吸光光法演示文稿

吸光光度法演示文稿*當(dāng)前第1頁\共有102頁\編于星期四\21點*優(yōu)選吸光光度法當(dāng)前第2頁\共有102頁\編于星期四\21點吸光光度法概述吸光光度法：基于物質(zhì)對光的選擇性吸收的分析方法

天津理工大學(xué)當(dāng)前第3頁\共有102頁\編于星期四\21點分類：比色法：以比較溶液顏色深淺，從而確定被測定組分含量的方法。比色法的準(zhǔn)確度和精密度受視力條件影響很大，一般相對誤差約在5％～20％的范圍。分光光度法：使用分光光度計進行測量,相對誤差約在2％～5％

可見分光光度法、紫外分光光度法、紅外分光光度法、熒光分光光度法天津理工大學(xué)當(dāng)前第4頁\共有102頁\編于星期四\21點特點：(1)具有較高的靈敏度，適用于微量組分的測定；(2)通常所測試液的濃度下限達(dá)10-5~10-6mol·L-1；(3)吸光光度法測定的相對誤差約為2%~5%；(4)測定迅速，儀器操作簡單，價格便宜，應(yīng)用廣泛；(5)幾乎所有的無機物質(zhì)和許多有機物質(zhì)的微量成分都能用此法進行測定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第5頁\共有102頁\編于星期四\21點電磁輻射按波長順序排列，稱電磁波譜。光是一種電磁波，具有波動性和微粒性人眼能感覺到的光稱為可見光。天津理工大學(xué)γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線電波當(dāng)前第6頁\共有102頁\編于星期四\21點(真空紫外)遠(yuǎn)紅外中紅外近紅外可見紫外遠(yuǎn)紫外10nm~200nm中層電子200nm

~400nm價電子400nm

~750nm價電子750nm~2.5m分子振動2.5m

~50m分子振動50m~300m分子轉(zhuǎn)動天津理工大學(xué)當(dāng)前第7頁\共有102頁\編于星期四\21點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(lán)、紫等不同顏色的單色光?！?.1吸光光度法基本原理

物質(zhì)對光的選擇性吸收天津理工大學(xué)當(dāng)前第8頁\共有102頁\編于星期四\21點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。能組成白光的兩種顏色的光叫補色光。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。天津理工大學(xué)當(dāng)前第9頁\共有102頁\編于星期四\21點表9-1物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補關(guān)系天津理工大學(xué)當(dāng)前第10頁\共有102頁\編于星期四\21點2吸收(absorption):當(dāng)白光通過某一有色溶液時，該溶液會選擇性地吸收某些波長的光而讓未被吸收的光透射過，透射光刺激人眼而使人感到顏色的存在，溶液呈現(xiàn)透射光的顏色，亦即呈現(xiàn)的是它吸收光的互補光的顏色。例如，KMnO4溶液選擇吸收了白光中的綠色(500~560nm)光，與綠色光互補的紫色光因未被吸收而透過溶液，所以KMnO4溶液呈現(xiàn)紫色。天津理工大學(xué)當(dāng)前第11頁\共有102頁\編于星期四\21點M+熱M+熒光或磷光M+

h

M

*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2

E=E2-

E1不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的量子化能級，能量差也不同。光的互補：藍(lán)黃分子、原子或離子具有不連續(xù)的量子化能級3物質(zhì)對光的吸收具有選擇性天津理工大學(xué)當(dāng)前第12頁\共有102頁\編于星期四\21點光子具有一定的能量Ｅ=h

=hc/λＥ為光的能量（爾格）；為頻率；λ為波長；h為普朗克常數(shù)；c為光速。僅當(dāng)照射光的光子能量與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)與激發(fā)態(tài)能量之差相當(dāng)時才能被吸收，不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的能量差，所以物質(zhì)對光的吸收具有選擇性。天津理工大學(xué)E=E2-E1

