1、HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 第第6 6章章 吸光光度法吸光光度法學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：1.掌握吸光光度法的有關(guān)概念；掌握吸光光度法的有關(guān)概念；2.掌握光的吸收定律及其適用范圍；掌握光的吸收定律及其適用范圍；3.掌握分光光度法的分析方法；掌握分光光度法的分析方法；4.了解顯色反應(yīng)及其條件的選擇；了解顯色反應(yīng)及其條件的選擇；5.了解分光光度法儀器測(cè)量的誤差及測(cè)量條件了解分光光度法儀器測(cè)量的誤差及測(cè)量條件的選擇；的選擇；6.了解分光光度法的特點(diǎn)及某些應(yīng)用。了解分光光度法的特點(diǎn)及某些應(yīng)用。HEB

2、EI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 6.1概述概述 c1c2c3c4cx有色物質(zhì)溶液顏色與溶液中有色物有色物質(zhì)溶液顏色與溶液中有色物質(zhì)濃度有關(guān)質(zhì)濃度有關(guān)觀察方向觀察方向HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 吸光光度法：物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建吸光光度法：物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的分析方法。立起來的分析方法。 分光光度法分光光度法HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College o

3、f Chemistry & Material Science 儀器：儀器：分光光度計(jì)分光光度計(jì)測(cè)定：吸收光譜曲線測(cè)定：吸收光譜曲線定性、定量分析定性、定量分析HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 20.1.1 光度分析法的特點(diǎn)光度分析法的特點(diǎn)（1靈敏度高靈敏度高 測(cè)微量、痕量組分分析，測(cè)微量、痕量組分分析，下限可達(dá)下限可達(dá)10-4%10-5%或或10-310-6 molL1。（2較高的準(zhǔn)確度較高的準(zhǔn)確度 比色法的相對(duì)誤差為比色法的相對(duì)誤差為5%10%，分光光度法為，分光光度法為25，可滿

4、足，可滿足微量分析的要求。若使用精密度高的儀器，微量分析的要求。若使用精密度高的儀器，誤差可達(dá)誤差可達(dá)1%2%。（3操作簡(jiǎn)便、儀器簡(jiǎn)單。操作簡(jiǎn)便、儀器簡(jiǎn)單。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science20.1.2 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收光是一種電磁波，按波長(zhǎng)排列，光是一種電磁波，按波長(zhǎng)排列，可得電磁波譜表?？傻秒姶挪ㄗV表。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 表表6-16-1電磁波譜范圍

5、表電磁波譜范圍表 P214P214光譜名稱光譜名稱波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍躍遷類型躍遷類型分析方法分析方法X 射射 線線10-110nmK和和L層電子層電子X射線光譜法射線光譜法遠(yuǎn)紫外光遠(yuǎn)紫外光10200nm中層電子中層電子真空紫外光度法真空紫外光度法近紫外光近紫外光200400nm價(jià)電子價(jià)電子紫外光度法紫外光度法可可 見見 光光400750nm價(jià)電子價(jià)電子比色及可見光度法比色及可見光度法近紅外光近紅外光0.752.5m分子振動(dòng)分子振動(dòng)近紅外光譜法近紅外光譜法中紅外光中紅外光2.55.0m分子振動(dòng)分子振動(dòng)中紅外光譜法中紅外光譜法遠(yuǎn)紅外光遠(yuǎn)紅外光5.0100m分子轉(zhuǎn)動(dòng)和低位振動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)和低位振動(dòng)遠(yuǎn)紅外光

6、譜法遠(yuǎn)紅外光譜法微微 波波0.1100cm分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)微波光譜法微波光譜法無線電波無線電波11000m分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)核磁共振光譜法核磁共振光譜法HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 近紫外：近紫外：200-400nm可見光：可見光：人眼能感覺到的波長(zhǎng)人眼能感覺到的波長(zhǎng)400-750nm的光。的光。白光：由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫光白光：由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫光按一定比例混合而成的復(fù)合光。按一定比例混合而成的復(fù)合光。比色分析及可見光區(qū)吸光光度法：比色分析及可見光區(qū)吸光光度法：物質(zhì)分子

7、或離子對(duì)可見區(qū)域光的吸收。物質(zhì)分子或離子對(duì)可見區(qū)域光的吸收。波段：波段： 400-750nmHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 單色光：同一波長(zhǎng)的光。單色光：同一波長(zhǎng)的光。 = 500nm，綠光，綠光復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光。復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光?；パa(bǔ)色光：兩種光按一定比例混合可得到互補(bǔ)色光：兩種光按一定比例混合可得到白光，這兩種單色光

8、稱為互補(bǔ)色光。白光，這兩種單色光稱為互補(bǔ)色光。見表見表20-2。 /nm 顏色顏色 互補(bǔ)光互補(bǔ)光 400-450紫黃綠 450-480藍(lán)藍(lán)黃黃 480-490綠藍(lán)綠藍(lán)橙橙 490-500藍(lán)綠藍(lán)綠紅紅 500-560綠綠紅紫紅紫 560-580黃綠黃綠紫紫 580-600黃黃藍(lán)藍(lán) 600-650橙橙綠藍(lán)綠藍(lán) 650-750紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠 不同顏色的可見光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光不同顏色的可見光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College o

