朗伯比尔定律适用条件在低浓度时如何提高灵敏度

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第一章水和废水 第六节分光光度法―第七节离子色谱法
水和废水第六节 分光光度法 (一)基础知识 一 基础知识 一、填空题 1. 分光光度法测定样品的基本原理是利用朗伯比尔定律,根据不同浓度样品溶液对光信号具有不同的 吸光度 ,对待测组分进行定量测定。 2. 应用分光光度法测定样品时,校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的 符合程度 ,并通过适当方法进行修正,以消除波长刻度的误差引起的光度测定误差。 比色皿表面不清洁是造成测量误差的常见原因之一, 每当测定有色溶液后, 一定要充分洗涤。 可用 相应的溶剂 涮洗, 或用 (1+3) HNO3 3. 分光光度法测定样品时, ) 浸泡。注意浸泡时间不宜过长,以防比色皿脱胶损坏。 二、判断题 1. 分光光度计可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同类型的光度计。 (√) 由于不同浓度下的测定误差不同, 因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。 一般来说, 透光度在 20%~65%或吸光值在 0.2~0.7 2. 应用分光光度计进行试样测定时, 之间时,测定误差相对较小。 (√) (×)测定样品中的微量组分 3. 分光光度法主要应用于测定样品中的常量组分含量。 4. 应用分光光度法进行样品测定时,同一组比色皿之间的差值应小于测定误差。 (×)测定同一溶液时,同组比色皿之间吸光度相差应小于 0.005,否则需进行校正。 5. 应用分光光度法进行样品测定时,摩尔吸光系数随比色皿厚度的变化而变化。 (×)摩尔吸光系数与比色皿厚度无关。 三、选择题 1. 利用分光光度法测定样品时,下列因素中 A. 所用试剂的纯度不够的影响 不是产生偏离朗伯比尔定律的主要原因。 2. 分光光度计波长准确度是指单色光最大强度的波长值与波长指示值 B. 之差 3. 分光光度计吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标,一般常用 A. 碱性重铬酸钾 碱性重铬酸钾标准溶液进行吸光度校正。 方向性,使用前应做好标记。 4. 分光光度计通常使用的比色皿具有 C. 方向性 5. 使用分光光度法测试样品,校正比色皿时,应将 A.纯净蒸馏水 注入比色皿中,以其中吸收最小的比色皿为参比,测定其他比色皿的吸光度。 纯净蒸馏水 6. 朗伯比尔定律 A=kcL 中,摩尔吸光系数 k 值 A.愈大 表示该物质对某波长光的吸收能力愈强,比色测定的灵敏度就愈高。 愈大 7. 在比色分析中为了提高分析的灵敏度,必须选择摩尔吸光系数 A. 大的 有色化合物,选择具有最大 k 值的波长做入射光。 8. 用紫外分光光度法测定样品时,比色皿应选择 A. 石英 9. 一般常把 B.200~400nm 波长的光称为紫外光。 10. 一般常把 B.400(380)~800(780)nm 波长的光称为可见光。 ( ) ( ) 11.朗伯比尔定律 A=kcL 中,摩尔吸光系数 k 值与 C.测定时的取样体积 无关。 测定时的取样体积 12. 一般分光光度计吸光度的读数最多有 A. 3 位有效数字。 四、问答题 (2)准确度高; (3)适用范围广; (4)操作简便、快速; (5)价格低廉。 1. 分光光度法是环境监测中常用方法,简述分光光度法的主要特点。答: 答 (1)灵敏度高; 2. 简述校正分光光度计波长的方法。答:校正波长一般使用分光光度计光源中的稳定线光谱或有稳定亮线的外部光源,把光束导入光路进行校正,或者测定已知光谱 答 样品的光谱,与标准光谱对照进行校正。 3. 简述分光光度法测定样品时,选用比色皿应考虑的主要因素。答: 答 (1)测定波长,比色液吸收波长在 370nm 以上时可选用玻璃或石英比色皿,在 370nm 以下时必 须使用石英比色皿; (2)光程。