АСА. Вопросы к тестированию

Вопросы для тестирования по теме

"атомная оптическая спектроскопия"

Вопрос № 1: Эмиссионный спектр атома представляет собой:

Ответы: 1. набор узких линий 2. набор широких полос 3. комбинацию узких полос и широких линий 4. непрерывную кривую с максимумами

Правильный ответ: Эмиссионный спектр атома возникает вследствие переходов его электронов из возбужденных состояний в основное (реже – в возбужденные с более низкой энергией). Если при таком переходе возникает квант электромагнитного излучения, то его энергия равна разности энергий двух состояний, которые могут принимать только дискретные значения. Поэтому эмиссионный спектр атома представляет собой набор узких линий.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 2: Нагрев анализируемого образца до высокой температуры в методе атомно‑абсорбционной спектроскопии используется:

Ответы: 1. только для его атомизации 2. только для ионизации атомов 3. только для возбуждения атомов 4. для атомизации с последующим возбуждением атомов 5. для атомизации с последующей ионизацией атомов

Правильный ответ: Поскольку в методе атомно‑абсорбционной спектроскопии используется явление поглощения электромагнитного излучения невозбужденными атомами, нагрев анализируемого образца до высокой температуры необходим только для атомизации. Последующее возбуждение и, тем более, ионизация атомов представляют собой нежелательные явления.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 3: Аналитическим сигналом при проведении качественного атомно‑эмисси­онного анализа является:

Ответы: 1. Длины волн спектральных линий 2. Интенсивность спектральных линий 3. Ширина спектральных линий 4. Расстояние между спектральными линиями 5. Этот метод почти не используют для качественного анализа

Правильный ответ: Поскольку длины волн эмиссионных спектральных линий характеристичны для каждого элемента, именно они используются как аналитический сигнал при проведении качественного анализа.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 4: Эмиссионный спектр атомов какого элемента содержит большее число линий:

Ответы: 1. лития 2. натрия 3. стронция 4. железа

Правильный ответ: Поскольку эмиссионный спектр атома связан, в первую очередь, с изменением состояния его валентных электронов, наиболее богатым будет спектр атомов, содержащих наибольшее число таковых, в данном случае – железа.

Вопрос № 5: Абсорбционный спектр атома представляет собой

Ответы: 1. набор узких линий 2. набор широких полос 3. комбинацию узких полос и широких линий 4. непрерывную кривую с максимумами

Правильный ответ: Поглощение электромагнитного излучения атомами в видимой и УФ‑областях спектра связано с переходом их электронов из основных состояний в возбужденные. Энергий этих состояний (и, следовательно, их разности) могут принимать только дискретные значения. Поэтому абсорбционный спектр атома представляет собой набор узких линий.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 6: Нагрев анализируемого образца до высокой температуры в методе атомно‑эмиссионной спектроскопии используется:

Ответы: 1. только для его атомизации 2. только для ионизации атомов 3. только для возбуждения атомов 4. для атомизации с последующим возбуждением атомов 5. для атомизации с последующей ионизацией атомов

Правильный ответ: Поскольку в методе атомно‑эмиссионной спектроскопии источником электромагнитного излучения являются возбужденные атомы, нагрев образца до высокой температуры необходим для его атомизации, а затем и для возбуждения атомов. Ионизация же атомов представляет собой нежелательное явление.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 7: Аналитическим сигналом при проведении качественного атомно‑абсорб­ционного анализа является:

Ответы: 1. Длины волн спектральных линий 2. Интенсивность спектральных линий 3. Ширина спектральных линий 4. Расстояние между спектральными линиями 5. Этот метод почти не используют для качественного анализа

Правильный ответ: Поскольку определение любого элемента в атомно‑абсорбционном анализе требует отдельного источника излучения, этот метод почти не используют для качественных определений.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 8: Эмиссионный спектр атомов какого элемента содержит большее число линий:

Ответы: 1. натрия 2. рубидия 3. бария 4. никеля

Правильный ответ: Поскольку эмиссионный спектр атома связан, в первую очередь, с изменением состояния его валентных электронов, наиболее богатым будет спектр атомов, содержащих наибольшее число таковых, в данном случае – никеля.

