仪器分析总习题及参考答案

21、 试比较双光束和双波长分光光度法在仪器结构上有何不同，双波长分光光度法的原

理是什么？

答：(1) 双光束分光光度计，在单色器的后面放置一切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。 双波长分光光度计，将同一光源发出的辐射通过两个单独调节的单色器，产生两条不同波长的光，分别进行测定。

(2)由于双波长分光光度计采用统一光源，调节仪器使两波长处光强度相等，则两波长处吸光度之差为ΔA= Aλ2 –Aλ1 = (ελ2 –ελ1)bc

即输出信号ΔA浓度c成正比．消除了参比溶液和样品溶液组成不同带来的误差。

22、 与紫外分光光度计比较，荧光分光光度计有何不同。 答：光源：激发光源强度比吸收测量中的光源强度大。 单色器：两个单色器，激发单色器和发射单色器。 检测器：荧光强度很弱，检测器有较高的灵敏度。 试样池：荧光分析中要求用石英材料。 由于荧光强度与透过光强度相比小得多，在测量荧光时必须严格消除透过光的影响，在测量荧光计的仪器中，是在与入射光和透过光垂直的方向上来测量荧光。 （荧光光度计有两个单色器，且入射光路与检测系统的光路垂直。）

23、 名词解释：K带，红移，生色团，助色团

K吸收带：不饱和有机物中π→π ＊ 跃迁引起的紫外强吸收，不饱和有机物共轭体系越大K带长移越厉害。

红移和紫移：在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向(红移)或短波方向(蓝移)移动的现象。

生色团：分子中含有非键或?键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起?–?*和n–?*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。主要的生色团有–C=O、–N=N–、–N=O等。

助色团：含有孤对电子(非键电子对)，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团，如–OH、–OR、–NHR、–SH、–Cl、–Br、–I等。 24、 如何区别紫外吸收光谱中的n-π* 和 π-π*跃迁？ 答：（1）它们的摩尔吸收系数差异很大，故可用摩尔吸收系数不同加以区别；（2）可以在不同极性溶剂中测定最大吸收波长，观察红移或紫移，随溶剂的极性增加n-π*跃迁发生兰移和π-π*跃迁红移，以区别这两种跃迁类型。 25、 下面化合物中含生色团的是（ ）

1.CH3CH2OH 2.CH3CH2NH2 3.CH3CCl3 4.CH3CH2COOH 5.CH2CHCHCH2

26、 在UV—Vis定量分析中，为确保结果准确，须（ ）

1.λ射线须单色光 2.测定溶液须稀溶液 3.测定波长应选择吸收曲线平滑区 4.吸收度A读数宜在0.2—0.8之间 5选择锐线光源

27、 关于吸收系数K的论述正确的是（ ）

1.吸收物质不同，K也不同 2.随入射波长的变化而变化 3.与温度有关

4.其单位表示方法依赖于溶液浓度的表示方法

28、 物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外可见吸收光谱，其跃迁过程为（ ） A．分子的振动能级跃迁；B．分子的转动能级跃迁；C．分子的电子能级跃迁；

29、 某非水溶性化合物，在200nm～250nm有吸收，当测定其紫外可见光谱时，应选

用的溶剂为（ ）

A.CH3-CH2-CH2-CH3 B.CH3-CH2-OH

C.CH2＝CH-CH2-CH＝CH2 D.CH3-CH＝CH-CH＝CH-CH3 30、 在紫外－可见光谱中，以下四种跃迁所需能量最大的是（ ） A. ?-?*； B. n-?*； C. ?-?*； D. n-?* 31、

分子能发生n－σ*跃迁，

为227nm(ε为900)。试问：若在酸中测

量时，该吸收峰会怎样变化？为什么？ n－σ*跃迁产生的吸收峰消失 32、

某化合物的

为305nm，而

为307nm。试问：引起该吸收的是n－π*还是

π－π*跃迁？

为π－π*跃迁引起的吸收带 33、 若在下列情况下进行比色测定，试问：各应选用何种颜色的滤光片？(1) 蓝色的

Cu(Ⅱ)－NH3配离子；

(2) 红色的Fe(Ⅲ)－CNS－配离子；

(3) Ti(Ⅴ)溶液中加入H2O2形成黄色的配离子。 (1)黄色；（2）蓝绿色；（3）蓝色 34、

排列下列化合物的

及

的顺序：乙烯、1,3,5－己三烯、1,3－丁二烯。

1,3,5－己三烯 > 1,3－丁二烯 > 乙烯

35、 紫罗兰酮有两种异构休，?-异构体的吸收峰在228nm(? =14 000)，而?-异构体吸收

峰在296nm(?=11 000)。试指出这两种异构体分别属于下面结构中的哪一种？

CH3CH3CH3CH3CHCHCOCH3CHCHCOCH3CH3CH3 Ⅰ Ⅱ

解：共轭体系，吸收峰向长波长方向移动，因此结构I为β-异构体，结构II为α-异构体．

36、 已知某Fe(Ⅲ)络合物，其中铁浓度为0.5μg·mL-1，当吸收池厚度为lcm时，百分透

光率为80%。试计算：（1）溶液的吸光度；（2）该络合物的表观摩尔吸光系数；（3）溶液浓度增大一倍时的百分透光率；（4）使（3）的百分透光率保持为80%不变时吸收池的厚度。

解：已知b=1cm, T=80%, c=0.5μg·mL-1

0.5?10?6c??103?8.9525?10?655.85 则mol·L-1

(1)A= –lgT= –lg0.80=0.0969 (2)由A=εbc得到：

??

