第七章吸光光度法 1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？ 答：①灵敏度高②仪器投备简单，操作简便，快速③准确度较高④应用广泛 2何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别： 答：山复合光指由不月单色光组成的光： 单色光折其处于某一波长的光： 可见光番人的限睛所能感觉到的波长范围为400-70如面的电题波： 将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光： (白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的度比例混合而成有 复合光。 3简述朝伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式 答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射：②吸光物质为均匀套散射体系： ③吸光质点之间无相互作用：④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化孕 现象发生。 其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散财的吸光物质时，其吸光度A 与吸光物质的浓度▣及吸收层厚度b成正比， 1。 其数学表达式为：A=冬，=g a L=Kbe 4摩尔吸收系数在光度分析中有什么意义？如何求出黑值？%值受什么因素的影 响7 容：()摩尔吸光系数黑在光度分析中的意义：当吸光物质的沫度为1几和吸收层厚 度为 1c时，吸光物质对某波长完的吸光度。 ②公在吸光物质的沫度适立板时，测其吸光度A然后根据K一计算而求得， be (3》《值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度，溶液的组成、仪墨灵敏度等 因素的影响。 &何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？ 容：吸光度A是指入射光强度，与透射光强度，的比植的对数值。 8对
84 第七章 吸光光度法 1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？ 答：①灵敏度高②仪器设备简单，操作简便，快速③准确度较高④应用广泛 2.何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别？ 答：⑴复合光指由不同单色光组成的光； 单色光指其处于某一波长的光； 可见光指人的眼睛所能感觉到的波长范围为 400-750nm 的电磁波； 将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光； ⑵白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成有 复合光。 3.简述朗伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。 答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射；②吸光物质为均匀非散射体系； ③吸光质点之间无相互作用；④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学 现象发生。 其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度 A 与吸光物质的浓度 c 及吸收层厚度 b 成正比。 其数学表达式为： Kbc I T I A t = = = 1 lg lg 0 4.摩尔吸收系数 κ 在光度分析中有什么意义？如何求出 κ 值？κ 值受什么因素的影 响？ 答：⑴摩尔吸光系数 κ 在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为 1mol/L 和吸收层厚 度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。 (2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度 A，然后根据 bc A = 计算而求得。 (3)κ 值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等 因素的影响。 5.何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？ 答：吸光度 A 是指入射光强度 I0 与透射光强度 It 的比值的对数值