Вопрос № 9: Какое из приведенных ниже уравнений связывает энергию, E, кванта электромагнитного излучения с длинной волны, :

Ответы: 1. E = h /  2. E = h +  3. E = h  4. E = h·lg 

Правильный ответ: Фундаментальное уравнение для связи энергии кванта любого излучения с длинной его волны выглядит так: E = h 

_________________________________________________________________________________

Вопрос № 10: Ввод анализируемого образца в пламя в методе фотометрии пламени используется:

Ответы: 1. только для его атомизации 2. только для ионизации атомов 3. только для возбуждения атомов 4. для атомизации с последующим возбуждением атомов 5. для атомизации с последующей ионизацией атомов

Правильный ответ: Поскольку в методе фотометрии пламени источником электромагнитного излучения являются возбужденные атомы, пламя необходимо для атомизации образца с последующим возбуждением атомов. Ионизация же атомов представляет собой нежелательное явление.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 11: Аналитическим сигналом при проведении количественного атомно‑аб­сорбционного анализа является:

Ответы: 1. Длины волн линий поглощения 2. Интенсивность линий поглощения 3. Ширина линий поглощения 4. Расстояние между линиями поглощения 5. Этот метод почти не используют для количественного анализа

Правильный ответ: Количественный атомно‑абсорбционный анализ основан на измерении интенсивности поглощения электромагнитного излучения с заданной длинной волны атомами элемента.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 12: Эмиссионный спектр атомов какого элемента содержит большее число линий:

Ответы: 1. цезия 2. бериллия 3. алюминия 4. кобальта

Правильный ответ: Поскольку эмиссионный спектр атома связан, в первую очередь, с изменением состояния его валентных электронов, наиболее богатым будет спектр атомов, содержащих наибольшее число таковых, в данном случае – кобальта.

Вопрос № 13: Какое из перечисленных ниже электромагнитных излучений имеет наименьшую длину волны:

Ответы: 1. видимое 2. рентгеновское 3. ультрафиолетовое 4. инфракрасное

Правильный ответ: По уменьшению длины волны указанные электромагнитные излучения располагаются в следующем порядке: инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское (наименьшая длина волны).

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 14: Какой метод атомизации образца и возбуждения атомов позволяет качественно определять наиболее широкий круг элементов в методе атомно‑эмиссионного анализа:

Ответы: 1. Пламя 2. Дуга постоянного тока 3. Дуга переменного тока 4. Искра

Правильный ответ: Качественно определять наиболее широкий круг элементов позволяет искра, поскольку она обладает наиболее высокой эффективной температурой.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 15: Аналитическим сигналом при проведении количественного атомно‑эмис­сионного анализа является:

Ответы: 1. Длины волн спектральных линий 2. Интенсивность спектральных линий 3. Ширина спектральных линий 4. Расстояние между спектральными линиями 5. Этот метод почти не используют для количественного анализа

Правильный ответ: Количественный атомно‑эмиссионный анализ основан на измерении интенсивности электромагнитного излучения при заданной длине волны.

Вопрос № 16: Квант какого из перечисленных ниже типов электромагнитных излучений имеет наименьшую энергию:

Ответы: 1. видимого 2. рентгеновского 3. ультрафиолетового 4. инфракрасного

Правильный ответ: По уменьшению энергии кванта указанные электромагнитные излучения располагаются в следующем порядке: рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное (наименьшая энергия кванта).

_________________________________________________________________________________

Вопрос № 17: Какой из перечисленных ниже методов атомизации образца используется в атомно‑абсорбционной спектроскопии:

Ответы: 1. Введение в пламя 2. Введение в дугу постоянного тока 3. Введение в дугу переменного тока 4. С помощью искрового разряда 5. Ни один из перечисленных

Правильный ответ: В атомно‑абсорбционной спектроскопии для атомизации образца используется введение его в пламя (а также нагрев электрическим током в графитовой изложнице). Дуга и искровой разряд не используются.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 18: Какое из перечисленных ниже уравнений лежит в основе количественного анализа методом фотометрии пламени (c – концентрация):

Ответы: 1. I = I_o·10^–lc 2. I = I_o·c 3. I = a·c^b 4. I = I_o·lg c 5. Этот метод не используют для количественного анализа

Правильный ответ: В основе количественного анализа методом фотометрии пламени лежит эмпирическое уравнение Ломакина‑Шайбе: I = a·c^b.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 19: Эмиссионный спектр атомов какого элемента содержит большее число линий:

Ответы: 1. лития 2. бария 3. алюминия 4. урана

Правильный ответ: Поскольку эмиссионный спектр атома связан, в первую очередь, с изменением состояния его валентных электронов, наиболее богатым будет спектр атомов, содержащих наибольшее число таковых, в данном случае – урана.

