习题与解答(2)

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Cx+0.400~0.180 Cx+0.600~0.220

从曲线可求出:0.2的标准Fe的吸光度~0.04,

所以:Cx=(0.2×0.08)/0.04=0.4(mg/200cm3)或者Cx=0.002mg/cm3 这里:“空白”行表示无试样外的所有试剂;“试样”表示试样和加标后的试样。

1 用原子吸收光谱法测定Mg的灵敏度时,若配置浓度为2μg/cm3的水溶液,测定得其

透光率为50%,试计算Mg的灵敏度。

解:原子吸收灵敏度的表达式(又称1%吸收时的浓度):S = C×0.0044/A(μg/ml/1%)

T = 50% 则A = -logT = -log0.5 = 0.3011 ∴ S =2×0.0044/0.3011 = 0.0292(μg/ml/1%)

或者:求曲线的斜率:ΔΑ/ΔC=0.30/2=0.15(μg/ml/) 2 WDF-Y2原子吸收分光光度计的光学参数如下:

光栅刻数:1200条/mm,光栅面积:50×50 mm2,倒线色散率;2nm/mm, 狭缝宽度:0.05,0.10,0.20,2.00四档可调。试问:

(1) 此仪器的一级光谱理论分辨率是多少?

(2) 欲将K404.4nm和K404.7nm两线分开,所用狭缝宽度应为多少?

(3) Mn279.48nm和Mn279.83nm双线中,前者是最灵敏线,若用0.10mm和0.20mm

的狭缝宽度分别测定Mn279.48nm,所得灵敏度是否相同?为什么?

解:(1) 一级光谱理论分辨率为 nN = 1×50×1200 = 60000

(2) 狭缝宽度S、倒线色散率D及光谱通带W的关系为S = W/D

这里 W= 404.7-404.4 = 0.3(nm) D = 2nm/mm ∴ S = 0.3/2 = 0.15 (mm) ∴ 应该用0.10档狭缝。

(3) 所得灵敏度不相同。因为,W= 279.83-279.48= 0.35(nm) S = 0.35/2 =0.175 (mm)

若用狭缝0.20mm档,Mn的2条谱线并未分开, ∴灵敏度会低一些。

3 已知Ca的灵敏度是0.004μg/cm3/1%,某地区土壤中Ca的含量约为0.01%,若用原

子吸收光谱法测定,其最适宜的测定浓度是多少?应称取多少克试样制成多少体积溶液进行测定比较合适?

解: 在原子吸收测量中,吸光度为0.1~0.5时误差比较小。当浓度约为灵敏度(1%的

吸收)的25~120倍时,其吸光度可落在上述范围。所以,本题Ca的最适宜的测量浓度范围为0.004×25~0.004×120,即为0.10~0.48(μg/cm3)。 又∵原子吸收测量一般需要溶液量为25ml, ∴ 含量为1%的Ca的试样称量范围为:

最低: 25×0.1×100/0.01 = 25000μg = 0.025g 最高: 25×0.48×100/0.01 = 120000μg = 0.125g

4 用紫外分光光度法测定含有两种配合物X和Y的溶液的吸光度(l=1.0cm),获得表中

数据。计算未知溶液X和Y的总浓度。 溶液 浓度C(mol/L) 吸光度A1(λ1=285nm) 吸光度A2(λ2=365nm) X 5.0×10-4 0.053 0.430

1

Y X+Y 1.0×10-3 未知 0.950 0.640 0.050 0.370 解:由A=KlC 可知:0.053=K1×5.0×10-4 ∴K1=106 0.430= K1×5.0×10-4 ∴K2=860 0.950= K3×1.0×10-3 ∴K3=950 0.050= K4×1.0×10-3 ∴K4=50 设,X和Y的浓度分别为X和Y,

则有方程组:K1lX+K3lY=0.640 即:106X+950Y=0.640

K2lX+K4lY=0.370 806X+50Y=0.370

解之:X=3.9×10-4(mol/L)

Y=6.3×10-4(mol/L)

5 有两种异构体的紫外吸收峰在228nm(ε=14000)和296nm(ε=11000)。试指出这两种异

构体分别属于下面结构中的哪一种。

OOCH CH C 3 CHCH CH C CH3(a)

答: 化合物(a)中有三个共轭双键,化合物(b)只要两个共轭双键;所以,化合物(a)的最

大紫外吸收波长大于化合物(b),所以,296nm对应化合物(a),228nm对应化合物(b)。 6 试计算下列化合物的最大吸收紫外吸收光谱λmax。

CH3H3COOCH2OHOCH3OCH3CH2H3C(b)(a)(c)(d)

解:由Woodward规则计算如下:

