《分析化学》课程教学资源（作业习题）10 吸光光度法（含解答）

吸光光度法习题一、问答题1.摩尔吸收系数的物理意义是什么？其大小和哪些因素有关？在分析化学中有何意义？2．朗伯一比尔定律的物理意义是什么？什么是透光度？什么是吸光度？二者之间的关系是什么？3.为社么物质对光发生选择性吸收？4.分光光度计有哪些主要部件？它们各起什么作用？5当研究一种新的显色剂时，必须做哪些实验条件的研究？为什么？6．什么是吸收光谱曲线？什么是标准曲线？它们有何实际意义？利用标准曲线进行定量分析时可否使用透光度T和浓度c为坐标？7.测定金属钴中微量锰时在酸性液中用KIO：将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度的测定。若用高锰酸钾配制标准系列，在测定标准系列及试液的吸光度时应选什么作参比溶液？8.吸光度的测量条件如何选择？为什么？普通光度法与示差法有何异同？9.光度分析法误差的主要来源有哪些？如何减免这些误差？试根据误差分类分别加以讨论。二、计算题1.以邻二氮菲光度法测定Fe（II），称取试样0.500g，经处理后，加入显色剂，最后定容为50.0mL，用1.0cm吸收池在510nm波长下测得吸光度A=0.430，计算试样中的w(Fe）（以百分数表示）：当溶液稀释一倍后透射比是多少？（e510=1.1×10°）2.T=10-4×100%=61.0%已知KMn0.的54s=2.2×10°，计算此波长下浓度为0.002%（m/v）KMnO.溶液在3.0cm吸收池中的透射比。若溶液稀释一倍后透射比是多少？以丁二酮光度法测定镍，若络合物NiDx2的浓度为1.7×10mol·L1，用2.0cm吸收3.池在470nm波长下测得的透射比为30.0%。计算络合物在该波长的摩尔吸光系数。4.根据下列数据绘制磺基水杨酸光度法测定Fe（IⅢ）的工作曲线。标准溶液是由0.432g铁铵矾[NH,Fe（SO.)2·12H0]溶于水定容到500.OmL配制成的。取下列不同量标准溶液于50.0mL容量瓶中，加显色剂后定容，测量其吸光度。3.004.005.006. 00V(Fe(I))(mL)1. 002.000.097A0.2000.3040.4080.5100.618测定某试液含铁量时，吸取试液5.00mL，稀释至250.0mL，再取此稀释溶液2.00mL置于50.0mL容量瓶中，与上述工作曲线相同条件下显色后定容，测得的吸光度为0.450，计算试液中Fe（II)含量（以g/L表示）。5.以PAR光度法测定Nb，络合物最大吸收波长为550nm，ε=3.6X10；以PAR光度法测定