Вопрос № 20: Почему в атомно‑абсорбционной спектроскопии (ААС) часто используют характеристическую линию элемента?

Ответы: 1. Она легче всего поддается визуальному наблюдению 2. Это наиболее широкая линия в спектре 3. При этом достигается максимальная чувствительность анализа 4. Это всегда синглетная линия 5. У такой линии максимален эффект самопоглощения

Правильный ответ: При этом достигается максимальная чувствительность анализа, поскольку при использовании такой линии максимален коэффициент поглощения.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 21: Основным ограничением применения метода атомно‑эмиссионной фотометрии пламени является:

Ответы: 1. Высокая стоимость аппаратуры и расходных материалов 2. Невозможность проведения качественного анализа 3. Невозможность проведения количественного анализа 4. Большая погрешность измерений 5. Небольшой круг определяемых элементов

Правильный ответ: Так как по меркам атомно‑эмиссионного анализа пламя имеет невысокую температуру, этим методом можно определять только элементы с легко возбуждаемыми электронами (в основном – щелочные и щелочноземельные металлы). Однако метод позволяет производить как качественный, так и количественный анализ (последний – весьма точно), а стоимость его аппаратурного оформления невысока.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 22: Ниже дана предельно упрощенная оптическая схема прибора для атомно‑эмиссионного анализа. Какой абсолютно необходимый элемент пропущен на этой схеме?

Ответы: 1. Коллиматор 2. Компаратор 3. Отверстие 4. Щель 5. Диспергирующий элемент

Правильный ответ: На схеме пропущена щель. Правильная схема выглядит так: где: 1 – источник сигнала (пламя, дуга, искра и т.д.), 2 – щель, 3 – коллиматор, 4 – диспергирующий элемент (призма или дифракционная решетка), 5 – объектив приемника сигнала, 6 – плоскость формирования изображения (спектра).

Вопрос № 23: Какие спектральные линии называют резонансными?

Ответы: 1. Линии, для которых наиболее выражено самопоглощение 2. Линии, отвечающие переходу электронов с возбужденных уровней на основной 3. Линии, поддающиеся визуальному наблюдению 4. Синглетные линии 5. Дублетные и триплетные линии

Правильный ответ: Резонансными называют линии, отвечающие переходу внешних электронов атома с возбужденных уровней на основной.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 24: Основным ограничением применения дугового атомно‑эмиссионного метода является:

Ответы: 1. Высокая стоимость аппаратуры и расходных материалов 2. Сложность проведения качественного анализа 3. Малая чувствительность 4. Сложность проведения количественного анализа 5. Небольшой круг определяемых элементов

Правильный ответ: Благодаря легкости достижения высоких температур, атомизация и возбуждение образца в дуге позволяет определять с высокой чувствительностью очень многие элементы при использовании относительно простых и недорогих приборов. Однако из‑за непреодолимой нестабильности горения дуги количественный анализ этим методом сильно затруднен.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 25: Каково основное назначение входной щели в приборах для проведения атомно‑эмиссионного анализа?

Ответы: 1. Ослабление фона 2. Ослабление сигнала 3. Выделение части спектрального диапазона 4. Формирование параллельного пучка света 5. Формирование изображения в фокальной плоскости объектива приемника сигнала

Правильный ответ: Входная щель, располагаясь в фокусе объектива коллиматора, является источником света для всей оптической схемы прибора, и именно ее монохроматические изображения наблюдаются в фокальной плоскости объектива приемника сигнала (в плоскости формирования изображения спектра). В частности, именно монохроматические изображения входной щели мы визуально наблюдаем в объективе стилоскопа.

Вопрос № 26: Какие спектральные линии составляют гомологическую пару?