透射比T是指透光强度I,与入射光强度1的比值。 两者的关系如下：A=g 6在光度法测定中引起偏离阴怕一比尔定律的主要因素有那些？如何清除这些因素的影 响1 容：(1物理因素：①非单色光引起的偏离②非平行入射光引起的偏离③介质不均匀引起 的偏离。 (化学因素：①溶液浓度过高引起的偏离②化学反应引起的偏离。 消除这些影响的方法：采用性能较好的单色器采用平行光束进行入射，改透吸光物质使 之为均匀非散射体系，在稀溶液进行，控制解离度不变，加入过量的显色剂并保特溶液中游 离显色剂的浓度恒定。 T,分光凳度计的主要部件有爆些？各部件的作用是什么？ 容：分光光度计的主要部件有：光源、单色器、吸收池、检测系统、信号显示系统。 光源使提供具有足够发射度、稳定且波长连续变化的复合光。 单色器的作用是从光源发出的复合光中分出所需要的单色光。 吸收泡是用于盛装参比溶液、试样溶液的器国。 检测系统是利用光电效应把通过吸收池后的透射光变成与照射光强度成正比的光电流， 再进行测量。 信号显示系统的作用是检测光电流强度的大小，并以一定的方式显示或记录下来。 8吸收充语曲战和标准由线的实际意文是什么？如何绘制这种曲线？ 答：吸收光谱自钱是吸光光度法选释测量波长的依屈，它表示物质对不同波长光吸收能 力的分布情况。由于每种物质组成的特性不同决定了一种物质只吸收一定波长的光，所以每 种物质的吸收光游由线都有一个最大吸收峰，最大吸收峰对应的波长称为最大吸收波长，在 最大吸收波长处测量吸光度的灵敏度最高，在光度分析中，都以最大吸收被长的光进行测量， 吸收光谱曲线的绘法：在选定的测定条件下，配制适当浓度的有色溶液和参比溶液，分 别注入吸收泡中，让不同波长的单色光依次照射此吸光物质，并测量此物质在每一波长处对 光吸收程度的大小《吸光度)，以被长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可得。 标准曲线是微量分析常用的一种定量分析方法。在一定的测定条件和浓度范围内，吸光 度与溶液之阿有线性关系，以浓度为横坐标，吸光度为佩坐标，一般可得一条通过坐标原点 的直线。即工作曲线。利用工作由线进行样品分析时，丰常方便。 85
85 透射比 T 是指透射光强度 It 与入射光强度 I0 的比值。 两者的关系如下： I T I A t 1 lg lg 0 = = 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-比尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影 响？ 答：⑴物理因素：①非单色光引起的偏离②非平行入射光引起的偏离③介质不均匀引起 的偏离。 ⑵化学因素：①溶液浓度过高引起的偏离②化学反应引起的偏离。 消除这些影响的方法：采用性能较好的单色器采用平行光束进行入射，改造吸光物质使 之为均匀非散射体系，在稀溶液进行，控制解离度不变，加入过量的显色剂并保持溶液中游 离显色剂的浓度恒定。 7.分光光度计的主要部件有哪些？各部件的作用是什么？ 答：分光光度计的主要部件有：光源、单色器、吸收池、检测系统、信号显示系统。 光源能提供具有足够发射强度、稳定且波长连续变化的复合光。 单色器的作用是从光源发出的复合光中分出所需要的单色光。 吸收池是用于盛装参比溶液、试样溶液的器皿。 检测系统是利用光电效应把通过吸收池后的透射光变成与照射光强度成正比的光电流， 再进行测量。 信号显示系统的作用是检测光电流强度的大小，并以一定的方式显示或记录下来。 8.吸收光谱曲线和标准曲线的实际意义是什么？如何绘制这种曲线？ 答：吸收光谱曲线是吸光光度法选择测量波长的依椐，它表示物质对不同波长光吸收能 力的分布情况。由于每种物质组成的特性不同决定了一种物质只吸收一定波长的光，所以每 种物质的吸收光谱曲线都有一个最大吸收峰，最大吸收峰对应的波长称为最大吸收波长，在 最大吸收波长处测量吸光度的灵敏度最高。在光度分析中，都以最大吸收波长的光进行测量。 吸收光谱曲线的绘法：在选定的测定条件下，配制适当浓度的有色溶液和参比溶液，分 别注入吸收池中，让不同波长的单色光依次照射此吸光物质，并测量此物质在每一波长处对 光吸收程度的大小（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可得。 标准曲线是微量分析常用的一种定量分析方法。在一定的测定条件和浓度范围内，吸光 度与溶液之间有线性关系，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，一般可得一条通过坐标原点 的直线，即工作曲线。利用工作曲线进行样品分析时，非常方便
