分化课后题答案

第二章 误差和分析数据处理

1、 指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差？如果是系统误差，请区别方法误差、仪器和试

剂误差或操作误差，并给出它们的减免方法。 答：①砝码受腐蚀：

系统误差(仪器误差)；更换砝码。 ②天平的两臂不等长：

系统误差(仪器误差)；校正仪器。 ③容量瓶与移液管未经校准： 系统误差(仪器误差)；校正仪器。

④在重量分析中，试样的非被测组分被共沉淀： 系统误差(方法误差)；修正方法，严格沉淀条件。 ⑤试剂含被测组分：

系统误差(试剂误差)；做空白实验。 ⑥试样在称量过程中吸潮：

系统误差(操作误差)；严格按操作规程操作。 ⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内： 系统误差(方法误差)；另选指示剂。

⑧读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准： 偶然误差；严格按操作规程操作，增加测定次数。

⑨在分光光度法测定中，波长指示器所示波长与实际波长不符： 系统误差(仪器误差)；校正仪器。

⑩在HPLC测定中，待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠 系统误差(方法误差)；改进分析方法

6、两人测定同一标准试样，各得一组数据的偏差如下： (1) (2) 0.3 0.1 -0.2 0.1 -0.4 -0.6 0.2 0.2 0.1 -0.1 0.4 -0.2 0.0 0.5 -0.3 -0.2 0.2 0.3 -0.3 0.1 ① 求两组数据的平均偏差和标准偏差； ② 为什么两组数据计算出的平均偏差相等，而标准偏差不等； ③ 哪组数据的精密度高？ 解：①d?d1?d2?d3???dnn d1?0.2 4 d2?0.24

s??di2 s1?0.28 s2?0.3 1n?1②标准偏差能突出大偏差。 ③第一组数据精密度高。

7、测定碳的相对原子质量所得数据：12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.0111、12.0113、12.0118及12.0120。求算：①平均值；②标准偏差；③平均值的标准偏差；④平均值在99%置信水平的置信限。 解：①x??xi?12.0104 n?(xi?x)2?0.0012

n?1②s?③s?sn ?0.00038u?x?tsn?t④置信限＝s 查表2-2，f?9时，t0.01?3.25 n ＝?3.25?0.00038??0.0012

8、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时，产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。分析表明，杂质的平均含量为1.60%。改变反应条件进行试生产，取样测定，共取6次，测定杂质含量分别为：1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52%及1.40%。问改变反应条件后，产品中杂质百分含量与改变前相比，有明显差别吗？(α=0.05时) 解：

x?1.51% S?0.13 % Sx?S/n?0.13%/6?0.053%

x??Sx?1.51%?1.60%?1.7

0.053%t计?查表2-2，t5，0.05=2.571，t计算 < t临界值 。

所以，改变反应条件后，杂志含量与改变前无明显差别。

9、解：HPLC数据 ：

97.2％，98.1％，99.9％，99.3％，97.2％，98.1%（6次）

x?98.3% ， S?1.1%

化学法数据：

97.8％，97.7％，98.1％，96.7％ ，97.3％（5次）

x?97.6% ，S?0.54%

①用F检验两种方法结果的精密度是否存在显著差别

1.1/??4.15,查表2?4，f1?5、f2?4时，F?6.260.54%2 F计?F0.05,4,4 说明两种方法的精密度没有显著性差别用t检验平均值是否有显著性差别

t?x1?x2SRn1?n2n1?n2(6?1)1.1%2?(5?1)0.54%2?0.895%

6?5?2SR?2(n1?1)S12?(n2?1)S2?n1?n2?298.3%?97.6%t?0.895%6?5?1.29?t0.05,9(2.262)6?5说明两种方法的平均值没有显著差别。 ②在该项分析中，HPLC法可以代替化学法。

10、解：①

0.1019?0.1027?0.1021?0.1020?0.1018?0.1021(mol/L)5S?0.000354x?x可疑?x0.1027?0.1021G???1.695 S0.000354查表2-6，??0.05，测定6次，G临界值?1.89G计算?G临界值 ?0.1027mol/L这个数据应保留②x?0.1019?0.1027?0.1021?0.1020?0.1018?0.1021(mol/L)5S?0.000354S0.000354RSD??100%??100%?0.35%0.1021x

11、解：

①P?0.95,??0.05;f?6?1?5;差得t0.05,5?2.571S??x?tnP?95%时，0.56u?2.74?2.571??2.74?0.59%6②P?99%时，t0.01,5?4.032u?2.74?4.032?0.56?2.74?0.92%6

第三章 滴定分析法概论

1、解：不可直接配制标准溶液的物质：

NaOH，化学性质不稳定 HCl，不是固体，难得到纯净物 H2SO4，不是固体 KMnO4，难制得纯度高的纯净物 Na2S2O3，难制得纯净物，化学性质不稳定

2、答：草酸晶体部分风化后标定氢氧化钠溶液浓度结果偏低（称取一定质量基准物，实际物质的量超过计算值，消耗了更多的氢氧化钠，浓度标定结果偏低），用此氢氧化钠溶液测定有机酸摩尔质量时结果偏低；碳酸钠吸潮带有少量水分后标定盐酸溶液浓度结果偏高（称取一定质量基准物，实际物质的量小于计算值，消耗了更少的盐酸，浓度标定结果偏高），用此盐酸溶液测定有机碱摩尔质量时结果偏高。

3、(1)读数偏大，结果(HCl)浓度偏低 (2)0.1248 > 0.1238，结果偏高

(3)HCl浓度比真实浓度低，需要消耗更多的HCl，结果偏低

(4)相同质量的碳酸氢钠比碳酸钠消耗的盐酸少，导致消耗盐酸体积减小，盐酸浓度测定值偏高

4、写出下列各体系的质子条件式。 解：(1)NH4H2PO4：

[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[HPO42-]+2[PO43-]+[NH3] (2)H2SO4(C1)+HCOOH(C2)：

[H+]=[OH-]+[HSO4-]+2[SO42-]+[HCOO-] (3)NaOH(C1)+NH3(C2)：

[H+]+C1+[NH4+]=[OH-] (4)HAc(C1)+NaAc(C2)：

[H+]=[OH-]+[Ac-]-C2 (5)HCN(C1)+NaOH(C2)：

[H+]+C2=[OH-]+[CN-]

5、写出①H3AsO4②MgBr2水溶液的电荷平衡式。 解：① [OH-]+[H2AsO4-]+2[HAsO42-]+3[AsO43-]=[H+]

② 2[Mg2+]+[H+]=[OH-]+[Br-] 6、解：

cVMV浓?w?cV稀 V浓?稀 M?w5002.0??17.031000①V浓??66(ml)0.89?29% 5002.0??60.051000②V浓??57(ml)1.05?1009P02.0??98.081000③V浓??55.5(ml)1.84?96%n?

8、已知1mL某HCl标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL，试计算：①该HCl溶液对NaOH的滴定度②该HCl溶液对CaO的滴定度。

解：HCl+NaOH==NaCl+H2O 2HCl+CaO==CaCl2+H2O

THCl/NaOHMNaOH??0.004374?0.004799(g/ml)

MHClTHCl/CaO?

MCaO?0.004374?0.003365(g/ml)

MHCl?29、解： CaCO3 ~ 2HCl

n碳酸钙?

11nHCl?(0.2600?25?0.1225?13.00)?2.454(mmol)22 M碳酸钙?n碳酸钙100.09?2.454?10?3w碳酸钙??100%??100%?98.2%ms0.2500H2A=δHA-；pH=6.22

10、二元弱酸H2A，已知pH=1.92时，δ的pKa1和pKa2②HA-溶液的pH。 解：①pKa1=1.92，pKa2=6.22

（二元酸分布系数公式，两个相等处，一个极大值）

②pH?

第四章 酸碱滴定法

补充习题：下列各酸，哪些能用NaOH溶液直接滴定或分步滴定？哪些不能？如能直接滴定，各应采用什么指示剂？

时，δ

HA-=δA2-。计算：①H2A

1(pKa1?pKa2)?4.07 2

(1) 甲酸(HCOOH) Ka=1.8×10-4

答：cKa＞10-8，可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂 (2) 硼酸(H3BO3) Ka1=5.4×10-10

答：cKa1＜10-8，不可以直接滴定。

(3) 琥珀酸(H2C4H4O4) Ka1=6.9×10-5，Ka2=2.5×10-6

答：cKa1＞10-8，cKa2＞10-8，但Ka1/Ka2＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。 (4) 柠檬酸(H3C6H5O7) Ka1=7.2×10-4，Ka2=1.7×10-5，Ka3=4.1×10-7

答：cKa1＞10-8，cKa2＞10-8，cKa3≈10-8但Ka1/Ka2＜104，Ka2/Ka3＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。

(5) 顺丁烯二酸 Ka1=1.5×10-2，Ka2=8.5×10-7

答：cKa1＞10-8，cKa2≈10-8，且Ka1/Ka2＞104。可以分步滴定。 (6) 邻苯二甲酸 Ka1=1.3×10-3，Ka2=3.1×10-6

答：CKa1＞10-8，CKa2＞10-8，但Ka1/Ka2＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。

1、解：NaOH吸收CO2，将部分转化为Na2CO3。

①滴定强酸，如果以甲基橙为指示剂，终点化学计量关系还是1:2，基本无影响。若以酚酞为指示剂，则碳酸钠不能完全作用为氯化钠，对结果有明显影响。

②滴定弱酸，NaOH能中和弱酸，Na2CO3不能中和弱酸，需要消耗更多的标准溶液，将带来正误差(分析结果偏高)。

2、答：硼砂溶于水将生成极弱酸硼酸和一元弱碱

B4O72- + 5H2O = 2H2BO3- + 2H3BO3

一元弱碱的Kb=Kw/Ka,硼酸=1.8×10-5，因此可以用盐酸准确滴定 而醋酸钠Kb极小，无法准确滴定。

氢氧化钠可以测定醋酸不能滴定硼酸同理。

补充习题：在下列何种溶剂中，醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同？ ①纯水；②浓硫酸；③液氨；④甲基异丁酮 答：液氨(碱性溶剂是酸的均化性溶剂)

补充习题：下列溶剂中何者为质子溶剂？何者为无质子溶剂？若为质子溶剂，是酸性溶剂还是碱性溶剂？若为无质子溶剂，是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂？

