紫外可見光分光光度法

1、紫外可見光分光光度法1概述基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立的分析方法稱為吸光光度法，包括紫外可見分光光度法及紅外光譜法等。紫外可見分光光度法所用的光譜區(qū)域為200780nm,其中可見分光光度法為400780 nm,紫外分光度法為200400 nm。紅外光度法為2.51000m。 紫外可見分光光度法是儀器分析法中應(yīng)用最為廣泛的分析方法之一，它具有如下特點。1靈敏度高 光度法常用于測定試樣中的微量成分，甚至可測定痕量成分。2準(zhǔn)確度較高 3適用范圍廣 幾乎所有的無機離子和許多有機化合物都可以直接或間接地用吸光光度法測定。4操作簡便、快速、儀器價格不昂貴。 2 分光光度法的基本原理一吸收光譜的分類在分子

2、中存在著電子的運動，以及組成分子的各原子間的振動和分子作為整體的轉(zhuǎn)動。在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一個振動能級上又有許多間距更小的轉(zhuǎn)動能級。由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。同理，處于同一電子能級和同一振動能級上的分子，由于轉(zhuǎn)動能量不同而處于不同的能級上。當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而由較低的能級E躍遷到較高能級E上，所吸收的光的能量就等于兩能級的能量之差：E= EE其光的頻率為：=E/h或光的波長為：=hc/E由于分子選擇性的吸收了某些波長的光，所以這些光的能量就會降低，將這些波長的光及其所吸收的能量

3、按一定順序排列起來，就得到了分子的吸收光譜。分子吸收光譜有：遠紅外光譜、紅外光譜及紫外-可見光譜三類。分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷，需吸收波長為遠紅外光，因此，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。 分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同時有分子的轉(zhuǎn)動運動。這樣，分子振動產(chǎn)生的吸收光譜中，包括轉(zhuǎn)動光譜，故常稱為振-轉(zhuǎn)光譜。電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外-可見吸收光譜。二光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系1可見光的顏色和互補色：在可見光范圍內(nèi)，不同波長的光的顏色是不同的。平常所見的白光（日光、白熾燈光等）是一種復(fù)合光，它是由各種顏色的光按

4、一定比例混合而得的。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同顏色的單色光。 白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色的光按一定比例復(fù)合得到。能復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互補色光。l/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍黃480-490綠藍橙490-500藍綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍610-650橙綠藍650-760紅藍綠2物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系：當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時，如果物質(zhì)對白光中某種顏色的光產(chǎn)生了選擇性的吸收，則物質(zhì)就會顯示出一定的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補色。3吸收曲線（吸收光譜）及最大

5、吸收波長1吸收曲線：每一種物質(zhì)對不同波長光的吸收程度是不同的 。如果我們讓各種不同波長的光分別通過被測物質(zhì)，分別測定物質(zhì)對不同波長光的吸收程度。以波長為橫坐標(biāo)，吸收程度為縱坐標(biāo)作圖所得曲線。例：丙酮 lmax = 279nm (e =15)2吸收峰和最大吸收波長lmax 吸收曲線表明了某種物質(zhì)對不同波長光的吸收能力分布。曲線上的各個峰叫吸收峰。峰越高，表示物質(zhì)對相應(yīng)波長的光的吸收程度越大。其中最高的那個峰叫最大吸收峰，它的最高點所對應(yīng)的波長叫最大吸收波長，用max表示。 3物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點：1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長不同。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸

6、收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。三光吸收定律朗伯比耳定律（一）基本概念：當(dāng)強度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir ，余下的則通過待測物的溶液It ，即有：I0=Ia + It +Ir如果吸收介質(zhì)是溶液（測定中一般是溶液），式中反射光強度主要與器皿的性質(zhì)及溶液的性質(zhì)有關(guān)，在相同的測定條件下，這些因素是固定不變的，并且反射光強度一般很小。所以可忽略不記，這樣：I0=Ia+It即：一束平行單色光通過透明的吸收介質(zhì)后，入射光被分成了吸收光和透過光。待測物的溶液對此波長的光的吸收程度

7、可以透光率T和 吸光度A用來表示。透光率透光率表示透過光強度與入射光強度的比值，用T來表示，計算式為：T= It /Io T常用百分比（T%）表示。吸光度透光率的倒數(shù)的對數(shù)叫吸光度。用A表示：A=-lgT（二）朗伯比耳定律：1定律內(nèi)容：當(dāng)用一束強度為I0的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。數(shù)學(xué)表達式為：A=-lgT=Kbc 2比例常數(shù)K的幾種表示方法：吸收定律的數(shù)學(xué)表達式中的比例常數(shù)叫“吸收系數(shù)”，它的大小可表示出吸光物質(zhì)對某波長光的吸收本領(lǐng)（即吸收程度）。它與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長及溫度等因素有關(guān)。 另外，K

8、的值隨著b和c的單位不同而不同。下面就介紹K的幾種不同的表示方法。吸光系數(shù)：當(dāng)溶液濃度c的單位為g/L,溶液液層厚度b的單位為cm時，K叫“吸光系數(shù)”，用a表示，其單位為L/gcm，此時：A=abc由式可知：a=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1g/L、b=1cm時溶液的吸光度。 摩爾吸光系數(shù)：當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度b的單位為cm時，K叫“摩爾吸光系數(shù)”，用表示，其單位為L/molcm，此時：A=bc由此式可知：=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1mol/L，b=1cm時，物質(zhì)對波長為的光的吸光度。對于K的這兩種表示方法，它們之間的關(guān)系為：=aMM為吸光物質(zhì)的分子量。和a的大小都可以反映

