Программа ПА МДК 02 СА АК47 8 сем для студентов. Программа экзамена мдк 02 са ак47 8 сем Экзаменационные теоретические вопросы Тема Введение в молекулярную спектроскопию
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
Программа экзамена МДК 02 СА АК47 8 сем Экзаменационные теоретические вопросы Тема Введение в молекулярную спектроскопию 1 . Классификация оптических молекулярных спектров по: характеру изменения внутренней энергии; области спектра ЭМИ; характеру измерений. 2 . Принципиальная схема и классификация приборов для молекулярного абсорбционного анализа.  3 . Принципиальная схема проведения качественного анализа по молекулярным спектрам поглощения. 4 . Принципиальная схема проведения количественного анализа по молекулярным спектрам поглощения Тема Вращательные спектры 5 . Вращательные спектры двухатомных молекул. Вращательные уровни и переходы между ними. Характер вращательных спектров. Тема Колебательные спектры 6. Колебательные спектры поглощения двухатомных молекул. Колебательные энергетические уровни и переходы между ними. Основные закономерности в колебательных спектрах: основные полосы и обертоны, интенсивность полос, волновые числа полос поглощения. 7 . Колебательно-вращательные уровни двухатомных молекул и переходы между ними. Как выглядит колебательно-вращательный спектр газообразных двухатомных веществ. Как по этому спектру определить силовую постоянную молекул? 8. Колебания в многоатомных молекулах: количество колебаний; валентные и деформационные колебания; активные колебания в ИК- спектре. Рассмотрите на примере молекул воды, углекислого газа и ацетилена. 9. Колебательные спектры многоатомных молекул. Характеристические полосы поглощения в ИК- спектрах. Рассмотрите на примерах различных классов органических соединений (алканы, алкены, алкины, ароматические соединения, спирты, кетоны, кислоты, сложные эфиры, амины). При ответе используйте таблицы характеристических частот. Тема Электронные спектры 10. Типы электронов в молекуле. Электронные уровни. Классификация электронных переходов. Положение полос поглощения, соответствующих различным электронным переходам. Приведите примеры. 11. Хромофоры и ауксохромы. Приведите примеры характерных хромофоров и ауксохромов. За счет, каких электронных переходах в хромофорах появляются полосы поглощения в ближнем УФ? 12. Электронные спектры полиеновых, ароматических, карбоновых и азотосодержащих соединений.           13. Электронные спектры комплексных соединений. d d* переход. С чем связана окраска многих комплексных соединений d-элементов? Какие из перечисленных соединений будут поглощать видимый свет за счет d d* перехода: AgNO3, анилин, Ni(NO3)2 , CuSO4, NaCl? Тема ИК- спектрофотометры 14. Источники непрерывного ИК- спектра: штифт Нернста, силитовый стержень - назначение, устройство и принцип работы.   15. ИК- монохроматоры: призменные и дифракционные - назначение, устройство и принцип работы.   16. Тепловые приемники ИК- излучения: термоэлементы, болометры - основы конструкции и принцип действия. Почему для регистрации ИК спектров не используют фотоэлементы и фотоэлектронные умножители?   17. Принципиальная схема ИК спектрометра. Одно- и двулучевые приборы. Каковы преимущества двулучевых приборов? В каких координатах чаще записывают ИК спектры на таких спектрометрах?  Тема УФ, ВИД- спектрофотометры 18. Источники непрерывного излучения: дейтериевая лампа и лампа накаливания - назначение, устройство и принцип работы.     19. УФ- ВИД- монохроматоры - назначение, устройство и принцип работы..   20. Приемники УФ- ВИД- излучения - назначение, устройство и принцип работы.     Тема Качественный анализ по молекулярным спектрам поглощения 21. Качественный анализ по электронным спектрам поглощения: идентификация индивидуальных соединений, структурный анализ. Можно ли с помощью УФ- спектров поглощения установить загрязнения растворителя - ацетона ароматическими соединениями? 22. Качественный анализ по колебательным спектрам поглощения: идентификация индивидуальных соединений, структурный анализ. Можно ли с помощью ИК- спектров поглощения установить загрязнения растворителя - ацетона ароматическими соединениями? 23. Структурно-групповой анализ - подготовка проб к анализу для записи ИК- спектров 24. Структурно-групповой анализ: выбор оптимальных условий записи спектров: справочный материал для расшифровки спектров - корреляционные диаграммы, таблицы характеристических частот поглощения. Примеры практических заданий (задачи, составление схем, анализ ситуации т.