紫外及可見吸收光譜法-習(xí)題

2023/1/21紫外及可見吸收光譜法(書后習(xí)題參考答案)2023/1/221.已知某Fe(Ⅲ)絡(luò)合物，其中鐵濃度為0.5μg·mL-1，當(dāng)吸收池厚度為lcm時(shí)，百分透光率為80%。試計(jì)算：（1）溶液的吸光度；（2）該絡(luò)合物的表觀摩爾吸光系數(shù)；（3）溶液濃度增大一倍時(shí)的百分透光率；（4）使（3）的百分透光率保持為80%不變時(shí)吸收池的厚度。2023/1/23解：已知b=1cm,T=80%,c=0.5μg·mL-1

則

(1)A=–

lgT=–

lg0.80=0.0969(2)由A=εbc得到：

2023/1/24

(3)c2=2c,A2=2A=0.1938

即–

lgT2=0.1938,T2=0.640(4)A3=–

lgT3=–

lg0.80=0.0969,c3=2c,

則A3=A,b3=b/22023/1/252.鋼樣中的鈦和釩，可以同時(shí)用它們的過氧化氫絡(luò)合物形式測(cè)定，1.000g鋼樣溶解，發(fā)色并稀釋至50mL。如果其中含1.00mg鈦，則在400nm波長(zhǎng)的吸光度為0.269；在460nm的吸光度為0.134。在同樣條件下，1.00mg釩在400nm波長(zhǎng)的吸光度為0.057；在460nm為0.091。表中各試樣均重1.000g，最后稀釋至50mL。根據(jù)它們的吸光度計(jì)算鈦和釩的百分含量。2023/1/26解：依條件，對(duì)鈦(Ti)：

,2023/1/27對(duì)釩(V)：

c=1mg/50mL，相當(dāng)于1g鋼樣中有1mg鈦或釩．則根據(jù)吸光度的加和性，得到：

0.269c1+0.057c2=A400

0.134c1+0.091c2=A460,2023/1/28

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入該方程組，計(jì)算結(jié)果列于下表．2023/1/293.取2.00mL含2mol·L-1NH3的Cu2+溶液放入1.00cm的吸收池中。測(cè)得在某一確定波長(zhǎng)的吸光度為0.600。然后取0.0100mol·L-1CuSO4溶液1.00mL添加到第一個(gè)吸收池中。再測(cè)得的吸光度為0.800。試指出第一個(gè)溶液中Cu2+的濃度為多少？2023/1/210

cx=0.00500mol·L-1

解：已知A1=0.600,A2=0.800,b=1cm

依條件，有：A1=εbcx

即0.600=ε×1×cx

2023/1/211試求出的離解常數(shù)。4.螫合物吸收峰波長(zhǎng)為575nm，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)配位體的初始濃度超過Cu2+濃度20倍時(shí)，吸光度數(shù)值只取決于Cu2+濃度而與配位體濃度無關(guān)。今有兩種Cu2+和X濃度均己知的溶液，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：2023/1/212解：(1)A=εb[CuX2],A=0.675,

c=3.10×10-5(CuX2)

(2)CuX2=Cu2++2X-

c(Cu2+)=5.00×10-5mol·L-1c(X-)=6.00×10-4mol·L-12023/1/213[Cu2+]=(5.00－1.68)×10-5=3.32×10-5mol·L-1[X-]=6.00×10-4

－2×1.682×10-5=5.66×10-4mol·L-12023/1/2145.配制一組溶液，其中鐵（II）的含量相同，各加入7.1210-4mol·L-1亞鐵溶液2.00mL，和不同體積的7.1210-4mol·L-1鄰菲羅啉溶液，稀釋至25mL后，用1.00cm吸收池在510nm測(cè)得各溶液的吸光度如下：2023/1/215（1）問亞鐵-鄰菲羅啉絡(luò)合物的組成是怎樣的？（2）絡(luò)合物的形成常數(shù)是多少？2023/1/216解：(1)作A~c關(guān)系圖．

