仪器分析问题解答

2026/1/20 12:18:36

是一个有限定条件的定律;(3)溶液的不均匀性,如一部分入射光因散射而损失;(4)溶液中发生化学变化,如解离、缔合及形成新的配合物等。 11.简述红外吸收光谱产生的条件。

答:①?辐射=?振动;②分子在振动过程中必须有偶极矩的变化。

12. 核磁共振谱中为什么用化学位移标示峰位,而不用共振频率的绝对值? 答:采用相对差值化学位移标示峰位,而不用共振频率的绝对值标示,有两个原因:①氢核的共振频率很大,而差值很小,测定绝对值不如测定相对值准确方便。②核的共振频率与仪器的磁场强度有关,同一个核在不同磁场的仪器中,将测得不同的共振频率,因此,若用频率标示共振峰,将不便于比较,而相对值则与磁场强度无关。

13.为什么化学位移可以用来进行氢核结构类型的鉴定?

答:在有机化合物中,不同类型的质子(氢核)由于化学环境不同,其核外电子云密度不同,在外磁场中受到的电子屏蔽效应不同。由核磁共振方程:

?共振??B0(1??),式中?为屏蔽常数,其大小与质子核外电子云密度及所处的化2?学环境有关。?不同的质子,即化学环境不同的质子,其共振吸收峰将出现在1H NMR谱的不同频率区域或不同磁场强度区域,即产生了化学位移。据此,可以进行氢核结构类型的鉴定。

14.在分子质谱中,亚稳离子峰是怎样产生的?其主要特点和作用是什么? 答:质量为m1的母离子,不仅可以在电离室中进一步裂解生成质量为m2的子离子和中性碎片,而且也可以在离开电离室后的自由场区裂解为质量等于m2的子离子。由于此时该离子具有m2的质量,具有m1的速度υ1,所以这种离子在质谱图上既不出现在m1处,也不出现在m2处,而是出现在比m2低的m*处。这

m22种峰称为亚稳离子峰。它的表观质量m*与m1、m2关系如下: m*?m1由于在自由场区分解的离子不能聚焦于一点,故在质谱图上,亚稳离子峰比较容易识别:它的峰形宽而矮小,且通常m/e为非整数。亚稳离子峰的出现,可

??m1?m2以确定 开裂过程的存在。

15.在分子质谱中,什么是分子离子峰?其主要特点和作用是什么?

答:分子受电子流或其它能量撞击后,失去一个价电子而生成带正电荷的离子称为“分子离子”,其在质谱图中相应的峰称为“分子离子峰”。

特点:①位于质谱图高质荷比端(右端);②为奇电子离子。 作用:可以用来确定化合物的相对分子质量。

16.简述电位法定量分析中对参比电极的要求,并列举出几种常用的参比电极。答:对于参比电极,要求满足三个条件:①可逆性;②重现性;③稳定性。 常用的参比电极有:氢电极,银-氯化银电极和甘汞电极。

评分标准:每个条件1分,共3分;常用的参比电极回答正确得2分。 答:离子在离开电离室到达收集器之前的飞行过程中,发生分解而形成低质量的离子所产生的峰,称为亚稳离子峰。 17.请推导pH值实用定义的数学表达式。

答:①用pH玻璃电极和饱和甘汞电极组成电池,测量pH标准溶液的电动势Es,则Es?ESCE?k?RTlnas ① F②在同样的条件下测量待测试液的电动势Ex RTlnax ② FRTRTlnas?lnax ①-②并整理得:Es?Ex??FF(E?Es)FpHx?pHs?x

2.303RT则Ex?ESCE?k?18. 根据色谱峰流出曲线可说明什么问题?