9、f Chemistry & Material Science 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收顏色與光的關(guān)系：顏色與光的關(guān)系：白光全吸收白光全吸收白光全透過白光全透過吸收黃光吸收黃光HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 看到的是固體物質(zhì)反射或溶液透射的光?？吹降氖枪腆w物質(zhì)反射或溶液透射的光。物質(zhì)溶液吸收的光是反射或透射光物質(zhì)溶液吸收的光是反射或透射光的互補(bǔ)光。的互補(bǔ)光。溶液顏色的深淺，取決于溶液中吸光溶液顏色的深淺，取決于溶液中吸光物質(zhì)濃度的高低。物質(zhì)濃度的高低。物質(zhì)的顏色：物質(zhì)

10、對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)的顏色：物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 為什么物質(zhì)對(duì)光呈現(xiàn)選擇吸收？為什么物質(zhì)對(duì)光呈現(xiàn)選擇吸收？單一吸光物質(zhì)的分子或離子只有有限單一吸光物質(zhì)的分子或離子只有有限數(shù)量電子能級(jí)的緣故。數(shù)量電子能級(jí)的緣故。hcEh 同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光表現(xiàn)出不同同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光表現(xiàn)出不同 的吸收能力。如：溶液呈現(xiàn)顏色的吸收能力。如：溶液呈現(xiàn)顏色 不同的物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收性質(zhì)不同。不同的物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收性質(zhì)不同。 KMnO4 紫紅色紫紅色 K2Cr2O7 橙

11、色橙色物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收：物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收：HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science光選擇吸收的性質(zhì)：反映了分子內(nèi)部結(jié)光選擇吸收的性質(zhì)：反映了分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，各物質(zhì)分子能級(jí)千差萬別，構(gòu)的差異，各物質(zhì)分子能級(jí)千差萬別，內(nèi)部各能級(jí)間的間隔也不相同。內(nèi)部各能級(jí)間的間隔也不相同。有色溶液：目視比色法分析有色溶液：目視比色法分析 吸光光度法吸光光度法HEBEI NORM

12、AL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science無色溶液對(duì)光有吸收？無色溶液對(duì)光有吸收？醋酸水溶液：吸收一定波長(zhǎng)的紫外光，醋酸水溶液：吸收一定波長(zhǎng)的紫外光，吸光光度法測(cè)定。吸光光度法測(cè)定。190 200 210 220 230 240 250 260 2700.00.20.40.60.81.01.2Absorbance W avelength /nm吸收光譜曲線吸收光譜曲線 將各種波長(zhǎng)的單色光依次通過一定將各種波長(zhǎng)的單色光依次通過一定濃度的濃度的(有色有色)溶液，并測(cè)定每一波長(zhǎng)下有色溶液，并測(cè)定每一波長(zhǎng)下有色溶液對(duì)光的吸收程度

13、溶液對(duì)光的吸收程度()。以波長(zhǎng)以波長(zhǎng)( )為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)作圖，為縱坐標(biāo)作圖，得到的曲線，稱吸收光譜曲線。得到的曲線，稱吸收光譜曲線。 最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng)max ： 光吸收程度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。光吸收程度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science不同濃度不同濃度KMnO4 的吸收光譜曲的吸收光譜曲線線濃度不同，不同，濃度不同，不同，max不變。不變。、 max是定性、是定性、定量分析參數(shù)定量分析參數(shù)HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College

14、 of Chemistry & Material Science 20.2 光吸收基本定律光吸收基本定律20.2.1 朗伯朗伯-比爾定律比爾定律I0IrItIaI0 = Ir + It + IaI0 = It + IaT透光率透射比）透光率透射比）0tIT =IA 吸光度吸光度HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT朗伯定律朗伯定律17601760年）：光吸收與溶液液年）：光吸收與溶液液層厚度成正比層厚度成正比比爾定律比爾定律1

15、8521852年）：光吸收與溶液濃年）：光吸收與溶液濃度成正比度成正比當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時(shí)，當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液中吸光物質(zhì)的濃度及溶液的吸光度與溶液中吸光物質(zhì)的濃度及溶液的厚度成正比溶液的厚度成正比朗伯比爾定律朗伯比爾定律光吸收基本定律：定量依據(jù)光吸收基本定律：定量依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)：數(shù)學(xué)表達(dá)：Alg(1/T)=KbcK:比例常數(shù)，比例常數(shù)，b:溶液厚度，溶液厚度，c:溶液濃度溶液濃度朗伯朗伯-比爾定律比爾定律HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science K