标准曲线的绘法：首先在一定条作下配置一系列具有不月沫度吸光物质的标准溶液（称 标准系列)，然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸光度，绘制吸光度 浓度由线，即为标准曲线。 9吸光光度法测定对整色反应有何要求？从哪些方面米考虑显色反应的条件？ 答：要求：选择性要好、灵敏度要高、对比度要大、有色化合物要稳定、组成要恒定， 显色反应的条件要易于控制， 考虑显色反应的条件为：显色剂的用量：溶液的酸度：时间和温度：有机溶剂和表面活 性剂：共存离子的干扰及消除。 .溶流的酸度对显色反应的影响表现在爆些方面？如何选择和确定最适直的酸度？ 答：溶液的酸度对显色反应的影响表现在以下几个方面：对被测物质存在状态的影响： 对暴色剂浓度和颜色的影响：对络合物组成和颜色的影响。 选择和确定最适宜酸度的方法是：国定按测组分.是色剂和其它试剂的浓度。配成一系 列酸度不列的显色溶液，测量其吸光度，绘制吸光度一酸度曲线，由线中吸光度最大且恒定 的酸度区间即为显色反应适宜的酸度范围。 1】,为了提高测量结果的准确程度，应该从事些方面选择域控制光度测量的条作？ 容：1，途择合适的入射波长。一般为最大吸收波长，如果有干扰时，可途择用灵敏度 较纸，但能避开干扰的入射波长。 2、控制准确的读数范围。一般控制在0,15-0,80，为此，可通过控制试样的称量、稀 释成浓缩试样、改变吸收泡的厚度。 3、,选释适当的参比溶液。 12为什么示差光度可以提高测定高含量组分的准确度： 答：应用差示光度法测定高含量组分时，由于利用精低于试样溶液的标准溶液作参比， 所测试样溶液的吸光度则是标准参比溶液和试样溶液浓度之差的吸光度，即两溶液吸光度之 差与两溶液浓度之差成正比： &4g△C-K(C-C) 由于C比&C大得多，故测定C的误差就比△C的误差小得多， 示差光度可以提高测定高含量组分的准确度的照因，是因为用精低于试样溶液浓度的标 准溶液作参比，调节%为100%时，相当于把光度计读数标尺进行了扩展。 13简述用摩尔比法测定络合物络合比的原理。 容：在一定的条件下，假设金属离子M与洛合剂R发生下列显色反应（略去离子电背）刘
86 标准曲线的绘法：首先在一定条件下配置一系列具有不同浓度吸光物质的标准溶液（称 标准系列），然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸光度，绘制吸光度- 浓度曲线，即为标准曲线。 9.吸光光度法测定对显色反应有何要求？从哪些方面来考虑显色反应的条件？ 答：要求：选择性要好、灵敏度要高、对比度要大、有色化合物要稳定、组成要恒定， 显色反应的条件要易于控制。 考虑显色反应的条件为：显色剂的用量；溶液的酸度；时间和温度；有机溶剂和表面活 性剂；共存离子的干扰及消除。 10.溶液的酸度对显色反应的影响表现在哪些方面？如何选择和确定最适宜的酸度？ 答：溶液的酸度对显色反应的影响表现在以下几个方面：对被测物质存在状态的影响； 对显色剂浓度和颜色的影响；对络合物组成和颜色的影响。 选择和确定最适宜酸度的方法是：固定被测组分.显色剂和其它试剂的浓度，配成一系 列酸度不同的显色溶液，测量其吸光度，绘制吸光度—酸度曲线，曲线中吸光度最大且恒定 的酸度区间即为显色反应适宜的酸度范围。 11.为了提高测量结果的准确程度，应该从哪些方面选择或控制光度测量的条件？ 答：1、选择合适的入射波长。一般为最大吸收波长，如果有干扰时，可选择用灵敏度 较低，但能避开干扰的入射波长。 2、控制准确的读数范围。一般控制在 0.15-0.80，为此，可通过控制试样的称量、稀 释或浓缩试样、改变吸收池的厚度。 3、、选择适当的参比溶液。 12.为什么示差光度可以提高测定高含量组分的准确度？ 答：应用差示光度法测定高含量组分时，由于利用稍低于试样溶液的标准溶液作参比， 所测试样溶液的吸光度则是标准参比溶液和试样溶液浓度之差的吸光度，即两溶液吸光度之 差与两溶液浓度之差成正比： ΔA=κΔC=κ(Cx-Cs) 由于 C 比 ΔC 大得多，故测定 C 的误差就比 ΔC 的误差小得多。 示差光度可以提高测定高含量组分的准确度的原因，是因为用稍低于试样溶液浓度的标 准溶液作参比，调节 T%为 100%时，相当于把光度计读数标尺进行了扩展。 13.简述用摩尔比法测定络合物络合比的原理。 答：在一定的条件下，假设金属离子 M 与络合剂 R 发生下列显色反应（略去离子电荷）：
