Файл: стр_193-222___Metody_analiza_i_kontrolya_veshch (1).docx

дится: a) при большей длине волны; b) при меньшей длине волны; c) при большем волновом числе; d) при большей частоте.

18. В качестве детектора в атомно-абсорбционном спектрометре ис-

пользуется: a) фотоэлемент; b) фотоумножитель; c) термопара; d) пневмодетектор.

19. Величина ядерного спина нуклида

1 H равна:

a) 0; b) 1/2; c) 1; d) 3/2.

20. Объектами изучения спектроскопии ЭПР обычно являются:

a) полимеры; b) вещества, способные к ионному обмену; c) соединения, содержащие атомы водорода; d) свободные радикалы.

21. Является безэталонным методом анализа:

a) атомно-эмиссионная спектроскопия; b) кулонометрия; c) потенциометрическое титрование; d) ИК-спектроскопия.

22. К спектроскопическим методам анализа, в которых вещество не

поглощает и не испускает электромагнитного излучения, относит- ся: a) спектрофотометрия;

147

b) флуориметрия; c) рефрактометрия; d) ИК-спектроскопия.

23. Интенсивность света, выходящего из раствора, в 10 раз меньше ин-

тенсивности падающего света. Оптическая плотность раствора рав- на: a) 0,01; b) 0,1; c) 0,5; d) 1,0.

24. Измерения оптической плотности исследуемого раствора проводят

в кюветах с различной толщиной поглощающего слоя. При какой его величине (мм) оптическая плотность раствора максимальна? a) 5; b) 10; c) 20; d) 50.

25. В спектрофотометрии не используется кювета:

a) стеклянная; b) кварцевая; c) термостатированная; d) электротермическая.

26. При деформационных колебаниях происходит:

a) изменение валентных углов; b) изменение длин связей; c) возбуждение валентных электронов; d) изменение ядерно-спинового состояния.

27. В отличие от молекул атомы:

a) имеют спектры поглощения (испускания), состоящие из широ- ких волос;

b) имеют линейчатые спектры поглощения (испускания); c) не поглощают электромагнитное излучение видимого диапа-

зона; d) поглощают только ИК-излучение.

28. Не относится к магнитоактивным нуклид:

a) 1H;

148

b) 12C; c) 13C; d) 15N.

29. Тонкая структура возникает в спектрах ЭПР у частиц:

a) содержащих один неспаренный электрон; b) все электроны в которых спарены; c) содержащих несколько неспаренных электронов; d) любых.

30. Электромагнитное излучение с наибольшей длиной волны исполь-

зуется в: a) УФ-спектрофотометрии; b) флуориметрии; c) ИК-спектроскопии; d) ЯМР-спектроскопии.

31. В качестве детектора в ИК-спектрометрах используют:

a) фотоэлемент; b) фотоумножитель; c) фотопластинку; d) термопару.

32. Источником излучения в приборе для атомно-эмиссионной спек-

троскопии является: a) дейтериевая лампа; b) лампа накаливания; c) лампа с полым катодом; d) возбуждѐнные атомы определяемого элемента.

33. Поглощение электромагнитного излучения в ЯМР-спектроскопии

обусловлено энергетическими переходами между: a) электронными состояниями; b) колебательными состояниями; c) вращательными состояниями; d) ядерно-спиновыми состояниями.

34. Поглощение электромагнитного излучения в спектроскопии ЭПР

обусловлено энергетическими переходами между: a) электронными состояниями; b) колебательными состояниями; c) вращательными состояниями;

149

d) электронно-спиновыми состояниями. 35. Укажите метод анализа, который может быть использован для

определения структуры неизвестного органического соединения: a) ЯМР-спектроскопия; b) кулонометрия; c) фотометрическое титрование.

36. Электромагнитное излучение с наименьшей длиной волны исполь-

зуется в: a) ИК-спектроскопии; b) спектроскопия в видимой области спектра; c) ЯМР-спектроскопии; d) УФ-спектроскопии.

