10.9: Проблеми
- Page ID
- 24963
1. Вкажіть відсутню інформацію в наступній таблиці.
| довжина хвилі (м) | частота (с —1) | число хвилі (см — 1) | енергія (Дж) |
|---|---|---|---|
| \(4.50 \times 10^{-9}\) | |||
| \(1.33 \times 10^{15}\) | |||
| 3215 | |||
| \(7.20 \times 10^{-19}\) |
2. Вкажіть відсутню інформацію в наступній таблиці.
| [аналітик] (M) | поглинання | % Т | молярна поглинаюча здатність (М-1 см —1) | довжина шляху (см) |
|---|---|---|---|---|
| \(1.40 \times 10^{-4}\) | 1120 | 1.00 | ||
| 0.563 | 750 | 1.00 | ||
| \(2.56 \times 10^{-4}\) | 0,225 | 456540 | ||
| \(1.55 \times 10^{-3}\) | 0.167 | 1550 | 5.00 | |
| 33.3 | 1.00 | |||
| \(4.35 \times 10^{-3}\) | 21.2 | |||
| \(1.20 \times 10^{-4}\) | 81.3 | 10.00 |
3. Коефіцієнт пропускання розчину становить 35,0%. Який коефіцієнт пропускання, якщо розвести 25,0 мл розчину до 50,0 мл?
4. Коефіцієнт пропускання розчину становить 85,0% при вимірюванні в комірці з довжиною шляху 1,00 см. Що таке %T, якщо збільшити довжину шляху до 10,00 см?
5. Точність спектрофотометра оцінюють шляхом приготування розчину 60.06 ppm K 2 Cr 2 O 7 в 0,0050 M H 2 SO 4, і вимірювання його поглинання на довжині хвилі 350 нм в комірці з довжиною шляху 1,00 см. Очікуване поглинання - 0.640. Яка очікувана молярна поглинання K 2 Cr 2 O 7 на цій довжині хвилі?
6. Хімічне відхилення закону Біра може статися, якщо на концентрацію поглинаючого виду впливає положення реакції рівноваги. Розглянемо слабку кислоту, ГК, для якої К а\(2 \times 10^{-5}\). Побудувати криві калібрування закону Біра поглинання проти загальної концентрації слабкої кислоти (C total = [HA] + [A -]), використовуючи значення для C total of\(1.0 \times 10^{-5}\)\(3.0 \times 10^{-5}\),\(5.0 \times 10^{-5}\),\(7.0 \times 10^{-5}\),\(9.0 \times 10^{-5}\),,\(11 \times 10^{-5}\), і \(13 \times 10^{-5}\)M для наступних наборів умов і коментуйте свої результати:
(а)\(\varepsilon_{HA} = \varepsilon_{A^-} = 2000\) М —1 см —1; небуферизований розчин.
(б)\(\varepsilon_{HA} = 2000\) М —1 см —1;\(\varepsilon_{A^-} = 500\) М —1 см —1; небуферизований розчин.
(в)\(\epsilon_{HA} = 2000\) М —1 см —1;\(\epsilon_{A^-} = 500\) М —1 см —1; розчин буферизований до рН 4,5.
Припустимо постійну довжину шляху 1,00 см для всіх зразків.
7. Одним з інструментальних обмежень закону Біра є вплив поліхроматичного випромінювання. Розглянемо лінійний джерело, який випромінює випромінювання на двох довжині хвиль,\(\lambda^{\prime}\) і\(\lambda^{\prime \prime}\). При обробці окремо, поглинання на цих довжині хвиль, A ′ і A ′′, є
\[A^{\prime}=-\log \frac{P_{\mathrm{r}}^{\prime}}{P_{0}^{\prime}}=\varepsilon^{\prime} b C \quad \quad A^{\prime \prime}=-\log \frac{P_{\mathrm{T}}^{\prime \prime}}{P_{0}^{\prime \prime}}=\varepsilon^{\prime \prime} b C \nonumber\]
Якщо обидві довжини хвиль вимірюються одночасно, поглинання дорівнює
\[A=-\log \frac{\left(P_{\mathrm{T}}^{\prime}+P_{\mathrm{T}}^{\prime \prime}\right)}{\left(P_{0}^{\prime}+P_{0}^{\prime \prime}\right)} \nonumber\]
(а) Показати, що якщо молярні поглинання при\(\lambda^{\prime}\) і\(\lambda^{\prime \prime}\) однакові (\(\varepsilon^{\prime} = \varepsilon^{\prime \prime} = \varepsilon\)), то поглинання еквівалентно
\[A=\varepsilon b C \nonumber\]
(b) Побудувати криві калібрування закону Біра в діапазоні концентрацій від нуля до М, використовуючи\(1 \times 10^{-4}\)\(\varepsilon^{\prime} = 1000\) M —1 см —1 і\(\varepsilon^{\prime \prime} = 1000\) M —1 см —1, і\(\varepsilon^{\prime} = 1000\) M —1 см —1 і\(\varepsilon^{\prime \prime} = 100\) M —1 см —1 см —1 . Припустимо значення 1,00 см для довжини шляху і що\(P_0^{\prime} = P_0^{\prime \prime} = 1\). Поясніть різницю між двома кривими.
8. Другим інструментальним обмеженням закону Біра є бродяче випромінювання. Наступні дані були отримані за допомогою осередку з довжиною шляху 1,00 см, коли розсіяне світло незначне (P бродячий = 0).
| [аналітик] (мМ) | поглинання |
|---|---|
| 0.00 | 0.00 |
| 2.00 | 0,40 |
| 4.00 | 0,80 |
| 6.00 | 1.20 |
| 8.00 | 1.60 |
| 10.00 | 3.00 |
Обчисліть поглинання кожного розчину, коли P бродячий становить 5% від P 0, і побудуйте криві калібрування закону Біра для обох наборів даних. Поясніть будь-які відмінності між двома кривими. (Підказка: Припустимо, P 0 дорівнює 100).