M+nR-VR. 为了测定路和比，可固定金属离子的浓度G,改变络和剂的浓度G,配置一系列G/C 不同的显色溶液。在格和物的入：处。采用相同的比色■测量各溶液的吸光度。并对C/C 作图。在显色反应尚未进行完全阶段，此时C,/C,m。故吸光度A随C,的增加面上升。在显 色反应进行完全时，溶液的吸光度基本保转不变，曲线的转折点E所对应的C/C用：实际 上在转折点附近，由于络和物多少有离解，故实测的吸光度要低一些。 14双光桌分光光度计与单光束分光光度计相比有什么不具？有事些特点？ 答：它们的不同点有：双光束分光光度计比单光束分光光度计结构复条，可实现吸收光 讲的自动扫描，价格品贵，用途广泛，光路设计要求严格。 双光来分光光度计具有较高的测量精密度和准确度，而且测量方便快捷，特别适合进行 结构分析。 15有S0.00含Cd广5.0#g的溶液，用10.0aL二苯硫棕-氯仿溶液萃取（萃取率%100作） 后，在被长为518n处，用1am比色皿测量得T-44.5%。求吸收系数a,摩尔吸收系数和 桑德尔灵敏度8各为多少？ 解：依题意可知 被萃取后Cd产的浓度为： 5.0×10 10x10=5.0x10-g1L A-1gT-1g0.4M5-0.35 c"1x50×10=7.0x102Lg,cm 035 0.35 50x10==7869x10=80x10上-m0cGm 112.41 112.41 S-Mc/K= =1.4×103g·c 8.0×10 16.结和，与某显色剂的路合物有如下数据： A/nn 510 656 c/L×ol4×cm 3.6×10 1.24×10 xn/L×ol'Xcm 5.52×10 1.75×10 将0.376g土壤试样溶解后配减50.00ml.溶液，取25.00ml溶液进行处理，以除去干扰 8
87 M+nR=MRn 为了测定络和比 n，可固定金属离子的浓度 CM，改变络和剂的浓度 CR，配置一系列 CR/CM 不同的显色溶液。在络和物的 ma.x 处，采用相同的比色皿测量各溶液的吸光度，并对 CR/CM 作图。在显色反应尚未进行完全阶段，此时 CR/CM<n，故吸光度 A 随 CR 的增加而上升。在显 色反应进行完全时，溶液的吸光度基本保持不变，曲线的转折点 E 所对应的 CR/CM=n。实际 上在转折点附近，由于络和物多少有离解，故实测的吸光度要低一些。 14.双光束分光光度计与单光束分光光度计相比有什么不同？有哪些特点？ 答：它们的不同点有：双光束分光光度计比单光束分光光度计结构复杂，可实现吸收光 谱的自动扫描，价格昂贵，用途广泛，光路设计要求严格。 双光束分光光度计具有较高的测量精密度和准确度，而且测量方便快捷，特别适合进行 结构分析。 15.有50.00mL含Cd 2+5.0μg的溶液，用10.0mL二苯硫腙-氯仿溶液萃取（萃取率≈100%） 后，在波长为 518nm 处，用 1 ㎝比色皿测量得 T=44.5%。求吸收系数 a、摩尔吸收系数 κ 和 桑德尔灵敏度 s 各为多少？ 解：依题意可知 被萃取后 Cd 2+的浓度为： 5.0 10 g / L 10 10 5.0 10 4 3 6 − − − = A=-lgT=-lg0.445=0.35 2 1 1 4 7.0 10 1 5.0 10 0.35 − − − = = = L g cm bc A a κ= 4 4 1 1 4 7.869 10 8.0 10 112.41 5.0 10 1 0.35 − − − = L mol cm 4 8.0 10 112.41 / S = MCd = =1.4×10-3 µg·cm-2 16.钴和镍与某显色剂的络合物有如下数据： λ/nm 510 656 κCo/L×mol-1×cm-1 3.64×104 1.24×103 κNi/L×mol-1×cm-1 5.52×103 1.75×104 将 0.376g 土壤试样溶解后配成 50.00mL 溶液，取 25.00ml 溶液进行处理，以除去干扰
物质，怨后加入显色剂，将体积调至50.00L,此溶液在510n处吸光度为Q467,在656m 处吸光度为0,374，吸收池厚度为1c:计算结镶在土壤中的含量（以：黑·g”表示）： 解：根据题意列出方程组A=黑bC+黑C A=k abC,+K nbC, 己知：A-0.476A-0.374x,-364×10'6n=1.24×10 黑m=5,52×10K=1,75×104 解得C-0.96×10ml·1℃，-207×1031·L L-[C×0.05×2×58.9332]/0.376-152g·g-1 L=C,×0.05×2×58.6934]/0,376=323ug·g-1 17.某钢样含望为0.12%，用丁二肟显色，=1.3×10L·o1·c■.若钢样溶解显 色以后。其溶液体机为100.0L,在-470m处用1的吸收池测量，希里测量误差最小， 应移取试样多少克？ 解。要使测量误差最小，则T=e-0.3681=-1 c=-0434 ×1n=3.34×10ol/L kh 应采取的质量m334x10x01x586934-0.16e 0.0012 答：应采取的质量试样为0.16g 18.用硅们蓝分光广度法测定硅的含量，用下列数据绘制标准曲线： 硅标准溶液的浓度/g· 0.0500.1000.1500.2000.250 吸光度(A) 0,2100.4210.6300.8391.01 测定试样时称取钢样Q,500z,溶解后转入50L容量瓶中，与标准曲线相同的条件下测 得吸光度A0,22,。求试样中硅的质量分数。 解：根据题意得
