分析化学习题答案 - 下册 - 第三版高等教育出版社 - 华中师范大学 - 陕西师范大学 - 东北师范大学 - 编

OHO6、和

OH 是同分异构体,试分析两者红外光谱的差异。

答:由于中含有一个-OH基团,因此在红外光谱中有一强吸收峰在3700~3100cm-1,且此分子中含有一个C=C双键,因此在1680~1620cm-1也有一较

OHO弱的吸收峰。 红外光谱中有2个特征峰,而中只含有一个C=O特征官能团,因此反映在红外光谱中则在1850~1600cm-1有一强吸收峰,即

O的红外光谱只有一个特征吸收峰

7、化合物的分子式为C3H6O2,红外光谱如4-11所示。解析改化合物的结构。 答:①由于化合物的分子式C3H6O2符合通式CnH2nO2,根据我们所学知识可初步判

断此化合物为酸或者酯。

②由于谱带在1730cm-1处有一强吸收峰,此处落于C=O的1850~1600cm-1的振动区间,因此可判断改化合物含有C=O官能团。1730cm-1处的吸收峰表明此物质为饱和酯峰。

③图表在1300~1000cm-1范围内也有一系列特征吸收峰,特别在1200cm-1处有一强吸收峰,符合C-O的振动范围,因此可判断改化合物含有C-O键。

④图谱中在2820,2720cm-1处含有吸收峰,符合-CH3,-CH2对称伸缩范围,因此可判断化合物中含有-CH3基团和-CH2基团。

O H 综上所述,此化合物的结构式应为:第五章 分子发光分析法 1. 解释下列名词:

C O H2 C CH 3

(1)振动弛豫; (2)内转化; (3)体系间窜跃; (4)荧光激发光谱;

(5)荧光发射光谱; (6)重原子效应; (7)猝灭效应。

答:(1)振动弛豫是在同一电子能级中,分子由较高振动能级向该电子态的最低振动能级的非辐射跃迁。(2)内转化是相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。 (3)体系间窜跃是指不同多重态的两个电子态间的非辐射跃迁。

(4)以不同波长的入射光激发荧光物质,并在荧光最强的波长处测量荧光强度,以

激发波长为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制关系曲线得到的光谱即为荧光激发光谱。 (5)固定激发光的波长和强度不变,测量不同波长下的荧光强度,绘制荧光强度随波长变化的关系曲线即得到荧光发射光谱。

(6)使用含有重原子的溶剂(如碘乙烷、溴乙烷)或在磷光物质中引入重原子取代基,都可以提高磷光物质的磷光强度,这种效应称为重原子效应。

(7)猝灭效应是指荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子之间所发生的导致荧光强度下降的物理或化学作用过程。

2. 简述影响荧光效率的主要因素。

答:(1)分子结构的影响:发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团,共轭体系越大,荧光效率越高;分子的刚性平面结构利于荧光的产生;取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响,给电子取代基可使荧光增强,吸电子取代基使荧光减弱;重原子效应使荧光减弱。(2)环境因素的影响:溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响,溶剂的极性越强,荧光强度越大;温度对溶液荧光强度影响明显,对于大多数荧光物质,升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低;溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响;表面活性剂的存在会使荧光效率增强;顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。

3. 试从原理和仪器两方面比较吸光光度法和荧光分析法的异同,说明为什么荧光法的检出能力优于吸光光度法。

答:(1)在原理方面:两者都是吸收一定的光辐射能从较低的能级跃迁到较高的能级,不同的是,吸光光度法测量的是物质对光的选择性吸收,而荧光分析法测量的是从较高能级以无辐射跃迁的形式回到第一电子激发态的最低振动能级,再辐射跃

迁到电子基态的任一振动能级过程中发射出的荧光的强度。

(2)在仪器方面:仪器的基本装置相同,不同的是吸光光度法中样品池位于光源、单色器之后,只有一个单色器,且在直线方向测量,而荧光分析法中采用两个单色器,激发单色器(在吸收池前)和发射单色器(在吸收池后),且采用垂直测量方式,即在与激发光相垂直的方向测量荧光。

(3)荧光分析法的检出能力之所以优于吸光光度法,是由于现代电子技术具有检测十分微弱光信号的能力,而且荧光强度与激发光强度成正比,提高激发光强度也可以增大荧光强度,使测定的灵敏度提高。而吸光光度法测定的是吸光度,不管是增大入射光强度还是提高检测器的灵敏度,都会使透过光信号与入射光信号以同样的比例增大,吸光度值并不会改变,因而灵敏度不能提高,检出能力就较低。

4. 试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。 答:(1)在原理方面:荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光,均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态,测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射,不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射,磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态,再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射,二者所需的激发能是光辐射能。而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射,所需的激发能是化学能。

(2)在仪器方面:荧光分析和磷光分析所用仪器相似,都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。由于在分析原理上的差别,磷光分析仪器有些特殊部件,如试样室、磷光镜等。而化学发光分析法所用仪器不同,它不需要光源,但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置,还有与荧光和磷光分

析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。

5. 如何区别荧光和磷光?其依据是什么?

答:为了区别磷光和荧光,常采用一种叫磷光镜的机械切光装置,利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。

6. 采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率?

答:(1)在试液中加入表面活性剂,;(2)将被分析物吸附在固体的表面。

7. 化学发光反应要满足哪些条件?

答:(1)能快速地释放出足够的能量;(2)反应途径有利于激发态产物的形成;(3)激发态分子能够以辐射跃迁的方式返回基态,或能够将其能量转移给可以产生辐射跃迁的其它分子。

8. 简述流动注射式化学发光分析法及其特点。

答:流动注射分析是一种自动化溶液分析技术,它是基于把一定体积的液体试样注射到一个连续流动着的载流中,试样在流动过程中分散、反应,并被载流带到检测器中,再连续记录其光强、吸光度、电极电位等物理参数。其特点是,具有很高的灵敏度和很好的精密度。 第六章 原子发射光谱法

1. 何谓共振线、灵敏线、最后线和分析线?它们之间有什么联系?

答:以基态为跃迁低能级的光谱线称为共振线;灵敏线是指元素特征光谱中强度较大的谱线,通常是具有较低激发电位和较大跃迁概率的共振线;最后线是指试样中

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