《吸光光度法》ppt課件

1、光分析法光分析法原子吸收法原子吸收法紅外法紅外法原子發(fā)射法原子發(fā)射法核磁法核磁法熒光法熒光法紫外可見(jiàn)法紫外可見(jiàn)法分子光譜分子光譜原子光譜原子光譜1. 方法原理方法原理2. 方法分類和比較方法分類和比較3. 方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)1. 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收2. 光的吸收定律光的吸收定律(1) Lambert-Beer定律定律(2) 吸光度光度法吸光度光度法(3) 偏離光吸收定律的緣由偏離光吸收定律的緣由陽(yáng)光陽(yáng)光棱鏡棱鏡延續(xù)光譜延續(xù)光譜物質(zhì)物質(zhì)不延續(xù)光譜不延續(xù)光譜吸光光度法吸光光度法:基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立的分析基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立的分析方法方法由兩種或兩種以上波長(zhǎng)

2、的光所組成由兩種或兩種以上波長(zhǎng)的光所組成復(fù)合光復(fù)合光適用面廣適用面廣快速、簡(jiǎn)便快速、簡(jiǎn)便分析有色、無(wú)色、淡色物分析有色、無(wú)色、淡色物溶液形狀、均質(zhì)固態(tài)樣品溶液形狀、均質(zhì)固態(tài)樣品靈敏度高：濃度下限達(dá)靈敏度高：濃度下限達(dá)10-510-8 molL-1準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差通常為準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差通常為25，顯色顯色 比色比色用于化學(xué)平衡等的研討用于化學(xué)平衡等的研討黃黃綠綠青青青藍(lán)青藍(lán)藍(lán)藍(lán)紫紫紅紅橙橙光的互補(bǔ)：藍(lán)光的互補(bǔ)：藍(lán)黃黃400 450 500 550 600 650 760/nm 互互 補(bǔ)補(bǔ) 色色吸收吸收(部分部分)光光物質(zhì)呈現(xiàn)物質(zhì)呈現(xiàn) 顏色顏色物質(zhì)呈現(xiàn)無(wú)色物質(zhì)呈現(xiàn)無(wú)色全部不吸收全部不吸收物質(zhì)呈

3、現(xiàn)黑色物質(zhì)呈現(xiàn)黑色 2不同濃度的同一物質(zhì)吸收曲線外形類似不同濃度的同一物質(zhì)吸收曲線外形類似, max 不變不變;而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線外形而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線外形和和max那么不同。那么不同。 max有特征性，可作為定性根據(jù)。有特征性，可作為定性根據(jù)。1同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同，吸光同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同，吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)max;物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線A C1C2CbbkIIgA10 ckIIgA20 KcblgAII0 A吸光度吸光度 Io 入射光強(qiáng)度入射光強(qiáng)

4、度K吸光系數(shù)吸光系數(shù) I透射光強(qiáng)度透射光強(qiáng)度 b光程間隔光程間隔 c濃度濃度 A cb 當(dāng)當(dāng) b 一定時(shí)，一定時(shí)， A c， 可以定量可以定量 吸收光吸收光 ， A ， 物質(zhì)濃度物質(zhì)濃度 。 1 物質(zhì)不吸光，物質(zhì)不吸光， I=Io ， A=0 物質(zhì)吸收部分光，物質(zhì)吸收部分光， IIo， A02 A具有加和性，具有加和性，A總總=A1+A2+ +An3入射光的入射光的：可見(jiàn)光：可見(jiàn)光, 紫外光紫外光, 紅外光紅外光KcblgAII0 4光吸收定律的運(yùn)用條件光吸收定律的運(yùn)用條件5也可以用透射光強(qiáng)度透射率也可以用透射光強(qiáng)度透射率T%表示表示AT%lg%100II%T0 T %的含義：的含義：物質(zhì)不吸

