001283.31nm清晰，261.42nm和280.20nm谱线很弱0.003283.31nm和261.42nm谱线增强，280.20nm谱线清晰0.01上述各线均增强，266.32nm和287.33nm谱线很弱0.03上述各线均增强，266.32nm和287.33nm谱线清晰若试样光谱中铅的分析线仅283.31nm、261.42nm、280.20nm三条谱线清晰可见，根据谱线呈现表可判断试样中Pb的质量分数为 ( 2 )(1) 0.001% (2) 0.003% (3) 0.01% (4) 0.03%16 原子发射光谱仪中光源的作用是 ( 1 ) (1) 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发 (2) 提供足够能量使试样灰化 (3) 将试样中的杂质除去,消除干扰 (4) 得到特定波长和强度的锐线光谱17 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是 ( 4 )(1) K (2) Ca (3) Zn (4) Fe18 电子能级间隔越小,跃迁时吸收光子的 ( 2 ) (1)能量越大 (2)波长越长 (3)波数越大 (4)频率越高19 分子荧光过程是 （ 1 ）(1) 光致发光 (2) 能量源激光发光 (3) 化学发光 (4) 电致发光20 下面几种常用的激发光源中, 激发温度最高的是 ( 3 )(1)直流电弧 (2)交流电弧 (3)电火花 (4)高频电感耦合等离子体21 在含有 Ag+、Ag(NH3)+ 和 Ag(NH3)2+ 的溶液中，用银离子选择电极，采用直接电位法测得的活度是 ( 1 )(1) Ag+ (2) Ag(NH3)+ (3) Ag(NH3) (4) Ag + Ag(NH3)+ + Ag(NH3)二、填空题1 气相色谱仪可分为等六大系统_气路系统_、_进样系统_、分离系统_、_检测系统、记录系统、温控系统。2 氢焰检测器需要用到三种气体分别是_氮气 氢气 空气_。3 在一定温度下, 分离极性物质，选择 极性 固定液，试样中各组分按极性顺序分离， 极性弱 先流出色谱柱, 极性强 后流出色谱柱。4 紫外-可见光分光光度计所用的光源是 热辐射光源（钨灯、卤钨灯）和 气体放电光源（氢灯、氘灯） 两种。5 中红外的波数范围是 400-4000cm-1 。6 分子振动形式中，能引起分子 偶极矩 变化的形式是有红外活性的。7 在液相色谱中, 改变相对保留值是通过选择合适的 流动相 来实现的。8 正相液-液色谱法，流动相的极性_小_于固定液的极性。（大或小）9 在色谱分析中，保留指数是以 正构烷烃 系列为基准，规定正庚烷的保留指数为 700 。10 分子C9H10O的不饱和度为 5 。11荧光发射是指分子最初无论处于哪个激发单重态，通过内转换及 振动弛豫 ，均可返回到 第一激发单重态的最低振动能级 ，然后以辐射形式向外发射光量子而返回到基态的任一振动能级。12 由 第一激发态 跃迁 基态 所发射的辐射线，称为第一共振线。13 在原子吸收光谱分析中，可加入一种过量的金属元素，与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物，从而使等测元素释放出来，这种过量的金属元素称为 释放剂 ，例如磷酸盐干扰钙的测定，当加入 锶或镧 可使Ca释放出来，从而消除磷酸盐对Ca的干扰。14 在原子化火焰中激发态的原子数远 大 于基态的原子数（填大或小）。15 电感耦合高频等离子体中的等离子体炬管是由三层同心石英管组成，从外管和中间管间的环隙切向导入的气流为 等离子体气流 ，中间管通入的气流是 辅助气流 。16 生色团是含有_* 或_n*_ _跃迁的基团。17 电感耦合高频等离子体一般由 高频发生器、等离子体矩管 、 雾化器 组成。石墨炉的升温分 干燥、灰化、原子化、除残 四个阶段进行。三、判断题1 对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大的有机物原则上可用高效液相色谱法进行分离、分析。 （ ）2 在液相色谱中，梯度洗脱最宜于分离分配比变化范围宽的试样。（ ）在气相色谱中，程序升温用于组分沸点范围很宽的试样。3 在液相色谱分析中，为改善分离最常用的方法是改变柱温。（ ）4 分子振动形式中，能引起分子极化率变化的形式是有红外活性的。（ ）5 能使吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团。（ ）6 由于转动能级跃迁而产生的吸收光谱主要处于紫外及可见光区。（ ）7 生色团是含有*或n *跃迁的基团。（ ）8 在CO2分子的振动形式中，反对称伸缩振动是没有红外活性。（ ）9 在红外光谱中，分子结构对称性越大，振动过程中分子偶极矩变化越大，红外吸收峰强度越大。（ ）10 发射荧光的波长等于或大于激发光波长。（ ）11 存在共轭的*跃迁，荧光效率高，荧光强度大。