儀器分析化學(xué)答案第8章到第12章

第八章電化學(xué)分析導(dǎo)論答：液接電位產(chǎn)生于具有不同電解質(zhì)或濃度不同的同種電解質(zhì)溶液界面之間，由于離子擴(kuò)散通過(guò)界面的速率不同，有微小的電位差產(chǎn)生，這種電位差稱為液接電位。答：負(fù)極：電子流出的極正極：電子流入的極陰極：接電源負(fù)極陽(yáng)極：接電源正極答：指示電極：在電化學(xué)測(cè)試過(guò)程中，溶液主體濃度不發(fā)生變化的電極參比電極：在測(cè)量過(guò)程中，具有恒定電位的電極4：解：左：+2e==+=-0.764+=-0.793右： =0.681=1.474 ，所以是原電池。5.解：左邊： =0.0592==6.解：左邊： 7.解：

第九章電位分析法1.答：玻璃膜的化學(xué)組成對(duì)電極的性能影響很大，純制成的石英玻璃就不具有響應(yīng)氫離子的功能。如果在石英玻璃中加入堿金屬的氧化物，將引起硅氧鍵斷裂形成荷電的硅氧交換電位。當(dāng)玻璃電極浸泡在水中時(shí)，溶液中氫離子可進(jìn)入玻璃膜與鈉離子交換而占據(jù)鈉離子的電位。由于氫離子取代了鈉離子的電位，玻璃膜表面形成了一個(gè)類似硅酸結(jié)構(gòu)的水化膠層。當(dāng)被氫離子全部占有交換電位的水化膠層與試液接觸時(shí)，由于它們的氫離子活度不同就會(huì)發(fā)生擴(kuò)散，氫離子的擴(kuò)散破壞了膜外表面與試液間兩相界面的電荷分布，從而產(chǎn)生電位差，形成相界電位。同理，膜內(nèi)表面與內(nèi)參比溶液兩相界面也產(chǎn)生相界電位，顯然，相界電位的大小與兩相間的氫離子活度有關(guān)，其關(guān)系為：因此，玻璃膜內(nèi)外側(cè)之間的電位差為作為玻璃電極的整體，玻璃電極的電位應(yīng)包含有內(nèi)參比電極的電位，即：或2.答：由于無(wú)法測(cè)量，在實(shí)際測(cè)定中，溶液的是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的相比較而確定的。用電位法測(cè)定溶液的時(shí)，先用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液定位，然后直接在計(jì)上讀出試液的。注意的事所選擇的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的盡量與未知液的接近，這樣可以減小測(cè)量誤差。3.答：銀電極銀電極離子選擇性電極鉑電極4.解：終點(diǎn)二分之一時(shí)此時(shí)終點(diǎn)二分之一時(shí)5．解：6．解：=2.337．解：=6.508．解：=0.179．解：10．解：15.5015.6015.7015.80E7.708.249.4310.035.411.9665-59=15.56ml(2)滴定至一半時(shí)的體積滴定一半為：=5.47+（6.60-5.47）=5.6此時(shí)而滴定至一半時(shí)：

第十章極譜分析法3.答：極譜分析是微量分析方法，測(cè)定依次在電極發(fā)生的物質(zhì)的量的多少。4.答：底液，即含有支持電解質(zhì)，除氧劑，絡(luò)合劑及極大抑制劑的溶液。10．解：對(duì)于可逆波：11.解：設(shè)50試液中濃度為則：解得=試樣質(zhì)量數(shù)為：12.解：50中溶液則： 試樣中質(zhì)量為：13．解：由可逆金屬的極譜波方程得：從上式接得=20從（1）式或（2）式得=-0.64V14．解： =-879V15.解：以對(duì)作圖由可求 0.0000.02000.06000.1000.3000.500-0.692-1.083-1.113-1.128-1.152-1.170-1.699-1.222-1-0.523-0.301=0時(shí)即為的半波電位。=—0.692V作圖或求直線的方程得：=-0.06066—1.18677斜率得絡(luò)合物組成：截距—=-1.18677得=16.解：在0.0V處，只有，得到，濃度等于的濃度，即：由尤考方程得：=1\*GB3①在-1.5V處。溶液中發(fā)生還原反應(yīng)的總濃度為+30.0=2即：30.0=即：15.0==2\*GB3②=1\*GB3①—得：=2\*GB3②

