仪器分析原理（何金兰版）课后答案

仪器分析习题与解答

第1章

1 为什么说光波是一种横波？

答: 我们知道，当波的传播方向与其振动方向垂直时，称为横波；光波是一种电磁波, 而

电磁波在空间的传播方向与其电场矢量和磁场矢量的振动平面垂直； 所以，光波是一种横波。

2 计算下列辐射的频率，波数及辐射中一个光子的能量

（1） 钠线（D线）589.0nm;

（2） 波长为200cm的射频辐射； （3） 波长为900pm的X射线。 解：（1）ν = c/λ =

3.0?1010?7589.0?10?cm?s?1cm-1

=5.0931014(Hz)

4

-1

? = 1/λ = (589.0×10cm)= 1.7×10(cm)

E = hc/λ

=

6.626?10?34-7

?3.0?10?710589.0?10?J?s?cm?s?1cm=3.38310-15(J)

3 吸光度与透光率的换算

（1） 将吸光度为0.01, 0.30, 1.50换算为透光率； （2） 透光率为10.0%, 75.0%, 85.5%换算为吸光度。

解：(1) ∵A=log(1/T) ∴ logT=－A=－0.01, ∴ T=10-0.01=97.7%

∴ logT=－A=－0.30, ∴ T=10-0.30=50.1%

-1.50

∴ logT=－A=－1.50, ∴ T=10=3.16% (2) A=log(1/T)=log100/10=log10=1.00 A=log(1/T)=log100/75=log1.333=0.125 A=log(1/T)=log100/85.5=log1.17=0.068 4 填表： 能 量 频率 J 3x1010 2.431024 2.431012 2.431014 1.99310-23 1.6x10-9 1.6x10-21 4.97x10-19 eV 1.24x10-4 9.98x109 0.01 3.1 cm-1 1 8.05x1013 8.05 25000 波 数 光 谱 区 微波区 γ区 远红外 近紫外

1

5 在765 nm波长下，水溶液中的某化合物的摩尔吸光系数为1.54×103（L2mol-12cm-1），

该化合物溶液在1 cm的吸收池中的透光率为43.2%。 问该溶液的浓度为多少？ 解： ∵A=－logT = ε lC

∴ C= A/ε l=－logT/ε l = －log(43.2%)/1.54×103×1=2.37×10-4 (mol/L) 6 某化合物的标准溶液浓度为2.5×10-4 mol2L –1，在5 cm长的吸收池中，在347nm波长

处，测得其透光率为58.6%。试确定其摩尔吸光系数。 解：∵A = ε lC =－logT,

-4

∴ ε = －logT/ lC = －log(58.6%)/5×2.5×10

= log 1.71/5×2.5×10-4= 0.232/5×2.5×10-4=1.86×102（L2mol-12cm-1）

7 以丁二酮肟光度法测镍配制镍和丁二酮肟配合物的标准溶液浓度为1.70×10-5 mol2L

–1

，在2.00 cm长的吸收池中，在470nm波长处，测得其透光率为30.0%。试确定其摩尔吸光系数。

解：∵A = ε lC =－logT,

∴ ε = －logT/ lC =－log30.0%/2.00×1.70×10-5=1.54×104（L2mol-12cm-1）

8 以邻二氮菲光度法测二价铁, 称取试样0.500g, 经过处理后，配成试液加入显色剂，最

后定容为50.0ml。用1.0cm的吸收池，在510nm波长下测得吸光度A=0.430。计算试

样中二价铁的质量分数(ε

10510=1.1×

4

)；当溶液稀释一倍后，其透光率为多少？

解：首先求出二价铁的浓度C1：

A = ε lC

∴ C1 = A/ε l = 0.430/1.1×10431.0 = 0.391×10-4(mol/L)=0.2×10-6(g/ml) 而试样的总浓度为C=0.5/50=0.01(g/ml)

-6-4

∴试样中二价铁的质量分数为：C1/ C=0.2×10/0.01=0.2×10(g/ml)

溶液稀释一倍后，∵吸光度A = 0.430/2 =0.215 ∴其透光率T= 10-0.215=60.9% 9 有两份不同浓度的同一溶液，当吸收池长为1.00 cm时，对某一波长的透光率分别为(a)

