第一篇:分析化学 - 分光光度法
第1题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
紫外及可见吸收光谱由
[A]原子外层电子跃迁产生[B]分子振动和转动产生 [C]价电子跃迁产生[D]电子能级振动产生 标准答案: C
第2题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)紫外及可见光相当的能量为
A.1.43×102 1.65 eV;
C.6.21.24×10 5 eV 标准答案: B
第3题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
在分光光度计中,光电转换装置接收的 [A]入射光的强度 [B]透射光的强度
[C]吸收光的强度 [D]散射光的强度 标准答案: B
第4题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
可见光分子光谱法中可选用的光源是 [A]氘灯 [B]空心阴极灯 [C]硅碳棒[D]钨灯 标准答案: D
第5题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)下述说法中,不引起偏离朗伯CCl 4萃取剂吸收 580-620nm波长的光,因此,该萃取剂呈现的颜色为 [A]蓝[B]黄[C]紫[D]绿
标准答案:A
第7题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)2+ZnCHCl 3萃取剂为紫红色,其吸收最大的光的颜色为 [A]红[B]橙[C]黄[D]绿
标准答案: D 第8题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
2+ 2+利用Cu(NH3)4的蓝色以分光光度法测Cu,所选用的滤光片为 [A]蓝色 [B]红色[C]黄色[D]绿色
标准答案: C
第9题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)有色络合物的吸光度与下述因素无关的是
A.入射光的波长 B.比色皿的厚度
稳 C.有色络合物的浓度 D.络合物的lgα标准答案: D
第10题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)影响有色络合物的摩尔吸光系数的因素是 的大小
A.入射光的波长 B.比色皿的厚度 C.有色络合物的浓度 D.络合物的lgK稳 的大小
标准答案:A
第11题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
在符合朗伯A3=0.250,其透光率T3:T2:T1为
[A]5.62 : 3.16 : 1[B]5.62 : 3.16 : 1.78 [C]1: 3.16 : 5.62[D]1.78 : 3.16 : 5.62 标准答案:A
第25题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
-4用邻二氮菲光度法测铁时,浓度为10 mol/L的透光率为0.64,若浓度为 1.50×10-4mol./L时,其透光率为
A.0.512 B.0.800 C.0.862 D.0.743 标准答案:A
第26题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
下述几组吸光度范围内,测量相对误差较小的是 [A]0.20.8 [C]0.30.6; 标准答案: C
第27题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
用普通分光光度法测得标液C1的透光率为20%,试液的透光率为12%;若以示差法测定,以C1为参比,则试液的透光率为
A, 40% B.50% C.60% D.70% 标准答案: C
若分光光度计的仪器测量误差ΔT=0.01,当测得透光率T=70%,则其测量引起的浓度相对误差为 A.2% B.4%
C.6% D.8% 第28题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
标准答案: B
第29题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
已知铜光度法的吸光系数为45.5 L/g.cm,将1克土样10亳升双硫腙-CHCl3 萃取液置于 1.0cm比色皿中,测得 A=0.0010,土壤中铜的含量(μg/g)为
A.0.044 B.0.022 C.0.033 D.0.011 标准答案: B
第30题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
摩尔吸光系数的单位为 [A]L / mol.cm[B]mol / L.cm [C]g /mol.cm[D]cm / mol.L 标准答案:A
第31题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
在A = abc方程式中,当c以g / L表示,b 以cm表示时,a称为
[A]摩尔吸光系数[B]吸光系数 [C]桑德尔指数[D]比例系数 标准答案: B
第32题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
用M表示被检测物质的摩尔质量,则摩尔吸光系数(ε)与吸光系数(a)之间的换算关系是
A.ε=a ·M B.ε=a / M C.ε=a ·M / 1000 D.ε=a / M ×1000 标准答案:A
第33题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
质量相同的两种离子(Ar(M1)= 70, Ar(M2)= 140),经同样显色后,前者以2 cm比色皿者以1cm比色皿,测得吸光度相同,则两种有色物的摩尔吸光系数关系为 A.基本相同 B.前者为后者的四倍 C.后者为前者的四倍 D.后者为前者的两倍
标准答案: C 第34题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
某有色物的浓度为1.0×10-5 mol/L,以1cm比色皿在最大吸收波长下的吸光度为0.280,有此波长下,该有色物的摩尔吸光系数为
A.2.8×10 4 B.2.8×10-6 C.2.8×10-4 D.2.8×10 6
标准答案:A
第35题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
已知 K2Cr2O7 在水溶液中有下列平衡: Cr2O7 + H2O = 2 HCrO42--2--Cr2O7 与 HCrO4都对可见光有吸收。且εε350
450
(Cr2O7)> ε
450
(HCrO4),-
-(Cr2O7)< ε2-2-2-350(HCrO4), 那么在等吸收时,ε(Cr2O7)与 ε(HCrO4)的关系为
-2--2-2--A.ε(Cr2O7)= 1/2ε(HCrO4)B.ε(Cr2O7)= 2ε(HCrO4)C.ε(Cr2O7)=ε(HCrO4); D.ε(Cr2O7)=1/4ε(HCrO4)
--标准答案: B
第36题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
2已知某显色体系的桑德尔灵敏度为 0.022μg/cm,的相对原子质量为63.55,则吸光系数(L/g.cm)为
A.45.5 B.55.5 C.110 D.11.0 标准答案:A
第37题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
已知组分A与组分B有如下关系:A=3B,组分A和B的吸收曲线在λ=430nm
处相交,此处的摩尔吸光系数为 [A]ε(A)=ε(B)[B]ε(A)>ε(B)[C]ε(A)<ε(B)[D] 标准答案: C
第38题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)质量相同的A、B两物质,其摩尔质量M(A)> M(B),经相同方式显色测定后,测得的吸光度相等,则它们摩尔吸光系数的关系是 [A]ε(A)>ε(B)[B]ε(A)<ε(B)[C]ε(A)=ε(B)[D]ε(A)=1/2ε(B)标准答案:A
第39题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)
多组份分光光度法可用解联立方法求得各组分的含量,这是基于 [A]各组份在不同波长下有吸收[B]各组份在同一波长下吸光度有加和性 [C]各组份的浓度有一定函数关系[D]各组份的摩尔吸光系数相同 标准答案: B
第40题[有错](单选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:1)下列条件适合于连续变化法测定络合物组成的是 A.固定金属离子的浓度 B.固定显色剂的浓度
C.固定金属离子和显色剂的总浓度不变
D.以 [R] /(CR + CM)的值直接确定络合物的组成 [A]选A[B]选B [C]选C[D]选D
标准答案: C
第41题[有错](多选题,得分:0.00,用时:0秒,满分:2)
依据分光光度计刻度读数误差判断,符合实际情况的是
[A]透光率T=12.0% 时的浓度相对误差小于24.0% 时的浓度相对误差
[B]吸光度为0.20 时的浓度相对误差大于吸光度为0.40 时的浓度相对误差 [C]透光率越大,浓度相对误差越大[D]T=0.368 时浓度相对误差最小 标准答案: B D
第二篇:紫外—可见分光光度法教案
第五章
紫外—可见分光光度法
一.教学内容
1. 紫外-可见吸收光谱的产生(分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点)2. 吸收定律及其发射偏差的原因
3. 仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正 4. 分析条件的选择
5. 应用(定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用
二.重点与难点
1. 比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值
2. 进行化合物的定性分析、结构判断
3. 定量分析的新技术(双波长法、导数光谱法、动力学分析法)4. 物理化学常数的测定
三.教学要求
1. 较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用 2. 熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择 3. 较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理 4. 运用各种类型光谱及的经验规则,判断不同的化合物
5. 掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法 6. 一般掌握某些新的分析技术
四.学时安排
5学时
