第九章 紫外-可见分光光度法
1:Lamber-Beer定律的物理意义是什么?
答:Lamber-Beer定律:A=Kbc,它表明:当一束平行单色光通过某有色溶液时,溶液的吸光度
A与液层厚度b和溶液浓度c的乘积成正比。
2:何谓吸光度?何谓透光度?二者间有何关系?
答:吸光度表示物质对光的吸收程度,用A表示;透光度也是用于表示物质对光的吸收程度,
用T表示。二者之间有以下关系:
A?lg1??lgTT
3:摩尔吸光系数ε的物理意义是什么?它和哪些因素有关?
答:摩尔吸光系数ε是吸光物质在特定波长下的特征常数,是表征显色反应灵敏度的重要参数。
ε越大,表示吸光物质对此波长的光的吸收程度越大,显色反应越灵敏。它表示物质的浓度为1mol·L-1液层厚度为1cm时,溶液的吸光度。ε和入射光源的波长以及溶液本身的物理或化学因素都有关系。
4:什么是吸收曲线?有何实际意义?
答:若将不同波长的单色光依次通过某浓度一定的有色溶液,测出相应波长下物质对光的吸光度
A,以波长λ为横坐标,吸光度A为纵坐标作图即为A-λ吸收曲线。从吸收曲线可以看出以下关系:(1)被测溶液对不同波长的光的吸收具有选择性;(2)不同浓度的溶液的吸收曲线形状相似,最大波长不变,说明物质的吸收曲线是一种特征曲线,可以定性的判断物质;(3)在最大吸收峰附近,吸光度测量的灵敏度最高。这一特征可作为物质定量分析选择入射光波长的依据。
5:将下列透光度换算成吸光度
(1)10% (2)60% (3)100% 解:用A表示吸光度,T表示透光度,由公式A?lg (1)A1??lgT1??lg0.1?1; (2)A2??lgT2??lg0.6?0.22; (3)
1??lgT可得: TA3??lgT3??lg1?0
6:某试液用2cm的比色皿测量时,T=60%,若改用1cm或3cm比色皿,T%及A等于多少?
A解:由公式A?Kbc知,当K和c均为常数时,?Kc。由A??lgT,当T=60%时,A=0.22。故当b=1cm
b0.22A1时,=,A1?0.11,T1?10?A1?10?0.11?77.6%;
21同理可得,当b=3cm时,
A2?0.33,T2?46.8%。
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7: 5.0?10?5mol?L?1KMnO4溶液,在?max=525nm处用3.0cm吸收皿测得吸光度A?0.336 (1)计算吸光系数a和摩尔吸光系数ε;
(2)若仪器透光度绝对误差ΔT=0.4%,计算浓度的相对误差解:(1)a??cc。
A0.336?1?1 ??14.2L?g?cm?5bc3.0?5.0?10?158A0.3363?1?1??2.2?10L?mol?cmbc3.0?5.0?10?5 A0.336????2.2?103L?mol?1?cm?1?5bc3.0?5.0?10 A0.336????2.2?103L?mol?1?cm?1?5bc3.0?5.0?10 A0.3363?1?1????2.2?10L?mol?cmbc3.0?5.0?10?5 A0.336????2.2?103L?mol?1?cm?1?5bc3.0?5.0?10 A0.336????2.2?103L?mol?1?cm?1?5bc3.0?5.0?10 A0.3363?1?1????2.2?10L?mol?cmbc3.0?5.0?10?5 A0.3363?1?1????2.2?10L?mol?cmbc3.0?5.0?10?5 A0.336????2.2?103L?mol?1?cm?1?5bc3.0?5.0?10
?? (2)
?cc?0.4340.4340.434?T??T??0.4%??1.1% TlgT?A10?A?0.336?10?0.3368:某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε=1.3×104)进行测定。试样溶解后,显色、定容至100ml。
取部分试液于波长470nm处用1cm比色皿进行测量,如希望此时测量误差最小,应称取试样多少克?
解:当A=0.434时,测量浓度的相对误差最小。称取试样
∵A=εbc 0.434=1.3×104c ∴c=0.434/(1.3×104)=3.3×10-5(mol·L) 称取试样 m=3.3×10-5×0.1×59÷0.12%=0.16(g)
9:5.00×105mol·L-1的KMnO4溶液在520nm波长处用2cm比色皿测得吸光度A=0.224。称取钢样
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1.00g,溶于酸后,将其中的Mn氧化成MnO4-定容100.00ml后,在上述相同条件下测得吸光度为0.314。求钢样中锰的含量。
A解:由A??bc得:??b,相同条件下?b为常数。故
c0.2240.314=,c?7.00?10-5mol?L?1-55.00?10c
7.00?10?5?0.1?55所以钢样中锰得含量x%??100%?0.00385%
110:普通光度法分别测定0.5×10-4,1.0×10-4mol·L-1Zn2+标液和试液得吸光度A为0.600,1.200,0.800。
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(1)若以0.5×10-4mol·L-1Zn2+标准溶液作为参比溶液,调节T%→100,用示差法测定第二标液和试
液的吸光度各位多少?
(2)用两种方法中标液和试液的透光度各为多少? (3)示差法与普通光度法比较,标尺扩展了多少倍?
(4)根据(1)中所得有关数据,用示差法计算试液中Zn的含量(mg·L-1)。 解:(1)根据题目已知条件,由A1= Kˊc1,则
K??A/c1?0.600?1.2?104 ?40.5?100.800 ?0.67(mo?lL-1)41.2?104
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由 A试= Kˊc试,得 c试?A试/K??由Ar=ΔA=KˊΔc得 ΔA2=Kˊ(c2-c1)=1.2×10(1.0×10-0.50×10)=0.60 同理,ΔA试=Kˊ(c试-c1)=1.2×10(0.67×10-0.50×10)=0.20 (2)由T?10?A4
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可得,在普通光度法中,标液1,2及试液的透光度分别为
T1=10-0.600=0.251, T2=10-1.200=0.0631, T试=10-0.800=0.158;
在示差法中,标液及试液的透光度分别为:
T1*=100=1.000
T2*=10-ΔA(2)= 10-0.600 =0.251 T试*=10-ΔA()= 10-0.200 =0.631
试
(3)由T 1=0.251调至T1*=100%,则标尺扩大的倍数为:
T1*/ T 1=1.000/0.251=4
(4) cZn=c试·MZn=0.67×10-4×65.38×1000=4.4(mg·L-1)
11:用分光光度法测定含有两种配合物x和y的溶液的吸光度(b=1.0cm),获得下列数据:
溶液 浓度吸光度A1 λ=285nm 0.053 0.950 0.640 吸光度A2 λ=365nm 0.430 0.050 0.370 c/mol·L-1 X Y X未知 5.0×10-4 1.0×10-4 +y 计算未知液中x和y的浓度。
解:根据题目已知条件(b=1cm),可以列出以下方程:
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