（ ）12 多普勒变宽又称热变宽，是由于原子在空间作无规则热运动所导致的。（ ）14 原子反射光谱所使用的光源是空心阴极灯。（ ）四、计算题1 一个气相色谱柱，已知固定相的保留体积Vs=14.1mL，载气流速为43.75mL/min。分离一个含有ABC三组分的样品，测得组分的保留时间分别为A=1.41min，B=2.67min，C=4.18min，空气为0.24min。试计算：（1）死体积（假定检测器及柱接头等体积忽略不计）；（2）各组分的调整保留时间和分配系数；（3）相邻两组分的相对保留值r。1）已知Fo=43.75mL/min，在忽略检测器及柱接头等体积的情况下,则死体积Vo=toFo=0.2443.75=10.5mL。 (2) 由可分别计算出三组分的调整保留时间：2 在一根2 m长的色谱柱上,分析一个混合物,得到以下数据:苯的保留时间分别为120”；半峰宽为6.33”, 求色谱柱对苯的理论塔板数及塔板高度。3 某填充色谱柱, 塔板高度为0.2mm,分配比k = 0.112, 试问对已知组分A 和B 的分配系数分别为9.8和10.1的混合物, 能否达到基线分离(R=1.5)?a B,AKBKA10.19.81.03 nB16R2（a B，A （a B，A 1）)2（1kB）kB)2 161.52（1.03（1.031）)2（10.112）0.112)2 4.18106 LnBH4.18106210-4836m 不能实现基线分离, 填充柱最长一般为6m.4 某一气相色谱柱，速率方程中A, B, C的值分别为0.15cm, 0.36cm2.s-1和4.3 10-2s，计算最佳流速和最小塔板高度。uopt = (B/C)1/2 =(0.36/4.3 10-2)1/2=2.89cm.s-1Hmin = A + 2(BC)1/2 = 0.15 + 2 (0.36 4.3 10-2)1/2 = 0.40cm5 用热导池为检测器的气相色谱法分析仅含乙醇、庚烷、苯和乙酸乙酯的混合试样。测得它们的峰面积分别为:5.00 cm2、9.00 cm2、4.00 cm2和7.00cm2, 它们的重量相对校正因子分别为:0.64、0.70、0.78和0.79。求它们各自质量分数。据 Wi (fiAi)(fiAi) 化合物 fiAi 质量分数 乙 醇 5.000.64 0.18 庚 烷 9.000.70 0.35 苯 4.000.78 0.17 乙酸乙酯 7.000.79 0.31 fiAi 18.156 有一试样含甲酸、乙酸、丙酸及不少水、苯等物质，称取此试样1.055g。以环己酮作内标，称取环己酮0.1907g，加到试样中，混合均匀后，吸取此试液3mL进样，得到色谱图。从色谱图上测得各组分峰面积及已知的重量相对校正因子值如下表所示，求甲酸和丙酸的质量分数。组分甲酸乙酸环己酮丙酸峰面积校正因子14.83.83172.61.7791331.0042.41.07m i = fi Aiw甲酸(14.8/133)(0.1907/1.055) 3.831 100% = 7.71% (2.5分)w丙酸(42.4/133) (0.1907/1.055) 1.07 100% = 6.17% (2.5分)9 HCl 的振动吸收发生于 2886 cm-1 处，对于DCl 相应的峰在什么波长?(Cl 的相对原子质量Ar(Cl) =35.5)。m1为 HCl m2为 DCl m= (M1M2)/(M1+ M2) m1/m2= (35.5/36.5)/(71/37.5) = 0.515 2/1= (m1/m2)1/2 2=1(m1/m2)1/2 DCl = 2886(0.515)1/2 = 2072 cm-110 乙烷C-H键，k=5.1N.cm-1，计算乙烷C-H键的振动频率（cm-1)11 钛-H2O2和钒-H2O2络合物的最大吸收波长分别在415nm和455nm处，取50.00mL 1.0610-3mol/L钛- H2O2溶液，定容100mL, 以1cm比色皿在415nm和455nm处测得吸光度分别为0.435和0.246; 取25.00mL 6.2810-3mol/L 钒- H2O2溶液，定容100mL, 以1cm比色皿在415nm和455nm处测得吸光度分别为0.251和0.377。取20.00mL钛钒混合液，加入H2O2显色后定容为100mL，以上述相同的条件测得A415=0.645, A455=0.553, 求原混合液中钛和钒的浓度。五、问答题(每题5分，共15分)1. 试估计下列化合物中哪一种化合物的max最大，哪一种化合物的max最小，为什么？. 2 下列两个化合物的C=O的伸缩振动频率哪一个大，哪一个小，为什么？（a） (b)3 能否用荧光分析法来区别下列两个化合物？（a） (b)在同样的长共轭分子中，分子的刚性和共平面性越大，荧光率越大，并且荧光波长产生长移。芴的分子中加入亚甲基成桥，使两个苯环不能自由旋转，成为刚性分子，共轭电子的共平面性增加，荧光效率增加。