1、第十章吸光光度法1. 與化學分析法相比，吸光光度法的主要特點是什么？答：靈敏度高 儀器設備簡單，操作簡便，快速 準確度較高 應用廣泛2. 何謂復合光、單色光、可見光和互補色光？白光與復合光有何區別？ 答：復合光指由不同單色光組成的光；單色光指其處于某一波長的光；可見光指人的眼睛所能感覺到的波長范圍為400-750 nm的電磁波；將兩種適當顏色的光按照一定的強度比例混合若可形成白光，它們稱為互補色光； 白光是是一種特殊的復合光，它是將各種不同顏色的光按一定的強度比例混合而成有復合光。3. 簡述朗伯 -比爾定律成立的前提條件及物理意義，寫出其數學表達式。答：確定前提為： 入射光為平行單色光且垂直照

2、射；吸光物質為均勻非散射體系；吸光質點之間無相互作用； 輻射與物質之間的作用僅限于光吸收過程，無熒光和光化學現象發生。其物理意義如下：當一束單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質時，其吸光度a與吸光物質的濃度c 及吸收層厚度b 成正比。92其數學表達式為：i 0algi tlg 1 tkbc4. 摩爾吸收系數 在光度分析中有什么意義？如何求出 值？ 值受什么因素的影響？ 答：摩爾吸光系數 在光度分析中的意義：當吸光物質的濃度為1mol/l 和吸收層厚度為1cm 時，吸光物質對某波長光的吸光度。(2) 在吸光物質的濃度適宜低時，測其吸光度a ，然后根據a計算而求得。bc(3) 值受入射光的波長，

3、吸光物質的性質、溶劑、溫度、溶液的組成、儀器靈敏度等因素的影響。5. 何謂吸光度和透射比，兩者的關系如何？答：吸光度 a 是指入射光強度 i0 與透射光強度 it 的比值的對數值。透射比 t 是指透射光強度 it 與入射光強度 i 0 的比值。兩者的關系如下：alg i 0i tlg 1 t6. 在光度法測定中引起偏離朗伯-比爾定律的主要因素有那些？如何消除這些因素的影響？答： 物理因素： 非單色光引起的偏離非平行入射光引起的偏離 介質不均勻引起的偏離。化學因素： 溶液濃度過高引起的偏離 化學反應引起的偏離。消除這些影響的方法：采用性能較好的單色器采用平行光束進行入射，改造吸光物質使之為均勻非

4、散射體系，在稀溶液進行， 控制解離度不變， 加入過量的顯色劑并保持溶液中游離顯色劑的濃度恒定。7. 分光光度計的主要部件有哪些？各部件的作用是什么？答：分光光度計的主要部件有：光源、單色器、吸收池、檢測系統、信號顯示系統。光源能提供具有足夠發射強度、穩定且波長連續變化的復合光。單色器的作用是從光源發出的復合光中分出所需要的單色光。吸收池是用于盛裝參比溶液、試樣溶液的器皿。檢測系統是利用光電效應把通過吸收池后的透射光變成與照射光強度成正比的光電流， 再進行測量。信號顯示系統的作用是檢測光電流強度的大小，并以一定的方式顯示或記錄下來。8. 吸收光譜曲線和標準曲線的實際意義是什么？如何繪制這種曲線？

5、答：吸收光譜曲線是吸光光度法選擇測量波長的依椐，它表示物質對不同波長光吸收能力的 分布情況。 由于每種物質組成的特性不同決定了一種物質只吸收一定波長的光，所以每種物質的吸收光譜曲線都有一個最大吸收峰，最大吸收峰對應的波長稱為最大吸收波長，在最大吸收波長處測量吸光度的靈敏度最高。在光度分析中，都以最大吸收波長的光進行測量。吸收光譜曲線的繪法： 在選定的測定條件下， 配制適當濃度的有色溶液和參比溶液，分別注入吸收池中， 讓不同波長的單色光依次照射此吸光物質，并測量此物質在每一波長處對 光吸收程度的大?。ㄎ舛龋?，以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，即可得。標準曲線是微量分析常用的一種定量分析方法

