题目
用异烟酸-吡唑啉酮显色剂测定水样中氰化物含量是测定(CN)^-含量较好的分光光度法。当配制浓度为c,(mol/L)的氰化物溶液时,显色后,在一定条件下测定透光率为T。若测量条件均不变,只改变c,(mol/L)为(1)/(3)c,(mol/L)时,其透光率为( )A. TB. sqrt[3](T)C. T^3D. T^2E. sqrt(T)
用异烟酸-吡唑啉酮显色剂测定水样中氰化物含量是测定$\text{CN}^-$含量较好的分光光度法。当配制浓度为$c\,\text{mol/L}$的氰化物溶液时,显色后,在一定条件下测定透光率为$T$。若测量条件均不变,只改变$c\,\text{mol/L}$为$\frac{1}{3}c\,\text{mol/L}$时,其透光率为( )
A. $T$
B. $\sqrt[3]{T}$
C. $T^3$
D. $T^2$
E. $\sqrt{T}$
题目解答
答案
B. $\sqrt[3]{T}$
解析
本题考查分光光度法中比尔定律以及透光率与吸光度的关系。解题思路是先明确比尔定律公式$A = \varepsilon L c$(其中$A$为吸光度,$\varepsilon$为摩尔吸光系数,$L$为光程,$c$为溶液浓度),以及吸光度与透光率的关系$A = -\log T$(其中$T$为透光率)。然后根据浓度的变化,利用这两个公式推导出透光率的变化。
- 当溶液浓度为$c\,\text{mol/L}$时,根据比尔定律,吸光度$A$与浓度$c$的关系为$A = \varepsilon L c$,同时吸光度$A$与透光率$T$的关系为$A = -\log T$,所以可得$-\log T = \varepsilon L c$。
- 当溶液浓度变为$\frac{1}{3}c\,\text{mol/L}$时,设此时的吸光度为$A'$,透光率为$T'$。同样根据比尔定律,有$A' = \varepsilon L\times\frac{1}{3}c$,又因为$A' = -\log T'$,所以$-\log T' = \varepsilon L\times\frac{1}{3}c$。
- 由步骤1可知$\varepsilon L c = -\log T$,将其代入步骤2的式子中,得到$-\log T' = \frac{1}{3}(-\log T)$。
- 对$-\log T' = \frac{1}{3}(-\log T)$进行化简,等式两边同时乘以$-1$,可得$\log T' = \frac{1}{3}\log T$。
- 根据对数的运算法则$n\log a = \log a^n$,$\frac{1}{3}\log T = \log T^{\frac{1}{3}}$,所以$\log T' = \log T^{\frac{1}{3}}$。
- 因为对数函数是单调函数,当$\log T' = \log T^{\frac{1}{3}}$时,可得$T' = T^{\frac{1}{3}}=\sqrt[3]{T}$。