2025年大學《化學測量學與技術(shù)》專業(yè)題庫——分光光度法在化學測量學中的研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述朗伯-比爾定律的表述及其兩個基本假設(shè)條件。2.簡述分光光度計中單色器的功能及其在測量中的作用。3.在分光光度法測定中，什么是標準曲線？建立標準曲線時需要滿足哪些基本要求？4.列舉至少三種分光光度法常見的系統(tǒng)誤差來源，并簡述其產(chǎn)生原因。5.簡述分光光度法測定中，選擇合適波長的依據(jù)。6.簡述分光光度法在環(huán)境監(jiān)測中進行水質(zhì)COD（化學需氧量）測定時，通常需要經(jīng)歷哪些主要步驟。二、論述題（每題10分，共20分）1.論述影響分光光度法測量準確度的主要因素有哪些？從儀器、試劑、操作三個方面提出至少三條提高測量準確度的措施。2.試比較標準曲線法測定樣品濃度和化學計量學方法（如多元校正）測定樣品濃度的主要區(qū)別，并說明各自適用的條件。三、計算題（每題10分，共20分）1.用標準曲線法測定某溶液中A物質(zhì)的濃度。已知標準曲線方程為A=0.0125C+0.005（A為吸光度，C為濃度，單位mg/L），現(xiàn)測定樣品的吸光度為0.145，計算樣品中A物質(zhì)的濃度。2.某分光光度法測定方法的靈敏度（定義為一單位濃度變化所引起的吸光度變化，即ΔA/ΔC）要求達到0.05。若使用光程為1.0cm的比色皿，求該方法的最低檢出限（MDL，定義為吸光度為0.01時對應的濃度，通?；?倍信噪比計算，此處簡化為吸光度為0.01時的濃度值）。假設(shè)儀器噪聲（空白吸光度波動）可忽略，主要來源于試劑和背景，估算空白溶液的吸光度及其對應濃度范圍，以判斷該方法能否滿足靈敏度要求。試卷答案一、簡答題1.朗伯-比爾定律表述：當一束平行單色光通過均勻、非散射的溶液時，其吸光度（A）與溶液濃度（C）成正比，與光程長度（b）成正比。數(shù)學表達式為A=εbc，其中ε為摩爾吸光系數(shù)?；炯僭O(shè)條件：①入射光為單色光；②溶液為稀溶液，滿足朗伯-比爾定律適用范圍；③光束通過溶液時只發(fā)生吸收，無散射。2.單色器功能：從光源發(fā)出的復合光中，分離出所需波長的單色光。作用：①獲得純度高的單色光，提高測量的準確度和靈敏度；②避免雜散光干擾，減少測量誤差。3.標準曲線定義：在固定波長和光程條件下，以已知濃度的一系列標準溶液的吸光度為縱坐標，以對應濃度為橫坐標繪制的關(guān)系曲線?；疽螅孩贅藴嗜芤簼舛认盗袘采w測定范圍；②標準溶液濃度與吸光度間應呈良好的線性關(guān)系；③所用儀器和條件應穩(wěn)定；④空白溶液吸光度應盡可能低。4.系統(tǒng)誤差來源及原因：①儀器誤差：如光源不穩(wěn)定、單色器波長漂移、檢測器響應不線性等；②方法誤差：如化學平衡未達成、副反應發(fā)生、溶液不透明或渾濁、顯色反應條件不當?shù)?；③試劑誤差：如試劑不純、含有干擾物質(zhì)、標定不準確等；④操作誤差：如比色皿不潔或選擇不當、讀數(shù)誤差、加樣誤差等。5.選擇合適波長的依據(jù)：①選擇最大吸收波長（λmax）進行測量，此時靈敏度最高，根據(jù)朗伯-比爾定律A=εbc，ε在λmax處最大；②應避免在共存組分的吸收峰附近選擇，以免產(chǎn)生干擾；③若在非最大吸收波長處測量，應確保該波長下待測物有足夠大的摩爾吸光系數(shù)，且干擾最小。6.測定COD步驟：①水樣預處理：如過濾、去除干擾物等；②消解：將水樣與強氧化劑（如重鉻酸鉀）在酸性條件下加熱，使有機物完全氧化成CO2；③冷卻后，加入指示劑（如試亞鐵靈）；④測定：用標準硫酸亞鐵溶液滴定剩余的重鉻酸鉀，或測定生成的三價鐵離子的吸光度；⑤計算：根據(jù)消耗的標準硫酸亞鐵體積，計算水樣中COD含量。二、論述題1.影響準確度的因素及措施：影響因素：①儀器因素：光源強度不穩(wěn)、單色器波長誤差或漂移、檢測器噪聲、讀數(shù)誤差等；②試劑因素：試劑不純、含有干擾物、摩爾吸光系數(shù)ε不準確、空白溶液吸光度偏高等；③操作因素：比色皿不潔或選擇不當、溶液體積不準、加樣順序錯誤、溫度影響、讀數(shù)誤差等。提高準確度的措施：①儀器方面：定期校準儀器、檢查波長準確度、保持儀器清潔、使用性能穩(wěn)定的儀器；②試劑方面：選用分析純或更高純度的試劑、提純干擾物質(zhì)、準確標定試劑濃度、嚴格控制空白值；③操作方面：嚴格按規(guī)程操作、使用清潔匹配的比色皿、多次讀數(shù)取平均值、控制實驗條件（如溫度）、進行空白校正。2.標準曲線法與化學計量學方法的比較及適用條件：區(qū)別：①標準曲線法是基于“已知濃度、測吸光度”建立單一組分線性關(guān)系，而化學計量學方法（如多元校正）是基于“已知濃度（多組樣品）、測吸光度（多組分）”建立多變量非線性或線性關(guān)系，直接求解樣品濃度。②標準曲線法是單一波長測量，化學計量學方法常涉及多波長測量。③標準曲線法對樣品基質(zhì)要求嚴格，需與標液基質(zhì)一致或差異小，化學計量學方法通過建立模型可一定程度上克服基質(zhì)效應。適用條件：標準曲線法適用于樣品基質(zhì)簡單、干擾少、待測物濃度單一的情況。化學計量學方法適用于樣品基質(zhì)復雜、存在多種吸收組分相互干擾、需要同時測定多個組分的情況，但要求有足夠數(shù)量和代表性的標樣用于模型建立和驗證。三、計算題1.解：根據(jù)標準曲線方程A=0.0125C+0.005，其中A=0.145。將A值代入方程：0.145=0.0125C+0.0050.145-0.005=0.0125C0.140=0.0125CC=0.140/0.0125C=11.2mg/L答：樣品中A物質(zhì)的濃度為11.2mg/L。2.解：靈敏度定義為ΔA/ΔC。題目給出靈敏度要求為0.05，即ΔA=0.05，此時對應的ΔC應為1(單位濃度)。根據(jù)A=εbc，靈敏度ΔA/ΔC=εb。0.05=εbb=1.0cm，所以ε=0.05/1.0=0.05L/(mol·cm)。最低檢出限（MDL）定義為吸光度為0.01時的濃度。MDL=A/(εb)=0.01/(0.05*1.0)=0.01/0.05=0.2mol/L。假設(shè)儀器噪聲使空白溶液吸光度產(chǎn)生波動，設(shè)噪聲等效吸光度ΔA_noise=0.001。此時對應的濃度波動ΔC_noise=ΔA