研究物质在 紫外、可见光区 的分子吸收光谱 的分析方法称为紫外-可见分光光度法。紫外—可见分光光度法是利用某些物质的 1 分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子 在电子能级间的跃迁,广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。
第一节
紫外—可见吸收光谱
一、分子吸收光谱的产生
在分子中,除了电子相对于原子核的运动外,还有核间相对位移引起的振动和转动。这三种运动能量都是量子化的,并对应有一定能级。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级,在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。
若用△E电子、△ E振动、△ E转动分别表示电子能级、振动能级转动能级差,即有△ E电子 △ E振动 △ E转动。处在同一电子能级的分子,可能因其振动能量不同,而处在不同的振动能级上。当分子处在同一电子能级和同一振动能级时,它的能量还会因转动能量不同,而处在不同的转动能级上。所以分子的总能量可以认为是这三种能量的总和:
E分子 = E电子
+ E振动
+ E转动
当用频率为的电磁波照射分子,而该分子的较高能级与较低能级之差△ E恰好等于该电磁波的能量 h时,即有
△ E
= h
(h为普朗克常数)
此时,在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级;在宏观上则透射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射分子,将照射前后光强度的变化转变为电信号,并记录下来,然后以波长为横坐标,以电信号(吸光度 A)为纵坐标,就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。
二、分子吸收光谱类型
根据吸收电磁波的范围不同,可将分子吸收光谱分为远红外光谱、红外光谱及紫外、可见光谱三类。
分子的转动能级差一般在0.005 ~ 0.05eV。产生此能级的跃迁,需吸收波长约为250 ~ 25m的远红外光,因此,形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。
分子的振动能级差一般在0.05 ~ 1 eV,需吸收波长约为25 ~ 1.25m的红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样,分子振动产生的吸收光谱中,包括转动光谱,故常称为振-转光谱。由于它吸收的能量处于红外光区,故又称红外光谱。电子的跃迁能差约为1 ~ 20 eV,比分子振动能级差要大几十倍,所吸收光的波长约为12.5 ~ 0.06m,主要在真空紫外到可见光区,对应形成的光谱,称为电子光谱或紫外、可见吸收光谱。
通常,分子是处在基态振动能级上。当用紫外、可见光照射分子时,电子可以从基态激发到激发态的任一振动(或不同的转动)能级上。因此,电子能级跃迁产生的吸收光谱,包括了大量谱线,并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带,这就是为什么分子的紫外、可见光谱不是线状光谱,而是带状光谱的原因。又因为绝 大多数的分子光谱分析,都是用液体样品,加之仪器的分辨率有限,因而使记录所得电子光谱的谱带变宽。
由于氧、氮、二氧化碳、水等在真空紫外区(60 ~ 200 nm)均有吸收,因此在测定这一范围的光谱时,必须将光学系统抽成真空,然后充以一些惰性气体,如氦、氖、氩等。鉴于真空紫外吸收光谱的研究需要昂贵的真空紫外分光光度计,故在实际应用中受到一定的限制。我们通常所说的紫外—可见分光光度法,实际上是指近紫外、可见分光光度法。
第二节
化合物紫外—可见光谱的产生
在紫外和可见光谱区范围内,有机化合物的吸收带主要由*、*、n*、n*及电荷迁移跃迁产生。无机化合物的 3 吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁(即d—d跃迁和f—f跃迁)产生.由于电子跃迁的类型不同,实现跃迁需要的能量不同,因此吸收光的波长范围也不相同。其中*跃迁所需能量最大,n*及配位场跃迁所需能量最小,因此,它们的吸收带分别落在远紫外和可见光区。从图中 可知,*(电荷迁移)跃迁产生的谱带强度最大,*、n*、n*跃迁产生的谱带强度次之,(配位跃迁的谱带强度最小)。
一、有机化合物的紫外—可见吸收光谱
(一)、跃迁类型
基态有机化合物的价电子包括成键电子、成键电子和非键电子(以 n表示)。分子的空轨道包括反键 *轨道和反键*轨道,因此,可能的跃迁为*、*、n* n*等。
1,*跃迁
它需要的能量较高,一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁,例如乙烷的最大吸收波长max为135nm。
2,n*跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高,其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区,如CH3OH和CH3NH2的n*跃迁光谱分别为183nm和213nm。
3,*跃迁
它需要的能量低于*跃迁,吸收峰一般 处于近紫外光区,在200 nm左右,其特征是摩尔吸光系数大,一般max104,为强吸收带。如乙烯(蒸气)的最大吸收波长max为162 nm。
4,n*跃迁
这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱,摩尔吸光系数小,通常小于100,属于禁阻跃迁。
5,电荷迁移跃迁
所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时,电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁。因此,电荷迁移跃迁实质是一个内氧化—还原的过程,而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。例如某些取代芳烃可产生这种分子内电荷迁移跃迁吸收带。
电荷迁移吸收带的谱带较宽,吸收强度较大,最大波长处的摩尔吸光系数max可大于104。
(二)、常用术语 1,生色团
从广义来说,所谓生色团,是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。但是,人们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。
2,助色团
助色团是指带有非键电子对的基团,如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等,它们本身不能吸收大于200nm的光,但是当它们与生色团相连时,会使生色团的吸收峰向长波方向移动,并且增加其吸光度。
3,红移与蓝移(紫移)
某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团(-OH、-OR、-NH2、-SH、-Cl、-Br、-SR、-NR2)之后,吸收峰的波长将向长波方向移动,这种效应称为红移效应。这种会 使某化合物的最大吸收波长向长波方向移动的基团称为向红基团。
在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后,吸收峰的波长会向短波方向移动,这种效应称为蓝移(紫移)效应。这些会使某化合物的最大吸收波长向短波方向移动的基团(如-CH2、-CH2CH3、-OCOCH3)称为向蓝(紫)基团。(三)有机化合物紫外-可见吸收光谱 1,饱和烃及其取代衍生物
饱和烃类分子中只含有键,因此只能产生*跃迁,即电子从成键轨道()跃迁到反键轨道( *)。饱和烃的最大吸收峰一般小于150nm,已超出紫外、可见分光光度计的测量范围。
饱和烃的取代衍生物如卤代烃,其卤素原子上存在n电子,可产生n* 的跃迁。n* 的能量低于*。例如,CH3Cl、CH3Br和CH3I的n* 跃迁分别出现在173、204和258nm处。这些数据不仅说明氯、溴和碘原子引入甲烷后,其相应的吸收波长发生了红移,显示了助色团的助色作用。直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用价值不大。但是它们是测定紫外和(或)可见吸收光谱的良好溶剂。2,不饱和烃及共轭烯烃
在不饱和烃类分子中,除含有键外,还含有键,它们可以产生*和*两种跃迁。*跃迁的能量小于 *跃迁。例如,在乙烯分子中,*跃迁最大吸收波长为180nm
在不饱和烃类分子中,当有两个以上的双键共轭时,随着共轭系统的延长,*跃迁的吸收带 将明显向长波方向移动,吸收强度也随之增强。在共轭体系中,*跃迁产生的吸收带又称为K带。
3,羰基化合物
羰基化合物含有C=O基团。C=O基团主要可产生*、n*、n*三个吸收带,n*吸收带又称R带,落于近紫外或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物,如酯、酰胺等,都含有 羰基。由于醛酮这类物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异,因此它们n*吸收带的光区稍有不同。
羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸收带,但是,羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连结含有未共用电子对的助色团,如-OH、-Cl、-OR等,由于这些助色团上的n电子与羰基双键的电子产生n共轭,导致*轨道的能级有所提高,但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级,因此实现n* 跃迁所需的能量变大,使n*吸收带蓝移至210nm左右。4,苯及其衍生物
苯有三个吸收带,它们都是由*跃迁引起的。E1带出现在180nm(MAX = 60,000); E2带出现在204nm(MAX = 8,000);B带出现在255nm(MAX = 200)。在气态或非极性溶剂中,苯及其许多同系物的B谱带有许多的精细结构,这是由于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起的。在极性溶剂中,这些精细结构消失。当苯环上有取代基时,苯的三个特征谱带都会发生显著的变化,其中影响较大的是E2带和B谱带。5,稠环芳烃及杂环化合物
稠环芳烃,如奈、蒽、芘等,均显示苯的三个吸收带,但是与苯本身相比较,这三个吸收带均发生红移,且强度增加。随着苯环数目的增多,吸收波长红移越多,吸收强度也相应增加。
当芳环上的-CH基团被氮原子取代后,则相应的氮杂环化合物(如吡啶、喹啉)的吸收光谱,与相应的碳化合物极为相似,即吡啶与苯相似,喹啉与奈相似。此外,由于引入含有n电子的N原子的,这类杂环化合物还可能产生n*吸收带。
二、无机化合物的紫外-可见吸收光谱
产生无机化合物紫外、可见吸收光谱的电子跃迁形式,一般分为两大类:电荷迁移跃迁和配位场跃迁。
(一)电荷迁移跃迁
无机配合物有电荷迁移跃迁产生的电荷迁移吸收光谱。
在配合物的中心离子和配位体中,当一个电子由配体的轨道跃迁到与中心离子相关的轨道上时,可产生电荷迁移吸收光谱。
