吸光光度法解析PPT教學課件

1、 吸光光度法2020/10/161教學要求光的基本性質(zhì)及在分析化學中的應用;可見光吸收光譜的產(chǎn)生及特征。吸光光度法的基本原理。比色和分光光度法儀器的原理、構(gòu)造。顯色反應及影響因素。光度法測量誤差及測量條件的選擇。吸光光度法在定量分析中的應用。2020/10/162參考書目武漢大學 分析化學 第三版 高等教育出版社彭崇慧等 定量分析化學簡明教程 第2版 北京大學出版社高華壽等 化學平衡與滴定分析 高等教育出版社張錫瑜等 化學分析原理 科學出版社林邦A著分析化學中的絡合作用 戴明譯 高等教育出版社林樹昌 胡乃非 分析化學（化學分析部分）高等教育出版社等等2020/10/163 基于被測物質(zhì)的分子對

2、光具有選擇吸收的特性而建立的分析方法。 包括比色法、可見及紫外分光光度法、紅外光譜法等。 一. 定義二. 特點(1) 靈敏度高：檢測下限10-510-6 mol/L,微量組分(2) 準確度高：相對誤差25%(3) 應用廣泛：測多數(shù)無機物和許多有機物(4) 操作簡便，快速，儀器設備易普及第一節(jié) 吸光光度法概述2020/10/164第二節(jié) 吸光光度分析基本原理一、物質(zhì)的顏色和對光的選擇性吸收 1光的基本性質(zhì)光是一種電磁波，具有波粒二象性。波動性： = c ； s = 1/ = /c粒子性： 光的能量不是均勻連續(xù)分布的,而是集中在光子上. E = h = h c / （h = 6.626 10 -3

3、4 J S )2020/10/165射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可 見 光波長/nm400430430480480500500560560590590620620760顏色紫色藍色青色綠色黃色橙色紅色2020/10/1662. 吸收光譜產(chǎn)生的原理* 吸收光譜是物質(zhì)對不同波長的光具有選擇性吸收作用而產(chǎn)生的。 * 分為：原子吸收光譜和分子吸收光譜。1234Sunlight AtmosphereSun(1)原子吸收光譜 由原子外層電子選擇性地吸收某些波長的電磁波而引起線狀光譜。2020/1

4、0/167分子具有三種不同能級：電子能級振動能級轉(zhuǎn)動能級 (2) 分子吸收光譜 帶狀光譜 電子能級躍遷: 產(chǎn)生紫外及可見吸收光譜。分子振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷: 產(chǎn)生紅外吸收光譜。2020/10/168吸收光譜原子內(nèi)電子躍遷S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜線狀光譜A2020/10/169(3)物質(zhì)對光的選擇吸收 E = E2 - E1= h 物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同，所能吸收光的波長也不同，這就構(gòu)成了物質(zhì)對光的選擇吸收基礎。例：A 物質(zhì)B 物質(zhì)同理，得：1 eV = 1.610-19 J2020/10/1610* 單色光：具同一波長的光。* 復合光：由不

5、同波長的光組成的光。* 紫外光：波長200400 nm。* 可見光：人眼能感覺到的光，波長400750 nm。由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各種色光按一定比例混合而成。* 波段：各種色光的波長范圍。* 互補色光：兩種顏色的光按一定比例混合，得到白光，這兩種顏色的光稱為互補色光。3.基本概念2020/10/16114、物質(zhì)的顏色 物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對不同波長的光具有選擇性吸收作用而產(chǎn)生的。物質(zhì)吸收黃光，透過藍光，顯藍色。物質(zhì)吸收藍光，透過黃光。顯藍色。 互補光: 藍光和黃光2020/10/16125.光吸收曲線（1）同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應的波長稱為最大吸收波長ma

6、x。Amax2020/10/1613(a)(b)(c)(d) 220 240 260 280 nm A0000聯(lián)苯（己烷溶劑）；苯（己烷溶劑）；苯蒸汽；(d) Na蒸汽。（2）不同物質(zhì)，吸收曲線不同。作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。2020/10/1614(3)不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似,max不變。(4)不同濃度的同一種物質(zhì)，在任一波長下吸光度 A 有差異，但在max處吸光度A 的差異最大，即在max處A隨濃度變化的幅度最大。測定最靈敏。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。2020/10/1615定性分析與定量分析的基礎定性分析基礎定量分析基礎物質(zhì)對光的選擇吸收在一定的實驗條件下，物質(zhì)

7、對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。ABAAc增大2020/10/16161)透光度(透光率,透射比)T描述入射光透過溶液的程度 T = I t / I0 （T：01）描述入射光被溶液吸收的程度 A lg（I0/It)2)吸光度 A1.基本概念吸光度A與透光度T 的關(guān)系: A = -lgT二、光的吸收定律I0IaIt溶液2020/10/1617 2.朗伯-比耳定律 1760年朗伯(Lambert J H):Ab 1852年比耳(Beer A):Ac 朗伯-比耳定律:一束平行單色光通過有色溶液，溶液的吸光度與溶液的濃度和厚度成正比. A lg（I0/It) = Kb c K：與吸光物質(zhì)性質(zhì)、入射光波長