88 物质，然后加入显色剂，将体积调至 50.00mL.此溶液在 510nm 处吸光度为 0.467，在 656nm 处吸光度为 0.374，吸收池厚度为 1cm。计算钴镍在土壤中的含量（以μg·g -1 表示）。 解：根据题意列出方程组 A1=κ1xbCx+κ1YbCy A2=κ2XbCx+κ2YbCy 已知：A1=0.476A2=0.374κ1x=3.64×104κ2X=1.24×103 κ1Y=5.52×103κ2Y=1.75×104 解得 Cx=0.96×10-5 mol·L -1 Cy=2.07×10-5 mol·L -1 Mx=[Cx×0.05×2×58.9332]/0.376=152μg·g-1 My=[Cy×0.05×2×58.6934]/0.376=323μg·g-1 17．某钢样含镍为 0.12﹪，用丁二肟显色，κ=1.3×104 L·mol-1·cm -1 .若钢样溶解显 色以后，其溶液体积为 100.0mL，在λ=470nm 处用 1cm 的吸收池测量，希望测量误差最小， 应称取试样多少克？ 解。要使测量误差最小，则 T=e-1 =0.368lnT=-1 c= kb − 0.434 ×lnT=3.34×10-5 mol/L 应采取的质量 m= 0.0012 3.34 10 0.1 58.6934 5 − =0.16g 答：应采取的质量试样为 0.16g 18．用硅钼蓝分光广度法测定硅的含量。用下列数据绘制标准曲线： 硅标准溶液的浓度/mg·mL -1 0.0500.1000.1500.2000.250 吸光度（A） 0.2100.4210.6300.8391.01 测定试样时称取钢样 0.500g，溶解后转入 50mL 容量瓶中，与标准曲线相同的条件下测 得吸光度 A=0.522，。求试样中硅的质量分数。 解：根据题意得
由图得a=4.200 硅的质量百分数S%= ×100% w AxV =由×100% m 0.522 =4200 ×50×10-J —×100% 0.500 =124% 答：试样中硅的质量百分数为1,24。 19.柄样0.S00g溶解后在容量瓶中配成100l溶液，分取20.00.该溶液于50L容量 瓶中，其中的M”氧化成0，后，稀释定容。然后在入=525m处。用b=2cm的比色里测得 =0,60。己知ka之3×10的·ol·c,计算钢样中加的质量分数(%). A 0.60 解：AbcC -=1.3×10ol·L kb2.3×103×2 试样中锰的质量r1.3×10'×0.05×5×54.9-17.86×10'g h=m。17.86×10 -×100%=0.36% 0.5000.500 20.某有色溶液在1■比色皿中的-0.00。将溶液稀释到原浓度的一半后，转移至 3■的比色■中，计算在相同波长下的A和T值： 解：设b,=1cab.=3cA=0.400Ca=0.5C1A=7 A=x bC A-kbC得A-0.60T=10-=10b=25% 刺
89 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 A c(mg/ml) 由图得 ab=4.200 硅的质量百分数 % = 100% M m Si 1.24% 100% 0.500 50 10 4.200 0.522 100% 3 = = = − ms V b A 答：试样中硅的质量百分数为 1.24%。 19．钢样 0.500g 溶解后在容量瓶中配成 100mL 溶液。分取 20.00mL 该溶液于 50mL 容量 瓶中，其中的 Mn 2+氧化成 MnO4 -后，稀释定容。然后在λ=525nm 处，用 b=2cm 的比色皿测得 A=0.60。已知 k525=2.3×103 L·mol-1·cm -1，计算钢样中 Mn 的质量分数(﹪)。 解：A=kbc 2.3 10 2 0.60 3 = = kb A c =1.3×10-4 mol·L -1 试样中锰的质量 m=1.3×10-4×0.05×5×54.94=17.86×10-4 g Mn%= 100% 0.500 17.86 10 0.500 4 = − m =0.36% 20.某有色溶液在 1cm 比色皿中的 A=0.400。将此溶液稀释到原浓度的一半后，转移至 3cm 的比色皿中。计算在相同波长下的 A 和 T 值。 解：设 b1=1cmb2=3cmA1=0.400C2=0.5C1A2=? A1=κb1C1 A2=κb2C2 得 A2=0.60 10 10 25% 2 0.6 = = = − A − T
