大三化学第十章答案

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1、1第十章第十章 吸光光度法吸光光度法1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？ 答：灵敏度高 仪器设备简单，操作简便，快速 准确度较高 应用广泛 2.何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别？ 答：复合光指由不同单色光组成的光； 单色光指其处于某一波长的光； 可见光指人的眼睛所能感觉到的波长范围为 400-750 nm 的电磁波； 将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光； 白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成有复合光。 3.简述朗伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。 答：确定前提为

2、：入射光为平行单色光且垂直照射； 吸光物质为均匀非散射体系；吸光质点之间无相互作用； 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象发生。 其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度 A 与吸光物质的浓度 c 及吸收层厚 度 b 成正比。 其数学表达式为： KbcTIIAt1lglg04.摩尔吸收系数 在光度分析中有什么意义？如何求出 值？ 值受什么因素的影响？ 答：摩尔吸光系数 在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为 1mol/L 和吸收层厚度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。(2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度 A，然后根据计算而求得

3、。bcA(3) 值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。 5.何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？ 答：吸光度 A 是指入射光强度 I0与透射光强度 It的比值的对数值。 透射比 T 是指透射光强度 It与入射光强度 I0的比值。两者的关系如下：TIIAt1lglg06.在光度法测定中引起偏离朗伯-比尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？ 答：物理因素：非单色光引起的偏离 非平行入射光引起的偏离 介质不均匀引起的偏离。 化学因素：溶液浓度过高引起的偏离 化学反应引起的偏离。 消除这些影响的方法：采用性能较好的单色器 采用平行光束进行入射，改造

4、吸光物质使之为均匀非散射体系，在稀溶 液进行，控制解离度不变，加入过量的显色剂并保持溶液中游离显色剂的浓度恒定。 7.分光光度计的主要部件有哪些？各部件的作用是什么？ 答：分光光度计的主要部件有：光源、单色器、吸收池、检测系统、信号显示系统。 光源能提供具有足够发射强度、稳定且波长连续变化的复合光。 单色器的作用是从光源发出的复合光中分出所需要的单色光。 吸收池是用于盛装参比溶液、试样溶液的器皿。 检测系统是利用光电效应把通过吸收池后的透射光变成与照射光强度成正比的光电流，再进行测量。 信号显示系统的作用是检测光电流强度的大小，并以一定的方式显示或记录下来。 8.吸收光谱曲线和标准曲线的实际意

5、义是什么？如何绘制这种曲线？ 答：吸收光谱曲线是吸光光度法选择测量波长的依椐，它表示物质对不同波长光吸收能力的分布情况。由于每种物质组成 的特性不同决定了一种物质只吸收一定波长的光，所以每种物质的吸收光谱曲线都有一个最大吸收峰，最大吸收峰对应的 波长称为最大吸收波长，在最大吸收波长处测量吸光度的灵敏度最高。在光度分析中，都以最大吸收波长的光进行测量。2吸收光谱曲线的绘法：在选定的测定条件下，配制适当浓度的有色溶液和参比溶液，分别注入吸收池中，让不同波长 的单色光依次照射此吸光物质，并测量此物质在每一波长处对光吸收程度的大小（吸光度） ，以波长为横坐标，吸光度为纵 坐标作图，即可得。标准曲线是微

6、量分析常用的一种定量分析方法。在一定的测定条件和浓度范围内，吸光度与溶液之间有线性关系，以 浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，一般可得一条通过坐标原点的直线，即工作曲线。利用工作曲线进行样品分析时，非常 方便。 标准曲线的绘法：首先在一定条件下配置一系列具有不同浓度吸光物质的标准溶液（称标准系列） ，然后在确定的波长 和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸光度，绘制吸光度-浓度曲线，即为标准曲线。 9.吸光光度法测定对显色反应有何要求？从哪些方面来考虑显色反应的条件？ 答：要求：选择性要好、灵敏度要高、对比度要大、有色化合物要稳定、组成要恒定，显色反应的条件要易于控制。 考虑显色反应的条件为：显色剂