第十一章電解及庫(kù)侖分析法1.答：分解電壓：在電解時(shí)，能夠使被電解物質(zhì)在兩電極上產(chǎn)生迅速，連續(xù)的惦記反應(yīng)，所需的最低外加電壓。只有當(dāng)外加電壓達(dá)到能克服此電解池的反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電解才能繼續(xù)進(jìn)行，i-U曲線上的電解電流才能隨外加電壓的增大顯著上升。2．答：在控制電流電解分析中，由于電解電流大，并且基本恒定，因此電解效率高，分析速度快。但由于陰極電位不斷負(fù)移，其它種離子也有可能沉積下來(lái)，所以選擇性差。由于控制陰極電位能有效的防止共存離子的干擾，因此選擇性好。該法既可作定量測(cè)量，又可廣泛地用作分離技術(shù)，常用于多種金屬離子共存情況下的某一種離子的測(cè)定。6．答：庫(kù)侖分析的先決條件是電流效率為100%。電流效率是指被測(cè)物質(zhì)所消耗的電量（）與通過(guò)電解池的總電量（）實(shí)際應(yīng)用中由于副反應(yīng)的存在，使100%的電流效率很難實(shí)現(xiàn)，其主要原因?yàn)椋?.溶劑的電極效應(yīng)常用的溶劑為水，其電極反應(yīng)主要是H的還原和水的電解。利用控制工作電極電位和溶液PH的辦法能防止氫或氧在電極上析出。若用有機(jī)溶劑及其它混合溶液作電解液，為防止它們的電解，應(yīng)事先取空白溶液繪制—U曲線，以確定適宜的電壓范圍及電解條件。2.電活性雜質(zhì)在電極上的反應(yīng)試劑及溶劑中微量易還原或易氧化的雜質(zhì)在電極上反應(yīng)也回影響電流效率?？梢杂眉?cè)噭┳骺瞻准右孕Ｕ灰部梢酝ㄟ^(guò)預(yù)電解除去雜質(zhì)，即用比所選定的陰極電位負(fù)0.3—0.4V的陰極電位對(duì)試劑進(jìn)行預(yù)電解，直至電流降低到殘余電流為止。3.溶液中可溶性氣體的電極反應(yīng)溶解氣體主要是空氣中的氧氣，它會(huì)在陰極上還原為或。除去溶解氧的方法是在電解前通入惰性氣體（一般為氮?dú)猓?shù)分鐘，必要時(shí)應(yīng)在惰性氣氛下電解。4.電解自身參與反應(yīng)如電極本身在電解液中溶解，可用惰性電極或其它材料制成的電極。5.電解產(chǎn)物的再反應(yīng)常見(jiàn)的是兩個(gè)電極上的電解產(chǎn)物會(huì)相互反應(yīng)，或一個(gè)電極上的反應(yīng)產(chǎn)物又在另一個(gè)電極上的反應(yīng)。防止的辦法是選擇合適的電解液或電極；采用隔膜套將陽(yáng)極或陰極隔開(kāi)；將輔助電極置于另一容器內(nèi)，用鹽橋相連接。6.共存元素的電解若式樣中共存元素與被測(cè)離子同時(shí)在電極上反應(yīng)，則應(yīng)預(yù)先進(jìn)行分離。 7.解： =0.681V =0.346V(2)Ag析出完全時(shí)電位為：=0.385V可完全分離。陰極控制電位在0.385V或0.385-0.346V之間8．解：=0.307V=-0.166V陰極上先析出析出完全時(shí)，陰極電位為：=0.337-+0=0.159VCu和Sn可完全分離陰極電位控制在0.159V或-0.1660.159V之間，即可完全分離Cu和Sn。9.解：=-0.793V+0.70=-0.093V=-0.433V+0.48=0.047Cd先析出Zn開(kāi)始沉積時(shí)電位為10．解：陰極：=0陽(yáng)極：=1.23=1.23-0+0.487-0+0=1.717V11．解：=-0.822V-0.822=-0.0592+（-0.40）=7.1>7.112.解： 13.解：

