青海大學(xué)分析化學(xué)8吸光光度法

1、分析化學(xué) 2007-2008 第八章第八章 吸光光度法吸光光度法 第一節(jié)第一節(jié) 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理 第二節(jié)第二節(jié) 光度計(jì)及其基本部件光度計(jì)及其基本部件 第三節(jié)第三節(jié) 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇第四節(jié)第四節(jié) 吸光度測(cè)量條件的選擇吸光度測(cè)量條件的選擇第五節(jié)第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用第六節(jié)第六節(jié) 紫外吸收光譜法簡(jiǎn)介紫外吸收光譜法簡(jiǎn)介10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 概述概述&吸光光度法（Absorption Photometry）是一種基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法。包括可見吸光光度法、紫外吸光光度法和紅外光譜法等。

2、 吸光光度法同滴定分析法、重量分析法相比，有以下一些特點(diǎn)： (一)靈敏度高 吸光光度法測(cè)定物質(zhì)的濃度下限(最低濃度)一般可達(dá)10-5的微量組分。對(duì)固體試樣一般可測(cè)到10-4。如果對(duì)被測(cè)組分事先加以富集，靈敏度還可以提高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。 10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前 (二)準(zhǔn)確度較高 一般吸光光度法的相對(duì)誤差為2-5%，其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法，但對(duì)微量成分來說，還是比較滿意的，因?yàn)樵谶@種情況下，滴定分析法和重量法也不夠準(zhǔn)確了，甚至無法進(jìn)行測(cè)定。 (三)操作簡(jiǎn)便，測(cè)定速度快 (四)應(yīng)用廣泛 幾乎所有的無機(jī)離子和有機(jī)化合物都可直接或間接地用吸光光度法進(jìn)行測(cè)定。10

3、 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 吸光分析的幾種方法目視比色法目視比色法標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品未知樣品特點(diǎn)特點(diǎn)利用自然光利用自然光比較吸收光的互補(bǔ)色光比較吸收光的互補(bǔ)色光準(zhǔn)確度低（半定量）準(zhǔn)確度低（半定量）不可分辨多組分不可分辨多組分方法簡(jiǎn)便，靈敏度高方法簡(jiǎn)便，靈敏度高10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 分光光度法（紫外分光光度法（紫外-可見分光光度法）可見分光光度法）UV-VIS0.575光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)器檢測(cè)器顯示顯示I0It參比參比樣品樣品bCTIIAtlglg0入射光入射光 I0透射光透射光 It請(qǐng)注意與定義比較請(qǐng)注意與定義比較未考慮吸收池和溶劑

4、對(duì)光子的作用未考慮吸收池和溶劑對(duì)光子的作用10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 第一節(jié)第一節(jié) 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理 一、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收一、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收二、光的吸收基本定律二、光的吸收基本定律朗伯朗伯-比爾定律比爾定律三、偏離比爾定律的原因三、偏離比爾定律的原因10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 1. 光是一種電磁波光是一種電磁波v不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量 Eh = h c/ v人眼只能感受到可見光區(qū)域的光，只占整個(gè)電磁人眼只能感受到可見光區(qū)域的光，只占整個(gè)電磁波譜中很小的一部分。波長(zhǎng)范圍在波譜中很小的一部分。波長(zhǎng)范圍在

5、400 760 nm。不同波長(zhǎng)的可見光引起人不同的視覺效果，因而不同波長(zhǎng)的可見光引起人不同的視覺效果，因而產(chǎn)生不同的顏色。產(chǎn)生不同的顏色。 10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 2. 互補(bǔ)色光互補(bǔ)色光 如果將兩種適當(dāng)顏色的可見光按一定比例混合能如果將兩種適當(dāng)顏色的可見光按一定比例混合能得到白色光，則具有此性質(zhì)的兩種光稱為得到白色光，則具有此性質(zhì)的兩種光稱為互補(bǔ)色光互補(bǔ)色光。 10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 單色光單色光復(fù)合光

6、復(fù)合光光的互補(bǔ)光的互補(bǔ)單一波長(zhǎng)的光單一波長(zhǎng)的光由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 3. 吸光條件吸光條件 CuSO4水溶液為什么只選擇性的吸收自然光中水溶液為什么只選擇性的吸收自然光中的黃色光，而不吸收其的黃色光，而不吸收其它顏色的光哪？它顏色的光哪？原因：與物質(zhì)分子內(nèi)原因：與物質(zhì)分子內(nèi)部的結(jié)

7、構(gòu)有關(guān)部的結(jié)構(gòu)有關(guān) 物質(zhì)分子內(nèi)部都具物質(zhì)分子內(nèi)部都具有一系列不連續(xù)的特征有一系列不連續(xù)的特征能級(jí)（量子化），接受能級(jí)（量子化），接受能量后可以發(fā)生能級(jí)之能量后可以發(fā)生能級(jí)之間的躍遷。由外層電子間的躍遷。由外層電子躍遷得到的光譜為紫外躍遷得到的光譜為紫外-可見光譜。可見光譜。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前電子能級(jí)間躍遷電子能級(jí)間躍遷電子能級(jí)間躍遷的同電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)時(shí)總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即電子光譜中總包含有電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜間躍遷產(chǎn)生的若

8、干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。線而呈現(xiàn)寬譜帶。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前 物質(zhì)分子外層電子平時(shí)處于能量最低、最穩(wěn)物質(zhì)分子外層電子平時(shí)處于能量最低、最穩(wěn)定的基態(tài)，當(dāng)用光照射到物質(zhì)后，如果光具有的能定的基態(tài)，當(dāng)用光照射到物質(zhì)后，如果光具有的能量恰好和電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需要的能量相量恰好和電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需要的能量相等時(shí)，則這一波長(zhǎng)的光就被分子所吸收，發(fā)生電子等時(shí)，則這一波長(zhǎng)的光就被分子所吸收，發(fā)生電子躍遷。躍遷。M + 熱M + 熒光或磷光M + h M *基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E1 （E） E2 E = E2 - E1 = h 不同