不少过度金属离子与含生色团的试剂反应所生成的配合物以及许多水合无机离子,均可产生电荷迁移跃迁。
此外,一些具有d10电子结构的过度元素形成的卤化物及硫化物,如AgBr、HgS等,也是由于这类跃迁而产生颜色。
电荷迁移吸收光谱出现的波长位置,取决于电子给予体和电子接受体相应电子轨道的能量差。
(二)配位场跃迁
配位场跃迁包括df
跃迁。元素周期表中第四、五周期的过度金属元素分别含有3d和4d轨道,镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配体的存在下,过度元素五 个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。当它们的离子吸收光能后,低能态的d电子或f电子可以分别跃迁至高能态的d或f轨道,这两类跃迁分别称为df
跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生,因此又称为配位场跃迁。
三、溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响
溶剂对紫外—可见光谱的影响较为复杂。改变溶剂的极性,会引起吸收带形状的变化。例如,当溶剂的极性由非极性改变到极性时,精细结构消失,吸收带变向平滑。
改变溶剂的极性,还会使吸收带的最大吸收波长发生变化。下表为溶剂对亚异丙酮紫外吸收光谱的影响。
正己烷
CHClCH3OH
H2O * max/nm
230
238
237
243
n *max/nm
329
315
309
305
由上表可以看出,当溶剂的极性增大时,由n * 跃迁产生的吸收带发生蓝移,而由* 跃迁产生的吸收带发生红移。因此,在测定紫外、可见吸收光谱时,应注明在何种溶剂中测定。
由于溶剂对电子光谱图影响很大,因此,在吸收光谱图上或数据表中必须注明所用的溶剂。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注明所用的溶剂是否相同。在进行紫外光谱法分析时,必须正确选择溶剂。选择溶剂时注意下列几点:
(1)溶剂应能很好地溶解被测试样,溶剂对溶质应该是惰性的。即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。
(2)在溶解度允许的范围内,尽量选择极性较小的溶剂。(3)溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。
第三节
紫外-可见分光光度计
一、组成部件
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。
(一)光源
对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发射连续辐射,有足够的辐射强度和良好的稳定性,而且辐射能量随波长的变化应尽可能小。
分光光度计中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。钨灯和碘钨灯可使用的范围在340 ~ 2500nm。这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关,在可见光 9 区,辐射的能量与工作电压4次方成正比。光电流与灯丝电压的n次方(n1)成正比。因此必须严格控制灯丝电压,仪器必须配有稳压装置。
在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在160 ~ 375 nm范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘,它是紫外光区应用最广泛的一种光源,其光谱分布与氢灯类似,但光强度比相同功率的氢灯要大3~5倍。
(二)单色器
单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置,其主要功能:产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内任意可调。
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。单色器的性能直接影响入射光的单色性,从而也影响到测定的灵敏度度、选择性及校准曲线的线性关系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。
棱镜有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开。由于玻璃可吸收紫外光,所以玻璃棱镜只能用于350 ~ 3200 nm的波长范围,即只能用于可见光域内。石英棱镜可使用的波长范围较宽,可从185 ~ 4000nm,即可用于紫外、可见和近红外三 个光域。
光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的,它可用于紫外、可见及红外光域,而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。入射、出射狭缝,透镜及准光镜等光学元件中狭缝在决定单色器性能上起重要作用。狭缝的大小直接影响单色光纯度,但过小的狭缝又会减弱 光强。
(三)吸收池
吸收池用于盛放分析试样,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。为减少光的损失,吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向。在高精度的分析测定中(紫外区尤其重要),吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。
(四)检测器
检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。
常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。
硒光电池对光的敏感范围为300~800nm,其中又以500 ~ 600nm最为灵敏。这种光电池的特点是能产生可直接推动微安表或检流计的光电流,但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。
光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛。
光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件,它的灵敏度比一般的光电管要高200倍,因此可使用较窄的单色器狭缝,从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。
(五)信号指示系统
它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。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。很多型号的分光光度计装配有微处理机,一方面可对分光光度计进行操作控制,另一方面可进行数据处理。
二、紫外-可见分光光度计的类型
紫外-可见分光光度计的类型很多,但可归纳为三种类型,即单光束分光光度计、双光束分光光度计和双波长分光光度计。1,单光束分光光度计
经单色器分光后的一束平行光,轮流通过参比溶液和样品溶液,以进行吸光度的测定。这种简易型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
经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光,一束通过参比池,一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度,此比值即为试样的透射比,经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。
双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比池和样品池,还能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
由同一光源发出的光被分成两束,分别经过两个单色器,得到两束不同波长(1和2)的单色光;利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池,然后经过光电倍增管和电子控制系统,最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值ΔA(ΔA=A1-A2)。对于多组分混合物、混浊试样(如生物组织液)分析,以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下,利用双波长分光光度法,往往能提高方法的灵敏度和选择性。利用双波长分光光度计,能获得导数光谱。
通过光学系统转换,使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。如果能在1和2处分别记录吸光度随时间变化的曲线,还能进行化学反应动力学研究。
三、分光光度计的校正
通常在实验室工作中,验收新仪器或实验室使用过一段时间后都要进行波长校正和吸光度校正。
建议采用下述的较为简便和实用的方法来进行校正:镨铷玻 璃或钬玻璃都有若干特征的吸收峰,可用来校正分光光度计的波长标尺,前者用于可见光区,后者则对紫外和可见光区都适用。也可用K2CrO4标准溶液来校正吸光度标度。
定性分析
紫外-可见分光光度法是一种广泛应用的定量分析方法,也是 对物质进行定性分析和结构分析的一种手段,同时还可以测定某些 化合物的物理化学参数,例如摩尔质量、配合物的配合比和稳定常 数、以及酸、碱的离解常数等。
紫外-可见分光光度法在无机元素的定性分析应用方面 是比较少的,无机元素的定性分析主要用原子发射光谱法或化学分 析法。在有机化合物的定性分析鉴定及结构分析方面,由于紫外- 可见光谱较为简单,光谱信息少,特征性不强,而且不少简单官能 团在近紫外及可见光区没有吸收或吸收很弱,因此,这种方法的应 用有较大的局限性。但是它适用于不饱和有机化合物,尤其是共轭体系的鉴定,以此推断未知物的骨架结构。此外,它可配合红 外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等常用的结构分析法进行定量 鉴定和结构分析,是不失为一种有用的辅助方法。一般定性分析方 法有如下两种:
1.比较吸收光谱曲线法
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,是定性分析的光谱依据,而最大吸收波长
及相应的是定性分析的最主要参数。比较法有标准物质比较法和标准谱图比 较法两种。
利用标准物质比较,在相同的测量条件下,测定和比较未知物 13 与已知标准物的吸收光谱曲线,如果两者的光谱完全一致,则可以初步认为它们是同一化合物。为了能使分析更准确可靠,要注意如下几点:
一、是尽量保持光谱的精细结构。为此,应采用与吸收物质作用力小的非极性溶剂,且采用窄的光谱通带;
二、是吸收光谱采用不同,则曲线只是沿