7、的用量；溶液的酸度；时间和温度；有机溶剂和表面活性剂；共存离子的干扰及消除。10.溶液的酸度对显色反应的影响表现在哪些方面？如何选择和确定最适宜的酸度？ 答：溶液的酸度对显色反应的影响表现在以下几个方面：对被测物质存在状态的影响；对显色剂浓度和颜色的影响；对络 合物组成和颜色的影响。 选择和确定最适宜酸度的方法是：固定被测组分.显色剂和其它试剂的浓度，配成一系列酸度不同的显色溶液，测量其 吸光度，绘制吸光度酸度曲线，曲线中吸光度最大且恒定的酸度区间即为显色反应适宜的酸度范围。 11.为了提高测量结果的准确程度，应该从哪些方面选择或控制光度测量的条件？ 答：1、选择合适的入射波长。一般为最大吸收

8、波长，如果有干扰时，可选择用灵敏度较低，但能避开干扰的入射波长。 2、控制准确的读数范围。一般控制在 0.15-0.80，为此，可通过控制试样的称量、稀释或浓缩试样、改变吸收池的厚度。3、 、选择适当的参比溶液。 12.为什么示差光度可以提高测定高含量组分的准确度？ 答：应用差示光度法测定高含量组分时，由于利用稍低于试样溶液的标准溶液作参比，所测试样溶液的吸光度则是标准参 比溶液和试样溶液浓度之差的吸光度，即两溶液吸光度之差与两溶液浓度之差成正比：A=C=(Cx-Cs) 由于 C 比 C 大得多，故测定 C 的误差就比 C 的误差小得多。 示差光度可以提高测定高含量组分的准确度的原因，是因为用

9、稍低于试样溶液浓度的标准溶液作参比，调节 T%为 100%时，相当于把光度计读数标尺进行了扩展。 13.简述用摩尔比法测定络合物络合比的原理。 答：在一定的条件下，假设金属离子 M 与络合剂 R 发生下列显色反应（略去离子电荷）： M+nR=MRn 为了测定络和比 n ，可固定金属离子的浓度 CM，改变络和剂的浓度 CR，配置一系列 CR/CM不同的显色溶液。在络和物的处 ，采用相同的比色皿测量各溶液的吸光度，并对 CR/CM作图。在显色反应尚未进行完全阶段，此时 CR/CM9095%即可。 3.何谓分离率？在分析工作中对分离率的要求如何？ 答：分离率表示干扰组分 B 与待测组分 A 的分离程

10、度，用表示 SB/A，SB/A越小，则 RB越小，则 A 与 B 之间的分离就越完 全，干扰就消除的越彻底。通常，对常量待测组分和常量干扰组分，分离率应在 0.1%以下；但对微量待测组分和常量干扰 组分，则要求分离率小于 10-4%。 4.有机沉淀剂和有机共沉淀剂有什么优点。 答：优点：具有较高的选择性，沉淀的溶解度小，沉淀作用比较完全，而且得到的沉淀较纯净。沉淀通过灼烧即可除去沉 淀剂而留下待测定的元素。 5.何谓分配系数、分配比？二者在什么情况下相等？ 答：分配系数：是表示在萃取过程中，物质进入有机溶剂的相对大小。分配比：是该物质在有机溶剂中存在的各种形式的浓度之和与在水中各存在形式的浓度

11、之和的比值，表示该物质在两 相中的分配情况。 当溶质在两相中仅存在一种形态时，二者相等。 6.为什么在进行螯合物萃取时控制溶液的酸度十分重要？ 答：在萃取过程中，溶液的酸度越小，则被萃取的物质分配比越大，越有利于萃取，但酸度过低则可能引起金属离子的水 解，或其他干扰反应发生，应根据不同的金属离子控制适宜的酸度。 7.解释下列各概念：交联度，交换容量，比移值。 答：交联度：在合成离子交换树脂的过程中，将链状聚合物分子相互连接而形成网状结构的过程中，将链状聚合物分子连 接而成网状结构的过程称为交联。交换容量：表示每克干树脂所能交换的相当于一价离子的物质的量。是表征树脂交换能力大小的特征参数，通常为

