仪器分析习题

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AAS法

思考题与练习题

1. 原子吸收光谱和原子荧光光谱是如何产生的？比较两种分析方法的特点。 2. 解释下列名词： ⑴ 谱线轮廓； ⑵ 积分吸收； ⑶ 峰值吸收；

⑷ 锐线光源； ⑸ 光谱通带。

3. 表征谱线轮廓的物理量是哪些？引起谱线变宽的主要因素有哪些？

4. 原子吸收光谱法定量分析的基本关系式是什么？原子吸收的测量为什么要用锐线光源？ 5. 原子吸收光谱法最常用的锐线光源是什么？其结构、工作原理及最主要的工作条件是什么？

6. 空心阴极灯的阴极内壁应衬上什么材料？其作用是什么？灯内充有的低压惰性气体的作用是什么？

7. 试比较火焰原子化系统及石墨炉原子化器的构造、工作流程及特点，并分析石墨炉原子化法的检测限比火焰原子化法低的原因。

8. 火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？试举例说明。 9. 原子吸收分光光度计的光源为什么要进行调制？有几种调制的方式？ 10. 分析下列元素时，应选用何种类型的火焰？并说明其理由： ⑴ 人发中的硒； ⑵ 矿石中的锆； ⑶ 油漆中的铅。

11. 原子吸收光谱法中的非光谱干扰有哪些？如何消除这些干扰？ 12. 原子吸收光谱法中的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？ 13说明用氘灯法校正背景干扰的原理，该法尚存在什么问题？

14. 在测定血清中钾时，先用水将试样稀释40倍，再加入钠盐至0.8mg/mL，试解释此操作的理由，并说明标准溶液应如何配制？

15. 产生原子荧光的跃迁有几种方式？试说明为什么原子荧光的检测限一般比原子吸收低？

16. 欲测定下列物质，应选用哪一种原子光谱法，并说明理由： ⑴ 血清中的Zn和Cd（～Zn 2μg/mL，Cd 0.003μg/mL）； ⑵ 鱼肉中的Hg（～xμg/g数量级）； ⑶ 水中的As（～0.x μg/mL）；

⑷ 矿石La、Ce、Pr、Nd、Sm（0.00x～0.x%）

⑸ 废水中Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr（x μg/mL～x mg/mL）。

17. 镁的共振线285.21nm是原子数之比。

跃迁产生的，试计算在2500K时，激发态和基态的

(答案 )

18. 用原子吸收光谱法测定试样中的Tl，使用丙烷—氧气火焰，其温度为2800K，分析线为377.6nm，它是由6P1电子跃迁至7S1产生的。试问火焰中Tl原子的激发态和基态数之比是多少？

（答案）

19. 原子吸收分光光度计的单色器倒色散率为1.6nm/mm，欲测定Si 251.61nm线的吸收值，为了消除多重线Si 251.43nm和Si 251.92nm的干扰，应采取什么措施？

20. 测定血浆中Li的浓度，将两份均为0.500mL血浆分别加入到5.00mL水中，然后向第二份溶液加入20.0μL 0.0500mol/L的LiCl标准溶液。在原子吸收分光光度计上测得读数分别为0.230和0.680，求此血浆中Li得浓度（以μg/mL Li表示）（答案7.08μg/mL。）

21. 用原子吸收光谱法测定水样中Co的浓度。分别吸取水样10.0mL于50mL容量瓶中，然后向各容量瓶中加入不同体积的6.00μg/mL Co 标准溶液，并稀释至刻度，在同样条件下测定吸光度，由下表数据用作图法求得水样中Co的浓度。

溶液数水样体积/mL Co标液体积/mL 稀释最后体积/mL 吸光度 1 0 0 50.0 0.042 2 10.0 0 50.0 0.201 3 10.0 10.0 50.0 0.292 4 10.0 20.0 50.0 0.378 5 10.0 30.0 50.0 0.467 6 10.0 40.0 50.0 0.554