对
作图。这样如果未知物与标准物的浓度
曲线那样以的比
轴平移,而不是象例移动,更便于比较分析。
三、是往往还需要用其它方法进行证实,如红外光谱等。利用标准谱图或光谱数据比较。常用的标准谱图有以下表中的四种:
[1] Sadtler Standard Spectra(Ultraviolet),Heyden,London,1978.萨特勒标准图谱共收集了46000种化合物的紫外光谱。
[2] R.A.Friedel and M.Orchin,“Ultraviolet and Visible Absorption Spectra of Aromatic Compounds”,Wiley,New York, 1951.本书收集了597种芳香化合物的紫外光谱。
[3] Kenzo Hirayama:“Handbook of Ultraviolet and Visible Absorption Spectra a of Organic Compounds.”,New York,Plenum,1967。
[4] “Organic Electronic Spectral Data”。
2.计算不饱和有机化合物最大吸收波长的经验规则
有伍德沃德(Woodward)规则和斯科特(Scott)规则。
当采用其它物理或化学方法推测未知化合物有几种可能结构后,可用经验规则计算它们最大吸收波长,然后再与实测值进行比较,以确认物质的结构。
伍德沃德规则
它是计算共轭二烯、多烯烃及共轭烯酮类化合物π—π*跃迁最大吸收波长的经验规则,如表13.7和表13.9所示。计算时,先从未知物的母体对照表得到一个最大吸收的基数,然后对连接在母体中π电子体系(即共轭体系)上的各种取代基以及其他结构因素按上所列的数值加以修正,得到该化合物的最大吸收波长
。
结构分析
紫外-可见分光光度法可以进行化合物某些基因的判别、共轭体系及构型、构象的判断。
1.某些特征集团的判别
有机物的不少基团(生色团),如羰基、苯环、硝基、共轭体系等,都有其特征的
紫外或可见吸收带,紫外-可见分光光度法在判别这些基团时,有时是十分有用的。如在270~300nm处有弱的吸收带,且随溶剂极性增大而发生蓝移,就是羰基n-π*跃迁所产生R吸收带的有力证据。在184nm附近有强吸收带(E1带),在204nm附近有中强吸收带(E2带),在260nm附近有弱吸收带且有精细结构(B带),是苯环的特征吸收,等等。可以从有关资料中查找某些基团的特征吸收带。
2.共轭体系的判断
共轭体系会产生很强的K吸收带,通过绘制吸收光谱,可以判断化合物是否存在共轭体系或共轭的程度。如果一化合物在210nm以上无强吸收带,可以认为该化合物不存在共轭体系;若在215~250nm区域有强吸收带,则该化合物可能有两至三个双键的共轭体系,如1-3丁二烯,为217nm,为21,000;若260~350nm 15 区域有很强的吸收带,则可能有三至五个双键的共轭体系,如癸五烯有五个共轭双键,3.异构体的判断
包括顺反异构及互变异构两种情况的判断。
顺反异构体的判断
生色团和助色团处在同一平面上时,才产生最大的共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小,分子的平面性能较好,共轭效应强。因此,及都大于顺式异构体。例如,肉桂酸的顺、反式的吸收如下:
为335nm,为118,000。
=280nm
295nm =27000
=13500
=
同一化学式的多环二烯,可能有两种异构体:一种是顺式异构体;另一种是异环二烯,是反式异构体。一般来说,异环二烯的吸收带强度总是比同环二烯来的大。
互变异构体的判断
某些有机化合物在溶液中可能有两种以上的互变异构体处于动态平衡中,这种异构体的互变过程常伴随有双键的移动及共轭体系的变化,因此也产生吸收光谱的变化。最常见的是某些含氧化合物的酮式与烯醇式异构体之间的互变。例如乙酰乙酸乙酯就是和烯醇式两种互变异构体:
它们的吸收特性不同:酮式异构体在近紫外光区的272nm(为为16),是n-π*跃迁所产生R吸收带。烯醇式异构体的为243nm(为16000),是π-π*跃迁出共轭体系的K吸收带。两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系。在象水这样的极性溶剂中,由于 可能与H2O形成氢键而降低能量以达到稳定状态,所以酮式异构体占优势:
而象乙烷这样的非极性溶剂中,由于形成分子内的氢键,且形成共轭体系,使能量降低以达到稳定状态,所以烯醇式异构体比率上升:
此外,紫外-可见分光光度法还可以判断某些化合物的构象(如取代基是平伏键还是直平键)及旋光异构体等。
定量分析
紫外-可见分光光度法定量分析的方法常见到的有如下几 种 :
1.单组分的定量分析
如果在一个试样中只要测定一种组分,且在选定的测量波长下,试样中其它组分对该组分不干扰,这种单组分的定量分析较简单。一般有标准对照法和标准曲线法两种。标准对照法
在相同条件下,平行测定试样溶液和某一浓度Cs(应与试液浓度接近)的标准溶液的吸光度Ax和As则由Cs可计算试样溶液中被测物质的浓度Cx
标准对照法因知使用单个标准,引起误差的偶然因素较多,故往往较不可靠。标准曲线法
这是实际分析工作中最常用的一种方法。配制一系列不同浓度的标准溶液,以不含被测组分的空白溶液作参比,测定标准系列溶液的吸光度,绘制吸光度-浓度曲线,称为校正曲线(也叫标准曲线或工作曲线)。在相同条件下测定试样溶液的吸光度,从校正曲线上找出与之对应的未知组分的浓度。
此外,有时还可以采用标准加入法。2.多组分的定量分析
根据吸光度具有加和性的特点,在同一试样中可以同时测定两个或两个以上组分。假设要测定试样中的两个组分A、B,如果分别绘制A、B两纯物资的吸收光谱,绘出三种情况,如图13.20所示。
(a)情况表明两组分互不干扰,可以用测定单组分的方法分
别在λ
1、λ2测定A、B两组分;
(b)情况表明A组分对B组分的测定有干扰,而B组分对A组分的测定无干扰,则可以在λ1处单独测量A组分,求得A组分的浓 18 度CA。然后在λ2处测量溶液的吸光度值,根据吸光度的加和性,即得
及A、B纯物质的和
则可以求出CB;
(c)情况表明两组分彼此互相干扰,此时,在λ
1、λ2处分别测定溶液的吸光度
及,而且同时测定A、B纯物质的、及、。然后列出联立方程
解得CA、CB。显然,如果有n个组分的光谱互相干扰,就必须在n个波长处分别测定吸光度的加和值,然后解n元一次方程以求出各组分的浓度。应该指出,这将是繁琐的数学处理,且n越多,结果的准确性越差。用计算机处理测定结果将使运算大为方便。3.双波长分光光度法
当试样中两组分的吸收光谱较为严重时,用解联立方程的方法测定两组分的含量可能误差较大,这时可以用双波长分光光度法测定。它可以进行一组分在其它组分干扰下,测定该组分的含量,也可以同时测定两组分的含量。双波长分光光度法定量测定两混合物组分的主要方法有等吸收波长法和系数倍率法两种。等吸收波长法
试样中含有A、B两组分,若要测定B组分,A组分有干扰,采用双波长法进行B组分测量时方法如下:为了要能消除A组分的吸收干扰,一般首先选择待测组分B的最大吸收波长λ2为测量波长,然后用作图法选择参比波长λ1,作法如图所示。
在λ2处作一波长轴的垂直线,交于组分B吸收曲线的另某一点,再从这点作一条平行于波长轴的直线,交于组分B吸收曲线的另一点,该点所对应的波成为参比波长λ1。可见组分A在λ2和λ1处是等吸收点,由吸光度的加和性可见,混合试样在λ2和λ1处的吸光度可表示为
双波长分光光度计的输出信号为ΔA,可见仪器的输出讯号ΔA与干扰组分A无关,它只正比于待测组分B的浓度,即消除了B的干扰。系数倍率法
当干扰组分A的吸收光谱曲线不呈峰状,仅是陡坡状时,不存在两个波长处的等吸收点时,如图所示。在这种
情况下,可采用系数倍率法测定B组分,并采用双波长分光光度计来完成。选择两个波长λ
1、λ2,分别测量A、B混合液的吸光度,利用双波长分光光度计中差分函数放大器,把大k1、k2倍,获得、两波长处测得的差示信号S:
调节放大器,选取和,使之满足、、分别放得到系数倍率K为
差示信号S与待测组分B的浓度CB成正比,与干扰组分A无关,即消除了A的干扰。4.导数分光光度计法
采用不同的实验方法可以获得各种导数光谱曲线。不同的实验方法包括双波长法、电子微分法和数值微分法。
将对波长λ求导:
在整个波长范围内可控制在恒定值,则
上式表明,第一,导数分光光度法的一阶导数信号与浓度成正比例,不需要通过对数转换为吸光度;第二,测定灵敏度决定于摩尔吸光系数在特定波长处的变化率,在吸收曲线的拐点波长处大,灵敏度最高。如图 所示。
对于二阶导数光谱:
最
只有当一阶导数
时,二阶导数信号才与浓度成正比例。测定波长选择在吸收峰处,其曲率
三阶导数光谱:
最大,灵敏度就高。
当一阶导数
时,三阶导数信号与浓度成比例,测定波长在曲率半径小的肩峰处
最大,可获得高的灵敏度。
在一定条件下,导数信号与被测组分的浓度成比例。测量导数光谱曲线的峰值方法有基线法、峰谷法,如图13.24所示。
基线法又称切线法在相邻两峰的极大或极小处画一公切线,在由峰谷引一条平行于纵坐标的直线相交于a点,然后测量距离他t的大小的。
峰谷法测量相邻两峰的极大和极小之间的距离p,这是较常用的方法。
峰零法测量峰至基线的垂直距离z。该法只适用与导数光谱曲 23 线对称于横坐标的高阶导数光谱。
导数分光光度法对吸收强度随波长的变化非常敏感,灵敏度高。对重叠谱带及平坦谱带的分辩率高,噪声低。导数分光光度法对痕量分析、稀土元素、药物、氨基酸、蛋白质的测定,以及废气或空气中污染气体的测定非常有用。
6.其它分析方法:简单介绍动力学分光光度法及胶束分光光度法 动力学分光光度法
一般的分光光度法是在溶液中发生的化学反应达到平衡后测量吸光度,然后根据吸收定律算出待测物资的含量。而动力学分光光度法则是利用反应速率与反应物、产物或催化剂的浓度之间的定量关系,通过测量与反应速率成正比例关系的吸光度,从而计算待测物质的浓度。根据催化剂的存在与否,动力学分光光度法可分为非催化和催化分光光度法。当利用酶这种特殊的催化剂时,则称为酶催化分光光度法。由反应速度方程式及吸收定律方程式可以推导出动力学分光光度法的基本关系为
A=KCc
式中K为常数,Cc为催化剂的浓度。测定Cc的方法常有固定时间法、固定浓度法和斜率法三种。
优点:灵敏度高,选择性好(有时是特效的)、应用范围广(快速、慢速反应,有副反应,高、低浓度均可)。
缺点:影响因素较多,测量条件不易控制,误差经常较大。胶束增容分光光度法
胶束强度分光光度法是利用表面活性剂的增强、增敏、增稳、褪色、析向等作用,以提高显色反应的灵敏度、对比度或选择性,改善显色反应条件,并在水向中直接进行光度测量的分光光度法。
表面活性剂(有阳离子型、阴离子型、非离子型之分)在水相中有生成胶体的倾向,随其浓度的增大,体系由真溶液转变为胶体溶液,形成极细小的胶束,体系的性质随之发生明显的变化。体系由真溶液转变为胶束溶液时,表面活性剂的浓度称为临界胶束浓度,常用cmc表示。由于形成胶束而使显色产物溶解度较大的现象,称为胶束增容效应。由于胶束与显色产物的相互作用,结合成胶束化合物,增大了显色分子的有效吸光截面,增强其吸光截面,增强其吸光能力,使ε增大,提高显色反应的灵敏度,称为胶束的增敏效应。胶束增容分光光度法比普通分光光度法的灵敏度由显著的提高,ε可达106(L·mol-1·cm)。近年来,这种方法得到很广泛的应用。这种方法得到很广泛的应用。
第三篇:分析化学习题集
分析化学习题集