①冰醋酸；②二氧六环；③乙二胺；④甲基异丁酮；⑤苯；⑥水；⑦乙醚；⑧异丙醇；⑨丙酮；⑩丁胺

答：质子溶剂：①③⑥⑧⑩；其中，酸性溶剂：①；碱性溶剂：③⑩

无质子溶剂：②④⑤⑦⑨；其中，偶极亲质子溶剂：④⑨；惰性溶剂：②⑤⑦

补充习题：有一碱液，可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3或其中两者的混合物。今用盐酸滴定，以酚酞为指示剂时消耗HCl的体积为V1，加入甲基橙，继续用盐酸滴定又消耗HCl的体积为

V2。当出现下列情况时，溶液各由哪些物质组成？

①V1＞V2＞0；②V2＞V1＞0；③V1=V2；④V1=0，V2＞0；⑤V1＞0，V2=0 答：①NaOH+Na2CO3； ②Na2CO3+NaHCO3；

③Na2CO3； ④NaHCO3； ⑤NaOH。 3、解：

①0.10mol/L NaH2PO4 两性物质溶液，

c?20Ka1；cKa2?20Kw[H?]?

cKa1Ka2Ka1?c6.9?10?3?6.2?10?8?0.10

6.9?10?3?0.10??2.0?10?5(mol/L)pH?4.70 注：此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第一和第二步离解。

②0.05mol/L HAc和0.05mol/L NaAc混合溶液 缓冲溶液，用缓冲溶液公式计算

c碱pH?pKa?lgc酸0.05 ?4.76?lg0.05

?4.76

③0.1mol/L NaAc溶液 碱性溶液，按一元弱碱公式计算

[OH-]?cKb?cKwKa,HAc10?14 ?0.1?1.7?10?5 ?7.67?10?6(mol/L) [H?]?1.3?10?9(mol/L)pH?8.88

④0.10mol/L NH4CN，两性物质溶液，用最简公式计算

pH?1(pKa1?pKa2)21 ?(pKa,NH4)??pKa,HCN

21 ?(9.25?9.21)2 ?9.23

⑤0.10mol/L H3BO3，一元弱酸溶液，用最简公式计算

[H?]?cKa?0.10?5.4?10?10?7.35?10?6(mol/L) pH?5.13

⑥0.05mol/L NH4NO3，一元弱酸溶液，用最简公式计算

[H?]?cKa,NH??0.05?5.6?10?10?5.29?10?6(mol/L) 4

pH?5.28

4、已知水的离子积常数Ks=10-14，乙醇的离子积常数Ks=10-19.1，求： (1)纯水的pH和乙醇的pC2H5OH2。

(2)0.0100mol/LHClO4的水溶液和乙醇溶液的pH、pC2H5OH2及pOH、pC2H5O。(设HClO4全部离解) 解：(1)pH?11pKs?7.00 pC2H5OH2?pKs?9.5 522(2)因HClO4全部离解，故水溶液中：

pH=-lg0.0100=2.00，pOH=14.00-2.00=12.00 乙醇溶液中：

pC2H5OH2=-lg0.0100=2.00，pC2H5O=19.10-2.00=17.10

5、解：①HA的摩尔质量

nHA?(cV)NaOH

nHA?(cV)NaOH 0.0900?41.20?3??3.708?10(mo)l1000nHA?

mHAMHAMHAm1.250?HA??33.71(g/m)ol?3nHA3.708?10

②HA的Ka值滴定剂加到8.24mL时，溶液pH?4.30。0.0900?8.24此时，nHA剩余量＝3.708?103??＝0.0029664(mol)10000.0900?8.24 生成NaA的物质的量＝ ＝7.416?10?4(mol)1000nNaA7.416?10?4pH?pKa?lg?pKa?lg?4.30nHA0.0029664pKa?4.902 Ka?10?4.902?1.26?10?5③化学计量点pH的计算化学计量点完全生成NaA，溶液呈碱性

[OH]＝cspKb? ?5.68?10-6－0.0900?41.2010?14?41.20?501.26?10?5

pOH?5.24 pH?14.0－05.2＝48.76

6、解：化学计量点时，完全生成NaAc 0.0500mol/L [OH]??cKb?cKw?Ka0.0500?1.0?10?14?6?5.4?10mol/L ?51.7?10pOH=5.27；pH=8.73。

终点误差计算略，计算结果相等均为0.03%。

7、解：酚酞做指示剂，消耗盐酸12.00mL，说明试样中有Na3PO4。 Na3PO4 ＋ HCl = Na2HPO4 ＋ NaCl

nNa3PO4?nHCl?0.5000?mNa3PO412.00?0.0060(mol)1000?0.0060?163.94?0.98364(g)试样中Na3PO4的含量为：0.98364/2.00?49.18%滴定至甲基橙终点时，Na3PO4?2HCl＝NaH2PO4?2NaClNa2HPO4＋HCl＝NaH2PO4?NaCl

与Na2HPO4反应消耗的HCl为：32.00－2?12.00＝8.00(mL)试样中Na2HPO4的质量为：8.00?0.5000?142.14＝0.568(g)1000试样中Na2HPO4的含量为：0.568/2.00?28.4%

8、解：

??萘酸为一元酸 ，1?羟基???萘酸为二元酸。第一计一计量 点羧基被中和；消耗标液准3.58ml;第二计量点时 ，酚羟基被中和;消耗标准液(5.19?3.58)?1.61ml。?有：n??萘酸?n1?羟基???萘酸?0.1790?3.58 n1?羟基???萘酸?1.61?0.1790?0.288（mmol） n??萘酸?0.353（mmol）0.353?172.0?100%?43.300?0.14020.288?188.0w1?羟基???萘酸??100%?38.600?0.1402w??萘酸?9、解：只简单提示思路，尿素分子式为 CO(NH2)2；每分子尿素能产生2分子能被吸收滴定的NH3。因此滴定剂HCl物质的量为尿素物质的量2倍。

第五章 配位滴定法

3、解：此题题意为Al3+总浓度为0.10mol/L。

αAl(F)?1?β1[F-]?β2[F-]2???β6[F-]6

=1+1.4×104+1.4×107+1.0×109+5.6×109+2.3×109+6.9×107 =8.9×109

比较式中各项数值相对大小，可见主要存在形式为AlF3 、AlF4- 、AlF52-

[Al3+]=cAl/α

4、待测溶液含2×10-2mol/L的Zn2+和2×10-3mol/L的Ca2+， (1)能否用控制酸度的方法选择滴定Zn2+？ (2)若能，控制酸度范围是多少？ 解：

Δlg（cK）= 6.81＞5，可用控制酸度的方法选择滴定

Zn2+。

Al(F)=0.10/(8.9×10

9

)=1.1×10-11 (mol/L)

首先计算控制酸度的限下，'根据 lg(cZn，spKZnY)?6 cCa，sp?(2.0?10?2)/2?1.0?10?2(mol/L)'要求： lgKZnY?8lgKZnY－lg?Y(H)?8lg?Y(H)?lgKZnY－8＝8.50查表6?2得，pH?4.0时，lg?Y(H)＝8.44?准确测定Zn的pH下限是4.0

为防止Zn2?水解要求：[OH]?-Ksp,Zn(OH)2cZn2??10?15.56.9?10

2.0?10?2pOH?6.9 pH?7.1

5. 解： (1)能否选择性滴定的思路看能够满足选择性滴定''，分别计算KZnY和KCdY，的条件?lg(cK')?5。'lgKZnY?lgKZnY?lg?Y?16.50?4.65?11.85'lgKCdY?lgKCdY?lg?Y?lg?Cd?16.46?4.64?7.379?4.441?Cd??Cd(I)?1??1[I]??2[I]??3[I]??4[I]11.85?4.441?5 满足选择性滴定的条件??2?3?4

?1?102.4?2.0?103.4?2.02?105.0?2.03?106.15?2.04?107.379，可以选择性滴定Zn2?10?pM'?10??pM'(2)TE??100%?cM,spKMY??lgKZnY?lg?Y?16.50?7.08?9.42lgKMY?Y??Y(H)??Y(Cd)?1?104.65?10?9.3791016.46?107.08[cd2?]?cCd?Cd(I)?0.020/2?10?9.387.37910 'pMsp?1/2(pcM(sp)?lgKMY)?1(2?9.42)?5.712?pM?pMep?pMsp?6.5?5.71?0.7910?pM'?10??pM'100.79?10-0.79TE???100%?0.12%?29.42?cM,spKMY10?10

TE?

10ΔpM'?10?ΔpM'?cM,spKMY?100%?10?1.156?101.1561010.39?1.0?10?3??2.9%

6、取100mL水样，用氨性缓冲溶液调节至pH=10，以EBT为指示剂，用EDTA标准溶液(0.008826 mol/L)滴定至终点，共消耗12.58mL，计算水的总硬度。如果将上述水样再取100mL，用NaOH调节pH=12.5，加入钙指示剂，用上述EDTA标准溶液滴定至终点，消耗10.11mL，试分别求出水样中Ca2+和Mg2+的量。 解：?总硬度?0.008826?12.58?100.1?111.0mg/L（CaCO3）

100/1000?Ca?0.008826?10.11?40.078?35.76(mg/L)

100/1000?Mg

0.008826（12.58-10.11）?24.305??5.297(mg/L

100/100017、称取葡萄糖酸钙试样0.5500g，溶解后，在pH=10的氨性缓冲溶液中用EDTA滴定(EBT为指示剂)，滴定消耗浓度为0.04985mol/L的EDTA标准溶液24.50ml，试计算葡萄糖酸钙的含量。（分子式C12H22O14Ca·H2O） 解：

n葡萄糖酸钙?nCa?nEDTAm葡萄糖酸钙M葡萄糖酸钙m葡萄糖酸钙?cVEDTA24.50?0.04985?448.41000m葡萄糖酸钙?0.5476(g)w葡萄糖酸钙0.5476??100%?99.6%0.5500

第6章 氧化还原滴定法

2.解： 根据题意，有：[Y']?0.10mol/L[Y']0.10[Y4-]??13.51?10?14.51?Y(H)10对于Fe3?，有cFe3??[Fe3?]?[FeY?]?1.00mol/L[FeY?]1.00?[Fe3?]25.13?-10.59?K ?10 解得：[Fe]?10(mol/L)?3?4?3??14.51FeY[Fe][Y][Fe]10对于Fe，有cFe2??[Fe]?[FeY]?1.00mol/L[FeY2?]1.00?[Fe2?]?KFeY2? 2??14.51?1014.32 解得：[Fe2?]?0.61mol/L2?4?[Fe][Y][Fe]103?2?2? ?Fe?Fe

3?/Fe2?3?/Fe2?[Fe3?]10?10.59???0.059lg?0.771?0.059lg?0.159(V)[Fe2?]0.61??I2/I?(0.534V) 反应从右向左进行θFe3?/Fe2?0.0595(1.51?0.771) ??62.63 Kθ?1062.630.059?反应定量进行的下限是[Fe2?]?10?3[Fe3?]，此时[MnO4]?10?3[Mn2?]3.解： lgKθ?θθn(?MnO)?2???/MnFe3?/Fe2?4?Fe3?/Fe2???θFe3?/Fe2?[Fe3?]?0.059lg?0.771?0.059lg103?0.948(V)2?[Fe] ?0.059[MnO4][H?]8?MnO4?/Mn2????lg5[Mn2?]0.059 ?1.51?lg([H?]8?10?3)?0.94856可以解得： [H?]?2.6?10?（mol/L）θ?MnO4/Mn2?