吸光光度法习题 一、问答题 1. 摩尔吸收系数的物理意义是什么？其大小和哪些因素有关？在分析化学中κ有何意义？ 2. 朗伯－比尔定律的物理意义是什么？什么是透光度？什么是吸光度？二者之间的关系是 什么？ 3. 为社么物质对光发生选择性吸收？ 4. 分光光度计有哪些主要部件？它们各起什么作用？ 5. 当研究一种新的显色剂时，必须做哪些实验条件的研究？为什么？ 6. 什么是吸收光谱曲线？什么是标准曲线？它们有何实际意义？利用标准曲线进行定量分 析时可否使用透光度 T 和浓度 c 为坐标？ 7. 测定金属钴中微量锰时在酸性液中用 KIO3 将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度的测 定。若用高锰酸钾配制标准系列，在测定标准系列及试液的吸光度时应选什么作参比溶液？ 8. 吸光度的测量条件如何选择？为什么？普通光度法与示差法有何异同？ 9. 光度分析法误差的主要来源有哪些？如何减免这些误差？试根据误差分类分别加以讨 论。 二、计算题 1．以邻二氮菲光度法测定 Fe (Ⅱ)，称取试样 0.500g，经处理后，加入显色剂，最后定容 为50.0mL，用1.0 cm吸收池在510 nm波长下测得吸光度A=0.430，计算试样中的w(Fe)(以 百分数表示)；当溶液稀释一倍后透射比是多少？（ε510=1.1×104） 2． = 10 100% = 61.0% −A T 已知 KMnO4 的ε545=2.2×103，计算此波长下浓度为 0.002% （m/v）KMnO4 溶液在 3.0cm 吸收池中的透射比。若溶液稀释一倍后透射比是多少？ 3. 以丁二酮肟光度法测定镍，若络合物 NiDx2 的浓度为 1.7×10-5 mol·L -1，用 2.0cm 吸收 池在 470nm 波长下测得的透射比为 30.0%。计算络合物在该波长的摩尔吸光系数。 4. 根据下列数据绘制磺基水杨酸光度法测定 Fe（Ⅲ）的工作曲线。标准溶液是由 0.432g 铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]溶于水定容到 500.0mL 配制成的。取下列不同量标准溶液于 50.0mL 容量瓶中，加显色剂后定容，测量其吸光度。 V(Fe(Ⅲ))（mL） 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 A 0.097 0.200 0.304 0.408 0.510 0.618 测定某试液含铁量时，吸取试液 5.00mL，稀释至 250.0mL，再取此稀释溶液 2.00mL 置 于 50.0mL 容量瓶中，与上述工作曲线相同条件下显色后定容，测得的吸光度为 0.450，计 算试液中 Fe(Ⅲ)含量（以 g/L 表示）。 5. 以 PAR 光度法测定 Nb，络合物最大吸收波长为 550nm，ε=3.6×104；以 PAR 光度法测定

Pb，络合物最大吸收波长为520nm，ε=4.0×10。计算并比较两者的桑德尔灵敏度。6.有两份不同浓度的某一有色络合物溶液，当液层厚度均为1.0cm时，对某一波长的透射比分别为：（a）65.0%；（b）41.8%。求（1）该两份溶液的吸光度A，Az。（2）如果溶液（a）的浓度为6.5×10mol·L"，求溶液（b）的浓度。(3)i计算在该波长下有色络合物的摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度。（设待测物质的摩尔质量为47.9g/mo1）7．用吸光光度法测定含有两种络合物x与y的溶液的吸光度（b=1.0cm），获得下列数据：AA2c/mol · Lr溶液（285nm）(365nm)5.0×100.430x0.0531.0X1030.9500.050y未知0.6400.370x+y计算未知溶液中x和y的浓度。8.当光度计透射比测量的读数误差△7=0.010时，测得不同浓度的某吸光溶液的吸光度为：0.010、0.100、0.200、0.434、0.800、1.200。利用吸光度与浓度成正比以及吸光度与透光率的关系，计算由仪器读数误差引起的浓度测量的相对误差。以联吡啶为显色剂，光度法测定Fe（Ⅱ），若在浓度为0.2mo1·L，pH=5.0时的醋酸缓冲9.溶液中进行显色反应。已知过量联吡啶的浓度为1X10~mol·L"，1gk(bipy)=4.4，1gK(FeAc)=1.4，1gβ，=17.6。试问反应能否定量进行？答案：一、问答题1，答：K是吸光物质在特定波长和溶剂的情况下的一个特征常数，是物质吸光能力的量度其大小与溶剂和波长有关。可作为定性鉴定的参数，估量定量方法的灵敏度2.答：透光度为透射光与入射光强度之比1o：吸光度A-1gT：当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。一个表示透过程度，一个表示吸收程度，关系为A-1gT。3．答：不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差不同，吸收光的波长不同。4答：光源：所需波长范围的足够强的连续光谱：单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光；吸收池：盛放吸收试液，透过所需光谱范围的光；检测系统：进行光电转换，给出所需结果。5答：包括显色反应（灵敏度、选择性、对比度、稳定性试验）及显色条件（显色剂用量、酸度、显色温度、显色时间、干扰消除等试验）的选择。为确实保证选用此显色剂能得到一个灵敏度高、重现性好、准确度高的光度法

