山东第一医科大学（泰山医学院）：《基础化学》课程教学资源（习题与解析，打印版）分光光度分析

@来山玉学花 省级精品课程申报 分光光度法 1.请写出朗伯-比尔定律的公式并说明各符号代表什么？ 【答】朗伯-比耳定律的公式：A=rbc 其中A为吸光度；b为吸收池厚度（液层厚度），单位为cm;c为被测样品的物质的量浓度 (mol·L):K为摩尔吸收系数，单位为L·mol1·cm。 朗伯-比耳定律也可表示为：A=abp p为质量浓度(g·L)；a为质量吸收系数，单位为L·g1·cm。 a和x可通过下式相互换算：x=aM 式中M表示被测物质的摩尔质量。 2.为提高分光光度法的灵敏度和准确度，设计实验时必须要考虑的是什么？ 【答】为了提高测量的灵敏度和准确度，必须从以下几个方面考虑： (1)选择最大吸收波长作为入射波长： (2)普通分光分光光度计应通过调节被测样品的浓度和液层厚度，使A=0.20.7的范 围内测量 3。什么是吸收光谱？什么是标准曲线？各在吸光光度法中具有什么实际应用？ 【答】(1)将不同波长的单色光依次通过被分析的物质，分别测得不同波长下的吸光度A, 以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，可得一曲线，即为吸收光谱(absorption spectrum)或 称吸收曲线(absorption curve)。吸收光谱体现了物质的特性，是进行定性、定量分析的基础 可以在吸收光谱中，确定最大吸收波长(1)。为使检测灵敏度提高，一般测定时选择无波长 作为入射波长。 (2)标准曲线法是取标准品配成一系列已知浓度的标准溶液，在选定波长处（通常为入）， 用同样厚度的吸收池分别测定其吸光度，以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标作图，得 一通过坐标源点的直线一标准曲线。然后将被测溶液置于吸收池中，在相同条件下，测量其吸 光度，根据吸光度即可在标准曲线上查得其对应的含量。 4.可见及紫外分光光度计通常几个部分组成？功能是什么？ 【答】可见及紫外分光光度计通常由五个部分组成，(1)辐射光源：(2)单色器：(3)吸 收池；(4)光敏检测器；（⑤）读数指示器。 ()辐射光源：辐射光源能发射连续的具有足够强度和稳定的辐射光。 1

@表山学花 省级精品课程申报 (2②)单色器：单色器是从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置 3)吸收池：紫外及可见分光光度法中，将被测液体放在分光光度计光束通过的液体池中，用来盛放溶 液的容器称为吸收池。可见光区的吸收池可直接用光学玻璃制成。而紫外光区则为石英吸收池。 (④光敏检测器：将光的信号转变为电的信号。 (⑤)读数指示器：显示测定结果。 5.在分光光度法中，如何选择空白溶液？ 【答】在测定溶液吸光度时，为了消除溶剂或其它物质对入射光的吸收，以及光在溶液中 的散射和吸收池界面对光的反射等与被测物吸收无关的因素的影响，必须采用空白溶液(blak solution)作对照。在可见光区常用的空白溶液有下列三种。 (1)溶剂空白当显色剂以及制备试液的其它试剂均无色，可用溶剂作空白溶液。 (2)试剂空白若显色剂有色，试样溶液在测定条件下无吸收或吸收很小时，可用试剂空白 进行校正，也就是按显色反应相同的条件加入各种试剂和溶剂（不加被测试样溶液）后所得溶 液，相当于标准曲线法中浓度为“0”的标准溶液。 (3)试样空白当试样基体有色（如试样溶液中混有其它有色离子），但显色剂无色，且不与 试样中被测成分以外的其它成分显色时，可用试样空白校正。也就是不加显色剂但按显色反应 相同条件进行操作的试样溶液。 6.普通分光光度计一般控制吸光度在0.20.7范围内，而使用高质量的仪器吸光度可到 2.0或更大，试说明原因。 【答】分光光度计浓度测量误差既依赖透光率T的读数分辨率，又依赖其它多种测量环境。 对于普通分光光度计读数分辨率有限造成的误差△了，一般控制吸光度在0.20.7范围内，但若 对于精确度高的光谱仪，由于读数分辨率不是误差主要来源，而是由于光电倍增管及光电管输 出的随机波动，那么这类仪器的吸光度可以用到2.0或更大。实验报告中通常要指明所用仪器 的型号和厂家。 7.将下列透光率换算为吸光度 (1)99%(2)75%(3)50%(4)10%(5)1% 【答】(1)0.0044(2)0.125(3)0.301(4)1.000(5)2.000 8.将下列吸光度换算为透光率 (1)0.01(2)0.10(3)0.50(4)0.70(5)1.00 【答】(1)97.7%(2)79.4%(3)31.6%(4)20.0%(5)10.0%

