武汉大学化学系仪器分析课后习题答案

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1、仪器分析-绪论习题解答　1、解：以分析信号对质量浓度作图，可得校正曲线X的质量浓度ci/μg·mL-1分析信号的平均值Si0.000.0312.000.1736.000.42210.000.70214.000.95618.001.248由最小二乘法线性拟合公式：　　将上面表格数据代入，可计算得到斜率m＝0.0670mL·μg–1也可以由Origin作图软件作图，线性拟合，如上面右图所示，得线性方程为，线性相关系数R＝0.99978。（1）      根据IUPAC的规定，灵敏度的定量定义是校正灵敏度，它是指在测定范

2、围中校正曲线的斜率。因此，校正灵敏度为0.0670mL·μg–1。（2）      检出限是指能以适当的置信概率被检出的组分的最小量或最小浓度，公式,式中sbl是在测定试样相同条件下对空白试样进行足够多次测定的标准偏差，m为直线斜率，将已知数据代入，可得检出限cm＝3×0.0079/0.0670=0.35μg·mL-1　2、解：设Cu2+浓度为，则依题意信号正比于分析物的浓度，可得：            （1） （2）　（1）、（2）式联立可得：　　3、解：标准苯巴比妥溶液体积V/mL分析信号S0.0003.26

3、0.5004.801.006.411.508.022.009.56   以分析信号S对体积V作图，得线性方程为，由标准加入法计算公式可得未知物浓度。设最小二乘方程为，则依题意可得：  (1)  (2)   (3)   (4)   (5)设 （6）令  （7）　则可由数学推导计算得a=3.16 b=3.25把a=3.16分别代入(1)、（2）、(3)、(4)、（5）式分别得:b1=3.26，b2=3.22，b3=3.25，b4=3.28，b5=3.24标准偏差计算公式，其中，将数据代入可计算得到　，因此可得最小二乘方

4、程为同理，由最小二乘方程可计算苯巴比妥浓度，其标准偏差为：或。{具体详细数学推导可见《分析化学》第五版教材P69，的推导式为：        　　光谱分析导论习题解答1、解：（1）（2）（3）（4）　2、解：由计算公式以及各能级跃迁所处的波长范围可得能量范围分别如下：跃迁类型波长范围能量范围/eV原子内层电子跃迁10-3nm~10nm1.26´106~1.2´102原子外层电子跃迁200nm~750nm6~1.7分子的电子跃迁200nm~750nm6~1.7分子振动能级的跃迁2.5mm~50mm0.5~0.02分子

5、转动能级的跃迁50mm~100cm2´10-2~4´10-7由上表可以看出分子电子能级跃迁1~20eV分子振动能级跃迁0.05~1eV分子转动能级跃迁<0.05eV，其电子光谱，振动光谱以及转动光谱所对应的波长范围分别在紫外-可见区，红外区和远红外微波区。　3、解：棱镜的分光原理是光折射。由于不同波长的光有其不同的折射率，据此能把不同波长的光分开。光栅的分光原理是光的衍射与干涉的总效果。不同波长的光通过光栅作用各有相应的衍射角，据此把不同波长的光分开。光栅光谱棱镜光谱Sinf与波长成正比，所以光栅光谱是一个均匀排列

6、的光谱色散率与波长有关，为非均匀排列的光谱光的波长越短则衍射角越小，因此其谱线从紫到红排列波长越短，其偏向角越大，因此其谱线从红到紫排列复合光通过光栅后，中央条纹（或零级条纹）为白色条纹，在中央条纹两边，对称排列着一级、二级等光谱，由于谱线间距离随光谱级数的增加而增加，出现谱级重叠现象没有谱级重叠现象光栅适用的波长范围比棱镜宽　4、解：，式中为折射率，为入射角，为折射角，为光速，为玻璃介质中的传播速度。当＝1.7000，＝2.998´1010cm×S-1, cm×S-1　6、解：光栅公式为：式中是光谱级次；是入射光

7、的波长；是相邻两刻线间的距离，称为光栅常数；为入射角；为衍射角；分别表示入射角与衍射角在法线的同侧、异侧。将已知数据代入可计算得到，即刻痕间距为4.81´10-4mm，则刻痕数为（条/mm）　7、8、解：棱镜光谱是非均匀排列光谱，棱镜的色散率随波长变化而变化。棱镜的材料不同，其色散率随波长的变化也不同，石英棱镜色散率短波大，长波小，色散率较大的波长范围为200-400nm，玻璃棱镜色散率较大的波长范围为400-780nm。因此，在400-800nm范围内棱镜单色器，用玻璃材料比用石英好；若光谱的工作光谱200-40

8、0nm，应选用石英材料作棱镜和透镜。　9、解：棱镜的分辨率决定于棱镜个数m、底边长度b和材料的色散。即有或  （1）由题意可得分辨这两条谱线所需的分辨率：　则由（1）式可得石英、玻璃棱镜的底边长度至少为：由光栅分辨率公式，，式中n是衍射得级次，N是受照射的刻线数，当n＝1，则N＝4.6´103，即光栅宽度为4.6´103/2000＝2.3mm＝0.23cm【