6、。在一定的測定條件和濃度范圍內，吸光度與溶液之間有線性關系，以濃度為橫坐標， 吸光度為縱坐標， 一般可得一條通過坐標原點的直線，即工作曲線。利用工作曲線進行樣品分析時，非常方便。標準曲線的繪法： 首先在一定條件下配置一系列具有不同濃度吸光物質的標準溶液 （稱標準系列），然后在確定的波長和光程等條件下，分別測量系列溶液的吸光度，繪制吸光度 - 濃度曲線，即為標準曲線。9. 吸光光度法測定對顯色反應有何要求？從哪些方面來考慮顯色反應的條件？答：要求：選擇性要好、靈敏度要高、對比度要大、有色化合物要穩定、組成要恒定，顯色反應的條件要易于控制。考慮顯色反應的條件為：顯色劑的用量； 溶液的酸度；時間和溫

7、度；有機溶劑和表面活性劑；共存離子的干擾及消除。10. 溶液的酸度對顯色反應的影響表現在哪些方面？如何選擇和確定最適宜的酸度？答：溶液的酸度對顯色反應的影響表現在以下幾個方面：對被測物質存在狀態的影響；對顯色劑濃度和顏色的影響；對絡合物組成和顏色的影響。選擇和確定最適宜酸度的方法是：固定被測組分.顯色劑和其它試劑的濃度，配成一系列酸度不同的顯色溶液，測量其吸光度， 繪制吸光度酸度曲線， 曲線中吸光度最大且恒定的酸度區間即為顯色反應適宜的酸度范圍。11. 為了提高測量結果的準確程度，應該從哪些方面選擇或控制光度測量的條件？答： 1、選擇合適的入射波長。一般為最大吸收波長，如果有干擾時，可選擇用靈

8、敏度較低， 但能避開干擾的入射波長。2、控制準確的讀數范圍。一般控制在0.15-0.80，為此，可通過控制試樣的稱量、稀釋或濃縮試樣、改變吸收池的厚度。3、選擇適當的參比溶液。12. 為什么示差光度可以提高測定高含量組分的準確度？答：應用差示光度法測定高含量組分時，由于利用稍低于試樣溶液的標準溶液作參比，所測試樣溶液的吸光度則是標準參比溶液和試樣溶液濃度之差的吸光度，即兩溶液吸光度之差與 兩溶液濃度之差成正比：a= c= (cx-cs )由于 c 比 c 大得多，故測定 c 的誤差就比 c 的誤差小得多。示差光度可以提高測定高含量組分的準確度的原因，是因為用稍低于試樣溶液濃度的標準溶液作參比，

9、調節t% 為 100%時，相當于把光度計讀數標尺進行了擴展。13. 簡述用摩爾比法測定絡合物絡合比的原理。答：在一定的條件下，假設金屬離子m 與絡合劑 r 發生下列顯色反應（略去離子電荷）：m+nr=mr n為了測定絡和比 n ，可固定金屬離子的濃度cm ，改變絡和劑的濃度cr，配置一系列 cr/cm不同的顯色溶液。 在絡和物的ma.x 處 ，采用相同的比色皿測量各溶液的吸光度，并對 cr/cm作圖。在顯色反應尚未進行完全階段，此時cr/cm<n ，故吸光度 a 隨 cr 的增加而上升。在顯色反應進行完全時，溶液的吸光度基本保持不變，曲線的轉折點e 所對應的cr/cm=n 。實際上在轉折

10、點附近，由于絡和物多少有離解，故實測的吸光度要低一些。14. 雙光束分光光度計與單光束分光光度計相比有什么不同？有哪些特點？答：它們的不同點有： 雙光束分光光度計比單光束分光光度計結構復雜，可實現吸收光譜的自動掃描，價格昂貴，用途廣泛，光路設計要求嚴格。雙光束分光光度計具有較高的測量精密度和準確度，而且測量方便快捷， 特別適合進行結構分析。15. 有 50.00 ml 含 cd2+5.0 g 的溶液， 用 10.0 ml 二苯硫腙 -氯仿溶液萃取 （萃取率 100% ） 后，在波長為518 nm 處，用 1 比色皿測量得 t=44.5% 。求吸收系數 a、摩爾吸收系數 和桑德爾靈敏度 s 各為

11、多少？ 解：依題意可知被萃取后 cd 2+ 的濃度為：5.01010 610 35.010 4 g / la=-lgt=-lg0.445=0.35aa0.357.010 2 lg 1cm 1bc10.355.010 44411=15.010 47.869108.010lm olcm112.41s m/112.41=1.4 ×10-3g·cm-2cd8.010416. 鈷和鎳與某顯色劑的絡合物有如下數據：/nm510656 co/l ×mol -1 cm-13.64×1041.24 ×103× ni /l ×mol -1 &#