=h

當(dāng)前第13頁\共有102頁\編于星期四\21點4吸收曲線（吸收光譜）：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。描述了物質(zhì)對不同波長光的吸收能力。吸收峰和最大吸收波長max吸收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λmax表示。天津理工大學(xué)當(dāng)前第14頁\共有102頁\編于星期四\21點物質(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。天津理工大學(xué)當(dāng)前第15頁\共有102頁\編于星期四\21點（4）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。（5）在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測定最靈敏。（3）吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一；天津理工大學(xué)當(dāng)前第16頁\共有102頁\編于星期四\21點9.1.2光的吸收基本定律

──朗伯-比耳（Larnbert-Beer）定律1.朗伯—比耳定律吸光度與液層厚度

A∝b吸光度與物質(zhì)濃度A∝cA∝cb天津理工大學(xué)當(dāng)前第17頁\共有102頁\編于星期四\21點式中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：溶液的濃度，單位mol·L-１，g/La：吸收系數(shù)，朗伯—比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式A=abc

朗伯-比爾定律的適用條件1)單色光:

２)稀溶液：天津理工大學(xué)當(dāng)前第18頁\共有102頁\編于星期四\21點透光度T:描述入射光透過溶液的程度

T=I

/I0吸光度A與透射比T的關(guān)系:透光度T吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測定的依據(jù)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第19頁\共有102頁\編于星期四\21點比例常數(shù)a的幾種表示方法：吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)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，a的值隨著b和c的單位不同而不同。下面就介紹a的幾種不同的表示方法。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，其單位為L/g·cm天津理工大學(xué)當(dāng)前第20頁\共有102頁\編于星期四\21點當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度b的單位為cm時，叫“摩爾吸收系數(shù)”，用κ表示，其單位為L/mol·cm，此時：A=κ

bcκ表示的是當(dāng)c=1mol/L，b=1cm時，物質(zhì)對波長為λ的光的吸光度。κ表示吸光物質(zhì)對波長為λ的光的吸收能力。摩爾吸收系數(shù)越大，表示物質(zhì)對波長為λ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。

κ值可以從實驗中得到。天津理工大學(xué)當(dāng)前第21頁\共有102頁\編于星期四\21點（1）吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)；（2）不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時，κ僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測物濃度無關(guān)；（3）同一吸收物質(zhì)在不同波長下的κ值是不同的。在最大吸收波長λmax處的摩爾吸收系數(shù)κmax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(dá)到的最大靈敏度。

摩爾吸收系數(shù)κ的討論天津理工大學(xué)當(dāng)前第22頁\共有102頁\編于星期四\21點（4）可作為定性鑒定的參數(shù)；（5）物質(zhì)的吸光能力的度量

κmax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。κ

>105：超高靈敏；

κ

=(6～10）×104：高靈敏；

κ

=104～103：中等靈敏；

κ

<103：不靈敏。（6）κ在數(shù)值上等于濃度為1mol·L-1、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第23頁\共有102頁\編于星期四\21點9.1.3偏離比耳定律的原因1.現(xiàn)象

標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定未知溶液的濃度時發(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），這種現(xiàn)象稱為對朗伯—比耳定律的偏離。2.引起偏離的因素（兩大類）（1）物理性因素，

即儀器的非理想引起的；（2）化學(xué)性因素。天津理工大學(xué)當(dāng)前第24頁\共有102頁\編于星期四\21點物理性因素：難以獲得真正的純單色光。比爾定律只適用于單色光，但在實際測定中無論是用濾光片或棱鏡分光，只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對朗伯—比耳定律的正或負(fù)偏離。避免儀器偏離：首先要求入射光純度要高：應(yīng)選擇比較好的單色器。其次選擇波長范圍應(yīng)在吸收曲線斜率變化小的部位。天津理工大學(xué)當(dāng)前第25頁\共有102頁\編于星期四\21點討論：

選用譜帶a的復(fù)合光進行測量，得到右圖的工作曲線，A與c基本呈直線關(guān)系。選用譜帶b的復(fù)合光進行測量，κ的變化較大，則A隨波長的變化較明顯，得到的工作曲線明顯偏離線性。天津理工大學(xué)當(dāng)前第26頁\共有102頁\編于星期四\21點(2)化學(xué)性因素朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光粒子之間不發(fā)生相互作用；僅在稀溶液(c<10-2mol·L-1)時才基本符合。當(dāng)溶液濃度c>10-2

mol·L-1時，吸光粒子間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對光的吸收。

故：朗伯—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)、配合物的形成等化學(xué)平衡時。使吸光物質(zhì)的濃度發(fā)生變化。

