材料現代分析方法課件例題

2021-03-04 09:23:37 字數 5332 閱讀 7231

6、用發射光譜法測定氧化鋅粉末中鋁的含量時,得到以下資料(忽略任何稀釋影響,並設b = 1)。計算試樣中鋁的含量。

解:設鋼樣中鋁含量為w,應用內標法光譜定量分析的基本關係式,有:

解:由已知條件計算w、lgw和δs見下表。

8、計算鈉d線(λ = 598.0 nm)在溫度為2000 k時,由於都卜勒效應引起的譜線變寬為多少。

(已知mna = 22.99 g/mol)。

解:代入上式,有

9、某原子吸收分光光度計的倒線色散率為1.5 nm/mm,要測定mg,採用285.2 nm的特徵譜線,為了避免285.5 nm譜線的干擾,宜選用的狹縫寬度為多少?

解:為了避免285.5 nm譜線的干擾,光譜通帶寬度應小於285.5 – 285.2 = 0.3 nm

則狹縫寬度為:

所以,當狹縫寬度小於200 μm,即可免於干擾。

10、某原子吸收分光光度計,對濃度均為0.2 μgml-1的ca2+溶液和mg2+標準溶液進行測定,吸光度分別為0.054和0.072。試比較這兩個元素哪個靈敏度高?

解:根據特徵濃度計算式:

cc,mg,< cc,ca,mg的靈敏度較ca為高。

11、以0.05 μg/ml的co標準溶液,在石墨爐原子化器的原子吸收分光光度計上,每次5 ml與去離子水交替連續測定,共測10次,測得吸光度如下表。計算該原子吸收分光光度計對co的檢出限。

解:12、用原子吸收分光光度法測定礦石中的鉬。稱取試樣4.

23 g,經溶解處理後,轉移100 ml容量瓶中。吸取兩份10.00 ml礦樣試液,分別放入兩個50.

00 ml容量瓶中,其中乙個再加入10.00 ml(20.0 ug/ml)標準鉬溶液,都稀釋到刻度。

在原子吸收分光光度計上分別測得吸光度為0.314和0.586。

計算礦石中鉬的含量。

13、測定一系列鈣和銅溶液的吸光度:

計算:(1)銅和鈣濃度相等所產生的平均相對吸光度(a324.7/a422.7);

2)測定鈣用銅作內標,已知試樣內含銅2.47 ug/ml,a324.7 = 0.269,a422.7 = 0.218。求鈣的濃度,以ug/ml表示。

14、在一定條件下,兩個組分的調整保留時間分別為85秒和100秒,要達到完全分離,即r = 1.5。計算需要多少塊有效塔板。若填充柱的塔板高度為0.1 cm,柱長是多少?

解:r21= 100 / 85 = 1.18 n有效 = 16r2 [r21 / (r21 —1) ]2 = 16×1.

52 ×(1.18 / 0.18 ) 2 = 1547(塊) l = n有效·h有效 = 1547×0.

1 = 155 cm 即柱長為1.55公尺時,兩組分可以得到完全分離。

15、在一定條件下,兩個組分的保留時間分別為12.2 s和12.8 s,理論塔板數 n = 3600,柱長為1 m,請計算分離度。

要達到完全分離,即r = 1.5 ,計算所需要的柱長。

解:由:

塔板數增加一倍,分離度增加多少?

16、某化合物x與正十八烷及正十九烷相混合,注入色譜柱進行分析,從色譜圖上冊的以下資料:

計算化合物x的保留指數。

解:應用保留指數的計算公式得:

注意:若在上述測定組分的保留指數時,所選兩個正構烷烴的碳原子數相差n,調整保留時間為t』r(z)17、採用內標法分析燕麥敵1號試樣中燕麥敵[(ch3chch3)2ncosch2ccl=chcl]含量時,以正十八烷為內標,稱取燕麥敵試樣8.12 g,加入正十八烷1.