12、215;cm-15.52 ×1031.75 ×104將 0.376g 土壤試樣溶解后配成 50.00 ml 溶液， 取 25.00ml 溶液進行處理， 以除去干擾物質， 然后加入顯色劑， 將體積調至 50.00 ml. 此溶液在 510 nm 處吸光度為 0.467，在 656 nm 處吸光度為 0.374，吸收池厚度為 1 cm。計算鈷鎳在土壤中的含量（以 g· g-1 表示）。解：根據題意列出方程組a 1= 1 xbcx+ 1y bcya 2= 2x bcx+ 2y bcy已知： a 1=0.476a 2=0.374 1x=3.64 ×104 2x=

13、1.24 ×103 1y=5.52 ×103 2y=1.75 ×104解得cx =0.96 ×10-5 mol · l -1cy=2.07 ×10-5 mol · l -1m x=cx ×0.05 ×2×58.9332/0.376=152 g· g-1 m y=cy×0.05 ×2×58.6934/0.376=323 g· g-11017. 某鋼樣含鎳為0.12，用丁二肟顯色， =1.3 × 4l· mol-1 ·

14、cm-1 .若鋼樣溶解顯色以后，其溶液體積為100.0 ml，在 =470 nm 處用 1cm 的吸收池測量，希望測量誤差最小， 應稱取試樣多少克？c=0.434kb×lnt=3.34 ×10mol/l-55應采取的質量m=3.34100.158.69340.0012=0.16g答：應采取的質量試樣為0.16g18用硅鉬藍分光廣度法測定硅的含量。用下列數據繪制標準曲線：測定試樣時稱取鋼樣0.500 g ，溶解后轉入 50 ml 容量瓶中，與標準曲線相同的條件下測得吸光度 a=0.522 ，。求試樣中硅的質量分數。解：根據題意得1.00.80.6a0.40.20.00.000

15、.050.100.15c(mg/ml)0.200.250.30由圖得 ab=4.200硅的質量百分數si%m100% mabmsv100%0.5224.2005010 30.5001.24%100%解。要使測量誤差最小，則t=e-1=0.368lnt=-1硅標準溶液的濃度 /mg· ml -10.0500.1000.1500.2000.250吸光度（ a ）0.2100.4210.6300.8391.01答：試樣中硅的質量百分數為1.24% 。19. 鋼樣 0.500g 溶解后在容量瓶中配成100 ml 溶液。分取 20.00 ml 該溶液于 50 ml 容量4瓶中，其中的mn 2+

16、氧化成 mno -后，稀釋定容。然后在 =525nm 處，用 b=2 cm 的比色皿測得 a=0.60 。已知 k 525=2.3 ×103 l· mol -1· cm-1，計算鋼樣中 mn 的質量分數 ( )。解： a=kbccakb2.30.6010 32= 1.3×10-4mol · l -1-4試樣中錳的質量 m=1.3 ×10 ×0.05 ×5×54.94=17.861×0-4 gmmn%=17.8610 4100% =0.36%0.5000.50020. 某有色溶液在 1cm 比色皿

17、中的 a=0.400 。將此溶液稀釋到原濃度的一半后，轉移至3cm的比色皿中。計算在相同波長下的a 和 t 值 。解：設 b1=1cmb2=3cma 1=0.400c2=0.5c1a 2=?a 1= b1 c1a 2= b2 c2得 a2=0.60t10 a210 0. 625%21. 服從郎伯比爾定律的某有色溶液，當其濃度為c 時，透射比為 t。問當其濃度變化為0.5c、1.5、和 3.0c，且液層的厚度不變時，透射比分別是多少？哪個最大？解：由 a=-lgt= bct10bc（ 1）當 c2=0.5cct2t（ 2）當 c3=1.5c 時t t 33（ 3）當 c4=3.0c時 t4=t

18、3t<1t 2 最大22. 已知 kmno 4 的 525=2.3 ×103 l· mol -1· cm-1，采用 b=2cm 的比色皿，欲將透射比 t 的讀數范圍 15 70，問溶液的濃度應控制在什么范圍（以 g·ml-1 表示）？若 t 值超出了上述范圍時應采取何種措施？解：根據公式c=0.434kb0.434lnt-4t=15%時， c=2.33ln0.15=1.7910210× mol/l =1.79 ×10-4mol/l ×158.03× 103 g· ml -1=28.3 g·