37. Какие из составных частей спектрофотометра обозначены цифрами

1, 2 и 3? источник излучения – 1 – 2 – 3 – регистрирующее устрой- ство a) 1 – детектор, 2 – кюветное отделение, 3 – монохроматор; b) 1 – детектор, 2 – монохроматор, 3 – кюветное отделение; c) 1 – кюветное отделение, 2 – монохроматор, 3 – детектор; d) 1 – монохроматор, 2 – кюветное отделение, 3 – детектор.

38. В качестве детектора спектрофотометр и фотоэлектроколориметр

содержат: a) фотоэлемент; b) фотоумножитель; c) фотопластинку; d) пневмодетектор.

39. Наиболее эффективным атомизатором в атомно-эмиссионной спек-

троскопии является: a) пламя; b) искра; c) дуга; d) индуктивно связанная плазма.

40. Пламя в атомно-абсорбционной спектроскопии используется в ка-

честве: a) источника излучения; b) атомизатора; c) монохроматора;

150

d) детектора излучения. 41. ЯМР-спектр представляет собой зависимость величины поглоще-

ния от: a) длины волны; b) напряжѐнности магнитного поля; c) частоты; d) химического сдвига.

42. В спектроскопии ЭПР используется электромагнитное излучение

диапазона: a) ультрафиолетового; b) видимого; c) инфракрасного; d) микроволнового.

43. Не относится к оптическим методам анализа:

a) ЯМР-спектроскопия; b) рефрактометрия; c) поляриметрия; d) УФ-спектрофотометрия.

44. Электромагнитное излучение с наибольшей энергией используется

в: a) рентгеновской спектроскопии; b) рефрактометрии; c) ИК-спектроскопии; d) ЯМР-спектроскопии.

45. Фотоэлектроколориметр принципиально отличается от спектрофо-

тометра тем, что: a) не имеет источника излучения; b) имеет набор светофильтров, а спектрофотометр – монохрома-

тор; c) имеет монохроматор, а спектрофотометр – набор светофиль-

тров; d) в качестве детектора имеет фотоэлемент.

46. Если в спектре поглощения вещества имеются полосы при длинах

волн 400–800 нм, то данное вещество: a) обладает интенсивной флуоресценцией; b) окрашено;

151

c) может относиться к алканам; d) не может быть углеводородом.

47. Электромагнитное излучение является возбуждающим фактором в

случае: a) фотолюминесценции; b) хемилюминесценция; c) сонолюминесценция; d) биолюминесценция.

48. Спектром флуоресценции называется зависимость:

a) интенсивности флуоресценции от длины волны возбуждающе- го излучения;

b) интенсивности флуоресценции от длины волны испускаемого излучения;

c) длины волны возбуждающего излучения от длины волны ис- пускаемого излучения.

49. В атомно-эмиссионной спектроскопии не используется атомизатор:

a) пламенный; b) электротермический; c) дуговой; d) искровой.

50. В ЯМР-спектрометрах отсутствует:

a) магнит; b) генератор радиочастоты; c) приѐмник и усилитель радиочастоты; d) атомизатор.

51. ЯМР-спектроскопия используется в основном в:

a) элементном анализе; b) структурном анализе; c) количественном анализе; d) молекулярном анализе.

152

Глава 4. Масс-спектрометрический метод анализа

Масс-спектрометрический метод анализа основан на ионизации атомов и молекул изучающего вещества и последующим разделении образующихся ионов в пространстве и времени. Образовавшиеся в ре- зультате ионизации ионы формируются в электростатическом поле в пучок. Этот пучок разделяется каким-либо способом на отдельные лучи, ионы в которых различаются по величине их массовых чисел (отноше- ния массы (m) к заряду иона (z) – m/z). Относительные количества ионов в этих лучах регистрируются. Одно из преимуществ метода заключается в том, что для анализа достаточно очень малых количеств вещества, а основной недостаток – метод является разрушающим (исследуется не само вещество, а продукты его превращения). Структура вещества или состав пробы восстанавливаются по результатам этих превращений, что сходно со схемами обычного химического анализа.