9. У процесі виконання спектрофотометричного визначення заліза аналітик готує калібрувальну криву за допомогою однопроменевого спектрофотометра, аналогічного показаному на малюнку 10.3.2. Після підготовки калібрувальної кривої аналітик опускається і розбиває кювету. Аналітик набуває нову кювету, вимірює поглинання зразка та визначає %w/w Fe у зразку. Чи призводить зміна кювети до визначальної помилки в аналізі? Поясніть.
10. Спектрофотометричні методи визначення Mn в сталі і для визначення глюкози використовують хімічну реакцію для отримання кольорових спецетов, поглинання яких ми можемо контролювати. При аналізі Mn в сталі безбарвний Mn 2 + окислюється, щоб дати фіолетовий\(\text{MnO}_4^{-}\) іон. Для аналізу на глюкозу, яка також безбарвна, ми реагуємо її розчином жовтого кольору\(\text{Fe(CN)}_6^{3-}\), утворюючи безбарвний\(\text{Fe(CN)}_6^{4-}\) іон. У напрямках для аналізу Mn не вказані точні умови реакції, а зразки і стандарти обробляються окремо. Умови аналізу глюкози, однак, вимагають, щоб зразки і нормативи оброблялися одночасно при точно однаковій температурі і протягом точно такого ж відрізка часу. Поясніть, чому ці дві експериментальні процедури настільки різні.
11. Одним із методів аналізу Fe 3 +, який використовується з різноманітними матрицями зразків, є формування високозабарвленого комплексу Fe 3 + -тіогліколевої кислоти. Комплекс сильно поглинає при 535 нм. Стандартизація методу здійснюється з використанням зовнішніх стандартів. Робочий стандарт Fe 3 + 10,00 ppm готують шляхом перенесення 10-мл аліквота 100,0 ppm вихідного розчину Fe 3+ в об'ємну колбу об'ємом 100 мл і розведення до об'єму. Норми калібрування 1,00, 2,00, 3,00, 4,00 і 5,00 проміле готують шляхом перенесення відповідних кількостей робочого розчину 10,0 ppm в окремі об'ємні колби об'ємом 50 мл, кожна з яких містить 5 мл тіогліколевої кислоти, 2 мл 20% в/в цитрату амонію і 5 мл 0,22 М NH 3. Після розведення до об'єму і перемішування поглинання зовнішніх стандартів вимірюються проти відповідної заготовки. Зразки готують для аналізу шляхом взяття відомої порції, яка містить приблизно 0,1 г Fe 3 +, розчиняючи її в мінімальній кількості HNO 3, і розбавляючи до обсягу в об'ємній колбі об'ємом 1 л. 1,00-мл аліквоту цього розчину переносять в об'ємну колбу об'ємом 50 мл разом з 5 мл тіогліколевої кислоти, 2 мл 20% в/в цитрату амонію і 5 мл 0,22 М NH 3 і розводять до об'єму. Поглинання цього розчину використовується для визначення концентрації Fe3 + в зразку.
(a) Який відповідний бланк для цієї процедури?
(б) Цитрат амонію додають, щоб запобігти випаданню Al 3 +. Який вплив на заявлену концентрацію заліза в зразку, якщо в цитраті амонію є слідова домішка Fe 3 +?
(c) Чому процедура визначає, що зразок містить приблизно 0,1 г Fe 3 +?
(d) Невідома аналітику, об'ємна колба об'ємом 100 мл, яка використовується для приготування робочого стандарту 10,00 ppm Fe 3 +, має обсяг, який значно менший, ніж 100,0 мл. Який вплив це матиме на заявлену концентрацію заліза у зразку?
12. Спектрофотометричний метод аналізу заліза має лінійну калібрувальну криву для стандартів 0,00, 5,00, 10,00, 15.00 та 20,00 мг Fe/л. За допомогою цього методу аналізується проба залізної руди 40— 60% Вт/Вт. Беруть приблизно 0,5-г проби, розчиняють в мінімумі концентрованого HCl, і розводять до 1 л в об'ємній колбі за допомогою дистильованої води. Аліквота об'ємом 5,00 мл видаляється піпетом. До якого обсягу - 10, 25, 50, 100, 250, 500 або 1000 мл - слід його розводити, щоб мінімізувати невизначеність в аналізі? Поясніть.
13. Лозано-Калеро та його колеги розробили метод кількісного аналізу фосфору в напоях кола, заснований на утворенні фосфомолібдатного комплексу синього кольору, (NH 4) 3 [PO 4 (MoO 3) 12] [Lozano-Calero, D.; Martin-Palomeque, P. Мадуеньо-Лорігільо, С.Дж. Chem. Едук. 1996, 73, 1173—1174]. Комплекс утворюється шляхом додавання (NH 4) 6 Mo 7 O 24 в пробу в присутності відновника, такого як аскорбінова кислота. Концентрацію комплексу визначають спектрофотометрично на довжині хвилі 830 нм, використовуючи зовнішню стандартну калібрувальну криву.
При типовому аналізі набір стандартних розчинів, що містять відомі кількості фосфору, готують шляхом розміщення відповідних обсягів 4,00 проміле розчину Р 2 О 5 в об'ємну колбу об'ємом 5 мл, додаючи 2 мл відновного розчину аскорбінової кислоти, і розведення до об'єму дистильованим вода. Напої Cola готують до аналізу, заливаючи зразок в склянку і даючи йому постояти протягом 24 ч для вигнання розчиненого СО 2. 2,50-мл проба дегазованого зразка переносять в об'ємну колбу об'ємом 50 мл і розводять до об'єму. Потім 250-мкл аліквоти розведеного зразка переносять в об'ємну колбу об'ємом 5 мл, оброблену 2 мл відновного розчину аскорбінової кислоти, і розводять до об'єму дистильованою водою.
(а) Автори зазначають, що цей метод може застосовуватися лише до напоїв, що не містять колу. Поясніть, чому це правда.