5、收光物質(zhì)不吸收光 I=Io ， T% =100%物質(zhì)吸收部分光，物質(zhì)吸收部分光， IIo ，T%100%物質(zhì)吸收光物質(zhì)吸收光 ，T% ，物質(zhì)的濃度，物質(zhì)的濃度 。6 吸光系數(shù)的二種表示方式吸光系數(shù)的二種表示方式濃度為濃度為1g/L的溶液，在某的溶液，在某波長(zhǎng)時(shí)，用波長(zhǎng)時(shí)，用1cm的比色皿，的比色皿，所測(cè)得的吸光度所測(cè)得的吸光度濃度為濃度為1mol/L的溶液，的溶液，在某波長(zhǎng)時(shí)，用在某波長(zhǎng)時(shí)，用1cm的比的比色皿，所測(cè)得的吸光度色皿，所測(cè)得的吸光度L/gcmL/ mol cm1吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑下的特征常數(shù)；吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑下的特征常數(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

6、改動(dòng)而改動(dòng)。在溫的改動(dòng)而改動(dòng)。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，僅與吸收物質(zhì)本身的性僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；可做定型鑒定參數(shù)質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；可做定型鑒定參數(shù)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)下的值是不同的值是不同的。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闡闡明了該吸收物質(zhì)最大限制的吸光才干，也反映了明了該吸收物質(zhì)最大限制的吸光才干，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)能夠到達(dá)的最大靈敏度。光度法測(cè)定該物質(zhì)能夠到達(dá)的最大靈敏度。 4可作為定性鑒定的參數(shù)；可作為定性鑒定的參數(shù)；5物質(zhì)的吸光才干的度量物質(zhì)的吸光才干

7、的度量 max越大闡明該物質(zhì)的吸光才干越強(qiáng)，用越大闡明該物質(zhì)的吸光才干越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。 105：超高靈敏；：超高靈敏； = (610104 ：高靈敏；：高靈敏； = 104103 ：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時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。 知含知含F(xiàn)e2+=500g/L的溶液，當(dāng)用鄰二氮雜的溶液，當(dāng)用鄰二氮雜菲為顯色劑測(cè)定鐵時(shí)，用菲為顯色劑測(cè)定鐵時(shí)，用2cm比色皿，在波長(zhǎng)比色皿，在波長(zhǎng)508nm處測(cè)得

8、吸光度處測(cè)得吸光度A為為0.19。請(qǐng)計(jì)算鐵的摩爾吸。請(qǐng)計(jì)算鐵的摩爾吸光系數(shù)。光系數(shù)。molgAFer/85.55 LmolFe/109 .885.5510500662 cbA 1146cmmolL101 . 12109 . 819. 0cbA KcblgAII0 %lgTAA=abc = cb=Kcb配制一組濃度系配制一組濃度系列的規(guī)范溶液列的規(guī)范溶液ci儀器丈量?jī)x器丈量一組相應(yīng)的吸一組相應(yīng)的吸光度值光度值A(chǔ)i制圖制圖ci 為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)， Ai 為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)任務(wù)曲線任務(wù)曲線(1)(2) 配制樣品配制樣品儀器丈量?jī)x器丈量一樣條件一樣條件Axcx查圖得出查圖得出cxAcAxAc按光吸收定

9、律按光吸收定律:IoIo1Io2I1I2I試樣試樣11o11IIlgcbA cb1o1110II cb2o2210II 22o22IIlgcbA cb2ocb1o2o1o212o1oo212110I10IIIlgIIIIlgIIlgAAA 總總 假設(shè)入射光包含假設(shè)入射光包含1和和2二種波長(zhǎng)光二種波長(zhǎng)光, 當(dāng)照射試樣后當(dāng)照射試樣后21AAA 總總線性破壞線性破壞cb2ocb1o2o1o212o1oo212110I10IIIlgIIIIlgIIlgAAA 總總 選用譜帶a的復(fù)合光進(jìn)展丈量，得到右圖的任務(wù)曲線，A與c根本呈直線關(guān)系。 選用譜帶b的復(fù)合光進(jìn)展丈量， 的變化較大，那么A隨波長(zhǎng)的變化較明顯

