第十一章 吸光光度法
习题11-1 朗伯-比尔定律的物理意义是什么?
答:溶液的吸光度A 与液层厚度b 成正比,与溶液浓度c 成正比,即kbc A = 。 习题11-2 摩尔吸光系数ε的物理意义是什么?它与哪些因素有关?
答:摩尔吸光系数ε数值上等于吸光物质浓度为1.0mol·L -1, 液层厚度为1.0cm 时溶液的吸光度。它与吸光物质的性质有关。 习题11-3 将下列透光度换算成吸光度 ① 10% ② 60% ③100% 解: A = -lg T
① T =10% A = –lg10% = 1 ② T = 60% A = –lg60% = 0.22 ③ T =100% A = –lg100% = 0
习题11-4 某试液用2.0 cm 的比色皿测量时,T = 60%,若改用1.0 cm 或3.0 cm 比色皿,T 及A 等于多少?
解:① T 1 = 60% A 1 = 0.22,
若改用1.0 cm 比色皿 A 2 = 0.11 T 2 = 10-A = 10-0.11 = 78% ②若改用3.0 cm 比色皿 A 3 = 0.33 T 3 = 10-A = 10-0.33 = 47%
习题11-5 5.0×10-5 mol·L -1KMnO 4溶液,在λmax = 525 nm 处用3.0 cm 吸收皿测得吸光度A = 0.336 ① 计算吸光系数a 和摩尔吸光系数ε;
② 若仪器透光度绝对误差ΔT = 0.4%,计算浓度的相对误差
c
c
?。 解:① ε =A/bc = 0.336/(5.0?10-5 ?3.0) = 2.2 ?103 L·mol -1·cm -1
c = 5.0 ? 10-5 ? 158.04 = 7.9 ? 10-3 a = 0.336 / (7.9 ? 10-3 ? 3.0) = 14 L ·g -1·cm -1 ② T = 10-0.336 = 0.461
%1.1461
.0lg 461.0%
4.0434.0-=??=?c c 习题11-6 某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε =1.3×104)进行测定。试样溶解后,显色、定容至100.0 mL 。取部分试液于波长470 nm 处用1.0 cm 比色皿进行测量,如希望此时测量误差最小,应称取试样多少克? 解: 154
L m o l 103.310
3.11434
.0--??=??=
c m = 3.3 ? 10-5 ? 0.100 ? 58.69 = 1.94 ? 10-4 g
%12.01094.14
=?-m
m = 0.16 g
习题11-7 5.00×10-5 mol·L -1的KMnO 4溶液在520 nm 波长处用2.0 cm 比色皿测得吸光度A = 0.224。称取钢样1.00 g 溶于酸后,将其中的Mn 氧化成4MnO -,定容100.00 mL 后,在上述相同条件下测得吸光度为0.314。求钢样中锰的含量。
解: 1135
cm mol L 1024.210
00.52224
.0---???=??=
ε 155
L mol 1001.72
1024.2314.0)(---??=??=?=
b A x
c ε ω(Mn) =7.01? 10-5 ? 0.100 ? 54.9/1.00 = 3.9?10-4
习题11-8 准确称取0.536 g NH 4Fe (SO 4)2·12H 2O ,溶于水后定容500.00 mL ,再取不同体积溶液在50.0 mL 比色管内用邻二氮菲显色,定容后在510 nm 处测得吸光度如下: V (Fe 2+)/mL
0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 A
0.12
0.25
0.38
0.51
0.63
取1.00 mL 未知含Fe 2+溶液稀释到100.00 mL ,再取稀释液5.00 mL ,在50.0 mL 比色管内用同样方法显色定容后测得吸光度A = 0.47。求未知溶液中Fe 2+的浓度。
解:0.536 g NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O ,溶于水后定容500.00 mL, 溶液浓度为c (NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O ) =1.07×10-
3 g·mL -
1, 亦为c (Fe 2+) =1.24×10-4 g·mL -1。NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 系列溶液的吸光度A
对V (Fe 2+)作图得工作曲线,在工作曲线上查得A (x )= 0.47处V (x ) = 3.70 mL 。故未知溶液中Fe 2+的浓度
c (Fe 2+) =1.24×10-
4×3.70×100.00 /5.00×1.00
= 9.18×10-
3 g·mL
-1
习题11-9 普通光度法分别测定0.50 ×10-4,1.0×10-4 mol·L -1Zn 2+标液和试液的吸光度A 为0.600,1.200,0.800。
① 若以0.50 ×10-4 mol·L -1Zn 2+标准溶液作参比溶液,调节T →100%,用示差法测定第二标液和试液的吸光度各为多少?