为65.0%和(b)为41.8%，求： （1） 两份溶液的吸光度；

（2） 如果溶液（a）的浓度为6.50×10-4 mol2L –1，求溶液（b）的浓度； （3） 计算在该波长下，此物质的摩尔吸光系数。

解：(1) Aa = －logT = －log65.0% = 0.187；Aa = －log41.8% = 0.379

(2) 因为同一溶液浓度不同, 所以摩尔吸光系数相同

-4

∴ Aa/ Aa=Ca/Cb, ∴Cb = Ca×Aa/ Aa=6.50×10×0.379/0.187

=13.17×10-4 mol2L –1

(3) ε = A/ lC =0.187/1.00×6.50×10-4=2.88×102（L2mol-12cm-1） 10 浓度为1.00×10-3 mol2L –1的K2Cr2O7溶液在波长450nm和530nm处的吸光度分别为

0.200和0.050； 1.00×10-4 mol2 L –1的KMnO4溶液在波长450nm处无吸收，在530nm处的吸光度为0.420。今测得某K2Cr2O7和KMnO4混合溶液在450nm和530nm处的吸光度分别为0.380和0.710。计算该混合溶液中K2Cr2O7和KMnO4的浓度。 解：首先, 根据已知条件求出两物质在不同波长下的摩尔吸光系数：

2

在450nm处, K2Cr2O7 的 ε = A/ lC = 0.200/ l×1.00×10-3=200 l-1

在530nm处, K2Cr2O7 的 ε = A/ lC = 0.050/ l×1.00×10-3=50 l-1 在450nm处, KMnO4 的 ε = 0

在530nm处, KMnO4 的 ε = A/ lC = 0.420/ l×1.00×10-4=4.2×103 l-1 然后, 根据混合溶液在不同波长下的吸光度求出浓度： 0.380 = C1×200 l-1×l + 0 ∴C1=1.90×10-3(mol/L)

-1 3-1

0.710 = C1×50 l×l+C2×4.2×10 l×l

∴C2=1.46×10-4(mol/L)

11 试液中Ca的浓度为3?g/mL，测得的吸光度值为0.319，问产生1%吸收信号对应的浓

度为多少？ 解：此题主要知道1%吸收相当于吸光度值为0.0044, 然后根据吸光度与浓度成正比的关系

计算：Cx = C1×Ax/A1 = 3×0.0044/0.319 = 0.0414(?g/mL) 12 写出下列各种跃迁的能量和波长范围：

（1） 原子内层电子跃迁； （2） 原子外层价电子跃迁； （3） 分子的电子能级跃迁； （4） 分子的振动能级跃迁； （5） 分子的转动能级跃迁。

解： 能量(ε/eV) 波长(λ/nm)

(1) 原子内层电子跃迁； 2.5×105～6.2 0.005～200nm (2) 原子外层价电子跃迁； 6.2～1.6 200～800nm (3) 分子的电子能级跃迁； 6.2～1.6 200～800nm (4) 分子的振动能级跃迁； 1.6～2.5×10-2 0.8～50μm (5) 分子的转动能级跃迁。 2.5×10-2～4.1×10-6 50μm～300mm 13 某种玻璃的折射率为1.700, 求光在此玻璃中的传播速度。 解：∵ 介质的绝对折射率n = c/υ

∴ 光在此玻璃中的传播速度

υ = c/n = 331010/1.700 = 1.7631010(cm/s)

14

14 计算辐射的频率为4.708×10Hz在结晶石英和熔凝石英中的波长。

解： ∵ 频率和波长的关系为： ν = υ/λ ∴ λ= υ/ν

又∵ υ = c/n

∴ 在结晶石英中的波长 λ= υ/ν = c/n×ν =3×1010/1.544×4.708×1014=476.4(nm)

在熔凝石英中的波长 λ= υ/ν = c/n×ν =3×1010/1.458×4.708×1014=437.0(nm)

15 轻质遂石玻璃的折射率为1.594，计算波长为434nm的辐射穿过该玻璃时每个光子的

能量。

解： ∵E = hυ/λ 而且 υ = c/n

∴穿过该玻璃时每个光子的能量

3

E = h c/n×λ = 6.626×10-34 J · s×3×1010cm · s-1 /1.594×434×10-8cm = 2.9×10-18 J

16 阐述光的干涉和光的衍射的本质区别。

解：干涉是有固定光程差的、频率相同的两束或多束光波的叠加过程, 干涉中光的传 …… 此处隐藏：5035字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……