θ'θ'n(?1??1)2(0.70?0.14)??18.98 反应完全 4、解：①lgK'?0.0590.059②计量点电位

θn1?θ?n?0.70?2?0.14122Esp???0.33V

n1?n23③电位突跃范围?θ2?0.0590.059?3~?θ??3即： 1n2n10.14?0.0590.059?3?0.23V~0.70??3?0.52V 21应选亚甲蓝指示剂(理论变色点0.36V)。

5、解：根据化学计量关系，硫代硫酸钠的物质的量为重铬酸钾物质的量6.

(cV)Na2S2O3?6nK2Cr2O7cNa2S2O3? ?6nK2Cr2O7VNa2S2O320.006mK2Cr2O7/MK2Cr2O7??100.05VNa2S2O3

6?0.5012/294.25?20.05/1000 ?0.1020(mol/L)

6、解：先确定有关化学计量关系

2Cu2+ ~ I2 ~ 2Na2S2O3 计算胆矾试样含量

nCuSO4?5H2O?nNa2S2O3?mCuSO4?5H2OMCuSO4?5H2OmCuSO4?5H2O?(cV)Na2S2O3MCuSO4?5H2O ?0.1020?20.58/1000?249.69 ?0.5241(g)mCuSO4?5H2OwCuSO4?5H2O??100%ms0.5241?100%0.5580 ?93.9% ?

7、解： 本题是返滴定法测定盐酸小檗碱的含量 重铬酸钾与盐酸小檗碱反应化学计量关系为1:2。 滴定度T=2(cV)重铬酸钾M盐酸小檗碱=13.05(mg/ml)

与盐酸小檗碱反应的K2Cr2O7的量为总量减去剩余量

剩余K2Cr2O7的一部分（250ml中取100ml）用置换碘量法与Na2S2O3作用。 求算50.00ml K2Cr2O7过量的量：

nK2Cr2O7，过量?（cV）K2Cr2O7，过量VK2Cr2O7，过量? ?250nNa2S2O3??1006250?(cV)Na2S2O3100?6?cK2Cr2O7

250?0.1002?11.26100?6?0.01600 ?29.38(ml)与盐酸小檗碱作用的w盐酸小檗碱 8、解：

K2Cr2O7为(50?29.38)?20.62ml21.80?13.051000?100%?98.2%0.2740m盐酸小檗碱??100%?msPhOH～3Br2～3(KBrO3?KBr)～3I2～6Na2S2O3设原试样中含苯酚为 x 克，有：

x20.001(37.80－20.02)???0.1023?94.11100.061000解得： x ＝0.14265(g)试样中苯酚的质量分数w苯酚＝为：0.14265?100%＝93.4%0.1528

9、解： 1C2O42- ～ (2/5)KMnO4 Ca~CaC2O4~(2/5)KMnO4 设5.00ml血液中钙的物质的量为 n mol，有：

10.0051.20)??0.001700?25.0021000解得： n＝0.001275(mmol)(n?100ml血样中，100mCa??n?MCa?20?0.001275mmol?40.08g/mol?10.22mg5.00

10、解：本题较复杂，只说下简单思路

草酸溶液一部分与二氧化铅作用将其还原，化学计量关系为1:1； 剩余草酸用高锰酸钾滴定，化学计量关系为5:2； 沉淀溶解后消耗高锰酸钾量为全部铅离子的量

第7章 沉淀滴定法和重量分析法

1、说明以下测定中，分析结果偏高、偏低还是没影响？为什么？ （1） 在pH4或pH11时，以铬酸钾指示剂法测定Cl-。 （2） 采用铁铵矾指示剂法测定Cl-或Br-，未加硝基苯。 （3） 吸附指示剂法测定Cl-，选曙红为指示剂。

（4） 用铬酸钾指示剂法测定NaCl、Na2SO4混合液中的NaCl。 答：(1)偏高。指示剂变色延迟或Ag+水解。

(2)偏低。沉淀转化，消耗过多SCN-。 (3)偏低。指示剂吸附太强，终点提前。 (4)偏高，硫酸银难溶，消耗更多Ag+标准溶液。

4、解题思路：该题为沉淀剂用量。首先按照1:1化学计量关系计算，然后沉淀剂过量50%~100%可算出沉淀剂使用量。

(cV)H2SO4?(VH2SO4?m)BaCl2?2H2OMmBaCl2?2H2OcH2SO4MBaCl2?2H2O0.3675??3.0?10?3(L)?3.0(mL)0.5?244.24

按照沉淀剂过量50％~100%，需用硫酸3.0?150％＝4.5(mL)~6.0ml

5、解：根据题意，和沉淀滴定反应的有关化学计量关系，可以得到两个关系式：

0.117330.003.20?cAgNO3??cNH4SCN?58.491000100020.0021.00cAgNO3??cNH4SCN?

10001000可以解得 ：cAgNO3?0.07440(mol/L)nNaCl? cNH4SCN?0.07086(mol/L)

6、解题思路： 硝酸银总量减去返滴定所用硫氰酸铵溶液量为试样氯离子和溴离子的总量；可解得混合物中各自的质量。

7、解题思路： 分别用返滴定化学计量关系可以计算无机氯和有机氯的含量

9、解题思路：用换算因素计算比较简单。

w(%)?

m称?F?100%?ms0.0129?3232?143?100%?1.41% 1.03第八章 电位法及永停滴定法

思考题和习题

1、解释下列名词：相界电位、液接电位、不对称电位、碱差和酸差。 相界电位：两个不同物相接触的界面上的电位差。

液接电位：两个组成或浓度不同的电解质溶液相接触的界面间所存在的微小电位差。

不对称电位：当玻璃膜内外溶液H+浓度或pH值相等时，从前述公式可知，?M=0，但实际上?M不为0，仍有1~3 mV的电位差

碱差：当测定较强碱性溶液pH值（pH > 9）时，测得的pH值小于真实值而产生的负误差。 酸差：当用pH玻璃电极测定pH<1的强酸性溶液或高盐度溶液时，电极电位与pH之间不呈线性关系，所测定的值比实际的偏高，这个误差叫做酸差

2、金属基电极与膜电极有何区别？

金属基电极是以金属为基体，共同特点是电极上有电子交换即氧化还原反应的存在。膜电极即离子选择性电极是以敏感膜为基体，特点是薄膜不给出或得到电子，而是电极膜选择性地使离子渗透和离子交换。

3、什么叫盐桥？为什么说它能消除液接电位？

盐桥：沟通两个半电池、消除液接电位、保持其电荷平衡、使反应顺利进行的一种装置，内充高浓度的电解质溶液。

用盐桥将两溶液连接后，盐桥两端有两个液接界面，扩散作用以高浓度电解质的阴阳离子为主，而其是盐桥中电解质阴阳离子迁移速率几乎相等，所以形成的液接电位极小，在整个电路上方向相反，可使液接电位相互抵消。

4．试归纳比较各类指示电极和参比电极的组成、电极反应、电极电位。 电极 金属-金属离子电极 金属-金属难溶盐电极 惰性电极 膜电极 标准氢电极 甘汞电极 Ag/AgCl电极 电极组成 M∣Mn+ M? MXn 电极反应 电极电位 ???oMn?Mn??ne?M MXn?ne?M?nX /M?0.0592lgaMn?z ???0?0.0592Ksp,MXn lgz(aX)nPt∣[Ox],[Red] 电极膜等 镀铂黑铂电极通氢气 Hg ?Hg2Cl2,KCl(xM) ?? Ag ?AgCl,(xM)KCl ?? Ox + ne ===Red 离子交换和扩散 H??2e?H2(gas) ???0?0.0592algOxzaRed ??K?0.0592lgai z0 '???0?0.059lgaClo???AgHg2Cl2(s) +2e -=2Hg(l) +2Cl AgCl + e == Ag + Cl- ? ?/Ag?0.059lgaCl? 5．简述玻璃电极的基本构造和作用机制。 （1）pH玻璃膜电极(硬质、非晶体)的构造

软质球状玻璃膜，含Na2O、CaO和SiO2，厚度小于0.1mm，内部溶液为pH 6-7（或4）的膜内缓冲溶液及0.1 mol/L 的KCL内参比溶液，内参比电极为Ag-AgCl电极 （2）pH电极响应的机理

玻璃电极对H+选择性响应主要与电极膜的特殊组成有关，普通玻璃电极膜是由固定带负电荷的硅酸晶格组成，在晶格中有体积小、活动能力强的钠离子，溶液中的H+可进入晶格占据Na+点位，而其他高价阴阳离子不能进出晶格。当内外玻璃膜与水溶液接触时，Na2SiO3晶体骨架中的Na+与水中的H+发生交换，形成双电层，产生电位差，扩散达动态平衡后达稳定相界电位(膜电位），其膜电位可用?M?K??0.059lga表达。对于整个玻璃电极而言，电极电位为

H???K?0.059pH (25?C)。此式即为采用玻璃电极进行pH测定的理论依据。

6、说明直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测量电池分别是哪种化学电池。 直接电位法（离子选择性电极法）：选择合适的指示电极和参比电极，浸入待测溶液中组成原电池，

测定原电池的电动势或电极电位，利用Nernst方程直接求出待测物质含量的方法。 电位滴定法：根据滴定过程中指示电极的电位或电动势变化确定滴定终点 直接电位法、电位滴定法的测量电池为原电池。 永停滴定法：把两个相同的惰性电极（铂电极）插入滴定溶液中，在两个电极之间外加一小电压，