比色皿有不同光程长度,通常多用 10.0nm 的比色皿,选择比色皿的光程长度应视所测溶液的吸光度而定,以使其吸光度在 0.1-0.7 之 间为宜。 4. 如何检查分光光度计的灵敏度?答: 检查方法为: 配置 0.001%重铬酸钾溶液, 1cm 比色皿装入蒸馏水作参比, 440nm 用 于 答 灵敏度是反映仪器测量性能的重要指标, 处测得的吸光度应大于 0.010.若示值小于 0.010,可适当增加灵敏度的挡数,如仍不能达到该值,应检查或更换光电管。 5. 在光度分析中,如何消除共存离子的干扰? (1)尽可能采用选择性高、灵敏度也高的特效试剂。 (2)控制酸度,使干扰离子不产生显色反应。 (3)加入掩蔽剂,使干扰离子被络合而不发生干扰,而待测离 答: 子不与掩蔽剂反应。 (4)加入氧化剂或还原剂,改变干扰离子的价态以消除干扰。 (5)选择适当的波长以消除干扰。 (6)萃取法消除干扰。 (7)其他能将被测组分与 杂质分离的步骤,如离子交换、蒸馏等。 (8)利用参比溶液消除显色剂和某些有色共存离子的干扰。 (9)利用校正参数从测定结果中扣除干扰离子影响。 6. 用分光光度法测定样品时,什么情况下可用溶剂做空白溶液?答:当溶液中的有色物质仅为待测组分与显色剂反应生成,可用溶剂做空白溶液,称溶剂空白。 答 7. 一台分光光度计的校正应包括?答:波长校正、吸光度校正、杂散光校正、比色皿校正。 答 8. 在光度分析中酸度对显色反应主要有哪些影响? 答:1、对显色剂本身的影响 2、对溶液中各元素存在状态的影响 3、对显色反应的影响。 9. 简述朗伯比尔定律 A=kcL 的基本内容,并说明式中各符号的含义。 答:理论基础可综合为光的吸收定律,即当一束单色光通过均匀溶液时,溶液的吸光度与溶液 的浓度和液层厚度的乘积成正比。式中:A――吸光度;k――吸光系数;c――待测物浓度;L――液层厚度。 10. 简述朗伯比尔定律中,吸光系数与摩尔吸光系数的区别。答:在朗伯比尔定律中 A=kcL 中,k 是比例常数,它与入射光的波长、溶液的性质有关。如果有色物质 答 溶液的浓度 c 用 g/L 表示,液层厚度以 cm 表示,比例常数 k 称为吸光系数。如果浓度 c 用 mol/L 表示,液层厚度以 cm 表示,则比例常数 k 称为摩尔吸光系数。 摩尔吸光系数的单位为 L/(mol*cm),它表示物质的浓度为 1mol/L、液层厚度为 1cm 时溶液的吸光度。 11. 简述在光度分析中如何用镨铷滤光片对光度计的波长进行校正?答: 用特制的镨铷滤光片 (预先在精密度较高的仪器上进行校正过) 校正仪器波长时, 通常用 573nm 和 586nm 的双峰谱线校正。 12. 简述光度分析中如何选择显色剂。答: 答 (1)显色剂的灵敏度要高(2)显色剂的选择性要好(3)所形成的有色化合物应足够稳定,而且组成恒定,有确定的组成 比(4)所形成的有色化合物与显色剂之间的差别要大(5)其他因素如显色剂的溶解度、稳定性、价格等。 13. 简述在光度分析中共存离子的干扰主要有哪几种情况。答: 答 (1)共存离子本身有颜色影响测定(2)共存离子与显色剂生成有色化合物,同待测组分的有色化合物 的颜色混在一起(3)共存离子与待测组分生成络合物降低待测组分的浓度(4)强氧化剂和强还原剂存在时因破坏显色剂而影响测定。 14. 简述在光度分析中引起偏离光吸收定律的原因。 答: (1)入射光单色性差而引起偏离(2)溶液中的化学变化而引起偏离(3)介质的不均匀性而引起偏离。 五、计算题 1.用分光光度法测定水中的六价铬,已知溶液含六价铬 140?g/L,用二苯碳酰二肼溶液显色,比色皿为 20nm,在波长 540nm 处测得吸光度为 0.220,试计算摩尔吸光 系数(Mcr=52) 答: 。答 (1)计算摩尔数:140×10-6/52=2.7×10-6 (mol/L); (2)计算摩尔吸光系数:0.220=k×2×2.7×10-6 k=4.1×104L/(mol*cm) 2.