第15章吸光光度法课后习题

第15章吸光光度法5将1.0000g钢样用HNO3溶解，钢中的锰用KIO4氧化成KMnO4，并稀释至100mL。用1cm比色皿在波长525nm测得此溶液的吸光度为0.700。浓度为-4-11.5210molL的KMnO4标准溶液在同样的条件下测得吸光度A为0.350。计算钢样中含Mn的质量分数。(0.17%)解根据公式AccA测测标标-4-4-10.700=1.5210=3.0410molL0.350-4Mn%100%1003.041054.941000100%1.0000.17%cM测式量冲稀因数试样重6某溶液用5cm比色皿测定时，测得T为27.9%，如改用1cm、3cm厚的比色皿时，其T和A各是多少？(77.5%、0.111、46.5%、0.333)解根据公式2logAT，先求出5cm比色器时的A值2log2log27.921.4450.555AT已知b=5cm，计算ac=Aabc0.555=0.1115Aacb计算：(1)===10.111=0.111Aabcbaclog220.1111.899=77.5%TAT(2)===30.111=0.333Aabcbaclog20.3331.677=46.5%TT7用双硫腙光度法测Pb2+，Pb2+的浓度为0.08mg·(50mL)-1，用2.00cm厚的比色皿于波长520nm测得T=50%，求吸光系数a和摩尔吸光系数ε。(-1-14-1-193.8Lgcm1.910Lmolcm，)解(1)将Pb2+换算成g·L-1和mol·L-1表示23-1[Pb]0.08mg/50mL1.610gLc查得Pb的原子量=207.2(2)求出此反应的A，已知T=50%2log21.700.30AT根据：A=abc和A=εbc，分别求出a和ε1130.3093.8Lgcm2.01.610Aabc41160.31.910Lgcm2.07.7108测定钢中的铬和锰，称取钢样0.5000g，溶解后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，用移液管吸取25.00mL于锥形瓶中，加氧化剂加热，将锰氧化成MnO4-，铬氧化成Cr2O72-，放冷，移入100mL容量瓶中，加水至刻度。另外配制KMnO4和K2Cr2O7标准溶液各一份。将上面三份溶液用1.00cm比色皿，在波长440nm(Cr2O72-的最大吸收峰)和545nm(MnO4-的最大吸收峰)处测定吸光度，所得结果如下：溶液c/(mol·L-1)A440nm545nmKMnO43.77×10-40.0350.886K2Cr2O78.33×10-40.3050.009试液0.3850.653试计算钢中铬、锰的质量分数。(1.20%，8.15%)解先计算各波长下的摩尔吸光系数。MnMn440440Mn40.03592.83.7710Ac标MnMn545545Mn40.88623503.7710Ac标CrCr440440Cr40.305183.128.3310Ac标CrCr545545Cr40.0095.428.3310Ac标CrCrMn545440440545MnCrMnCr5454404405450.653183.1-0.3855.42350183.1-92.85.4AAc未未未=2.73×10-4mol·L-1MnMn4440440CrCr4400.38592.82.7310183.1Acc未未未=1.96×10-3mol·L-1查得Mn的原子量=54.9，Cr的原子量=52.0Mn%=42.731054.9100100100100025.00.5000%=1.20%Cr%=31.961052.0100100100100025.00.5000%=8.15%9某亚铁螯合物的摩尔吸光系数为12000，如果把吸光度读数限为0.200~0.650(比色皿厚度为1cm)，则分析的浓度范围是多少？(1.67×10-5~5.42×10-5molL-1)解浓度范围的两个极限为=Abc-5-110.200=1.001.6710molL12000c-5-120.650=1.005.4210molL12000c10某钢样含镍约0.12%，用丁二酮肟光度法(=1.3×104L·mol-1·cm-1)进行测定。试样溶解后转入100mL容量瓶中，显色，再加水稀释至刻度。在=470nm处用1cm比色皿测量，希望测量误差最小，应该称取试样多少克？(已知Ar(Ni)=58.69)(0.16g)解已知b=1cm，=1.34×10，由光度测量误差公式可知，当吸光度0.434A时，测量误差最小。根据公式Abc，此时显色液的浓度应为5-140.4343.3410molL1.3101Acb100mL显色液内镍的含量m为534Ni3.34101001058.691.9610gmcVM已知钢样中含Ni0.12%，则应称取试样质量ms/g4s1.96101000.12mms=0.16g11以试剂空白调节光度计透光率为100%，测得某试液的吸光度为1.301，假定光度计透光率读数误差△T=0.003，则光度测定的相对误差为多少？