9、分子的組成和結(jié)構(gòu)都不同，所具有的特征不同分子的組成和結(jié)構(gòu)都不同，所具有的特征能級(jí)（能級(jí)（ E ）也不同，因此對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程）也不同，因此對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同，度不同，特定的分子特定的分子只選擇性吸收只選擇性吸收特定波長(zhǎng)的光特定波長(zhǎng)的光。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 4 吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng) 采用不同波長(zhǎng)的單色光照射某一吸光物質(zhì)，并測(cè)采用不同波長(zhǎng)的單色光照射某一吸光物質(zhì)，并測(cè)量每一個(gè)波長(zhǎng)下該物質(zhì)對(duì)光吸收程度的大小（吸光度量每一個(gè)波長(zhǎng)下該物質(zhì)對(duì)光吸收程度的大?。ㄎ舛龋?，以波長(zhǎng)（，以波長(zhǎng)（）為橫坐標(biāo)，吸光度（）為橫

10、坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)）為縱坐標(biāo)，繪圖，得到的曲線為吸收曲線（吸收光譜），繪圖，得到的曲線為吸收曲線（吸收光譜） 吸收光譜準(zhǔn)確地吸收光譜準(zhǔn)確地描述了物質(zhì)對(duì)不同波描述了物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收情況。長(zhǎng)的光的吸收情況。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：（1）同一種物質(zhì)對(duì)不同）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)為最大吸收波長(zhǎng)max（2）同一種物質(zhì)，濃度）同一種物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線形狀相不同，其吸收曲線形狀相似，似，max不變。而對(duì)于

11、不不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和形狀和max則不同。則不同。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前（3）同一種物質(zhì)，濃度不同，在某一定波長(zhǎng)下吸光同一種物質(zhì)，濃度不同，在某一定波長(zhǎng)下吸光度度 A 有差異，在有差異，在max處吸光度隨濃度變化的幅度最處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。動(dòng)畫動(dòng)畫（4）吸收曲線可以提供）吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)為物質(zhì)

12、定性分析的依據(jù)之一。之一。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 二、二、 光的吸收基本定律光的吸收基本定律朗伯朗伯-比爾定律比爾定律 &透光度透光度v當(dāng)一束強(qiáng)度為當(dāng)一束強(qiáng)度為I0的平行單色光通過任何均勻的非的平行單色光通過任何均勻的非散射溶液時(shí)，一部分光被介質(zhì)中的吸光分子吸收，散射溶液時(shí)，一部分光被介質(zhì)中的吸光分子吸收，另一部分光透過溶液后，強(qiáng)度降低為另一部分光透過溶液后，強(qiáng)度降低為It ，It與與I0之之比稱為比稱為透光度透光度T= It / I0v溶液的透光度愈大，表示它對(duì)光的吸收愈小；相溶液的透光度愈大，表示它對(duì)光的吸收愈??；相反，透光度愈小，表示

13、它對(duì)光的吸收愈大。反，透光度愈小，表示它對(duì)光的吸收愈大。&吸光度吸光度v物質(zhì)對(duì)光的吸收程度用物質(zhì)對(duì)光的吸收程度用吸光度表示吸光度表示A = lg(1/T)= lg(I0/It)10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前透光度透光度（透射比）（透射比）Transmittance透光度透光度定義：定義：0IITtT 取值為取值為0.0 % 100.0 %全部吸收全部吸收T = 0.0 %全部透射全部透射T = 100.0 %入射光入射光 I0透射光透射光 It10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 1. 具體內(nèi)容具體

14、內(nèi)容01lgIAk bI02lgIAk cI朗伯朗伯-比耳定律表明：比耳定律表明：當(dāng)一束平行單色光通當(dāng)一束平行單色光通過均勻、非散射的吸過均勻、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度的濃度及吸收層厚度成正比。成正比。動(dòng)畫動(dòng)畫10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 2. 2. 數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式式中：式中： A：吸光度；：吸光度； 描述溶液對(duì)光的吸收程度；描述溶液對(duì)光的吸收程度； b：液層厚度：液層厚度(光程長(zhǎng)度光程長(zhǎng)度)， 通常以通常以cm為單位；為單位； c：溶液的濃度：溶液的濃度 單位單位

15、 molL-； ：摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)， 單位單位 Lmol-cm-；這是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。這是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。bcIITAt0lglg10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 3. 適用范圍適用范圍 此定律不僅適用于溶液，也適用于其它均勻非散此定律不僅適用于溶液，也適用于其它均勻非散射的吸光物質(zhì)（氣體或固體），是各類吸光光度法定射的吸光物質(zhì)（氣體或固體），是各類吸光光度法定量分析的依據(jù)。量分析的依據(jù)。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 4. 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)的意

16、義的意義（1） 為吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的為吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)特征常數(shù)；（2） 不隨濃度不隨濃度c和光程長(zhǎng)度和光程長(zhǎng)度b的改變而改變的改變而改變。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)， 僅與吸收物質(zhì)僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與濃度無關(guān)；有關(guān)，與濃度無關(guān)；（3）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的 值不同。值不同。在最大吸收波長(zhǎng)在最大吸收波長(zhǎng)max處的摩爾吸收系數(shù)處的摩爾吸收系數(shù) max表表明該明該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映光度，也反映光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈

