Giải bài tập phương pháp đo quang uv vis

BÀI TẬP PHÂN TÍCH 2 - 2012 1. Nguyên nhân sự xuất hiện phổ tử ngoại, khả kiến, phổ hồng ngoại, phổ huỳnh quang ? 2. Trình bày định luật Lambert – Beer và các yếu tố làm sai lệch đối với định luật, các điều kiện để ứng dụng định luật đảm bảo độ chính xác ? 3. Trình bày các kỹ thuật định lượng trong phổ UV-VIS 4. Trình bày sơ đồ thiết bị các thành phần chính của máy quang phổ UV-VIS 5. Trình bày cơ sở lý thuyết của việc định tính bằng phổ hồng ngoại, định lượng bằng phổ huỳnh quang ? 6. Ưu nhược điểm của phương pháp UV-VIS ? 7. Trình bày cách nguyên tử hóa mẫu trong phổ nguyên tử ? 8. Nguyên tắc của các phương pháp AAS, AES, ICP ? 9. Cách xác định hiệu suất chiết trong chiết đơn và chiết lặp ? 10. Phân loại các phương pháp sắc ký ? 11. Tính số đĩa lý thuyết, chiều cao đĩa lý thuyết, độ phân giải trong sắc ký 12. Phương trình Van Deemter và giải thích ý nghĩa của phương trình ? 13. Trình bày sơ đồ thiết bị các thành phần chính của máy sắc ký khí và giải thích ? 14. Trình bày về sắc ký bản mỏng ? 15. Trình bày sơ đồ thiết bị các thành phần chính của máy sắc ký lỏng và giải thích ? 16. Các ưu nhược điểm của các phương pháp phân tích sắc ký ? 17. Trình bày các loại điện cực được dùng trong phương pháp đo thế ? 18. Tính nồng độ của các chất trong phương pháp đo thế ? 19. Xác định điểm kết thúc trong phương pháp chuẩn độ đo thế ? 20. Sơ đồ thiết bị và nguyên tắc của phương pháp cực phổ, nêu các phương trình Heyrobxky và Ilcovich, giải thích ý nghĩa của các đại lượng và của phương trình ? 21.10,00 mL mẫu chứa benzen được pha loãng thành 250,0 mL với hexan và dung dịch tạo thành có độ hấp thụ 0,364 tại 204 nm trong cuvet 5,00 cm. Nếu độ hấp thụ phân tử là 7,9.103, tính nồng độ của benzen (C6H6) trong dung dịch ban đầu với đơn vị mg/mL ? 22.Aminoaxit tyrosine có đỉnh hấp thụ tại 290 nm. Sau khi xử lý thích hợp một mẫu nặng 0,2162 gam để tách tyrosine, thể tích mẫu là 250,0 mL. Dung dịch này có độ hấp thụ 0,118 trong cuvet 2,00 cm. Một mẫu tyrosine tinh khiết (MW = 181), cân nặng 126,4 mg, được hòa tan thành 100,0 mL dung dịch. Lấy 10,00 mL dung dịch này, pha loãng thành 250,0 mL, có độ hấp thụ 0,473 tại 290 nm trong cuvet 1,00 cm. Tính % của tyrosine trong mẫu ? 23.200 mL mẫu nước giếng được xử lý với lượng dư hydroxylamine hydrochloride để khử Fe 3+ thành Fe2+. Sau khi thêm đệm axit acetic/natri acetate, thêm lượng dư 4,7 -diphenyl-1,10phenanthroline và thêm nước đến thể tích 250,0 mL. Dung dịch này có độ truyền quang là 63,1% tại cực đại hấp thụ 533 nm. Dung dịch khác được chuẩn bị bằng cách hòa tan 0,0725 gam dây Fe tinh khiết trong axit, được xử lý tương tự và thể tích cuối cùng là 1,00 L. 10,00 mL dung dịch này được pha loãng thành 100,0 mL, có độ hấp thụ 0,288 trong cùng cuvet như phép đo ban đầu. Tính ppm Fe trong nước giếng ? 24.Niken tạo một phức với 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN) ở dạng NiL 2. Một dãy dung dịch có nồng độ niken đã biết được xử lý với một lượng dư PAN có độ hấp thụ đo được tại 575 nm như sau:

CNi (ppm) 0.20 0.35 0.50 0.65 0.80 0.95

A575 0.172 0.300 0.438 0.557 0.694 0.830

Một mẫu 10,00 mL được xử lý tương tự và được pha loãng thành 25,00 mL có độ hấp thụ 0,417. Tính ppm của niken trong mẫu từ đường chuẩn với số liệu đã cho ? 25.Florua có thể được xác định bởi khả năng phân hủy phức màu Zr-eriochrome cyanine R, ZrL2: ZrL2 + H2O + 2F- → ZrOF2 + 2HLKhi một mẫu 10,00 mL (tỉ trọng d = 1,00g/mL) chứa F - được thêm vào 25,00 mL ZrL 2, độ hấp thụ của phức này giảm từ 0,800 xuống 0,379 trong cuvet 1,00 cm. Nếu độ hấp thụ phân tử của ZrL2 là 2,17.105, hãy tính ppm F- trong mẫu ? 26.50,00 mL mẫu chứa ion photphat vô cơ được xử lý với lượng dư natri molipdat trong axit percloric, kết quả tạo thành một hợp chất gọi là 12-molipdophotphoric axit (MPA): H3PO4 + 12 MoO42- + 24 H+ → H3PMo12O40 + 12 H2O MPA được tách khỏi natri molipdat dư bằng cách chiết trong n-butanol. Dịch chiết được lắc với NaOH, làm phân hủy MPA bởi phản ứng ngược với phản ứng trên và các ion đơn giản được chuyển vào pha nước, định mức bằng nước cất thành 25,00 mL. Độ hấp thụ của dung dịch này là 0,663 trong cuvet 1,00 cm tại 210 nm là bước sóng mà tại đó chỉ có MoO 42- hấp thụ. Nếu độ hấp thụ phân tử của Na 2MoO4 là 1,6.103 và tỉ trọng của mẫu ban đầu là 1,00 g/ml, hãy tính ppm P trong mẫu ? 27.Bilirubin trong huyết thanh hấp thụ mạnh tại 461 nm nhưng hoàn toàn không hấp thụ tại 551 nm. Mặt khác độ hấp thụ do hemoglobin và độ đục của dung dịch cũng tại các bước sóng trên. Do đó phương pháp đơn giản để xác định bilirubin là dựa trên hiệu số độ hấp thụ tại hai bước sóng này. 20 µL mẫu máu được pha loãng thành 1,00 mL với dung dịch đệm natri citrat pH 8,8, có độ hấp thụ 0,871 và 0,637 tại các bước sóng tương ứng 461 và 551 nm. Khi 20,00 µL bilirutin chuẩn (50,0 µg/mL) được xử lý tương tự, độ hấp thụ đo được là 0,337 và 0,014 tại 461 và 551 nm. Tính nồng độ của bilirutin trong huyết thanh với đơn vị là µg/mL? 28.Phức của Cu2+ với 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline có độ hấp thụ phân tử 7,95.10 3 tại 455 nm. Nếu một mẫu chứa khoảng 0,1% Cu và thể tích cuối cùng chứa tất cả lượng mẫu là 250 mL thì khối lượng mẫu tối thiểu và tối đa là bao nhiêu để giữ cho độ hấp thụ đo được trong khoảng 0,2 – 0,8 trong cuvet 2,00 cm ? 29.Natri nitrit thường được thêm vào thịt để ngăn phản ứng oxi hóa làm cho thịt vẫn có màu đỏ tươi không bị tái. Giả sử bạn đang lập kế hoạch xây dựng phương pháp đo quang để xác định nitrit trong thịt dựa trên phản ứng tạo màu với N-1-naphthylenediamine và axitsulfanilic (ε = 2,0.104). Nếu mẫu được pha loãng đến 250 mL và độ hấp thụ được đo

trong cuvet 1,00 cm thì bạn cần đề nghị khối lượng cân bao nhiêu để cho nồng độ trung bình của mẫu khoảng 1300 ppm NO2- sẽ có độ hấp thụ khoảng 0,4 ? 30.Glucose trong huyết thanh được xác định bằng phương pháp trắc quang bằng cách tạo phức có màu với o-tolidine. Sáu mẫu huyết thanh 50,0 µL giống nhau được xử lý với các nồng độ thay đổi của glucose và thông qua quy trình phân tích, cho kết quả sau: Lượng glucose được thêm vào (µg)

Độ hấp thụ (A)