例：CrO42-+2H+

=Cr2O72-+H2O天津理工大學(xué)當(dāng)前第27頁\共有102頁\編于星期四\21點§9.2光度計及其基本部件1.分光光度計天津理工大學(xué)當(dāng)前第28頁\共有102頁\編于星期四\21點分光光度計天津理工大學(xué)當(dāng)前第29頁\共有102頁\編于星期四\21點9.2.1

基本組成光源單色器吸收池檢測器顯示天津理工大學(xué)當(dāng)前第30頁\共有102頁\編于星期四\21點9.2.3

主要部件

1.光源要求：1提供足夠強度和穩(wěn)定的連續(xù)光2使用壽命長

可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在320～2500nm。

紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射180～375nm的連續(xù)光譜。天津理工大學(xué)當(dāng)前第31頁\共有102頁\編于星期四\21點2.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)。①入射狹縫：光源的光由此進入單色器；②準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：核心部分，起分光的作用。棱鏡或光柵天津理工大學(xué)當(dāng)前第32頁\共有102頁\編于星期四\21點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350~3200nm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。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。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第33頁\共有102頁\編于星期四\21點光柵天津理工大學(xué)當(dāng)前第34頁\共有102頁\編于星期四\21點3.吸收池吸收池（比色皿）用于盛放試液。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。天津理工大學(xué)當(dāng)前第35頁\共有102頁\編于星期四\21點吸收池要求：（1）匹配性（對光的吸收和反射應(yīng)一致）(2)吸收池經(jīng)過配對測試的(3)使用前后都要清洗干凈(4)已匹配好的吸收池不能用爐子或火焰干燥(5)只能接觸毛玻璃一側(cè)天津理工大學(xué)當(dāng)前第36頁\共有102頁\編于星期四\21點4.檢測系統(tǒng)

將光強度轉(zhuǎn)換成電流來進行測量。光電檢測器。要求：對測定波長范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)，產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照射于檢測器上的光強度成正比。(1)光電管天津理工大學(xué)當(dāng)前第37頁\共有102頁\編于星期四\21點(2)光電二極管陣列電容器再次充電的電量與每個二極管檢測到的光子數(shù)目成正比，而光子數(shù)又與光強成正比。通過測量整個波長范圍內(nèi)光強的變化就可得到吸收光譜。電容器充電電容器放電光照射再次充電測量周期天津理工大學(xué)當(dāng)前第38頁\共有102頁\編于星期四\21點分光光度計的類型：（一）單波長單光束分光光度計：0.575光源單色器吸收池檢測器顯示天津理工大學(xué)當(dāng)前第39頁\共有102頁\編于星期四\21點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。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第40頁\共有102頁\編于星期四\21點（二）單波長雙光束分光光度計比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器天津理工大學(xué)當(dāng)前第41頁\共有102頁\編于星期四\21點光源單色器單色器檢測器切光器狹縫吸收池（三）雙波長分光光度計：天津理工大學(xué)當(dāng)前第42頁\共有102頁\編于星期四\21點§9.3顯色反應(yīng)與條件的選擇在光度分析中將試樣中的待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的試劑叫顯色劑。顯色反應(yīng)一般分為兩大類：一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第43頁\共有102頁\編于星期四\21點

配位顯色反應(yīng)

當(dāng)金屬離子與有機顯色劑形成配合物時，通常會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強的紫外-可見吸收光譜氧化還原顯色反應(yīng)某些元素的氧化態(tài)，如Mn（Ⅶ）、Cr（Ⅵ）在可見光區(qū)能強烈吸收，可利用氧化還原反應(yīng)對待測離子進行顯色后測定。

