基础化学第十三章后习题解答

1第十三章后习题解答习题1.与化学分析法相比，分光光度法的主要特点是什么？答与化学分析法相比，分光光度法的主要特点有灵敏度高，被测物质的最低可测浓度可达10-5molL-1～10-6molL-1，准确度较好，测量的相对误差一般为2%-5%，仪器设备要求简单，操作简便，测定速度快等特点，特别适用于微量及痕量组分的测定。2.什么是质量吸光系数？什么是摩尔吸光系数？两者关系如何？为什么要选用波长为max的单色光进行分光光度法测定？答质量吸光系数ａ在数值上等于质量浓度1g·L-1、液层厚度为1cm时被测溶液的吸光度，单位为L·g-1·cm-1。摩尔吸光系数ε在数值上等于物质的量浓度为1mol·L-1、液层厚度为1cm时被测溶液的吸光度，单位为L·mol-1·cm-1。质量吸光吸数α与摩尔吸光系数ε的定量关系为═aM，M为吸光物质的摩尔质量。选择波长为λmax的单色光进行分光光度测定，是为了提高测定的灵敏度，因为在该波长处溶液的摩尔吸光系数最大，测定的灵敏度最高。3.什么是吸收光谱？什么是标准曲线？各有什么实际应用？答浓度一定的有色溶液，测定不同波长下的吸光度A，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，可得一曲线，此曲线称为吸收光谱。吸收光谱可作为物质定性分析的依据，也可以作为分光光度法中选择入射光波长的依据。在一定条件和浓度范围内，测定不同浓度的吸光度A，以溶液的浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，可得到一条通过坐标原点的直线，此直线称为标准曲线。标准曲线的实际应用，是在相同条件下测定被测溶液的吸光度A，根据吸光度数值，从标准曲线上查到吸光物质的对应的浓度。4.分光光度计主要由哪些部件组成？各部件的功能如何？答分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器、指示器等部分组成。光源的功能是发出一定波长范围的连续光谱；单色器可从连续波长的光谱中分离出所需波长的单色光；吸收池用来盛装参比溶液和被测溶液；检测器是将光信号转变为电信号；指示器是将信号放大处理后，通过显示器获得测定的吸光度。5.某遵守Lambert—Beer定律的溶液，当浓度为c1时，透光率为T1，当浓度为0.5c1、2c1时，在液层不变的情况下，相应的透光率分别为多少？何者最大？解根据Beer定律A＝－lgT＝kc当浓度为c1时－lgT1＝kc12当浓度为0.5c1时－lgT2＝kc2＝k×（0.5c1）＝－lg（T1）1/2T2＝T11/2当浓度为2c1时－lgT3＝kc3＝2×（kc1）＝2×（－lgT1）T3＝T12∵0T1∴T2为最大6.用邻二氮菲测定铁时，已知每毫升试液中含Fe2+0.500g，用2.00cm吸收池于508nm波长处测得吸光度为0.198，计算三(邻二氮菲)合铁(II)配合物的(508nm)。解三（邻二氮菲）合铁（II）配离子的浓度为：16316Lmol1096.8L1000.1molg8.55/g10500.0c三（邻二氮菲）合铁（II）配离子的摩尔吸光系数为：11416cmmolL1010.1Lmol1096.8cm00.2198.0cbA7.有一浓度为2.0×10-4molL-1的有色溶液，当b1=3cm时测得A1=0.120。将其加等体积水稀释后改用b2=5cm的吸收池测定，测得A2=0.200（λ相同）。问此时是否服从Lambert—Beer定律？解假设此时符合Lambert—Beer定律，A=εbc,则摩尔吸光系数11141111cmmolL200Lmol100.2cm3120.0cbAε141412Lmol100.12Lmol100.22cc11142222cmmolL400Lmol100.1cm5200.0cbAεε1≠ε2假设条件不成立，即此时不符合Lambert—Beer定律8.强心药托巴丁胺(M=270)在260nm波长处有最大吸收，摩尔吸光系数(260nm)═703Lmol-1cm-1，取该片剂1片，溶于水稀释成2.00L，静置后取上清液用1.00cm吸收池于260nm波长处测得吸光度为0.687，计算这药片中含托巴丁胺多少克？解溶液的浓度为：141Lmol1077.9cm00.1molL703687.0bAc该药片中所含托巴丁胺的质量为：3g528.0molg270L00.2Lmol1077.9114cVMm9.某化合物，其相对分子质量Mr＝125，摩尔吸光系数ε＝2.5×105L·mol－1·cm－1，今欲准确配制该化合物溶液1L，使其在稀释200倍后，于1.00cm吸收池中测得的吸光度A＝0.600，问应称取该化合物多少克？解设应称取该化合物x克，∵A＝εbc∴cm00.1200L1molg125/cmmolL1050.2600.01115xg0600.0x10.若将某波长的单色光通过液层厚度为1.0cm的某溶液，则透射光的强度仅为入射光强度的1/2。当该溶液液层厚度为2.0cm时，其透光率T和吸光度A各为多少？解当液层厚度为1.0cm时，溶液的透光率和吸光度分别为：30.050.0lglg%502/110001TAIIIITt当溶液厚度为2.0cm时，溶液的吸光度和透光率分别为：%2525.0101060.0cm0.130.0cm0.260.0211222ATbAbA11.