PRIMJERI ZADATAKA IZ SPEKTROSKOPIJE (v.4) 1. IR spektar molekule 12C18O u plinskoj fazi pokazuje apsorpcijske linije na 122.485, 126.348, 130.211

i 134.073 cm-1. Izračunajte moment inercije i duljinu veze molekule CO. Kojom vrstom spektroskopije je moguće odrediti duljinu i konstantu jakosti veze molekule O2.

(B = 1.9315 cm-1, I = 1.448·10-46 kg m2, l = 1.1·10-10 m = 1.1Å) 2. Izračunajte frekvencije vibracija molekule 1H35Cl i izotopno supstituirane 1H36Cl ako je konstanta

jakosti veze 512 Nm-1. Da li je moguće vidjeti u spektru ovih molekula razdvojene apsorpcijske linije ako je rezolucija spektrometra 1 cm-1 ? (v(1H35Cl) = 8.969·1013 s-1, v(1H36Cl) = 8.965·1013 s-1, v =1.33 cm-1)

3. Zaštitna krema može se nanositi na kožu u sloju debljine 0.05 mm. Krema sadrži tvar molarne mase

489.2 g mol-1 u koncentraciji od 1.2 mg mL-1. Molarni apsorpcijski koeficijent te tvari na valnoj duljini od 350 nm iznosi 120000 mol-1dm3cm-1. Izračunajte intenzitet zračenja=350 nm koje ovaj zaštitni sloj kreme absorbira. (A = 1.4718, IA = 96.63 %)

4. CF veza fluorobenzena je 76 % kovalentnog karaktera i ima dipolni moment od 1.2 D. Izračunajte

duljinu C-F veze fluorobenzena i dipolni moment 1,2-fluorobenzena.(l = 1.04·10-10 m = 1.04Å, = 2.078 D) 5. Izvor emitira 56 J zračenja=254 nm u 1 sekundi kroz reakcijsku otopinu u posudi debljine 1 cm pri

čemu absorbancija iznosi 0.632. Koliko će molekula produkta nastati u 1 ms ako je kvantno iskorištenje primarnog procesa ove fotokemijske reakcije 0.059 ? (Np = 3.239·1015)

6. Koja je funkcija monokromatora unutar spektrometra ? Kakve vrste monokromatora i disperznih

elemenata mogu biti kod UV-VIS i IR spektrometara ? 7. Specifične rotacije glukoze i fruktoze iznose m(G) = +55 o kg-1dm2 i m(F) = 19 o kg-1dm2. Kolika je

masena koncentracija glukoze u otopini koja se sastoji od glukoze, fruktoze i optički inaktivne tvari pri čemu je ukupna koncentracija suhe tvari 240 g dm-3, masena koncentracija fruktoze 80 g dm-3 a izmjereni kut zakreta u kiveti debljine 1 dm 5.8o. ( (GLUKOZE) = 133 g dm-3)

8. a) Što je to apsorpcijski spektar neke tvari. b) Što se nalazi na osima IR, c) UV-VIS, d)

fluorescencijskog i e) CD spektara. 9. Koja je rezonancijska frekvencija 1H jezgre u magnetskom polju od 10.6 T (nuklearni g-faktor za 1H

jezgru iznosi gI = 5.5857, nuklearni magneton iznosi N = 5.050810-27 J T-1) ? Što se nalazi na osima NMR i ESR spektara. (v = 4.517109 s-1 = 451.7 MHz)

10. Što su to kemijski pomak , konstanta sprezanja J i konstanta hiperfinog sprezanja a ? 11. Rotacijski IR spektar molekule 1H131I u plinskoj fazi sastoji se od niza apsorpcijskih linija

razmaknutih za 13.10 cm-1. Izračunajte moment inercije i duljinu veze molekule H. Kojim vrstama spektroskopije je moguće odrediti duljinu i konstantu jakosti veze molekula HCl i Cl2.

(I = 4.27810-47 Js2, l(HI) = 1.6110-10 m = 1.61 Å) 12. Vibracijski IR spektar molekule 1H127I u plinskoj fazi sastoji se od apsorpcijske linije na 2309.5 cm-1.