17、敏度最大靈敏度。 10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前（4） 可作為可作為定性鑒定定性鑒定的參數(shù)；的參數(shù)；（5） 可作為物質(zhì)的吸光能力的度量可作為物質(zhì)的吸光能力的度量 越大越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高靈敏度越高。 105 ： 超高靈敏；超高靈敏； = (610）104 ：高靈敏；：高靈敏； = 104 103 ： 中等靈敏；中等靈敏； 103 ： 不靈敏。不靈敏。（6） 在數(shù)值上等于濃度為在數(shù)值上等于濃度為1 mol L-1、液層厚、液層厚度為度為1cm的溶液在某一波

18、長(zhǎng)下的吸光度。的溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。 10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 5. 與與 a 的關(guān)系的關(guān)系 當(dāng)溶液的濃度當(dāng)溶液的濃度 c 以以gL-單位，液層厚度單位，液層厚度 b 以以cm為單位時(shí)，為單位時(shí)，朗伯朗伯- -比耳定律中的比耳定律中的 用用 a 表示表示，稱為吸收系數(shù)，單位為：，稱為吸收系數(shù)，單位為：Lg-cm-0lgIAabcI = M a 式中：式中：M為摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 6. 吸光度的加和性吸光度的加和性121122AnnnAAAbcbcbcn 如有一復(fù)

19、雜試樣，其中有幾個(gè)組分，各組分均有如有一復(fù)雜試樣，其中有幾個(gè)組分，各組分均有其其 、C、A，那么溶液的吸光度即為各組分吸光度，那么溶液的吸光度即為各組分吸光度之和。之和。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 三、偏離朗伯-比耳定律的原因 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及應(yīng)用及應(yīng)用 配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下進(jìn)行測(cè)配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下進(jìn)行測(cè)定。然后以吸光度為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)作圖，得到定。然后以吸光度為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)作圖，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，也稱做工作曲線。曲線的斜率為一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，也稱做工作曲線。曲線的斜率為

20、bb，由此，由此可得到摩爾吸收系數(shù)可得到摩爾吸收系數(shù)；也可根據(jù)未知液的；也可根據(jù)未知液的Ax,Ax,在標(biāo)準(zhǔn)曲線在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃度上查出未知液的濃度c cx x。l標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯- -比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。 引起這種偏離的因素（兩大類）：引起這種偏離的因素（兩大類）： 1. 1. 物理性因素，即儀器的非理想引起的；物理性因素，即儀器的非理想引起的； 2. 2. 化學(xué)性因素化學(xué)性因素10 吸光光

21、度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 標(biāo)準(zhǔn)曲線與吸收光譜的關(guān)系A(chǔ)C標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線A或或 吸收光譜吸收光譜A C max10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 1. 物理性因素 難以獲得真正的純單色光難以獲得真正的純單色光。 朗朗伯伯-比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。 分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯致對(duì)朗伯- -比耳定律的正或負(fù)偏離。比耳定律的正或負(fù)偏離。 非單色光、雜散光、非平行入射非單色光、雜散光、非平行

22、入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯光都會(huì)引起對(duì)朗伯- -比耳定律的偏離，比耳定律的偏離，最主要的是非單色光作為入射光引起最主要的是非單色光作為入射光引起的偏離。的偏離。 10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 非單色光作為入射光引起的偏離 假設(shè)由波長(zhǎng)為假設(shè)由波長(zhǎng)為1和和2的兩單色光的兩單色光組成的入射光通過濃度為組成的入射光通過濃度為c的溶液，則：的溶液，則： A 1lg（o1 /t1 ）1bc A 2lg(o2 /t2 ）2bc故：故：式中：式中：o1、o2分別為分別為1、2 的入射光強(qiáng)度；的入射光強(qiáng)度； t1、t2分別為分別為1、2 的透射光強(qiáng)度；的透射光強(qiáng)度； 1

23、、2分別為分別為1、2的摩爾吸光系數(shù)；的摩爾吸光系數(shù)；cbcbIIII 212111OtOt10;1010 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前 A總總 lg（o總總/t總總 ) lg(Io1+o2)/(t1+t2） lg(Io1+o2)/(o110-1bc +o210-2bc ）令：令： 1-2 ；設(shè)：設(shè)： o1 o2 A總總 lg(2Io1)/t1(110 - bc ） A 1 + lg2 - lg(110 - bc ) 討論: 因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度A總總，并不能分別測(cè)得，并不能分別測(cè)得A1和和A2，故：，故：10 吸光光

24、度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 討論: A總總 =A1 + lg2 - lg(110 bc ) (1) = 0； 即：即： 1= 2 = 則：則： A總 lg（o/t） bc(2) 0 若若 0 ；即；即 20, lg(110 bc )值隨值隨c值增大而增大，則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離值增大而增大，則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線向直線向c 軸彎曲，即負(fù)偏離；反之，則向軸彎曲，即負(fù)偏離；反之，則向A軸彎曲，即正偏軸彎曲，即正偏離。離。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 討論A總 =A1 + lg2 - lg(110bc ) (3) 很小時(shí)，即很

25、小時(shí)，即12： 可近似認(rèn)為是單色光。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。若可近似認(rèn)為是單色光。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。若濃度較高，即使?jié)舛容^高，即使 很小，很小， A總總 1 ，且隨著，且隨著c值增大，值增大， A總總 與與A 1的差異愈大，在圖上則表現(xiàn)為的差異愈大，在圖上則表現(xiàn)為A-c曲線上部曲線上部(高濃度區(qū)高濃度區(qū))彎彎曲愈嚴(yán)重。曲愈嚴(yán)重。故朗伯故朗伯-比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。 (4) 為克服非單色光引起的偏離，首先應(yīng)選擇比較好的單為克服非單色光引起的偏離，首先應(yīng)選擇比較好的單色器。此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)且色器。此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的