9、出吸光物質(zhì)對波長為的單色光的吸收能力。但更常用和更好的是用來表示吸光物質(zhì)對波長為的光的吸收能力。摩爾吸光系數(shù)越大，表示物質(zhì)對波長為的光的吸收能力越強，同時在分光光度法中測定的靈敏度也越大。 3吸收定律的適用條件：必須是使用單色光為入射光；溶液為稀溶液；吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性，且對每一組分分別適用，即：A總= A1+ A2+ A3+ An=1bc1+2bc2+3bc3+nbcn吸收定律對紫外光、可見光、紅外光都適用例題 ：已知某化合物的相對分子量為251，將此化合物用已醇作溶劑配成濃度為0.150 m mol L-1溶液，在480nm處用2.00cm吸

10、收池測得透光率為39.8%，求該化合物在上述條件下的摩爾吸光系數(shù)和吸光系數(shù)。解：已知溶劑濃度c=0.150mmo l.L-1，b=2.00cm, T=0.398, 由Lambert-Beer定律得：（480nm）=A/ cb = -lg0.398/0.15010-3 2.00 =1.33 103 ( L mol-1 cm-1) 由=aM , 得:a= /M e= /251=5.30(L g-1 cm-1)4實際溶液對吸收定律的偏離及原因：（1）偏離：定量分析時，通常液層厚度是相同的，按照比爾定律，濃度與吸光度之間的關(guān)系應(yīng)該是一條通過直角坐標(biāo)原點的直線。但在實際工作中，往往會偏離線性而發(fā)生彎曲。

11、若在彎曲部分進行定量，將產(chǎn)生較大的測定誤差。被測物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象，如下圖。（2）偏離吸收定律的原因：入射光為非單色光： 嚴(yán)格地說吸收定律只適用于入射光為單色光的情況。但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光 ，而是一個有限波長寬度的復(fù)合光，這就可能造成對吸收定律的偏離。 對非單色光引起的偏離，其原因是由于同一物質(zhì)對不同波長的光的摩爾吸光系數(shù)不同造成的。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。溶液中的化學(xué)反應(yīng)：溶液中的吸光物質(zhì)常因離解、締合、形成新的化合物或互變異構(gòu)體等的化學(xué)變

12、化而改變了濃度，因此而導(dǎo)致對朗伯比爾定律的偏離。因此，必須控制顯色反應(yīng)的條件，控控制溶液中的化學(xué)平衡，防止對朗伯比爾定律的偏離。比爾定律的局限性引起的偏離： 嚴(yán)格地說，比爾定律是一個有限定律，它只適用于濃度小于0.01moL/L的稀溶液。3 目視比色法用眼晴觀察比較溶液顏色深淺來確定物質(zhì)含量的分析方法稱為目視比色法。一工作原理目視比視法的原理是：將標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測溶液在同樣條件下進行比較，當(dāng)溶液層厚度相同，顏色的深度一樣時，兩者的濃度相等。根據(jù)朗伯比爾定律將標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測溶液的吸光度分別為：A標(biāo)k標(biāo)c標(biāo)b標(biāo) A測k測c測b測當(dāng)被測溶液顏色與標(biāo)準(zhǔn)溶液顏色相同時，A標(biāo)A測，又因為是同一種有色物質(zhì)，同

13、樣的入射光，所以k標(biāo)k測，而所用液層厚度相等，所以b標(biāo)b測，因此c標(biāo)c測。二常用的目視比色法是標(biāo)準(zhǔn)系列法。（舉例略）目視比色法的優(yōu)點是：1.儀器簡單，操作簡便，適宜于大批試樣的分析。2.比色管中的液層較厚，人眼具有辨別很稀的有色溶液顏色的能力，測定的靈敏度較高。3.因在完全相同的條件下，在不符合朗伯比爾定律時，仍可用目視比色法。4紫外可見分光光度儀器測量物質(zhì)分子對不同波長（或特定波長）的光的吸收強度的儀器稱為紫外可見分光光度計。 目前，分光光度計的型號和種類較多，高、中、低檔儀器并存。應(yīng)根據(jù)工作性質(zhì)選擇適用的儀器。一紫外可見分光光度計的主要部件和工作原理：0575光源 單色器 吸收池 檢測器

14、顯示（一）光源： 用于提供足夠強度和穩(wěn)定的連續(xù)光譜。分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340 2500nm。氫燈和氘燈。它們可在160 375 nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。 另外，為了使光源發(fā)出的光在測量時穩(wěn)定，光源的供電一般都要用穩(wěn)壓電源，即加有一個穩(wěn)壓器。 （二）分光系統(tǒng)：分光系統(tǒng)也叫單色器。單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的光波且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光

15、）、色散器、投影器和出射光縫等幾部分組成。其核心部分是色散器，起分光的作用。 能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。 棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350 3200 nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185 4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。 紅1 白光紫2入光狹縫 準(zhǔn)光器 棱鏡 聚焦透鏡 出光狹縫光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。 （三）吸

16、收池（比色皿）：在紫外可見分光光度法中，一般都是用液體溶液進行測定的，用于盛放試液的器皿就是吸收池或比色皿。有玻璃和石英兩種。 （四）檢測器： 用于檢測光信號。利用光電效應(yīng)將光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，也叫光電器件。分光光法中，得到的是一定強度的光信號，這個信號需要用一定的部件檢測出來。檢測時，需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號才能測量得到。光檢測系統(tǒng)的作用就是進行這個轉(zhuǎn)換。（五）測量系統(tǒng) 它的作用是放大信號并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計裝配有微處理機，一方面可對分光光度計進行操作控制，另一方面可進行數(shù)據(jù)處