A0.0969??1.08?104?6bc1?8.9525?10L·mol-1·cm-1

(3)c2=2c, A2=2A=0.1938

即–lgT2=0.1938, T2=0.640

(4)A3= –lgT3= –lg0.80=0.0969, c3=2c, 则A3=A, b3=b/2

b3?

A30.069??0.54?6?c31.08?10?2?8.9526?10cm

IR 37、 试说明什么是基团频率和“指纹区”？各有什么特点和作用？ 答：组成分子的各种原子基团都有自己的特征红外吸收的频率范围和吸收峰，称这些能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰为特征峰，其相应的频率称为特征频率或基团频率。

“指纹区”：在1300 cm-1～600 cm-1（7.7?m~16.7?m）范围的光谱区，分子构型和结构的微小差别，都可引起吸收峰分布的明显改变。这一区域内的光谱对于分子来说就好像“指纹”对人一样，具有各自独特的特征。

基团频率：有一定的范围，吸收峰较强，用于鉴定原子基团的存在．

指纹区：分子构型和结构的微小差别，会引起吸收峰分布的明显改变，可用于区分化合物的精细结构．

38、 有一种苯的氯化物在900~660cm-1区域没有吸收峰，它的可能结构是什么？ 答：C6Cl6 (六六六)

39、 下面两个化合物的红外光谱有何不同？

O（a）

CH2－NH2 (b) CH3－C－N(CH3)2

答：红外光谱不同点：

(a)3300cm-1，N-H伸缩振动（宽且强），CH2-伸缩振动峰，

苯环骨架振动峰(1600cm-1附近)，一取代指纹峰(770~730, 710~690cm-1) (b)1680cm-1, C=O强伸缩振动峰，甲基的伸缩振动峰(2928cm-1) 40、 某化合物分子式为C5H8O，有下面的红外吸收带：3 020 ，2 900，1 690和1 620 cm-1；

在紫外区，它的吸收峰在227nm处（?=104）。试提出一个结构，并说明它是否是唯一可能的结构。

O答：CH3-C-CH=CH-CH3，否．

41、 指出红外吸收特征基团频率按波数从高到低的顺序：

1.X-H伸缩振动区； 2.三键和累积双键的伸缩振动区； 3.双键伸缩振动区； 4.其他单键伸缩振动5.X-H变形振动区 A:1,2,3,4,5;

42、 判断某物质中官能团的IR吸收峰峰强弱主要考虑官能团的（ ）

1.化学键的力常数 2.键两端原子的折合质量 3. 偶基距变化即极性大小 4.键两端原子振动形式 5.基本振动数 GC 43、 假如一个溶质的分配比为0.2，则它在色谱柱的流动相中的百分率是多少？ ∵ k = ns/nm=0.2 ∴nm= 5ns

nm/n×100% = nm/(nm+ns)×100% = 83.3% 44、 对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄主要决定于组分在色谱柱中的

A．保留值 B．扩散速度 C．分配比 D．理论塔板数 B.扩散速度

色谱峰的宽窄主要与色谱动力学因素有关。 45、 载体填充的均匀程度主要影响A．涡流扩散相 B．分子扩散 C．气相传质阻力 D．液

相传质阻力 A． 范氏方程中涡流扩散相A=2λdp，λ为填充不规则因子。 46、 若在1m长的色谱柱上测得分离度为0.68，要使它完全分离，则柱长至少应为多少

米？

∵ L2=(R2/R1)2 L1 完全分离R2=1.5 L2=(1.5/0.68)2×1=4.87(m)

47、在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（tR）6.6min，峰底宽（Y）0.5min，死时间

（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL，求：(提示：流动相体积，即为死体积)

（1） 分配容量k （2） 死体积Vm （3） 调整保留时间 （4） 分配系数（5） 有效塔板数neff（6） 有效塔板高度Heff

(1)分配比k = tR'/tm = (6.6-1.2)/1.2=4.5 (2) 死体积Vm = tmoFc = 1.2×40 = 48mL

(3) 调整保留时间 VR'= (tR-tm) oFc = (6.6-1.2)×40 = 216mL (4) 分配系数K=koβ=(Vm/Vs)=4.5×(48/2.1)=103 (4) 有效塔板数neff = 16×( tR'/Y)2=16×[(6.6-1.2)]2=1866 (5) 有效塔板高度Heff =L/neff=2×1000/1866=1.07mm

48、 已知组分A和B的分配系数分别为8.8和10，当它们通过相比β=90的填充时，能

否达到基本分离（提示：基本分离Rs=1） α= KB/KA = 10/8.8 = 1.14