當(dāng)VL=6mL時(shí)對(duì)應(yīng)的cL/cM值3:1，即絡(luò)合物組成為FeL3．

2023/1/217(2)在VL=6mL時(shí)，離解度為

2023/1/218或b=1cm,FeL3的摩爾吸光系數(shù)為：A=0.700時(shí)

2023/1/219則[L]=cL-3[FeL3]2023/1/2206.若透光率讀數(shù)誤差T=0.0040，計(jì)算下列各溶液的普通光度法濃度相對(duì)誤差：（1）T=0.204；（2）A=0.195；（3）A=0.280；（4）T=94.4%。2023/1/221

解：ΔT=0.0040

(1)T=0.204

(2)A=0.195T=0.638

2023/1/222(3)A=0.280T=0.525

(4)T=94.4%=0.944

2023/1/2237.若采用高吸光度示差法，以T＝80%的參比溶液調(diào)節(jié)滿標(biāo)度，題6中哪些溶液可用此法測(cè)定？試分別求出表現(xiàn)透光率Tf及濃度相對(duì)誤差，并與題6比較。2023/1/224解：

Ts=0.80，(4)不能用示差光度法測(cè)定．(1)T=0.204,Tr=0.204/0.80=0.255

2023/1/225

(2)T=0.638,Tr=0.7975

(3)T=0.525,Tr=0.656

與6題比較，利用示差法，提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度．

2023/1/226

8.鎘的某種絡(luò)合物，它的摩爾吸光系數(shù)為2.00104,用于分析一組水溶液中鎘的濃度，濃度范圍為0.510-4mol·L-1~1.0010-4mol·L-1，光度計(jì)配有1.00cm吸收池。儀器透光率讀數(shù)誤差為0.004，這一誤差與T的數(shù)值無關(guān)。（1）測(cè)得的吸光度和透光率將在什么范圍?

2023/1/227（2）對(duì)于Cd2+濃度為0.5010-4mol·L-1和1.510-4mol·L-1的試液，由于儀器讀Cd2+數(shù)誤差而引起結(jié)果的相對(duì)誤差是多少？（3）如果（2）中的溶液稀釋5倍后再測(cè)定，則結(jié)果的相對(duì)誤差是多少?

（4）如果用Cd2+濃度為0.4510-4mol·L-1溶液校正儀器達(dá)滿刻度（T=100），以進(jìn)行示差測(cè)定，則（2）中溶液由于儀器讀數(shù)誤差而引起結(jié)果的相對(duì)誤差是多少？2023/1/228解：ΔT=0.0040,ε=2.00104L·mol-1·cm-1,b=1cm(1)A=εbc

A1=εbc1=2.0010410.510-4=1.00

T1=0.100A2=εbc2=2.001041110-4=2.00

T2=0.010

即測(cè)得的吸光度范圍為1.00~2.00，透光度范圍為0.010~0.100．2023/1/229(2)對(duì)于c=0.5010-4mol·L-1，A1=1.00,T1=0.10

對(duì)于c=1.5010-4mol·L-1，A3=3.00T3=0.0010

2023/1/230

(3)對(duì)于c1=0.1010-4mol·L-1，A1=0.200,T1=0.631

對(duì)于c2=0.3010-4mol·L-1，A2=0.600,T2=0.251

2023/1/231(4)cs=0.4510-4mol·L-1,A=εbc=0.90,Ts=0.126

Tr1=0.10/0.126=0.794

Tr2=0.0010/0.126=0.00794

2023/1/2329.有兩種異構(gòu)休，-異構(gòu)體的吸收峰在228nm(

=14000)，而-異構(gòu)體吸收峰在296nm(=11000)。試指出這兩種異構(gòu)體分別屬于下面結(jié)構(gòu)中的哪一種？2023/1/233結(jié)構(gòu)Ⅱ

結(jié)構(gòu)Ⅰ解：共軛體系，吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，因此結(jié)構(gòu)I為β-異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)II為α-異構(gòu)體．2023/1/23410.已知丙酮的正己烷溶液的兩個(gè)吸收峰138nm和279nm，分別屬于n→π*和π→π*。試計(jì)算n、π、π*軌道的能量差，分別以電子伏特（eV）和焦/摩爾（J·mol-1）為單位。