例如：鋼中微量錳的測定，

2Mn2＋＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4＋+10SO42-＋16H+

將Mn2＋

氧化成紫紅色的MnO4＋后，在525nm處進行測定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第44頁\共有102頁\編于星期四\21點9.3.1顯色反應(yīng)的選擇：1．靈敏度要高：首先考慮的主要方面，κ在104-105。

2．選擇性要好：干擾較少或干擾易除去的3．有色化合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4．顯色劑在測定波長處無明顯吸收，兩種有色物最大吸收波長之差：“對比度”，要求△>60nm。5．反應(yīng)的條件要易于控制。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第45頁\共有102頁\編于星期四\21點9.3.2顯色劑無機顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。有機顯色劑：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、選擇性好、對比度大，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂III、PAR等。三苯甲烷類：鉻天青S、二甲酚橙等天津理工大學(xué)當(dāng)前第46頁\共有102頁\編于星期四\21點控制顯色條件，使顯色反應(yīng)完全和穩(wěn)定。（一）顯色劑用量：顯色反應(yīng)一般可用下式代表：M＋RMR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R的過量時，有利于反應(yīng)向右進行。9.3.3顯色反應(yīng)條件的選擇天津理工大學(xué)當(dāng)前第47頁\共有102頁\編于星期四\21點但要注意，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，一般是通過實驗來確定的。實驗方法為：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：天津理工大學(xué)

當(dāng)前第48頁\共有102頁\編于星期四\21點圖是吸光度與顯色劑用量關(guān)系的幾種情況。圖吸光度與顯色劑用量的關(guān)系

從三個圖中可以得到：

可以在a-b范圍內(nèi)選用的合適的，用量較寬

在a-b較窄的范圍內(nèi)，吸光度值較穩(wěn)定?？梢赃x用的用量較窄

表明隨著顯色劑用量的增加，吸光度也不斷增大。必須嚴(yán)格控制用量。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第49頁\共有102頁\編于星期四\21點（二）溶液酸度：

溶液的酸度對顯色反應(yīng)的影響是多方面的

:

例如由于顯色劑大多是有機弱酸，酸度影響顯色劑的離解，因而影響顯色劑反應(yīng)的完全程度。在相同實驗條件下，分別測定不同pH值條件下顯色溶液的吸光度。選擇曲線中吸光度較大且恒定的平坦區(qū)所對應(yīng)的pH范圍。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第50頁\共有102頁\編于星期四\21點（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(dá)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(dá)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。天津理工大學(xué)當(dāng)前第51頁\共有102頁\編于星期四\21點（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。而且還有一些有色配合物在室溫下要分解。天津理工大學(xué)當(dāng)前第52頁\共有102頁\編于星期四\21點（五）干擾離子的影響和消除方法：有的干擾離子本身有顏色，如Cu2＋（藍(lán)）、Co2＋（紅）、Cr3（綠）、Fe3＋（黃）；有的與試劑生成有色配合物，如硅鉬藍(lán)法測Si時，P、As也與鉬酸銨生成雜多酸且同時被還原成鉬藍(lán)干擾測定；有的與試劑或被測離子生成更穩(wěn)定化合物，使被測離子配位不完全等。因此，對與一個新的比色方法的提出，往往必須做干擾離子試驗。天津理工大學(xué)當(dāng)前第53頁\共有102頁\編于星期四\21點干擾的消除（1）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（2）選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾

用磺基水楊酸測定Fe3+離子時,Cu2+與試劑形成黃色絡(luò)合物,干擾測定，但如控制pH在2.5左右，Cu2+則不與試劑反應(yīng)。（3）分離干擾離子天津理工大學(xué)當(dāng)前第54頁\共有102頁\編于星期四\21點考試時間12月28日（18周周三）16:10-18:10當(dāng)前第55頁\共有102頁\編于星期四\21點§9.4吸光度測量條件的選擇9.4.1選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL一般應(yīng)該選擇λmax為入射光波長1在此波長處摩爾吸收系數(shù)值最大，使測定有較高的靈敏度。2在此波長處的一個較小的范圍內(nèi)，吸光度變化不大，不會造成對比爾定律的偏離，使測定有較高的準(zhǔn)確度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第56頁\共有102頁\編于星期四\21點如果λmax處有共存組分干擾時，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長。

