环境仪器(张宝贵)02813分析课后习题答案

只适用于单色光,只有采用真正的单色辐射,吸收体系才严格遵守比尔定律。事实上从连续光源中获得单一波长的辐射是很难办到的;而且在实际测定中为满足有足够光强的要求,狭缝必须有一定的宽度。因此由狭缝投射到吸收溶液的光,并不是理论上要求的单色光。 四 计算题

1. 解:已知T=0.200~0.650, 据A=-lgT求得A,代入A=εbc即可求得浓度范围。 2. 解:A=εbc,代入数据求得c=3.9×10-5mol/L

CVM/m×100%= c=3.9×10-5×0.05×56/0.5=0.02% 稀释一倍后,A=0.430/2=0.215 T=10-0.215=16%

3. 解:C甲/C乙= A甲/A乙=-lg0.54/-lg0.32=0.54 4. 解:A=-lgT=-lg30求得A 又A=εbc

ε=A/bc=1.5×104 L·mol-1·cm-1

第六章 红外吸收光谱法

一 选择题

1~5: C,D,C,A,B; 6~8: B,C,C 二 填空题

1. 偶极矩;2. 低;3. 色散,傅里叶变换;4. 伸缩,变形; 5.近红外,中红外,远红外;6.低,高。

三.简答与计算

1 为什么说红外光谱是振动-转动光谱?

答:当被红外光照射时,物质的分子将吸收红外辐射,引起分子的振动和转动能级间的跃迁,所产生的分子吸收光谱,称为红外吸收光谱(infrared absorption spectrometry, IR)或振--转光谱

2 O2有几个振动自由度?有无红外活性?

答:O2是线型分子,其振动自由度 f= 3N–5=3×2-5=1,O2是完全对称的双原子分子,其振动没有偶极矩变化,辐射不能引起共振,无红外活性

3 不考虑其他因素条件影响,在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中,出现碳氧键伸缩振动频率最高的是什么化合物? 答:酰卤。

在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中,都有与C=O相连的含孤对电子基团,它们对?C=O的影响主要是通过诱导和共轭这两个相对的效应实现的。

当有电负性较强的元素与羰基上的碳原子相连时,由于静电诱导效应I,使C=O中氧原子上的电子向碳原子转移,导致C=O键的力常数变大,从而使C=O

吸收向高波数方向移动,并且元素的电负性越强,诱导效应越强,C=O吸收峰向高波数移动的程度越显著。

共轭效应M源于含孤对电子基团上的孤对电子与C=O上?电子发生重叠,使它们的电子云密度平均化,造成C=O键力常数下降,使C=O的吸收频率向低波数移动。

对同一基团来说,若诱导效应I和中介效应M同时存在,则振动频率最后位移的方向和程度,取决于这两种效应的净结果。因此,不考虑其它因素条件影响,在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中,出现C=O伸缩振动频率的大小顺序为:酰卤?酸?酯?醛?酰胺。

4 一种氯苯在900 cm-1和690 cm-1间无吸收带,它的可能结构是什么?

答:根据苯环中C-H面外弯曲振动吸收峰在900?600 cm-1区域内的特征,该氯苯在900cm-1和690 cm-1间无吸收带,说明苯环上所有的氢都被氯取代了,因此该化合物为六氯苯。

5. 答:CH3CH2CH2C(=O)O(O=)CCH2CH2CH3 (丁酸酐)

6 乙烯分子中C=C对称伸缩振动有无吸收峰,为什么?

答:乙烯分子中C=C对称伸缩振动没有吸收峰,因为C=C对称伸缩振动没有偶极矩的变化。红外吸收产生的条件是激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化。

8其结构为:

9 含双键和羟基。 建议增加

产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?

解:条件:激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化。 并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱。

第七章 电位分析法和例子选择电极

一 判断

1. ×,2. ×,3. ×, 4. ×,5. ×,6. ×,7. √,8. ×

二 选择题√

1~5: D,C,A,C,A ; 6~8: B,B,D 三 填空题

1. 阳极,阴极; 2. 液接,扩散速率; 3. 内参比电池,内参比溶液,敏感膜; 4. ⊿E膜=K-0.059pH;5.Ag-AgCl参比,KCl,KF;6. 温度,搅拌速度,液接电位; 7. 降低,升高;8. 饱和甘汞电极,玻璃。 四 简答和计算

1 电位分析法中什么是参比电极,什么是指示电极?