17、理。二紫外可見分光光度計的結(jié)構(gòu)：（一）單波長單光束分光光度計：這類分光光度計有直讀式和調(diào)零式（電位補償式）兩種。單光束直讀式儀器是最簡單的分光光度計型式。國內(nèi)普遍使用的721型和722型分光光度計就屬于這種類型的儀器，其波長范圍為360800nm.這類分光光度計的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。另外，結(jié)果受電源的波動影響較大。 1鎢燈 2透鏡 3玻璃棱鏡 4準(zhǔn)直鏡 5保護玻璃 6狹縫 7反射鏡 8光欄 9聚光透鏡10吸收池 11光閘 12保護玻璃 13光電管（二）單波長雙光束分光光度計一般單光束分光光度計每換一個波長都必須用空白進行校準(zhǔn)，且對光源和檢測系統(tǒng)

18、的穩(wěn)定性要求較高。雙光束分光光度計是自動比較了透過參比溶液和樣品溶液的光的強度，它不受光源（電源）變化的影響。雙光束分光光度計還能進行波長掃描，并自動記錄下各波長下的吸光度，很快就可得到試液的吸收光譜。所以能用于定性分析。284691 7531- 單色器；2，3，4，5反射鏡；6參比池；7樣品池；8旋轉(zhuǎn)裝置；9光電倍增管（三）雙光束雙波長分光光度計：當(dāng)試樣溶液混濁或背景吸收大或共存組分的吸收光譜相互重疊有干擾時，宜采用雙波長分光光度法進行測定。雙波長分光光度計光路簡圖如下：切光器1單色器檢測器光源單色器吸收池2從光源發(fā)出的光經(jīng)過單色器后得到不同波長的兩束光，利用切光器使兩束光以一定的頻率交替通

19、過同一吸收池達到檢測器，由測量系統(tǒng)顯示出兩個波長下吸光度的差值。 雙波長分光光度計常采用等吸收點法和系數(shù)倍率法等進行有干擾組分在的定量分析。5 紫外可見分光度計的使用一721型可見分光光度計（一）721型可見分光光度計的使用方法1.檢查儀器各調(diào)節(jié)鈕的起始位置正確，電源接線牢固，接地良好，接通電源開關(guān)，打開樣品室暗箱蓋，使電表指針處于“0”位，預(yù)熱20min后，再選擇須用的間色光波長和相應(yīng)的放大靈敏度檔，用調(diào)“0”電位器調(diào)整電表為T0%2.蓋上樣品室蓋使光電管受光，推動試樣架拉手，使參比溶液池置于光路上，調(diào)節(jié)100%透射比調(diào)節(jié)器，使電表指針T100%。3重復(fù)進行打開樣品室蓋，調(diào)0，蓋上樣品室蓋，

20、調(diào)透射比為100%的操作至儀器穩(wěn)定。4.蓋上樣品室蓋，推動試樣拉架手，使樣品溶液池置于光路上，讀出吸光度值。讀數(shù)后應(yīng)立即打開樣品室蓋。5測量完畢，取出吸收池，潔凈后倒置于濾紙上晾干，各旋鈕置于原來位置，電源開關(guān)置于“關(guān)”，撥下電源插頭。6.放大器各檔的靈敏度為：11倍；210倍；320倍，靈敏度依次增大。由于單色光波長不同時，光能量不同，需選不同的靈敏度檔。選擇的原則是在能使參比溶液調(diào)到T100%處時，盡量使用靈敏度低的檔，以提高儀器的穩(wěn)定性。改變靈敏度檔后，應(yīng)重新調(diào)“0”和“100”。（二）722型可見分光光度計的使用方法1檢查儀器電源接線牢固，接地良好，將儀器置于“1”，選擇開關(guān)置于“T”

21、2插上電源插頭，開啟電源開關(guān)，指示燈亮。調(diào)節(jié)波長手輪至所需波長，調(diào)節(jié)T100%鈕至顯示透射比T（70100）%。儀器在此狀態(tài)下預(yù)熱15min，顯示數(shù)字穩(wěn)定后即可進行下一項工作。3.打開樣品室蓋，調(diào)節(jié)T0%旋鈕，使數(shù)字顯示為：“00.0”。4.蓋上樣品室蓋，將參比池推入光路，調(diào)節(jié)T100%鈕，使數(shù)字顯示為“100.0”。5.重復(fù)開樣品室蓋調(diào)T0%和蓋樣品室蓋調(diào)T100%的操作，至儀器顯示穩(wěn)定。6.將選擇開關(guān)置于“A”，調(diào)節(jié)吸光度調(diào)零鈕，使數(shù)字顯示為“0.000”，將樣品池推入光路，數(shù)字顯示值即為吸光度值。7.直接讀出被測物濃度的操作方法：裝一份標(biāo)準(zhǔn)溶液于吸收池中，將選擇開關(guān)置于“C”，將標(biāo)準(zhǔn)液池

