w仪器分析课后答案

1.电位测定法的根据是什么?对于一个氧化还原体系:Ox+ne-=Red根据能斯特方程式:E=E0Ox/Red+TR/nFlog(aOx/aRed)对于纯金属,活度为1,故上式变为:nManFRTMnMEEln0/可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据.5.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之?解:误差来源主要有:(1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持温度恒定.(2)电动势测量的准确性.一般,相对误差%=4nDE,因此必须要求测量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度.(3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质,能与敏感膜中相关组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须分离干扰离子.(4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应等都可能影响测定结果的准确度.9.解:根据公式:FRTStdEEStdpHTestpH/303.2(a)pH=4.00+(0.312-0.209)/0.059=5.75同理:(b)pH=1.95(c)pH=0.17V12.用标准加入法测定离子浓度时,于100mL铜盐溶液中加入1mL0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.解:已知:1)1)1000059.0/(4210(1001.011)1059.0/210(ECxC故:Cx=2.73×10-3mol.L-114解：a)参考教材p137.(b)结合(a)中求得的aF-及上表中VLa=0.00mL时的电动势，采用下式即可求得K’：FaFRTKElg303.2'(c)利用上式可求得加入50.00mL后，E=-0.1118V时的CF-(d)利用(a)求得的Vep,即可求得加入50.00mL滴定剂后游离La3+的浓度。150)00.50(3epVLaC(e)利用(c)(d)分别求得的CF-及CLa3+利用下式计算：Ksp=[La3+][F-]3第五章100150200250300350400450500550203040506070Cx=324ghg１．产生浓差极化的条件是什么？解：使用小面积的极化电极如滴汞电极或微铂电极，溶液保持静止（不搅拌）３．在极谱分析中，为什么要加入大量支持电解质？加入电解质后电解池的电阻将降低，但电流不会增大，为什么？解：加入支持电解质是为了消除迁移电流．由于极谱分析中使用滴汞电极，发生浓差极化后，电流的大小只受待测离子扩散速度（浓度）的影响，所以加入支持电解后，不会引起电流的增大．６．极谱分析用作定量分析的依据是什么？有哪几种定量方法？如何进行？解：根据极谱扩散电流方程式：id=607nD1/2m2/3t1/6C,当温度、底液及毛细管特性不变时，极限扩散电流与浓度成正比，这既是极谱定量分析的依据。极谱定量方法通常有直接比较法，标准曲线法，标准加入法等三种。scshxhxc)1((2)绘制标准曲线，然后在相同条件下测定未知液，再从工作曲线上找出其浓度VxhsVVHxhsVscxcsVVscsVxVcKHxKcxh)()3(13.解:根据公式:VxhsVVHxhsVsCxC)(得Cx=3.30×10-3mol.L-1W%=Cx×0.250×118.3×100%/3.000=3.25%14.溶解0.2g含镉试样,测得其极谱波的波高为41.7mm,在同样实验条件下测得含镉150,250,350,及500mg的标准溶液的波高分别为19.3,32.1,45.0及64.3mm.计算试样中的质量分数.解:绘制标准曲线,如右图所示.从图中查得,当波高为41.7时,对应的质量为324mg.故质量分数为:324×10-6/0.2×100%=0.162%第六章2.库仑分析法的基本依据是什么？为什么说电流效率是库仑分析发关键问题？在库仑分析中用什么方法保证电流效率达到100%？解：根据法拉第电解定律，在电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量成正比，因此可以通过测量电解时通过的电量来计算反应物质的质量，这即为库仑分析法的基本原理。由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之间的定量关系来计算反应物质的质量的，因此必须保证电流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保证电流效率达到100%。4.试述库仑滴定的基本原理。解：库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分析方法。在电解过程中，于试液中加入某种特定物质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极上（阳极或阴极）电解产生一种试剂，此试剂与被测物质发生定量反应，当被测物质反应完全后，用适当的方法指示终点并立即停止电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物质的质量：nQMm964877.解:阴极:Cu2++2e=Cu↓阳极:4OH--4e=2H2O+O2↑故:m=it×MCu/(2×96487)=2.322mg8.解:根据题意:m/M=20×10-3×6.90×60/96487=8.58×10-5mol故:CHCl=8.58×10-3mol.L-19.解:1molFe2+~1mole~1/2molI2~1molS2O32-1molFe2O3~2molFe~2molS2O32-设试样中FeO3的摩尔数为x,则:1:2=x:(0.0197×26.30)x=2.59×10-4molW%=159.69×2.59×10-4×100/0.854=4.84%第七章1.试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）的性能。主要用于易熔金属合金试样的分析及高含量元素的定量分析及难激发元素的测定。常用于金属、合金中低含量元素的定量分析。不适宜用于高含量定量分析及低熔点元素分析，但可很好地应用于矿石等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。主要用途高高，10000K低高压火花较高高于直流电弧较低交流电弧较差4000-7000K高直流电弧稳定性弧焰温度电极头温度光源主要用于易熔金属合金试样的分析及高含量元素的定量分析及难激发元素的测定。常用于金属、合金中低含量元素的定量分析。不适宜用于高含量定量分析及低熔点元素分析，但可很好地应用于矿石等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。主要用途高高，10000K低高压火花较高高于直流电弧较低交流电弧较差4000-7000K高直流电弧稳定性弧焰温度电极头温度光源3.简述ICP的形成原理及其特点。解：ICP是利用高频加热原理。当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。其特点如下：（1）工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。（2）由于趋肤效应的存在，稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。（4）ICP属无极放电，不存在电极污染现象。（5）ICP的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。（6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。4.何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonanceline)。共振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。灵敏线(sensitiveline)是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线(resonanceline)。最后线(lastline)是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。进行分析时所使用的谱线称为分析线(analyticalline)。由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。5.光谱定性分析的基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。进行光谱定性分析有以下三种方法：1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。8.光谱定量分析的依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？解：在光谱定量分析中，元素谱线的强度I与该元素在试样中的浓度C呈下述关系：I=aCb在一定条件下，a,b为常数，因此logI=blogC+loga亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量分析的依据。在光谱定量分析时，由于a,b随被测元素的含量及实验条件（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）的变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以常采用内标法消除工作条件的变化对测定结果的影响。用内标法进行测定时，是在被测元素的谱线中选择一条谱线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线，组成分析线对，利-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-2024681012logC=-0.402logC=-0.480logCA=-0.627SLogC用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度来进行定量分析。这时存在如下的基本关系：logR=log(I1/I2)=b1logC+logA其中A=a1/I2内标元素和分析线对应具备的条件①内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质；②内标元素若是外加的，必须是试样中不含或含量极少可以忽略的。③分析线对选择需匹配；两条原子线或两条离子线,两条谱线的强度不宜相差过大。④分析线对两条谱线的激发电位相近。若内标元素与被测元素的电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为“均匀线对”。⑤分析线对波长应尽可能接近。分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱线的干扰。⑥内标元素含量一定的。9.何谓三标准试样法？解：三标准试样法就是将三个或三个以上的标准试样和被分析试样于同一实验条件下，在同一感光板上进行摄谱。由每个标准试样分析线对的黑度差与标准试样中欲测成分含量c的对数绘制工作曲线，然后由被测试样光谱中测得的分析线对的黑度差，从工作曲线中查出待测成分的含量。11.解：解:以DS=SPb-SMg对logC作图,即得如下的工作曲线.根据图中查出的相应logC数据,即可求得A,B,C浓度分别为0.236,0.331,0.396m.mL-1第八章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．解：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