圆奉山年花 省级精品课程申报 9.符合朗伯-比尔定律的某有色溶液浓度为c molL,透光率为T,(1)溶液稀释到原来的 1/2时，透光率为多少？（②）有色溶液的液层厚度增加一倍后，透光率和吸光度的改变为多少？ 【解】根据朗伯-比尔定律的公式：A=xbc A=-1gT ()溶液稀释到原来的1/2时，A为原来的1/2，则透光率变为7 (2)液层厚度增加一倍，吸光度变为24，则透光率变为下。 10.下列说法中正确的是 A.当溶液浓度变大时其最大吸收波长变长： B.当波长固定时，被测溶液浓度变小时，其吸光度也变小： C.吸收池厚度增加一倍，其摩尔吸光系数缩小一倍： D.标准曲线的斜率越小，说明检测的灵敏度越高。 【答】选B。 11.对于吸光性物质，下列因素中影响摩尔吸光系数的是 A.吸收池厚度B.该物质浓度C.吸收池材料D.入射光波长 【答】D 12。下列说法中错误的是 A.朗伯-比尔定律只适于单色光： B.可见光区应选择的光源是氢灯； C.空白溶液是用来调节仪器的零点： D.若改变入射波长，则吸光度也会改变。 【答】选B。 13.某物质摩尔吸光系数(K)很大，则表明 A.该物质对某波长的光吸收能力很强 B.该物质浓度很大 C.光通过该物质溶液的光程长 D.测定该物质的精密度很高 【答】选A。 14。质量相同的两种物质A和B,其摩尔质量为M=)M。配制成相同体积的溶液后， 其溶液的吸光度相等，则下列关于它们的摩尔吸光系数的关系中正确的是 A.KA=KB B.KA>Kp C.K=2KB D.2KA=Kp 【答】选D。 3

@奉山手多花 省级精品课程申报 15.用分光光度法测铁的含量时，在试样的酸性溶液中加过量NH,SCN显色，当吸收池 厚度为lcm时，测得下表所列数据，试判断该溶液是否符合朗伯-比尔定律，为什 名2 w(Fe)/%0.010.020.040.08 T/%80.064.844.022.0 【解】由表中透光率换算为吸光度值如下： w(Fe)/%0.010.020.040.08 T/% 80.064.844.022.0 A0.09690.18840.35640.6576 由于吸光度之比并不等于相应的浓度之比，所以，该溶液不符合朗伯-比尔定律。 16.维生素D2(即钙化醇C,H.0H)溶于乙醇中，在265nm处的摩尔吸光系数8=18250 Lmo1cm'。()质量吸光系数F?(2)若要求测量吸光度限制在0.2^0.7范围内，则分析浓度范 围是多少？假定吸收池的厚度为1.00cm。 【解】()a与x及物质的摩尔质量M之间的关系为：K=aM M(CH0H)=396.3g·mo1 a=x/M=18250L·mol1·cm1/396.3g·mo1=46.05L·g·cm (2)朗伯-比尔定律的公式：A-kbc 测量吸光度限制在0.20.7范围内：0.2=18250L·mo1·cm×1cm×c c=1.1×105mol·L 0.7=18250L·mo11·cm×1cm×c c=3.8×105mol·L 分析浓度范围是：1.1×105mo1·L~3.8×10mo1·L 17.人体血液的容量可用以下方法测定：将1.00mL伊凡氏蓝溶液注入静脉，经10分钟循 环混合后采血样。将血样离心分离，血浆占全血53%。在1cm厚的吸收池中测得血浆吸光度为 0.380。另取1.00mL伊凡氏蓝溶液，在容量瓶稀释至1L。取10.0mL稀释液在容量瓶中又稀释 至50.0mL,在相同条件下测得其吸光度为2.00。若伊凡氏蓝染料全部分散于血浆中，求人体 中血液的容量（以L计）。 【解】设伊凡氏蓝溶液浓度为C。,全血中伊凡氏蓝浓度为G,血浆中伊凡氏蓝浓度为℃， 经稀释为1L,再稀释为50.0mL后的伊凡氏蓝溶液浓度为G。根据所给条件，有：