22、推入光路，調(diào)節(jié)濃度旋鈕，使數(shù)字顯示為標(biāo)準(zhǔn)液濃度值，將樣品池推入光路，數(shù)字顯示即為樣品的濃度值。8讀完數(shù)后應(yīng)立即打開樣品室蓋。9測量完畢，取出吸收池，洗凈。各旋鈕置于原來位置，電源開關(guān)置于“關(guān)”，切斷電源。6可見分光光度法分光光度法有兩種，一種是利用物質(zhì)本身對紫外及可見光的吸收進行測定，另一種是生成有色化合物即“顯色”后測定。加入顯色劑使待測物質(zhì)轉(zhuǎn)化為在近紫外和可見光區(qū)有吸收的化合物來進行光度測定，是目前應(yīng)用最廣泛的測試手段，在分光光度法中占有重要地位。一顯色反應(yīng)在光度分析中，將試樣中實測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。能與實測組分生成有色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑。顯色反應(yīng)分為兩類：絡(luò)合反應(yīng)和

23、氧化還原反應(yīng)。其中絡(luò)合反應(yīng)是最主要的顯色反應(yīng)。對顯色反應(yīng)的要求：1選擇性好 一種顯色劑最好只與一種實測組分起顯色反應(yīng)，或顯色劑與干擾離子生成的有色化合物的吸收峰與實測組分的吸收峰相距較遠。2靈敏度高 即有色化合物的摩爾吸收系數(shù)大。3有色絡(luò)合物的離解常數(shù)要小 有色絡(luò)合物的離解常數(shù)愈小，絡(luò)合物就愈穩(wěn)定。絡(luò)合物就愈穩(wěn)定，光度測定的準(zhǔn)確度就愈高，并且還可以避免或減少試樣中其它離子的干擾。4有色絡(luò)合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定。5如果顯色劑有顏色，則要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，以減少試劑空白。一般要求有色化合物與顯色劑的最大吸收波長之差在60nm以上。6顯色反應(yīng)的條件要易于控制 如果條件

24、要求過于嚴(yán)格，難以控制，測定結(jié)果的再現(xiàn)性就差。二顯色劑1無機顯色劑許多無機顯色劑能與金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)應(yīng)用于光度分析，但由于靈敏度等原因，具有實用價值的僅有硫氰酸鹽、鉬酸銨、過氧化氫等幾類。2有機顯色劑（1）優(yōu)點：a具有鮮明的顏色，都很大（一般可達到104以上），所以測定的靈敏度很高；b生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性很好，一般離解常數(shù)都很??；c選擇性好d有些有色配合物易溶于有機溶劑，可進行萃取光度分析，提高了測定的靈敏度和選擇性。（2）常見的有機顯色劑：磺基水楊酸：它可用于測定三價鐵離子。鄰二氮菲（鄰菲羅啉，1，10二氮菲）：直接在PH=39時與Fe2+生成紅色螯合物。用于鐵的測定雙硫腙：也叫二

25、苯硫腙。測定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。 三反應(yīng)條件的選擇顯色反應(yīng)能否滿足分光光度法的要求，除了選擇顯色劑以外，控制好反應(yīng)條件是十分重要的。（一）顯色劑用量：顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表：M R = MR被測離子 顯色劑 有色配合物反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R的用量時，有利于反應(yīng)向右進行。但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定產(chǎn)生不利。例如：用SCN-與Fe3+反應(yīng)生成紅色配合物測定鐵時，當(dāng)加入的顯色劑太多時，就會對測定產(chǎn)生不利。對于不同的情況，顯色劑的用量對顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實際選用時，一般是通過實驗來

26、確定的。 實驗的方法為：固定待測組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，分別測定它們的吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，顯色劑用量為橫坐標(biāo)作圖，可得到吸光度顯色劑用量的曲線，其結(jié)果分為三種情況：AAA0b, a0ba0 (a) CR (b) CR (c) CR (a)曲線表明，在濃度ab的范圍內(nèi)，吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，可在ab之間選擇合適的顯色劑用量。(b)曲線表明，顯色劑濃度在ab這一較窄的范圍內(nèi)，吸光度值比較穩(wěn)定，必須嚴(yán)格控制顯色劑濃度。(c)曲線表明，隨著顯色劑濃度的增大，吸光度不斷增大，必須十分嚴(yán)格地控制顯色劑用量。（二）溶液酸度：酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，因為溶液酸度直接影響著金屬離子、顯

27、色劑的存在形式和有色化合物的組成、穩(wěn)定性等。1酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價金屬離子都要水解，酸度較低時，不利于顯色反應(yīng)的進行。2酸度對顯色劑濃度的影響：很多顯色劑都是有機弱酸，在溶液中有如下平衡：HR H+ R而顯色反應(yīng)為 MR MR所以酸度太高對反應(yīng)不利。3酸度對顯色劑顏色的影響：很多顯色劑本身就是酸堿指示劑，酸度不同時，它們的顏色不同。如果控制不好酸度，就會使顯示劑顏色與有色化合物的顏色相近而影響測定。比如：用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH6.3時為檸檬黃色，而在PH6.3時為紅紫色。所以在PH6.3時，就無法進行測定。4酸度對配合物組成的影響：有

28、些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。如：Fe3+與水揚酸的配合物：PH4 Fe(C7H4O3)+ 紫色4PH9Fe(C7H4O3) 2 紅色PH9 Fe(C7H4O3) 33 黃色由上可見，酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實驗來確定。 （三）顯色時間：顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時間才能達到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過久也會褪色。適宜的顯色時間要由實驗來確定。（四）溫度：一般顯色反應(yīng)在室溫下進行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進行。而且還有一些

