第四節(jié) 比色法及分光光度計

1、第四節(jié) 比色法和分光光度法及其儀器4.1 目視比色法 一、目視比色法1、概念：用眼睛比較溶液顏色深淺以確定物質(zhì)含量的分析方法，又稱為標(biāo)準(zhǔn)色階法。2、基本原理：將標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測溶液在同樣條件下比較，當(dāng)溶液液層厚度相同時，兩者顏色相同則濃度相等，即c標(biāo)=c樣。3、測定方法標(biāo)準(zhǔn)色階法 將一套規(guī)格一致的比色管（其體積大小有25mL、50mL、100mL等）加入一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后顯色，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，即制備好了顏色由淺到深的一個標(biāo)準(zhǔn)色階。 試樣同樣顯色，與色階比較，顏色相同者其含量也相同；若介于相鄰兩溶液之間，則被測溶液濃度就取二者的算術(shù)平均值1 2 3 4 5 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液系列標(biāo)準(zhǔn)溶液待測

2、溶液待測溶液例1 ：課本P158，磷的比色測定。例2：NH4Cl中SO42-雜質(zhì)的測定。 吸收SO42-標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.2mg/mL）1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL，分別加入到25mL比色管中，各加入（1+1）HCl 1mL，乙醇5mL,10%BaCl2 5mL，分別加蒸餾水稀釋至刻度，即為標(biāo)準(zhǔn)色階。 稱樣品1.000g溶于少量水中，過濾水不溶物，濾液加入25mL比色管中，并吹洗濾紙，加1mL（1+1）HCl 消除CO32-，加5mL乙醇， 5mL,10%BaCl2 5mL，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，與色階比較。假設(shè)與第二個比色管渾濁度相同，則1g試樣中含有0.4mg

3、 SO42-。 則 SO42-質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：0.04%100%1.000100.4-34.1 目視比色法4、目視比色法的特點（1）優(yōu)點：儀器簡單、操作簡便、靈敏度較高、可在白光下測定、適用于大批試樣分析。（2）缺點：準(zhǔn)確度不高4.1 目視比色法二、分光光度法1、概念：根據(jù)物質(zhì)對不同波長的單色光吸收程度不同而對物質(zhì)進(jìn)行分析的方法。2、依據(jù)：物質(zhì)對光的選擇性吸收。3、工作原理：白光經(jīng)過聚光并通過棱鏡或光柵后，得到一束平行且波長范圍很窄的單色光，此單色光通過比色皿內(nèi)一定厚度的溶液后照射在光電管上，則有光電流產(chǎn)生，該光電流的大小與照射到光電管上的光強(qiáng)度成正比，于是檢流計的讀數(shù)尺上就能讀出相應(yīng)的百分透光率

4、或吸光度。4.2 分光光度法4、分光光度計組成及主要部件（1）光源：常用612V鎢絲燈（波長范圍為3601100nm）（2）單色器（分光系統(tǒng)）：將光源發(fā)出的復(fù)合光色散分解為單色光的裝置。 由棱鏡或光柵等色散元件及狹縫組成（3）吸收池（比色皿）：由光學(xué)玻璃制成，用于盛裝待測溶液。（4）檢測系統(tǒng)：利用光敏材料的光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置。常用光電管、光電倍增管等（5）信號顯示系統(tǒng)：分光光度計上的顯示儀表，如微安表、檢流計等。光光源源單單色色器器吸吸收收池池檢檢測測系系統(tǒng)統(tǒng)顯顯示示系系統(tǒng)統(tǒng)4.2 分光光度法5、分光光度計類型及使用（1）721型分光光度計及其原理1-波長調(diào)節(jié)旋鈕；

5、 2-“0”電位調(diào)節(jié)旋鈕； 3-“100%”電位調(diào)節(jié)旋鈕；4-光門桿； 5-比色皿暗箱蓋； 6-靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕； 7-電源開關(guān)； 8-電源指示燈； 9-波長指示窗； 10-微安表4.2 分光光度法721型分光光度計721型分光光度計光學(xué)系統(tǒng)圖原理4.2 分光光度法1-光源燈； 2、8-聚光透鏡； 3-棱鏡；4-準(zhǔn)直鏡； 5、11-保護(hù)玻璃；6-狹縫；7-反射鏡；9-吸收池；10-光門； 12-光電管 722型分光光度計光學(xué)系統(tǒng)圖原理（2）分光光度計使用開機(jī)取下防塵罩，檢查電表指針是否在“0”刻線，打開比色皿暗箱蓋，調(diào)節(jié)波長旋鈕，選定單色光波長，將靈敏度檔置1，調(diào)節(jié) “0”旋鈕，使電表指示 “0

6、”，蓋上暗箱蓋，調(diào)節(jié)“100%”旋鈕使電表指針到滿度，預(yù)熱20分鐘。測A/T取出比色皿并潤洗，將參比溶液被測溶液裝入比色皿，液面高度為池高的2/33/4，用濾紙吸干比色皿外壁的水滴（檢查比色皿，確保光面無痕跡，內(nèi)壁無氣泡）依次放入比色皿架中，將光門桿抽出一格，參比溶液進(jìn)入光路，調(diào)節(jié)“0”旋鈕，使透視比為“0”； 蓋上暗箱蓋，調(diào)節(jié)“100%”旋鈕使透射比為100%。指針達(dá)不到100%，打開暗箱蓋，增大靈敏度檔，并重新調(diào)節(jié)0、100%至穩(wěn)定不變，拉動光門桿，依次將待測溶液推入光路，待指針穩(wěn)定后，讀取吸光度或透射比，記錄實驗數(shù)據(jù)。 關(guān)機(jī)測量完畢后，取出比色皿，洗凈，晾干，關(guān)閉儀器電源開關(guān)，拔出電源插

7、頭，放回干燥劑包，蓋好比色皿暗箱蓋和防塵罩，填寫儀器使用記錄。4.2 分光光度法6、應(yīng)用舉例例1：P162例8-2例2：P162例8-34.2 分光光度法 例：取1.000g鋼樣溶解于HNO3，其中的Mn用KIO3氧化成KMnO4并稀釋至100mL，用1.0cm吸收池在波長545nm測得此溶液的吸光度為0.720。用1.6410-4 mol/L KMnO4作為標(biāo)準(zhǔn)，在同樣條件下測得的吸光度為0.360，計算鋼樣中Mn（55）的百分含量。解題思路：先計算：100mL樣品溶液中Mn的濃度；再計算：100mL樣品溶液中Mn的質(zhì)量。W=0.18%例2：用磺基水楊酸分光光度法測鐵，稱取0.5000g鐵銨礬NH4Fe(SO4)212H2O溶于250mL水中制成鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，測得吸光度為0.380。吸取5.00mL試樣溶液稀釋至250mL，從中吸取2.00mL按標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色條件顯色定容至50mL，測得A=0.400，求試樣溶液中的鐵