网奉山年学花 省级精品课程申报 1.00mL×ca×10.0mL S=1000mL 50.0mL =2.0×10-c 4=xbc=2.0x10xbc=2.0×10xc, A 0.200 0,-2.0×102.0x10 =1.0x103cm 产-号6=6×4-200682测=30x0 c=0.53c2=0.53×3.80x10c,=2.014×10c 设人体全血容量为V1,则： 1.0c。 =4965mL≈4.97L 18.强心药托巴丁胺(M=270gmo1)摩尔吸光系数e(260nm)=703Lmo1'cm,，取该 片剂1片溶解并稀释成0.250L,静置后移取上消液1.25m1到10.00ml容量瓶中再稀释到刻 度。用1.00cm吸收池于260m波长处测得吸光度为0.687，计算每药片中含有托巴丁胺多少 质量？ 【解】朗伯-比尔定律的公式： 0.687=703Lmo1cm'×1.00cm×c c=9.77×10'molL 所测的托巴丁胺片中托巴丁胺的质量为 m=9.77×10'molL×10.00mL×0.250L÷1.25mL×270gmol=0.528g 19.分析天平称取分析纯的维生素C：0.0478g溶于100.0m1的0.03mo1LHC1溶液中， 再准确量取此溶液2.00ml并稀释到100.0ml,在1.00cm吸收池元245nm处测得A值为0.531， 另称取维生素C药片0.0534g,研碎并溶于100.0ml的0.03mo1LHC1溶液中，静置后取上 清移取2.00ml稀释至100.0ml,测得A值为0.551，用所获取的数据计算药片中维生素C质 量分数。 【解】标准对法：6心 0.551 0.04782g -07X17gnx00Lx05.63X10o1L n=5.63×10×0.100L×50=2.82×10'mo1 5

@奉山手学花 省级精品课程申报 m=2.82×10mo1×176g·mol11=0.0496g w=0.0496g÷0.0534g=0.929 20.用普通的吸光光度法测定某样品中物质B含量，已知浓度为0.00100mo1L物质B 的吸光度A=0.750,，而此样品的吸光度为1.00。若用示差法进行测定，用以上标准溶液作参 比溶液调零。（①）示差法测得的样品的吸光度为多少？(2)两种方法测得的样品的的透光率是多 少？ 【解】(1)差示法测得样品的吸光度为A=1.00-0.75=0.25 (2)T=10-4=0.10=10%, 万=104=1005=56.2%。 21.未知相对分子量的胺试样，通过用苦味酸（相对摩尔质量229）处理后转化为苦味酸盐 (1:1)加成化合物。当波长为380nm时，在95%乙醇溶液中的苦味酸盐的K=1.35×10 L·mo1'·cm。现将0.0300g的苦味酸盐溶于95%乙醇中，准确配制成1000mL溶液。测定该溶液 在380m处，液层厚度为1cm时的吸光度十0.800。求算未知胺的相对摩尔质量。 0.80 【解】4c,c1350L.mm1 =5.93×10-5mol.L 苦味酸益的摩尔质量为：4-号3g8050598m 0.0300gL4 胺试样的摩尔质量为：从=M-M=(505.9-229)g·mol=276.9g·mo1 22.某吸光物质X的标准溶液浓度为1.0×10molL,其吸光度仁0.699。一含X的试液 在同一条件下测得的吸光度卡1.000。如果标准溶液的吸光度A=0.000用作参比，试计算： (1)此时试液的吸光度A为多少？ (2)用两种方法所测得的试液的透光率T各为多少？ 【解】(1)A-0=A=4-4=1.00-0.699=0.301 (2)T=104=1010=10%;T2=104=10-0301=50%。 23.取2.00mL浓度为2mo1L的，的Cu“溶液放入1.0cm的吸收池中，测得在某一确定 波长处的吸光度为0.40。然后取0.0100molL的CuS0,溶液1.00mlL加入到吸收池中与上述未 知浓度的Cu“溶液混合均匀再测得吸光度为0.60。计算原来溶液中Cu的浓度。 【解】原来的溶液：4=kbc=0.40 加入1.00mL的0.0100molL的CuS0,溶液后：4=kbc,=0.60，即： 6