10、，得到的任務(wù)曲線明顯偏離線性。 在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。假設(shè)濃度較高，即使 很小， A總 1 ，且隨著c值增大， A總 與A 1的差別愈大，表現(xiàn)為A-c曲線上部(高濃度區(qū))彎曲愈嚴(yán)重。故朗伯-比耳定律只適用于稀溶液。為抑制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)且吸收曲線較平坦處。1朗伯比耳定律的假定：一切的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；僅在稀溶液(c10 -2 mol L-1時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間能夠發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。 故：朗伯比耳定律只適用于稀溶液。 溶液以膠體、乳濁、懸浮形狀存在時(shí)，溶液以膠體、乳濁、懸浮形狀存在時(shí)，有

11、反射、散射作用有反射、散射作用 HCrOOHOCr22242272max=450nm 24272CrOOCr包括離解、締合、生成新物質(zhì)、構(gòu)成異構(gòu)體包括離解、締合、生成新物質(zhì)、構(gòu)成異構(gòu)體使原物質(zhì)濃度改動(dòng)使原物質(zhì)濃度改動(dòng)吸光度值變化吸光度值變化產(chǎn)生偏離產(chǎn)生偏離Fe(SCN)n3-n光源單色器樣品室顯示器檢測(cè)器能發(fā)射紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)的延續(xù)光譜；能發(fā)射紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)的延續(xù)光譜；足夠的輻射強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好、運(yùn)用壽命較長(zhǎng)足夠的輻射強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好、運(yùn)用壽命較長(zhǎng)將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光的光學(xué)系統(tǒng)將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光的光學(xué)系統(tǒng)選擇的原那么：濾光片最易經(jīng)過(guò)的光是有色溶選擇的原那么：濾光

12、片最易經(jīng)過(guò)的光是有色溶液液 最易吸收的光最易吸收的光組成：由有色玻璃制成組成：由有色玻璃制成作用：只允許和它顏色一樣的光經(jīng)過(guò)，得作用：只允許和它顏色一樣的光經(jīng)過(guò)，得 到的是近似的單色光到的是近似的單色光互補(bǔ)色互補(bǔ)色由棱鏡或光柵等色散元件及狹縫和透鏡等組成由棱鏡或光柵等色散元件及狹縫和透鏡等組成入射狹縫：光源入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單的光由此進(jìn)入單色器色器準(zhǔn)光安裝：透鏡或準(zhǔn)光安裝：透鏡或反射鏡使入射光成反射鏡使入射光成為平行光束為平行光束聚焦安裝：聚焦安裝：( (透鏡或凹面透鏡或凹面鏡將分光后的單色光鏡將分光后的單色光聚焦至出射狹縫聚焦至出射狹縫色散元件：將復(fù)合色散元件：將復(fù)合光分解成單色光光

13、分解成單色光光柵分光光柵分光棱鏡分光棱鏡分光平面玻璃或金屬片：刻有大量平行等寬、等距狹縫(刻線)光柵的每條刻線都產(chǎn)生衍射作用，衍射光相互關(guān)涉產(chǎn)生干涉條紋。不同波長(zhǎng)的入射光產(chǎn)生干涉條紋的衍射角不同長(zhǎng)波長(zhǎng)衍射角大，從而將復(fù)合光分成不同波長(zhǎng)的單色光。入射光在棱鏡的兩界面上發(fā)生折射而色散。單色光的純度取決于棱鏡的色散率和出射狹縫的寬度。用于放置各種類型的吸收池用于放置各種類型的吸收池(比色皿比色皿)和相和相應(yīng)的池架附件應(yīng)的池架附件厚度厚度(光程光程): 0.5, 1, 2, 3, cm石英或玻璃池，紫外區(qū)一定要用石英池 將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來(lái)進(jìn)展丈量。光電檢測(cè)器。將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來(lái)進(jìn)展丈量。光電檢測(cè)器