0

0.230

10

0.272

25

0.340

40

0.416

60

0.507

75

0.568

Chuẩn bị một đường chuẩn thêm chuẩn và tính nồng độ của glucose trong mẫu huyết thanh với đơn vị là mg/100 mL ? 31.Độ hấp thụ phân tử của các phức NiL2 và ZnL2 tại các đỉnh hấp thụ tương ứng là: 553 nm

637 nm

NiL2

1,22.103

4,73.102

ZnL2

0

6,29.103

Một mẫu nặng 412,6 mg được hòa tan, xử lý với lượng dư L và được pha loãng thành 50,00 mL. Dung dịch này có độ hấp thụ trong cuvet 1,00 cm là 0,416 và 0,923 tại 553 nm và 637 nm tương ứng. Tính % Ni và %Zn trong mẫu ? 32.Giả sử chất phân tích A có thể được chuẩn với chất chuẩn T để cho sản phẩm P theo phương trình: A + T = P Mỗi chất chỉ hấp thụ trong miền quang phổ được được chỉ dưới đây: Chất

Bước sóng bị hấp thụ (nm)

A

275-450

T

400-600, 700-800

P

250-325, 500-700

Hãy phác họa đường chuẩn độ (Độ hấp thụ A theo thể tích chất chuẩn thêm vào) khi độ hấp thụ được đo tại mỗi bước sóng sau: a/ 300 nm;

b/ 375 nm;

c/ 425 nm;

d/ 550 nm;

e/ 650 nm;

f/ 750 nm

Giả sử rằng độ hấp thụ phân tử của các chất là giống nhau tại các bước sóng này.

33.Cần 2 phút 24 s cho một chất tan được rửa giải khỏi cột sắc ký đến nồng độ cực đại của nó. Tính thể tích lưu của nó nếu tốc độ dòng pha động là 24,0 mL/phút ? 34.Tính thể tích lưu mong muốn cho một chất tan mà hệ số phân bố của nó là 0,68 trên một cột chứa 58,0 mL pha tĩnh và 6,3 mL pha động ? 35.Cần 16,4 s cho một chất tan hoàn toàn không bị lưu giữ trên pha tĩnh của một cột được rửa giải đến nồng độ cực đại của nó. Thời gian lưu của một chất tan sẽ là bao nhiêu nếu hệ số phân bố của nó trên cột này là 1,24 ? Giả thiết rằng tốc độ dòng pha động là không đổi và bằng 25,0 mL/phút và thể tích của pha tĩnh là 7,30 mL ? 36.Hệ số phân bố của chất tan là bao nhiêu nếu thời gian lưu của nó là 128 s trên cột được cho ở bài 35 ? 37.Giả sử 2 thời gian lưu cần thiết khác nhau ít nhất là 5,0 s để ngăn cản sự xen phủ của các peak. Tính hiệu số nhỏ nhất cho phép của các hệ số phân bố nếu thể tích của pha tĩnh là 6,02 mL và tốc độ dòng là 30,0 mL/phút ? 38.Số đĩa lý thuyết của cột phải là bao nhiêu để cho độ rộng nền kéo dài của 2 peak đối xứng (tR,1 = 83,4 s và tR,2 = 86,6 s) không xen phủ nhau ? 39.Một cột tạo ra peak rửa giải sau 148 s có độ rộng tại bán chiều cao peak là 3,30 s. a/ Tính số đĩa lý thuyết trong cột ? b/ Tính chiều cao một đĩa lý thuyết nếu chiều dài cột là 0,5 m ? 40.Độ rộng tại bán chiều cao peak của một chất tan là bao nhiêu nếu thời gian lưu của nó là 213 s trên một cột có số đĩa lý thuyết là 4,5. 105 ? Độ rộng nền chân peak là bao nhiêu ? Nếu độ rộng của peak chất tan là 6,5 mm tại bán chiều cao peak thì độ rộng tại chân peak là bao nhiêu ? 41.Một cột 20 m có chiều cao đĩa lý thuyết là 0,70 mm. Nếu tốc độ dòng pha động là 32,5 mL/phút, hãy tính độ rộng chân peak (s) của một peak chất tan có thời gian lưu được cho sau đây: a/ 38 s;

b/ 1 phút 4 s;

c/ 3 phút 28 s;