（答案10.9μg/mL。）

22. 用双标准加入法原子吸收光谱测定二乙基二硫代氨基甲酸盐萃取物中的铁，得到如下的数据，求试液中铁的浓度。吸光度读数铁标准加入量 mg/200mL 空白溶液试样溶液 0.020 0.090 0 0.214 0.284 2.00 0.414 0.484 4.00 0.607 0.677 6.00

（答案：3.57μg/mL。）

自测题

1. 下列哪种说法可以概述三种原子光谱（发射、吸收、荧光）的产生机理？ A. 能量与气态原子内层电子的相互作用； B. 能量与气态原子外层电子的相互作用； C．辐射能使气态基态原子内层电子跃迁； D．辐射能使气态基态原子外层电子跃迁。

2. 在原子吸收光谱法的理论中，以谱线峰值吸收测量替代积分吸收测量的关键条件是什么？

A．光源辐射的特征谱线与原子吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要小得多； B．光源辐射的特征谱线与原子吸收谱线比较，中心频率和半峰宽均为一样；

C．光源辐射的特征谱线与原子吸收谱线比较，中心频率一样，而半峰宽要较大；

D．光源辐射的特征谱线与原子吸收谱线比较，只要中心频率一样，半峰宽大小都没影响。

3. 影响原子吸收谱线宽度的下列因素中，哪种变宽是主要的？其变宽宽度是多少? A．热变宽和压力变宽，宽度可达B．热变宽和压力变宽，宽度可达C．自然变宽和自吸变宽，宽度可达D．自然变宽和自吸变宽，宽度可达

数量级；数量级；数量级；数量级。

4. 在原子吸收光谱法中，目前常用的光源是哪种？其主要操作参数是什么？

A. 氙弧灯，内充气体的压力； B．氙弧灯，灯电流；

C．空心阴极灯，内充气体的压力； D．空心阴极灯，灯电流。

5. 在AAS分析中，原子化器的作用是什么？ A．把待测元素转变为气态激发态原子； B．把待测元素转变为气态激发态离子； C．把待测元素转变为气态基态原子； D．把待测元素转变为气态基态离子。

6. 在火焰AAS分析中，富燃火焰的性质是什么？它适用于何种元素的测定？ A. 还原性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定； B. 还原性火焰，适用于易形成难离解还原性物质的测定； C. 氧化性火焰，适用于易形成难离解氧化物元素的测定； D. 氧化性火焰，适用于易形成难离解还原性物质的测定。

7. 相对于火焰原子化器来说，石墨炉原子化器： A. 灵敏度高，但重现性差； B．灵敏度高，且重现性好； C．灵敏度低，且重现性差； D．灵敏度低，而重现性好。 8. Na线波长为588.9nm , 是基态的原子数之比是多少？ A. B. C.

；；；

跃迁产生的。在3000K的火焰中，激发态和

D. ；

9. 平行称取两份0.500g金矿试样，经适当方法溶解后，向其中一份试样加入1.00mL浓度为5.00μg/mL的金标准溶液，然后向各份试样加入5.00mL氢溴酸溶液及5.00mL甲基异丁酮。由于金与溴离子形成配合物而被萃取到有机相中。用原子吸收法分别测得有机相的吸光度为0.375及0.225。求得试样中金的含量（μg/g）为： A．； B．0.150 ； C．1.50 ； D．15.0。

10. 用AAS法测定某溶液中Cd的浓度，在适合的条件下，测得吸光度为0.141。取50.00ml此试液加入1.00ml浓度为的Cd标准溶液，在同样条件下，测得吸光度为0.259。而测得蒸馏水的吸光度为0.010。由此，求得试液中Cd的浓度及1%吸收灵敏度是： A. B. C. D.

；；；。

正确答案：1：(B)、2：(A)、3：(B)、4：(D)、5：（C）6：(A)、7：(A)、8：(C)、9：(D)、10：（C） !