21.服从廊伯一比尔定律的某有色溶液，当其浓度为c时，透射比为T。问当其浓度变 化为0,5C、1.5、和30e,且液层的厚度不变时，请射比分别是多少？事个最大？ 解：由-lgI-kbcT=10 (1)当C-0.5cT=T (2)当C-l.5C时T=V (3)当C=40C时TT T(11最大 22.已知M的-2.3×10价·o1·cn',采用b-2cm的比色皿，欲将透射比T的 读数范围15%一0常，问溶液的浓度应控制在什么范围（以触黑·山表示）？若T值超出 了上述范围时应采取阿种措？ 解：根据会式c=二0434 InT kh T-5时，C- -0.434 1n0.15-l.79×10ol/L 2.3×103×2 p=1,79×100l/L×15803×10μg·l -28.3ug·山 T-70%时，C- -0.434 1n0.70-3.36×10ml·1 2.3×103×2 p=3.36×10ol/八×158.03×10ug·l.-5.3=g+l 浓度因拉制在28.3一5.3“黑·■l,若超过范围应适当稀释. 2马.有一浓度为2.0×10ml·L的某显色溶液，当b=3■时测得A=0120。将其稀 释一倍后改用b5cn的比色国测定，得A-0.00(A相同)。月此时是香服从朗伯比尔定 律 解：假设此时符合朗伯一比尔定律，Axbc,则摩尔吸光系数 0.120 200k" A 0.200 6%3x2.0x10-4 695x10x10-40 道≠置 假使条件不成立。即此时不符合朗伯一比尔定律 24.某一光度计的读数误差为0005，当测量的透射比分别为9.5%及90%时。计算浓 度测量的相对误差各为多少？ 解：光度计的读数误差为dT0.005,T为透光率。 90
90 21．服从郎伯—比尔定律的某有色溶液，当其浓度为 c 时，透射比为 T。问当其浓度变 化为 0.5c、1.5、和 3.0c，且液层的厚度不变时，透射比分别是多少？哪个最大？ 解：由 A=-lgT=κbc bc T − = 10 （1）当 C2=0.5CC T2 = T （2）当 C3=1.5C 时 3 T3 = T （3）当 C4=3.0C 时 T4=T3 T<1T2 最大 22．已知 KMnO4 的κ525=2.3×103 L·mol-1·cm -1，采用 b=2cm 的比色皿，欲将透射比 T 的 读数范围 15﹪—70﹪，问溶液的浓度应控制在什么范围（以μg·mL -1 表示）？若 T 值超出 了上述范围时应采取何种措施？ 解：根据公式 c= kb − 0.434 lnT T=15%时，C= 2.3 10 2 0.434 3 − ln0.15=1.79×10-4 mol/L ρ=1.79×10-4 mol/L×158.03×103μg·mL-1 =28.3μg·mL -1 T=70%时，C= 2.3 10 2 0.434 3 − ln0.70=3.36×10-5 mol·L -1 ρ=3.36×10-5 mol/L×158.03×103μg·mL-1 =5.3μg·ml-1 浓度因控制在 28.3—5.3 g·ml-1，若超过范围应适当稀释。 23．有一浓度为 2.0×10-4 mol·L -1 的某显色溶液，当 b1=3cm 时测得 A1=0.120。将其稀 释一倍后改用 b2=5cm 的比色皿测定，得 A2=0.200（λ相同）。问此时是否服从朗伯-比尔定 律？ 解：假设此时符合朗伯—比尔定律，A=κbc，则摩尔吸光系数 κ1= 3 2.0 10 4 0.120 1 1 1 − = b c A =200κ2= 4 2 2 2 5 1.0 10 0.200 − = b c A =400 κ1≠κ2 假使条件不成立，即此时不符合朗伯—比尔定律 24．某一光度计的读数误差为 0.005，当测量的透射比分别为 9.5﹪及 90﹪时，计算浓 度测量的相对误差各为多少？ 解：光度计的读数误差为 dT=0.005，T 为透光率
根据明伯一比尔定律，浓度的相对误差 Es d x100%= 0.434d -×100% TlT 当T为9.5时 Esd C x100%=0434a ×100%=0434×0.005 ×100%=-2.2% TgT 95%×g9.5% 音T为S0%时 E.d ×100%.0434d7 ×100%- 0.434×0.005 ×100%-5.2% C TT 90%名90% 答：浓度测量的相对误差分别为2.2%和-5.25。 25.某吸光物质X的标准溶液浓度、为1.0×10o1·L,其吸光度-0699。一含X 的试夜在同一条件下测量的吸光度为=1,000。如果以上述标准溶液作参比，试计算： (1)试夜的吸光度为多少？ (2) 用两种方法测阁的T值各为多少？ 