一、选择提
1.下列叙述错误的是(D)
A. 方法误差属于系统误差
B。系统误差包括操作误差 C。系统误差又称可测误差 D。系统误差呈正态分布
2.从精密度好就可以判定分析结果可靠的前提是(B)
A. 偶然误差小 B。系统误差小 C。平均偏差小 D。标准偏差小 3.下列叙述正确的是(A)
A. 准确度高,一定需要精密度高;B。进行分析时,多事误差是不可避免的;C。精密度高,准确度一定高;D。精密度高,系统误差一定小
4.下列各项造成系统误差的是(C)
A. 滴定终点与计量点不一致;B。把滴定后的液面读数15.65读成15.63;C。把未经恒重的NaCl基准物标定AgNO3标准溶液;D 把滴定管的读数14.37误记为15.37 5.下列各项造成偶然误差的是(D)
A 天平称量时把13.659g记录为13.569g;B 称量时不正确地估计天平的平衡点;C 称量时有吸湿的固体时温度有变化;D 在称量时天平的平衡点稍有变动 6.下列各项中属于过失误差的是(A)
A 实验中错误区别两个样品滴定终点时橙色的深浅;B 滴定时温度有波动;C 滴定时大气压力有波动;D 称量吸湿性固体样品是动作稍慢 7.置信区间的定义是(A)
A 测量值出现在一定范围内的可能性的大小,通常用%来表示;B 自变量的取值范围;C 仪器测量的最小分数值;D 滴定分析中指示剂的变色区间 8.对某试样进行3次平行测定,其平均含量为0.3060,若真实值为0.3030,则(0.3060-03030)=0.0030是(C)
A 相对误差 B 相对偏差 C绝对误差 D 绝对偏差 9.分析结果出现下列情况,(C)属于系统误差
A 试样未充分混匀;B 滴定时有液滴溅出;C 称量时试样吸收了空气中的水分 D 天平零点稍有变动
10.下列叙述中正确的是(A)
A 误差是以真值为标准的,偏差是以平均值为标准的,实际工作中获得的“误差”,实际上仍然是偏差;B 随机误差是可以测量的;C 精密度高,则该测定的准确度一定会高;D 系统误差没有重复性,不可避免
11.定量分析工作要求测定结果的误差(D)
A.越小越好;B 等于零;C 无要求;D 在允许误差范围内
12.甲、乙二人同学分析一矿物中含硫量,每次采样3.5g,分析结果的平均值分别报告为:甲:0.042%;乙:0.04201%,问正确报告应是(B)
A 甲、乙二人的报告均正确;B 甲的报告正确;C 甲、乙二人的报告均不正确;D 乙的报告正确
13.精密度和准确度的关系是(D)
A 精密度高,准确度一定高;B 准确度高,精密度一定高;C 二者之间无关系;D 准确度高,精密度不一定高
14.滴定分析要求相对误差为±0.1%,若使用灵敏度为0.1mg的天平称取试样时,至少应称取(D)
A 0.1g B 1.0g C 0.05g D 0.2g 15.下列情况中,使分析结果产生正误差的是(AB)A 用HCl标准溶液滴定某碱样,所用滴定管未用原液润洗;B 用于标定标准溶液的基准物在称量时吸潮了;C 以失去部分结晶水的硼砂为基准物,标定盐酸溶液的浓度;D 以EDTA标准溶液滴定钙镁含量时,滴定速度过快
16.分析某样品得到四个分析数据,为了衡量期精密度优劣,可用(C)表示。A 相对误差 B 绝对误差 C平均偏差 D 相对误差 17.下列各数中,有效数字为四位的是(D)
-1-1 A pH=12.04 B c(H+)=0.0008mol.L C 6000 D T(HCl/NaOH)=0.1257g.mL
18.由测量所得的下列计算中,每一个数据最后一位都有±1的绝对误差,在计算结果X中引入的相对误差最大的数据是(A)
A 0.0670 B 30.20 C 45.820 D 3000 19.某样品的两次平行测定结果为20.18%和20.12%,则其相对误差为(C)A 0.3% B 0.2978% C 0.305% D-0.30% 20.下列叙述错误的是(C)
A误差是以真值为标准的,偏差是以平均值为标准的,实际工作中获得的“误差”,实际上仍然是偏差; B 对某项测定来说,它的系统误差大小是不可测量的;C 对偶然误差来说,大小相近的正误差和负误差出现的机会是均等的;D 标准偏差是用数量统计方法处理测定的数据而获得的
21.分析测定中的偶然误差,就统计规律来讲,以下不符合的是(A)
A 数值固定不变 B数值随机可变
C 大误差出现的概率小,小误差出现的概率大;D 数值相等的正、负误差出现的概率均等 22.下列各项定义中不正确的是(D)A 绝对误差是测定值与真值之差; B 相对误差是绝对误差在真值中所占的百分率; C 偏差是指测定值与平均值之差; D 总体平均值就是真值 23.可用下列何种的方法减免分析测试中的系统误差()
A.进行仪器校正 B.增加测定次数 C.认真细心操作 D.测定时保持环境的湿度一致
24.在进行样品称量时,由于汽车经过天平室引起天平震动是属于()A.系统误差 B.偶然误差 C.过失误差 D.操作误差
25.测定试样中CaO的质量分数,称取试样0.9080g,滴定耗去EDTA标液20.50mL,以下结果表示正确的是()
A.10% B.10.1% C.10.08% D.10.077% 26.下列表述中,最能说明偶然误差小的是()
A.高精密度 B.与已知含量的试样多次分析结果的平均值一致 C.标准偏差大 D.仔细校正所用砝码和容量仪器 27.分析天平的分度值是()
A.0.01g B.0.001g C.0.0001g D.0.00001g 28.准确量取溶液20.00mL溶液,可以使用的仪器有()A.量筒 B.滴定管 C.量杯 D.移液管 29.下列仪器中可以放在电炉上直接加热的是()
A.量杯 B.蒸发皿 C.瓷坩埚 D.容量瓶 30.下列情况所引起的误差中,不属于系统误差的是()
A.移液管转移溶液之后残留量稍有不同 B.称量时使用的砝码锈蚀 C.滴定管刻度未经校正 D.以失去部分结晶水的硼砂作为基准物质标定盐酸 31.随机误差是由一些不确定的偶然因素造成的,2.050 x 10是几位有效数字()A.一位 B.二位 C.三位 D.四位
32.用25mL移液管移出的溶液体积应记录为()mL A.25.0 B.25 C.25.00 D.25.000 33.由计算器算得(2.236*1.1124)/(1.03590*0.2000)的结果为12.00562989,按有效数字运算规则应将结果修约为:(C)
A.12.006 B.12.00 C.12.01 D.12.0 34.有关提高分析准确度的方法,以下描述正确的是(B)
A.增加平行测定次数,可以减小系统误差; B.做空白实验可以估算出试剂不纯带来的误差; C.回收试验可以判断分析过程是否存在随机误差; D.通过对仪器进行校准减免随机误差
35.在滴定分析中,化学计量点与滴定终点的关系是(D)
A.两者必须吻合 B.两者含义相同 C.两者互不相干 D.两者愈接近,滴定误差愈小
3+36.EDTA滴定Al可用的滴定方式是(B)
A.直接滴定法 B.返滴定法 C.置换滴定法 D.间接滴定法
37.滴定分析法对化学反应有严格的要求,因此下列说法中不正确的是(C)
A.反应有确定的化学计量关系 B.反应速度必须足够快 C.反应产物必须能够与反应物分离 D.有适当的指示剂可选择
2+38.将Ca 沉淀为CaC2O4沉淀,然后用酸溶解,再用KMnO4标准溶液直接滴定生成的H2C2O4,从而求得Ca的含量。所采用的滴定方式是()
A.沉淀滴定法 B.氧化还原滴定法 C.直接滴定法 D.间接滴定法 39.物质的量浓度是指()
A.单位体积的溶液中所含物质的质量 B.单位质量的物质中所含被测物质的物质的量 C.单位质量的溶液中所含物质的质量 D.单位体积的溶液中所含被测物质的物质的量 40.欲配置500mL0.2mol/LHCl溶液,应量取12mol/L浓HCl体积为()A.0.84mL B.4.2mL C.8.4mL D.12.6mL 41.已知浓度的标准NaOH溶液,因保存不当吸收了二氧化碳。若用此NaOH溶液滴定HCl溶液,则对分析结果有何影响(C)
A.无影响 B.不确定 C.偏低 D.偏高 42.化工生产区严禁烟火是为了(C)
A.文明生产 B.节约资金 C.防止火灾 D.消除腐败
43.根据气体物料的物理或物理化学性质,在生产实际中广泛应用各种(A)进行分析鉴定。A.仪器分析法 B.化学分析法 C.燃烧分析法 D.吸收分析法 44.在300nm波长进行分光光度测定时,应选用(C)比色皿。A.硬质玻璃 B.玻璃 C.石英 D.透明塑料 45.在测定过程中出现下列情况,不属于操作错误的是(C)
A.称量某物时未冷却至室温就进行称量 B.滴定前用待测定的溶液淋洗锥形瓶 C.称量用砝码没有校正 D.用移液管移取溶液前未用该溶液洗涤移液管 46.工业废水样品采集后,保存时间愈短,则分析结果(A)A.愈可靠 B.愈不可靠 C.无影响 D.影响很小 47.下面说法正确的是(D)A.冰箱一旦电源中断时,应即刻再接上电源 B.冰箱内物品宜装紧凑些以免浪费空间 C.除霜时可用热水或电吹风直接加热 D.冰箱一旦电源中断时,需要稍候
5-2分钟以上才可接上电源。
48.一旦发生火灾,应根据具体情况选用(A)灭火器进行灭火并报警。A.适当的 B.最好的 C.泡沫式 D.干粉 49.(A)不属于胺类化合物。
A.氨水 B.胺盐 C.酰胺 D.氨基酸 50.(D)不属于吸收光谱法
A.紫外分光光度法 B.X射线吸收光谱法 C.原子吸收光谱法 D.化学发光法
51.(A)中毒是通过皮肤进入皮下组织,不一定立即引起表面的灼伤。A.接触 B.摄入 C.呼吸 D.腐蚀性 52.下列做法错误的是(D)
A.不用手直接拿取任何试剂 B.手上污染过试剂,用肥皂和清水洗涤 C.稀释浓硫酸时,将浓硫酸缓慢加入水中 D.边吃零食边观察实验的进行
53.用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液时,取用的邻苯二甲酸氢钾试剂的规格是(A)A.GR B.CP C.LR D.CR 54.用EDTA的标准溶液,滴定一定量的含钙试样溶液,以EDTA标准溶液的浓度和滴定达终点时消耗的体积,计算试样中的钙含量,属于(A)结果计算。
A.直接滴定法 B.返滴定法 C.置换滴定法 D.间接滴定法 55.一组分析结果的精密度好,但准确度不好,是由于(C)
A.操作失误 B.记录错误 C.试剂失效 D.随机误差大 56.在国家、行业标准的代号与编号GB/T18883-2002中GB/T是指(B)
A.强制性国家标准 B.推荐性国家标准 C.推荐性化工部标准 D.强制性化工部标准
57.国家标准规定的实验室用水分为(C)级。A.4 B.5 C.3 D.2 58.分析工作中实际能够测量到的数字称为(D)
A.精密数字 B.准确数字 C.可靠数字 D.有效数字 59.标准是对(D)事物和概念所做的统一规定。
A.单一 B.复杂性 C.综合性 D.重复性 60.使用浓盐酸,浓硝酸必须在(D)中进行。
A.大容器 B.玻璃器皿 C.耐腐蚀容器 D.通风橱 61.用过的极易挥发的有机溶剂,应(C)A.倒入密封的下水道 B.用水稀释后保存 C.倒入回收瓶中 D.放在通风橱保存
62.由化学物品引起的火灾,能用水灭火的物质是(D)
A.金属钠 B.五氧化二磷 C.过氧化物 D.三氧化二铝
63.化学烧伤中,酸的蚀伤,应用大量的水冲洗,然后用(B)冲洗,再用水冲洗。A.0.3mol/L HAc溶液 B.2%NaHCO3溶液 C.0.3mol/L HCl溶液 D.2%NaOH溶液