d/ 0,0833 giờ

42.Tính chiều cao của một đĩa lý thuyết cho một cột dài 2,5 m được hoạt động tại tốc độ dòng pha động 9,7 cm/s nếu A, B, C trong phương trình van Deemter là 0,037 cm; 0,29 cm2/s và 0,0093 s, tương ứng ? 43.Tính chiều cao đĩa lý thuyết cho cột sắc ký được mô tả trong bài 42 nếu tốc độ dòng pha động tăng lên thành 12,0 cm/s ? 44.Tính độ phân giải RS cho việc tách các cặp peak sau: a/ tR,A = 283 s; tR,B = 291 s; WA = 4,6 s; WB = 6,5 s b/ tR,A = 161 s; tR,B = 163 s; WA = 3,1 s; WB = 2,9 s c/ tR,A = 145 s; tR,B = 151 s; W1/2,A = 3,5 s; W1/2,B = 3,6 s 45.Chiều cao của cột cần thiết để tạo ra độ phân giải 1,0 giữa 2 đỉnh chất tan là bao nhiêu nếu hệ số phân bố cho hai chất tan là 1,83 và 1,97; thể tích pha tĩnh và pha động là 74,1 mL và 7,6 mL tương ứng; và chiều cao của một đĩa lý thuyết là 0,174 cm ?

46.Hai chất tan với tỉ số phân bố là 1,47 và 1,86 được tách ra trên một cột mà tỉ số thể tích của pha tĩnh và pha động (Vs/Vm) là 13,6. a/ Cần có bao nhiêu đĩa lý thuyết để đảm bảo độ phân giải R = 1,35 ? b/ Chiều cao của cột là bao nhiêu để đảm bảo như câu a nếu H = 0,250 cm ? 47.Một chất tan mà hệ số phân bố của nó là 2,63 có thời gian lưu 116 s trên một cột với giá trị Vs/Vm = 6,37. Thời gian lưu của một chất tan là bao nhiêu nếu hệ số phân bố của nó là 2,31? 48.a/ Cho một cột có số đĩa lý thuyết là 2,00.10 4, tính độ rộng chân peak của một peak nếu thời gian lưu của nó là 3,50 phút ? b/ Lặp lại tính toán trong phần a/ cho chất tan mà thời gian lưu của nó là 3,00 phút ? c/ Sử dụng giá trị trung bình của hai độ rộng chân peak để tính số peak tối đa có thể nhận được sao cho không có sự xen phủ chân peak giữa thời gian 3,00 và 3,50 phút ? 49.Sắc đồ sắc ký khí của một hỗn hợp chứa chỉ các đồng vị ortho, meta và para của cresol có 3 đỉnh mà các diện tích tương ứng của chúng là 24.6, 30.8 và 9.3. Giả sử rằng detector nhạy tương đương với các đồng vị. Hãy tính % mỗi đồng vị trong hỗn hợp ? 50.Bromobenzene trong một mẫu được xác định bởi một kỹ thuật chuẩn nội. Một dãy các chất chuẩn, được chuẩn bị bằng cách trộn các thể tích khác nhau của bromobenzene tinh khiết với 1,00 µL n-propylbenzene , cho các kết quả sau: Thể tích của Diện tích peak n-propylbenzene bromobenzene (µl) Bromobenzene 0.50 0.74 4.07 1.00 1.50 4.11 2.00 2.87 3.94 3.50 5.17 4.06 5.00 7.25 3.99 Khi 5.00 µL mẫu (không chứa n-propylbezene) được trộn với 1.00 µL n-propylbenzene và được ghi sắc ký, tỉ số diện tích peak của bromobenzene với n-propylbenzene là 0.873. Chuẩn bị một đường chuẩn nội chuẩn và tính % theo thể tích của bromobenzene trong mẫu ? 51.Bảy phần giống nhau của một chất được ghi sắc đồ trên cùng một cột tại các tốc độ dòng pha động khác nhau, cho các kết quả sau: Mẫu

Tốc độ dòng Thời gian lưu (cm.s-1) (s) 1 7.0 625 2 10.0 438 3 15.0 292 4 25.0 175 5 40.0 110 6 60.0 73 7 80.0 61 a) Chuẩn bị một đồ thị van Deemter b) Xác định tốc độ chảy tối ưu ? c) Tính số đĩa lý thuyết tại tốc độ chảy tối ưu ?