观察滴定过程中通过两个电极间的电流突变，根据电流的变化情况确定滴定终点。 永停滴定法的测量电池为电解池。

7．离子选择电极有哪些类型？简述它们的响应机理。

1976年，IUPAC根据膜的特征，将离子选择性电极分为以下几类：（1）原电极：晶体膜电极（均相膜电极、非均相膜电极）、非晶体膜电极（刚性基质电极、液膜电极）

（2）敏化电极：气敏电极、酶(底物)电极 电极膜浸入外部溶液时，膜内外有选择响应的离子，通过交换和扩散作用在膜两侧建立电位差，达平衡后即形成稳定的膜电位

外参比电极‖被测溶液(ai未知)∣ 内充溶液(ai一定)∣内参比电极

内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一定，则离子选择电极膜电位为

?膜?K?RTlga阳离子 nF ?膜?K?RTlga阴离子

nF

8．为什么要使用“总离子强度调节缓冲剂（TISAB）”？它有哪些作用？离子选择电极的测量方法有哪些？

测定过程中由于试样组成不固定，且基质复杂，变动性大，活度系数 K″ 不稳定，给测定结果造成影响，可加入TISAB消除影响。TISAB为不含被测离子、不污损电极的浓电解质液；由pH缓冲剂、掩蔽干扰离子的掩蔽剂组成。 TISAB的作用

(1) 保持较大且相对稳定的离子强度,使活度系数恒定；(2) 维持溶液在适宜的pH范围内,满足离子电极要求；(3) 掩蔽干扰离子。

离子选择电极的测量方法有两次测量法、标准曲线法、标准加入法。

9．图示并说明电位滴定法及各类永停滴定法如何确定滴定终点。

10、是否能用普通电位计或伏特计测量参比电极和PH玻璃电极所组成电池的电动势？简述原因。

玻璃电极的内阻很大(50～500MQ)，用其组成电池，在测量电动势时，只允许有微小的电流通过，否则会引起很大的误差。如玻璃电极内阻R=100MQ时，若使用一般灵敏检流计(测量中有10-9 A电流通过)，则产生相当于1.7pH单位的误差；而用电子电位计时，测量中通过电流很小，只产生相当于0.0017pH单位的误差。可见，测定溶液pH必须在专门的电子电位计上进行。

11．计算下列电池电动势，并标明电极的正负。 （1）Zn│ZnSO4（0.100mol/L）┊┊AgNO3（0.010mol/L）│Ag

?Ag?/Ag= + 0.80V （已知?Zn2?/Zn=－0.763V, ）

（2）Pb│PbSO4（固），K2SO4（0.200mol/L）┊┊ Pb（NO3）2（0.100mol/L）│Pb （已知

?Pb2?=－ 0.126V, Ksp（PbSO4）=2.0×108 ） /Pb－

?(1)E??右??左??Ag?/Ag??Zn2?/Zn?(???0.059lg????)?(?Ag/AgAgZn2?/Zn0.059lg?Zn2?)2

?(0.80?0.059lg0.010)?(?0.763???0.682?(?0.7915)?1.474 V0.059lg0.100)2?(2)E??右??左??Pb2?/Pb??PbSO4/Pb?(?Pb?2?/Pb0.0590.059?lg?Pb2?)?(?Pb?lg?Pb2?)2?/Pb220.0590.059Ksp(PbSO4)???(?Pb?lg??lg) 2?2?)?(?2?/PbPbPb/Pb22?SO2?40.0590.0591.6?10?8?(?0.126?lg0.100)?(?0.126?lg)220.200?0.180 V12．将pH玻璃电极与饱和甘汞电极浸入pH=6.86的标准缓冲溶液中，测得电动势为0.352V；测定另一未知试液时，测得电动势为0.296V。计算未知试液的pH。

E?ES0.296?0.352pHX?pHS?X ?6.86??5.91

0.0590.059

13．某钙离子选择电极的选择系数KCa2+,Na+=0.0016，测定溶液中Ca2+离子的浓度，测得浓度值为2.8×10-4mol/L，若溶液中存在有0.15mol/L的NaCI，计算：①由于NaCl的存在，产生的相对误差是多少?②若要使相对误差减少到2％以下，NaCl的浓度不能大于多少?

nXKX，Y?aY?C%?CaxnY0.0016??0.15??100?2.8?10?42/1?12.89

Xn若要使相对误差减少到2％以下，则 2?KX，Y?aYnYax0.0016??Cx??100?2.8?10?42/1 ?100解得NaCl的浓度不能大于0.059mol/L

14．用下列电池按直接电位法测定草酸根离子浓度。 Ag│AgCl（固）│KCl（饱和┊┊ （未知浓度）│Ag2C2O4（固）│Ag ?C2O24－

（1）推导出pC2O4与电池电动势之间的关系式（Ag2C2O4的溶度积Ksp=2.95×1011）

（2）若将一未知浓度的草酸钠溶液置入此电解池，在25℃测得电池电动势为0.402V，Ag-AgCl

电极为负极。计算未知溶液的pC2O4值。 （已知?AgCl/Ag= + 0.1990V ，?Ag?/Ag＝＋0.7995V）

??AgCO224/Ag????0.059lg?Ag?????0.059lgAg?/AgAg?/AgKsp?CO242?0.0590.0590.0590.059lgKsp?lg?CO2??0.7995?lg(2.95?10?11)?pC2O4

2422220.059?0.4889?pC2O42????Ag?/AgE??Ag2C2O4/Ag??Ag?/Ag????0.059lg?Ag???Ag?/AgAg?/Ag

0.0590.059?0.4889?pC2O4?0.1990?0.2899?pC2O4220.402?0.2899?pC2O4?3.800.059pC2O4 2

－

15．自发电池Hg ? Hg2Cl2(s), Cl(饱和)?? Mn+ ? M。在25℃时，测得电动势为0.100V，如将Mn+浓度稀释50倍，电池电动势下降为0.050V，金属离子Mn+的电荷n为何值？ 电池电动势E??Mn?/M?'稀释前 E前??M?n?/M??Hg2?/Hg

0.059lgCMn?)??Hg2?/Hg?0.100(V) n?'稀释后 E后??M?n?/M0.059CMn?lg)??Hg2?/Hg?0.050(V) n50Cn?0.059两式相减 (lgCMn??lgM)?0.100?0.050

n50? 0.059lg50?0.050 ? n?2 n

一

16．用氟离子电极测定饮用水中F含量时，取水样20.00ml，加总离子强度调节缓冲液20.00ml，测得电动势为140.0mV；然后在此溶液中加入浓度为1.00×10-2mol/L的氟标准溶液1.00m1，测

一

得电动势为120.0mV。若氟电极的响应斜率为58.5mV/pF，求饮用水中F的浓度。

解1 S?2.303RT??58.5mV ?E?120?140 ??20 mV FCX?20.00?1.00?10?220.00?CX?E?E1?E2?(K?58.5lg)?(K?58.5lg)??20

40?140.00Cx =3.99×10-4 mol/L

2.303RT??58.5mV ?E?120?140 ??20 mV FVx2020CsVs201.0?10?2?1.00?20/?58.540?1?E/s?1Cx??CF???(10?)??(10?)4040Vx?VsVx?Vs4040?140?1 解2 S??3.99?10?4 mol/L

17、下列电池的电动势为0.460V，计算反应M2++4Y-?MY42生成配合物MY42的稳定常数K

－

－

MY42－。(φM2+/M=+0.0221V)。

θ

M ? M2+(0.0400mol/L), Y(0.400mol/L)??SHE(标准氢电极)。

－

???E??SHE??M?0.000?(??2?/MM2?/M0.059lg[M2?]2即: 0.460??0.0221?由配合平衡知：KMY2?40.059lg[M2?] 解得lg[M2?]??16.342 [M2?]?4.55?10?17 (mol/L)2

[MY42?]0.0400???2.65?1017 2??4?174[M][Y]4.55?10?(0.400?0.0400?4)

18．用电位滴定法测定某药物的含量，在接近化学计量点时得到如下数据，试分别用E-V曲线法和内插法求其终点时滴定剂的体积。 V（ml） 29.90 E（mV） 240 30.00 250 30.10 266 30.20 526 30.30 666 30.40 740 30.50 750 700600E (mV)50040030029.930.030.130.2V (ml)30.330.430.5

V(ml) 29.9 30.0 30.1 30.2 30.3 30.4 30.5 E(mV) 240 250 16 266 526 666 740 750 10 0.1 100 260 140 74 0.1 160 0.1 2600 0.1 1400 0.1 740 ΔE/ΔΔE ΔV V 10 0.1 100 V 29.95 30.05 30.15 30.25 30.35 30.45 ?( 60 ?E)?V?V 0.1 0.1 0.1 0.1 ?2E) ?V2 600 24400 －12000 －6600 2440 －1200 －660 －640 0.1 －6400 (30.20 －30.10):(－12000 －24400) = (X －30.10):(0 －24400) 解得X=30.17 mL

＋－

19．为测定下列吡啶与水之间的质子转移反应的平衡常数，C5H5N＋H2O?C5H5NH＋OH 安装以下电池

C5H5N（0.189mol/L） Hg2Cl2（饱和）

＋－

C5H5NHCl（0.0536mol/L） KCl（饱和）

若25℃时，电池电动势为0.563V，上列反应的平衡常数Kb为多少? Pt，H2 （0.200大气压）

Hg

[C5H5NH?][OH?]Kb??[C5H5N][C5H5NH?]?Kw[H]?[C5H5N]?Kb?[C5H5NH?]?Kw[H?][C5H5N]

氢电极反应： 2 H+ + 2e≒H2

?H?/H2???H?/H20.059[H?]20.059[H?]2?lg?lg

2PH22PH2E??SCE??H?/H??SCE20.059[H?]20.059?lg??SCE?lgPH2?0.059lg[H?]2PH22???SCE?[CHNH]?Kw0.059lgPH2?0.059lg552[C5H5N]?Kb

0.0590.0536?1.00?10?140.563?0.2412?lg0.200?0.059lg

20.189?KblgKb??0.8742Kb?1.81?10?9

20．下面是用NaOH标准溶液(0.1250mol/L)滴定50.00ml某一元弱酸的部分数据表。

体积(ml) pH 体积(ml) pH

0.00 2.40 39.92 6.51

4.00 2.86 40.00 8.25

8.00 3.21 40.08 10.00

20.00 3.81 40.80 11.00

36.00 4.76 41.60 11.24

39.20 5.50

（1）绘制滴定曲线；（2）绘制△pH/△V-V曲线；（3）绘制△2pH/△V2-V曲线；（4）计算该酸溶液的浓度；（5）计算弱酸的离解常数Ka。（0.1000mol/L， 1.57×104）

－

242016111098?pH/?VpH76543051015202530354045 128400510152025303540 V (ml)V (ml) 453015?p???V2-15-30-4505101520V (ml)?25303540 0

