光学分析部分习题(3)

1—5：错 错 错 错 对 6－10：对 错 对 错 对 11－15：错 错 对 错 对 16－17：对 对 四、解释术语：

1、自然宽度Δ?N：在无外界影响的情况下，谱线具有一定的宽度，这种宽度称为自然宽度，它与激发态原子的平均寿命有关。Δ?N=1/2??。激发态原子寿命为10-8秒，谱线的自然宽度为10-4?数量级。例如Na5896?线，Δ?N=1.2×10-4?。

2、压力变宽(谱线)：凡是非同类微粒(电子、离子、分子、原子等)相互碰撞或同种微粒相互碰撞所引起的谱线宽度统称为压力变宽。因前者原因变宽被称为罗伦兹变宽，后者原因变宽被称为共振变宽或赫尔茨马克变宽。压力变宽可随气体压力的增大而增大。

3、光谱通带：指光线通过出射狭缝的谱带宽度，它是由单色器的狭缝宽度和色散率决定的，随狭缝宽度的减小而减小，随色散率增高而减小。

4、谱线轮廓：指谱线不是单色的和无限窄的线，而是具有一定频率范围和形状。谱线轮廓习惯上用谱线的半宽度来表示。半宽度用频率(s-1)或波数(cm-1)或波长(?)表示。

5、原子吸收：气态基态原子对于同种原子发射出来的特征光谱辐射具有吸收能力的现象。

6、峰值吸收：用锐线光源辐射及采用温度不太高及稳定火焰的条件下，峰值吸收系数K0与火焰中待测元素的基态原子浓度存在着简单的线性关系，即K0=KN0。

7、积分吸收：在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能量。积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。

8、多普勒变宽：原子在空间作无规则热运动所引起的变宽，称为热变宽，也叫多普勒变宽。 五、简述题：

1、答：原子吸收光谱分析的光源应当符合以下基本条件： (1)谱线宽度窄(锐线)，有利于提高灵敏度和工作曲线的直线性。 (2)谱线强度大、背景小，有利于提高信噪比，改善检出限。 (3)稳定，有利于提高测量精密度。 (4)灯的寿命长。

2、答：单光束原子吸收分光光度计由光源、原子化器，单色器和检测系统四部分组成。其结构方框示意图如下：

光源 原子化器 分光器 检测系统 (单光源的作用是发射待测元素先生谱线。原子化器产生气态的基态原子，以便吸收待测谱线。单色器是将预测的谱线发出并投射到检测器中。检测系统的作用在于使光信号转化为电信号，经过放大器放大，输入到读数装置中进行测量。

3、答：背景吸收是由分子吸收和光散射引起的。分子吸收指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物、氢氧化物和盐类等分子对辐射线的吸收。在原子吸收分析中常碰到的分子吸收有：碱金属卤化物在紫外区的强分子吸收；无机酸分子吸收；火焰气体或石墨炉保护气体(N2)的分子吸收。分子吸收与共存元素的浓度、火焰温度和分析线波长(短波与长波)有关。光散射是指在原子化过程中固体微粒或液滴对空心阴极灯发出的

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光起散射作用，使吸光度增加。

消除背景吸收的办法有：改用火焰(高温火焰)；采用长波分析线；分离或转化共存物；扣除方法(用测量背景吸收的非吸收线扣除背景，用其它元素的吸收线扣除背景，用氘灯背景校正法和塞曼效应背景校正法)等。

4、答：用锐线光源辐射及采用温度不太高及稳定火焰的条件下，峰值吸收系数K0与火焰中待测元素的基态原子浓度存在着简单的线性关系，即K0=KN0。以一定强度的单色光I0通过原子蒸气，然后测定被吸收后的光强度I，根据朗伯-比尔定律，有A?lgI0?kc，即吸光度A与待测溶液的浓度成正比。 I5、答：根据峰值吸收的原理，如果要符合A?kc，那么原子吸收光谱法的光源必须是锐线光源，即分析中要选用的光源是待测元素的空心阴极灯，如果不知道要测定的元素是什么，那么就无从选择空心阴极灯，所以，原子吸收光谱法只适用于定量分析而不适用于定性分析。

6、答：只有用锐线光源才能实现峰值吸收。因为瓦尔西指出，用锐线光源辐射及采用温度不太高及稳定火焰的条件下，峰值吸收系数K0与火焰中待测元素的基态原子浓度存在着简单的线性关系，即K0=KN0。那么我们可以一定强度的单色光I0通过原子蒸气，然后测定被吸收后的光强度I，根据朗伯-比尔定律，吸光度A与待测溶液的浓度成正比，即A?lgI0?kc，测定待测物质的浓度。 I7、答：原子化器的功能是提供能量，使试液干燥、蒸发并原子化。基本要求是原子化器具有足够高的原子化效率；具有良好的稳定性和重现性；操作简单，干扰少。常用的原子化器类型有火焰原子化器和非火焰原子化器两类。