分光光度法测定水中 Fe3+,已知 Fe3+溶液用 KSCN 溶液显色,用 20nm 比色皿在波长 480nm 处测得吸光度为 0.19,已知摩尔吸光系数 1.1 ×104L/(mol*cm),试求该 溶液的浓度(Mfe=55.86)。 : 计算溶液的摩尔浓度: 0.19=1.1×104×C×2 C=8.6×10-6 (mol/L); (2) 计算溶液的浓度: C=8.6×10-6 ×55.86=482×10-6 (g/L) 答 (1) (五)总氮 一、填空题 8. 总氮测定方法通常采用过硫酸钾氧化,使水中 有机氮 和 无机氮 转变为硝酸盐,再以紫外分光光度法、偶氮比色法、离子色谱法或气相分子吸收法进行测定。 9. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,对于悬浮物较多的水样,过硫酸钾氧化后可能出现 沉淀 ,遇此情况,可取 上清液 进行测定。 10. 《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》方法的检出下限为 0.05 mg/L,测定上限为 4 mg/L。 二、判断题 9. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,硫酸盐及氯化物对测定有影响。 (×) 10. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,在 120~124℃的碱性介质条件下,用过硫酸钾做氧化剂,不仅可将水中氨氮、亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐,同 时也将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。 (√) (√) 11. 碱性过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定水中总氮,使用高压蒸汽消毒器时,应定期校核压力表。 三、选择题 6. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,碳酸盐及碳酸氢盐对测定有影响,在加入一定量的 A. 盐酸 后可消除。 7. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,水样采集后立即用硫酸酸化到 PH<2,在 B .24 小时内测定。 8. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,新配制的过硫酸钾溶液应存放在 C. 聚乙烯瓶 内,可贮存一周。 9. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,配制 1000mL 硝酸钾贮备液时加入 2mL A. 三氯甲烷 ,贮备液至少可稳定 6 个月。1 四、问答题 8. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,主要干扰物有哪些?如何消除?答: 答 (1)水样中含有六价铬离子及三价铁离子时干扰测定,可加入 5%盐酸羟 胺溶液 1~2mL,以消除其对测定的影响; (2)碘离子及溴离子对测定有干扰,测定 20?g 硝酸盐氮时,碘离子含量相对于总氮含量的 0.2 倍时无干扰;溴离子含 量相对于总氮含量的 3.4 倍时无干扰; (3)碳酸盐及碳酸氢盐对测定的影响,在加入一定量的盐酸后可消除。 9. 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定水中总氮时,为什么要在两个波长测定吸光度?答:因为过硫酸钾将水样中的氨氮、亚硝酸盐氮及大部分有机氮化合物氧化 答 为硝酸盐。硝酸根离子在 220nm 波长处有吸收,而溶解的有机物在此波长也有吸收,干扰测定。在 275nm 波长处,有机物有吸收,而硝酸根离子在 275nm 处 没有吸收,所以在 220nm 和 275nm 两处测定吸光度,用来校正硝酸盐氮值。 10. 