如圖選500nm波長測定，靈敏度雖有所下降，卻消除了干擾，提高了測定的準(zhǔn)確度和選擇性。天津理工大學(xué)當(dāng)前第57頁\共有102頁\編于星期四\21點9.4.2參比溶液的選擇為什么需要使用參比溶液？消除因溶劑和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素對透光率的干擾

測得的的吸光度真正反映待測溶液吸光強度。選擇參比溶液所遵循的一般原則：⑴若僅待測組分與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物在測定波長處有吸收，其他所加試劑均無吸收，用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤?；天津理工大學(xué)當(dāng)前第58頁\共有102頁\編于星期四\21點⑵若顯色劑或其他所加試劑在測定波長處略有吸收,用“試樣空白”(不加試樣溶液)作參比溶液；⑶若待測試液其他組分在測定波長處有吸收，而顯色劑等無吸收，則可用“顯色劑空白”(不加顯色劑)作參比溶液；⑷若顯色劑、試液中其他組分在測量波長處有吸收,則可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測組分掩蔽后再加顯色劑，作為參比溶液。天津理工大學(xué)當(dāng)前第59頁\共有102頁\編于星期四\21點9.4.3吸光度讀數(shù)范圍的選擇不同的吸光度讀數(shù)，產(chǎn)生的誤差大小不同：

－lgT=κbc微分：－dlgT＝－0.434dlnT=-0.434T-1dT=κbdc兩式相除得：Δc/c不僅與儀器的透射比誤差ΔT有關(guān)，而且與其透射比讀數(shù)T的值也有關(guān)。是否存在最佳讀數(shù)范圍？何值時誤差最小？天津理工大學(xué)當(dāng)前第60頁\共有102頁\編于星期四\21點最佳讀數(shù)范圍與最佳值:設(shè)：ΔT=1%，Δc/c~T關(guān)系曲線T在10%～70%（A在）之間時,濃度相對誤差較小，濃度相對誤差最小時的透射比Tmin為：

Tmin＝36.8%,A＝0.434

通過改變吸收池厚度或待測液濃度，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低含量物質(zhì)的測定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第61頁\共有102頁\編于星期四\21點例1鄰二氮菲光度法測鐵，c(Fe)=1.0mg/L,b=2cm,A=0.38，計算解：

cFe=1.0mg/L=1.0×10-3/55.85=1.8×10-5mol/L天津理工大學(xué)當(dāng)前第62頁\共有102頁\編于星期四\21點§9.5吸光光度法的應(yīng)用9.5.1普通分光光度法1.單組分的測定

A-c

標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測定。2.多組分的同時測定

⑴各組分的吸收曲線不重疊

⑵各組分的吸收曲線互有重疊根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出各組分的含量。

Aλ1

=κaλ1

bca＋κbλ1bcb

Aλ2

=κaλ2

bca＋κbλ2bcb

天津理工大學(xué)當(dāng)前第63頁\共有102頁\編于星期四\21點9.5.2高含量組分的測定──示差法設(shè)：待測溶液濃度為cx，標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度cs，cs<cx)作為參比溶液。則：

Ax=κb

cx

As=κbcsＡr

=Ａx－Ａs=κb(cx－cs）=κbΔc繪制Ar~Δc工作曲線，再根據(jù)cx=cs+Δc計算試樣濃度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第64頁\共有102頁\編于星期四\21點示差法為什么能較準(zhǔn)確地測定高濃度組分呢？普通光度法:

cs:Ts=10%，cx:Tx=5%，示差法:

cs:Ts=100%，cx:Tr=50%，

透射比讀數(shù)標(biāo)尺擴大了十倍。讀數(shù)落入適宜讀數(shù)范圍內(nèi)，提高了測量的準(zhǔn)確度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第65頁\共有102頁\編于星期四\21點示差法的濃度相對誤差：