29、有色配合物在室溫下要分解。 （五）溶劑的影響：1影響有色化合物的溶解度；2影響有色化合物的顏色；3影響顯色反應(yīng)進行的速度；四干擾離子的影響和消除方法（一）干擾1與試劑生成有色配合物及大量干擾離子與試劑生成穩(wěn)定的配合物；2干擾離子本身有色；3與被測離子形成難離解化合物。（二）消除干擾的方法1控制酸度：2加入掩蔽劑；3分離干擾離子；4進行同時測定；5利用氧化還原反應(yīng)改變價態(tài)；6、用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾；7、選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL；8、分離：以上方法均不奏效時，采用預(yù)先分離的方法。五參比溶液的選擇選擇參比溶液可分為以下幾種情況：1溶劑參比 顯色劑及其它試劑均無色，被測溶液中有無其它離子

30、時，可用溶劑作參比溶液。2試劑參比 顯色劑本身有顏色，可用不加試樣的其它試劑作參比溶液。3試液參比 顯色劑無色，被測溶液中有其它有色離子，可采用不加顯色劑的被測溶液作參比溶液。4其它參比 當(dāng)顯色劑有顏色，試液中的有色成分干擾測定時，可在一份試液中加入適當(dāng)?shù)难诒蝿瑢⒈粶y組分掩蔽起來，然后加入顯色劑和其它試劑，以此作為參比溶液。另一種方法，是用不含被測組分的試樣，與被測試樣同時進行相同的處理，得到平行操作參比溶液。六測定條件的選擇：1測量波長的選擇：一般選用待測物質(zhì)的最大吸收波長作為測量波長（入射光） 但當(dāng)在最大吸收波長處有干擾時，則應(yīng)根據(jù)“吸收最大，干擾最小”的原則來選擇波長。 2控制適當(dāng)?shù)奈?/p>

31、光度范圍：由測量誤差可知，當(dāng)吸光度在0.20.8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定?？刂频姆椒椋海?）控制溶液的濃度；（2）選用適當(dāng)厚度的比色皿； 3狹縫寬度的選擇：狹縫寬度太大，靈敏度下降，工作曲線的線性范圍變窄；狹縫寬度太小，入射光強度太弱，也不利于測定。一般在不減少吸光度時的最大狹縫寬度，就是應(yīng)該選取的合適的狹縫寬度。 七定量分析（一）微量單組分的測定：1標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制一系列不同含量的待測組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含待測組分的空白溶液為參比，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。并繪制吸光度濃度曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線（工作曲線），然后再在相同條件下測定試樣溶液的吸光度。由測得的吸光度在

32、曲線上查得試樣溶液中待測組分的濃度，最后計算得到試樣中待測組分的含量。2增量法： 把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。然后測定各份試液試液的吸光度并繪制吸光度對加入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度（增量）作圖，得一標(biāo)準(zhǔn)曲線：由于每份溶液中都含有待測組分，因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線不經(jīng)過原點。將標(biāo)準(zhǔn)曲線外推延長至與橫坐標(biāo)交于一點，則此點到原點的長度所對應(yīng)的濃度值就是待測組分的濃度。（二）多組分的同時測定：在含有多種組分的溶液中，如果要測定多個組分，可以根據(jù)情況的不同，采用不同的方法來進行測定。 如果溶液中各組分之間的吸收曲線互相不干擾，可以選擇

33、適當(dāng)?shù)牟煌牟ㄩL分別測定。圖a)：X,Y 組份最大吸收波長不重迭，相互不干擾，可以按兩個單一組份處理。如果多個組分之間的吸收曲線有干擾則可利用吸光度的加和性，以解聯(lián)立方程式的方法，求得各個組分的含量或濃度。圖b)和c) ：X,Y 相互干擾，此時可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：（三）高含量組分的測定示差法：方法：配制一系列待測組分的濃度相差較小，且待測組分濃度與試液濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以其中濃度最小的標(biāo)準(zhǔn)溶液(Cs)作參比溶液，測定其它標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以吸光度對測定溶液和參比溶液的濃度差作圖，得一過原點的標(biāo)準(zhǔn)曲線。 AAx再在相同的條件下測定試液的吸光度，由曲線上查得試液的濃度與參比溶液濃

34、度的差值，從而求得待測組分的濃度。 Cx=Cs+Cx測量原理：當(dāng)試樣中組份的濃度過大時，則A值很大，會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。此時若以一濃度略小于試樣組份濃度作參比，則有：具體做法：以濃度為Cs的標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)T=100%或A=0（調(diào)零），所測得的試樣吸光度實際就是上式中的DA，然后求出DCx，則試樣中該組份的濃度為(Cs+DCx)。結(jié)論：示差法通過提高測量的準(zhǔn)確度提高了方法的準(zhǔn)確度（四）分光光度法的誤差：1方法誤差方法誤差是指分光光度法本身所產(chǎn)生的誤差。誤差主要有溶液偏離比爾定律及溶液中干擾物質(zhì)影響所引起。（1）溶液偏離比爾定律 分光光度法的理論基礎(chǔ)是朗伯比爾定律，但在工作中常會碰到工作曲線發(fā)生彎曲的現(xiàn)象