26、最大吸收波長(zhǎng)且吸收曲線較平坦處。吸收曲線較平坦處。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 2. 化學(xué)性因素 朗伯朗伯-比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；互作用；假定只有在稀溶液假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。 故：朗伯故：朗伯-比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。 溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化

27、學(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度?；瘜W(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。 例：例： 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡： CrO42- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中溶液中CrO42-、 Cr2O72-的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同。故此時(shí)溶液同。故此時(shí)溶液pH 對(duì)測(cè)定有重要影響。對(duì)測(cè)定有重要影響。10 吸光光度法 10.1 吸光光度法基本原理 分析化學(xué) 2007-2008 第二節(jié)第二節(jié) 光度計(jì)及其基本部件光度計(jì)及其基本部件光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)顯示器顯示器10 吸光光度法

28、動(dòng)畫動(dòng)畫1、2分析化學(xué) 2007-2008 分析化學(xué) 2007-2008 一、一、 光源光源 在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。使用壽命。 可見光區(qū)：可見光區(qū)：鎢燈作為鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在在3203202500 nm2500 nm。 紫外區(qū)：紫外區(qū)：氫、氘燈。氫、氘燈。發(fā)射發(fā)射185185400 nm400 nm的連續(xù)的連續(xù)光譜。光譜。10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008 二、二、 單

29、色器單色器入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；色散元件：將復(fù)合色散元件：將復(fù)合光分解成單色光光分解成單色光 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任意波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。選出一任意波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束； 棱鏡：棱鏡：光的折射原理光的折射原理10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008 光柵光柵光的光的衍射和干涉衍射和干涉原理原理10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008

30、 三、吸收池三、吸收池在紫外區(qū)須采用石英池，在紫外區(qū)須采用石英池，可見光區(qū)一般用玻璃池?？梢姽鈪^(qū)一般用玻璃池。吸收池（比色皿）用于吸收池（比色皿）用于盛放吸收溶液。盛放吸收溶液。主要有主要有石英池和玻璃池兩種。石英池和玻璃池兩種。規(guī)格為：規(guī)格為：0.50.5、1.01.0、2.02.0、3.0 cm3.0 cm10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008 四、四、 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來進(jìn)行測(cè)量。光電檢測(cè)器。將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來進(jìn)行測(cè)量。光電檢測(cè)器。要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)，要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)， 產(chǎn)生的

31、光電流應(yīng)與照射于檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比。產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照射于檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比。(1)(1)光電管和光電倍增管光電管和光電倍增管 光照射到陰極表面光照射到陰極表面時(shí)，會(huì)激發(fā)出電子，時(shí)，會(huì)激發(fā)出電子，流向陽極，產(chǎn)生電流流向陽極，產(chǎn)生電流，通過放大器將電流，通過放大器將電流放大，提高檢測(cè)的靈放大，提高檢測(cè)的靈敏度。敏度。10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008 (2)(2)光電二極管陣列光電二極管陣列 由多個(gè)光電二極管組成，光由多個(gè)光電二極管組成，光照射到二極管的半導(dǎo)體材料上，照射到二極管的半導(dǎo)體材料上，產(chǎn)生電子使電容放電。電容器再產(chǎn)生電子使電容放電。電容器

32、再次充電的電量與每個(gè)二極管檢測(cè)次充電的電量與每個(gè)二極管檢測(cè)到的光子數(shù)目成正比，而光子數(shù)到的光子數(shù)目成正比，而光子數(shù)又與光強(qiáng)成正比。通過測(cè)量整個(gè)又與光強(qiáng)成正比。通過測(cè)量整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化就可得到波長(zhǎng)范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化就可得到吸收光譜。吸收光譜。10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué) 2007-2008 五、五、 顯示器顯示器 把檢測(cè)器輸出的信號(hào)以適當(dāng)方式顯把檢測(cè)器輸出的信號(hào)以適當(dāng)方式顯示或記錄下來。示或記錄下來。 分光光度計(jì)常用的指示器有檢流計(jì)、分光光度計(jì)常用的指示器有檢流計(jì)、微安表、數(shù)微安表、數(shù) 字顯示器等。字顯示器等。10 吸光光度法 10.2 光度計(jì)及其基本部件分析化學(xué)

33、 2007-2008 第三節(jié)第三節(jié) 顯色反應(yīng)與顯色條件的選擇顯色反應(yīng)與顯色條件的選擇一、顯色反應(yīng)的選擇一、顯色反應(yīng)的選擇二、顯色條件的選擇二、顯色條件的選擇三、顯色劑三、顯色劑四、三元配合物在光度分析中的應(yīng)用特性簡(jiǎn)介四、三元配合物在光度分析中的應(yīng)用特性簡(jiǎn)介10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 一、顯色反應(yīng)的選擇一、顯色反應(yīng)的選擇所選擇的顯色反應(yīng)應(yīng)滿足下列要求：所選擇的顯色反應(yīng)應(yīng)滿足下列要求：1. 選擇性好選擇性好，所選擇的顯色劑最好只與被測(cè)組分所選擇的顯色劑最好只與被測(cè)組分顯色，如果有干擾，干擾要易于消除。顯色，如果有干擾，干擾要易于消除。2. 靈敏度高靈敏度高，所選擇的顯色反應(yīng)的所選