88 g,經色譜分析測得峰面積a燕麥敵 = 68.0 mm2,a正十八烷 = 87.0 mm2。

已知燕麥敵以正十八烷為標準的定量校正因子fi = 2.40,計算試樣中燕麥敵含量。

解:根據mi = ms (f 』i ai /f 』s as ),依題意 f 』i /f 』s = fi = 2.40;

則m燕麥敵= a燕麥敵× f燕麥敵 × m正十八烷 /a正十八烷 =68.0× 2.40× 1.88/87.0 = 3.53(g)

w燕麥敵% = 3.53 /8.12 × 100 = 43.4%

18、有下列電池:bi bio+(0.050 mol·l-1)h+(1.00×10-2 mol·l-1) i-(0.10 mol·l-1),agi(s) ag

已知:ksp,agi = 8.3×10-17,ebio/bio = 0.160 v,

eag+/ago = 0.799 v

(1)寫出電池兩個電極的反應,並指出哪個是正極,哪個是負極;

(2)計算電池電動勢,並說明是原電池還是電解池。

解:19、下列電池:hg(l)hg(no3)(0.

0010 mol·l-1),ki(0.01 mol·l-1) she,其電池電動勢為-0.321 v,計算反應:

hg2+ + 4i- ≒ hgi42-的平衡常數(假定在溶液中汞的形式只有hg2+和hgi42-)。

因為[hg]2+很小,所以[hgi]42- ≈ 0.0010 mol/l。由於乙個hg2+與4個i-起反應,生成hg42-,所以:

20、下列電池:

ni(s) niso4(0.025 mol·l-1) kio3(0.10 mol·l-1),cu(io3)2(s) cu(s)其電動勢為0.

482 v,求cu(io3)2的ksp。已知eni2+/ni0 = -0.231 v, ecu2+/cu0 = 0.

337 v)

用pna玻璃膜電極(kna+,k+= 0.001)測定pna=3的試液時,如試液中含有pk=2的鉀離子,則產生的誤差是多少?

解:21、測定3.30×10-4 mol/l的cacl2溶液的活度,若溶液中存在0.20 mol/l的nacl,計算:

(1)由於nacl的存在所引起的相對誤差是多少(已知kca2+,na+ = 0.0016)?

(2)若要使誤差減少至2%,允許nacl的最高濃度是多少?

解:(1)

(2)將相對誤差計算公式恒等變形後,有:

當nacl的濃度低於0.064 mol/l時,由此產生的誤差小於2%。

22、某硝酸根電極對硫酸根的選擇係數:kno-3,so42-=4.1×10 -5,用此電極在1.

0mol/l硫酸鹽介質中測定硝酸根,如果要求測量誤差不大於5%,試計算可以測定的硝酸根的最低活度為多少?

解: kno3-,so42-×(aso42- )zi/zj /ano3- ≤5%

ano3- ≥4.1×10-5×1.0 1/2/ 5%

ano3- ≥8.2×10-4mol/l。

測定的硝酸根離子的活度應大於8.2×10-4mol/l。

23、下列電池:s2-選擇性電極 s2-(a = 1.00×10-3 mol/l) sce其電動勢為0.

315 v。用未知s2-溶液代替上述已知濃度的s2-溶液,測得電動勢為0.248 v。

試計算未知溶液中s2-濃度(液接電位忽略不計)。

解:利用陰離子計算公式,有:

24、用氯離子選擇性電極測定果汁中氯化物含量時,在100 ml的果汁中測得電動勢為-26.8 mv,加入1.00 ml、0.