(a) 异环二烯母体基数 214 (c) 母体基数 215 环残基×2 10 β-OCH3 30 计算值 λmax224nm β-烷基 12 (b) 母体基数 215 计算值 λmax257nm α-OH 35 (d) 母体基数 215 β-烷基×2 24 β-烷基×2 24 计算值 λmax274nm 计算值 λmax239nm

7 如何用紫外光谱判断下列异构体:

(b) 2

CH CH CH CHCH CH CH CH(a)22(b) CH CH2CH CH2C2H5(c)C2H5(d)

解: 因为(d)有3个共轭双键,而(c)只有2个个共轭双键,所以,(d)的紫外吸收波长一

定比(c)长;同样,(a)的紫外吸收波长一定比(b)长。但是,(c) (d) 的紫外吸收波长一定比(a) (b)长,所以,上述四化合物的紫外吸收波长顺序为(d)>(c)>(a)>(b)。

8 某化合物的分子式为C5H8O, 其红外光谱有如下主要吸收带;3020,2900,1690和

1620 cm-1 ;其紫外吸收光谱λmax=227nm, ε=104。已知该化合物不是醛,试指出它可能的结构。

解:与第5章第8题重复!

答: 先根据分子式计算该化合物的不饱和度U: U={(2n+2)+ t-m}/2 ={(2×5+2)+ 0-8}/2 =2 3020 cm-1 ν=C-H 不饱和的化合物,含有双键,

2900 cm-1 νC-H 饱和。

1690 cm-1 νC=O 共轭的羰基,占有一个不饱和度,

1620 cm-1 νC=C 共轭双键,占有一个不饱和度,

从ε=104可以知道, 此跃迁是由π–π*产生的, 所以可能有如下结构:

CH2=CH-CO-CH2-CH3 或者 CH3-CH=CH-CO-CH3 用Woodward规则计算,

前者:母体基数 215nm 后者:母体基数 215nm α-烷基取代×0 α-烷基取代×1 12 计算值 215nm 计算值 227nm 所以该化合物为CH3-CH=CH-CO-CH3。

9 有一晶体物质的红外吸收特征是:在3330 cm-1(3.0μm)和1600 cm-1(6.25μm)处

有锐陡带,在2300 cm-1(4.35μm)或3600 cm-1(2.78μm)处没有吸收带。问下列两化合物哪一个的结构和此红外数据吻合? a:N C NH2+b:HN CH NH C CH 2 CH CH2OHO

10 从以下红外数据来鉴定特定的二甲苯: 化合物A:吸收带在767和692 cm-1处, 化合物B:吸收带在792 cm-1处, 化合物C:吸收带在742 cm-1处。

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11 某化合物的分子式为C7H5NO,其红外光谱如11.28图所示,试推断其结构。

?T%2.5 . 5 6 7 . . 8 9 . 10 . 11 12 1 3 14 15 16. 4 . . . . . . .

.310013851452 80.1510 60..7516861610 40.22602242液体薄膜 20 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1003500 2400 2000 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700cm-1

图11.28习题21的红外光谱图

解:先根据分子式计算该化合物的不饱和度U: U={(2n+2)+ t-m}/2 ={(2×7+2)+ 1-5}/2 =6 见《习题p80》

12 某化合物的分子式为C8H7N,熔点29.5℃,其红外光谱如11.29图所示,试推断其结

构。

?T%2.. 5 4 . 5 6 7 . . 8 9 . 10 . 11 . 12 1 3 14 15 16 . . . . . .

.29201450 80.303011771508 60.1607. 402217.液体薄膜 20817 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1003500 2400 2000 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700cm-1

图11.29习题22的红外光谱图

见《习题p81》

13 某化合物的分子式为C7H10O,经红外光谱测定有>C=O, -CH3, -CH2-及

>C=C<。紫外光谱测定λEtOHmax?257nm,试推断其结构。

第12章

1 试从仪器的工作原理、仪器结构和应用三方面对波长色散型和能量色散型X荧光光谱

仪进行比较。

答: 波长色散型X荧光光谱仪是基于晶体的衍射,将不同波长的X射线分别进行检

测。晶体与分光系统是仪器的核心,因此,仪器比较复杂;为消除高次X射线衍射干扰,仪器备有脉冲高度分析器。适合于实验室进行分析测定,可以检测原子序数大于4的元素。

能量色散型X荧光光谱仪是基于检测器的脉冲高度的大小进行甄别,仪器的核心

是多道脉冲分析器。仪器结构比较简单,采用γ-放射源作为激发源,仪器可小型化,适宜于野外检测,可进行多元素同时测定,但轻元素的Kα不能分开,彼此有干扰。

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