仪器分析作业05参考答案(第六章)

1. 已知Na原子从第一激发态（价电子结构为3p1）返回基态（价电子结构为3s1）时会发射589.0 nm和589.6 nm两条共振谱线，请用光谱项符号来表示这两条谱线。 答：589.0 nm 32P3/232S1/2；589.6 nm 32P1/232S1/2 2. 欲采用AES法测定下列试样，请选择最合适的光源： a. 矿石的定性、半定量分析：直流电弧 b. 合金中Cu含量的（x%）的测定：高压火花 c. 钢中锰含量（10-410-3%）的测定：交流电弧

d. 污水样中Cr、Mn、Cu、Fe、V、Ti等（10-6x%）含量的测定：ICP e. 血清中Na、K含量的测定：火焰

3. ICP-AES（ 也称为ICP-OES）有几种观测模式？各有什么特点？（简明扼要的回答） 答：ICP炬管的放置方式主要有垂直和水平两种方式，两者比较如下：垂直放置时，电离元素和基体效应的影响远小于水平放置，且最佳高度选择的余地也更大，但受狭缝高度的限制，采光区较短，灵敏度受到一定限制，当试样基体较为复杂时宜采用此方式；水平放置是从ICP焰锥顶端采光，整个通道各个部分的光都可通过狭缝，因此提高了灵敏度，降低了检出限，但水平放置的基体效应较高，且存在电离干扰的问题，仅适合基体较小的试样的测定，此外炬管是水平放置，易沾污，RF功率也不能太高。目前比较流行的双向光测得光源，即在水平观测的基础上，增加一套侧向采光光路，实现垂直/水平双向观察。

4. 使用火焰发射光谱仪，采用内标法测定试样中镉含量，方法如下表：（Cu标准工作液浓度为75.00 gmL-1；Cd标准工作液浓度为30.00 gmL-1） 容量瓶（25mL）编号 VCu标准工作溶液/mL VCd标准工作溶液/mL 1 1.00 1.00 2 1.00 2.00 3 1.00 3.00 4 1.00 4.00 5 1.00 5.00 6 1.00 10.00 mL待测液 用去离子水定容摇匀后分别在326.1 nm和327.4 nm处测定镉和铜的相对发射强度 326.1 nm（Cd）处强度 327.4 nm（Cu）处强度 18.7 31.5 38.6 32.7 52.7 29.8 71.7 30.4 93.9 31.3 45.3 30.2 （1）求试样中Cd的含量；（2）本测定采用内标法的目的是什么？（3）选择内标元素和内标谱线的原则有哪些？

1

《仪器分析》作业-5参考答案 第六章 原子光谱法

解：（1）依题可得标准系列溶液中Cd的浓度及相对光强，见下表： 容量瓶编号 cCd/gmL-1 相对光强 1 1.2 0.59 2 2.4 1.18 3 3.6 1.77 4 4.8 2.36 5 6.0 3.00 3.53.02.5Relative Intensity2.01.51.00.50.00123456cCd/g.mL-1

拟合方程：R=0.50cCd-0.02；相关系数R=0.9999 试样中Cd的含量：wCd45.3/30.20.0225.007.60gmL1

0.5010.00通常是在无自吸（b=1）的情况下测定，故可以直接以R对c作图（以lgR对lgc作图也可以，所得结果一致）

（2）不同的试样组成和实验条件（如蒸发温度、激发温度等）的波动都会影响谱线强度，使得定量关系I=acb中的a在分析过程中难以保持不变。采用内标法定量可以补偿这些难以控制的变化因素的影响。

（3）内标内标元素应符合以下条件：在分析试样品中应不存在或含量极微（如样品基体元素的含量较稳时，亦可用该基体元素作内标）；内标元素与待测元素应有相近的特性（蒸发特性）；同族元素，具相近的电离能。内标线的选择应注意：激发能应尽量相近（均称线对），不可选一离子线和一原子线为分析对；分析线的波长及强度接近；无自吸现象且不受其它元素干扰；背景应尽量小。

5. 用某原子吸收分光光度计对浓度为3 gmL-1的镁标准溶液进行测定，测得吸光度为0.368。试求：（1）该原子吸收分光光度计对镁的特征浓度；（2）若某待测试样中镁含量为0.03%，所配试液体积为50 mL，欲控制其吸光度在0.10.5范围内，试求称取试样量的范围。

2

《仪器分析》作业-5参考答案 第六章 原子光谱法

解：（1）c00.004430.036gmL1

0.3680.1~0.550106/0.03%0.14~0.68g （2）ms0.0044/0.036

6. AAS法测定血清中钾含量时，先用纯水将试样稀释40倍，再加入钠盐至800 gmL-1，试解释这些实验操作的理由，并简述此定量分析中标准曲线法的系列标准溶液应如何配制。 答：稀释的目的是为了调节待测试样的K含量，使其符合Lambert-Beer定律（浓度过高，吸光度通常会发生负偏离，这属于物理干扰），并将吸光度控制适当的范围内，以减小测量误差；钠盐的加入使减小电离干扰，提高测定灵敏度。系列标准溶液应尽可能与试样含有相同的基体，因此在配制时也应加入相同量的钠盐。

7. 硒的共振吸收线为196.0 nm，若采用火焰AAS法分析头发中硒元素的含量，应选择哪种类型的火焰并说明理由。

答：硒的共振吸收线为196.0 nm，应选择氢-氩火焰以尽可能减少火焰对光源辐射的吸收。 8. 采用火焰AAS法分析矿石中的锆元素，应该选择哪种类型的火焰并说明理由。 答：元素锆易形成难解离的氧化物，因此应选择具有还原性质的高温火焰，即乙炔-氧化亚氮（笑气）焰。

9. 简述石墨炉原子化过程的四个阶段及目的。

答：干燥（去溶剂）；灰化（在不引起待测元素气化的基础上，尽可能的去除易挥发基体和有机物）；原子化（使待测元素转化为气态基态原子）；净化（去除样品残渣）

10. ICP-AES、FAAS、GFAAS、AFS、ICP-AMS等元素测定方法通常只能测定溶液状态的样品，而且要求溶液中尽量不含有机成分。当测定肉类、奶粉、塑料或富含有机物的溶液如奶液、血清等样品时，常用的样品处理方式有哪些，请在查阅资料的基础上简要回答。 答：欲测定有机物或富含有机物试样中的无机元素，需对样品消化处理，通常可采用干法消化和湿法消化两种形式。干法消化是将试样置于坩埚或敞口皿中，在空气中与一定温度范围（400700 C）内加热分解试样，所得无机残渣用适当溶剂溶解后再进行测定，但对卤素、硫磷等易挥发损失的元素测定，则需采用氧弹燃烧法。干法消化的优点是不需外加或仅加入少量试剂，可避免处理过程中引入杂质，但温度较高，时间较长，会造成挥发等损失。湿法消化是在试样中加入氧化性强酸（如HNO3-H2SO4混酸），然后加热消煮。该法速度较快，但会因加入试剂而引入杂质，因此所用试剂纯度要高。应该选择湿法或是干法应根据试样性质和分析要求确定。微波和紫外光等手段的引入可有效地提高消化效率，减少试剂用量及挥发损失。

3