(b) Як ви можете змінити цей метод, щоб ви могли застосувати його до будь-якого напою кола?
(c) Чому необхідно видаляти розчинені гази?
(d) Запропонуйте відповідний бланк для цього методу?
(е) Авторський звіт калібрувальної кривої
\[A=-0.02+\left(0.72 \ \mathrm{ppm}^{-1}\right) \times C_{\mathrm{P}_{2} \mathrm{O}_{5}} \nonumber\]
Зразок Crystal Pepsi, проаналізований, як описано вище, дає поглинання 0,565. Яка концентрація фосфору, повідомляється як ppm P, у вихідному зразку Crystal Pepsi?
Crystal Pepsi - безбарвна сода без кофеїну, вироблена компанією PepsiCo. Він був доступний в США з 1992 по 1993 рік.
14. ЕДТА утворює кольорові комплекси з різноманітними іонами металів, які можуть служити основою для кількісного спектрофотометричного методу аналізу. Молярні поглинання ЕДТА-комплексів Cu 2 +, Co 2+ та Ni 2+ на трьох довжині хвиль зведені в наступній таблиці (всі значення значень\(\varepsilon\) знаходяться в M —1 см —1).
| іон металу | \(\varepsilon_{462.9}\) | \(\varepsilon_{732.0}\) | \(\varepsilon_{378.7}\) |
|---|---|---|---|
| Ко 2+ | \ (\ варепсилон_ {462.9}\) ">15.8 | \ (\ варепсилон_ {732.0}\) ">2.11 | \ (\ варепсилон_ {378.7}\) ">3.11 |
| Куб 2+ | \ (\ варепсилон_ {462.9}\) ">2.32 | \ (\ варепсилон_ {732.0}\) ">95.2 | \ (\ варепсилон_ {378.7}\) ">7.73 |
| Ні 2+ | \ (\ варепсилон_ {462.9}\) ">1.79 | \ (\ варепсилон_ {732.0}\) ">3.03 | \ (\ варепсилон_ {378.7}\) ">13.5 |
Використовуючи цю інформацію, визначте наступне, припускаючи довжину шляху, b, 1,00 см для всіх вимірювань:
(а) Концентрація Cu 2+ в розчині, який має поглинання 0,338 при довжині хвилі 732,0 нм.
(б) Концентрації Cu 2 + і Co 2 + в розчині, який має поглинання 0,453 при довжині хвилі 732,0 нм і 0,107 при довжині хвилі 462,9 нм.
(c) Концентрації Cu 2 +, Co 2+ і Ni 2 + у зразку, який має поглинання 0,423 при довжині хвилі 732,0 нм, 0,184 при довжині хвилі 462,9 нм і 0,291 при довжині хвилі 378,7 нм.
15. Концентрацію фенолу в пробі води визначають за допомогою парової дистиляції для відділення фенолу від нелетких домішок з подальшою реакцією фенолу в дистиляті з 4-аміноантипірином і К 3 Fe (CN) 6 при рН 7,9 з утворенням кольорового антипіринового барвника. Фенольний стандарт з концентрацією 4,00 проміле має поглинання 0,424 при довжині хвилі 460 нм за допомогою комірки 1,00 см. Пробу води піддають паровій дистиляції і 50,00-мл аліквоту дистиляту поміщають в об'ємну колбу об'ємом 100 мл і розводять до об'єму дистильованою водою. Поглинання цього розчину становить 0,394. Яка концентрація фенолу (в частках на мільйон) у пробі води?
16. Сайто описує кількісну спектрофотометричну процедуру заліза на основі твердофазної екстракції з використанням батофенантроліну в полі (вінілхлоридній) мембрані [Saito, T. Anal. Чим. Акт 1992, 268, 351—355]. При відсутності Fe 2 + мембрана безбарвна, але при зануренні в розчин Fe 2 + і I — мембрана розвиває червоний колір в результаті утворення комплексу Fe 2 + + —батофенантроліну. Калібрувальна крива, визначена за допомогою набору зовнішніх стандартів з відомими концентраціями Fe 2 +, дала співвідношення стандартизації
\[A=\left(8.60 \times 10^{3} \ \mathrm{M}^{-1}\right) \times\left[\mathrm{Fe}^{2+}\right] \nonumber\]
Яка концентрація заліза, в мг Fe/L, для зразка з поглинанням 0,100?
17. У колориметричному методі DPD для залишкового вільного хлору, який повідомляється як мг Cl 2/L, окислювальна сила вільного хлору перетворює безбарвний амін N, N-діетил-р-фенілендіамін в кольоровий барвник, який сильно поглинається в діапазоні довжин хвиль 440—580 нм. Аналіз набору калібрувальних стандартів дав наступні результати.
| мг Сл 2 /л | поглинання |
|---|---|
| 0.00 | 0.000 |
| 0,50 | 0,270 |
| 1.00 | 0.543 |
| 1,50 | 0,813 |
| 2.00 | 1.084 |
Проба з громадського водопостачання аналізується для визначення залишків вільного хлору, що дає поглинання 0,113. Що таке вільний залишок хлору для зразка в мг Cl 2 /л?