② 两种方法中标液和试液的透光度各为多少? ③ 示差法与普通光度法比较,标尺扩展了多少倍?
④ 根据①中所得有关数据,用示差法计算试液中Zn 的含量(mg·L -1) 解:① A r = ΔA = εb Δc = K Δc
A rs2 = 1.200 – 0.600 = 0.600
A r x = 0.800 – 0.600 = 0.200 ② 普通法: T s2 = 10-1.200 = 6.31% T x = 10-0.800 = 15.8% T s1= 10-0.600 = 25.1% 示差法: T s1=100%
T rs2= 10-0.600 = 25.1%
T r x = 10-0.200 = 63.1% ③ 扩展4倍 ④
)
()()()(x c s c x A s A ??=
??
4
44105.0)(105.0100.1200.0600.0---?-?-?=x c
c ( x )– 0.5 ? 10-4 = 0.17 ? 10-4 c (x ) = 0.67 ? 10-4 mol·L -1
c (Zn) = 0.67 ? 10-4 ? 65.39 = 4.4 ? 10-3 g·L -1 = 4.4 mg·L -1
习题11-10 用分光光度法测定含有两种配合物x 和y 的溶液的吸光度(b =1.0 cm ),获得下列数据:
溶液
浓度 c /mol·L -1
吸光度A 1 吸光度A 2
λ=285 nm
λ=365 nm x 5.0×10-4 0.053 0.430 y 1.0×10-3 0.950 0.050 x +y
未知
0.640
0.370
计算未知液中x 和y 的浓度。
解:λ = 285 nm 时
1
1228511228532854285
cm mol L 105.9cm mol L 101.10.1100.1950.00.1100.5053.0------???=???=???=???=ε
εεεy
x y x
λ = 365 nm 时
1
133651123653365
4365
cm mol L 10050.0cm mol L 106.80
.1100.1050.00.1100.5430.0------???=???=???=???=ε
εεεy
x y x
285 nm 0.640 =1.1 ? 102c (x )+ 9.5 ? 102c (y ) 365 nm 0.370 = 8.6 ? 102c (x )+ 0.050 ? 103c (y ) c (x ) = 3.9 ? 10-4 mol·L -1
c (y ) = 6.3 ? 10-4 mol·L -1
习题11-11 A solution containing iron (as the thiocyanate complex) was observed to transmit 74.2% of the incident light with λ=510 nm compared to an appropriate bland. ① What is the absorbance of this solution? ② What is the transmittance of a solution of iron with four times as concentrated? 解:① A 1 = –lg T = –lg74.2% = 0.130
② A 2 = 4 A 1 = 0.520
习题11-12 Zinc(II) and the ligand L form a product cation that absorbs strongly at 600 nm. As long as the concentration of L excess that of zinc (II) by a factor of 5, the absorbance of the solution is only lined on the cation concentration. Neither zinc (II) nor L absorbs at 600 nm. A solution that is 1.60×10-6 mol·L -1 in zinc (II) 1.00 mol·L -1 in L has an absorbance of 0.164 in a 1.00cm cell at 600 nm. Calculate