34、擇的顯色反應(yīng)的 104，這樣，這樣會(huì)使測(cè)定靈敏度較高，有利于微量組分的測(cè)定。會(huì)使測(cè)定靈敏度較高，有利于微量組分的測(cè)定。3. 對(duì)比度要大對(duì)比度要大，有色配合物和顯色劑（如果有顏有色配合物和顯色劑（如果有顏色）的色）的max要求要求 60 nm。10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前4. 生成的有色配合物要穩(wěn)定，組成要恒定，這樣可以生成的有色配合物要穩(wěn)定，組成要恒定，這樣可以保證測(cè)定結(jié)果有良好的重現(xiàn)性和足夠高的準(zhǔn)確度。保證測(cè)定結(jié)果有良好的重現(xiàn)性和足夠高的準(zhǔn)確度。5. 顯色反應(yīng)的條件要易于控制，若實(shí)驗(yàn)條件過于嚴(yán)顯色反應(yīng)的條件要易于控制，若實(shí)驗(yàn)條件過

35、于嚴(yán)格，測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性就差。格，測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性就差。6. 常用的顯色反應(yīng)是配位反應(yīng)，有時(shí)也采用氧化還常用的顯色反應(yīng)是配位反應(yīng)，有時(shí)也采用氧化還原反應(yīng)。原反應(yīng)。例如：鋼中微量錳的測(cè)定，例如：鋼中微量錳的測(cè)定， 2 Mn2 5 S2O82-8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42- 16H+ 將將Mn2 氧化成紫紅色的氧化成紫紅色的MnO4-后，在后，在525 nm處處進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)行測(cè)定。10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 二、二、 顯色條件的選擇顯色條件的選擇 確定顯色反應(yīng)以后，為使反應(yīng)進(jìn)行的完確定顯色反應(yīng)以后，為使反應(yīng)進(jìn)行的完全，還要確

36、定合適的反應(yīng)條件，合適的反應(yīng)全，還要確定合適的反應(yīng)條件，合適的反應(yīng)條件是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。條件是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。1. 顯色劑用量顯色劑用量 具體的實(shí)驗(yàn)方法：固定被測(cè)組分的濃度和其它具體的實(shí)驗(yàn)方法：固定被測(cè)組分的濃度和其它的反應(yīng)條件，只改變顯色劑的用量，配制一系列含的反應(yīng)條件，只改變顯色劑的用量，配制一系列含不同濃度顯色劑的溶液，在不同濃度顯色劑的溶液，在max下分別測(cè)定吸光度下分別測(cè)定吸光度A ，繪制吸光度，繪制吸光度A與顯色劑用量與顯色劑用量cR曲線。曲線。10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前選擇曲線變化平坦處為顯色劑合適的用量選擇曲線

37、變化平坦處為顯色劑合適的用量10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系曲線吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系曲線分析化學(xué) 2007-2008 2. 酸度酸度體系的酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是多方面的，體系的酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是多方面的，影響顯色劑的平衡濃度影響顯色劑的平衡濃度影響顯色劑的顏色影響顯色劑的顏色影響被測(cè)金屬離子的存在狀態(tài)影響被測(cè)金屬離子的存在狀態(tài)體系的酸度低會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。體系的酸度低會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。 M + HR MR + H+R2-HR - H2R 黃色黃色橙色橙色紅色紅色pH6pH 212pH1310 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué)

38、 2007-2008 具體的實(shí)驗(yàn)方法具體的實(shí)驗(yàn)方法固定被測(cè)組分、顯色劑固定被測(cè)組分、顯色劑和其它試劑的濃度，只和其它試劑的濃度，只改變?nèi)芤旱乃岫龋渲聘淖內(nèi)芤旱乃岫?，配制一系列不同一系列不同pH的顯色溶的顯色溶液，在液，在max下分別測(cè)定吸下分別測(cè)定吸光度光度A ，繪制，繪制pH與與吸光吸光度度A的的曲線。曲線。ApH選擇曲線吸光度較大且平坦處為合適的選擇曲線吸光度較大且平坦處為合適的pH范圍范圍10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 3. 顯色時(shí)間與顯色反應(yīng)溫度顯色時(shí)間與顯色反應(yīng)溫度同顯色劑用量的確定方法同顯色劑用量的確定方法10 吸光光度法 10.

39、3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 4. 干擾的消除干擾的消除 進(jìn)行光度分析時(shí)，共存離子如本身有顏色，或進(jìn)行光度分析時(shí)，共存離子如本身有顏色，或與顯色劑作用生成有色化合物，都將干擾測(cè)定。與顯色劑作用生成有色化合物，都將干擾測(cè)定。（1）加入配位掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑）加入配位掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑 使干擾離子生成無色配合物或無色離子使干擾離子生成無色配合物或無色離子（2）選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾）選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾 用磺基水楊酸測(cè)定用磺基水楊酸測(cè)定Fe3+離子時(shí)離子時(shí),Cu2+與試劑形與試劑形成黃色絡(luò)合物成黃色絡(luò)合物, 干擾測(cè)定，但如控制干擾測(cè)定，但如控制pH

40、在在2.5左右，左右，Cu2+則不與試劑反應(yīng)。則不與試劑反應(yīng)。（3）分離干擾離子）分離干擾離子10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 三、三、 顯色劑顯色劑1. 1. 無機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。無機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。2. 2. 有機(jī)顯色劑：種類繁多有機(jī)顯色劑：種類繁多偶氮類顯色劑：性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇偶氮類顯色劑：性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂性好、對(duì)比度大，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂III、PAR等。等。三苯甲烷類：鉻天青三苯甲烷類：鉻天青S、二甲酚橙等、二甲酚橙等10 吸光光度法 10.3 顯