（2） V(ml) 0.00 4.00 8.00 20.00 36.00 39.20 39.92 40.00 40.08 40.80 41.60 pH 2.40 2.86 0.35 3.21 0.60 12.00 3.81 0.95 16.00 4.76 0.74 5.50 1.01 6.51 1.72 8.23 1.77 10.00 1.00 11.00 11.24 0.24 0.80 0.3 41.20 0.72 1.40 40.44 －1.1 0.76 -1.45 0.08 22.13 40.04 －20.73 0.40 -51.82 0.08 21.50 39.96 0.63 0.08 7.87 0.92 1.10 39.56 20.4 0.40 51 3.20 0.23 37.60 0.87 1.96 0.44 0.06 28.00 0.17 9.6 0.018 0.05 14.00 0.01 14.00 0.00071 4.00 0.0875 6.00 -0.04 12.00 -0.0033 ΔpH ΔV ΔpH/ΔV V 1.15 2.00 ?( ?pH)?V?V ?2pH) ?V2-0.27 0.46 4.00 -1.06 4.00

(40.08－39.92):(－51.82－51) = (VX－39.92):(0－51) 解得VX=40.00 mL Cx = CNaOH·Vx/V酸 = 0.1250×40.00/50.00 = 0.1000 mol/L

由半中和点体积20.00ml对应的pH即为该酸的pKa值，因此 有 pKa = 3.81 Ka = 1.57×10-4

21．农药保棉磷（C12H16O3PS2N3=345.36）在强碱性溶液中按下式水解。

C12H16O3PS2N3OH－COO－＋其他产物NH2

水解产物邻氨基苯甲酸，在酸性介质中可用NaNO2标准溶液进行重氮化滴定。

COOH＋NaNO2＋2HClNH2COOH＋NaCl＋2H2ON2Cl

滴定终点以永停滴定法指示。今称取油剂试样0.4510g，置于50ml容量瓶中，溶于苯，并用苯稀释至刻度，摇匀。移取溶液10.00ml置于200ml分液漏斗中，加入20ml KOH溶液（1mol/L）水解，待水解反应完全后，用苯或氯仿萃取分离掉水解反应生成的干扰物质。将水相移入200ml烧杯中，插入两支铂电极，外加~50mV电压，用0.01010mol/L的NaNO2滴定，测量部分数据如下表：

NaNO2体积(ml) 5.00

－

电流（109A） 1.3

10.00 1.3

15.00 1.4

17.50 18.50 19.50 20.05 1.4 1.5 1.5 30.0

20.10

61.0

20.15 92.0

求保棉磷的百分含量。 （76.96%）

1008060I/10A-94020046810121416182022V/ml

电流增加实验点连线与体积轴交于Vsp=20.00 ml，即为滴定终点消耗NaNO3标准溶液的体积。

保棉磷%?

20.00?0.01010?345.36?50.00?100%?77.35%

0.4510?1000?10.00紫外－可见分光光度法 思 考 题 和 习 题

1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。 吸光度：指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数，用来衡量光被吸收程度的一个物理量。吸光度用A表示。 透光率：透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。 吸光系数：单位浓度、单位厚度的吸光度

摩尔吸光系数：一定波长下C为1mol/L ，l为1cm时的吸光度值 百分吸光系数：一定波长下C为1%(w/v) ，l为1cm时的吸光度值

发色团：分子中能吸收紫外或可见光的结构单元，含有非键轨道和n分子轨道的电子体系，能引起π→π*跃迁和n→ π*跃迁，

助色团：一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团，如-OH、-NH3、-SH及一些卤族元素等。这些基团中都含有孤对电子，它们能与生色团中n电子相互作用，使π→π*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。

红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）；吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）

2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？

物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。

由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。

3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？

电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大； n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。 分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。

紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，为分子光谱，属于连续的带状光谱，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。

4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？

朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。

Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。物质对不同的单色光选择吸收，具有不同的吸收能力，非单色光吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。

浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素

（1）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长 （2）光学因素：

非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选的光作为入射光 杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定 散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。 非平行光的影响：减免：双波长法

（3）透光率测量误差：仪器的噪音（电路元件性能不稳定造成的读数的波动）

减免：控制适宜的吸光度（读数范围），使0.2

5．紫外－可见分光光度计从光路分类有哪几类？各有何特点？

（1）单光束分光光度计：结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。

（2）双光束分光光度计：能自动记录吸收光谱曲线，自动消除光源强度变化所引起的误差。

（3）双波长分光光度计：能提高方法的灵敏度和选择性，能获得导数光谱。可用于多组分混合物、混浊试样分析，以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下的分析。

（4）二极管阵列分光光度计：可全部波长同时检测，可获得时间、光强度和波长三维谱 6．简述紫外－可见分光光度计的主要部件、类型及基本性能。

紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。

1．光源：常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和氘灯。

2．单色器：单色器一般由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散元件，起分光的作用，主要有棱镜和光栅。 3．吸收池：一般有石英和玻璃材料两种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于可见光区。

4．检测器：常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。

5．信号指示系统：常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自动记录装置等。

7．简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。

紫外分光光度法定性鉴定未知物的光谱依据是：吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，而最大吸收波长

对比吸收光谱的一致性； 对比吸收光谱特征数据； 对比吸光度(或吸光系数)的比值。

8．举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。

（1）如果一个化合物在紫外区没有吸收峰，而其中的杂质有较强的吸收，就可方便的检该化合物中是否含有微量的杂质。主成分无吸收，杂质有吸收→直接考察杂质含量

（2）如果一个化合物在紫外可见区有较强的吸收带，有时可用摩尔吸收系数来检查其纯度。

主成分强吸收，杂质无吸收 / 弱吸收→与纯品比E↓

杂质强吸收 >> 主成分吸收→与纯品比E↑，光谱变形 9．为什么最好在?max处测定化合物的含量？

根据Beer定律，物质在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系。因此，只要选择一定的波长测定溶液的吸光度，即可求出浓度。选被测物质吸收光谱中的吸收峰处，特别是在?max处，可以提高测定灵敏度并减少测定误差。被测物如有几个吸收峰，可选不易有其它物质干扰的，较高的吸收峰。

10．说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择?1和?2？

原理：a与b两种物质的吸收光谱完全重叠，欲消除b组分的干扰直接测定a组分。首先要选择采用两个测定波长λ1和λ2 ，测出在两波长处的吸光度，依据吸光度的加和性列式，然后计算混合物在两个波长λ1和λ2处的总吸光度的差值△A来求算出待测组分a的含量。 优点：该方法测混合物时，可不经分离直接测定待测组分。 选择两个测定波长的原则

1）使干扰组分（待消除组分）在这两个波长具有相同的吸光度A1b、A2b；

及相应的

是定性分析的最主要参数。

用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法有：

2）使待测组分a这两个波长ΔAa足够大。 11．说明导数光谱的特点。

(1)导数光谱的零阶光谱极小和极大交替出现，有助于对吸收曲线峰值的精确测定。

(2)零阶光谱上的拐点，在奇数阶导数中产生极值，在偶数阶导数中通过零。这对肩峰的鉴别和分离很有帮助。

(3)随着导数阶数增加，极值数目增加(极值＝导数阶数十1)，谱带宽度变小，分辨能力增高，可分离和检测两个或者以上重叠的谱带。

(4)分子光谱中。往往由于相邻吸收带的重叠．使吸收曲线产生峰位移动，峰形不对称。出现肩峰等现象、可因相邻吸收带的强弱差别不同，相隔距离远近以及相重叠的部分多少而变化，这冲变化，有时在吸收光谱曲线上的表现可以是很微弱而不易辨别的。而在导数图上则有明显的表现。

12．以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外－可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。

（1）R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生，如C＝O；C＝N；—N＝N— ，其λ200~400nm，强度较弱ε<100。

（2）K带：由共轭双键的π→ π*跃迁产生，如(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO— ，其λ >200nm，ε>104。

（3）B带：苯环本身振动及闭合环状共轭双键π-π*跃迁而产生的吸收带，是芳香族化合物的主要特征吸收带，其λ256nm，宽带，具有精细结构；ε~200。

（4）E带：由苯环环形共轭系统的π→ π*跃迁产生，也是芳香族化合物的特征吸收带其中E1带180nm，εmax>104 （常观察不到），E2带200nm，εmax=7000。 （5）电荷转移吸收带：有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁。 其λ范围宽，?＞104。

（6）配位体场吸收带：配合物中心离子d-d或f-f跃迁产生。可延伸至可见光区， ?＜102。 13．卡巴克洛的摩尔质量为236，将其配成每100ml含0.4962mg的溶液，盛于1cm吸收池中，

1%1%在?max为355nm处测得A值为0.557，试求其E1及?值。(E1=1123，?=2.65?104) cmcm1%A?E1cmCl A0.557??1123Cl0.4962?10?3?1M#6??E11cm??1123?2.65?10?410101ácm?

14．称取维生素C 0.05g溶于100ml的0.005mol/L硫酸溶液中，再准确量取此溶液2.00ml稀释至100ml，取此溶液于1cm吸收池中，在?max245nm处测得A值为0.551，求试样中维生素C的

1%百分含量。 （E1245nm=560） (98.39%) cmCx?0.0500?2.00?0.00100 (g/100ml)100 1%As?E1Cl?560?0.00100?1?0.560cmsCxA0.557?100%?x?100%??100CsAs0.560?样?