14、。要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的呼應(yīng)，要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的呼應(yīng)， 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。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)光電管光電管經(jīng)過(guò)丈量整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化得到吸收光譜?？蓸?gòu)成多通道并行任務(wù)，同時(shí)檢測(cè)全部波長(zhǎng)的信號(hào)，然后，對(duì)二極管陣列快速掃描采集數(shù)據(jù)，得到的是時(shí)間、光強(qiáng)度和波長(zhǎng)的三維譜圖。由檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)組由檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)組成的自動(dòng)控制和結(jié)果處置系統(tǒng)成的自動(dòng)控制和結(jié)果處置系統(tǒng)對(duì)比度對(duì)比度=max有色物有色物 -max顯色劑顯色劑60nm根據(jù)吸光度根據(jù)吸光度A與顯色劑濃度與顯色劑濃度cR的關(guān)系來(lái)確定

15、的關(guān)系來(lái)確定cR選擇選擇引起引起A變化最小處的變化最小處的cR即曲線平坦即曲線平坦處處M + R MRFe(ssal)+ 紫紅色紫紅色pH=1.82.5pH=48Fe(ssal)-2 橙紅色橙紅色pH=811.5Fe(ssal) 3 3- 黃色黃色3顯色時(shí)間和溫度顯色時(shí)間和溫度由實(shí)驗(yàn)得出由實(shí)驗(yàn)得出4溶劑溶劑普通選擇水作溶劑普通選擇水作溶劑 測(cè)定不同測(cè)定不同pH值下，顯色溶液的吸光度值下，顯色溶液的吸光度A，以以A為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，pH為橫坐標(biāo)，制圖。為橫坐標(biāo)，制圖。本身有顏色本身有顏色 與顯色劑反響生成有色物與顯色劑反響生成有色物共存離子共存離子 參與配位掩蔽劑或氧化復(fù)原掩蔽劑參與配位掩蔽劑

16、或氧化復(fù)原掩蔽劑 使干擾離子生成無(wú)色配合物或無(wú)色離子使干擾離子生成無(wú)色配合物或無(wú)色離子 選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以防止干擾選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以防止干擾 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+與試劑構(gòu)成與試劑構(gòu)成黃色絡(luò)合物黃色絡(luò)合物, 干擾測(cè)定，但如控制干擾測(cè)定，但如控制pH在在2.5左右，左右，Cu2+那么不與試劑反響。那么不與試劑反響。 分別干擾離子分別干擾離子產(chǎn)物不穩(wěn)定，靈敏度和選擇性不高，運(yùn)用不多生成穩(wěn)定的螯合物，靈敏度和選擇性較高，廣泛運(yùn)用。假設(shè)有干擾按實(shí)踐情況而定假設(shè)有干擾按實(shí)踐情況而定原那么：原那么： 吸收最大，干擾最小，選擇吸收最大，干擾最小，選擇平坦處平坦處試

17、液參比IIIIAlglg0將待測(cè)組分掩蔽bcTIIAlglg0TlgTT434.0cc bcTln434.0 bdcTdT434. 0)T(lgd TlgTdT434. 0)bc(TdT434. 0cdc TlgTT434.0cc %CC %CC %CC T=1步驟步驟:規(guī)范溶液和樣品的配制方法，任務(wù)曲線的制造和規(guī)范溶液和樣品的配制方法，任務(wù)曲線的制造和樣品測(cè)定時(shí)，所運(yùn)用的儀器、條件必需一致。樣品測(cè)定時(shí)，所運(yùn)用的儀器、條件必需一致。C11選擇顯色反響選擇顯色反響2選擇顯色劑選擇顯色劑3優(yōu)化顯色反響條件優(yōu)化顯色反響條件4選擇檢測(cè)波長(zhǎng)選擇檢測(cè)波長(zhǎng)5選擇適宜的濃度選擇適宜的濃度6選擇參比溶液選擇參比溶液7建立規(guī)范曲線建立規(guī)范曲線8樣品測(cè)定樣品測(cè)定吸收曲線吸收曲線規(guī)范曲線規(guī)范曲線I. 各組分吸收曲線的各組分吸收曲線的max互不干擾互不干擾在各自的在各自的max處處,按單組分的測(cè)定方法進(jìn)展測(cè)定按單組分的測(cè)定方法進(jìn)展測(cè)定A1=1 b caA2=2 b cb II. a組分的組分的1處，處，b組分無(wú)干擾，但組分無(wú)干擾，但 b組組 分的丈量分的丈量2處，處