12、936 mmol/g。比较值 Rf：表示某组分再滤纸上的迁移情况。 8.在离子交换分离法中，影响离子交换亲和力的主要因素有那些？ 答：离子亲和力的大小与离子所带电荷数及它的半径有关，在交换过程中，价态愈高，亲和力越大，对于同价离子其 水化半径越大， （阳离子原子序数越大）亲和力越小。 9.柱色谱、纸色谱、薄层色谱和离子交换色谱这几种色谱分离法的固定相和流动相各是什么？试比较它们分离机理的异同。异同见表：色谱名称固定相流动相相同点差异柱色谱硅胶或氧化铝等吸附 剂通常为有机溶剂利用色谱来分离的纸色谱滤纸上的纤维素通常 与羟基结合形成通常为有机溶剂利组分在滤纸上的迁 移来分离薄层色谱一些颗粒度更细的

13、吸 附剂通常为有机溶剂都是利用当固定相和 流动相一定时，KD值 大的组分在固定相中 保留的时间长，移动 的速度慢不易被洗脱。试样中各组分在两相 间不断进行吸附和解 析，视吸附剂对不同 的组分吸附力的差异 得到分离。10.溶液含 Fe3+10mg，采用某种萃取剂将它萃入某种有机溶剂中。若分配比 D=99,用等体积有机溶剂分别萃取 1 次和 2 次在 水溶液中各剩余 Fe3+多少毫克？萃取百分率各为多少？解：nnVVDVmm 水有水 0=0.1mg101 水有水 VVDVmm=0.001mg202 水有水 VVDVmm%99.99%100020 2mmmE11.将一种螯合剂 HL 溶解在有机溶剂中

14、，按下面反应从水溶液中萃取金属离子 M2+：M2+(水)+2HL(有)=ML2(有)+2H+(水) 反应平衡常数 K=0.010。取 10mL 水溶液，加 10mL 含 HL0.010mol/L 的有机溶剂萃取 M2+.设水相中的 HL 有机相中的 M2+可 以忽略不计，且因为 M2+的浓度较小，HL 在有机相中的浓度基本不变。试计算：(1)当水溶液的 pH=3.0 时，萃取百分率等 于多少？(2)如要求 M2+的萃取百分率为 99.9，水溶液的 pH 应调至多大？%99%100010 1mmmE10解： 222 2 MHLHMLKHMLHLM222211 起始 1-X/2 1-X/2反应 X

15、 1-X/2 剩余 因为，M2+很小，故，1-X/2=1/2010. 010010. 02223 2 MML，X=0.5，萃取百分率=50%X 223010. 01021010. 02）同理有， 001. 04104 21010. 042 H解得，H+=4.4710-5 mol/L, pH=4.35. 12.用某有机溶剂从 100mL 含溶质 A 的水溶液中萃取 A。若每次用 20mL 有机溶剂，共萃取两次，萃取百分率可达 90.0， 计算机该取体系的分配比。解 ： 20 水水水 VVDVmm n 萃取百分率=%90%10000 mmmn9 . 0)10020100(12DD=10.8 13.某弱酸 HB 在水中的 Ka=4.210-5,在水相与某有机相中的分配系数 KD=44.5。若将 HB 从 50.0mL 水溶液中萃取到 10.0 mL 有机溶液中，试分别计算 pH=1.0 和 pH=5.0 时的萃取百分率（假如 HB 在有机相中仅以 HB 一种形体存在） 。解：依据题意有：水水有 BHBHBD根据弱酸电离平 HHBKaB水 水%1 .63%100)501056. 850(1 %100)156. 8102