原子吸收习题

1.简述原子吸收分光光度法的基本原理，并从原理上比较发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及优缺点．

2．何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？

3．在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？

4．原子吸收分析中，若产生下述情况而引致误差，应采用什么措施来减免之？（１）光源强度变化引起基线漂移，

（２）火焰发射的辐射进入检测器（发射背景），

（３）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠．5．原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？为什么？6．石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？

7．说明在原子吸收分析中产生背景吸收的原因及影响，如何避免这一类影响？8．背景吸收和基体效应都与试样的基体有关，试分析它们的不同之处．

9．应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？进行定量分析有哪些方法？试比较它们的优缺点．10．保证或提高原子吸收分析的灵敏度和准确度，应注意那些问题？怎样选择原子吸收光谱分析的最佳条件？

11．从工作原理、仪器设备上对原子吸收法及原子荧光法作比较。

-1的锌标准溶液和空白溶液交替连续测定1012.用波长为213.8nm,质量浓度为0.010?g.mL

次,用记录仪记录的格数如下.计算该原子吸收分光光度计测定锌元素的检出限.

序号记录仪格数序号记录仪格数

13.测定血浆试样中锂的含量,将三份0.500mL血浆试样分别加至5.00mL水中,然后在这三份-1LiCl标准溶液,在原子吸收分光光度溶液中加入(1)0?L, (2)10.0?L, (3) 20.0?L0.0500mol.L

计上测得读数(任意单位)依次为(1)23.0, (2)45.3, (3)68.0. 计算此血浆中锂的质量浓度.

14.以原子吸收光谱法分析尿样中铜的含量,分析线324.8nm. 测得数据如下表所示,计算试样-1) 中铜的质量浓度(?g.mL

加入铜的质量浓度/?g.mL -11 13.5 6 14.0 2 13.0 7 14.0 3 14.8 8 14.8 4 14.8 9 14.0 5 14.5 10 14.2 A

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

0.28 0.44 0.60 0.757 0.912 原子吸收习题解答

1.简述原子吸收分光光度法的基本原理，并从原理上比较发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及优缺点．

答：AAS是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的方法．

AES是基于原子的发射现象，而AAS则是基于原子的吸收现象．二者同属于光学分析方法。原子吸收法的选择性高，干扰较少且易于克服。

由于原于的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠的几率小得多。而且空心阴极灯一般并不发射那些邻近波长的辐射线经，因此其它辐射线干扰较小。原子吸收具有更高的灵敏度。

在原子吸收法的实验条件下，原子蒸气中基态原于数比激发态原子数多得多，所以测定的是大部分原子。

原子吸收法比发射法具有更佳的信噪比

这是由于激发态原子数的温度系数显著大于基态原子。

2．何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？

答：锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，

光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数Kn 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。这样，求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。

3．在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？

答：虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系，但由于原子吸收线的半宽度很小，

如果采用连续光源，要测定半宽度很小的吸收线的积分吸收值就需要分辨率非常高的单色器，目前的技术条件尚达不到，因此只能借助锐线光源，利用峰值吸收来代替．

而分光光度计测定的是分子光谱，分子光谱属于带状光谱，具有较大的半宽度，使用普通的棱镜或光栅就可以达到要求．而且使用连续光源还可以进行光谱全扫描，可以用同一个光源对多种化合物进行测定．

4．原子吸收分析中，若产生下述情况而引致误差，应采用什么措施来减免之？（１）光源强度变化引起基线漂移，

（２）火焰发射的辐射进入检测器（发射背景），

（３）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠．

答：(1)选择适宜的灯电流，并保持灯电流稳定，使用前应该经过预热．

(2)可以采用仪器调制方式来减免，必要时可适当增加灯电流提高光源发射强度来改善信噪比．

(3)可以选用其它谱线作为分析线．如果没有合适的分析线，则需要分离干扰元素．5．原子

答案：（1）蔬菜中含氯农药残留量选用电子捕获检测器，因为根据检测机理电

子捕获检测器对含有电负性化合物有高的灵敏度。残留含氯农药是含有电负性化合物，选用电子捕获检测器。

（2）溶剂中微量水选用热导池检测器检测，因为热导池检测器是通用型检测器，只要有导热能力的组分均可测定，故可测定微量水。

（3）痕量苯和二甲苯的异构体可用氢火焰离子化检测器，因为氢火焰离子化检测器对含C、H元素的有机化合物有高的响应信号，特别适合。（4）啤酒中微量硫化物选用火焰光度检测器，因为火焰光度检测器是只对硫、磷有响应信号，而且灵敏度高。