64.普通分析用水pH应在(D)
A.5-6 B.5-6.5 C.5-7.0 D.5-7.5 65.试液取样量为1-10mL的分析方法称为(B)
A.微量分析 B.常量分析 C.半微量分析 D.超微量分析
66.在不加样品的情况下,用测定样品同样的方法、步骤,对空白样品进行定量分析,称之为(B)
A.对照试验 B.空白试验 C.平行试验 D.预试验 67.下列叙述正确的是:()
A.溶液PH为11.32,读数有四位有效数字; B.0.0150g试样的质量有4位有效数字; C.测量数据的最后一位数字不是准确值;
D.从50mL滴定管中,可以准确放出5.000mL标准溶液 68.滴定分析中,对化学反应的主要要求是(A)
A.反应必须定量完成 B.反应必须有颜色变化 C.滴定剂与被测物必须是1:1的计量关系 D.滴定剂必须是基准物
69.在滴定分析中,一般用指示剂颜色的突变来判断化学计量点的到达,在指示剂颜色突变时停止滴定。这一点称为(C)
A.化学计量点 B.滴定误差 C.滴定终点 D.滴定分析 70.直接法配置标准溶液必须使用(A)
A.基准试剂 B.化学纯试剂 C.分析纯试剂 D.优级纯试剂 71.将称好的基准物倒入湿烧杯,对分析结果产生的影响是(C)A.正误差 B.负误差 C.无影响 D.结果混乱
72.现需要配置0.1000mol/L K2CrO7溶液,下列量器中最合适的量器是(A)A.容量瓶 B.量筒 C.刻度烧杯 D.酸式滴定管 73.计量器具的检定标识为绿色说明(A)
A.合格,可使用 B.不合格应停用 C.检测功能合格,其他功能失效 D.没有特殊意义
74.递减法称取试样时,适合于称取(B)A.剧毒的物质 B.易吸湿、易氧化、易与空气中CO2反应的物质 C.平行多组分不易吸湿的样品 D.易挥发的物质 75.优级纯试剂的标签颜色是(D)
A.红色 B.蓝色 C.玫瑰红色 D.深绿色 76.属于常用的灭火方法是(D)
A.隔离法 B.冷却法 B.窒息法 D.以上都是 77.下列各种试剂按其纯度从高到低的顺序是()1.分析纯 2.化学纯 3.实验纯 4.优级纯
A.1,2,3,4 B.4,1,2,3 C.4,3,2,1 D.4,2,1,3 78.在实验室中,皮肤溅上浓碱时,用大量水冲洗后,应再用(B)溶液处理。
A.5%的小苏打溶液 B.5%的硼酸溶液 C.2%的硝酸溶液 D.1:5000的高锰酸钾溶液
-379.34X10有效数字是(A)位。A.2 B.3 C.4 D.5 80.PH=5.26中的有效数字是(B)位。A.0 B.2 C.3 D.4 81.比较两组测定结果的精密度是(B)
甲组:0.19%,0.19%,0.20%,0.21%,021% 乙组:0.18%,0.20%,0.20%,0.21%,0.22% A.甲、乙两组相同 B.甲组比乙组高 C.乙组比甲组高 D.无法判别 82.分析某药物的纯度时,称取样品0.3580g,下列分析结果记录正确的是(C)A.36% B.36.4% C.36.41% D.36.412% 83.实验中测的石灰石中CaO含量为27.50%,若真实值为27.30%,则(27.50%-27.30%)/27.30%=0.73%为(B)
A.绝对误差 B.相对误差 C.绝对偏差 D.标准偏差 84.酸碱滴定法进行滴定,消耗溶液体积结果记录应保留(A)
A.小数点后2位 B.小数点后4位 C.二位有效数字 D.四位有效数字 85.用称量绝对误差为0.1mg的天平称出的50mg(以克为单位表示的质量),正确表示结果为(C)
A.0.5000 B.0.500 C.0.0500 D.0.0050 86.下列数据中具有三位有效数字的有(A)
-3 A.0.350 B.1.412*10 C.0.1020 D.PKa=4.74 87.下列论述中错误的是(C)
A.方法误差属于系统误差 B.系统误差包括操作误差 C.系统误差呈现正态分布 D.系统误差具有单向性
88.可用下属哪种方法减少滴定过程中的偶然误差(D)
A.进行对照试验 B.进行空白试验 C.进行仪器校准 D.进行多次平行测定 89.滴定分析中,若试剂含少量待测组分,可用于消除误差的方法是(B)A.仪器校正 B.空白试验 C.对照分析 90.某产品杂志含量标准规定不应大于0.033,分析4次得到如下结果:0.034、0.033、0.036、0.035,则该产品为(B)
A.合格产品 B.不合格产品
91.NaHCO3纯度的技术指标为≥99.0%,下列测定结果哪个不符合标准要求(C)A.99.05% B.99.01% C.98.94% D.98.95% 92.(C)是质量常用的法定计量单位。
A.吨 B.公斤 C.千克 D.压强 93.通常用(B)来进行溶液中物质的萃取。
A.离子交换柱 B.分液漏斗 C.滴定管 D.柱中色谱 94.下列氧化物有剧毒的是(B)
A.Al2O3 B.As2O3 C.SiO2 D.ZnO 95.沉淀重量分析中,依据沉淀性质,由(C)计算试样的称样量。
A.沉淀的质量 B.沉淀的重量 C.沉淀灼烧后的质量 D.沉淀剂的用量 96.常温下,下列哪种溶液能盛放在铁制或铝制容器中的是(A)A.浓硫酸 B.稀硝酸 C.浓硝酸 D.稀盐酸 97.0.1mol/L的下列溶液的PH值最小的是(B)
A.(NH4)2SO4 B.H2SO4 C.NH3.H2O D.NaOH 98.下面不宜加热的仪器是(D)
A.试管 B.坩埚 C.蒸发皿 D.移液管
99.实验室安全守则中规定,严格任何(B)入口或接触伤口,不能用试验器具代替餐具。A.食品,烧杯 B.药品,玻璃仪器 C.药品,烧杯 D.食品,玻璃仪器 100.滴定度是指(A)
A.与1mL标准溶液相当的被测物的质量 B.与1mL标准溶液相当的被测物的物质的量 C.与1mL标准溶液相当的被测物的量 D.与1mL标准溶液相当的被测物的基本单元数
101.干燥器中的变色硅胶有效时的颜色是(A)A.蓝色 B.红色 C.黄色 D.绿色 102.下列单质有毒的是(C)
A.硅 B.铝 C.汞 D.碳
103.下列仪器中可在沸水浴中加热的有(D)
A.容量瓶 B.量筒 C.比色管 D.三角烧瓶 104.使用碱式滴定管正确的操作是(B)
A.左手捏于稍低于玻璃珠近旁 B.左手捏于稍高于玻璃珠近旁 C.右手捏于稍低于玻璃珠近旁 D.右手捏于稍高于玻璃珠近旁 105.下列仪器中,使用前需用所装溶液润冲的是(B)A.容量瓶 B.滴定管 C.移液管 D.锥形瓶 106.指出下列滴定分析操作中,规范的操作是(A)A.滴定之前,用待装标准溶液润洗滴定管三次 B.滴定时摇动锥形瓶有少量溶液溅出 C.在滴定前,锥形瓶应用待测液淋洗三次
D.滴定管加溶液不到零刻度1cm 时,用滴管加溶液到溶液弯月面最下端与“0”刻度相切
107.下列气体中,既有毒性又具可燃性的是(C)A.O2 B.N2 C.CO D.CO2 108.配置好的HCL需贮存于(C)中。
A.棕色橡皮塞试剂瓶 B.白色橡皮塞试剂瓶 C.白色磨口塞试剂瓶 D.塑料盆
二、填空题
1.正态分布规律反映出
随机 误差的分布特点。2.定量分析中,影响测定结果准确度的是
系统 误差;影响测定结果精确度的是 随机 误差。
3.要提高测定过程中的准确度一般可采用以下三条途径 对照试验、回收试验
和
空白试验。
4.滴定管的读数常有±0.01mL的误差,则在一次测定中的绝对误差可能为 ±0.02 mL。常量滴定分析的相对误差一般要求应≤0.1%,消耗滴定时消耗标准溶液的体积必须控制在 20 mL以上。
5.在定量分析运算中弃去多余数字时,应以“四舍六入五留双” 的原则,决定该数字的进位或舍去。
6.测得值与真实值符合的程度为准确度。准确度的高低主要是由 系统 误差所决定的,但也包含 随机 误差。
7.系统误差包括如下几方面误差: 方法误差、仪器误差、试剂误差、和 操作误差。系统误差的特点是 重复性 和 可测性。
8.在分析化学中,将测定结果与客观存在的真实值之间的差值称为 绝对误差。当其数值为正值时,通常说分析结果 偏高 ;反之,则说分析结果 偏低。
三、判断题
1.判定的精密度好,但准确度不一定好,消除了系统误差后,精密度好的,结果准确度就好。()
2.分析测定结果的偶然误差可通过适当增加平行测定次数来减免。()3.将7.63350修约为四位有效数字的结果是7.634.()4.标准偏差可以使大偏差能更显著地反映出来。()
5.两位分析者同时测定某一试样中硫的质量分数,称取试样均为3.5g,分别报告结果如下:甲:0.042%,0.041%;乙:0.04099%,0.04201%。甲的报告是合理的。()
6.溶解试样的水中含有干扰组分所引起的误差为系统误差。()7.滴定管读数的最后一位估计不准确,属于随机误差。()8.基准物质应具备主要条件是纯度高。()9.滴定管的初读必须是“0.00mL”。()10.滴定分析具有灵敏度高的优点。()11.定量分析就是指的重量分析。()
12.用蒸馏水和样品所做的试验称为空白试验。()
13.用移液管吸取溶液时,右手拿移液管,左手拿洗耳球。()14.洗干净的玻璃仪器,其内壁应被水均匀润湿而不挂水珠。()15.所谓化学计量点和滴定终点是一回事。()
16.所谓终点误差是由于操作者终点判断失误或操作不熟练而引起的。()17.用浓溶液配置稀溶液的计算依据是稀释前后溶质的物质的量不变。()18.滴定管、移液管和容量瓶校准的方法有称量法和相对校准法。()19.玻璃器皿不可以盛放浓碱液,但可以盛放酸性溶液。()20.在没有系统误差的前提条件下,总体平均值就是真实值。()
21.在进行某鉴定反应时,得不到肯定结果,如怀疑试剂已变质,应做对照试验。()22.配置硫酸、盐酸和硝酸溶液时都应将酸注入水中。()23.微孔玻璃坩埚和漏斗常用于过滤、洗涤和燃烧沉淀。()
24.固体试样的粒度和化学组成不均匀,质量大,不能直接用于分析化验,常须经过加工处理才能符合测定要求。()
25.天平的灵敏度越高越好.()26.取用腐蚀性试剂应佩戴橡皮手套。()
27.企业可根据其具体情况和产品的质量情况制定适当低于国家或行业同种产品标准的企业标准。()
28.纯水制备的方法只有蒸馏法和离子交换法。()
29.国标规定,一般滴定分析用标准溶液在常温(15-25℃)下使用两个月后,必须重新标定浓度。()
30.在重量分析法中,沉淀的颗粒度越大,沉淀的溶解度越大。()
第四篇:分析化学论文
分析化学论文
化工与材料工程学院
材化1002
10150212
张伟旭
分析化学论文
(吉林化工学院
化工与材料工程学院
材化1002 张伟旭
吉林 吉林132022)摘要:分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质。
关键字:分析化学、方法、滴定、指示剂、数据处理
引言:分析化学是人们获得物质化学组成和结构信息的科学,它是研究物质化学组成的表征和测量的科学,是化学学科的重要分支,它所解决的问题是物质是什么组分组成的,这些组分在物质中是如何存在的,以及各组分的含量有多少。
分析化学是研究物质及其变化规律的重要方法之一,它在人们的生活生产中发挥着重要的作用。
酸碱滴定法:利用酸和碱在水中以质子转移反应为基础的滴定分析方法。可用于测定酸、碱和两性物质。其基本反应为H﹢+OH﹣=H2O也称中和法,是一种利用酸碱反应进行容量分析的方法。用酸作滴定剂可以测定碱,用碱作滴定剂可以测定酸,这是一种用途极为广泛的分析方法,最常用的酸标准溶液是盐酸,有时也用硝酸和硫酸。标定它们的基准物质是碳酸钠Na2CO3。1.强酸强碱的滴定