41、色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 四、三元配合物在光度分析中的應(yīng)用簡(jiǎn)介四、三元配合物在光度分析中的應(yīng)用簡(jiǎn)介 一種金屬離子同時(shí)與兩種不同的配位體形成的三元配一種金屬離子同時(shí)與兩種不同的配位體形成的三元配合物具有下列特性：合物具有下列特性：1. 穩(wěn)定，可提高分析測(cè)定的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性穩(wěn)定，可提高分析測(cè)定的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性 例例: Ti-EDTA-H2O2三元配合物的穩(wěn)定性，比三元配合物的穩(wěn)定性，比Ti-EDTA和和Ti-H2O2二元配合物的穩(wěn)定性，分別增強(qiáng)約二元配合物的穩(wěn)定性，分別增強(qiáng)約1000倍和倍和100倍。倍。2. 比二元配合物具有更高的靈敏度和更大的對(duì)比度比二元配合物具有更高

42、的靈敏度和更大的對(duì)比度 靈敏度通?？商岣哽`敏度通?？商岣?2倍，有時(shí)甚至提高倍，有時(shí)甚至提高5倍以上。倍以上。3. 比二元體系具有更高的選擇性比二元體系具有更高的選擇性 減少了金屬離子形成類似配合物的可能性減少了金屬離子形成類似配合物的可能性。10 吸光光度法 10.3 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 第四節(jié)第四節(jié) 吸光度測(cè)量條件的選擇吸光度測(cè)量條件的選擇一、入射光波長(zhǎng)的選擇一、入射光波長(zhǎng)的選擇二、參比溶液的選擇二、參比溶液的選擇三、吸光度讀數(shù)范圍的選擇三、吸光度讀數(shù)范圍的選擇10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 一、入射光波長(zhǎng)的選擇一、入射光波長(zhǎng)的選擇一般選擇一

43、般選擇max為入射光波長(zhǎng)。為入射光波長(zhǎng)。 400 450 500 550 600 650 400 450 500 550 600 650 /nm/nmA A0.80.80.40.40.60.60.20.2 1 1 2 210 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前 如果如果max處有共存組分干處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。 如圖選如圖選500 nm波長(zhǎng)測(cè)定，靈敏波長(zhǎng)測(cè)定，靈敏度雖有所下降，卻消除了干擾，度雖有所下降，卻消除了干擾，提高了測(cè)定的準(zhǔn)確度和選擇性。提高

44、了測(cè)定的準(zhǔn)確度和選擇性。10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 二、二、 參比溶液的選擇參比溶液的選擇為什么需要使用參比溶液？為什么需要使用參比溶液？ 分光光度測(cè)定使用的是透明的比色皿，對(duì)入射分光光度測(cè)定使用的是透明的比色皿，對(duì)入射光會(huì)產(chǎn)生反射、吸收和透射等作用，另外，溶劑、光會(huì)產(chǎn)生反射、吸收和透射等作用，另外，溶劑、試劑等也會(huì)對(duì)入射光產(chǎn)生吸收，使測(cè)得的的吸光度試劑等也會(huì)對(duì)入射光產(chǎn)生吸收，使測(cè)得的的吸光度不能真正反映待測(cè)溶液的吸光度。為消除由此帶來不能真正反映待測(cè)溶液的吸光度。為消除由此帶來的測(cè)量誤差，要使用參比溶液。的測(cè)量誤差，要使用參比溶液。試液參比I

45、IIIAlglg0測(cè)得的的吸光度真正反映待測(cè)溶液吸光強(qiáng)度。測(cè)得的的吸光度真正反映待測(cè)溶液吸光強(qiáng)度。10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 選擇參比溶液所遵循的一般原則選擇參比溶液所遵循的一般原則1. 若僅待測(cè)組分與顯色劑的顯色反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)若僅待測(cè)組分與顯色劑的顯色反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，其他所加試劑均無吸收，定波長(zhǎng)處有吸收，其他所加試劑均無吸收，用用純?nèi)軇ㄋ內(nèi)軇ㄋ? )作參比溶液；作參比溶液；2. 2. 若顯色劑或其他所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略若顯色劑或其他所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略有吸收有吸收, ,而試液本身無吸收，而試液本身無吸收， 則可以用則可以用

46、“試試劑空白劑空白”( (不加試樣溶液不加試樣溶液) )作參比溶液；作參比溶液；10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前4. 4. 若顯色劑、試液中其他組分在測(cè)量波長(zhǎng)處若顯色劑、試液中其他組分在測(cè)量波長(zhǎng)處有吸收有吸收, ,則可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑則可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)將待測(cè)組分掩蔽后組分掩蔽后再加顯色劑，作為參比溶液。再加顯色劑，作為參比溶液。3. 若待測(cè)試液中其他組分（與顯色劑不反若待測(cè)試液中其他組分（與顯色劑不反應(yīng)）在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無應(yīng)）在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無吸收，則可用吸收，則可用“試樣空白試樣空白”( (

47、不加顯色劑不加顯色劑) )作參比溶液；作參比溶液；10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 參比液的選擇參比液的選擇原則：扣除非待測(cè)組分的吸收以顯色反應(yīng)為例進(jìn)行討論M + R = M-R max試液 顯色劑 溶劑 吸光物質(zhì) 參比液組成無吸收無吸收光學(xué)透明溶劑基質(zhì)吸收無吸收吸收不加顯色劑的試液無吸收吸收吸收顯色劑基質(zhì)吸收吸收吸收吸收顯色劑 + 試液 + 待測(cè)組分的掩蔽劑若欲測(cè) M-R 的吸收 maxA （樣） = A （待測(cè)吸光物質(zhì)） + A （干擾）+ A （池）A （參比） = A （干擾）+ A （池）10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析