Pb，络合物最大吸收波长为 520nm，ε=4.0×104。计算并比较两者的桑德尔灵敏度。 6. 有两份不同浓度的某一有色络合物溶液，当液层厚度均为 1.0cm 时，对某一波长的透射 比分别为：（a）65.0%；（b）41.8%。求 （1） 该两份溶液的吸光度 A1，A2。 （2） 如果溶液（a）的浓度为 6.5×10-4 mol·L -1，求溶液（b）的浓度。 （3） 计算在该波长下有色络合物的摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度。 （设待测物质的摩尔质量为 47.9g/mol） 7. 用吸光光度法测定含有两种络合物 x 与 y 的溶液的吸光度（b=1.0cm），获得下列数据： 溶 液 c/mol·L -1 A1 （285nm） A2 （365nm） x 5.0×10-4 0.053 0.430 y 1.0×10-3 0.950 0.050 x+y 未知 0.640 0.370 计算未知溶液中 x 和 y 的浓度。 8. 当光度计透射比测量的读数误差ΔT=0.010 时，测得不同浓度的某吸光溶液的吸光度为： 0.010、0.100、0.200、0.434、0.800、1.200。利用吸光度与浓度成正比以及吸光度与 透光率的关系，计算由仪器读数误差引起的浓度测量的相对误差。 9. 以联吡啶为显色剂，光度法测定 Fe(Ⅱ)，若在浓度为 0.2mol·L-1 ,pH=5.0 时的醋酸缓冲 溶液中进行显色反应。已知过量联吡啶的浓度为 1×10-3 mol·L -1，lgK H (bipy)=4.4， lgK(FeAc)=1.4，lgβ3=17.6。试问反应能否定量进行？ 答案： 一、问答题 1. 答：κ是吸光物质在特定波长和溶剂的情况下的一个特征常数，是物质吸光能力的量度。 其大小与溶剂和波长有关。可作为定性鉴定的参数，估量定量方法的灵敏度。 2. 答：透光度为透射光与入射光强度之比 T=I/I0；吸光度 A= -lgT; 当一束平行单色光通 过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正 比。一个表示透过程度，一个表示吸收程度，关系为 A=-lgT。 3. 答：不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差不同，吸收光的 波长不同。 4. 答：光源：所需波长范围的足够强的连续光谱；单色器：将光源发出的连续光谱分解为 单色光；吸收池：盛放吸收试液，透过所需光谱范围的光；检测系统：进行光电转换，给出 所需结果。 5 答：包括显色反应（灵敏度、选择性、对比度、稳定性试验）及显色条件（显色剂用量、 酸度、显色温度、显色时间、干扰消除等试验）的选择。为确实保证选用此显色剂能得到一 个灵敏度高、重现性好、准确度高的光度法

6答：A（纵坐标）～^（横坐标）作图为吸收光谱曲线，A（纵坐标）～C（横坐标）作图可得标准曲线。定量分析时不能使用T～C为坐标。7答：应选Co溶液作参比。8答：入射光波长一般选择最大吸收时的波长，参比以消除干扰为目的，读数范围A在0.1一0.65之间误差最小。普通光度法的参比溶液为空白溶液，而示差法的参比溶液为标准溶液：普通光度法用来测定低含量组分，示差法既可测高含量组分也可用来测定痕量组分，且误差比普通光度法小，但是示差法需要使用档次较高的分光光度计。9答：单色光的纯度，波长选择，参比溶液选择，吸光度范围，吸收池配对，仪器精度，操作等。参考书吸光度测量条件的选择。二、计算题1.解：0.430Ac(Fe)= -=3.9×10-5sb1.0×1.1x104c(Fe)×50.0×10×M(Fe)×100%w(Fe)= 0.5003.9×10-×50.0×103×55.852×100%=0.022%0.500溶液稀释一倍，0.430A==0.21522.解：0.002%×1030.002%x103=1.3×10-4c(KMnO,):M(KMnO.)158.03A=cbc=2.2×10×3.00×1.3×10*=0.86T = 10-4 ×102 = 102-0.86 =14%若稀释一倍，A=0.43T = 102-0.43 = 37%3.解：A=-lgT=-lg0.300=0.523A0.523bc2.0×1.7x10-=1.5x10'Lmorcm6=4.解：V(Fe), mL1. 002.003.004.005.006.00c(Fe)，mg/50mL0.1000.2000.3000.4000.5000.600A0.0970.2000.3040.4080.5100.618