① the transmittance of this solution. ② the transmittance of this solution in a 3cm cell. ③ the molar absorbance of the complex at 600 nm. 解: ① T 1 = 10-A = 10-0.164 = 68.5%
② A 2 = 3A 1 = 0.492
T 2 = 10-A = 10-0.492 = 32.2% ③ ε = A/bc = 0.164/(1.0?1.60×10-6) = 1.03×105 L·mol -1·cm -1
紫外-可见分光光度法 一、单项选择题 1.可见光的波长范围是 A、760~1000nm B、400~760nm C、200~400nm D、小于400nm E、大于760nm 2.下列关于光波的叙述,正确的是 A、只具有波动性 B、只具有粒子性 C、具有波粒二象性 D、其能量大小于波长成正比 E、传播速度与介质无关 3.两种是互补色关系的单色光,按一定的强度比例混合可成为 A、白光 B、红色光 C、黄色光 D、蓝色光 E、紫色光 4.测定Fe3+含量时,加入KSCN显色剂,生成的配合物是红色的,则此配合物吸收了白光中的 A、红光 B、绿光 C、紫光 D、蓝光 E、青光 5.紫外-可见分光光度计的波长范围是 A、200~1000nm B、400~760nm C、1000nm 以上 D、200~760nm E、200nm以下 6.紫外-可见分光光度法测定的灵敏度高,准确度好,一般其相对误差在 A、不超过±% B、1%~5% C、5%~20%
D 、5%~10% E 、%~1% 7.在分光光度分析中,透过光强度(I t )与入射光强度(I 0)之比,即I t / I 0称 为 A 、吸光度 B 、透光率 C 、吸光系数 D 、光密度 E 、 消光度 8.当入射光的强度(I 0)一定时,溶液吸收光的强度(I a )越小,则溶液透过光的 强度(I t ) A 、越大 B 、越小 C 、保持不变 D 、等于0 E 、以 上都不正确 9.朗伯-比尔定律,即光的吸收定律,表述了光的吸光度与 A 、溶液浓度的关系 B 、溶液液层厚度的关系 C 、波长的关系 D 、溶液的浓度与液层厚度的关系 E 、溶液温度的关系 10.符合光的吸收定律的物质,与吸光系数无关的因素是 A 、入射光的波长 B 、吸光物质的性质 C 、溶 液的温度 D 、溶剂的性质 E 、在稀溶液条件下,溶液的浓度 11.在吸收光谱曲线上,如果其他条件都不变,只改变溶液的浓度,则最大吸收波长的位置和峰的 高度将 A 、峰位向长波方向移动,逢高增加 B 、峰位向短波方向移 动,峰高增加
1、什么是透光率?什么是吸光度?什么是百分吸光系数和摩尔吸光系数 2、举例说明生色团和助色团,并解释长移和短移。 4、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?紫外吸收光谱有什么特征? 5、以有机化合物的基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。 6、紫外吸收光谱中,吸收带的位置受哪些因素影响? 8、用紫外光谱法定量,测量最适宜的吸光度范围为0.2-0.7的依据是什么?为什么用高精度的仪器此范围可以扩大? 11、简述用紫外分光光度法定性鉴别未知物的方法。 13、说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择λ1λ2? 15、为什么最好在λmax处测定化合物的含量? 2、Lambert-Beer定律是描述与和的关系,它的数学表达式是 3、紫外-可见分光光度法定性分析的重要参数是和;定量分析的依据是 4、在不饱和脂肪烃化合物分子中,共轭双键愈多,吸收带的位置长移愈多,这是由于 6、可见--紫外分光光度计的光源,可见光区用灯,吸收池可用材料的吸收池,紫外光区光源用灯,吸收池必须用材料的吸收池 10、分光光度法的定量原理是定律,它的适用条件是和,影响因素主要有、。 11、可见-紫外分光光度计的主要部件包括、、、、和5个部分。