解，试液的吸光度A=A-4=1.000-0699=0301 一般方法下，测得的标准溶液Ts=1010=20网 T,=104=10-=10% 用示差法测得的1，=100%T=10=104测=50% 6.在2m+2W→2Q显色反应中，整合剂浓度超过阳离子浓度0倍以上时，可以认 为Zm'全部生成Z4.当Zn和广的浓度分别为8.00×10mlL和4.000×10mlL日 时，在选定波长下用1c■吸收泡测量的吸光度为Q364。在同样条件下测量c-800× 100l·L,G=之10×10-l·L的溶液时，所得吸光度为0.273。求比铬合物的形成常 数。 解：依题意得：当整合剂的浓度超过阳离子0倍以上时，Z”全部转化为ZQ, 当A:=0.384时 Cg”-400×102 C2800x10=50>40 故在C=800×10,Co广=4.00×10时，2m全部转化为乙2，” 91
91 根据朗伯-比尔定律，浓度的相对误差 Er= 100% lg 0.434 100% = T T dT C dC 当 T 为 9.5%时 Er= C dC 100%= 100% lg 0.434 T T dT = 100% 9.5% lg 9.5% 0.434 0.005 =-2.2% 当 T 为 90%时 Er= C dC 100%= 100% lg 0.434 T T dT = 100% 90%lg 90% 0.434 0.005 =-5.2% 答：浓度测量的相对误差分别为-2.2%和-5.2%。 25．某吸光物质 X 的标准溶液浓度、为 1.0×10-3 mol·L -1，其吸光度 A=0.699。一含 X 的试夜在同一条件下测量的吸光度为 A=1.000。如果以上述标准溶液作参比，试计算： （1） 试夜的吸光度为多少？ （2） 用两种方法测得的 T 值各为多少？ 解：试液的吸光度 Af=AX-AS=1.000-0.699=0.301 一般方法下，测得的标准溶液 Ts=10-A =10-0.699=20% 10 10 10% 1 = = = − Ax − Tx 用示差法测得的 Ts=100% 10 10 50% 0.301 = = = −Af − Tx 26．在 Zn2++2Q2-→ZnQ2 2-显色反应中，螯合剂浓度超过阳离子浓度 40 倍以上时，可以认 为 Zn2+全部生成 ZnQ2 2-。当 Zn 和 Q 2+的浓度分别为 8.00×10-4 mol·L -1 和 4.000×10-2 mol·L -1 时，在选定波长下用 1cm 吸收池测量的吸光度为 0.364。在同样条件下测量 cZn=8.00× 10-4 mol·L -1，cQ=2.10×10- 3 mol·L -1 的溶液时，所得吸光度为 0.273。求此络合物的形成常 数。 解：依题意得；当螯合剂的浓度超过阳离子 40 倍以上时，Zn 2+全部转化为 ZnQ2 2-， 当 A1=0.364 时 50 40 8.00 10 4.00 10 4 2 2 2 = = − − + − Zn Q C C 故在 − − + − + = − = 2 2 4 2 2 C 2 8.00 10 ,C 2 4.00 10 Zn ZnQ Zn Q 时， 全部转化为
即C=8.00x10(刚o1) 当A=0,273时 C2_210×10 Ca.800×10<40 故2”未完全转化为Z4,根据Axbc C C C 即C=A 0.273 g-0364 8.00×10-=6.00×10(mol/L) 则溶凌中剩余的C=8.00×10一-6.00×10=2.00×10-(m0/ Cg--2.10×10-3-2×6.00x10-9.00×10-(ma/L) 再根据2m+20旷。—270 C K 6.00x10- 2.00×10+×(9×10下2 =3.70×10 27,有下列一组数据，求未知液中A与B的浓度。 吸光物质 浓度/oL.L 波长/nn 吸收泡厚度/cn 吸光度 5.00×10 440 1 0.683 590 1 0.139 B 8.00×10 440 1 0.106 590 0.470 A+B 未知 440 1 1.022 590 1 0.414 解：设A、B在440面时的摩尔吸光系数分别为K4、大多 0.683 *4c,=ix500X101.36×10 0.106 5%6.1x800x10=1325x10 在元=0m时，A,B、k的分别为k4,k, 2