15．某试液用2.0cm的吸收池测量时T=60%，若用1.0cm、3.0cm和4.0cm吸收池测定时，透光率各是多少？ (T2=77.46%，T3=46.48%，T4=36.00%)

由公式A??lgT?ECl?lgT?lg0.60??0.1109l2.0

l?1.0cm, ?lgT1 ?0.1109?1?0.1109 T1 ?77.5%l?2.0cm, EC?l?3.0cm, ?lgT3 ?0.1109?3?0.3327 T1 ?46.5%l?4.0cm, ?lgT1 ?0.1109?4?0.4436 T4 ?36.0%

16．有一标准Fe3+溶液，浓度为6?g/ml，其吸光度为0.304，而试样溶液在同一条件下测得吸光度为0.510，求试样溶液中Fe3+的含量（mg/L）。 (10.07?g/ml)

1%A样E1C样lC样?1cm?%A标E1cmC标lC标

C样?A样C标0.510?6.00??10.1 ?g/ml?10.1 (mg/L)A标0.30417．将2.481mg的某碱(BOH)的苦味酸(HA)盐溶于100ml乙醇中，在1cm的吸收池中测得其

380nm处吸光度为0.598，已知苦味酸的摩尔质量为229，求该碱的摩尔质量。(已知其摩尔吸光系数?为2?104) (M=619)

BOH?HA?BA?H2O%??E11cmM100.598229?1?B

?2.481?10?3?1102.00?104?B?602M?BOH?602?17?61918．有一化合物在醇溶液中的?max为240nm，其?为1.7?104 ，摩尔质量为314.47。试问配制什么样浓度（g/100ml）测定含量最为合适。 (3.70?10?4?1.48?10?3，最佳8.03?10?4)

吸光度在0.2~0.7之间时为分光光度法的最适宜范围。设l=1cm

1ácm???1010?1.7?104??541M314.47A1%A?E1C?1%cmCl E1cm?l0.2下限C1??3.7?10?4 (g/100ml)541?10.7上限C2??1.3?10?4 (g/100ml)541?1故最适宜浓度范围为: 3.7?10?4 ~ 1.3?10?4 g/100ml

19．金属离子M+与配合剂X?形成配合物MX，其它种类配合物的形成可以忽略，在350nm处MX有强烈吸收，溶液中其它物质的吸收可以忽略不计。包含0.000500mol/L M+和0.200mol/L X?的溶液，在350nm和1cm比色皿中，测得吸光度为0.800；另一溶液由0.000500mol/L M+和0.0250mol/L X?组成，在同样条件下测得吸光度为0.640。设前一种溶液中所有M+均转化为配合物，而在第二种溶液种并不如此，试计算MX的稳定常数。(K稳=163)

A??Cl ??A10.800??1600C1?l0.000500?1A0.640C2?2??0.000400??l1600?1[MX]0.000400K稳???162.5[M][X](0.000500?0.000400)?(0.0250?0.000400)

20．K2CrO4的碱性溶液在372nm有最大吸收。已知浓度为3.00?10?5mol/L的K2CrO4碱性溶液，于1cm吸收池中，在372nm处测得T=71.6%。求（a）该溶液吸光度；（b）K2CrO4溶液的?max；（c）当吸收池为3cm时该溶液的T%。 (A=0.145，?max=4833，T=36.73%)

A??lgT??lg0.716?0.145?max?A0.145??4833 ?5Cl3.00?10?1?5T ?10??Cl?10?4833?3.00?10?3?36.7% 21．精密称取VB12对照品20mg，加水准确稀释至1000ml，将此溶液置厚度为1cm的吸收池中，在?＝361nm处测得其吸收值为0.414，另有两个试样，一为VB12的原料药，精密称取20mg，加水准确稀释至1000ml，同样在l=1cm，?＝361nm处测得其吸光度为0.400。一为VB12注射液，精密吸取1.00ml，稀释至10.00ml，同样测得其吸光度为0.518。试分别计算VB12原料药及注射液的含量。 (原料药=96.62%，注射液含量＝0.250mg/ml)

A对0.414??207Cl20.0?10?3?100?11000A10000.400??101ácml100 207?1?原料药??100%??100%?96.6%?3?320.0?1020.0?10A10.518标示量注射液?1%?103???103?0.1?0.250 mg/mlE1cml10207?11ácm?1"．有一A和B两化合物混合溶液，已知A在波长282nm和238nm处的吸光系数E1值分别cm为720和270；而B在上述两波长处吸光度相等。现把A和B混合液盛于1.0cm吸收池中，测得?max282nm处的吸光度为0.442；在?max238nm处的吸光度为0.278，求A化合物的浓度（mg/100ml）。 (0.364mg/100ml)

a?babA282nm?A282nm?A282nm?0.442a?babA238?A?Anm238nm238nm?0.278a?ba?baaaa两式相减A282nm?A238nm?A282nm?A238nm?(E282nm?E238nm)Cal

0.442?0.278?(720?270)CaCa?0.000364g/100ml?0.364mg/100ml

23．配制某弱酸的HCl 0.5mol/L、NaOH 0.5mol/L和邻苯二甲酸氢钾缓冲液（pH=4.00）的三种溶液，其浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。在?max=590nm处分别测出其吸光度如表。求该弱酸pKa 。(pKa=4.14)

pH 4 碱 酸

HIn?H? ?In?[H?][In?][HIn]Ka? pKa?pH?lg[HIn][In?]在pH?4的缓冲溶液中，[HIn]和[In?]共存，则该弱酸在各溶液中的分析浓度为CHin?CIn?,即0.001g/100ml缓冲液中：A混A（?max590nm）

0.430

1.024 0.002

主要存在形式 [HIn]与[In?] [In?] [HIn]

?1.024?EIn?(CHIn?CIn?)?0.002?EHIn(CHIn?CIn?)0.0021.024?CHIn??CIn?(CHIn?CIn?)(CHIn?CIn?)?0.430?EHInCHIn?EIn?CIn?In?HIn碱性溶液中：A酸性溶液中：A后两式代入第一式0.430?CHIn[HIn]?1.3879 pKa?pH?lg?4?lg1.3879?4.14?CIn?[In]

24．有一浓度为2.00?10-3mol/L的有色溶液，在一定波长处，于0.5cm的吸收池中测得其吸收度为0.300，如果在同一吸收波长处，于同样的吸收池中测得该物质的另一溶液的百分透光率为20%，则此溶液的浓度为多少？

(4.66?10?3mol/L)

A??lgT?EClA1C?1?lgT2C2

?lgT?C1?lg(20%)?2.0?10?3C样???4.66?10?3 (mol/L)A10.300

25．含有Fe3+的某药物溶解后，加入显色剂KSCN溶液，生成红色配合物，用1.00cm吸收池在分光光度计420nm波长处测定，已知该配合物在上述条件下?值为1.8?104，如该药物含Fe3+

约为0.5%，现欲配制50ml试液，为使测定相对误差最小，应称取该药多少克？（Fe=55.85） (0.0135g)

当A=0.434时，测定结果的相对误差最小

A??Cl C?A0.434??2.411?10?5 (mol/L)4??l1.80?10?1

m?0.5P?2.411?10?5? m?0.0135g55.851000

26．精密称取试样0.0500g，置250ml量瓶中，加入0.02mol/L HCl溶解，稀释至刻度。准

确吸取2ml，稀释至100ml，以0.02mol/L HCl为空白，在263nm处用1cm吸收池测得透光率

1%为41.7%，其摩尔吸收系数为12000，被测物摩尔质量为100.0，试计算E1cm(263nm)和试样的百

分含量。 (1200，79.17%)

A??lgT??lg0.417?0.3801ácm??样

12000 ?10?1200M100.0A12500.3801250?100???100??1ácml10021002?79.2%??100%?1200?10.05000.0500?10?? 荧光分析法 思考题和习题

1．如何区别荧光、磷光、瑞利光和拉曼光？如何减少散射光对荧光测定的干扰？ 荧光：是某些物质吸收一定的紫外光或可见光后，基态分子跃迁到激发单线态的各个不同能

级，然后经过振动弛豫回到第一激发态的最低振动能级，在发射光子后，分子跃迁回基态的各个不同振动能级。这时分子发射的光称为荧光。荧光的波长比原来照射的紫外光的波长更长。 磷光：是有些物质的激发分子通过振动弛豫下降到第一激发态的最低振动能层后，经过体系间跨越至激发三重态的高振动能层上，再通过振动弛豫降至三重态的最低振动能层，然后发出光辐射跃迁至基态的各个振动能层．这种光辐射称为磷光。磷光的波长比荧光更长。

瑞利光：光子和物质分子发生弹性碰撞时．不发生能量的交换，仅是光子运动的方向发生改变，这种散射光叫做瑞利光，其波长和入射光相同。

拉曼光：光子和物质分子发生非弹性碰撞时，在光子运动方向发生改变的同时，光子与物质分子发生能量交换，使光于能量发生改变。当光子将部分能量转给物质分子时，光子能量减少，波长比入射光更长；当光子从物质分子得到能量时，光子能量增加，波氏比入射光为短。这两种光均称为拉曼光。

为了消除瑞利光散射的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角的方向上进行，并通过调节荧光计的狭缝宽度来消除

为消除拉曼光的影响可选择适当的溶剂和选用合适的激发光波长

2．何谓荧光效率？具有哪些分子结构的物质有较高的荧光效率？

荧光效率又称荧光量子效率，是物质发射荧光的量子数和所吸收的激发光量子数的比值称，用Ψf表示。

以下分子结构的物质有较高的荧光效率： (1)长共轭结构：如含有芳香环或杂环的物质。

(2)分子的刚性和共平面性：分子的刚性和共平面性越大，荧光效率就越大，并且荧光波长产生长移。

(3)取代基：能增加分子的π电子共轭程度的取代基，常使荧光效率提高，荧光长移，如-NH2、-OH、-OCH3、-CN等。

3．哪些因素会影响荧光波长和强度？ (1)温度：物质的荧光随温度降低而增强。

(2)溶剂：一般情况下，荧光波长随着溶剂极性的增大而长移，荧光强度也有增强。溶剂如能与溶质分子形成稳定氢键，荧光强度减弱。

(3)pH：荧光物质本身是弱酸或弱碱时，溶液的pH对该荧光物质的荧光强度有较大影响。 (4)荧光熄灭剂：荧光熄灭是指荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子的相互作用引起荧光强度降低或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。

(5)散射光的干扰：包括瑞利光和拉曼光对荧光测定有干扰。

4．请设计两种方法测定溶液Al3+的含量。（一种化学分析方法，一种仪器分析方法） 配位滴定：利用铝与EDTA的配位反应进行滴定分析，因铝与EDTA的反应速率比较缓慢，而且铝对指示剂有封蔽作用，因此铝的测定一般用EDTA作为标准溶液，返滴定法或置换滴定法测定。

仪器分析法：利作铝离子与有机试剂如桑色素组成能发荧光的配合物，通过检测配合物的荧光强度以来测定铝离子的含量。原子吸收分光光度法.