9. 在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于：

A．样品中沸点最高组分的沸点；B．样品中各组分沸点的平均值； C固定液的沸点；D．固定液的最高使用温度。

答案：D固定液的最高使用温度。

色谱柱的上限温度如果超过固定液的最高使用温度就会出现固定液流失、污染检测器，使基线不稳而无法工作。

10. 在某色谱柱上，柱温100 ℃测的甲烷的保留时间为40s，正壬烷的保留时间为400s，正炔烷的保留时间为580s，正壬烷与正癸烷的峰宽相同，均等于5.0mm，已知记录纸速为5mm/min，求能与正壬烷达到基线分离（R=1.5）的组分的保留指数应为多少？

解：根据题意要求的组分在正壬烷后出峰。

∴Y9=Y10 ∵Y9=Yi=5mm/5mm/min=60s ∴R=2（t'Ri-t'R9）/(Y9+Yi) = (t'Ri-t'R9)/Y9 ∵t'Ri=RY9 + t'R9 =1.5×60+ (400-40) = 450s Ii = 100[9+(lgt'Ri-lgt'R9)/(lgt'R(9+1)-lgt'R9)] = 100[9+(lg450-lg360)/(lg540-lg360) = 952.3

11. 气相色谱测定样品中乙酸乙酯，丙酸甲酯，正丁酸甲酯的色谱数据见下表，死时间为0.6min。

组分保留时间tR(min) 峰面积相对校正因子f'is (1) 计算每种组分的含量。

(2) 根据碳数规律，预测正戊酸甲酯的保留时间。

解：（1）用归一化法计算各组分的含量

乙酸甲酯 2.72 18.1 0.60 丙酸甲酯 4.92 43.6 0.78 正丁酸甲酯 9.23 29.9 0.88

mi%=Ai f'is/(A1 f'is+…Aif'is+Anf'ns)×100 m(乙酸甲酯)（%）=18.1×0.60/（18.1×0.60 + 43.6×0.78 + 29.9×0.88）×100 = 15.25

（2）∵碳数规律：lgt'R = A1n + C1

乙酸乙酯 n=3，lgt'R乙 = lg(tR-tm) = lg(2.72-0.6) = 0.326 丙酸甲酯n=4，lgt'R丙 = lg(tR-tm) = lg(4.92-0.6) = 0.635

正丁酸甲酯n=5，lgt'R丁 = lg(tR-tm) = lg(9.23-0.6) = 0.936 根据丙酸甲酯、正丁酸甲酯的数据 0.635 = 4A1 + C1 0.936 = 5A1 + C1 解方程的A1 = 0.301

C1=-0.596

∵正戊酸甲酯有6个碳 ∴ n = 6

∴lgt'R戊 = 6×0.301 - 0.569 = 1.237

t'R戊=17.26 tR = t'R + tm = 17.26 + 0.6 = 17.86(min)

LC习题

1. 高效液相色谱是如何实现高效、快速、灵敏的？

答案：气相色谱理论和技术上的成就为液相色谱的发展创造条件，从它的高效、

高速和高灵敏度得到启发，采用5-10μm微粒固定相以提高柱效，采用高压泵加快液体流动相的流速；设计高灵敏度、死体积小的紫外、荧光等检测器，提高检测灵敏度，克服经典液相色谱的缺点，从而达到高效、快速、灵敏。

2. 简述液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素，如何减少谱带扩张，提高柱效？

答案：液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动相传质、停留流

动相传质及柱外效应。在液相色谱中要减少谱带扩张，提高柱效，要减少填料颗粒直径，减小填料孔穴深度，提高装填的均匀性，采用低黏度溶剂作流动相，流速尽可能低，同时要尽可能采用死体积较小的进样器、检测器、接头和传输管线等。