18. Лін і Браун описали кількісний метод метанолу, заснований на його впливі на видимий спектр метиленового синього [Lin, J.; Brown, CW Spectroscopy 1995, 10 (5), 48—51]. При відсутності метанолу метиленовий синій має дві помітні смуги поглинання при 610 нм і 663 нм, які відповідають мономеру і димеру відповідно. У присутності метанолу інтенсивність смуги поглинання димера зменшується, тоді як для мономера збільшується. Для концентрацій метанолу між 0 і 30% v/v співвідношення двох поглинання, A 663/ A 610, є лінійною функцією кількості метанолу. Використовуйте наступні дані стандартизації для визначення метанолу %v/v у зразку, якщо A 610 дорівнює 0,75, а A 663 - 1,07.
| % v/v метанолу | А 663/А 610 | % v/v метанолу | А 663/А 610 |
|---|---|---|---|
| 0.0 | 1.21 | 20.0 | 1.62 |
| 5.0 | 1.29 | 25.0 | 1.74 |
| 10.0 | 1.42 | 30.0 | 1.84 |
| 15,0 | 1.52 |
19. Концентрацію барбітурату барбіталу в зразку крові визначають шляхом вилучення 3,00 мл крові 15 мл ChCl 3. Хлороформ, який зараз містить барбітал, екстрагують 10,0 мл 0,45 М NaOH (рН ≈ 13). 3,00-мл зразка водного екстракту поміщають у клітинку розміром 1,00 см і вимірюють поглинання 0,115. Потім рН зразка в абсорбційній клітині регулюють приблизно до 10, додаючи 0,50 мл 16% w/v NH 4 Cl, даючи поглинання 0,023. Коли через ту ж процедуру беруть 3,00 мл стандартного барбітального розчину концентрацією 3 мг/100 мл, абсорбція при рН 13 становить 0,295, а поглинання при рН 10 - 0,002. Повідомте про мг барбітал/100 мл у зразку.
20. Джонс і Тетчер розробили спектрофотометричний метод аналізу знеболюючих таблеток, які містять аспірин, фенацетин і кофеїн [Джонс, М.; Тетчер, Р.Л. анал. Хім. 1951, 23, 957—960]. Зразок розчиняють в ChCl 3 і екстрагують водним розчином NaHCO 3 для видалення аспірину. Після завершення екстракції хлороформ переносять в об'ємну колбу об'ємом об'ємом 250 мл і розбавляють до об'єму ChCl 3. Потім 2,00-мл порцію цього розчину розводять до об'єму в об'ємній колбі об'ємом 200 мл з ChCl 3. Поглинання кінцевого розчину вимірюють на довжині хвиль 250 нм і 275 нм, при яких поглинання, в проміле —1 см —1, для кофеїну і фенацетину становлять
| аналіт | \(\varepsilon_{250}\) | \(\varepsilon_{275}\) |
| кофеїн | 0.0131 | 0.0485 |
| фенацетин | 0.0702 | 0.0159 |
Аспірин визначається шляхом нейтралізації NaHCO 3 у водному розчині і вилучення аспірину в CHCl 3. Комбіновані екстракти розводять до 500 мл в об'ємній колбі. 20,00-мл порцію розчину поміщають в об'ємну колбу об'ємом об'ємом об'ємом 100 мл і розводять до об'єму ChCl 3. Поглинання цього розчину вимірюється при 277 нм, де абсорбційна здатність аспірину становить 0,00682 проміле —1 см —1. Знеболююча таблетка, оброблена цією процедурою, має поглинання 0,466 при 250 нм, 0,164 при 275 нм і 0,600 при 277 нм при використанні клітини з довжиною шляху 1,00 см. Повідомте про міліграми аспірину, кофеїну та фенацетину в таблетці знеболюючого.
21. Концентрацію SO 2 в пробі повітря визначають методом р -розаніліну. SO 2 збирають в 10,00-мл розчин\(\text{HgCl}_4^{2-}\), де він реагує на форму\(\text{Hg(SO}_3 )_2\), шляхом витягування повітря через розчин протягом 75 хв зі швидкістю 1,6 л/хв. Після додавання р -розаніліну і формальдегіду забарвлений розчин розводять до 25 мл в об'ємній колбі. Поглинання вимірюється при 569 нм в клітині 1 см, отримуючи значення 0,485. Стандартний зразок готують шляхом заміни 1,00-мл зразка стандартного розчину, який містить еквівалент 15,00 проміле SO 2 для проби повітря. Поглинання стандарту встановлено рівним 0.181. Повідомляють про концентрацію SO 2 в повітрі в мг SO 2 /л. Щільність повітря 1,18 г/л.
22. Seaholtz і його колеги описали метод кількісного аналізу СО в автомобільних вихлопних газах, заснований на вимірі інфрачервоного випромінювання при 2170 см —1 [Seaholtz, MB; Pence, L.E.; Moe, O.A. Хім Дж. Едук. 1988, 65, 820—823]. Калібрувальну криву готують шляхом заповнення 10-сантиметрової ІЧ-газової комірки відомим тиском СО і вимірювання поглинання за допомогою FT-IR, даючи калібрувальне рівняння
\[A=-1.1 \times 10^{-4}+\left(9.9 \times 10^{-4}\right) \times P_{\mathrm{CO}} \nonumber\]
Зразки готують за допомогою вакуумного колектора для заповнення газової комірки. Після вимірювання загального тиску вимірюється поглинання при 2170 см —1. Результати повідомляються як %CO (P CO/P всього). Аналіз п'яти зразків вихлопних газів купе 1973 року дає наступні результати.
| P всього (торр) | поглинання |
|---|---|
| 595 | 0.1146 |
| 354 | 0.0642 |
| 332 | 0.0591 |
| 233 | 0.0412 |
| 143 | 0.0254 |
Визначте %CO для кожного зразка та повідомте середнє значення та довірчий інтервал 95%.