8、及溫度等因素有關(guān)朗伯-比耳定律是吸光光度法的理論基礎和定量測定的依據(jù)。2020/10/1618 Alg（I0/It)= b c A：吸光度；描述溶液對光的吸收程度； b：液層厚度(光程長度)，通常以cm為單位； c：溶液的物質(zhì)的量濃度，單位molL； ：摩爾吸收系數(shù)，單位Lmolcm； 朗伯-比耳定律數(shù)學表達式 ：濃度為1 mol/L、液層厚度為1cm的溶液在某一波長下的吸光度。2020/10/16193、摩爾吸收系數(shù)（1）吸收物質(zhì)在一定波長和溫度條件下的特征常數(shù)；（2）不隨濃度c 和光程長度b 的改變而改變；（3）可作為定性鑒定的參數(shù)；（4）同一吸收物質(zhì)在不同波長下的值是不同的。在最大吸收波

9、長max處的摩爾吸收系數(shù)，常以max表示。max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度。 （5）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。 105：超高靈敏； = (610）104 ：高靈敏； 0.8時，稀釋后測量； A0.8時，選擇光程小的吸收池； A0.2時，選擇光程大的吸收池。2020/10/1645透射比很小或很大時，濃度測量誤差都較大。待測溶液的透射比T在15%65%之間，或使吸光度A在0.20.8之間，才能保證測量的相對誤差較小。當A=0.434(或透射比T=36.8%)時，測量的相對誤差最小。 2020/10/1

10、646四、 參比溶液的選擇消除由吸收池壁及溶劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差，扣除干擾的影響。參比溶液選擇：a 試液及顯色劑均無色，蒸餾水作參比溶液。b 顯色劑為無色，被測試液中存在其他有色離子，用不加顯色劑的被測試液作參比溶液。c 顯色劑有顏色，可選擇不加試樣溶液的試劑空白作參比溶液。2020/10/1647d 顯色劑和試液均有顏色，可將一份試液加入適當掩蔽劑，將被測組分掩蔽起來，使之不再與顯色劑作用，而顯色劑及其他試劑均按試液測定方法加入，以此作為參比溶液，這樣就可以消除顯色劑和一些共存組分的干擾。e 改變加入試劑的順序，使被測組分不發(fā)生顯色反應，可以此溶液作為參比溶液消除干擾。2020/

11、10/1648五、 測量方法：標準曲線法定量依據(jù): A=ebc具體方法: 在選擇的實驗條件下,分別測量一系列不同含量的標準溶液的A;作標準曲線A-c;測量待測溶液的Ax;在標準曲線上查到與之相對應的被測物質(zhì)的含量cx。cAAxcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A52020/10/1649第六節(jié) 其他吸光光度法及吸光光度法的應用1 .示差吸光光度法2 .雙波長吸光光度法3 .弱酸和弱堿解離常數(shù)的測定4 .絡合物組成的測定2020/10/16501. 示差吸光光度法待測組分濃度過高或過低，吸光度超出了準確測定的讀數(shù)范圍。分類：高濃度示差吸光光度法、低濃度示差吸光光度法、精密示差吸光光度法20

12、20/10/1651（1）原理 參比溶液：比待測溶液濃度稍低的標準溶液吸光度差與濃度差成正比把空白溶液作為參比的稀溶液的標準曲線作為A和c的標準曲線;根據(jù)測得的A求出相應的c值;從cx=co+c可求出待測試液的濃度。AccxAx2020/10/1652 普通法： c0:T=10%；cx:T=5% 示差法： 參比:c0 ， c0 :T=100% 標尺擴展10倍 cx:T=50% （2）示差吸光光度法的誤差2020/10/16532. 雙波長吸光光度法（1）原理使兩束不同波長的單色光(1和2)交替地照射同一吸收池，測量并記錄兩者吸光度的差值(A1-A2) 。從分析波長的信號中扣除來自參比波長的信號

13、，消除各種干擾，得待測組分的含量。2020/10/1654定量依據(jù): A與c成正比只用一個吸收池,不需空白溶液作參比；需要兩個單色器獲得兩束單色光(1和2)；以參比波長2處的吸光度A2作為參比，來消除干擾。在分析渾濁或背景吸收較大的復雜試樣時顯示出很大的優(yōu)越性。靈敏度、選擇性、測量精密度等方面都比單波長法有所提高。2020/10/1655（2）雙波長吸光光度法的應用* 單組分的測定 ： 以絡合物吸收峰作測量波長， 參比波長：等吸收點的波長; 有色絡合物吸收曲線下端的某一波長；顯色劑的吸收峰的波長。* 兩組分共存時的分別測定：兩組分的吸收曲線互相重疊2020/10/1656以兩組分x和y的雙波長法測定為例：設：x為待測組分，y為干擾組分X在1和2的吸光度差為: Axy在1和2的吸光度差為: Ay則該體系的總吸光度差Ax+y = A x + A y 2020/10/1657測量波長1 、參比波長2的基本要求：選定的波長1和2處,干擾組分具有相同吸光度， Ay