5．一个溶液的吸光度为0.035，试计算式（12?5）括号中第二项与第一项之比。

(?2.3ECl)2(?2.3?0.035)2?2.3ECl??(2.3?0.035)?0.0403

2!2

6．用荧光法测定复方炔诺酮片中炔雌醇的含量时，取供试品20片（每片含炔诺酮应为

0.540.66mg，含炔雌醇应为31.5~38.5?g），研细溶于无水乙醇中，稀释至250ml，滤过，取滤液5ml，稀释至10ml，在激发波长285nm和发射波长307nm处测定荧光强度。如炔雌醇对照品的

乙醇溶液（1.4?g/ml）在同样测定条件下荧光强度为65，则合格片的荧光读数应在什么范围内？ （58.5~71.5）

测定液中炔雌醇的浓度范围在

31.5?g?205ml38.5?g?205ml?~?250ml10ml250ml10ml即:1.26~1.54?g/ml之间为合格1.4?g/ml的对照品溶液的荧光计计数为65由

FxCx?,得合格片的荧光计计数应在58.5~71.5之间FsCs7．1.00g谷物制品试样，用酸处理后分离出VB2及少量无关杂质，加入少量KMnO4，将VB2氧化，过量的KMnO4用H2O2除去。将此溶液移入50ml量瓶，稀释至刻度。吸取25ml放入样品池中以测定荧光强度（VB2中常含有发生荧光的杂质叫光化黄）。事先将荧光计用硫酸奎宁调至刻度100处。测得氧化液的读数为6.0。加入少量连二亚硫酸钠（Na2S2O4），使氧化态VB2（无荧光）重新转化为VB2，这时荧光计读数为55。在另一样品池中重新加入24ml被氧化的VB2溶液，以及1ml VB2标准溶液（0.5?g/ml），这一溶液的读数为92，计算试样中VB2的含量。 （0.5698?g/g）

25ml氧化液的荧光计数为6.0，相当于空白背景；测定液的荧光计数为55，其中VB2的荧光为55-6.0=49

24ml氧化液+ 1ml VB2标准溶液的荧光读数为92，其中VB2标准溶液（0.5?g/ml）的荧光读数为92-6=86，

则25ml测定液中含VB2 0.5×49/86 = 0.2849 （?g） 故谷物中含VB2 0.2849×50/25 = 0.5698 （?g/g）

红外吸收光谱法 思考题和习题

1、红外光区是如何划分的?写出相应的能级跃迁类型. 区域名称 近红外区 泛频区 中红外区 远红外区 波长(μm) 0.75-2.5 波数(cm-1) 13158-4000 4000-400 400-10 吸收 分子振动，伴随转动 分子转动 能级跃迁类型 OH、NH、CH键的倍频基本振动2.5-25 区 分子转动25-300 区

2、红外吸收光谱法与紫外可见吸收光谱法有何不同？ 起源 I R 分子振动、转动能级跃迁 UV 外层价电子能级及振动、转动能级跃迁 适用 特征性 所有红外吸收的化合物 特征性强 具n-π*、π-π*跃迁有机化合物 简单、特征性不强 吸光度或透光率为纵坐标，波长为横坐标 光谱描述 透光率为纵坐标，波数为横坐标 用途 鉴定化合物类别、鉴定官能团、推测定量、推测有机物共轭骨架 结构 I R Nernst灯和硅碳棒 Michelson干涉仪或光栅 盐窗做成的气体池或液体池 UV 紫外区使用氘灯，可见区使用钨灯 棱镜或光栅 紫外区须用石英比色皿 可见区用石英或玻璃比色皿 红外光谱仪与紫外－可见分光光度计在主要部件上的不同。 光 源 单色器 吸收池 检测器 真空热电偶、热电型或光电导型检测光电倍增管 器

3.简述红外吸收光谱产生的条件。

（1）辐射应具有使物质产生振动跃迁所需的能量，即必须服从νL= △V·ν

（2）辐射与物质间有相互偶合作用，偶极矩必须发生变化，即振动过程△μ≠ 0；

4.何为红外非活性振动？

有对称结构分子中，有些振动过程中分子的偶极矩变化等于零，不显示红外吸收，称为红外非活性振动。

5、何为振动自由度？为何基本振动吸收峰数有时会少于振动自由度？

振动自由度是分子基本振动的数目，即分子的独立振动数。对于非直线型分子，分子基本振动数为3n-6。而对于直线型分子，分子基本振动数为3n-5。 振动吸收峰数有时会少于振动自由度其原因可能为：

分子对称，振动过程无偶极矩变化的红外非活性活性。 两个或多个振动的能量相同时，产生简并。 吸收强度很低时无法检测。

振动能对应的吸收波长不在中红外区。

6.基频峰的分布规律有哪些？

（1）折合质量越小，伸缩振动频率越高

（2）折合质量相同的基团，伸缩力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高。 （3）同一基团，一般?> ? > ?

7、举例说明为何共轭效应的存在常使一些基团的振动频率降低。

共轭效应的存在，常使吸收峰向低频方向移动。由于羰基与苯环共轭，其?电子的离域增大，使羰基的双键性减弱，伸缩力常数减小，故羰基伸缩振动频率降低，其吸收峰向低波数方向移动。

B0.200.180.160.14A-11.49-15-100.120.100.080.060.040.020.00-50510152025303540ug/mlCx=11.47*50ml/1000=0.575 mg/L

9．用原子吸收分光光度法测定自来水中镁的含量。取一系列镁对照品溶液(1?g/ml)及自来水样于50ml量瓶中，分别加入5%锶盐溶液2ml后，用蒸馏水稀释至刻度。然后与蒸馏水交替喷雾测定其吸光度。其数据如下所示，计算自来水中镁的含量(mg/L)。

镁对照品溶液

(ml) 吸光度 1 0.00 0.043 2 1.00 0.092 3 2.00 0.140 4 3.00 0.187 5 4.00 0.234 6 5.00 0.234 7 自来水样20ml 0.135 (0.095mg/L) 0.240.220.200.180.160.14A0.120.100.080.060.04

从标准曲线上查出20ml处来水中含有1.92 ug Mg, 自来水中Mg的含量为 1.91*1000/20=95.5 ug/L

10. 从原理和仪器上比较原子吸收分光光法与紫外吸收分光光度法的异同点。 答： 相同点：(1). 均属于光吸收分析方法，且符合比尔定律；

(2). 仪器装置均由四部分组成（光源，试样架，单色器，检测器及读数系统）。 不同点：(1). 光源不同。分光光度法是分子吸收（宽带吸收），采用连续光源，原子吸收是原子态蒸气吸收（窄带吸收），采用锐线光源；（2分）

(2). 吸收池不同，且排列位置不同。分光光度法吸收池是比色皿，置于单色器之后，原子吸收法则为原子化器，置于单色器之前。

核磁共振波谱法 思考题和习题

1．解释下列各词

（1）屏蔽效应和去屏蔽效应（2）自旋偶合和自旋分裂 （3）化学位移和偶合常数 （4）化学等价核和磁等价核

（1）屏蔽效应：原子核外电子运动在外加磁场H0作用下产生与外加磁场方向相反的次级磁场，造成核实际受到的磁场强度减弱。

去屏蔽效应：烯烃、醛、芳环中，π电子在外加磁场作用下产生环流，使氢原子周围产生感应磁场，如果感应磁场的方向与外加磁场相同，即增加了外加磁场，所以在外加磁场还没有达到Ho时，就发生能级的跃迁，称为去屏蔽效应，该区域称为去屏蔽区。

-0.50.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0ug（2）自旋偶合：相邻核自旋产生核磁矩间的相互干扰的现象。 自旋裂分：由自旋偶合引起的共振峰分裂现象。

（3）化学位移在一定的辐射频率下，处于不同化学环境的有机化合物中的自旋核，产生核磁共振的磁场强度或共振吸收频率不同的现象。

偶合常数：多重峰的峰间距；用来衡量偶合作用的大小。 （4）化学等价核：化学位移完全相同的核。

磁等价核：分子中的一组化学等价核，若它们对组外任何一个核都是以相同的大小偶合，则这一组核为磁等价核。

2．下列哪一组原子核不产生核磁共振信号，为什么？

2119121211216H、147N 9F、6C 6C、1H 6C、8O

并不是是所有原子核都能产生核磁共振信号，原子核能产生核磁共振现象是因为具有核自旋，其自旋量子数须不等于0。质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数为0 ，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整

12

数。由此，6

C、168O这一组原子核都不产生核磁共振信号。

3．为什么强射频波照射样品，会使NMR信号消失，而UV与IR吸收光谱法则不消失？

自旋核在磁场作用下，能级发生分裂，处在低能态核和处于高能态核的分布服从波尔兹曼分布定律，当B0 = 1.409 T，温度为300K时，高能态和低能态的1H核数之比为处于低能级的核数比高能态核数多十万分之一，而NMR信号就是靠这极弱过量的低能态核产生的。若以合适的射频照射处于磁场的核，核吸收能量后,由低能态跃迁到高能态，其净效应是吸收，产生共振信号。若用强射频波照射样品，高能态核不能通过有效途径释放能量回到低能态，低能态的核数越来越少，一定时间后高能态和低能态的核数相等，这时不再吸收，核磁共振信号消失。而UV与IR吸收光谱法是根据光线被吸收后的减弱程度来判断样品中待测元素的含量的,即使用较强辐射照射，吸收也不会消失。

4．为什么用δ值表示峰位，而不用共振频率的绝对值表示？为什么核的共振频率与仪器的磁场强度有关，而偶合常数与磁场强度无关？

5．什么是自旋偶合与自旋分裂？单取代苯的取代基为烷基时，苯环上的芳氢（5个）为单峰，为什么？两取代基为极性基团（如卤素、－NH2、－OH等），苯环的芳氢变为多重峰，试说明原因，并推测是什么自旋系统。

6．峰裂距是否是偶合常数？偶合常数能提供什么结构信息？

对简单偶合而言，峰裂距就是偶合常数。高级偶合需通过计算才能求出偶合常数。

偶合常数是核磁共振谱的重要参数之一，可提供物质结构中核间关系、构型、构像及取代基位置等信息。

7．什么是狭义与广义的n+1律？ 8．HF的质子共振谱中可以看到质子和19F的两个双峰，而HCl的质子共振谱中只能看到质子单峰。为什么？

9．某化合物三种质子相互偶合构成AM2X2系统，JAM=10Hz，JXM=4Hz。A、M2、X2各为几重峰？

为什么？

10．磁等价与化学等价有什么区别？说明下述化合物中那些氢是磁等价或化学等价及其峰形（单峰、二重峰?）。计算化学位移。

①Cl—CH=CH—Cl ②

HaCCCl Hc③

HaCCClCl

HbHb④CH3CH=CCl2

（①δa=δb=6.36(s)，磁等价；②δa5.31、δb5.47、δc6.28；③δa=δb=5.50(s)磁等价；④δCH31.73(d)、δ

CH5.86(qua)）

11．ABC与AMX系统有什么区别？

12．氢谱与碳谱各能提供哪些信息？为什么说碳谱的灵敏度约相当于1H谱的1/5800？

核磁共振氢谱化学位移，偶合常数及积分曲线，分别提供含氢官能团，核间关系及氢分布等方面的信息。

13．试计算①200及400MHz仪器的磁场强度是多少Tesla(T)。②13C共振频率是多少？(①4.6974及9.3947；②50.286及100.570MHz)

14．用H0=2.3487T的仪器测定19F及31P，已知它们的磁旋比分别为2.5181×108T?1?s?1及1.0841×108T?1?s?1试计算它们的共振频率。

（94.128及40.524MHz） 15．计算顺式与反式桂皮酸Ha与Hb的化学位移。

桂皮酸

CHCHCOOHab

(顺式：δa=6.18，δb=7.37，反式：δa=6.65,δb=7.98)