@表山压争花 versit 省级精品课程申报 0.60=xb×200mL×G+1.0mLx0.0100m0l:mL 2.00mL+1.00mL 0.40 3.00c 0.602.00c+0.0100 解得：c=4.0×103mo1·L。 24.有一化合物在醇溶液中的元为240m,其K值为1.7×10，相对分子质量为314.47。 试问配制什么浓度(g/100L)范围测定含量时最为合适？ 【解】吸光度在0.2~0.7之间时为分光光度法的最适宜范围。设1cm。 =x9-17x10×3975 10 A A=Elcs bc 下限：G品370g10a) 0.7 上限：c541×1 =1.3×103(g100mL) 25.有一溶液在厚度为2cm吸收池中测得透光率为10%，若仪器透光率测量误差为 △T=0.5%,试求： (1)有测量误差引起的浓度误差为多少？ (2)如果溶液浓度不变，改用3cm、1cm、0.5cm吸收池测量，用其中的哪一种吸收池较为合 适？ 【解】设该溶液的摩尔吸光系数为K,浓度为c。 (1)对于左2cm吸收池，透光率7。=10%，-lgT,=-lg10%=2xc=1.0 0.434 Ac=0434A7=10%xg109%*059%=-2.179% c TolgTo (2)对于左3cm吸收池，透光率为T，-lgT=3xc=1.5×2xc=1.5×1.0=1.5, 0.434 c TlgT 对于1cm吸收池，透光率为T,-lgT2=kc=0.5×2xc=0.5×1.0=0.5, 0.434 解每=31.6%，C=n747=31.6%x0.*0.5%=-137% cTg☑ 7

@表山学花 nNe底Univer 省级精品课程申报 对于0.5cm吸收池，透光率为T,-lgI=0.5xc=0.25×2kc=0.25×1.0=0.25, 0.434 解得T=56.2%,AC=TAT=56.2%×-0.25×0.5%=-1.54% c TlgT, 所以，选用=lcm吸收池测量比较合适。 26.A spectrometric assay is designed to work with final concentrations of 5.0 to 20 ug-L nicotine.If a 500 mL sample of urine is used and all of the nicotine present is concentrated during sample preparation into a final solution volume of 10.00 mL, what is the minimum concentration of nicotine (ing)that can be detected in urine by the assay? 注：nicotine-一尼古丁，urine-一尿。 【解】5μgL×10.00mL÷500ml=0.1μg-L 27.A spectrophotometric assay was to be carried out on a compound with s=5 000 Lmol.cm.The stock solution of standard had been made with a concentration of 0.020 3 mol-L.Given a path length of 1.000 cm and the fact that the final absorbance should be around 0.40 to 0.5,by what factor should the stock solution be diluted? 注：stock solution-一储备溶液 【解】朗伯-比尔定律：A=xbc A=kbc=5000Lmo1cm×1,000cm×0.0203molL1=101.5 储备溶液应该被稀释的倍数是 n=101.5÷0.40=254 28.画出单光束原子吸收分光光度计结构方框示意图，并简要说明各部分作用。 【答】 ()光源：产生阴极物质的线光谱： (②)原子化器：使试样使试样中待测元素转变成处于基态的气态原子； (③3)单色器：将灯发射的被测元素的共振线与其它波长辐射分开。 ()检测系统：在火焰原子吸收光谱法中，通常采用光电倍增管为检测器(detector)。交 流放大，读数装置显示数值。而在非火焰原子吸收光谱法中，使用记录仪记录测量信号，适宜 采用峰高法和面积积分法进行测定

泰山医学院 Taishan Medical University 省级精品课程申报 火焰 空心阴极灯 单色器 检0器 .) 乙炔 原于化器 样品液 空气 图13-6原子吸收分光光度仪器组成示意图