仪器分析原理(何金兰版)课后答案

仪器分析习题与解答

第1章

1 为什么说光波是一种横波？

答: 我们知道，当波的传播方向与其振动方向垂直时，称为横波；光波是一种电磁波, 而电磁波在

空间的传播方向与其电场矢量和磁场矢量的振动平面垂直； 所以，光波是一种横波。

2 计算下列辐射的频率，波数及辐射中一个光子的能量

（1） 钠线（D线）589.0nm;

（2） 波长为200cm的射频辐射；

（3） 波长为900pm的X射线。

3.0 1010cm s 114解：（1）ν = c/λ ==5.09³10(Hz) 7cm589.0 10

= 1/λ = (589.0×10-7cm)-1 = 1.7×104(cm-1)

E = hc/λ 6.626 10 34 3.0 1010J s cm s 1

==3.38³10-15(J) 7cm589.0 10

3 吸光度与透光率的换算

（1） 将吸光度为0.01, 0.30, 1.50换算为透光率；

（2） 透光率为10.0%, 75.0%, 85.5%换算为吸光度。

解：(1) ∵A=log(1/T) ∴ logT=－A=－0.01, ∴ T=10-0.01=97.7%

∴ logT=－A=－0.30, ∴ T=10-0.30=50.1%

∴ logT=－A=－1.50, ∴ T=10-1.50=3.16%

(2) A=log(1/T)=log100/10=log10=1.00

A=log(1/T)=log100/75=log1.333=0.125

A=log(1/T)=log100/85.5=log1.17=0.068

5 在765 nm波长下，水溶液中的某化合物的摩尔吸光系数为1.54×103（L²mol-1²cm-1），该化合

物溶液在1 cm的吸收池中的透光率为43.2%。 问该溶液的浓度为多少？

解： ∵A=－logT = ε lC

∴ C= A/ε l=－logT/ε l = －log(43.2%)/1.54×103×1=2.37×10-4 (mol/L)

6 某化合物的标准溶液浓度为2.5×10-4 mol²L –1，在5 cm长的吸收池中，在347nm波长处，测

得其透光率为58.6%。试确定其摩尔吸光系数。

解：∵A = ε lC =－logT,

∴ ε = －logT/ lC = －log(58.6%)/5×2.5×10-4

= log 1.71/5×2.5×10-4= 0.232/5×2.5×10-4=1.86×102（L²mol-1²cm-1）

7 以丁二酮肟光度法测镍配制镍和丁二酮肟配合物的标准溶液浓度为1.70×10-5 mol²L –1，在2.00

cm长的吸收池中，在470nm波长处，测得其透光率为30.0%。试确定其摩尔吸光系数。

解：∵A = ε lC =－logT,

∴ ε = －logT/ lC =－log30.0%/2.00×1.70×10-5=1.54×104（L²mol-1²cm-1）

8 以邻二氮菲光度法测二价铁, 称取试样0.500g, 经过处理后，配成试液加入显色剂，最后定容

为50.0ml。用1.0cm的吸收池，在510nm波长下测得吸光度A=0.430。计算试样中二价铁的质量分数(ε104510=1.1×)；当溶液稀释一倍后，其透光率为多少？

解：首先求出二价铁的浓度C1：

A = ε lC

∴ C1 = A/ε l = 0.430/1.1×104³1.0 = 0.391×10-4(mol/L)=0.2×10-6(g/ml)

而试样的总浓度为C=0.5/50=0.01(g/ml)

∴试样中二价铁的质量分数为：C1/ C=0.2×10-6/0.01=0.2×10-4(g/ml)

溶液稀释一倍后，∵吸光度A = 0.430/2 =0.215

∴其透光率T= 10-0.215=60.9%

9 有两份不同浓度的同一溶液，当吸收池长为1.00 cm时，对某一波长的透光率分别为(a)为65.0%

和(b)为41.8%，求：

（1） 两份溶液的吸光度；

（2） 如果溶液（a）的浓度为6.50×10-4 mol²L –1，求溶液（b）的浓度；

（3） 计算在该波长下，此物质的摩尔吸光系数。

解：(1) Aa = －logT = －log65.0% = 0.187；Aa = －log41.8% = 0.379

(2) 因为同一溶液浓度不同, 所以摩尔吸光系数相同

∴ Aa/ Aa=Ca/Cb, ∴Cb = Ca×Aa/ Aa=6.50×10-4×0.379/0.187

-4 –1=13.17×10 mol²L

(3) ε = A/ lC =0.187/1.00×6.50×10-4=2.88×102（L²mol-1²cm-1）

10 浓度为1.00×10-3 mol²L –1的K2Cr2O7溶液在波长450nm和530nm处的吸光度分别为0.200和

0.050； 1.00×10-4 mol² L –1的KMnO4溶液在波长450nm处无吸收，在530nm处的吸光度为0.420。今测得某K2Cr2O7和KMnO4混合溶液在450nm和530nm处的吸光度分别为0.380和0.710。计算该混合溶液中K2Cr2O7和KMnO4的浓度。

解：首先, 根据已知条件求出两物质在不同波长下的摩尔吸光系数：

在450nm处, K2Cr2O7 的 ε = A/ lC = 0.200/ l×1.00×10-3=200 l-1

在530nm处, K2Cr2O7 的 ε = A/ lC = 0.050/ l×1.00×10-3=50 l-1

在450nm处, KMnO4 的 ε = 0

在530nm处, KMnO4 的 ε = A/ lC = 0.420/ l×1.00×10-4=4.2×103 l-1

然后, 根据混合溶液在不同波长下的吸光度求出浓度：

0.380 = C1×200 l-1×l + 0

∴C1=1.90×10-3(mol/L)

0.710 = C1×50 l-1×l +C2×4.2×103 l-1×l

∴C2=1.46×10-4(mol/L)

11 试液中Ca的浓度为3 g/mL，测得的吸光度值为0.319，问产生1%吸收信号对应的浓度为多少？ 解：此题主要知道1%吸收相当于吸光度值为0.0044, 然后根据吸光度与浓度成正比的关系计算：

Cx = C1×Ax/A1 = 3×0.0044/0.319 = 0.0414( g/mL)

12 写出下列各种跃迁的能量和波长范围：

（1） 原子内层电子跃迁；

（2） 原子外层价电子跃迁；

（3） 分子的电子能级跃迁；

（4） 分子的振动能级跃迁；

（5） 分子的转动能级跃迁。

解： 能量(ε/eV) 波长(λ/nm)

(1) 原子内层电子跃迁； 2.5×105～6.2 0.005～200nm

(2) 原子外层价电子跃迁； 6.2～1.6 200～800nm

(3) 分子的电子能级跃迁； 6.2～1.6 200～800nm

(4) 分子的振动能级跃迁； 1.6～2.5×10-2 0.8～50µm

(5) 分子的转动能级跃迁。 2.5×10-2～4.1×10-6 …… 此处隐藏：14689字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……