48、化學(xué) 2007-2008 三、三、 吸光度讀數(shù)范圍的選擇吸光度讀數(shù)范圍的選擇 在用分光光度計(jì)測(cè)定時(shí)，一定要使測(cè)定的吸光度處在用分光光度計(jì)測(cè)定時(shí)，一定要使測(cè)定的吸光度處于一個(gè)適宜的范圍之內(nèi)，在不同的吸光度范圍讀數(shù)會(huì)帶于一個(gè)適宜的范圍之內(nèi)，在不同的吸光度范圍讀數(shù)會(huì)帶來不同程度的誤差，在什么范圍內(nèi)讀數(shù)誤差最??？來不同程度的誤差，在什么范圍內(nèi)讀數(shù)誤差最??？朗伯朗伯-比耳定律：比耳定律：A = - lgT = - 0.434lnT = bcbdcTT.T. d4340dln4340dlgT將將微分：微分：10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前兩式相除得：兩

49、式相除得：TTT.ccdlg4340dTTT.cclg4340以有限值表示：以有限值表示：c/c濃度的相對(duì)誤差，濃度的相對(duì)誤差， T透光度，透光度， T 透光度的絕對(duì)誤差，儀器刻度讀數(shù)不可透光度的絕對(duì)誤差，儀器刻度讀數(shù)不可靠所引起的誤差，與儀器的精度有關(guān)，對(duì)給定靠所引起的誤差，與儀器的精度有關(guān)，對(duì)給定的儀器為常數(shù)，一般在的儀器為常數(shù)，一般在 0.2% 2%式中：式中：10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前設(shè)：設(shè)：T =0.5%，代入代入 c/c T 關(guān)系曲線關(guān)系曲線T 在在 10%70% 之間時(shí)之間時(shí), 濃度濃度相對(duì)誤差較?。ㄏ鄬?duì)誤差較?。?1.

50、4%2.2% ），）， 對(duì)應(yīng)的吸光度為：對(duì)應(yīng)的吸光度為：0.2 0.8（最佳讀數(shù)范圍）（最佳讀數(shù)范圍）濃度相對(duì)誤差最小時(shí)透光度濃度相對(duì)誤差最小時(shí)透光度Tmin： Tmin 36.8%, Amin 0.434 通過改變吸收池厚度或待測(cè)液濃度，使吸光度讀通過改變吸收池厚度或待測(cè)液濃度，使吸光度讀數(shù)處在適宜范圍。普通分光光度法不適于高含量或極數(shù)處在適宜范圍。普通分光光度法不適于高含量或極低含量物質(zhì)的測(cè)定。低含量物質(zhì)的測(cè)定。10 吸光光度法 10.4 吸光度測(cè)量條件的選擇分析化學(xué) 2007-2008 第五節(jié)第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用一、一、普通分光光度法普通分光光度法二、高含量組分的測(cè)定

51、二、高含量組分的測(cè)定示差法示差法三、光度滴定三、光度滴定四、配合物組成的測(cè)定四、配合物組成的測(cè)定摩爾比法摩爾比法10 吸光光度法分析化學(xué) 2007-2008 一、一、 普通分光光度法普通分光光度法A- c 標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。1.1.單組分的測(cè)定單組分的測(cè)定ACAxCx10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 2. 多組分的同時(shí)測(cè)定多組分的同時(shí)測(cè)定 各組分的吸收曲線不重疊各組分的吸收曲線不重疊同單組分的測(cè)定方法同單組分的測(cè)定方法10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 各組分的吸收曲線互有重疊各組分的吸收曲線互

52、有重疊根據(jù)吸光度的加和性通過解聯(lián)立方程根據(jù)吸光度的加和性通過解聯(lián)立方程得出各組分含量。得出各組分含量。 10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前則則 A1 = x1bcx y1bcy A2 = x2bcx y2bcy 解聯(lián)立方程得出各組分含量。解聯(lián)立方程得出各組分含量。設(shè)：設(shè)： x的的max為為1 ， y的的max為為2 。 分別選擇分別選擇1和和2作為測(cè)量波長(zhǎng)，測(cè)定二組作為測(cè)量波長(zhǎng)，測(cè)定二組分總的吸光度分總的吸光度A假設(shè)在假設(shè)在1時(shí)測(cè)得的總吸光度為時(shí)測(cè)得的總吸光度為A 1 ； 在在2時(shí)測(cè)得的總吸光度為時(shí)測(cè)得的總吸光度為A 2 ；各個(gè)各個(gè)值可用純值可用

53、純x和和y組分分別在組分分別在1和和2測(cè)得。測(cè)得。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 二、二、高含量組分的測(cè)定高含量組分的測(cè)定示差法示差法 示差分光光度法與普通分光光度法的主要示差分光光度法與普通分光光度法的主要區(qū)別在于所采用的參比溶液不同，普通分光光度區(qū)別在于所采用的參比溶液不同，普通分光光度法是以試劑空白為參比，示差分光光度法是以比法是以試劑空白為參比，示差分光光度法是以比待測(cè)溶液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為參比溶液。待測(cè)溶液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為參比溶液。 采用普通分光光度法用于高含量組分測(cè)定采用普通分光光度法用于高含量組分測(cè)定時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，此時(shí)

54、應(yīng)采用示差分時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，此時(shí)應(yīng)采用示差分光光度法。光光度法。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前則：則： Ax= b cx As = b cs 以以cs作為參比溶液作為參比溶液 Ar = =x s = b(cx cs ） = bc 設(shè)：設(shè)： 待測(cè)溶液濃度為待測(cè)溶液濃度為cx， 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為cs(cs cx)。 繪制繪制Ar c工作曲線，工作曲線， 再根據(jù)再根據(jù) cx=cs+c 計(jì)算試樣濃度。計(jì)算試樣濃度。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 示差法為什么能較準(zhǔn)確地測(cè)定高濃度組分呢？示差