若以T=10%的标准溶液作参比溶液，则该试液的透光率为多少？此时测量的相对误差又是多少？(-2.00%，50%，0.20%)解先计算某试液用普通光度法测量时的透光率1.30110100.0505.0%AT普通光度法测量相对误差为0.4340.4340.0032.00%lg0.05lg0.05cTcTT用示差法测量时，参比溶液透光率为10%，则某试液的透光率为5.0%50%10.0%T相对示差法测量试液时，其相对误差为s0.434lg+lgTccTTT相对相对相对(）已知T相对=0.003，T相对=50%，sT=10%，则0.4340.003=0.20%0.50(lg0.50+lg0.10)cc这说明在题设条件下，示差法的相对误差减小为原来的1/10。12某酸碱指示剂为一元弱酸，其酸式型体HIn在410nm处有最大吸收，碱式型体In-在645nm处有最大吸收，在两波长下，吸收互不干扰。今配有浓度相同而pH值分别为7.70和8.22的两溶液，在波长为665nm处用1cm比色皿分别测得吸光度为0.400和0.500，求指示剂的理论变色点pH。若用相同浓度的溶液在强碱性介质中，在保持测量条件不变的情况下，测得吸光度为多少？(7.30，0.56)解指示剂的理论变色点pH值，即[HIn]=[In-]时的pH值等于指示剂的pKa值。根据指示剂在水中的离解平衡可知--aaHIn[In][In]pH=p+lg=p+lg[HIn]-[HIn]KKc(1)设相同浓度的指示剂在强碱性介质中全部以In-型体存在，其吸光度为AL；在pH为7.70和8.22时其吸光度分别为A1和A2，相应共轭碱型体浓度分别为[In-]1和[In-]2。由公式A=εbc可以得到HInL=cAb11[HIn]=Ab22[HIn]=Ab将上述关系代入式(1)，得到11L1pHplgaAKAA(2)22L2pHplgaAKAA(3)依题意pH1=7.70，pH2=8.22，A1=4.00，A2=5.00，将数据代入(2)和(3)得0.400plg7.700.4000.500plg8.220.500aLaLKAKA解上述联立方程组得到pKa=7.30AL=0.5613用8-羟基喹啉-CHCl3萃取比色法测定Fe3+、Al3+时，吸收曲线有部分重叠。在相应的条件下，用纯铝1μg在波长390nm和470nm处分别测得A为0.025和0.000，纯铁1μg在波长390nm和470nm处分别测得A为0.010和0.020。取1mg含Fe、Al的试样，在波长390nm处测得试液的吸光度为0.500，在波长470nm处测得试液的吸光度为0.300。求试样中Fe、Al的质量分数。(1.50%，1.40%)解先计算Al和Fe在λ为390nm和470nm处的吸光系数K。已知b=1cm，显色时体积均相同，由公式A=Kbc，可得到39021Al0.0250.025cmμg1.0K47021Al00cmμg1.0K3902-1Fe0.0100.010cmμg1.0K47021Fe0.0200.020cmμg1.0K根据A=Kbc及吸光度的加和性列出下述联立方程，并设试样制备的显色液中含有Al和Fe的质量分别为Alm’和Fem’。AlFe0.5000.0250.010mm’’Fe0.30000.020m’解联立方程得Fem’=15μgAlm’=14μg100mL试液中Fe、Al的质量为-3FeFe100151001500μg=1.510g1.01.0mm’-3AlAl100141001400μg=1.410g1.01.0mm’试样中Fe、Al的含量计算如下：3Fes1.510100%100%1.50%0.100mm3Als1.410100%100%1.40%0.100mm14有一弱酸HB，酸式和碱式有不同的颜色，Ka在10-7左右，今在某一合适的固定波长下，测定弱酸的分析浓度相同但介质酸度不同的三份溶液的吸光度如下：pH=2A1=0.400pH=7A2=0.200pH=12A3=0.100试计算该弱酸的Ka值（提示：pH=2时，主要为HB；pH=12时，主要为B-；pH=7时，HB和B-均存在。利用朗伯-比耳定律及吸光度的加和性原理，推导Ka与A1、A2、A3的关系式）。（2×10-7）解-BHB0.20.1ppHlg7lg0.40.2aAAKAAKa=2×10-715测定纯金属钴中微量锰时，在酸性溶液中用KIO4将锰氧化为MnO4-进行比色测定，若用标准锰溶液配置标准系列，在测绘标准曲线及测定试样时，应该用什么作参比溶液？解测绘标准曲线时可用蒸馏水或试剂作参比溶液；测定试样时、可用不加显色剂KIO4的被测试液作参比溶液。此外，还可以使用褪色法作参比溶液。16测定硅酸盐溶液中铁的含量时，用含Fe0.50%的已知硅酸盐试样为标准，经同样处理后进行比色，发现标准试样溶液厚度为2.5cm时与未知试样浓度厚度为1.25cm时的颜色相同。求未知试样中Fe的质量分数。(1.00%)解未知试样溶液与标准溶液颜色相同，故：Ax=A0，即Ax=εxbxcx=A0=ε0b0c0cx=2.00×c0(Fe)x=(Fe)0×2.00=0.50%×2.00=1.00%