23. На малюнку 10.3.8 показаний приклад одноразової карти зразка ІК, виготовленої з використанням тонкого аркуша поліетилену. Щоб підготувати аналіт до аналізу, його розчиняють у відповідному розчиннику і порцію зразка поміщають на ІК-карту. Після того, як розчинник випаровується, залишаючи аналіт позаду у вигляді тонкої плівки, отримують ІЧ-спектр зразка. Оскільки товщина поліетиленової плівки неоднорідна, первинне застосування ІК-карт - це якісний аналіз. Чжао і Малиновський повідомили, як внутрішня стандартизація з KSCN може бути використана для кількісного ІЧ-аналізу полістиролу [Zhao, Z.; Malinowski, E.R. Спектроскопія 1996, 11 (7), 44—49]. Полістирол контролюється на рівні 1494 см —1, а КСКН - 2064 см —1. Стандартні розчини готують шляхом розміщення зважених порцій полістиролу в об'ємну колбу об'ємом 10 мл і розведенням до обсягу розчином КСКН 10 г/л в метилізобутилкетоні. Типовий набір результатів показаний тут.
| г полістиролу | 0.1609 | 0,3290 | 0,4842 | 0.6402 | 0.8006 |
| А 1494 | 0.0452 | 0.1138 | 0,1820 | 0,3275 | 0,3195 |
| А 2064 | 0.1948 | 0,2274 | 0,2525 | 0,3580 | 0,2703 |
При аналізі зразка сополімеру полі (стирол/малеїновий ангідрид) 0,8006-г отримують наступні результати.
| копіювати | А 1494 | А 2064 |
|---|---|---|
| 1 | 0,2729 | 0,3582 |
| 2 | 0,2074 | 0,2820 |
| 3 | 0,2785 | 0,3642 |
Що являє собою %w/w полістирол в сополімері? Враховуючи, що повідомлений %w/w полістирол становить 67%, чи є докази для визначеної помилки при\(\alpha\) = 0,05?
24. У наступній таблиці наведено молярні поглинання комплексів Арсеназо міді та барію [Гроссман, О.; Туранов, А.Н. Чим. Акт 1992, 257, 195—202]. Запропонуйте відповідні довжини хвиль для аналізу сумішей міді та барію з використанням їх комплексів Arsenzao.
| довжина хвилі (нм) | \(\varepsilon_\text{Cu}\)(М —1 см —1) | \(\varepsilon_\text{Ba}\)(М —1 см —1) |
|---|---|---|
| 595 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">11900 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">7100 |
| 600 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">15500 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">7200 |
| 607 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">18300 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">7400 |
| 611 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">19300 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">6900 |
| 614 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">19300 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">7000 |
| 620 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">17800 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">7100 |
| 626 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">16300 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">8400 |
| 635 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">10900 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">9900 |
| 641 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">7500 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">10500 |
| 645 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">5300 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">10000 |
| 650 | \ (\ varepsilon_\ text {Cu}\) (М—1 см—1) ">3500 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">8600 |
| 655 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">2200 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">6600 |
| 658 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">1900 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">6500 |
| 665 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">1500 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">3900 |
| 670 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">1500 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">2800 |
| 680 | \ (\ варепсилон_\ текст {Cu}\) (М—1 см—1) ">1800 | \ (\ varepsilon_\ text {Ba}\) (М—1 см—1) ">1500 |
25. Бланко та його колеги повідомляють про декілька застосувань багатохвильового лінійного регресійного аналізу для одночасного визначення двокомпонентних сумішей [Blanco, M.; Iturriaga, H.; Maspoch, S.; Tarin, P. J. chem. Едук. 1989, 66, 178—180]. Для кожного з наступних визначте молярну концентрацію кожного аналіту в суміші.
(а) Титан і ванадій визначають шляхом формування комплексів з Н 2 О 2. Результати для суміші Ti (IV) і V (V) і для стандартів 63,1 проміле Ti (IV) і 96,4 проміле V (V) наведені в наступній таблиці.
| довжина хвилі (нм) | A Ti (V) Std | А V (V) Std | Мікс |
|---|---|---|---|
| 390 | 0,895 | 0,326 | 0.651 |
| 430 | 0,884 | 0,497 | 0,743 |
| 450 | 0.694 | 0,528 | 0,665 |
| 470 | 0,481 | 0.512 | 0,547 |
| 510 | 0.173 | 0,374 | 0,314 |
(б) Мідь і цинк визначають шляхом утворення кольорових комплексів з 2-піридил-азорезорцином (PAR). Поглинання для PAR, суміші Cu 2 + і Zn 2 +, і норми 1,00 ppm Cu 2 + і 1,00 ppm Zn 2 + наведені в наступній таблиці. Зверніть увагу, що ви повинні виправити поглинання для кожного металу для внеску від PAR.
| довжина хвилі (нм) | ПАР | A Cu Std | A Zn Std | Мікс |
|---|---|---|---|---|
| 480 | 0.211 | 0.698 | 0,971 | 0.656 |
| 496 | 0.137 | 0,732 | 1.018 | 0.668 |
| 510 | 0.100 | 0,732 | 0.891 | 0.627 |
| 526 | 0.072 | 0.602 | 0,672 | 0,498 |
| 540 | 0,056 | 0,387 | 0,306 | 0,290 |
26. Стехіометрія комплексу метал—ліганд ML n визначається методом безперервних варіацій. Отримано ряд розчинів, в яких комбіновані концентрації M і L утримуються постійними при\(5.15 \times 10^{-4}\) М. Поглинання цих розчинів вимірюються на довжині хвилі, де поглинається тільки комплекс метал—ліганд. Використовуючи наведені нижче дані, визначте формулу комплексу метал—ліганд.
| моль фракція M | моль фракція L | поглинання |
|---|---|---|
| 1.0 | 0.0 | 0,001 |
| 0.9 | 0.1 | 0.126 |
| 0.8 | 0.2 | 0,260 |
| 0.7 | 0.3 | 0,389 |
| 0.6 | 0.4 | 0,515 |
| 0.5 | 0.5 | 0.642 |
| 0.4 | 0.6 | 0,775 |
| 0.3 | 0.7 | 0.771 |
| 0.2 | 0.8 | 0.513 |
| 0.1 | 0.9 | 0,253 |
| 0.0 | 1.0 | 0.000 |
27. Стехіометрію комплексу метал—ліганд ML n визначають методом моль-співвідношення. Готують ряд розчинів, в яких концентрація металу утримується постійною при\(3.65 \times 10^{-4}\) М і варіюється концентрація ліганду від\(1 \times 10^{-3}\) М до\(1 \times 10^{-4}\) М. Використовуючи наведені нижче дані, визначають стехіометрію комплексу метал-ліганд.