Метод масс-спектрометрии удобен для оценки чистоты образца, определения молекулярной массы, элементного состава и получения сведений об основных особенностях структуры молекулы данного ве- щества (для анализа достаточно 10

-6 –10

-12 г вещества, для детектирова-

ния известного соединения – 10 -12

–10 -14

г). Предел абсолютной чувстви- тельности масс-спектрометрии достигает 10

5 атомов. Ограничения ме-

тода заключаются в необходимости обязательного испарения хотя бы части пробы (если проба не газообразная) в вакууме с последующей или одновременной ее ионизацией.

Спектр применения масс-спектрометрии широк. Без масс- спектрометрии немыслимо существование ядерной энергетики, с еѐ по- мощью определяется степень обогащения расщепляющихся материалов и их чистота. Изотопная масс-спектрометрия углеродных атомов при- меняется для медицинской диагностики инфицированности человека Helicobacter. Масс-спектрометрия используется: для определения нали- чия допинга в крови спортсменов; для оптимизации процессов перера- ботки нефти и поиска новых нефтяных полей; для контроля окружаю- щей среды над незаконным распространением наркотических и психо- тропных средств; для криминалистического и клинического анализа токсичных препаратов, анализа взрывчатых веществ. Масс- спектрометрия применяется в фармацевтике, парфюмерии, пищевой промышленности, производстве полимеров и пластиков, геохимии, гео- логии, гидрологии, металлургии и т. д.

153

Первые масс-спектры были получены в Великобритании Дж.Дж. Томсоном (1910), а затем Ф.У. Астоном (1919). Они привели к откры- тию стабильных изотопов.

4.1. Принцип действия масс-спектрометра

Существуют различные способы ионизации атомов и молекул (таб. 4.1).

Таблица 4.1 Способы ионизации атомов и молекул

Способы ионизации Аналитическое использование

1. Электронный удар Изотопный анализ, молекулярный ана- лиз неорганических газов.

2. Химическая ионизация Анализ органических соединений. 3. Искровой разряд. Лазерное излучение. Бомбардировка пучком ионов

Электронный анализ твердых неоргани- ческих веществ.

Ионизованные молекулы и атомы разделяют по их массам в масс- спектрометре. Скелетная схема масс-спектрометра представлена на ри- сунке 4.1.

Рис. 4.1. Скелетная схема масс-спектрометра: 1 – система подготовки и вве- дения исследуемого вещества; 2 – ионный источник; 3 – масс-анализатор; 4 – при- емник ионов; 5 – усилитель; 6 – регистрирующее устройство; 7 – ЭВМ; 8 – систе- ма электрического питания; 9 – откачные устройства. Пунктиром обведена ваку-

умируемая часть прибора

154

К основным характеристикам масс-спектрометров относят: массовая область – диапазон массовых чисел однозарядных

ионов, которые могут быть зарегистрированы на данном приборе (ниж- няя граница составляет обычно 1–2 а.е.м., верхняя граница для прибо- ров среднего класса – 500 а.е.м, для специальных исследований – более 2000 а.е.м);

разрешающая способность – возможность раздельной реги- страции близких по массам ионов. Масс-спектр должен иметь разре- шенные линии (узкие пики прямоугольной формы). Реально же, в ре- зультате различного рода искажений ионного пучка, а также инерцион- ности регистрирующей аппаратуры, в масс-спектре наблюдаются заост- ренные пики, которые отличаются друг от друга шириной по основанию и глубиной провала между пиками. Чем больше глубина провала, тем больше разрешающая способность прибора. В зависимости от глубины ложбины между двумя соседними пиками принято говорить о разреше- нии на уровне 10 % от высоты пиков для магнитных приборов и 50 % – для квадрупольных. Разрешение масс-спектрометра – это возможность получать на данном приборе раздельный сигнал от двух ионов с масса- ми m и (m+ m);

чувствительность – минимальное количество анализируемого вещества, при котором показания прибора превышают уровень шумов не менее, чем в два раза. Чувствительность может определяться мини- мальной относительной концентрацией вещества в пробе (до 10