人体血液的容量可用下法测定：将1.00mL伊凡氏蓝注入静脉，经10min循环混均后采血样。将血样离心分离，血浆占全血53%。在1.0cm吸收池中测得血浆吸光度为0.380。另取1.00mL伊凡氏蓝，在容量瓶中稀释至1.0L。取10.0mL在容量瓶中稀释至50.0mL，在相同条件下测得吸光度为0.200。若伊凡氏蓝染料全分布与血浆中，求人体中血液的容量(L)。解若伊凡氏蓝试样的原浓度为c，则伊凡氏蓝在血浆中的浓度为：血浆血浆VccL1000.13伊凡氏蓝稀释液的浓度为：mL0.50mL0.10mL1000mL00.1cc稀释由Lambert—Beer定律可得：4L63.2380.0200.0L1000.1mL0.50mL0.103＝＝＝＝血浆血浆血浆稀释血浆稀释VVcLcAAcc人体中血液的容量为：L0.553.0L63.2＝＝血浆血浆血浆VV12.已知维生素C1%1cmE(245nm)=560，称取含维生素C的样品0.0500g溶于100mL的5.0010-3molL-1硫酸溶液中，再准确量取此溶液2.00mL稀释至100.0mL，取此溶液于1.00cm吸收池中，在max245nm处测得A值为0.551，求样品中维生素C的质量分数。解稀释后维生素C溶液的质量浓度为：1311Lg1084.9cmgL560cm00.1551.0baA样品中维生素C的质量分数为：984.0g0500.0L100.0mL00.2mL0.100Lg1084.91313.安络血的相对分子质量为236，将其配成每100mL含0.4962mg的溶液，盛于1.0cm吸收池中，在max为355nm处测得A值为0.557，试求安络血的质量吸光系数α及摩尔吸光系数值。解安络血的质量吸光系数和摩尔吸光系数分别为：11411121124cmmolL1064.2molg236cmgL1012.1cmgL1012.1L100.0/g10962.4cm0.1557.0aMbAaExercises1.4.1210-5molL-1solutionofthecomplexFe(Ophen)32+hasameasuredabsorbanceof0.480at=508nminasamplecellwithpathlength1.00cm.Calculatethemolarsbsorptivity,thentheabsorptivityinunitsofmilligramsofFeperliter.(0.04mmolL-1solutionofthecomplexisalso0.04mmolL-1iniron,andthemolarmassofFeis55.85)SolutionUsingBeerlaw,wecalculatethemolarabsorptivity:11415cmmolL1017.1Lmol1012.4cm00.1480.0bcAToexpresstheconcentrationasmilligramsofFeperliter,wemultiply4.1210-5by55.85gFemol-1,and5by1000mgg-1,toobtain2.30mgliter-1.Theabsorptivityisthen111cmmgL209.0Lmg30.2cm00.1480.0a2.Ifmonochromaticlightpassesthroughasolutionoflength1.0cm.TheratioIt/I0is0.25.Calculatethechangesintransmittanceandabsorbanceforthesolutionofathicknessof2cm..Solutionb=1.0cmT1=It/I0=0.25A1=−lgT1=−lg0.25=0.6A1=α·c×1A2=α·c×2=2A1=2×0.60=1.20T1=10-α·c·b=10-α·c×1T2=10-α·c·b=10-α·c×2=(T1)2=(0.25)2=0.063=6.3%3.Asolutioncontaining1.00mgiron(asthethiocyanatecomplex)in100mLwasobservedtotransmit70.0%oftheincidentlightcomparedtoanappropriateblank.(1)Whatistheabsorbanceofthesolutionatthiswavelength?(2)Whatfractionoflightwouldbetransmittedbyasolutionofironfourtimesasconcentrated?Solution(1)T=0.700A=−lgT=−lg0.700=0.155(2)A=α·b·ρ0.155=α·b×0.010g·L-1α·b=15.5L·g-1ThereforeA=15.5L·g-1×4×0.010g·L-1=0.620−lgT=0.620T=0.240Theabsorbanceofthenewsolutioncouldhavebeencalculatedmoredirectly:A1/A2=α·b·ρ1/（α·b·ρ2）=ρ1/ρ2A2=A1ρ2/ρ1=0.155×4/1=0.620