用标准加入法测定血浆中锂含量时,取4份0.50mL血浆试样,分别加入浓度为0.0500mol/L的(LiCl)标准溶液0.0µL、10.0µL、20.0µL、30.0µL,然后用水稀释至5.00mL并摇匀,用(Li)670.8nm分析线测得吸光度依次为0.201、0.414、0.622、0.835,计算血浆中锂的含量,以mu(g/mL)表示。
用标准加入法测定血浆中锂含量时,取4份0.50mL血浆试样,分别加入浓度为0.0500mol/L的$\text{LiCl}$标准溶液0.0µL、10.0µL、20.0µL、30.0µL,然后用水稀释至5.00mL并摇匀,用$\text{Li}$670.8nm分析线测得吸光度依次为0.201、0.414、0.622、0.835,计算血浆中锂的含量,以$\mu\text{g/mL}$表示。
题目解答
答案
解析
本题考查标准加入法测定物质含量的知识。解题思路是先将加入的标准溶液中锂离子的浓度转换为以 $\mu\text{g/mL}$ 为单位,然后根据吸光度和加入的锂离子浓度数据,利用标准加入法的原理,通过计算斜率和截距来确定试样中锂离子的浓度,最后根据稀释关系得到原血浆中锂的含量。
步骤一:计算加入的锂离子浓度 $c_s$
已知 $\text{LiCl}$ 标准溶液浓度为 $0.0500\ mol/L$,$\text{Li}$ 的摩尔质量 $M(\text{Li}) = 6.94\ g/mol$。
根据 $c = \frac{n}{V}$,$n = cV$,$m = nM$,可得 $c_s$(以 $\mu\text{g/mL}$ 为单位)的计算公式为:
$c_s=\frac{c_{标}V_{标}M(\text{Li})}{V_{总}}$
- 当加入标准溶液体积 $V_{标}=0.0\ \mu L = 0\times10^{-3}\ mL$ 时,$c_{s1}=0\ \mu\text{g/mL}$。
- 当加入标准溶液体积 $V_{标}=10.0\ \mu L = 10\times10^{-3}\ mL$ 时,
$c_{s2}=\frac{0.0500\ mol/L\times10\times10^{-3}\ mL\times6.94\ g/mol}{5.00\ mL}=\frac{0.0500\times10\times10^{-3}\times6.94\times10^{3}\ \mu g}{5.00\ mL}= 0.694\ \mu\text{g/mL}$ - 当加入标准溶液体积 $V_{标}=20.0\ \mu L = 20\times10^{-3}\ mL$ 时,
$c_{s3}=\frac{0.0500\ mol/L\times20\times10^{-3}\ mL\times6.94\ g/mol}{5.00\ mL}=\frac{0.0500\times20\times10^{-3}\times6.94\times10^{3}\ \mu g}{5.00\ mL}= 1.388\ \mu\text{g/mL}$ - 当加入标准溶液体积 $V_{标}=30.0\ \mu L = 30\times10^{-3}\ mL$ 时,
$c_{s4}=\frac{0.0500\ mol/L\times30\times10^{-3}\ mL\times6.94\ g/mol}{5.00\ mL}=\frac{0.0500\times30\times10^{-3}\times6.94\times10^{3}\ \mu g}{5.00\ mL}= 2.082\ \mu\text{g/mL}$
步骤二:计算斜率 $K$
已知吸光度 $A$ 与加入的锂离子浓度 $c_s$ 呈线性关系 $A = Kc_s+Kc_x$,取最大和最小加入浓度对应的吸光度来计算斜率 $K$。
$K=\frac{A_4 - A_1}{c_{s4}-c_{s1}}$
已知 $A_1 = 0.201$,$A_4 = 0.835$,$c_{s1}=0\ \mu\text{g/mL}$,$c_{s4}=2.082\ \mu\text{g/mL}$,则
$K=\frac{0.835 - 0.201}{2.082 - 0}=\frac{0.634}{2.082}\approx0.3045\ mL/\mu g$
步骤三:计算截距对应的试样中锂离子浓度 $c_x$
当 $c_s = 0$ 时,$A = Kc_x$,已知 $A_1 = 0.201$,$K\approx0.3045\ mL/\mu g$,则
$c_x=\frac{A_1}{K}=\frac{0.201}{0.3045}\approx0.660\ \mu\text{g/mL}$
步骤四:计算原血浆中锂的含量 $c$
因为最初取的血浆试样体积为 $0.50\ mL$,最后稀释至 $5.00\ mL$,稀释倍数为 $\frac{5.00}{0.50}=10$ 倍。
所以原血浆中锂的含量 $c = 0.660\times10 = 6.60\ \mu\text{g/mL}$