Izračunajte konstantu jakosti Hveze. O čemu ovisi �irina apsorpcijske linije ? (k = 311.9 Nm) 13. Zaštitna krema sadrži tvari A i B koje apsorbiraju zračenje na valnoj duljini od 330 nm. Tvar A ima

molarnu masu od 623.2 g mol-1, molarni koeficijent apsorpcije na valnoj duljini od 330 nm 330nm(A) = 240000 mol-1dm3cm-1 a koncentracija u kremi je 1.6 mg mL-1; Tvar B ima Mr(B) = 534.6 g mol-1, 330nm(B) = 198000 mol-1dm3cm-1 a koncentracija u kremi je 2.2 mg mL-1. Izračunajte koliko apsorbira zaštitni sloj ove kreme debljine 0.1 mm na=330 nm. (A = 14.3, T = 5.0110-15, Ip= 0.000000000000501 %)

~

14. Izmjereni intenziteti fluorescencije standarda obilježenog fluoresceinom iznose 0.256 i 0.516 za

koncentracije standarda od 1.2410-6 i 2.4810-6 mol dm-3. Koja je koncentracija fluorescentno obilježenog uzorka ako izmjereni intenzitet fluorescencije iznosi 0.148 ? Koja je razlika između fluorescencije i fosforescencije. (c = 0.7110-6 mol dm-3)

15. Što su to kromofori? Koja su svojstva LASERskog zračenja ? Koje se informacije o molekuli mogu

dobiti iz CD spektara. 16. Izračunajte polarizabilnost i volumen polarizabilnosti molekule ako u električnom polju od 3000 Vm-1

inducirani dipolni moment molekule iznosi 0.00036 D. Koja je razlika između vibracijsko-rotacijske IR i Raman spektroskopije ? ( = 4.010-37 C2 m2 J-1, = 3.5910-27 m3)

17. Reakcijska otopina u potpunosti apsorbira zračenje valne duljine= 254 nm s izvora snage 8 W.

Koliko je kvantno iskorištenje primarnog procesa fotokemijske reakcije ako u 1 ms nastane 1012 molekula produkta? ( = 0.000098)

18. Kod kojih spektroskopskih tehnika se koristi Fourierova transformacija (FT). Koje su prednosti FT

spektroskopskih tehnika mjerenja. 19. Koji su glavni djelovi NMR i ESR spektrometara. Što se nalazi na osima NMR i ESR spektara ? 20. Što je to fina struktura NMR spektra ? Na čemu se temelje pulsne tehnike NMR mjerenja. Što je to

spinska relaksacija. 21. Rotacijski IR spektar molekule 127I35Cl u plinskoj fazi sastoji se od niza apsorpcijskih linija

razmaknutih za 0.0571 cm-1. Izračunajte moment inercije i duljinu veze molekule ICl. Kojim vrstama spektroskopije je moguće odrediti duljinu i konstantu jakosti veze molekula HBr i Br2.

(B = 0.02855 cm-1, I = 9.808·10-45 kg m2 (J s2), l = 4.64·10-10 m = 4.64Å)

22. Vibracijski IR spektar karbonilne skupine 12C=16O u plinskoj fazi sastoji se od apsorpcijske linije na 1628.1 cm-1. Izračunajte konstantu jakosti C=O veze. (k = 1070.6 Nm)

23. Za�titna krema sadr�i tvari A i B koje apsorbiraju zračenje na valnoj duljini od 310 nm. Tvar A ima

molarnu masu od 983.2 g mol-1, molarni koeficijent apsorpcije na valnoj duljini od 310 nm 310nm(A) = 330000 mol-1dm3cm-1 a koncentracija u kremi je 1.25 mg mL-1; Tvar B ima Mr(B) = 866.2 g mol-1, 310nm(B) = 258000 mol-1dm3cm-1 a koncentracija u kremi je 1.2 mg mL-1. Izračunajte koliko apsorbira za�titni sloj ove kreme prosječne debljine 0.08 mm na=310 nm. (A = 6.214, Iabs= 99.99994 %)

24. LASER snage 1 W emitira crveno svijetlo valne duljine od 685 nm. Koliko fotona se emitira u 1 ms ?

Koja su svojstva LASERskog zračenja ? (Nfot = 3.4461015) 25. Na koje se sve načine molekula u pobuđenom elektronskom i vibracijskom stanju mo�e relaksirati

natrag u temeljno stanje ? Koje se informacije o molekuli mogu dobiti iz CD spektara. 26. Reakcijska otopina u potpunosti apsorbira zračenje valne duljine= 254 nm s izvora snage 16 W.

Koliko je kvantno iskorištenje primarnog procesa fotokemijske reakcije ako u 12 ms nastane 1014 molekula produkta ? ( = 0.000408)

27. Specifične rotacije glukoze i fruktoze iznose m(G) = +55 o kg-1dm2 i m(F) = 19 o kg-1dm2. Kolika je

masena koncentracija glukoze u otopini koja se sastoji od glukoze, fruktoze i optički inaktivne tvari pri čemu je ukupna koncentracija suhe tvari 220 g dm-3, masena koncentracija fruktoze 60 g dm-3 a izmjereni kut zakreta u kiveti debljine 1 dm iznosi 2.6o. ( (GLUKOZE) = 68 g dm-3)