8、答：首先原子吸收光谱法是与几乎全部处于基态的气态原子相关，而原子发射光谱法是与小部分处于激发态的气态原子相关。其次激发态原子数目随温度以指数形式变化，这对为数不多的激发态原子影响严重，而对基态原子数的影响则不大。所以温度等实验条件改变时，对原子发射光谱的影响是敏感的，而对原子吸收光谱的影响是迟钝的。这就是原子吸收光谱法的灵敏度和准确度优于原子发射光谱法的原因。 六、计算题

1、答：解得cx=9.8mg/L。

2、答：先作A-C标准曲线，由标准曲线的废水中钙的含量为0.0423mg/mL。

3、答：解得cx=8.39×10-3mol/L。

4、答：标准加入法。试样中镉的浓度为0.575μg/mL。

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第五章 紫外可见吸收光谱法

一、选择题

1、人眼能感觉到的可见光的波长范围是（ ）。 A、400nm～760nm B、200nm～400nm C、200nm～600nm D、360nm～800nm

2、在分光光度法中，透射光强度(I)与入射光强度(I0)之比I/I0称为( )。 A、吸光度 B、吸光系数 C、透光度 D、百分透光度

3、符合朗伯-比尔定律的有色溶液在被适当稀释时，其最大吸收峰的波长位置( )。 A、向长波方向移动 B、向短波方向移动 C、不移动 D、移动方向不确定

4、对于符合朗伯-比尔定律的有色溶液，其浓度为c0时的透光度为T0；如果其浓度增大1倍，则此溶液透光度的对数为( )。

A、T0/2 B、2T0 C、2lgT0 D、0.5lgT0

5、在光度分析中，某有色物质在某浓度下测得其透光度为T；若浓度增大1倍，则透光度为( )。 A、T2 B、T/2 C、2T D、T1/2 6、某物质的摩尔吸光系数很大，则表明( )。

A、该物质溶液的浓度很大 B、光通过该物质溶液的光程长 C、该物质对某波长的光的吸收能力很强

D、用紫外-可见光分光光度法测定该物质时其检出下限很低

7、在用分光光度法测定某有色物质的浓度时，下列操作中错误的是( )。 A、比色皿外壁有水珠 B、待测溶液注到比色皿的2/3高度处 C、光度计没有调零 D、将比色皿透光面置于光路中 8、下列说法正确的是( )。

A、透光率与浓度成正比 B、吸光度与浓度成正比 C、摩尔吸光系数随波长而改变 D、玻璃棱镜适用于紫外光区

9、在分光光度分析中，常出现工作曲线不过原点的情况。与这一现象无关的情况有( )。 A、试液和参比溶液所用吸收池不匹配 B、参比溶液选择不当 C、显色反应的灵敏度太低 D、被测物质摩尔吸光系数太大

10、质量相等的A、B两物质，其摩尔质量MA＞MB。经相同方式发色后，在某一波长下测得其吸光度相等，则在该波长下它们的摩尔吸光系数的关系是( )。 A、ε

A

＞εB B、ε

A

＜εB C、ε

A

=εB D、2ε

A

＞εB

11、影响吸光物质摩尔吸光系数的因素是( )。 A、比色皿的厚度 B、入射光的波长 C、浓度 D、测定物质本身 12、下列表达不正确的是( )。

A、吸收光谱曲线表明吸光物质的吸光度随波长的变化而变化

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B、吸收光谱曲线以波长为纵坐标、吸光度为横坐标 C、吸收光谱曲线中，最大吸收处的波长为最大吸收波长 D、吸收光谱曲线表明吸光物质的光吸收特性 13、在光度分析中，参比溶液的选择原则是( )。 A、通常选用蒸馏水 B、通常选用试剂溶液 C、根据加入试剂和被测试液的颜色、性质来选择 D、通常选用褪色溶液

14、在光度分析中若采用复合光，工作曲线会发生偏离，其原因是( ) A、光强度太弱 B、光强度太强 C、有色物质对各光波的摩尔吸光系数相近 D、有色物质对各光波的摩尔吸光系数相关较大

15、在分光光度法中，测得的吸光度值都是相对于参比溶液的，是因为( )。 A、吸收池和溶剂对入射光有吸收和反射作用 B、入射光为非单色光 C、入射光不是平行光

D、溶液中的溶质产生离解、缔合等化学反应

16、在一般的分光光度法测定中，被测物质浓度的相对误差(Δc/c)的大小( )。 A、与透光度T成反比 B、与透光度的绝对误差(ΔT)成正比

C、与透光度T成反比 D、只有当透光度在适当的范围(15%～65%)之内时才有较小的值 17、不能用做紫外-可见光谱法定性分析参数的是( )。 A、最大吸收波长 B、吸光度 C、吸收光谱的形状 D、吸收峰的数目

二、判断题

1、高锰酸钾溶液呈紫红色，是因为其吸收了可见光中的紫色光。

2、摩尔吸光系数与溶液浓度、液层厚度无关，而与入射光波长、溶剂性质和温度有关。 3、在紫外光谱区测定吸光度应采用石英比色皿，是因为石英对紫外光没有反射作用。 4、当被测溶液为悬浮或乳浊液时，测得的吸光度偏高，产生正误差。