水中有机氮化合物主要是些什么物质?答:蛋白质、肽、氨基酸、核酸、尿素以及化合的氮,主要为负三价态的有机氮化合物。 答 水和废水第七节 离子色谱法(一)基础知识 一 基础知识 一、填空题 1. 离子交换色谱主要用于有机和无机 阴、阳 离子的分离。 2. 离子排斥色谱主要用于 有机酸、无机弱酸、醇类 的分离。 有机酸、无机弱酸、 阴离子、 3. 离子对色谱主要用于表面活性 阴离子、阳离子 和 金属 络合物的分离。 4. 离子色谱仪中,抑制器主要起降低淋洗液的 背景电导 和增加被测离子的 电导值 ,改善 信噪比 的作用。 5. 离子色谱分析样品时,样品中离子价数越高,保留时间 越长 ,离子半径越大,保留时间 越长 。 6. 离子色谱中抑制器的发展经历了几个阶段,最早的是树脂填充抑制柱、管状纤维膜抑制器,后来有了平板微膜抑制器。目前用的最多的是 自身再生 抑制器。 7. 在离子色谱分析中,为了缩短分析时间,可通过改变分离柱的容量、淋洗液强度和 流速 ,以及在淋洗液中加入有机改进剂和用梯度淋洗技术来实现。 二、判断题 1. 离子色谱(IC)是高效液相色谱(HPLC)的一种。 (√) 、离子排斥色谱(HPIEC)和离子对色谱(MPIC) 。它们的分离机理是相同的。 (×) 2. 离子色谱的分离方式有 3 种,即高效离子交换色谱(HPIC) 3. 离子色谱分析中,其淋洗液的流速和被测离子的保留时间之间存在一种反比的关系。 (√) 4. 当改变离子色谱淋洗液的流速时,待测离子的洗脱顺序将会发生改变。 (×)不变。 5. 离子色谱分离柱的长度将直接影响理论塔板数(即柱效) ,当样品中被测离子的浓度远远小于其他离子的浓度时,可以用较长的分离柱以增加柱容量。 (√) (√) 6. 离子色谱分析阳离子和阴离子的分离机理、抑制原理是相似的。 7. 离子色谱分析样品时,可以用去离子水稀释样品,还可以用淋洗液作稀释剂,以减小水负峰的影响。 (√) 8. 离子色谱分析中,水负峰的位置由分离柱的性质和淋洗液的流速决定,流速的改变可改变水负峰的位置和被测离子的保留时间。 (√) (√) 9. 离子色谱分析中,淋洗液浓度的改变只影响被测离子的保留时间,而不影响水负峰的位置。 10. 离子色谱中梯度淋洗和气相色谱中的程序升温相似,梯度淋洗一般只在含氢氧根离子或甲基磺酸根的淋洗液中采用抑制电导检测时才能实现。 (√) 11. 高效离子色谱用低容量的离子交换树脂。 (√) 12. 离子排斥色谱用高容量的离子交换树脂。 (√) 三、选择题 1. 离子色谱中的电导检测器,分为抑制型和非抑制型两种。在现代色谱中主要用 A. 抑制型 电导检测器。 2. 离子色谱分析中当改变淋洗液的浓度时,对被测二价离子保留时间的影响 A.大于 一价离子。 大于 3. NaOH 是化学抑制型离子色谱中分析阴离子推荐的淋洗液,因为它的抑制反应产物是低电导的水。在配制和使用时,空气中的 A. CO2 总会溶入 NaOH 溶液中改变 淋洗液的组分和浓度,使基线漂移,影响分离。 4. 离子色谱的电导检测器内,电极间的距离越小,死体积越小,则灵敏度越 A.高。 高 5. 在离子色谱分析中,水负峰的大小与样品的进样体积、溶质浓度和淋洗液的浓度及其种类有关,进样体积大,水负峰亦大;淋洗液的浓度越高,水负峰越 A 大 , 反之亦然。 6. 在离子色谱分析中,水的纯度影响到痕量分析工作的成败。用于配制淋洗液和标准溶液的去离子水,其电阻率应为 D.18 M *cm 以上。 7. 离子色谱的淋洗液浓度提高时,一价和二价离子的保留时间 A. 缩短 缩短。 四、问答题 1. 离子色谱的检测器分哪几个大类?简述每类检测器中包括哪几种?答:分两大类:电化学检测器和光学检测器。电化学检测器中包括:电导检测器、直流安培检测 答 器、脉冲安培检测器;光学检测器包括:紫外―可见分光光度检测器和荧光检测器。 2. 离子色谱仪器主要有哪几部分组成?答:由流动相传送部分、分离柱、检测器和数据处理四部分组成。 答 3. 离子色谱仪中抑制器有哪三种主要作用?答: (2)增加被测离子的电导值; (3)消除反离子峰对若保留离子的影响。 