92 即 8.00 10 ( / ) 4 2 2 C mol L ZnQ − − = 当 A2=0.273 时 40 8.00 10 2.10 10 4 3 2 2 = − − + − Zn Q C C 故 Zn2+未完全转化为 ZnQ2 2-，根据 A=κbc 有 ' 1 2 2 2 2 2 − − = ZnQ ZnQ C A C A 即 8.00 10 6.00 10 ( / ) 0.364 0.273 ' 4 4 1 2 2 2 2 2 C mol L A A C ZnQ ZnQ − − − = − = = 则溶液中剩余的 8.00 10 6.00 10 2.00 10 ( / ) 4 4 4 C 2 mol L Zn − − − + = − = 2.10 10 2 6.00 10 9.00 10 ( / ) 3 4 4 C 2 mol L Q − − − − = − = 再根据 Zn2++2Q2- ZnQ2 2- 6 4 4 2 4 2 3.70 10 2.00 10 (9 10 ) 6.00 10 2 2 2 2 = = = − − − + − − Zn Q ZnQ C C C K平衡 27．有下列一组数据，求未知液中 A 与 B 的浓度。 吸光物质 浓度/mol.L-1 波长/nm 吸收池厚度/cm 吸光度 A 5．00×10-4 440 1 0．683 590 1 0．139 B 8.00×10-5 440 1 0.106 590 1 0.470 A+B 未知 440 1 1.022 590 1 0.414 解：设 A、B 在 440nm 时的摩尔吸光系数分别为 A1 、 B1 A1 = 4 1 5.00 10 1 0.683 − = A A bc A =1.366×103 B1 = 3 5 1.325 10 1 8.00 10 1 0.106 = = − B B bc A 在 = 590nm 时，A、B、 k 的分别为 A2 k 、 B2 k
0.139 A0.470 bc45.00x10x1 =278×10k4= ，1x800x10减875X10 两中溶液混合时A=XbXc+尽XbX cA=R与XbXC+Kg bXc 1.022-1.366×10×1×e,+1.325×10×1×c0.414-2.78×10×1×c+5.875×10×1 Xca 代入以上数据，解得c-7.12×10ol·Lc-3.69×10ol·L 8.2一确基-4-氯酚为一有机弱酸，准确称取三份相同量的该物质置于相同体积的三种 不同介质中，配制成三份试夜，在25℃与27n处测量各自的吸广度.在0.1©1·LC1 介质中该酸不解离，其吸光度为Q.062:在-6.22的候冲溶液中吸光度为0.356在 0.01o】·LNa0阳介质中该酸完全解离，其吸光度为0.855计算25℃时该的解离常数. 解：由酸碱解离常数公式：PK。=PH+皂 A-Ar Aws -A 其中，A、A分别是以B,B型体存在时的吸光度，A为在时的吸光度，在本题中： =0062,A4=0.85周 阳时的吸光度A=0.356 pR。=pH+g A-Ac Ame-A 0.356-0855 6.22+1 0.062-0.356 -6.48 解之得：(=431×10 29.1,2两种化合物的餐外吸收光谱如图10-13，武双波长分光光度法测定混合物中1、 2两种组分的含量，试用作图法选出相应的波长组合， 98
93 A2 k = 5.00 10 1 0.139 4 2 = − A A bc A =2.78×102 B2 k = 5 1 8.00 10 2 0.470 − = B B bC A =5.875×103 两中溶液混合时 A1= A1 ×b×cA+ B1 ×b×cBA2= A2 ×b×cA+ B2 b×cB 1.022=1.366×103×1×cA+1.325×103×1×cB0.414=2.78×102×1×cA+5.875×103×1 ×cB 代入以上数据，解得 cA=7.12×10-4 mol·L -1 cB=3.69×10-5 mol·L -1 28．2-硝基-4-氯酚为一有机弱酸，准确称取三份相同量的该物质置于相同体积的三种 不同介质中，配制成三份试夜，在 25o C 与 427nm 处测量各自的吸广度。在 0.1mol·L -1 HCl 介质中该酸不解离，其吸光度为 0.062；在 pH=6.22 的缓冲溶液中吸光度为 0.356 在 0.01mol·L -1 NaOH 介质中该酸完全解离，其吸光度为 0.855 计算 25o C 时该的解离常数。 解：由酸碱解离常数公式： A A A A pK pH HB B a − − = + − lg 其中，AB -、AHB 分别是以 B -、HB 型体存在时的吸光度，A 为在 pH 时的吸光度。在本题中： AAB=0.062，AB - =0.855 pH 时的吸光度 A=0.356 ∴ A A A A pK pH HB B a − − = + − lg =6.22+lg 0.062 0.356 0.356 0.855 − − =6.48 解之得：Ka=3.31 10-7 29．1、2 两种化合物的紫外吸收光谱如图 10-13，欲双波长分光光度法测定混合物中 1、 2 两种组分的含量，试用作图法选出相应的波长组合