| [ліганд] (М) | поглинання | [ліганд] (М) | поглинання |
|---|---|---|---|
| \(1.0 \times 10^{-4}\) | 0.122 | \(6.0 \times 10^{-4}\) | 0,752 |
| \(2.0 \times 10^{-4}\) | 0,251 | \(7.0 \times 10^{-4}\) | 0,873 |
| \(3.0 \times 10^{-4}\) | 0,376 | \(8.0 \times 10^{-4}\) | 0,937 |
| \(4.0 \times 10^{-4}\) | 0,496 | \(9.0 \times 10^{-4}\) | 0,962 |
| \(5.0 \times 10^{-4}\) | 0,625 | \(1.0 \times 10^{-3}\) | 1.002 |
28. Стехіометрію комплексу метал—ліганд ML n визначають методом коефіцієнта нахилу. Готується два комплекти розчинів. Для першого набору розчинів концентрація металу підтримується постійною на рівні 0,010 М, а концентрація ліганду змінюється. Наступні дані отримані на довжині хвилі, де поглинається тільки комплекс метал—ліганд.
| [ліганд] (М) | поглинання |
|---|---|
| \(1.0 \times 10^{-5}\) | 0,012 |
| \(2.0 \times 10^{-5}\) | 0.029 |
| \(3.0 \times 10^{-5}\) | 0.042 |
| \(4.0 \times 10^{-5}\) | 0.055 |
| \(5.0 \times 10^{-5}\) | 0.069 |
Для другого набору розчинів концентрація ліганду тримається постійною на рівні 0,010 М, а концентрація металу змінюється, даючи наступні поглинання.
| [метал] (М) | поглинання |
|---|---|
| \(1.0 \times 10^{-5}\) | 0,040 |
| \(2.0 \times 10^{-5}\) | 0,085 |
| \(3.0 \times 10^{-5}\) | 0,125 |
| \(4.0 \times 10^{-5}\) | 0.162 |
| \(5.0 \times 10^{-5}\) | 0,206 |
Використовуючи ці дані, визначають стехіометрію комплексу метал-ліганд.
29. Кавакамі та Ігараші розробили спектрофотометричний метод нітриту, заснований на його реакції з 5, 10, 15, 20-тетракісом (4-амінофеніл) порфрином (ТАПП). В рамках свого дослідження вони досліджували стехіометрію реакції між TAPP і\(\text{NO}_2^-\). Наступні дані отримані з малюнка в їх роботі [Kawakami, T.; Igarashi, S. Anal. Чим. Акт 1996, 333, 175—180].
| [ТОРКНЕННЯ] (М) | [\(\text{NO}_2^-\)] (М) | поглинання |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | 0 | 0,227 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(4.0 \times 10^{-8}\) | 0,223 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(8.0 \times 10^{-8}\) | 0.211 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(1.6 \times 10^{-7}\) | 0,191 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(3.2 \times 10^{-7}\) | 0.152 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(4.8 \times 10^{-7}\) | 0.127 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(6.4 \times 10^{-7}\) | 0.107 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(8.0 \times 10^{-7}\) | 0.092 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(1.6 \times 10^{-6}\) | 0,058 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(2.4 \times 10^{-6}\) | 0,045 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(3.2 \times 10^{-6}\) | 0,037 |
| \(8.0 \times 10^{-7}\) | \(4.0 \times 10^{-6}\) | 0,034 |
Що таке стехіометрія реакції?
30. Константа рівноваги для кислотно-основного показника визначається шляхом приготування трьох розчинів, кожен з яких має сумарну концентрацію показника\(1.35 \times 10^{-5}\) М. рН першого розчину регулюють до тих пір, поки він не стане досить кислим, щоб забезпечити присутність тільки кислотної форми індикатора, що дає поглинання 0,673. Поглинання другого розчину, рН якого регулюється, щоб надати тільки базову форму індикатора, становить 0,118. РН третього розчину доведений до 4,17 і має поглинання 0,439. Яка постійна кислотність для кислотно-основного показника?
31. Константа кислотності для органічної слабкої кислоти визначається шляхом вимірювання її поглинання як функції рН при збереженні постійної загальної концентрації кислоти. Використовуючи дані в наступній таблиці, визначають постійну кислотності для органічної слабкої кислоти.
| рН | поглинання | рН | поглинання |
|---|---|---|---|
| 1.53 | 0,010 | 4.88 | 0.193 |
| 2.20 | 0,010 | 5.09 | 0,227 |
| 3.66 | 0,035 | 5.69 | 0,288 |
| 4.11 | 0.072 | 7.20 | 0,317 |
| 4.35 | 0.103 | 7.78 | 0,317 |
| 4.75 | 0.169 |
32. Припустимо, потрібно підготувати набір калібрувальних стандартів для спектрофотометричного аналізу аналіта, який має молярну поглинання 1138 М —1 см —1 при довжині хвилі 625 нм. Щоб підтримувати прийнятну точність аналізу, %T для стандартів має становити від 15% до 85%.
(а) Яку концентрацію для найбільш концентрованого та найменш концентрованого стандарту ви повинні підготувати, припускаючи клітинку зразка розміром 1,00 см.
(б) Поясніть, як ви будете аналізувати зразки з концентраціями 10 мкМ, 0,1 мМ та 1,0 мМ в аналіті.
33. При використанні спектрофотометра, точність якого обмежена невизначеністю показання% T, аналіз високо поглинаючих розчинів може призвести до неприйнятного рівня невизначеної похибки. Розглянемо аналіз зразка, для якого молярна абсорбційна здатність становить\(1.0 \times 10^4\) M —1 см —1 і для якого довжина шляху становить 1,00 см.
(а) Яка відносна невизначеність концентрації для аналіту, концентрація якого становить\(2.0 \times 10^{-4}\) M, якщо s T становить ± 0,002?
(b) Яка відносна невизначеність концентрації, якщо спектрофотометр калібрується за допомогою заготовки, яка складається з\(1.0 \times 10^{-4}\) М розчину аналіту?