6 答：A（纵坐标）～λ（横坐标）作图为吸收光谱曲线，A（纵坐标）～C（横坐标）作图 可得标准曲线。定量分析时不能使用 T ～C 为坐标。 7 答：应选 Co2+溶液作参比。 8 答：入射光波长一般选择最大吸收时的波长，参比以消除干扰为目的，读数范围 A 在 0.1 －0.65 之间误差最小。普通光度法的参比溶液为空白溶液，而示差法的参比溶液为标准溶 液；普通光度法用来测定低含量组分，示差法既可测高含量组分也可用来测定痕量组分，且 误差比普通光度法小，但是示差法需要使用档次较高的分光光度计。 9 答：单色光的纯度，波长选择，参比溶液选择，吸光度范围，吸收池配对，仪器精度， 操作等。参考书吸光度测量条件的选择。 二、计算题 1. 解： 5 4 0.430 (Fe) 3.9 10 1.0 1.1 10 A c b − = = =    3 5 3 (Fe) 50.0 10 (Fe) (Fe) 100% 0.500 3.9 10 50.0 10 55.85 100% 0.022% 0.500 c M w − − −    =      =  = 溶液稀释一倍， 0.215 2 0.430 A = = 2. 解： 3 3 4 4 4 0.002% 10 0.002% 10 (KMnO ) 1.3 10 (KMnO ) 158.03 c M   − = = =  2.2 10 3.00 1.3 10 0.86 3 4 A = bc =     = 10 10 10 14% 2 2 0.86 =  = = − A − T 若稀释一倍，A=0.43 10 37% 2 0.43 = = − T 3. 解： A = −lg T = −lg 0.300 = 0.523 4 -1 -1 5 0.523 1.5 10 L mol cm 2.0 1.7 10 A bc  − = = =    4. 解： V(Fe)，mL 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 c(Fe), mg/50mL 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 A 0.097 0.200 0.304 0.408 0.510 0.618

绘制Ac(Fe)工作曲线（略），由工作曲线查得A=0.450时，c(Fe)=0.440mg/50ml根据样品稀释情况，Fe的含量为：0.440×250.0=11.0g.Ll2.00×5.005.解：ANb92.91S=3.6x10=2.6×10-(ugcml)Nb-PAR207.2S=AbPb-PAR5.2×10-(μgcm2)4.0×10*6.用PAR测定Nb的灵敏度比测定Pb的灵敏度高。6.解：(1) A, =-lg T, =lg0.650=0.187A, =-lgT, =-lg0.418=0.379(2) 8=A=4bcbcA_0.379×6.5×10-4=1.3×10-mol.Ll..C2 =0.187AA0.187=2.9×10°Lmol-l.cml(3) 6=1.0×6.5×10-4bcM47.9S=0.17μgcm22.9×10287.解：0.0530.430=8.6×102=1.06×102,8x.365x:8x2851×5.0×10-41.0×5.0×10-40.9500.050=5.0×101x1.010=9.5×10,y3sy:6y,2851.0×1.0×10-3a(285nm):[A4, =8x,28sC, +6y,285Cya(365nm):[A=8x,365C,+6y365Cy[0.640=1.06×10°c, +9.5×10°c,Jc,= 3.9×10-mol-L-l.解得：[c,=6.3×10-mol.L0.370=8.6×10c,+5.0×10c8.解：E, = c_ 0.434-△7TIgTc-0.434△TT.A