答 (1)降低淋洗液的背景电导; 4. 在离子色谱分析未知浓度的样品时,如何避免色谱柱容量的超载?答:在分析未知浓度的样品时,最好先稀释 100 倍进样,或用微量进样器进样 1~2?L,再根据所 答 得结果选择合适的稀释倍数或进样量,这样既可以避免色谱柱容量超载,又可以减少强保留组分对柱子的污染。 5. 在离子色谱分析中,水负峰在什么情况下会对分析结果产生干扰?如何消除或减小这种干扰? 答:若负峰的保留时间与待测离子的保留时间相同或接近时,就会产生干扰。减小和消除水负峰干扰的一个简单的方法,是用淋洗液配制样品和标准溶液。 6. 简述离子色谱中梯度淋洗的作用。答:在离子色谱分析中,采用梯度淋洗技术可以提高分离度、缩短分析时间、降低检测限,对于复杂的混合物,特别是对保留强 答 度差异很大的混合物的分离,是极为重要的一种手段。 7. 离子色谱的定义是?答:高效液相色谱的一种,是主要用于分析离子的液相色谱。 答 8. 简述离子色谱柱的分离原理。 答:由于各种离子对离子交换树脂的亲和力不同,样品通过分离柱时被分离成不连续的谱带,依次被淋洗液洗脱。 9. 离子色谱用于阴离子分离的淋洗液须具备哪两个条件? 答: (1)能从分离柱树脂上置换被测离子(2)能发生抑制柱反应,其反应产物应为电导很低的弱电解质或 水,pKa&6。 10. 为什么离子色谱输液系统不能进入气泡?答:因进入气泡会影响分离效果和检测信号的稳定性,会导致基线不稳定,产生较大噪声,使检测灵敏度降低。 答 (二)氯化物 一、判断题 1. 离子色谱法测定水中氟化物、氯化物,当水负峰干扰测定时,可用 100mL 水样中加入 1mL 淋洗液贮备液的办法来消除水负峰的干扰。 (√) 2. 离子色谱法测定氟化物、氯化物时,不被色谱柱保留或弱保留的阴离子干扰测定时,用强淋洗液进行洗脱。 (×)应用弱淋洗液洗脱。 4. 用离子色谱法测定水中阴离子时,保留时间相近的两种离子,因浓度相差太大而影响低浓度阴离子测定时,可用加标的方法来测定低浓度阴离子。 (√) 5. 用离子色谱法测定水中阴离子时,水样不需进行任何处理,即可进样分析。 (×)需经过 0.45?m 滤膜过滤,浓度高时还需进行稀释,如有有机物干扰应用相应的 吸附树脂进行处理。 二、选择题 用离子色谱法对水中阴离子测定时,采集的水样应尽快分析,否则应在 C.4 ℃保存,一般不加保存剂。 三、问答题 1. 用离子色谱法分析阴离子时, 对有机物含量较高的水样,应如何进行处理?答:对有机物含量较高的水样, 应先用有机溶剂萃取除去大量有机物,去水相进行分析; 答 对污染严重、成分复杂的样品,可采用预处理柱法同时去除有机物和重金属离子。 2. 离子色谱法分析阴离子中,在每个工作日或当淋洗液、再生液改变时,如何对校准曲线进行校准?答:在每个工作日分析 20 个样品后,或当淋洗液、再生液改变 答 时,都要对校准曲线进行校准。假如任何一个离子的响应值或保留时间大于预期值的±10%,则需要重新绘制该离子的校准曲线。2
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光度分析中工作曲线偏离朗伯比尔定律的原因
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光度分析中工作曲线偏离朗伯比尔定律的原因
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朗伯比尔的定律为什么只有稀释溶液中才能成立
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吸收物质浓度很高时,会引起折射率的变化,使吸收质点对某一特定波长光的吸收能力改变,从而引起定律不成立。在有些情况下当浓度很大时,吸收质点距离很近,会互相影响对方的电荷分布,质点距离很近,会引起辐射和吸收的重叠,从而降低整体的吸收能力,使定律不成立,也会是定律不成立。同样在溶液浓度很高时
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