34. Гоббінс повідомив наступні дані калібрування для аналізу атомного поглинання полум'я для фосфору [Hobbins, WB. «Пряме визначення фосфору у водних матрицях шляхом атомного поглинання», Varian Instruments at Work, номер AA-19, лютий 1982 року].
| мг Р/л | поглинання |
|---|---|
| 2130 | 0,048 |
| 4260 | 0.110 |
| 6400 | 0.173 |
| 8530 | 0,230 |
Для визначення чистоти проби Na 2 ГПО 4 розчиняють 2,469-г пробу і розводять до об'єму в об'ємній колбі об'ємом 100 мл. Аналіз отриманого розчину дає поглинання 0,135. Яка чистота Na 2 ГПО 4?
35. Бонерт і Поль повідомили результати аналізу атомної абсорбції декількох металів у каустичних суспензіях, отриманих при виробництві соди аміачно-содовим процесом [Bonert, K.; Pohl, B. «Визначення Cd, Cr, Cu, Ni та Pb в концентрованих розчинях CaCl 2/NaCl методом ААС», АА Інструменти на роботі (Варіан) № 98, листопад 1990].
(а) Концентрацію Cu визначають шляхом підкислення 200,0-мл проби їдкого розчину 20 мл концентрованого HNO 3, додаванням 1 мл 27% в/в Н 2 О 2 і кип'ятінням протягом 30 хв. Отриманий розчин розводять до 500 мл в об'ємній колбі, фільтрують і аналізують методом атомного поглинання полум'я з використанням матричних узгоджених стандартів. Результати для типового аналізу наведені в наступній таблиці.
| рішення | мг Cu/л | поглинання |
|---|---|---|
| порожній | 0.000 | 0,007 |
| стандарт 1 | 0,200 | 0,014 |
| стандарт 2 | 0,500 | 0,036 |
| стандарт 3 | 1.000 | 0.072 |
| стандарт 4 | 2.000 | 0.146 |
| зразок | 0.027 |
Визначте концентрацію Cu в їдкій суспензії.
(б) Визначення Cr здійснюють шляхом підкислення 200,0-мл зразка їдкого розчину 20 мл концентрованого HNO 3, додавання 0,2 г Na 2 SO 3 і кип'ятіння протягом 30 хв. Cr виділяють із зразка шляхом додавання 20 мл NH 3, утворюючи осад, який включає хром, а також інші оксиди. Осад виділяють шляхом фільтрації, промивають і переносять в склянку. Після підкислення 10 мл HNO 3 розчин випаровують до сухості. Залишок повторно розчиняють в комбінації HNO 3 і HCl і випаровують до сухості. Нарешті, залишок розчиняють у 5 мл HCl, фільтрують, розводять до об'єму в об'ємній колбі об'ємом 50 мл та аналізують методом атомної абсорбції методом стандартних добавок. Результати атомного поглинання зведені в наступній таблиці.
| зразок | мг Cr додано /л | поглинання |
| порожній | 0,001 | |
| зразок | 0,045 | |
| стандартне доповнення 1 | 0,200 | 0.083 |
| стандартне доповнення 2 | 0,500 | 0.118 |
| стандартне доповнення 3 | 1.000 | 0,192 |
Повідомити про концентрацію Cr в їдкій суспензії.
36. Квіглі та Вернон звітують результати визначення мікрометалів у морській воді за допомогою атомно-абсорбційного спектрофотометра графітової печі та методу стандартних доповнень [Quigley, MN; Vernon, F.J. Chem. Едук. 1996, 73, 671—673]. Слідові метали спочатку відокремлюють від їх складної високосольової матриці шляхом спільного осадження з Fe 3 +. У типовому аналізі до 1,00 л морської води додають 5,00-мл порцію 2000 ppm Fe 3 +. РН регулюють до 9 за допомогою NH 4 OH, а осад Fe (OH) 3 дають стояти протягом ночі. Після виділення і промивання осаду Fe (ОН) 3 і соосаджені метали розчиняють в 2 мл концентрованого HNO 3 і розводять до об'єму в об'ємній колбі об'ємом 50 мл. Для аналізу на Mn 2 + 1,00-мл проби цього розчину розводять до 100 мл в об'ємній колбі. Наступні зразки вводять в графітову піч і аналізують.
| зразок | поглинання |
| 2.5-мкл зразка + 2,5 мкл 0 ppb Mn 2 + | 0,223 |
| 2.5-мкл зразка + 2,5 мкл 2,5 ppb Mn 2 + | 0,294 |
| 2,5-мкл зразка + 2,5 мкл 5,0 ppb Mn 2 + | 0,361 |
Повідомте про ppb Mn 2 + у зразку морської води.
37. Концентрацію Na в рослинних матеріалах визначають атомним випромінюванням полум'я. Аналізуваний матеріал готують шляхом подрібнення, гомогенізації та сушіння при 103 o С. Зразок приблизно 4 г переносять у кварцовий тигель і нагрівають на гарячій плиті для обжарювання органічного матеріалу. Пробу нагрівають в муфельній печі при 550 о С протягом декількох годин. Після охолодження до кімнатної температури залишок розчиняють додаванням 2 мл 1:1 HNO 3 і випаровують до сухості. Залишок повторно розчиняють в 10 мл 1:9 HNO 3, фільтрують і розводять до 50 мл в об'ємній колбі. Наступні дані отримані в ході типового аналізу на концентрацію Na в 4.0264-г зразку вівсяних висівок.
| зразок | мг Na/л | емісія (довільні одиниці) |
|---|---|---|
| порожній | 0.00 | 0.0 |
| стандарт 1 | 2.00 | 90.3 |
| стандарт 2 | 4.00 | 181 |
| стандарт 3 | 6.00 | 272 |
| стандарт 4 | 8.00 | 363 |
| стандарт 5 | 10.00 | 448 |
| зразок | 238 |
Повідомити про концентрацію мкг Na/g проби.