第十二章色譜分析法1．簡(jiǎn)要說(shuō)明氣相色譜法的分離原理。答：利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)兩相作相對(duì)移動(dòng)時(shí)，使這些物質(zhì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，原來(lái)微小的分配差異產(chǎn)生了很明顯的分離效果，從而依先后順序流出色譜柱。2．氣相色譜儀有哪些主要部件，各有什么作用？答：氣相色譜儀的主要部件有：高壓氣瓶、氣化室、恒溫箱、色譜柱、檢測(cè)器。高壓氣瓶：儲(chǔ)存載氣。氣化室：將液體或固體試樣瞬間氣化，以保證色譜峰有較小的寬度。色譜柱：分離試樣。恒溫箱：嚴(yán)格控制色譜柱的溫度。檢測(cè)器：檢測(cè)從色譜柱中流出的樣品。3．試述熱導(dǎo)池檢測(cè)器及氫火焰電離檢測(cè)器的工作原理。答：熱導(dǎo)池檢測(cè)器是基于被分離組分與載氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同進(jìn)行檢測(cè)的，當(dāng)通過(guò)熱導(dǎo)池池體的氣體組成及濃度發(fā)生變化時(shí)，引起熱敏元件溫度的改變，由此產(chǎn)生的電阻值變化通過(guò)惠斯登電橋檢測(cè)，其檢測(cè)信號(hào)大小和組分濃度成正比。氫火焰電離檢測(cè)器是根據(jù)含碳有機(jī)物在氫火焰中發(fā)生電離的電理而進(jìn)行檢測(cè)的。4．根據(jù)速率理論方程式，討論氣相色譜操作條件的選擇。答：見(jiàn)課本214～216頁(yè)。5．試述速率理論方程式中A、B/μ、Cμ三項(xiàng)的物理意義。答：A：渦流擴(kuò)散項(xiàng)，在填充色譜中，當(dāng)組分隨載氣向柱出口遷移時(shí)，碰到填充物顆粒阻礙會(huì)不斷改變流動(dòng)方向，使組分在氣相中形成紊亂的類似“渦流”的流動(dòng)，因而引起色譜峰的變寬。B/μ：分子擴(kuò)散項(xiàng)，是由于色譜柱內(nèi)沿軸向存在濃度剃度，使組分分子隨載氣遷移時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生由高濃度向低濃度的擴(kuò)散，從而使色譜峰變寬。Cμ：傳質(zhì)阻力項(xiàng)。6．如何選擇氣—液色譜固定液？答：（1）極性組分，一般選擇非極性固定液。（2）中等極性的組分，一般選用中等極性的固定液。（3）強(qiáng)極性組分，選用強(qiáng)極性固定液。（4）極性與非極性組分的混合物，一般選用極性固定液。7．色譜定性和定量分析的依據(jù)是什么？各有哪些主要定性和定量方法。答：色譜定性分析的依據(jù)是：保留值。主要的定性分析方法：（1）利用保留值與已知物對(duì)照定性。（2）利用保留值經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性。（3）根據(jù)文獻(xiàn)保留數(shù)據(jù)定性。色譜定量分析的依據(jù)是：被測(cè)組分的質(zhì)量與其色譜峰面積成正比。主要的定量分析方法：（1）歸一化法。（2）內(nèi)標(biāo)法。（3）標(biāo)準(zhǔn)曲線法。8．進(jìn)行色譜定量分析時(shí)，為什么需使用定量校正因子？何種情況下可不使用校正因子？答：見(jiàn)課本231頁(yè)。9．進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，其實(shí)驗(yàn)條件如下：柱溫為125℃，進(jìn)口壓力為130.0kPa，出口壓力為100kPa，用皂膜流量計(jì)于27℃測(cè)得柱出口載氣流量為29.5mL·min-1，在此溫度下的水蒸氣分壓為2.70kPa，空氣的保留時(shí)間為0.12min，試樣中某組分的保留時(shí)間為5.34min。計(jì)算：（1）壓力校正因子j；（2）校正到柱溫柱壓下的平均載氣流量；（3）死體積V0；（4）該組分的調(diào)整保留體積。解：（1）（2）（3）（4）10．某色譜柱長(zhǎng)60.0cm，柱內(nèi)經(jīng)0.8cm，載氣流量為30mL·mL-1，空氣、苯和甲苯的保留時(shí)間分別是0.25min，1.58min和3.43nin。計(jì)算：（1）苯的分配比；（2）柱的流動(dòng)相體積Vg和固定相體積Vl（假設(shè)柱的總體積為Vg+Vl）；（3）苯的分配系數(shù)；（4）甲苯對(duì)苯的相對(duì)保留值。解：（1）（2）（3）（4）11．某色譜柱的柱效能相當(dāng)于104塊理論塔板。當(dāng)所得色譜峰的保留時(shí)間為100s、1000s和104s時(shí)的峰底寬度(Wb)分別是多少？假設(shè)色譜峰均為符合正態(tài)分布。解：12．在一根色譜柱上測(cè)得某組分的調(diào)整保留時(shí)間為1.94min，峰底寬度為9.7s，假設(shè)色譜峰呈正態(tài)分布，色譜柱的長(zhǎng)度為1m，試計(jì)算該色譜柱的有效理論塔板及有效理論塔板高度。解：13．在一個(gè)柱效能相當(dāng)于4200塊有效理論塔板的色譜柱上，十八烷及α－甲基十七烷的調(diào)整保留時(shí)間分別為15.05min及14.82min。（1）這兩個(gè)化合物在此色譜柱上的分離度是多少？（2）如果需要分離度R=1.0，需要多少塊有效理論塔板？解：14．在一根3m長(zhǎng)的色譜柱上，分析某試樣時(shí)，得到兩個(gè)組分的調(diào)整保留時(shí)間分別為13min及16min，后者的峰底寬度為1min，計(jì)算：（1）該色譜柱的有效理論塔板數(shù)；（2）兩個(gè)組分的相對(duì)保留值；（3）如欲使兩個(gè)組分的分離度R=1.5