35、。大多是由于化學(xué)變化所引起的，使有色溶液的濃度與被測物的總濃度不成正比。（2）反應(yīng)條件的改變 顯色反應(yīng)多是分步進行的。溶液酸度、溫度、及顯色時間等反應(yīng)條件的改變，都會引起有色配合物組成發(fā)生變化，從而使溶液顏色的深淺發(fā)生變化，因而產(chǎn)生誤差。2儀器誤差儀器誤差是由使用分光光度計所引起的。（1）儀器的非理想性引起的誤差；（2）儀器噪聲的影響；（3）反射和散射的影響；（4）吸收池引起的誤差。紫外可見分光光度法一選擇題1在紫外-可見分光光度計中, 用于紫外波段的光源是 ( )A鎢燈 B鹵鎢燈 C氘燈 D 能斯特光源2在符合朗伯比耳定律的范圍內(nèi)，有色物的濃度、最大吸收波長、吸光度三者的關(guān)系是A增加 增加

36、增加 B減少 不變 減少 C減少 增加 增加 D 增加 不變 減少3某化合物的濃度為1.0 10-5mol/L,在lmax=380nm時, 有透射比為50%, 用1.0cm吸收池, 則在該波長處的摩爾吸收系數(shù)emax /L/(molcm)為 ( )A 5.0 104 B 2.5 104 C 1.5 104 D 3.0 1044在分光光度分析中，常出現(xiàn)工作曲線不過原點情況。下列說法不會引起這一現(xiàn)象的是A測量和參比溶液所用吸收池不對稱 B參比溶液選擇不當(dāng)C顯色反應(yīng)的靈敏度太低 D顯色反應(yīng)的檢測下限太高5下列有關(guān)最大吸收波長的說法不正確的是A不同物質(zhì)的最大吸收波長不同 B 同一物質(zhì)，濃度不同時最大吸

37、收波長不同C大的吸收波長有利于提高分光光度法的靈敏度D分光光度法中常選用lmax作為入射光6.在310nm時, 如果溶液的百分透射比是90%,在這一波長時的吸收值是 ( )A1 B0.1 C0.9 D0.057光度分析中，在某濃度下以1.0cm吸收池測得透光度為T，若濃度增大一倍，透光度為AT2 BT/2 C2T D8 A和B二物質(zhì)紫外可見吸收光譜參數(shù)如下： 化合物種類摩爾吸收系數(shù)L/(moLcm)l1l2A 4,120 0.00B3,610300若此二種物質(zhì)的某溶液在l1時于1.00cm 吸收池中測得A0.754，在l2時于1.00cm 吸收池中測得A0.240，問B的濃度是多少？（ ） A

38、 0.6410-5mol/L B 0.8010-5 mol/LC 0.6410-4mol/L D 0.8010-4mol/L9雙波長分光光度計和單波長分光光度計的主要區(qū)別是 （ ）A光源的個數(shù) B單色器的個數(shù)C吸收池的個數(shù) D單色器和吸收池的個數(shù)10朗伯比耳定律表達式中的系數(shù)A與波長大小有關(guān)，與物質(zhì)性質(zhì)無關(guān) B常使用摩爾吸收系數(shù)e，其單位是L/（gcm）C影響分光光度法的靈敏度 D系數(shù)的大小應(yīng)適宜11質(zhì)量相同的A、B兩種物質(zhì)，其摩爾質(zhì)量M（A）M（B）。經(jīng)相同方式顯色測量后，所得吸光度相等，則它們的摩爾吸收系數(shù)的關(guān)系是AKAKB BKAKB CKAKB DKAKB12雙波長分光光度計的輸出信號

39、是A 試樣吸收與參比吸收之差 C 試樣在1和2吸收之差B 試樣在1和2吸收之和 D 試樣在1的吸收與參比在2的吸收之和13.今有兩種有色絡(luò)合物M和N，已知其透過率為TNTM1，則其吸光光度為ANAMA 1 B 2 C 2 D 114下列說法正確的是A玻璃棱鏡用于紫外光區(qū)進行分光 B雙波長分光光度計適用于有干擾離子的分光分析C顯色反應(yīng)中，顯色劑的用量越大越好 D紫外可見分光度法所用的光譜區(qū)域為200780nm15某化合物在己烷中（lmax220nm）的摩爾吸收系數(shù)emax14500L/(moLcm)，若用1.0cm吸收池，1.0104mol/L的該化合物在該波長處的百分透射比為（ ） A5% B

40、3.5% C10% D50%二填空題16雙波長分光光度計在儀器設(shè)計上通常采用_個光源, _個單色器和_個吸收池.17某溶液用2cm吸收池測量時T=60%,則A=_,若改用1cm和3cm吸收池則A分別 為_和_。18紫外-可見光分光光度計所用的光源是 _ 和 _ 兩種?？梢姽鈪^(qū)使用的光源是 燈，用的棱鏡和比色皿的材質(zhì)可以是 ；而在紫外光區(qū)使用的光源是 ，用的棱鏡和比色皿的材質(zhì)一定是 。19多組分分光光度法可用解聯(lián)立方程的方法求得各組分的含量，這是基于 20分光光度法用于多組分體系測定的前提是_,此時,體系的總吸光度是_,其數(shù)學(xué)表達式是 _。21在分光光度法中,偏離朗伯-比爾定律的儀器因素,除光源

41、的穩(wěn)定性, 檢測系統(tǒng)的非線性 影響等因素外，主要是指下列儀器因素：1_2_ _。22如圖設(shè) a、b 的濃度分別為 ca和 cb，在入射光波長為l2時的摩爾吸收系數(shù)分別為e2(a)和e2(b)，則在使用 2.0 cm 的比色皿時，在l2 測得的總吸光度為 _ 。 三簡答題23請看圖填寫各部件的名稱和它的主要功用： 721型分光光度計光學(xué)系統(tǒng)圖 部件 名稱 主要功用 1 3 10 13 24何謂朗伯比耳定律(光吸收定律)?數(shù)學(xué)表達式及各物理量的意義如何？引起吸收定律偏離的原因是什么?25分光光度計由哪幾個主要部件組成？玻璃和石英吸收池各適用于什么波長范圍？為什么？26分光光度法中對顯色反應(yīng)有何要求