Ответы: 1. Линии элементов из одной подгруппы периодической системы 2. Близлежащие линии в спектре определяемого элемента 3. Две наиболее интенсивные линии в спектре определяемого элемента 4. Линии определяемого элемента и внутреннего стандарта 5. Линии определяемого элемента и эталона (образца сравнения)

Правильный ответ: Гомологическую (аналитическую) пару составляют линии определяемого элемента и внутреннего стандарта (элемента, изначально отсутствующего в анализируемой пробе и специального введенного в нее в точно известной концентрации), интенсивности которых сравнивают при проведении количественного анализа, поскольку их отношение не изменяется при изменении условий атомизации и возбуждения.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 27: Основным ограничением применения атомно‑эмиссионного метода анализа с применением индуктивно‑связанной плазмы (ИСП) является:

Ответы: 1. Высокая стоимость аппаратуры и расходных материалов 2. Невозможность проведения качественного анализа 3. Невозможность проведения количественного анализа 4. Большая погрешность измерений 5. Небольшой круг определяемых элементов

Правильный ответ: Атомно‑эмиссионный анализ с применением индуктивно‑связанной плазмы, в которой развиваются очень высокие температуры при высокой стабильности, позволяет весьма точно проводить как качественный, так и количественный анализ широкого круга элементов. Однако стоимость аппаратуры и особенно расходных материалов существенно выше, чем при использовании других методов атомизации и возбуждения.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 28: Для чего в оптических спектральных приборах часто устанавливают две или даже три призмы?

Ответы: 1. Для увеличения угловой дисперсии прибора 2. Для уменьшения светосилы прибора 3. Для увеличения спектрального диапазона прибора 4. В этом случае прибор проще в изготовлении 5. Чтобы сделать оптическую схему более компактной

Правильный ответ: При этом увеличивается угловая дисперсия прибора и, следовательно, его разрешающая способность.

Вопрос № 29: Для каких спектральных линий наиболее характерен эффект самопоглощения?

Ответы: 1. Резонансных 2. Синглетных 3. Дуплентных 4. Триплетных 5. Наименее интенсивных

Правильный ответ: Эффект самопоглощения наиболее характерен для резонансных линий (отвечающих переходу внешних электронов атома с возбужденных уровней на основной), поскольку большая часть атомов всегда находится в основном состоянии и способна к обратному переходу (возбуждению).

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 30: Основным ограничением применения атомно‑абсорбционной спектроскопии (ААС) является:

Ответы: 1. Малая чувствительность 2. Большая погрешность измерений 3. Сложность проведения количественного анализа 4. Необходимость перенастройки аппаратуры для определения каждого элемента 5. Небольшой круг определяемых элементов

Правильный ответ: Атомно‑абсорбционная спектроскопия позволяет весьма точно проводить количественный анализ почти всех элементов с высокой чувствительностью. Однако поскольку в ней используется внешний источник излучения, длина волны которого должна совпадать с длинной волны поглощения определяемого элемента, для анализа конкретного элемента требуется замена или перенастройка источника.

__________________________________________________________________________________

Вопрос № 31: Ниже дана предельно упрощенная оптическая схема прибора для атомно‑эмиссионного анализа. Какой абсолютно необходимый элемент пропущен на этой схеме?

Ответы: 1. Коллиматор 2. Компаратор 3. Сфетофильтр 4. Щель 5. Диспергирующий элемент

Правильный ответ: На схеме пропущен диспергирующий элемент. Правильная схема выглядит так: где: 1 – источник сигнала (пламя, дуга, искра и т.д.), 2 – щель, 3 – коллиматор, 4 – диспергирующий элемент (призма или дифракционная решетка), 5 – объектив приемника сигнала, 6 – плоскость формирования изображения (спектра).

Вопрос № 32: Что обеспечивает спектроскопический буфер?

Ответы: 1. Разбавление анализируемого образца 2. Постоянство фонового излучения 3. Постоянство температуры атомизатора 4. Увеличение температуры атомизатора 5. Сдвиг высокотемпературных равновесий в нужном направлении

Правильный ответ: Спектроскопический буфер обеспечивает смещение равновесий в пламени (в дуге, в искре, в плазме) в нужном направлении, например, в сторону увеличения степени атомизации трудно диссоциирующих оксидов или в сторону уменьшения степени ионизации легко ионизирующихся элементов.

___________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 33: Основным достоинством искрового атомно‑эмиссионного анализа перед методом атомно‑абсорбционной спектроскопии (ААС) является:

Ответы: 1. Более высокая чувствительность определений 2. Меньшая погрешность определений 3. Неразрушающий характер определений 4. Больший круг определяемых элементов 5. Возможность одновременного определения нескольких элементов

Правильный ответ: В целом эти два метода анализа сопоставимы как по чувствительности и точности, так и по количеству определяемых элементов; оба являются разрушающими. Однако в ААС для анализа каждого элемента требуется замена или перенастройка внешнего источника излучения.