2023/1/235解：π→π*,λ1=138nm;n→π*,λ2=279nm；

1eV=1.602×10-19J

(1)π→π*能量差

以J·mol-1表示，為Nhc/λ1=8.69×105J·mol-1

以eV表示，為2023/1/236

(2)n→π*能量差

以J·mol-1表示，為Nhc/λ2=4.29×105J·mol-1

以eV表示，為2023/1/237(3)n→π能量差

E3=E1-E2＝8.99-4.44=4.55eV(7.12×10-19J)

即4.40×105J·mol-12023/1/238

11.假定滴定反應(yīng)為A＋BC。B是滴定劑，根據(jù)下述條件，給出表示分光光度滴定過程的曲線圖，（1）A和C是無色物質(zhì)，B是吸光物質(zhì)；（2）A和B是吸光物質(zhì)，C是無色物質(zhì)；（3）A是吸光物質(zhì)，B和C是無色物質(zhì)（分光光度滴定曲線：以吸光度為縱坐標(biāo)，以滴定劑體積為橫標(biāo)作圖）。

2023/1/239解：2023/1/24012.試說明和比較下列術(shù)語復(fù)合光和單色光 單色器和色散元件 棱鏡d

/dd

/dndn/d

熒光激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜輻射躍遷和非輻射躍遷紅移和紫移2023/1/241復(fù)合光和單色光一束具有多種波長(zhǎng)的光稱為復(fù)合光，具有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光．單色器和色散元件單色器是一種能將輻射分解成它的各成分波長(zhǎng)，并能從中分出任一所需部分的儀器部件。單色器有一個(gè)棱鏡或光柵色散元件。2023/1/242棱鏡d

/d

指棱鏡的角色散率，是指兩條波長(zhǎng)相差d的光線被棱鏡色散后所分開的角度d．d

/dn――表示作為棱鏡材料折射率函數(shù)的

的變化．dn/d――表示折射率隨波長(zhǎng)的變化．2023/1/243熒光激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜改變激發(fā)光波長(zhǎng)，在熒光最強(qiáng)的波長(zhǎng)處測(cè)量熒光強(qiáng)度的變化，作激發(fā)光波長(zhǎng)與熒光強(qiáng)度的關(guān)系曲線，可得到激發(fā)光譜，激發(fā)光譜實(shí)質(zhì)上就是熒光物質(zhì)的吸收光譜。保持激發(fā)光波長(zhǎng)和強(qiáng)度不變，測(cè)量不同波長(zhǎng)處熒光強(qiáng)度的分布，作熒光波長(zhǎng)與熒光強(qiáng)度的關(guān)系曲線，可得到熒光光譜或稱發(fā)射光譜。2023/1/244輻射躍遷和非輻射躍遷一個(gè)分子的電子能態(tài)的激發(fā)包含了電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的任一振動(dòng)能態(tài)，處在激發(fā)態(tài)的分子是不穩(wěn)定的，在返回低能級(jí)的過程中產(chǎn)生輻射，稱為輻射躍遷，不產(chǎn)生輻射，則稱為非輻射躍遷．紅移和紫移在分子中引入的一些基團(tuán)或受到其它外界因素影響，吸收峰向長(zhǎng)波方向(紅移)或短波方向(藍(lán)移)移動(dòng)的現(xiàn)象。2023/1/24513.試舉例說明生色團(tuán)和助色團(tuán)。答：分子中含有非鍵或鍵的電子體系，能吸收外來輻射時(shí)并引起-*和n-*躍遷，可產(chǎn)生此類躍遷或吸收的結(jié)構(gòu)單元，稱為生色團(tuán)。主要的生色團(tuán)有-C=O，-N=N-，-N=O等．含有孤對(duì)電子(非鍵電子對(duì))，可使生色團(tuán)吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)并提高吸收強(qiáng)度的一些官能團(tuán)，稱之為