19、 ml -1-1t=70% 時， c=0.43410-53ln0.70=3.36× mol · l2.3102-53-1-1 =3.36 ×10mol/l ×158.03× 10 g· ml=5.3 g· ml濃度因控制在 28.3 5.3g· ml -1，若超過范圍應適當稀釋。23. 有一濃度為 2.0× 10-4 mol ·l-1 的某顯色溶液，當b1=3cm 時測得 a 1=0.120。將其稀釋一倍后改用 b2=5 cm 的比色皿測定，得 a 2=0.200（ 相同）。問此時是否服從朗伯-

20、比爾定律？解：假設此時符合朗伯比爾定律，a= bc，則摩爾吸光系數a10.120a20.200 1=200 2=4=400b1c13 1 22.0104b2c251.010假使條件不成立，即此時不符合朗伯比爾定律24. 某一光度計的讀數誤差為0.005，當測量的透射比分別為9.5及 90時，計算濃度測量的相對誤差各為多少？解：光度計的讀數誤差為dt=0.005 ，t 為透光率。根據朗伯 -比爾定律，濃度的相對誤差dcer=c100%0.434dtt lg t100%當 t 為 9.5% 時dcer=c100% =0.434dtt lg t100%0.434=9.5%0.005lg 9.5%10

21、0% =-2.2%當 t 為 90% 時dcer=100% =0.434dt100% =0.4340.005100% =-5.2%ct lg t90% lg 90%答：濃度測量的相對誤差分別為-2.2% 和-5.2% 。25. 某吸光物質 x 的標準溶液濃度、為1.0×10-3 mol · l -1，其吸光度 a=0.699 。一含 x 的試夜在同一條件下測量的吸光度為a=1.000 。如果以上述標準溶液作參比，試計算：（1） 試夜的吸光度為多少？（2） 用兩種方法測得的t 值各為多少？解：試液的吸光度a f=a x -a s=1.000-0.699=0.301一般方法下，

22、測得的標準溶液ts=10-a =10-0.699=20%axtx1010 110%用示差法測得的 ts=100%tx10 af10 0.30150%226. 在 zn 2+2q2- znq2-顯色反應中，螯合劑濃度超過陽離子濃度40 倍以上時，可以認為zn 2+全部生成 znq 2 2-。當 zn 和 q2+的濃度分別為 8.00× 10-4mo ·l -1 和 4.000× 10-2 mol·l -1時，在選定波長下用1cm 吸收池測量的吸光度為0.364。在同樣條件下測量czn=8.00× 10-4 mol ·l -1 ， cq=

23、2.10 ×10-3 mol · l-1 的溶液時，所得吸光度為0.273。求此絡合物的形成常數。，2解：依題意得；當螯合劑的濃度超過陽離子40 倍以上時， zn2+全部轉化為 znq 2-當 a 1=0.364 時2cq4.0010 245040czn 28.0010故在 czn 28.00410,cq 24.0010 2 時， zn 2全部轉化為2znq 22即 cznq 28.0010 4 (mol/ l)當 a 2=0.273 時cq 2czn 22.108.0010 310 4402故 zn 2+未完全轉化為 znq 2- ，根據 a= bc有cznq22'

24、;cznq22即 c'znq 22a2 c aznq 2210.2730.3648.001046.0010 4 (mol / l)則溶液中剩余的czn 28.001046.001042.00104(mol / l)cq 2再根據2.1010326.001049.00104( mol / l )zn2+2q 2-znq 22-kc znq226.00平衡c2zn 2cq 22.0010410(94104 ) 23.7010627有下列一組數據，求未知液中吸光物質濃度/mol.l -1a 與 b 的濃度。波長 /nm吸收池厚度 /cm吸光度a5 00× 1b-58.00 

25、5;10a+b未知解：設 a、 b 在 440nm 時的摩爾吸光系數分別為a1 、b1aa1 = bca10.6833a14 =1.366 ×105.0010b1 = bcab10.1068.0010 51.325103b1在590nm 時， a 、b 、 k 的分別為k a2、 k b2kaa20.139a2=bca5.0010412=2.78 ×10kab2b2=bcb10.4708.0010 53=5.875 ×10兩中溶液混合時 a1=a ×b×ca+1b1×b×cba2=a2×b×ca+b2b×cba1a2-444010 683059010 13944010.10659010.47044011.02259010.4141.022=1.3