55、法為什么能較準(zhǔn)確地測(cè)定高濃度組分呢？ 示差法使透光度的讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)大了，使示差法使透光度的讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)大了，使讀數(shù)落入適宜讀數(shù)范圍內(nèi)，讀數(shù)誤差減小，讀數(shù)落入適宜讀數(shù)范圍內(nèi)，讀數(shù)誤差減小，所以提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。所以提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。1. 采用普通光度法以試劑空白為參比溶液分別采用普通光度法以試劑空白為參比溶液分別測(cè)定二者的透光度。測(cè)定二者的透光度。假設(shè)：測(cè)得的待測(cè)溶液透光度為：假設(shè)：測(cè)得的待測(cè)溶液透光度為：Tx=5% 標(biāo)準(zhǔn)溶液透光度為：標(biāo)準(zhǔn)溶液透光度為： Ts = 10%設(shè)：設(shè)： 待測(cè)溶液濃度為待測(cè)溶液濃度為cx， 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為cs(cs cx)。10 吸光光度法 10.5 吸光

56、光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前2. 采用示差光度法以標(biāo)準(zhǔn)溶液采用示差光度法以標(biāo)準(zhǔn)溶液cs為參比溶液測(cè)為參比溶液測(cè)定，此時(shí)是用定，此時(shí)是用cs將儀器的透光度調(diào)節(jié)為將儀器的透光度調(diào)節(jié)為100%，然后測(cè)定待測(cè)溶液然后測(cè)定待測(cè)溶液cx的透光度。的透光度。 此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液透光度為：此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液透光度為： Ts = 100% 則：測(cè)得的待測(cè)溶液透光度為：則：測(cè)得的待測(cè)溶液透光度為：Tx=50% 10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前普通光度法普通光度法: cs: Ts = 10%， cx : Tx=5%，示差法示差法: cs : Ts =100

57、%， cx : Tr=50%， 透光度的讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)大了十倍。讀數(shù)落入適宜透光度的讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)大了十倍。讀數(shù)落入適宜讀數(shù)范圍內(nèi)，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。讀數(shù)范圍內(nèi)，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 示差法的濃度相對(duì)誤差：示差法的濃度相對(duì)誤差：其中：其中：c/c 濃度的相對(duì)誤差，濃度的相對(duì)誤差，Tr 樣品樣品cx的相對(duì)透光度的相對(duì)透光度（示差法）（示差法） Tr 示差法儀器測(cè)定透光度示差法儀器測(cè)定透光度的絕對(duì)誤差，的絕對(duì)誤差， Ts 普通法測(cè)定的參比溶液普通法測(cè)定的參比溶液cs的透光度。的透光度。rsrrxxTTTlgT.cc434010 吸光

58、光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 續(xù)前續(xù)前 隨著參比溶液濃度增加隨著參比溶液濃度增加，即，即Ts減小，濃度相對(duì)誤減小，濃度相對(duì)誤差減小。差減小。例：當(dāng)例：當(dāng) Tr =60%時(shí)時(shí) Ts =80% c/c =1.13% Ts =40% c/c =0.58% Ts =10% c/c =0.30% 示差法要求儀器光源示差法要求儀器光源有足夠的發(fā)射強(qiáng)度或能增大有足夠的發(fā)射強(qiáng)度或能增大光電流放大倍數(shù)，以便能調(diào)光電流放大倍數(shù)，以便能調(diào)節(jié)參比溶液透射比為節(jié)參比溶液透射比為100%。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 三、三、 光度滴定光度滴定

59、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在遠(yuǎn)離等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在遠(yuǎn)離等當(dāng)點(diǎn)的區(qū)域測(cè)得，終點(diǎn)由當(dāng)點(diǎn)的區(qū)域測(cè)得，終點(diǎn)由直線外推法得到，可用于直線外推法得到，可用于平衡常數(shù)較小的滴定反應(yīng)。平衡常數(shù)較小的滴定反應(yīng)。 用于酸堿、配位、氧化還原、沉淀等滴定。用于酸堿、配位、氧化還原、沉淀等滴定。 (745nm) 光度法可用來確定滴光度法可用來確定滴定分析的終點(diǎn)，分光光度定分析的終點(diǎn)，分光光度計(jì)需要改裝。計(jì)需要改裝。 靈敏，可克服目視滴靈敏，可克服目視滴定法中的干擾。定法中的干擾。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 四、四、配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定1. 配合物組成的測(cè)定配合

60、物組成的測(cè)定 分光光度法是基于被測(cè)物能生成有色的配合分光光度法是基于被測(cè)物能生成有色的配合物而進(jìn)行測(cè)定的，測(cè)定有色配合物的組成，對(duì)研物而進(jìn)行測(cè)定的，測(cè)定有色配合物的組成，對(duì)研究反應(yīng)機(jī)理，推斷配合物的結(jié)構(gòu)是十分重要的，究反應(yīng)機(jī)理，推斷配合物的結(jié)構(gòu)是十分重要的，測(cè)定配合物組成的方法有：摩爾比法（飽和法）測(cè)定配合物組成的方法有：摩爾比法（飽和法）、連續(xù)變化法、斜率比法、平衡移動(dòng)法等。、連續(xù)變化法、斜率比法、平衡移動(dòng)法等。10 吸光光度法 10.5 吸光光度法的應(yīng)用分析化學(xué) 2007-2008 摩爾比法摩爾比法(1)固定金屬離子濃度固定金屬離子濃度cM，而逐漸改變配位體濃，而逐漸改變配位體濃度度cL