答:所谓指示电极,是指该电极的电极电位与待测物质的含量有确定的函数关系,即ψ指示=f(a)(其中,a是待测物质的活度)。所谓参比电极,是指该电极的电极电位与待测物质的含量没有关系,在测定过程中始终保持常数,即ψ参比=常数

2 离子选择电极的选择性系数的主要作用。

答:离子选择电极的选择性系数Ki,j是衡量离子选择性电极的选择性的主要性能指标,也是评价电极性能的主要指标,可用来估算因干扰离子影响而引起的测量误差。

5答:牙膏中氟的质量分数为0.079%。

6 用电解法从0.100 mol/LCu2+和0.100 mol/LZn2+溶液中选择性沉积Cu2+试问

(1)电极电位应控制在何值? (2)分离的效果如何?

解:(1)E析(Cu) = E0Cu2+/Cu +0.059/2 lg[Cu2+]+ηCu2+ = 0.337 + 0.059/2 lg0.1 +0 = 0.307 V

E析(Zn) = E0Zn2+/Zn +0.059/2 lg[Zn2+]+ηZn2+ = -0.763 + 0.059/2 lg0.1 +0 =-0.793 V

电位应控制在-0.793 ~ 0.307 V之间 (2)由 -0.793=0.337 +0.059/2 lg[Cu2+]

得lg[Cu2+]=-38.30 Cu2+=10-38.30

能完全分离。

7 用pH计测定溶液pH值时,为什么必须使用标准缓冲溶液?

答:酸度计电极从其结构上来说,一般都是复合电极,有一个参比,还有一支氢离子选择性电极,参比电极确定原点,而氢离子选择性电极选择性的透过氢离子,这里会得到一个氢离子电动势,从而通过内置公式计算出PH值。第一次使用或者长时间不适用酸度计,电极的选择透过性会发生变化,或强或弱,如果不进行校正,经过仪器计算以后就会偏离正确的PH值

8 测得电池Pt︱(101325Pa),HP(0.010 mol?L-1),NaP(0.030 mol?L-1)︱SHE的电动势E=0.295V,求弱酸HP的离解常数。 解题思路:氢电极电位 =0.059 lg [H+]

弱酸的离解常数 Ka=[H+] [A-]/[HA] 解:E电池=0.242- EH+/H2=0.295,EH+/H2=-0.053

上述电池为弱酸HP与其强奸弱酸盐NaP的缓冲溶液

[H+]= KaCHA/CA-=Ka×0.010/0.030= Ka/3 EH+/H2=0.059 lg [H+] = 0.059 lg Ka/3 = -0.053 lg Ka/3=-0.898 Ka=3×10-0.898

第八章

一判断题,

1.√,2.√,3.×,4.√,5.×,6.×,7.√,8.× 二.选择题

1~5: C,A,C,A,D; 6-8:C,B,B。 三,填空题

1. 电解分析法; 2. 分解电压;3. 析出电位;4. 选择性差; 5. 三电极,甘汞电极;

6. 电极面积A,扩散系数D,扩散层厚度δ,溶液体积V,起始浓度C0;7.待测离子,电量,结束;8. 控制点位库伦分析法,恒电流库伦分析法。 四.简答与计算

1 什么叫分解电压?什么叫析出电位?

答:分解电压,使电解质溶液继续不断地电解所需施加的最低外加电压,叫做分解电压。电解质溶液电解时施加的电压,主要用来克服电解时体系中产生的反电动势。

分解电压是对电池整体而言的,若对某工作电极的电极反应来说,还可用析出电位来表达。只有工作电极的电位达到某一值时,电极反应才发生,这个电位称为析出电位,φ析。

φ析定义为:能使物质在阴极迅速、连续不断的进行电极反应而还原所需的最正的阴极电位,或在阳极被氧化所需的最负的阳极电位。 2 什么叫超电位?H2的超电位在金属析出时起什么作用?

答:由于极化现象的存在,实际电位与可逆的平衡电位之间产生一个差值.这个差值称为超电位。

在实际生产中氢超电势现象十分重要.通常它起着两种不同的作用,一是有利于生产的顺利进行,另一是使生产过程消耗过多的电能. 例如食盐电解工业中用汞阴极进行电解,就是利用氢在汞上的超电势较高,因此在阴极上才有可能形成汞齐而不析出H2.在此电解法中,Na+ 在汞阴极上的放电电势是-1.83 V,氢在汞上的超电势为1.35 V,因此H+放电要比Na+困难得多.Na+放电后形成的钠汞齐是金属Na 溶液在汞中所成的液态合金,2Na(Hg)+2H2O → 2NaOH+H2+2Hg

3 控制电位库伦分析法与恒电流电解法相比有什么特点?分离两种不同的金属其原理是什么?

答:按实验所控制的参数(E或i)不同,本章的方法可分为控制电位法和控制电流法。控制电位是控制电极电位在某一恒定值,是电位有一定差值的几种

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