3. 色谱柱A柱长为15cm，载体粒度为5μm。另一B柱长为30cm，载体粒度为10μm。两柱的柱效相等吗？答案：∵l=L/dp

∴lA=15/0.0005=30000

lB= 30/0.0010=30000

A柱的折合柱长为30000，B柱的折合柱长也为30000，表明组分在两根柱内从柱入口到出口都经过30000个载体颗粒，两柱的柱效相等。

4.流动相为什么要脱气？常用的脱气方法有拿几种？

答案：流动相中溶解气体存在以下几个方面的害处：

（1）气泡进入检测器，引起光吸收或电信号的变化，基线突然跳动，干扰检测；（2）溶解在溶剂中的气体进入色谱柱时，可能与流动相或固定相发生化学反应；

（3）溶解气体还会引起某些样品的氧化降解，对分离和分析结果带来误差。因此，使用前必须进行脱气处理。常用的脱气法有以下几种：

（1）加热脱气法；（2）抽吸脱气法；（3）吹氦脱气法；（4）超声波振荡脱气法。

5. 在液相色谱中。常用作固定相，又可用作键合相基体的物质是 A. 分子筛；B. 硅胶；C. 氧化铝；D. 活性炭

答案：B硅胶

要形成化学键合固定相，所用的基质材料应有某种化学反应活性，在四种固体固定相中只有硅胶含有硅醇基，是能进行键合的活性官能团。

6. 在150×Φ2mm硅胶柱流动相为己烷/甲醇（150:2），紫外检测器色谱条件下分离丙烯酰胺，判断以下组分的出峰次序，为什么？

； B.

答案：在给定的色谱条件下，组分B先出峰，组分A后出峰。以硅胶为固定相，

己烷/甲醇（150:2）为流动相，该体系为正相色谱，样品的极性A>B，在正相色谱体系极性小的组分先出峰，极性大的组分后出峰，所以出峰次序为B先出，A后出。

7. 在硅胶柱上，用甲苯为流动相，某组分的保留时间为30min，如果改用四氯化碳或乙醚为流动相，试指出选用哪中溶剂能减少该组分的保留时间？为什么？

答案：该体系为正向色谱体系。在该体系中流动相的极性增大保留值减少。流动

相甲苯、四氯化碳及乙醚的溶剂强度参数分别是0.29、0.18、0.38，因此选用溶剂强度参数大于甲苯的乙醚，可缩短该化合物的保留时间。

8. 为什么体积排阻色谱中任何组分的分配系数必须符合0≤K≤1？如果K>1说明什么问题？

答案：因为组分的分配系数为K=Cs/Cm，Cs与Cm分别为组分在固定相和流动

相中的浓度。当分子直径大于孔径时，此时Cs=0，∴K=0。当分子直径小于固定相孔径时，组分向空隙内流动相扩散，达到平衡时，一半组分在空隙内，一半组分在空隙外，此时K=1.0，若分子直径介于以上两种极限情况之间，K一定介于0与1之间，可见体积排阻色谱中，任何组分的分配系数为0≤K≤1，如果K>1说明此时的分离方式已不是纯粹的体积排阻色谱，其分离过程受到其他作用力(如吸附)的支配。

9. 为了测定邻氨基苯酚中微量杂质苯胺，现有下列固定相：硅胶，ODS键合相，流动相有：水-甲醇，异丙醚-己烷，应选用哪种固定相，流动相？为什么？

答案：邻氨基苯酚中微量杂质苯胺测定，为了良好分离，应让苯胺先出峰，由于

苯胺的极性小于邻氨基苯酚，因此应采用正相色谱法，选用硅胶为固定相，异丙醚-己烷为流动相。

10. 在ODS键合相固定相，甲醇-水为流动相时试判断四种苯并二氮杂苯的出现峰顺序。为什么？

1. ； 2.

；

3. ； 4. .

答案：色谱条件为反相键合相色谱体系，在反相色谱体系中极性大的组分k小，

首先出峰，按四种苯并二氮杂苯的结构，出峰顺序为4-3-2-1

思考题与练习题

1. 试述分子产生红外吸收的条件。

2. 影响化学键伸缩振动频率的直接因素是什么？伸缩振动频率（或波数）的数学表示式如何？