42、？27什么是白光、可見光、單色光、復(fù)合光和互補色光？四計算題28濃度為0.080mg/50mL的Pb2+溶液, 用雙硫腙光度法測定。用2.0cm的比色皿, 在波長5nm處測得透射比T=53%, 求吸收系數(shù)a和摩爾吸收系數(shù)e各為多少( Ar(Pb)=207.2 )29用一種配體可與Pd（）和Au（）兩種離子形成配合物，從而同時測定試樣中的鈀和金。已知鈀配合物的最大吸收在480nm,而金配合物的最大吸收在635nm。二者的摩爾吸收系數(shù)如下：化合物種類摩爾吸收系數(shù)L/(moLcm)480nm635nm鈀配合物 3.551033.64102金配合物2.96 1031.45104取25.0mL試樣，用過

43、量配體處理并最終沖稀至50.0mL。用1.00cm吸收池，測得該沖 稀液在480nm的吸光度為0.533，在635nm處吸光度為0.590。計算試樣中Pd（） 和Au(）的濃度。30 0.500g鋼樣溶解后, 以Ag+作催化劑, 用過硫酸銨將試樣中的Mn氧化成高錳酸根, 然后將試樣稀釋至250.0mL, 于540nm處, 用1.00cm吸收池測得吸光度為0.393。若高錳酸根在540nm處的摩爾吸收系數(shù)為2025, 計算鋼樣中Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。( Ar(Mn)=54.94 )31以鄰二氮菲光度法測定Fe()，稱取試樣0.500g，經(jīng)處理后，加入顯色劑，最后定容為50.0mL。用1.0cm的吸收池

44、，在510nm波長下測得吸光度A=0.430。計算試樣中鐵的百分含量；當(dāng)溶液稀釋1倍后，其百分透射比將是多少？(5101.1104Lmol1cm1)一半機械加碼電光分析天平的結(jié)構(gòu)分析天平是分析工作中最基本的儀器之一。分析天平的種類很多，如空氣阻尼分析天平、半機械加碼電光分析天平、全機械加碼電光分析天平等。這些天平雖在結(jié)構(gòu)和使用方法上有所不同，但都是根據(jù)杠桿原理制成的。下面著重介紹實驗室最常用的半機械加碼電光分析天平。半機械加碼電光分析天平的結(jié)構(gòu)如圖6。圖6半機械加碼電光分析天平1橫梁2平衡螺絲3吊耳4指針5支點刀6框罩7圈碼8指數(shù)盤9承重刀10支架 11阻尼內(nèi)筒12投影屏13稱盤14盤托15螺

45、旋腳16墊腳17開關(guān)旋鈕（升降樞）18微動調(diào)節(jié)桿天平橫梁是天平的主要部件，用銅合金制成。橫梁上裝有三個三棱形的瑪瑙刀，其中一個在中間，刀口向下，稱為點支刀；另兩個等距離地分別安裝在橫梁兩端，刀口向上，稱為承重刀。三個刀口的棱邊完全平行，并處于同一水平面上?，旇У犊阡h利程度直接影響天平靈敏程度，幫應(yīng)特別注意保護刀口。在不使用或加減物體和加減砝碼時，必須利用升降旋鈕將天平橫梁托起，使瑪瑙刀口和平板脫開。為了提高稱量速度，在兩個稱盤上方裝有空氣阻尼器（由鋁制圓筒形套盒組成）。外盒固定在天平支柱上，內(nèi)盒比外盒略小，套入外盒中，倒覆懸掛在吊耳下面，兩盒間隙均勻，沒有磨擦。當(dāng)啟動天平時，內(nèi)盒能自由地上下移

46、動，利用盒內(nèi)的空氣阻力產(chǎn)生阻尼作用，以減少橫梁停擺時間，從而迅速靜止，提高工效。電光天平的另一重要部件是光學(xué)投影讀數(shù)裝置，如圖7。光源發(fā)出的光經(jīng)聚光管聚光后，照在指針下端的透明縮微標(biāo)尺上，再經(jīng)過放大鏡筒（物鏡筒）放大，由反射鏡反射到投影屏光屏，可清晰方便地讀出10mg以下的數(shù)值。每臺天平另附有一盒配套的砝碼，1g以上砝碼用不銹鋼制成，按固定位置有規(guī)則地裝在里面。10990mg用圈碼，圈碼懸掛在天平的右上方，通過轉(zhuǎn)動指數(shù)盤來加減圈碼。（二）稱量方法與操作步驟分析天平稱量一般采用直接稱量法或遞減稱量法。前者用于稱取不吸水、在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定的試樣。稱量時將試樣放在已知質(zhì)量的干凈且干燥的容器中，一次稱