16．已知用60MHz仪器测得：δa=6.72，δb=7.26，Jab=8.5Hz。求算①二个质子是什么自旋系统？②当仪器的频率增加至多少时变为一级偶合AX系统？

（AB系统，ν0≥157.4MHz）

17．根据下列NMR数据，绘出NMR图谱，并给出化合物的结构式。 （1）C14H14：δ2.89(s，4H)及δ7.19(s，10H) (C6H5－CH2CH2－C6H5)

（2）C7H9N：δ1.52(s，2H)，δ3.85(s，2H)及δ7.29(s，5H) (C6H5－CH2NH2) （3）C3H7Cl：δ1.51(d，6H)及δ4.11(sept.，1H) (CH3CH(Cl)CH3)

（4）C4H8O2：δ1.2(t，3H)，δ2.3(qua.，2H)，及δ3.6(s，3H) (CH3CH2COOCH3) （5）C10H12O2：δ2.0(s,3H),δ2.9(t,2H),δ4.3(t,2H)及δ7.3(s,5H) （C5H6－CH2－CH2－OCOCH3）

（6）C9H10O：δ1.2(t,3H),δ3.0(qua.,2H),及δ7.4~8.0 (m，5H.苯环峰复杂不必绘出) (C6H5COCH2CH3)

18．试对照结构指出图15-22上各个峰的归属。

OCH3CNHOCH2CH3

19．有两个分子式同为C9H9BrO2的化合物，核磁共振谱图（15-26a和15-26b）如下。在紫外光谱中都观察到B带和R带，红外光谱中化合物(a)在指纹区位于840cm?1处有一吸收带，化合物(b)在指纹区800cm?1，700cm?1左右有两个吸收峰。试判别各自的结构。

OCH3OCH3CCO

质 谱 法 思考题与习题

1．简述质谱仪的组成部分及其作用，并说明质谱仪主要性能指标的意义。

质谱仪，其基本组成是相同的。都包括进样系统、离子源、质量分析器、检测器和真空系统。

进样系统：把被分析的物质，即样品送进离子源。

离子源：将欲分析样品电离，得到带有样品信息的离子。 质量分析器：将离子源产生的离子按m/z顺序分离开来。 检测器：用以测量、记录离子流强度而得出质增图。

真空系统：保证离子源中灯丝的正常工作，保证离子在离子源和分析器正常运行，消减不必要的离子碰撞，散射效应，复合反应和离子-分子反应，减小本底与记忆效应,

衡量一台质谱仪性能好坏的指标包括灵敏度，分辨率，质量范围，质量稳定性等。 灵敏度表示在一定的样品（如八氟萘或六氯苯），在一定的分辨率下，产生一定信噪比的分子离子峰所需的样品量。

质谱仪的分辨率表示质谱仪把相邻两个质量分开的能力 质量范围是质谱仪所能测定的离子质荷比的范围。 质量稳定性主要是指仪器在工作时质量稳定的情况， 质量精度是指质量测定的精确程度。

2．在质谱图中，离子的稳定性与其相对丰度有何关系？

由于键断裂的位置不同，同一分子离子可产生不同质荷比的碎片离子，而其相对丰度与键断裂的难易以及化合物的结构密切相关，离子的稳定性越高，其相对丰度越大。因此，碎片离子的峰位(m/z)及相对丰度可提供化合物的结构信息。

3、指出含有一个碳原子和一个氯原子的化合物，可能的同位素组合有哪几种？它们将提供哪些分子离子峰？

可能的同位素组合有C12Cl35、C13Cl35、C12Cl37、C13Cl37；提供的分子离子峰为M、M＋1、M＋2、M＋3。

4．某化合物的分子离子峰的m/z值为201，由此可得出什么结论？

CH2Br

CH2Br

O

由于多数分子易失去一个电子而带一个电荷，分子离子的质荷比是质量数被1除，即m/1。因此，分子离子峰的质荷比值就是它的分子量。该化合物的分子离子峰的m/z值为201，由此可得出其分子量为201。

5．某质谱仪能够分开CO（27.9949）和N?2（28.0062）两离子峰，该仪器的分辨率至少是多少？

?R?M27.9949??2500 ?M28.0062?27.9949

6、在邻甲基苯甲酸甲酯C9H10O2（M=150）质谱图m/z 118处观察到一强峰，试解释该离子的形成过程。

OCOCH3CH2H+COCH2+CH3OH

7．试表示5－甲基庚烯－3的主要开裂方式及产物，说明m/z 97和m/z 83两个碎片离子的产生过程。

CH3H3CCH2CHCHCHCH2CH3+H3CCH2CHCHCHCH2CH3+m/z 118CH3CHCHCHCH2CH3

8．试述在综合解析中各谱对有机物结构推断所起的作用。为何一般采用质谱作结构验证？

一般紫外光谱可判断有无共轭体系；红外光谱可判断化合物类别和有哪些基团存在，以及该基团与其他基团相连接的信息；NMR氢谱的偶合裂分及化学位移常常是推断相邻基团的重要线索，NMR碳谱的6值以及是否表现出分子的对称性，对确定取代基的相互位置十分有用；质谱的主要碎片离子间的质量差值以及重要重排离子等，均可得出基团间相互连接的信息。 在质谱中的大多数离子峰均是根据有机物自身裂解规律形成的，各类有机化合物在质谱中的裂解行为与其基团的性质密切相关。因此一般采用质谱作结构验证

9、某一脂肪胺的分子离子峰为m/z 87，基峰为 m/z 30，以下哪个结构与上述质谱数据相符？为什么？ （A）

?位无取代基的伯胺形成的基峰为CH2=NH2 (m/z 30)

10．初步推断某一酯类（M=116）的结构可能为A或B或C，质谱图上m/z 87、m/z 59、m/z 57、

m/z29处均有离子峰，试问该化合物的结构为何？（B）

（A）（CH3）2CHCOOC2H5 （B）C2H5COOC3H7 （C）C3H7COOCH3

m/z 87、m/z 59、m/z 57、m/z29分别为C3H7-O-C≡O+、O C3H7+、C2H5-C≡O+、C2H5+。

11、3,3-二甲基已烷在下述质荷比（m/z）的峰中，最强峰的质荷比为何值？为什么？（D）

A、 85 B、 29 C、 99 D、 71

CH3H3CCH2CCH2CH2CH3CH3CH3H3CCH2C++CH2CH2CH3CH3

m/z=71

12．下列化合物哪些能发生McLafferty重排？试写出重排过程及重排离子的m/z值。

（A）（B）（C）CH3CH2CH2COOCH3（

（A、C）

参考教材Page 318~319 McLafferty重排的示例。（B无 ? H）

13．下列化合物哪些能发生RDA重排？试写出重排过程及主要碎片离子的m/z值。 （BD）

参考教材Page 319~320 RDA重排的示例

14．鉴别下列质谱（图15-23）是苯甲酸甲酯（C6H5COOCH3），还是乙酸苯酯（CH3COOC6H5），并说明理由及峰的归属。 （C6H5COOCH3）

m/z 105是苯甲酰（C6H5CO+）碎片离子峰，与之相对应的应有m/z 77和m/z 51的碎片离子峰出现。只有苯甲酸甲酯（C6H5COOCH3）才能产生m/z 105的碎片离子。

峰的归属如下：

m/z 136 M+. m/z 105

+

m/z 77 m/z 51

15．某未知物的分子式为C8H16O，质谱如图所示，试推测出其结构并说明峰归属。(3－甲基－庚酮－2)

解：(1)U=l，可能是酮、醛、烯醇等化合物。

(2)主要离子峰有：m/z 128、85、72、57、43、41、29等，基峰m/z 43是甲基酮的特征离子，是由?裂解产生:

未知物为甲基酮已经证明，而己烷基的结构则需由其他碎片离子来证明。m/z 72与分子离子m/z 128均为偶数，故m/z 72应为McLafferty重排离子，且在3位C上必定有甲基，否则只能产生m/z 58离子。

根据分子式，R′应为乙基，除了3位C有甲基外，其他烷基部分均为直链，这由m/z 29、43、57等直链烷基特征峰可得到证明。故化合物的结构式为：

16、某化合物的质谱如图所示，试推测其结构并说明峰归属。

(1) m/z 84 (M，100)、85 (6.7)、86 (0.2)，M为偶数，相对分子质量较小，不大可能含偶数个N，所以含C、H、O，根据同位素峰强度计算分子式：

2

nC=6.7/1.1=6，nO=(0.2－0.006×6)/0.2 = 0 (不含氧)，nH = 84－6×12=12。 分子式为C6H12。

(2) U = 1，未知物含有一个双键，是烯烃。

+·

(3) 碎片离子m/z 42、56及69可能分别为C3H5+、C4H8及C5H9+。m/z 41是烯烃的特征离子之一，由于未知物的相对分子质量是84，因而只能是1－己烯或2－甲基－1－戊烯。其裂解情况如下：

m/z 41离子可以证明烯键在分子结构式的一端，但不易证明是直接或支链－1－烯；m/z 56离子为基峰，偶数质量单位为重排离子。在上述两种结构中只有2－甲基－1－戊烯经麦氏重排后能产生m/z为56的重排离子。

m/z 69碎片离子峰主要是断掉支链甲基而形成：

m/z 84是分子离子M。

综上所述，2－甲基－1－戊烯。

2517．某化合物的紫外光谱：?max+·

CHOH 262nm（?max15）；红外光谱：3330~2500cm?1间有强

宽吸收，1715 cm?1处有强宽吸收；核磁共振氢谱：δ11.0处为单质子单峰，δ2.6处为四质子宽单峰，δ2.12处为三质子单峰，质谱如图16-25所示。参照同位素峰强比及元素分析结果，分子式为C5H8O3，试推测其结构式。

（CH3COCH2CH2COOH）

(1) U=2

(2) UV262nm（?max15）： R带

(3) IR 3330~2500cm?1：?－OH； 1715 cm?1：?－C=O (峰宽可能是C=O与酸的C=O的吸收重叠)

色谱分析法概论 思 考 题 和 习 题

1．色谱法作为分析方法的最大特点是什么?

色谱法以高超的分离能力为最大特点,具有高灵敏度、高选择性、高效能、分析速度快及应用广泛等优点。

2．一个组分的色谱峰可用哪些参数描述？ 这些参数各有何意义？

一个组分的色谱峰可用三项参数即峰高或峰面积、峰位及峰宽说明。其中峰高或峰面积用于定量；峰位用保留值表示，用于定性；峰宽用于衡量柱效。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nrgo.html