在以暗噪音为主的检测器上,设△T=0.5%,则吸收度A的测量值在间,由于测量透光率的绝对误差小,使结果相对误差△c/c的值较小。 15、在分光光度法中,通常采用作为测定波长。此时,试样浓度的较小变化将使吸光度产生变化 1、紫外-可见分光光度法的合适检测波长范围是( ) A.400-800 nm B.200-400nm C.200~800nm D.10~200nm 2、下列说法正确的是( )o A.按比尔定律,浓度C与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线 B.比尔定律成立的必要条件是稀溶液,与是否单色光无关 C.E称吸光系数,是指用浓度为1%(W/V)的溶液,吸收池厚度为lcm时所测得吸光度值 D.同一物质在不同波长处吸光系数不同,不同物质在同一波长处的吸光系数相同 3、在乙醇溶液中,某分子的K带λmax计算值为385nm, λmax测定值388nm,若改用二氧六环及水为溶剂,λmax计算值估计分别为( ) (已知在二氧六环和水中的λmax校正值分别为-5和+8) A .二氧六环中390nm,水中37 7nm B.二氧六环中380nm,水中393 nm C.二氧六环中383nm,水中396nm D.二氧六环中393nm,水中380nm 6、1,3-丁二烯有强紫外吸收,随着溶剂极性的降低,其λmax将( ) A.长移 B.短移 C.不变化,但ε增强D.不能断定 8、在紫外-可见光谱分析中极性溶剂会使被测物吸收峰()
MM_FS_CNG_0301制盐工业通用试验方法 硫酸根离子重量法光度法(适用于微量硫酸根含量的测定)容量法(EDTA络合滴定法) MM_FS_CNG_0301 制盐工业通用试验方法硫酸根离子的测定 1.适用范围 本方法适用于制盐工业中工业盐、食用盐(海盐、湖盐、矿盐、精制盐)、氯化钾、工业氯化镁试样中硫酸根含量的测定。 2.重量法 .原理概要 样品溶液调至弱酸性,加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀,沉淀经过滤、洗涤、烘干、称重,计算硫酸根含量。 .主要试剂和仪器 2.2.1.主要试剂 氯化钡:/L溶液; 配制:称取氯化钡,溶于500mL水中,室温放置24h,使用前过滤; 盐酸:2mol/L溶液; 甲基红:%溶液。 仪器 一般实验室仪器。 .过程简述 吸取一定量样品溶液〔见附录A(补充件)〕,置于400mL烧杯中,加水至150mL,加2滴甲基红指示剂,滴加2mol/L盐酸至溶液恰呈红色,加热至近沸,迅速加入40mL(硫酸根含量>%时加入60mL)/L氯化钡热溶液,剧烈搅拌2min,冷却至室温,再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全,用预先在120℃烘至恒重的4号玻璃坩埚抽滤,先将上层清液倾入坩埚内,用水将杯内沉淀洗涤数次,然后将杯内沉淀全部移入坩埚内,继续用水洗涤沉淀数次,至滤液中不含氯离子(硝酸介质中硝酸银检验)。以少量水冲洗坩埚外壁后,置电烘箱内于120±2℃烘1h后取出。在干燥器中冷却至室温,称重。以后每次烘30min,直至两次称重之差不超过视为恒重。 .结果计算 硫酸根含量按式(1)计算。 硫酸根(%)=(G1-G2)× ×100 (1) W 式中:G1——玻璃坩埚加硫酸钡质量,g;G2——玻璃坩埚质量,g;W——所取样品质量,g;——硫酸钡换算为硫酸根的系数。 .允许差 允许差见表1。 表 1 硫酸根,%允许差,% < ~<
第十一章 吸光光度法 习题11-1 朗伯-比尔定律的物理意义是什么? 答:溶液的吸光度A 与液层厚度b 成正比,与溶液浓度c 成正比,即kbc A = 。 习题11-2 摩尔吸光系数ε的物理意义是什么?它与哪些因素有关? 答:摩尔吸光系数ε数值上等于吸光物质浓度为1.0mol·L -1, 液层厚度为1.0cm 时溶液的吸光度。它与吸光物质的性质有关。 习题11-3 将下列透光度换算成吸光度 ① 10% ② 60% ③100% 解: A = -lg T ① T =10% A = –lg10% = 1 ② T = 60% A = –lg60% = 0.22 ③ T =100% A = –lg100% = 0 习题11-4 某试液用2.0 cm 的比色皿测量时,T = 60%,若改用1.0 cm 或3.0 cm 比色皿,T 及A 等于多少? 