答:(1)根据色谱峰的个数,可以判断试样中所含组分的最少个数; (2)根据色谱峰的保留值,可以进行定性分析; (3)根据色谱峰下的面积或峰高,可以进行定量分析;

(4)根据色谱峰的保留值及其区域宽度,可判断色谱柱分离效能; (5)根据色谱峰两峰间的距离,可评价固定相和流动相选择是否合适。 19.说明气相色谱分析的程序升温和液相色谱分析的梯度洗脱。

答:在气相色谱分析中,若样品组分的沸点范围很宽,则采用程序升温,即按一定的程序连续改变色谱柱的温度,使低沸点和高沸点的组分都能在各自适宜的温度下得到良好的分离;在液相色谱分析中,若样品组分的分配比K值范围很宽,则采用梯度洗脱,即按一定的程序连续改变流动相的极性,使极性不同的组分能在各自合适极性的流动相中得到分离。

六、计算题

1. 用氟离子选择电极与Ag/AgCl电极组成测量电池。取25.00mL水样中加入25.00mL总离子强度调节溶液A,测得其电池电动势为-325mV。若在A溶液中加入1mL 1.00×10-3mol·L-1的氟离子标准溶液后,测得电池电动势为-317mV,若将A溶液用总离子强度调节液稀释一倍,测得电动势为-342mV,求水样中含氟的浓度为多少?

解: 设加入25.00mL总离子强度调节溶液A中的氟的浓度为cF-

E =K + S lgcF-

-0.325= K + SlgcF-

-0.342= K + SlgcF-/2

?1.00?10?3?-0.317?K?Slg?cF???51??

①-②得 0.017=0.301S S=0.0565

③-①并将S代入得:

cF?0.008?1.00?10?0.0565?5?1?10?1???5.09?10(mol?L)51???3?1则水样中含氟的浓度为2 cF-=1.02×10-4 mol·L-1

答:水样中含氟的浓度为1.02×10-4 mol·L-1。

2.用氟离子选择电极测定水样中的氟。取水样25.00 mL,加入TISAB 25.00 mL,测得其电位值为-0.1372 V(对SCE);再加入1.00×10-3 mol·L-1标准氟溶液1.00 mL,测得其电位值为-0.1170 V(对SCE),已知氟离子选择电极的响应斜率为58.0 mV/pF。精确计算水样中氟离子的摩尔浓度。

解:设待测试液中F-浓度为cx,待测试液的体积为Vx;标准溶液中F-浓度为cs,体积为Vs。

Ex?K+Slgcx ①

E1?K+SlgcsVs?cxVx ②

Vx?Vs②-①并整理得:

cV?Vx?cx?ss?10?E/S?? 代入数值得:

Vx?Vs?Vx?Vs??11.0?10?3?1.00??0.1170+0.137250.00??50.058cx?10?L-1 ???1.57?10mol·

50.00?1.00?50.00?1.00??1则原水样中氟离子的浓度为:cF?1?3.14?10?5 mol·L-1 答:原水样中氟离子的浓度为: cF?1?3.14?10?5 mol·L-1。

3.某pH计的标度每改变一个pH单位,相当于电位的改变为60 mV。今欲用响

应斜率为50 mV/pH 的玻璃电极来测定pH为5.00的溶液,采用pH为2.00的标准溶液来标定,测定结果的绝对误差为多大?

解:

pHx?pHs?(Ex?Es)FE?Es?pHs?x

2.303RTS?E = (5.00-2.00)×50 = 150 mV

?pH?150?2.5 60实际测量的pH =2.00 + 2.5 = 4.5

测定结果的绝对误差为4.5-5.0 = -0.5 pH

答:略。

4.今有4.00 g牙膏试样,用50.00 mL柠檬酸缓冲溶液(同时还含有NaCl)煮沸以得到游离态的氟离子,冷却后稀释至100 mL。取25mL,用氟离子选择电极测得电池电动势为-0.1823 V,加入1.07×10-3 mg·L-1标准氟溶液5.0 mL后电位值为-0.2446 V,请问牙膏试样中氟离子的质量分数是多少?

解:设待测试液中F浓度为cx,待测试液的体积为Vx;标准溶液中F浓度为cs,

-

-

体积为Vs。

Ex?K+Slgcx ①

E1?K+SlgcsVs?cxVx ②

Vx?Vs②-①并整理得:


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