Вопрос № 34: Перед технологом стоит задача многократного определения содержания катионов натрия и калия в производственных сточных водах. Выберите наиболее рациональный метод:

Ответы: 1. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием дуги 2. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием искры 3. Фотометрия пламени 4. Атомно‑абсорбционная спектроскопия

Правильный ответ: Количественный анализ с использованием дуги обладает малой точностью. Для анализа жидких образцов удобнее использовать фотометрию пламени или атомно‑абсорбционная спектроскопию. Однако последний метод требует более сложного аппаратурного оформления и сменных источников излучения. Следовательно, рациональнее всего использовать фотометрию пламени.

Вопрос № 35: Перед технологом стоит задача контроля содержания легирующих элементов – ванадия, молибдена и вольфрама – в образцах выплавляемой стали. Выберите наиболее рациональный метод:

Ответы: 1. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием дуги 2. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием искры 3. Фотометрия пламени 4. Атомно‑абсорбционная спектроскопия

Правильный ответ: Фотометрия пламени не пригодна для анализа этих элементов. Количественный анализ с использованием дуги обладает малой точностью. Атомно‑абсорбционная спектроскопия требует перевода анализируемых образцов в раствор. Следовательно, рациональнее всего использовать искровой атомно‑эмиссионной анализ.

Вопрос № 36: На производстве необходим многократный периодический контроль поступающей в технологический цикл воды на содержание ионов свинца. Выберите из нижеперечисленных наиболее рациональный метод:

Ответы: 1. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием дуги 2. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием искры 3. Фотометрия пламени 4. Атомно‑абсорбционная спектроскопия

Правильный ответ: Фотометрия пламени не пригодна для анализа свинца. Атомно‑эмиссион­ной анализ с использованием искры или дуги требует предварительной подготовки образца, если он дан в виде раствора. Следовательно, рациональнее всего использовать атомно‑абсорбционную спектроскопию.

Вопрос № 37: Не стесненный в средствах завод по производству специальных стекол и эмалей планирует приобрести прибор для контроля содержания различных элементов во входящем сырье. Выберите из нижеперечисленных наиболее рациональный принцип работы такого прибора:

Ответы: 1. Фотометрия пламени 2. Дуговой атомно‑эмиссионной анализ 3. Атомно‑эмиссионной анализ с индуктивно‑связанной плазмой 4. Атомно‑абсорбционная спектроскопия

Правильный ответ: Фотометрия пламени позволяет определять весьма ограниченное число элементов. Точность количественного атомно‑эмиссионного анализа с использованием дуги невысока. Атомно‑абсорбционная спектроскопия неудобна для анализа широкого круга элементов. Следовательно, рациональнее всего использовать атомно‑эмиссионной анализ с индуктивно‑связанной плазмой, хотя стоимость проведения анализов будет относительно высока.

Вопрос № 38: В лабораторию доставлен образец минерала. Необходимо оценить содержание в этом образце лития, рубидия и цезия. Выберите наиболее рациональный метод:

Ответы: 1. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием дуги 2. Атомно‑эмиссионной анализ с использованием искры 3. Фотометрия пламени 4. Атомно‑абсорбционная спектроскопия

Правильный ответ: Фотометрия пламени и атомно‑абсорбционная спектроскопия требует перевода анализируемых образцов в раствор, следовательно, лучше воспользоваться другими методами. Поскольку необходимо только оценить содержание трех элементов (то есть провести полуколичественный анализ), рациональнее использовать более простой в аппаратурном оформлении дуговой атомно‑эмиссионной анализ.

Вопрос № 39: Выберите две наиболее значимые причины уширения линий в эмиссионных спектрах атомов в условиях обычного анализа:

Ответы: 1. Принцип неопределенности Гейзенберга 2. Эффект Доплера и лоренцевское уширение 3. Эффект Зеемана 4. Эффект Штарка

Правильный ответ: Для видимого диапазона электромагнитного излучения, обычных давлений и атомов средней массы указанные величины имеют следующие порядки: естественное уширение, обусловленное принципом неопределенности Гейзенберга: 10^–5 нм; Доплеровское уширение: 10^–3 нм; Лоренцевское (ударное) уширение: 10^–3 нм. Эффекты Зеемана и Штарка проявляются только при наличии внешнего магнитного или электрического поля, соответственно.