解:① T 1 = 60% A 1 = 0.22, 若改用1.0 cm 比色皿 A 2 = 0.11 T 2 = 10-A = 10-0.11 = 78% ②若改用3.0 cm 比色皿 A 3 = 0.33 T 3 = 10-A = 10-0.33 = 47% 习题11-5 5.0×10-5 mol·L -1KMnO 4溶液,在λmax = 525 nm 处用3.0 cm 吸收皿测得吸光度A = 0.336 ① 计算吸光系数a 和摩尔吸光系数ε; ② 若仪器透光度绝对误差ΔT = 0.4%,计算浓度的相对误差 c c ?。 解:① ε =A/bc = 0.336/(5.0?10-5 ?3.0) = 2.2 ?103 L·mol -1·cm -1 c = 5.0 ? 10-5 ? 158.04 = 7.9 ? 10-3 a = 0.336 / (7.9 ? 10-3 ? 3.0) = 14 L ·g -1·cm -1 ② T = 10-0.336 = 0.461 %1.1461 .0lg 461.0% 4.0434.0-=??=?c c 习题11-6 某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε =1.3×104)进行测定。试样溶解后,显色、定容至100.0 mL 。取部分试液于波长470 nm 处用1.0 cm 比色皿进行测量,如希望此时测量误差最小,应称取试样多少克? 解: 154 L m o l 103.310 3.11434 .0--??=??= c m = 3.3 ? 10-5 ? 0.100 ? 58.69 = 1.94 ? 10-4 g %12.01094.14 =?-m m = 0.16 g 习题11-7 5.00×10-5 mol·L -1的KMnO 4溶液在520 nm 波长处用2.0 cm 比色皿测得吸光度A = 0.224。称取钢样1.00 g 溶于酸后,将其中的Mn 氧化成4MnO -,定容100.00 mL 后,在上述相同条件下测得吸光度为0.314。求钢样中锰的含量。
2.重量法 2.1.原理概要 样品溶液调至弱酸性,加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀,沉淀经过滤、洗涤、烘干、称重,计算硫酸根含量。 2.2.主要试剂和仪器 2.2.1.主要试剂 氯化钡:0.02mol/L溶液; 配制:称取2.40g氯化钡,溶于500mL水中,室温放置24h,使用前过滤; 盐酸:2mol/L溶液; 甲基红:0.2%溶液。 2.2.2.仪器 一般实验室仪器。 2.3.过程简述 吸取一定量样品溶液〔见附录A(补充件)〕,置于400mL烧杯中,加水至150mL,加2滴甲基红指示剂,滴加2mol/L盐酸至溶液恰呈红色,加热至近沸,迅速加入40mL(硫酸根含量>2.5%时加入60mL)0.02mol/L氯化钡热溶液,剧烈搅拌2min,冷却至室温,再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全,用预先在120℃烘至恒重的4号玻璃坩埚抽滤,先将上层清液倾入坩埚内,用水将杯内沉淀洗涤数次,然后将杯内沉淀全部移入坩埚内,继续用水洗涤沉淀数次,至滤液中不含氯离子(硝酸介质中硝酸银检验)。以少量水冲洗坩埚外壁后,置电烘箱内于120±2℃烘1h后取出。在干燥器中冷却至室温,称重。以后每次烘30min,直至两次称重之差不超过0.0002g视为恒重。 2.4.结果计算 硫酸根含量按式(1)计算。 硫酸根(%)=(G1-G2)×0.4116 ×100 (1) W 式中:G1——玻璃坩埚加硫酸钡质量,g; G2——玻璃坩埚质量,g; W——所取样品质量,g; 0.4116——硫酸钡换算为硫酸根的系数。 2.5.允许差 允许差见表1。 表1 硫酸根,%允许差,% <0.50 0.03 0.50~<1.50 0.04 1.50~3.50 0.05 2.6.分析次数和报告值 同一实验室取双样进行平行测定,其测定值之差超过允许差时应重测,平行测定值之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值。