500 mol/l經酸化的nacl溶液,測得電動勢為-54.2 mv。計算果汁中氯化物濃度(假定加入nacl前後離子強度不變)。

解:用近似式計算:

兩種計算方法所得結果的相對誤差:

所以該題可以用近似式計算,因為vx = 100 vs。

25、稱取土壤試樣8.172 g,用ph = 8.2的乙酸鈉溶液處理,離心分離轉移含鈣的澄清液於100 ml容量瓶中並稀釋至刻度。

取50 ml該溶液用該離子選擇性電極和飽和甘汞電極,測得電動勢為20.0 mv,加入3.85×10-2 mol/l 25.

0 ml的標準鈣溶液,測得電動勢為0.0 mv。已知mca = 40.

08 g/mol,計算ca的含量(假定加入標準鈣溶液前後離子強度不變)。

解:用近似式計算:

用準確式計算:

顯然,本題不能用近似式計算,所得結果誤差太大。

26、將鈣離子選擇電極和飽和甘汞電極插入100.00ml水樣中,用直接電位法測定水樣中的ca2+。25℃時,測得鈣離子電極電位為-0.

0619v(對sce),加入0.0731mol/l的ca(no3)2標準溶液1.00ml,攪拌平衡後,測得鈣離子電極電位為-0.

0483 v(對sce)。試計算原水樣中ca2+的濃度?

解:由標準加入法計算公式

s = 0.059 / 2

c=(vs cs)/vx=1.00×0.0731/100

e=-0.0483-(-0.0619)=0.0619-0.0483=0.0136 v

cx=δc(10δe/s-1)-1=7.31×10-4(100.461-1)-1=7.

31×10-4× 0.529=3.87× 10-4 mol/l 試樣中ca2+ 的濃度為3.

87×10-4mol/l。

27、在0.1000mol/l fe2+溶液中,插入pt電極(+)和sce(-),在25℃測得電池電動勢0.395v,問有多少fe2+被氧化成fe3+?

解: sce‖a(fe3+ ) , a( fe2+ ) |pt

e = e鉑電極- e甘汞 = 0.77 + 0.0592 lg([fe3+]/[fe2+])-0.2438

lg([fe3+]/[fe2+])=(0.395+0.2438-0.771)/0.0592 = -2.254

設有 x % 的 fe2+ 氧化為 fe3+,則:lg([fe3+]/[fe2+]) = lg x /(1-x)=-2.254

x/(1-x)=0.00557; x=0.557% 即有約0.56%的fe2+被氧化為fe3+

結構分析:

譜**析(峰歸屬):紅外光譜中,3030 cm-1的吸收峰是苯環上的=c-h伸縮振動引起的。1607 cm-1、1508 cm-1的吸收峰是苯環骨架c=c伸縮振動引起的。

817 cm-1說明苯環上發生了對位取代。可初步推測是乙個芳香族化合物,其基本結構單元為對苯。結合不飽和度為6,並考慮到分子式為c8h7n,不難看出除苯環外(不飽和度等於6),只可能再含有乙個c≡n叄鍵。

2217 cm-1吸收峰,位於叄鍵和累積雙鍵的特徵吸收區。從該峰的強度看,是一強峰,它不可能是c ≡ c的伸縮振動吸收,因為c ≡ c的吸收一般較弱;從它的位置看,不可能是丙二烯基c=c=c和異氰的-n+ ≡ c-基等的吸收,因為它們的吸收峰位置應低於2217 cm-1 。但有可能是氰基- c≡n ( 2240 cm-1左右)或異氰酸酯的-n=c=o基團,從分子式看否定了後者。

所以2217 cm-1處的吸收峰是由於- c≡n基和苯環共軛,其伸縮振動吸收向低波數方向移動的結果。2920 cm-1處有一中等強度吸收峰,是分子中具有飽和碳原子的證明,1450 cm-1、1177 cm-1處的吸收峰,表明分子中含有-ch3基。而785 ~ 720 cm-1區無小峰,說明分子中無-ch2-。

綜上所述,該化合物可能為對甲基苯甲氰。當然,要明確該化合物為甲基苯甲氰,必須與標準紅外譜圖核對。

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