绘制 A~c(Fe)工作曲线（略），由工作曲线查得 A=0.450 时，c(Fe)=0.440mg/50mL 根据样品稀释情况，Fe 的含量为： 0.440 250.0 -1 11.0g L 2.00 5.00  =  5. 解： Nb-PAR Nb 3 -2 4 92.91 2.6 10 ( g cm ) 3.6 10 A S   − = = =   Pb-PAR Pb 3 -2 4 207.2 5.2 10 ( g cm ) 4.0 10 A S   − = = =   ∴用 PAR 测定 Nb 的灵敏度比测定 Pb 的灵敏度高。 6. 解： （1） A1 = −lgT1 = −lg 0.650 = 0.187 A2 = −lgT2 = −lg 0.418 = 0.379 （2） 1 2 1 2 A A bc bc  = = 4 2 1 3 -1 2 1 0.379 6.5 10 1.3 10 mol L 0.187 A c c A −   −  = = =  （3） 2 -1 -1 4 0.187 2.9 10 L mol cm 1.0 6.5 10 A bc  − = = =    -2 2 47.9 0.17 g cm 2.9 10 M S   = = =  7. 解： 2 ,365 4 2 ,285 4 8.6 10 1.0 5.0 10 0.430 1.06 10 , 1 5.0 10 0.053 : =    =  =   = x − x − x   1 ,365 3 2 ,285 3 5.0 10 1.0 1.0 10 0.050 9.5 10 , 1 1.0 10 0.950 : =    =  =   = y − y − y   1 ,285 ,285 2 ,365 ,365 (285nm) : (365nm) : x x y y x x y y A c c A c c        = +  = +  2 2 2 1 0.640 1.06 10 9.5 10 0.370 8.6 10 5.0 10 x y x y c c c c  =  +    =  +   解得： 4 -1 4 -1 3.9 10 mol L 6.3 10 mol L x y c c − −  =    =   8. 解： 0.434 lg 0.434 r c T E c T T T T A    = = −  = 

A0. 010.1000.2000. 4341. 200.800T0. 9770.7940.6310.3680.1580.0631EX100445. 53. 42. 73. 45.79.解：c(Ac) k(FeAc)αe(Ac) = 1+[Ac JK(FeAc)= 1+ d.Ac(H)0.2×101.41+10-5.0+465 =100.65=1+αR(t) =1+[H*JK"(HR)=1+10-5 0+44 =100.1[FeR,][FeR,]β, =[Fe][R][Fe'][R]dre(Ac)(αR(H))1017.6 ×10-3.0x3B,[R'T[FeR,]100103 ×100.65 =107.7[Fe']aR(H) Fe(A0)故反应可以进行

A 0.01 0.100 0.200 0.434 0.800 1.20 T 0.977 0.794 0.631 0.368 0.158 0.0631 Er×100 44 5.5 3.4 2.7 3.4 5.7 9. 解： - - Fe(Ac) Ac(H) 1.4 0.65 5.0 4.65 (Ac ) 1 [Ac ] (FeAc) 1 (FeAc) 0.2 10 1 10 1 10 c  K K  − + = + = +  = + = + + H 5.0 4.4 0.1 R(H)  1 [H ] (HR) 1 10 10 K − + = + = + = 3 3 3 3 3 Fe(Ac) R(H) [FeR ] [FeR ] [Fe][R] [Fe ] [R ]    = =           3 17.6 3.0 3 3 3 7.7 3 0.1 3 0.65 R(H) Fe(Ac) [FeR ] [R ] 10 10 10 [Fe ] 10 10    −     = = =    故反应可以进行