28. NMR spektrometrom koji radi na 500 MHz izmjeren je 1H NMR spektar nekog lijeka. Između ostalih, zapažene su linije na = 3.11 ppm i 3.99 ppm. Pažljivim pregledom spektra utvrdilo se da je linija na 3.11 ppm dublet s linijama na 3.20 i 3.02 ppm a linija na 3.99 dublet s linijama na 4.02 i 3.96 ppm. Koliko iznose konstante spinskog sprezanja za svaku od ove dvije 1H jezgre. Da li bi ove dvije 1H jezgre mogle biti spinski spregnute ? (JHH( = 3.11 ppm) = 90 s-1, JHH( = 3.99 ppm) = 30 s-1)

29. Nabrojite i navedite funkciju glavnih djelova NMR spektrometra. �to je to i od čega dolazi fina

struktura NMR spektra ? Što se nalazi na osima 1H NMR spektra ? 30. Nabrojite i navedite funkciju glavnih djelova ESR spektrometra. Što se nalazi na osima ESR spektra ?

Što su to spinske stupice ? 31. Rotacijski IR spektar molekule 1H137I u plinskoj fazi sastoji se od apsorpcijskih linija na 148.24,

161.70, 175.17, 188.59 i 201.96 cm-1. Izračunajte moment inercije i duljinu veze molekule HI. Kojim spektroskopskim mjerenjima je moguće odrediti duljinu i jakost veze molekula HF, O2 i Cl2.

(I = 4.15910-47 Js2, l(HI) = 1.64810-10 m = 1.648 Å) 32. Koliko iznosi razlika u energiji između dva vibracijska stanja

molekule CO ako izmjereni IR spektar 12C=16O molekule u plinskoj fazi izgleda kao na prikazanoj slici. O čemu ovisi �irina apsorpcijske linije ?

(E = 3.23410-20 J) 33. Za�titna krema mo�e se nanositi na ko�u u sloju debljine 0.06 mm i sadr�i absorbirajuću tvar molarne

mase 276.9 g mol-1. Molarni koeficijent absorpcije te tvari na valnoj duljini od 350 nm iznosi 198000 mol-1dm3cm-1. Kolika treba biti koncentracija absorbirajuće tvari u kremi da bi naneseni za�titni sloj absorbirao vi�e od 90 % UV zračenja =350 nm ? (c(ABS.TVARI) = 8.4210-4 mol dm-3)

34. Duljina C–F veze p-fluoroanilina ( ) iznosi 1.39 Å. Koliko iznosi udio kovalentnog karaktera

ove veze ako je izmjeren dipolni moment molekule 0.626 D, dipolni moment C–NH2 veze iznosi 0.692 D, a za C-F vezu je poznato da ima veći dipolni moment od C–NH2 veze. (K = 0.794 = 79.4 %)

35. Nabrojite i ukratko navedite funkciju glavnih djelova UV-Vis spektrofotometra. Što su to kromofori i

auksokromi ? Koje se informacije o biomolekulama mogu dobiti iz izmjerenih CD spektara ? 36. Reakcijska otopina u posudi debljine od 1 cm obasjava se LASER-om valne duljine= 360 nm i

snage 1.6 W. Izmjerena absorbancija otopine u kiveti od 1 cm na valnoj duljini od 360 nm iznosi 0.476. Koliko iznosi kvantno iskorištenje primarnog procesa fotokemijske reakcije ako u 0.1 s nastane 1016 molekula produkta ? ( = 0.0518)

37. Specifične rotacije glukoze i fruktoze iznose m(G) = +55 o kg-1dm2 i m(F) = 19 o kg-1dm2. Da li

otopina sastava 36 g dm-3 glukoze i 75 g dm-3 fruktoze sadr�i oneči�ćenja ako polarimetrom izmjereni kut zakreta u kiveti debljine 2 dm iznosi 2.6o ?

38. 400 MHz NMR spektrometrom izmjeren je 1H NMR spektar nekog lijeka. Između ostalih, zapa�ene

su linije na = 2.48 ppm i = 5.42 ppm. Pažljivim pregledom spektra utvrdilo se da je linija na 2.48 ppm dublet s linijama na 2.37 i 2.59 ppm a linija na 5.42 triplet s linijama na 5.38, 5.42 i 5.48 ppm. Koliko iznose konstante spinskog sprezanja za svaku od ove dvije 1H jezgre. Da li bi ove dvije 1H jezgre mogle biti spinski spregnute ? ( JHH ( = 2.48 ppm) = 88 s-1 (Hz), JHH ( = 5.42 ppm) = 20 s-1 (Hz))

39. Nabrojite i navedite funkciju glavnih djelova NMR spektrometra. �to je to i od čega dolazi fina

struktura NMR spektra ?

40. Skicirajte mogući (očekivani) ESR spektar CNH radikala ako su hiperfine konstante spinskog sprezanja aH i aN a) jednake b) aH < aN c) aH > aN; I(12C) = 0, I(1H) = 1/2, I(15N) = 1. Što su to spinske stupice ?

NH2F

/cm-1v1628,1

T100 %