强酸和强碱相互滴定的滴定反应为:
NaOH与HCL的滴定曲线
以NaOH液(0.1000mol/L)滴定20.00ml HCl液(0.1000mol/L)为例,滴定曲线如下图:
滴定开始前 pH=1.00
滴入NaO液19.98ml时 pH=4.30
化学计量点时 pH=7.00
滴入NaOH液20.02ml时 pH=9.70
从滴定曲线可以看出:
(1)根据滴定突跃选择指示剂。滴定曲线显示,滴定突跃(在计量点附近突变的pH值范围)范围很大,为4.30~9.70,凡是变色范围全部或部分落在滴定突跃范围内的指示剂都可以用来指示终点,所以酸性指示剂(甲基橙、甲基红)和碱性指示剂(酚酞)都可以用来指示强碱滴定强酸的滴定终点。
(2)选择滴定液的浓度。浓度大,突跃范围宽,指示剂选择范围广;但是,浓度太大,称样量也要加大,所以一般使用0.1mol/L浓度的滴度液。2.强碱滴定弱酸
滴定反应为:
以NaOH液(0.1000moL/L滴定20.00ml醋酸(HAc,0.1000mol/L)
用NaOH滴定HOAc的滴定曲线
为例,滴定曲线如下图:
滴定开始前 pH=2.88
滴入NaOH 液19.98ml时 pH=7.75
化学计量点时 pH=8.73
滴入NaOH液20.02ml时 pH=9.70
从滴定曲线可以看出:
(1)只能选择碱性指示剂(酚酞或百里酚酞等),不能选用酸性范围内变色的指示剂(如甲基橙、甲基红等)。因为突跃范围较小,pH值在7.75~9.70之间;计量点在碱性区。
(2)弱酸被准确滴定的判决是C·Ka>10-8。因为Ka愈大,突跃范围愈大。而Ka<10-8时,已没有明显突跃,无法用指示剂来确定终点;另外,酸的浓度愈大,突跃范围也愈大。3.强酸滴定弱碱
滴定反应为:
以HCl液(0.1000mol/L)滴定20.00mlNH3·H2O液(0.1000mol/L)为例,滴定曲线如下图:
滴定开始前 pH=11.12
滴入HCl 液19.98ml时 pH=6.24
化学计量点时 pH=5.27
滴入HCl液20.02ml时 pH=4.30
从滴定曲线可以看出:
1)只能选择酸性指示剂(甲基橙或溴甲酚绿),不能选用碱性范围内变色的指示剂(酚酞)。
(2)弱碱被准确滴定的判决是C·Kb>10-8。
络合滴定法:滴定方法主要有以下4种:①直接滴定。即用标准EDTA溶液直接滴定金属离子,以一适当指示剂确定终点;由于反应过程释出H+,须使用缓冲溶液以维持pH恒定。对在控制pH下易水解的金属,还须加入辅助络合剂以抑制之。②回滴法。对某些金属,容易水解或与EDTA络合缓慢,或者没有适于直接滴定的指示剂,可加入过量EDTA,然后用一适当金属回滴。③置换滴定[1]。若待测金属MⅠ能参与置换反应
且各稳定常数值符合>>108,则MⅠ可定量地置换,然后用EDTA滴定,从而间接求出MⅠ。另一种置换滴定法是用一种比EDTA更强的络合剂HnZ置换MⅠ-EDTA络合物中的EDTA,用MⅡ滴定。④间接滴定。主要用于滴定那些与EDTA弱络合的阳离子,或不与EDTA络合的阴离子。例如,在适宜条件下,加入一定量的铋盐沉淀磷酸根为磷酸盐,然后用EDTA滴定过量的铋而间接测得磷。
络合滴定使用的指示剂多为金属指示剂。这些金属指示剂必须要与金属络合后呈相当深的颜色,络合物的lgK>5才有足够的灵敏度;指示剂络合物的稳定性要比EDTA络合物的稳定性约低3个lgK单位,终点才敏锐。
此外,在同一pH下,游离指示剂与指示剂络合物要有显著不同的颜色。金属指示剂中能产生荧光的则称为金属荧光指示剂。也可以使用仪器确定终点,如电位分析法,库仑滴定法,安培滴定法,分光光度滴定法等,既可提高灵敏度和准确度,也可用于测定微量元素。
氧化还原滴定法:氧化还原滴定法是以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。与酸碱滴定法和配位滴定法相比较,氧化还原滴定法应用非常广泛,它不仅可用于无机分析,而且可以广泛用于有机分析,许多具有氧化性或还原性的有机化合物可以用氧化还原滴定法来加以测定。
沉淀滴定法:是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。沉淀滴定法必须满足的条件:1.S小,且能定量完成;2.反应速度大;3.有适当指示剂指示终点;4.吸附现象不影响终点观察。
生成沉淀的反应很多,但符合容量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-、SCN-和Ag+。银量法共分三种,分别以创立者的姓名来命名。
莫尔法 在中性或弱碱性的含Cl试液中,加入指示剂铬酸钾,用硝酸银标准溶液滴定,氯化银先沉淀,当砖红色的铬酸银沉淀生成时,表明Cl已被定量沉淀,指示终点已经到达。此法方便、准确,应用很广。
福尔哈德法 ①直接滴定法。在含Ag的酸性试液中,加NH4Fe(SO4)2为指示剂,以NH4SCN为滴定剂,先生成AgSCN白色沉淀,当红色的Fe(SCN)2+出现时,表示Ag+已被定量沉淀,终点已到达。此法主要用于测Ag+。②返滴定法。在含卤素离子的酸性溶液中,先加入一定量的过量的AgNO3标准溶液,再加指示剂NH4Fe(SO4)2,以NH4SCN标准溶液滴定过剩的Ag+,直到出现红色为止。两种试剂用量之差即为卤素离子的量。此法的优点是选择性高,不受弱酸根离子的干扰。但用本法测Cl-时,宜加入硝基苯,将沉淀包住,以免部分的Cl-由沉淀转入溶液。
法扬斯法 在中性或弱碱性的含Cl-试液中加入吸附指示剂荧光黄[1],当用Ag-NO3滴定时,在等当点以前,溶液中Cl-过剩,AgCl沉淀的表面吸附Cl-而带负电,指示剂不变色。在等当点后,Ag+过剩,沉淀的表面吸附Ag+而带正电,它会吸附荷负电的荧光黄离子,使沉淀表面显示粉红色,从而指示终点已到达。此法的优点是方便。指示剂是化学试剂中的一类。在一定介质条件下,其颜色能发生变化,能产生混浊或沉淀,以及有荧光现象等。常用它检验溶液的酸碱性;滴定分析中用来指示滴定终点;环境检测中检验有害物。一般分为酸碱指示剂、氧化还原指示剂、金属指示剂、吸附指示剂等。在各类滴定过程中,随着滴定剂的加入,被滴定物质和滴定剂的浓度都在不断变化,在等当点附近,离子浓度会发生较大变化,能够对这种离子浓度变化作出显示(如改变溶液颜色,生成沉淀等)的试剂就叫指示剂。如果滴定剂或被滴定物质是有色的,它们本身就具有指示剂的作用,如高锰酸钾。变色范围
在实际工作中,肉眼是难以准确地观察出指示剂变色点颜色的微小的改变。人们目测酸碱指示剂从一种颜色变为另一种颜色的过程,只能在一定的pH变化范围内才能发生,即只有当一种颜色相当于另一种颜色浓度的十倍时才能勉强辨认其颜色的变化。在这种颜色变化的同时,介质的PH值则由一个值变到另一个值。当溶液的pH值大于pKHIn时, [In-]将大于[HIn]且当[In-]/[HIn]=10时,溶液将完全呈现碱色成分的颜色,而酸色被遮盖了,这时溶液的 pH=pKHIn + 1。同理,当溶液的pH值小于pKHIn时, [In-]将小于[HIn]且当[In-]/[HIn]=1/10时,溶液将完全呈现酸色成分的颜色,而碱色被遮盖了,这时溶液的 pH=pKHIn1到 pH=pKHIn + 1的范围内变化的,这个范围称为指示剂的变色范围即变色域。在变色范围内,当溶液的pH值改变时,碱色成分和酸色成分的比值随之改变,指示剂的颜色也发生改变。超出这个范围,如pH≥pKHIn + 1时,看到的只是碱色;而在pH≤pKHIn-1时,则看到的只是酸色。因此指示剂的变色范围约2个pH单位。由于人的视觉对各种颜色的敏感程度不同,加上在变色域内指示剂呈现混合色,两种颜色互相影响观察,所以实际观察结果与理论值有差别,大多数指示剂的变色范围小于2个PH单位。指示剂的用量
双色指示剂的变色范围不受其用量的影响,但因指示剂本身就是酸或碱,指示剂的变色要消耗一定的滴定剂,从而增大测定的误差。对于单色指示剂而言,用量过多,会使用变色范围向pH值减小的方向发生移动,也会增大滴定的误差。例如:用0.1mol/LnaOH滴定0.1mol/LHAc,pHsp=8.5,突跃范围为pH8.70-9.00,滴定体积若为50ml,滴入2-3滴酚酞,大约在pH=9时出现红色;若滴入10-15滴酚酞,则在pH=8时出现红色。显然后者的滴定误差要大得多。指示剂用量过多,还会影响变色的敏锐性。例如:以甲基橙为指示剂,用HCl滴定NaOH溶液,终点为橙色,若甲基橙用量过多则终点敏锐性就较差。指示剂的选择
指示剂选择不当,加之肉眼对变色点辨认困难,都会给测定结果带来误差。因此,在多种指示剂中,选择指示剂的依据是:要选择一种变色范围恰好在滴定曲线的突跃范围之内,或者至少要占滴定曲线突跃范围一部分的指示剂。这样当滴定正好在滴定曲线突跃范围之内结束时,其最大误差不过0.1%,这是容量分析容许的。常用的指示剂
1、酸碱指示:石蕊、甲基橙、甲基红、酚酞、等
2、氧化还原指示剂:二苯胺、二苯胺磺酸钠、淀粉、等。
3、金属指示剂:铬黑T、二甲酚橙、PAR、等
指示剂在分析化学实验中起着重要的作用,我一定要重视它!
重量分析法:是通过称量物质的某种称量形式的质量来确定被测组分含量的一种定量分析方法。
在重量分析中,一般首先采用适当的方法,使被测组分以单质或化合物的形式从式样中与其他组分分离。重量分析的过程包括了分离和称量两个过程。根据分离的方法不同,重量分析法又可分为沉淀法、挥发法和萃取法等。常量分析准确度较高,但是操作复杂,对低含量组分的测定误差较大。
吸光光度法: 吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法,包括比色法、可见及紫外吸光光度法及红外光谱法。
吸光光度法是采用分光器获得纯度较高的单色光,基于物质对单色光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度,根据朗伯一比耳定律确定物质溶液的浓度。吸光光度法是比较有色溶液对某一波长光的吸收情况。A灵敏度高
一般吸光光度法所测定的下限可达10-5~10-6mol/L,因而有较高的灵敏度,适用于微量组分的分析。
B准确度较高
吸光光度法的相对误差为2%~5%,采用精密的分光光度计测量,相对误差为1%~2%,其准确度虽不如滴定分析法高,但已满足微量组分测定的准确度要求,而对微量组分的测定,滴定分析法是难以进行的。
C简便、快速
吸光光度法所使用的仪器——分光光度计,操作简单,易于掌握。近年来,由于一些灵敏度高、选择性好的显色剂和各种掩饰不断出现,常可不经分离直接进行吸光度分析,有效地简化了测量步骤,提高了分析速度。
D应用广泛
几乎所有的无机物和许多有机化合物都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。从外,该法还可用来研究化学反应的机理,以及溶液的化学平衡等理论。如测定配合物的组成,弱酸、弱碱的理解常数等。由于有机试剂和配位化学的迅速发展及分光光度计性能的提高。吸光光度法已广泛用于生产和科研部门。参考文献:
【1】 武汉大学.分析化学.4版.北京:高等教育出版社,2000.【2】 高华寿.化学平衡与滴定分析.北京:高等教育出版社,1996.【3】 张锡瑜.化学分析原理.北京:科学出版社,1996.【4】 林树昌.溶液平衡.北京:北京师范大学出版社,1993.【5】 邹明珠,许宏鼎,于桂荣,等.化学分析.长春:吉林大学出版社,2001.【6】 荣庆新,陈淑群.分析化学.广州:中山大学出版社,1997.