隨著參比溶液濃度增加，即Ts減小，濃度相對誤差減小。示差法要求儀器光源有足夠的發(fā)射強度或能增大光電流放大倍數(shù)，以便能調(diào)節(jié)參比溶液透射比為100%。天津理工大學(xué)當(dāng)前第66頁\共有102頁\編于星期四\21點9.5.3光度滴定

光度測量用來確定滴定終點。靈敏，并可克服目視滴定法中的干擾。終點由直線外推法得到，可用于平衡常數(shù)較小的滴定反應(yīng)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第67頁\共有102頁\編于星期四\21點9.5.4酸堿離解常數(shù)的測定用于測定對光有吸收的弱酸（堿）的離解常數(shù)。

HL=H++L-

(1)配制一系列總濃度(c)相等，而pH不同的HL溶液(2)測定各溶液的pH值。(3)在酸式(HL)或堿式(L-)最大吸收波長處，測吸光度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第68頁\共有102頁\編于星期四\21點根據(jù)分布系數(shù)的概念(4)假設(shè)高酸度時，弱酸全部以酸式形式存在，則:

AHL=κHLc(5)在低酸度時，弱酸全部以堿式形式存在，則:

AL=κLc天津理工大學(xué)當(dāng)前第69頁\共有102頁\編于星期四\21點光度法測定一元弱酸離解常數(shù)的基本公式。天津理工大學(xué)當(dāng)前第70頁\共有102頁\編于星期四\21點9.5.5配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定摩爾比法

M+nL=MLn(1)測定金屬離子濃度cM固定，而配位體濃度cL逐漸改變的不同溶液的吸光度。作圖(2)當(dāng)cL/cM＜n時，配位不完全當(dāng)cL/cM＞n時，配位完全天津理工大學(xué)當(dāng)前第71頁\共有102頁\編于星期四\21點9.5.6雙波長分光光度法兩束光交替照射：試液本身作參比液。主要應(yīng)用：(1)多組分混合物的測定(2)混濁樣品的測定(3)反應(yīng)動力學(xué)過程研究天津理工大學(xué)當(dāng)前第72頁\共有102頁\編于星期四\21點儀器分析實驗時間安排化工1班8,10,14,16,18周周五下午1點化工2班7,9,11,13,15周周五下午1點化工3班8,10,12，14,16周周六下午1點化工4班7,9,11,13,15周周六下午1點天津理工大學(xué)當(dāng)前第73頁\共有102頁\編于星期四\21點§9.6紫外吸收光譜法簡介

9.6.1有機化合物電子躍遷的類型

有機化合物的紫外吸收光譜是由于分子中的價電子（σ、π、n電子）躍遷產(chǎn)生的?！存I軌道。外層電子均處于分子軌道的基態(tài)(成鍵或非鍵軌道)。外層電子吸收紫外或可見輻射后，從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。四種躍遷:

n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊天津理工大學(xué)當(dāng)前第74頁\共有102頁\編于星期四\21點1.σ→σ＊躍遷

所需能量最大。飽和烴（C-C鍵和C-H鏈）的吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(λmax<200nm，只能被真空紫外分光光度計檢測到)。甲烷的λmax為125nm,乙烷λmax為135nm。天津理工大學(xué)當(dāng)前第75頁\共有102頁\編于星期四\21點2.n→σ＊躍遷所需能量較大。在近紫外端200nm附近。飽和烴衍生物(含N、O、S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*躍遷的λmax分別為173nm、183nm和227nm。天津理工大學(xué)當(dāng)前第76頁\共有102頁\編于星期四\21點3.π→π＊躍遷雙鍵或三鍵躍遷上的價電子躍遷到π＊形成的躍遷，所需能量較小，吸收峰大都處在近紫外區(qū)，κmax>104L·mol-1·cm-1，強吸收。乙烯κmax:1×104L·mol-1·cm-1共軛烯炔中的π→π＊躍遷的吸收峰稱K吸收帶。天津理工大學(xué)當(dāng)前第77頁\共有102頁\編于星期四\21點4.n→π＊