38. Ян та його колеги розробили метод аналізу заліза, заснований на його формуванні флуоресцентного комплексу метал—ліганд з лігандом 5- (4-метилфенілазо) -8-амінохіноліном [Yan, G; Shi, G; Liu, Y.Anal. Чим. Акт 1992, 264, 121—124]. У присутності поверхнево-активної речовини цетилтриметиламонію броміду аналіз проводять за допомогою довжини хвилі збудження 316 нм з контрольованою емісією при 528 нм. Стандартизація із зовнішніми стандартами дає наступну калібрувальну криву.
\[I_{f}=-0.03+\left(1.594 \ \mathrm{mg}^{-1} \ \mathrm{L}\right) \times \frac{\mathrm{mg} \ \mathrm{Fe}^{3+}}{\mathrm{L}} \nonumber\]
Зразок сухого корму для собак 0,5113-г промивають для видалення органічних матеріалів, а залишок розчиняють у невеликій кількості HCl і розводять до об'єму в об'ємній колбі об'ємом 50 мл. Аналіз отриманого розчину дає інтенсивність флуоресцентного випромінювання 5,72. Визначте мг Fe/L в пробі корму для собак.
39. Розчин\(5.00 \times 10^{-5}\) М 1,3-дигідроксинафтелену в 2 М NaOH має інтенсивність флуоресценції 4,85 при довжині хвилі 459 нм. Яка концентрація 1,3-дигідроксинафтелену в розчині, який має інтенсивність флуоресценції 3,74 при однакових умовах?
40. Наступні дані фіксуються для інтенсивності фосфоресценції декількох стандартних розчинів бензо [а] пірену.
| [бензо [а] пірен] (М) | інтенсивність викидів |
| 0 | 0.00 |
| \(1.00 \times 10^{-5}\) | 0,98 |
| \(3.00 \times 10^{-5}\) | 3.22 |
| \(6.00 \times 10^{-5}\) | 6.25 |
| \(1.00 \times 10^{-4}\) | 10.21 |
Яка концентрація бензо [а] пірену в зразку, який дає інтенсивність викидів фосфоресценції 4,97?
41. Концентрацію ацетилсаліцилової кислоти, С 9 Н 8 О 4, в таблетках аспірину визначають шляхом гідролізу її до іона саліцилату\(\text{C}_7 \text{H}_5 \text{O}_2^-\), і визначення його концентрації спектрофлюорометрично. Запасний стандартний розчин готують вагою 0,0774 г саліцилової кислоти, С 7 Н 6 О 2, в об'ємну колбу об'ємом 1 л і розбавляють до об'єму. Набір норм калібрування готують шляхом піпетування 0, 2,00, 4,00, 6,00, 8.00 і 10,00 мл вихідного розчину в окремі об'ємні колби об'ємом 100 мл, які містять 2,00 мл 4 М NaOH і розбавляють до об'єму. Флуоресценція вимірюється при довжині хвилі випромінювання 400 нм за допомогою довжини хвилі збудження 310 нм з результатами, показаними в наступній таблиці.
| мл запасного розчину | інтенсивність викидів |
|---|---|
| 0.00 | 0.00 |
| 2.00 | 3.02 |
| 4.00 | 5.98 |
| 6.00 | 9.18 |
| 8.00 | 12.13 |
| 10.00 | 14,96 |
Кілька таблеток аспірину розтирають до дрібного порошку в ступці і товкачем. 0,113-г порцію порошку поміщають в об'ємну колбу об'ємом 1 л і розводять до об'єму дистильованою водою. Порцію цього розчину фільтрують для видалення нерозчинних в'яжучих речовин і 10,00-мл аліквоти переносять в об'ємну колбу об'ємом 100 мл, яка містить 2,00 мл 4 М NaOH. Після розведення до об'єму флуоресценція отриманого розчину становить 8,69. Що таке %w/w ацетилсаліцилова кислота в таблетках аспірину?
42. Селен (IV) в природних водах визначають комплексуванням піролідину амонію дітіокарбаматом і екстракцією в CHCl 3. Цей крок служить для концентрації Se (IV) та відокремлення його від Se (VI). Потім Se (IV) витягується назад у водну матрицю за допомогою HNO 3. Після комплексоутворення 2,3-діамінонафталіном комплекс екстрагують в циклогексан. Флуоресценція вимірюється при 520 нм після її збудження при 380 нм. Калібрування досягається додаванням відомих кількостей Se (IV) до зразка води перед початком аналізу. З огляду на наступні результати, яка концентрація Se (IV) у зразку.
| [Se (IV)] додано (нМ) | інтенсивність викидів |
|---|---|
| 0.00 | 323 |
| 2.00 | 597 |
| 4.00 | 862 |
| 6.00 | 1123 |
43. Фібриноген - це білок, який виробляється печінкою і міститься в плазмі людини. Його концентрація в плазмі має клінічне значення. Багато аналітичних методів, що застосовуються для визначення концентрації фібриногену в плазмі, засновані на розсіюванні світла після його осадження. Наприклад, да Сілва та його колеги описують метод, при якому фібрино-ген випадає в осад у присутності сульфату амонію в буфері гідрохлориду гуанідину [да Сільва, М.П.; Фернандес-Ромеро, Дж.М.; Luque de Castro, M.D. Чим. Акт 1996, 327, 101—106]. Розсіювання світла вимірюється нефелометрично на довжині хвилі 340 нм. Аналіз набору зовнішніх стандартів калібрування дає наступне калібрувальне рівняння
\[I_{\mathrm{s}}=-4.66+9907.63 C \nonumber\]
де I s - інтенсивність розсіяного світла, а С - концентрація фібриногену в г/л. 9,00-мл проби плазми забирають у пацієнта і змішують з 1,00 мл антикоагулянту. 1,00-мл аліквоту цього розчину розводять до 250 мл у об'ємній колбі і виявляють інтенсивність розсіювання 44,70. Яка концентрація фібриногену, в грамі на літр, в зразку плазми?