5、光度法测定要求吸光度在0.2～0.8之间，因为在此范围内该方法的灵敏度高。

6、如果用1cm比色皿测得某溶液的T%=10，为了减小光度误差，最方便的办法是改用3cm比色皿。 7、紫外-可见分光光度法仅能测定有色物质的吸光度，无色物质必须经过显色反应后才能进行测定。 8、在进行显色反应时，为保证被测物质全部生成有色产物，显色剂的用量越多越好。 9、光度分析法中选择最大吸收波长作为测量波长，是为了提高方法的选择性。

10、光度分析法中参比溶液的作用是用来消除溶液中的共存组分和溶剂对光吸收所引入的误差。

三、解释术语

1、吸收光谱曲线（吸收曲线） 2、透光率和吸光度

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3、摩尔吸光系数 4、郎伯-比尔定律

四、简答题

1、 简述紫外-可见吸收光谱定量及定性分析的基础。 2、 简述分子吸收光谱产生的机理。

五、计算题

1、某有色溶液，当液层厚度为1cm时，透过光的强度为入射光的87%；若通过5cm厚的液层时，其透过光的强度减弱多少？

2、甲基红的酸式和碱式的最大吸收波长分别为528cm和400nm，在一定的实验条件下测得数据如下(比色皿厚度为1cm)：甲基红浓度为1.22Χ10-5mol/L时，于0.1mol/L HCl中，测得A528=1.783，A400=0.077；甲基红1.09Χ10-5mol/L时，于0.1mol/L NaHCO3中，测得A528=0.000，A400=0.753；未知溶液pH=4.18，测得A528=1.401，A400=0.166；求未知溶液中甲基红的浓度。

第五章答案 一、选择题

1、A 2、C.D 3、C 4、C 5、A 6、C.D 7、A.C 8、B.C

9、C.D 10、A 11、B.D 12、B 13、C 14、D 15、A 16、B.D 17、B 二、判断题

1、√ 2、√ 3、Χ 4、√ 5、Χ 6、Χ 7、Χ 8、Χ 9、Χ 10、√ 三、解释术语

1、吸收光谱曲线（吸收曲线）：以吸光度为纵坐标，波长或频率为横坐标所得的吸光度-波长曲线所得的即为吸收光谱曲线，又称为吸收曲线。

2、透光率和吸光度：透光率T（%），也称透射比，为透过光强度I与入射光强度I0之比。吸光度A，表示单色光通过溶液时被吸收的程度，等于入射光强度I0与透过光强度I之比的对数值。 3、摩尔吸光系数：根据朗伯-比尔定律，??A cm-1。 ，?即为摩尔吸光系数，单位为L·mol-1 ·

cL cm-1；L为比色皿4、郎伯-比尔定律：A??Lc，其中A为吸光度；?为摩尔吸光系数，单位为L·mol-1 ·的厚度，单位为cm，c为试样浓度，单位为mol ·L-1。 四、简答题

1、简述紫外-可见吸收光谱定量及定性分析的基础。

答：紫外-可见吸收光谱定性分析的基础：吸收曲线的形状和最大吸收波长?max

紫外-可见吸收光谱定量分析的基础：某波长（通常为最大吸收波长?max）下测得物质的吸光度与物质浓度成正比关系。

2、 简述分子吸收光谱产生的机理。

答：分子吸收光谱的产生是由于气态分子在电磁辐射的作用下，吸收辐射能而发生能级的跃迁。分子内部

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的运动包括价电子运动、分子内部原子在平衡位置附近的振动以及分子绕核的转动，相应的就有电子光谱、振动光谱和转动光谱三种分子光谱。 五、计算题

1、答：因为 A=-lgT=εbc 所以 lgT2/lgT1=b2/b1=5 lgT2=5lgT1=5lg0.80=-0.485 T2=0.327

即光强度减弱为1-0.327=0.673=67.3% 2、答： εεεε

528400528400HInHInInIn

=1.783/(1.22Х10-5)L.mol-1.cm-1=1.46Х105L.mol-1.cm-1 =0.077/(1.22Х10-5)L.mol-1.cm-1=6.31Х103L.mol-1.cm-1

=0L.mol-1.cm-1

=0.753/(1.09Х10-5)L.mol-1.cm-1=6.91Х104L.mol-1.cm-1

528

HIn

因为 A528=εcHIn+0

In

故 cHIn=1.401/(1.46Х105)mol/L=9.60Х104mol/L 同理 A400=ε

400

HIn

cHIn+ε

400

cIn

故 cIn=(0.166-6.31Х103Х9.60Х10-6)/(6.91Х104)mol/L=1.52Х10-6mol/L c=cHIn+cIn=(9.60Х10-6+1.52Х10-6)mol/L=1.11Х10-5mol/L

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