躍遷含雜原子不飽和基團（—C≡N，C＝O），需能量最低，吸收波長λmax>200nm，譜帶強度弱，摩爾吸收吸數(shù)小，10～100L·mol-1·cm-1，強度較弱。分子中孤對電子和π鍵同時存在時發(fā)生n→π＊

躍遷。丙酮n→π＊

λmax

為280nm,κmax為22L·mol-1·cm-1天津理工大學(xué)當(dāng)前第78頁\共有102頁\編于星期四\21點影響紫外吸收光譜的因素1溶劑的影響：溶劑極性的變化會改變光譜形狀(精細(xì)結(jié)構(gòu))和吸收波長。極性大的溶劑會使π→π*躍遷譜帶紅移；使n→π*躍遷譜帶向藍(lán)移。由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同；在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第79頁\共有102頁\編于星期四\21點天津理工大學(xué)當(dāng)前第80頁\共有102頁\編于星期四\21點紅移與藍(lán)移

有機化合物的吸收譜帶常常因改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLλmax和吸收強度發(fā)生變化。λmax向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱為藍(lán)移(或紫移)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第81頁\共有102頁\編于星期四\21點

max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)*230238237243n*329315309305溶劑對λmax影響：n-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓，藍(lán)移；π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑，紅移天津理工大學(xué)當(dāng)前第82頁\共有102頁\編于星期四\21點改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。

1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮

當(dāng)溶劑的極性由非極性改變到極性溶劑時，吸收帶精細(xì)結(jié)構(gòu)消失，變向平滑。天津理工大學(xué)當(dāng)前第83頁\共有102頁\編于星期四\21點溶劑pH值的影響：具有酸或堿性基團時影響較大。苯胺λmax

（乙醇）230nm,稀酸203nm3空間效應(yīng)的影響：存在空間阻礙，影響了較大共軛體系的生成，則吸收波長λmax較短，κ小。天津理工大學(xué)當(dāng)前第84頁\共有102頁\編于星期四\21點9.6.3紫外吸收光譜法的應(yīng)用利用Woodward經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長，與實測值比較。比較吸收光譜制作試樣的吸收曲線并與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對照；如果完全相同，含有相同的生色團。λmaxεmax天津理工大學(xué)一、定量分析二、定性分析當(dāng)前第85頁\共有102頁\編于星期四\21點天津理工大學(xué)當(dāng)前第86頁\共有102頁\編于星期四\21點天津理工大學(xué)當(dāng)前第87頁\共有102頁\編于星期四\21點天津理工大學(xué)當(dāng)前第88頁\共有102頁\編于星期四\21點天津理工大學(xué)當(dāng)前第89頁\共有102頁\編于星期四\21點三、結(jié)構(gòu)分析天津理工大學(xué)當(dāng)前第90頁\共有102頁\編于星期四\21點順反異構(gòu)體的確定

順式異構(gòu)體的最大吸收波長小于反式順式肉桂酸：λmax=280nm；εmax=13500共平面產(chǎn)生最大共軛效應(yīng)，εmax大反式：λmax=295nm；εmax=7000天津理工大學(xué)當(dāng)前第91頁\共有102頁\編于星期四\21點①化合物本身無吸收。乙醇中的苯（256nm有吸收，說明含苯）②化合物本身有吸收。在λmax處測

ε′max與文獻中理論值比較εmax

純度四、純度檢查天津理工大學(xué)當(dāng)前第92頁\共有102頁\編于星期四\21點常用術(shù)語１生色團：能吸收紫外-可見光的基團叫生色團

最有用的紫外-可見光譜是由π→π＊和n→π＊躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機物分子中含有不飽和基團。這類含有π鍵的不飽和基團稱為生色團。簡單的生色團由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C三N等。注：當(dāng)出現(xiàn)幾個生色團共軛，則幾個生色團所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長將比單個生色團的吸收波長長，強度也增強天津理工大學(xué)當(dāng)前第93頁\共有102頁\編于星期四\21點２助色團：本身無紫外吸收，但可以使生色團吸收峰加強同時使吸收峰長移的基團。對有機化合物：主要為連有雜原子的飽和基團例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X助色團本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但當(dāng)它們與生色團相連時