д.) 1. Рассчитайте с точностью до трех значащих цифр положение (в см-1) первых пяти линий вращательного спектра поглощения молекулы угарного газа 12С16О и 12С18О, если известно межъядерное расстояние r0 = 1,13Å Расчеты выполнить в Excel. По результатам расчетов изобразите вращательный спектр.  2. Получение хлористого водорода. Регистрация ИК- спектров поглощения. Как выглядит ИК- спектр при большом и маленьком разрешении?  3. Вычисление молекулярных констант двухатомных газов по ИК- спектрам поглощения. Вычислить вращательную постоянную — В (см-1); межъядерное расстояние — r0 (см); момент инерции — Im (грсм2); частоты колебания атомов в молекуле — ’(c-1); и силовой постоянной — F (дин/см) бромистого водорода.   ИК- спектр HBr 4. Пользуясь таблицами характеристических частот, покажите какие полосы поглощения должны появиться в ИК- спектре поглощения соединения.  5. В ИК- спектре соединения наблюдаются полосы поглощения см-1: 970, 1380, 1640, 2850, 2860, 3030 и 3400 (широкая). В ИК- спектре раствора соединения в тетрахлориде углероде появляется узкая полоса - 3600 см-1. Какому из веществ, принадлежит спектр? СН3 - СН = CН - СН2 - ОН или СН3 - СО - CН2 - СН3 6 . Какие экспериментальные исследования необходимо выполнить для выбора условий определения концентрации ацетона в водном растворе? При количественном анализе ацетона в водном растворе были измерены абсорбционности стандартных и исследуемого раствора на аналитической длине волны (см. таблицу),
а) Рассчитайте коэффициент корреляции и удостоверьтесь, что наблюдается линейная зависимость между концентрацией и аналитическим сигналом; б) Рассчитайте коэффициенты линейного уравнения (y = ax + b) «а» и «b»; в) Рассчитайте концентрацию ацетона анализируемом растворе (Все расчеты выполняйте с помощью ПК в программе MS Excel) 7. В УФ- спектре вещества обнаружены полосы поглощения 281 и 235 нм. Какому из приведенных соединений отвечает спектр? Можно ли эти соединения идентифицировать по ИК спектрам поглощения? Если можно, то как?  8. Как по УФ и ИК спектрам различить эти соединения?    9. На рисунке даны спектры двух растворов пара-метиланилина, снятые на приборе с кварцевой оптикой. Для приготовления проб использовали растворители - подкисленную воду и гексан. Какому раствору соответствует каждый из этих спектров? Объясните причины смещения полос поглощения.  10. В ИК спектре о- нитротолуола имеются полосы поглощения см-1: 2960, 2870, 1520, 1465, 1380, 1330, 850, 750 после проведения химической реакции было получено соединение, в ИК спектре которого исчезли полосы 1520, 1330, 850, 750 см-1 и появились новые полосы 3420, 3340 см-1 . Какая прошла химическая реакция? 11. Концентрацию каких соединений, загрязняющих окружающую среду, можно определить с помощью спектрофотометра со стеклянной оптикой (например КФК-3): толуол, сульфат меди, фенол, анилин, роданид железа? Дайте обоснованный ответ с указанием энергетических переходов. 12. В электронном спектре поглощения соединения появились полосы поглощения 230 и 285 нм, в колебательном спектре полосы: см-1 3340, 3050 (несколько полос), 2860 - 2980 (несколько полос), 1610(ср), 1500(ср), 1460(ср), 1370(с), 750 (с), 700(с). Какому соединению принадлежат спектры? Сделайте отнесения всех полос.  5. Информационное обеспечение обучения Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы. Основные источники: 1. Методические пособия по всем темам курса. 2. Учебник «Спектральный анализ» теза Е.Г. Орешенкова, 1998г. Дополнительные источники: 1. Аналитическая химия 2 том Кристиан Гэри Издательство «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2008. 2. Современные методы аналитической химии 3-е издание М. Отто Техносфера, М., 2008 3. Прикладная ИК- спектроскопия А. Смит Мир. М., 1982 4. Применение УФ- ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии Л.А. Казина, Н.Б. Куплетская Издательство «Высшая школа», М., 1971 Интернет-ресурсы: 1. Система дистанционного обучения «Moodle». 6. Перечень используемых технических средств обучения и наглядные пособия 1. Таблицы характеристических частот поглощения различных групп атомов. 2. Таблица Электроотрицательность атомов по Полингу 3. Таблица Энергия химических связей. 4. Таблица Электрические дипольные моменты связей. 5. Рисунки спектральных приборов. 6. Оптические схемы приборов. 7. Справочник Лурье. 8. Персональный компьютер. |