47、取一定量的試樣。后者多用于稱取易吸水，易氧化或易與CO2反應(yīng)的物質(zhì)。稱量前先將較多的試樣裝入稱量瓶中，準(zhǔn)確稱量，然后倒出一部分試樣后再稱量，兩次稱量的質(zhì)量之差即為傾出的試樣質(zhì)量。此外，遞減法也適用于連續(xù)稱取幾份試樣。半機械加碼電光分析天平是精密儀器，稱量時應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真，具體操作步驟如下：1稱量前檢查（三查一調(diào)）將天平防塵罩取下，折疊整齊放在天平盒頂部。查：天平是否水平，如不水平可通過轉(zhuǎn)動天平盒下方、左右兩個螺旋腳調(diào)平。查：指數(shù)盤是否在“0.00”處，圈碼是否掛好，砝碼盒內(nèi)砝碼、鑷子是否齊全。查：天平橫梁、吊耳位置是否正常；兩盤是否干凈，不然需用小毛刷清掃。調(diào)：零點調(diào)節(jié)。接通電源，旋動升降旋鈕慢慢

48、開啟天平，這時可看到縮微標(biāo)尺的投影在光屏上移動，當(dāng)投影穩(wěn)定后，如光屏上的標(biāo)與投影（標(biāo)尺）上的0刻度不重合，偏離較小時，可撥動天平底板下面的微動調(diào)節(jié)桿，移動光屏的位置，使其重合，這時零點即調(diào)好（若偏離較大，調(diào)屏不能解決，則需先適當(dāng)調(diào)節(jié)天平橫梁上左邊的平衡螺絲，再用微動調(diào)節(jié)桿調(diào)好）。2稱量分析天平只有經(jīng)稱前檢查和調(diào)零后才可使用。其加碼原則為：先大后小，折半添加。（1）成克砝碼的確定：打開天平左側(cè)門，將被稱物放在天平左盤中心，關(guān)閉天平左側(cè)門。打開天平右側(cè)門，將其在托盤天平上粗稱數(shù)相當(dāng)?shù)某煽说捻来a用鑷子夾取放在天平右盤中心，以克為單位的砝碼一般即可確定。（2）克以內(nèi)砝碼的確定：克以內(nèi)的需加圈碼，即通過

49、轉(zhuǎn)動指數(shù)盤的外圈和內(nèi)圈完成。指數(shù)盤外圈（mg）的確定：首先轉(zhuǎn)動外層指數(shù)盤，先加500mg，半開旋鈕，如光屏上標(biāo)尺迅速左移，表示所加砝碼輕了，關(guān)上升降旋旋。改加800mg，如光屏上標(biāo)尺右移，表示所加砝碼重了，關(guān)上升降旋鈕。改加600mg，如光屏上標(biāo)尺左移，表示所加砝碼輕了，關(guān)上升降旋鈕。改加700mg，如光屏上標(biāo)尺右移，表示所加砝碼重了。這表明所加砝碼的質(zhì)量就在600700mg。將外層指數(shù)盤撥回600mg，此時外圈即確定。指數(shù)盤內(nèi)圈（mg）的確定：再轉(zhuǎn)動內(nèi)層指數(shù)盤，先加50mg，如光屏上標(biāo)尺右移，表示的加砝碼重了，關(guān)上升降旋鈕。改加30mg，如光屏上標(biāo)尺左移，表示所加砝碼輕了，關(guān)上升降旋鈕。改加

50、40mg，如光屏上標(biāo)尺左移，表示所加砝碼輕了。這表明所加砝碼的質(zhì)量應(yīng)在mg，此時內(nèi)圈即確定。光屏讀數(shù)（10mg以內(nèi)）的確定：內(nèi)圈確定后，將升降旋鈕緩緩全開，此時光屏上標(biāo)尺移動緩慢，待光屏上標(biāo)尺穩(wěn)定后即可從光屏上讀出10mg以內(nèi)的數(shù)值（標(biāo)尺上1小格為0.1mg，不足1小格時采用“四舍五入”）。（3）質(zhì)量的確定：如右盤放置砝碼為26g，光屏上標(biāo)尺穩(wěn)定后指數(shù)盤和光屏上如圖8所示，則該被稱量物的質(zhì)量是：右盤砝碼讀數(shù).g指數(shù)盤讀數(shù).g光屏讀數(shù).g .g即：被稱物的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+圈碼的質(zhì)量+光屏上所示的質(zhì)量記錄完被稱物的質(zhì)量后，再核對一次，關(guān)上升降旋鈕。3清理稱量完畢后，將被稱物取出，砝碼放回砝碼盒中

51、原來的位置上，關(guān)好邊門，將圈碼指數(shù)盤恢復(fù)到“”位置,切斷電源,套好防塵罩。全機械加碼電光分析天平的稱量方法，除克以上砝碼由另一指數(shù)盤加減外，其余操作與半機械加碼電光分析天平相同。（三）分析天平的使用規(guī)則（1）天平盒內(nèi)應(yīng)保持清潔，視情況隨時更換干燥劑（變色硅膠）。（2）稱量前應(yīng)檢查天平是否正常，是否處于水平位置，并調(diào)整水平及零點。（3）使用天平時要特別注意保護瑪瑙刀口。起落升降旋鈕應(yīng)緩慢，不得使天平劇烈振動。取放物體、加減砝碼和圈碼都必須關(guān)閉升降旋鈕，把天平橫梁托起，以免損壞刀口。（4）天平的前門不得隨意打開，它主要供裝卸、調(diào)試和維修用。稱量時取放物體、加減砝碼只能打開左、右邊門。稱量物和砝碼要放在天平盤的中央，以防天平盤擺動?；瘜W(xué)試劑和試樣不得直接放在盤上，必須盛在干凈的容器中稱量。（5）取放砝碼必須用鑷子夾取，嚴(yán)禁用手拿取以免沾污。砝碼由大到小逐一取放在天