第五篇:分析化学教学大纲
分析化学教学大纲
使用的教材: 《分析化学》(第四版)武汉大学主编
教学参考书:
1、《定量分析化学》林树昌主编
2、《定量分析中的误差和数据评价》宋清编
3、《分离及复杂物质的分析》邵令娴编
4、《Analytical Chemistry》 J.G.Dick
教学课时安排:共
16周 每周4学时 共64学时
绪
论(2教学要求
(一)分析化学的任务和作用。
(二)分析化学的分类及发展趋向。教学内容
§
1、分析化学的任务和作用
分析化学是研究测定物质化学组成及其分析方法的一门学科,包括定性和定量及其结构解析等部分。
§
2、分析化学的分类与发展趋向
按试样中被测组分的含量可分为:常量分析、半微量分析和超微量分析法。根据测定原理,可分为化学分析法——以物质化学反应为基础的分析法;仪器分析法——以物质的物理和物理化学性质为基础的分析法。随着现代科技的发展以及生产的需要,分析化学正向着快速、灵敏、自动化以及各种方法的联用等方向发展。
学时)
第一章 定量分析概论(4学时)
教学要求
一、掌握
(一)物质的量浓度和滴定度的概念,表示方法及其相互换算。(二)用反应式中系数比的关系,解决滴定分析中的有关量值计算:试样或基准物质称取量的计算;标准溶液浓度的计算;各种分析结果的计算。
(三)量值计算法。
(四)下列名词的含义:
标准溶液、基准物质、滴定分析法、滴定反应、指示剂、化学计量点、滴定终点、终点误差。
二、理解
(一)滴定分析法对化学反应的要求和基准试剂应具备的条件。(二)滴定分析的方式。
教学内容
§1-1 滴定分析法的过程和方法特点
一、滴定分析法的过程
二、滴定分析法的特点
§1-2 滴定分析法的分类和对滴定反应的要求
一、滴定分析法的分类(一)酸碱滴定法(二)络合滴定法(三)氧化还原滴定法(四)沉淀滴定法
二、对滴定反应的要求
§1-3标准溶液浓度的表示方法
一、物质的量浓度
二、滴定度
§1-4 标准溶液和基准物质
一、标准溶液浓度大小选择的依据
二、基准物质应具备的条件
三、配制标准溶液的方法 §1-5 滴定分析的计算
一、滴定分析计算的依据
二、滴定分析计算实例
第二章
酸碱滴定法(10
教学要求
一、掌握
(一)酸碱质子理论的酸减定义,酸碱的强度及其表示方法(KaKb)。
学时)
共轭酸碱对的概念及其共轭酸碱对的Ka与Kb的关系。
(二)酸碱平衡体系中酸碱各型体分布分数的计算。
(三)水溶液中酸碱质子转移关系的处理方法——物料守恒式:物料平衡、电荷平衡以及质子条件的含义与书写方法。
(四)强酸、强碱、一元弱碱、一元弱碱、多元酸、多元酸,混合酸碱,简单的两性物质以及缓冲等溶液中氢离子浓度计算的精确式的推导及其近似处理方法。近似式和最简式的使用界限。
(五)缓冲范围的大小。缓冲容量的意义。
(六)强酸、强碱、一元弱酸、一元弱碱被滴定时化学计算点与滴定突跃的PH值的计算;滴定曲线的绘制以及影响滴定突跃大小的因素。
(七)根据 C、Ea.Kb以及误差的大小判断弱酸、弱碱直接滴定的条件。多元酸碱和混合酸碱分步滴定和分别滴定的条件。
(八)酸碱指示剂指示终点的原理;理论变色点.变色范围的意义以及选择指示剂的依据。
(九)常用酸碱指示剂及其变色范围。
(十)强酸、强碱、一元弱酸、一元弱碱滴定终点误差的计算。(十一)酸碱标准溶液的络制和标定。(十二)酸碱滴定法的应用示例、测定原理步骤和测定结果的计算。
二、理解
(一)浓度与活度的关系,活度系数的计算。
(二)活度平衡常数Ea,浓度平衡常数Ka的意义与相互间的关系,标准缓冲溶液PH的计算。
(三)多元酸碱和混合酸碱直接滴定时化学计量点PH值的计算。(四)判断滴下分析可行性的依据除浓度(C)、Ka、kb以及误差(TE)的大小因素外,还与指示剂的选择有关。(五)影响酸碱指示剂变色各种因素。酸碱混合指示剂的变色原理及其优点。
三、了解
(一)溶剂的拉平效应和区分效应。(二)弱酸强化的方法。
(三)CO2 对酸碱滴定(HCL滴定Ha2CO3 或 NaHCO3时)的影响。教学内容 §2-1酸碱质子理论
一、酸碱的定义和共轭酸对
二、酸碱反应
三、溶剂的质子自递反应和溶剂的分类
四、酸碱的强度与溶剂的关系
五、溶剂的拉平效应和区分效应
§2-2酸度对弱酸(碱)平衡体系中各型分布前影响
一、分析浓度和平衡体系的处理方法
二、不同PH值溶液中酸碱存在型体的分布 §2-3 水溶液中酸碱平衡体系的处理方法
一、物料等衡式
二、电荷等衡式
三、质子等衡式
§ 2-4 酸碱平衡中酸碱度的计算
一、强酸、强碱溶液碱度的计算 二、一元弱酸(碱)溶液酸(碱)度的计算
三、多元酸碱溶液酸碱度的计算
四、两种酸相混合后溶液酸度的计算
五、两性物质溶液酸度的计算
六、弱酸及其共轭碱溶液PH的值的计算
七、活度的计算 §2-5 酸碱缓冲溶液 §2-6 酸喊指示剂
一、作用原理
二、变色原理、交色范围及影响因素
三、混合指示剂
§2-7滴定曲线与指示剂的选择
一、酸碱滴定反应的完全程度
二、完成酸碱滴定的关键
三、酸酸滴定的PH突跃范围
四、指示剂的选持
§2-8 酸碱滴定法的应用和计算示例
第三章
络合滴定法(10
教学要求
学时)
1.理解络合平衡体系中的形成常数和离解常数、逐级形成常数和逐级离解常数,积累形成常数和积累离解成数,总形成常数和总离解常数的意义。
2.掌握在酸和其它络合剂的副反应影响下,络合平衡体系中有关各 型体浓度的计算方法。
3.理解络合物表现稳定常数的意义,并掌握其计算方法。
4.理解乙二胺四乙酸滴定过程中,金属离子浓度的变化规律;影响滴定突跃大小的因素。5.理解金属指示剂的作用原理,熟悉几种常用金属指示剂的性能和选用条件。6.掌握络合滴定中的有关计算方法。
教学内容
§3-1 络合滴定法概述
一、络合滴定法
二、重要的氨羧络合剂
§3-2 络合平衡中几个术语的含义 §3-3 乙二胺四乙酸的性质及其络合物 §3-4 影响络合平衡的主要因素
一、酸度对络合平衡的影响
二、干扰组分对络合平衡的影响 §3-5 络合物的条件形成常数 §3-6 络合滴定法原理
一、滴定曲线
二、络合反应的完全程度和滴定误差
三、络合滴定所允许的最低 PH 值和酸放应曲线。§ 3-7 络合滴定指示剂
§ 3-8 提高络合滴定选择性的方法 § 3-9 络合滴定的方式和计算示例
第四章
氧化还原滴定法(8
教学要求
学时)
1.进一步理解氧化还原反应的实质,适用Nernst公式计算条件电位。
2.进一步理解影响氧化还原反应进行的各种因素,包括影响反应方向,反应次序和反应速度等因素,从而选择适当的反应条件,使氧化还原反应趋向完全。
3.掌握氧化还原滴定过程中,电极电位和离子浓度变化规律,绘出滴定曲线,从而选择适当的指示终点的方式。
4.熟悉几种常用的氧化还原分析方法: 高锰酸钾法,碘法等分析方示。教学内容
§ 4-1 方法特点和分类 § 4-2 条件也位
§ 4-3 影响条件电位的因素
§ 4-4 氧化还原反应的次序和反应进行的程度
一、氧化还原反应进行的次序
二、氧化还原反应进行的程度
§ 4-5影响氧化还原反应速度的因素
一、浓度的影响
二、温度的影响
三、催化剂对反应速度的影响 § 4-6 氧化还原滴定原理
一、氧化还原滴定曲线
二、氧化还原滴定中的指示剂
三、氧化还原滴定误差
四、待测组分滴定前的预处理 § 4-7常用的氧化还原滴定方法
一、高锰酸钾法
二、重铬酸钾法
三、碘量法
四、其他氧化还原滴定法
第五章
重量分析和沉淀滴定法(8
教学要求
学时)
1、进一步理解沉淀理论的基本概念,沉淀溶解度、溶度积以及他们之间的关系,掌握影响沉淀溶解度的因素:同离了效应,盐效应,铬合效应,酸效应等有关因素。
2、理解沉淀完全应控制的条件, 影响沉淀纯度的因素和提高沉淀纯度的措施。
3、掌握晶形沉淀和无定形沉淀条件的选择。
4、重量分析结果的计算。
5、莫尔法和佛尔哈德法的原理、测定对象与应用条件。
6、沉淀滴定法常用的标准溶液的络制与林定。
7、沉淀滴定终点误差的计算。教学内容
§ 5-1 重量分析法的特点和分类 § 5-2 重量分析对沉淀的要求 § 5-3 沉淀的溶解度及其影响因素
一、沉淀的溶解度
二、影响沉淀溶解度的因素 § 5-4 沉淀的形成
一、沉淀的形成过程
二、沉淀条件对沉淀类型的影响 § 5-5 影响沉淀纯度的因素
一、影响沉淀纯度的因素
二、提高沉淀纯度的措施 § 5-6 晶形沉淀的沉淀条件
一、无定形沉淀的条件
二、均匀沉淀法 § 5-7机沉淀剂
一、有机沉淀剂的特点
二、有机沉淀剂的分类 § 5-8 沉淀滴定法概述 § 5-9 确定终点的方法
一、莫尔法
二、佛尔哈德法
三、法扬斯法
§ 5-10 沉淀滴定法应用示例 § 5-11 沉淀滴定法的计算示例
第六章
吸光光度法(8教学要求
一、掌握
学时)
(一)朗伯比尔定律,摩尔吸光系数ε和桑德尔灵敏度S的物理意义及其相互关系与计算。
(二)吸收曲线和工作曲线的绘制与使用。(三)影响显色反应的因素与显色条件的选择。(四)光度测量误差和测量条件的选择。(五)入射光波长和参比溶液的选择。
二、理解
(一)朗伯比耳定律的推导和偏离前伯比耳定律的原因o(二)光的基本性质和和物质对光的选择性吸收。(三)有光度法测量络合比,弱酸弱碱离解常数的测定。
三、了解
(一)分光光度计的主要部件及其作用。
(二)显色反应,显色剂及三元络合物的显色体系。(三)差示分光光度法的原理和应用。教学内容
§6-1 光的性质和物质对光的吸收 §6-2 光吸收的基本定律
一、朗伯比耳定律
二、偏离朗伯比耳定律的因素 § 6-3 分光光度计的构造 § 6-4 显色反应和显色剂
§ 6-5 光度测量误差及测量条件的选择
一、光度量误差及测量条件的选择
二、测量条件的选择 §6-6 分光光度法的应用
一、多组分的同时测定
二、差示分光光度法
三、弱酸和弱碱离解常数的测定
四、络合物组分的测定
第七章
误差和分析数据处理(8
教学要求
一、掌握
学时)
(一)下列概念的含义,被此间的相互关系及计算:算术平均值,绝对偏差与相对偏差,平均偏差与相对平均偏差,标准偏差与相对林准偏差,中位数,众数,极差。
(二)应用t 分布表计算平均值的置信区间。
(三)可疑值的取舍的意义与方法;Q检验法与格鲁布斯法。(四)有效数字的意义,数字修约规则及有效数字的运算规则。
二、理解
(一)准确度与误差、精密度与偏差的含义以及准确度与精密度的关系。
(二)置信度、置信区阔的概念。
(三)显著性检验的意义与方法——t 验法。
三、了解
(一)随机误差的分布特征——正态分布。
(二)误差产生的原因及提高分析结果准确度的方法。教学内容 §7—1误差及其产生的原因(系统误差和随机误差的来源)§7—2误差和偏差的表示方法(准确度与误差、精密度与偏差以及二者的关系)§7—3随机误差的正态分布(频数分布、正态分布、t分布和置信区间的概念)§7—4分析数据的处理(可疑值的舍弃原则,4d、Q检验法、Crubbs法)分析方法准确度的检验。
§7—5有效数字的表示和运算规则
§7—6提高测定结果准确度的方法
第八章 分析化学中常用的分离和富集方法(4
教学要求
学时)
对常用的分离方法的基本原理、操作方法和应用有一初步的了解。
教学内容
§8-
1引言 §8-2 沉淀分离法 §8-3 萃取分离法 §8-4 离子交换分离法 §8-5 液相色谱分离法
第九章
复杂物质的分析示例(2教学要求
学时)
了解试样的采集、处理、分解和试液的制备方法。教学内容 §9-1 硅酸盐分析 §9-2 铜合金分析 §9-3 废水试样分析