16、：與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)及溫度：與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)及溫度有關(guān)，稱為吸光系數(shù)或吸收系數(shù)。有關(guān)，稱為吸光系數(shù)或吸收系數(shù)。與吸光物質(zhì)的濃度、吸收池的厚度、材料與吸光物質(zhì)的濃度、吸收池的厚度、材料無關(guān)。無關(guān)。 K取值與單位取決于取值與單位取決于c、b的單位：的單位： HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science當(dāng)當(dāng) c c：mol/Lmol/L，b b：cm cm ，用用表示，摩爾吸收系數(shù)表示，摩爾吸收系數(shù) Lmol-1cm-1Lmol-1cm-1 A Alg(1/T)=bclg(1/T)=bc

17、當(dāng)當(dāng) c c：g/Lg/L，b b：cm cm ，用用a a表示，吸收系數(shù)表示，吸收系數(shù) Lg-1cm-1Lg-1cm-1 A Alg(1/T)=abclg(1/T)=abc HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science光度法靈敏度光度法靈敏度的物理意義：的物理意義：是各種吸光物質(zhì)在特定是各種吸光物質(zhì)在特定波長(zhǎng)下的一個(gè)特征常數(shù)。波長(zhǎng)下的一個(gè)特征常數(shù)。數(shù)值上等于數(shù)值上等于1cm的溶液厚度中吸光物質(zhì)濃度的溶液厚度中吸光物質(zhì)濃度為為1 molL-1時(shí)的吸光度。吸光能力量度。時(shí)的吸光度。吸光能力量度?？杀硎撅@色

18、反應(yīng)的靈敏度?？杀硎撅@色反應(yīng)的靈敏度。是有色化合物的重要特性。定性參數(shù)。是有色化合物的重要特性。定性參數(shù)。 愈大，表示該物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)的光吸收能愈大，表示該物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)的光吸收能力愈強(qiáng)，光度測(cè)定的靈敏度就越高。反映力愈強(qiáng)，光度測(cè)定的靈敏度就越高。反映靈敏度。靈敏度。值不能直接取值不能直接取1mol/L 這樣高濃度的有色這樣高濃度的有色溶液來測(cè)量，而只能通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算求溶液來測(cè)量，而只能通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算求得。得。P398 例題例題 Alg(1/T)= bc A=0.390 b=2 c=1.0mg/L=1.010-3/55.85 =1.810-5mol/L =A/bc=0.390/21.810-5

19、 =1.1104Lmol-1cm-1HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 桑德爾靈敏度桑德爾靈敏度SS：儀器的檢測(cè)極限為：儀器的檢測(cè)極限為A=0.001時(shí)，單時(shí)，單位截面積光程內(nèi)所能檢測(cè)出來的吸光位截面積光程內(nèi)所能檢測(cè)出來的吸光物質(zhì)的最低含量，單位為物質(zhì)的最低含量，單位為gcm-2。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science A=0.001，A = 0.001 = bc ， mol/Lcm(mol/10

20、00cm3)cm6101000MbcS001. 0bC）（2cmgMSS與與的關(guān)系的關(guān)系例例 已知雙硫腙光度法測(cè)已知雙硫腙光度法測(cè)Cd2+時(shí)時(shí) 520=8.8104，求桑德爾靈敏度，求桑德爾靈敏度 MCd=112.4S越小，靈敏度越高。越小，靈敏度越高。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 20.2.2 吸光度的加和性吸光度的加和性溶液中多種組分，都對(duì)某溶液中多種組分，都對(duì)某光有吸收光有吸收各吸光組分彼此不作用：各吸光組分彼此不作用： A= A1+ A2+ An吸光度的加和性。該規(guī)律可用于多組分

21、吸光度的加和性。該規(guī)律可用于多組分的測(cè)定。的測(cè)定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 20.2.3 對(duì)朗伯對(duì)朗伯-比爾定律的偏離比爾定律的偏離 A = kbcA對(duì)對(duì)c作圖，應(yīng)為一通過原點(diǎn)的直線，作圖，應(yīng)為一通過原點(diǎn)的直線，稱為工作曲線或稱標(biāo)準(zhǔn)曲線）。稱為工作曲線或稱標(biāo)準(zhǔn)曲線）。有時(shí)會(huì)在工作曲線的高濃度端發(fā)生偏離。有時(shí)會(huì)在工作曲線的高濃度端發(fā)生偏離。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 偏離比耳定

22、律的原因主要有：偏離比耳定律的原因主要有： 1.比耳定律的局限性比耳定律的局限性假設(shè)了吸光粒子之間無相互作用，因此僅在假設(shè)了吸光粒子之間無相互作用，因此僅在稀溶液的情況下適用。稀溶液的情況下適用。溶液濃度較高溶液濃度較高c0.01 molL-1 ）時(shí)，吸）時(shí)，吸光粒子之間平均距離縮小，可能存在相互作光粒子之間平均距離縮小，可能存在相互作用，其對(duì)光吸收的能力會(huì)改變。因此，高濃用，其對(duì)光吸收的能力會(huì)改變。因此，高濃度時(shí)，度時(shí)，A與與c的線性關(guān)系發(fā)生偏離。一般適的線性關(guān)系發(fā)生偏離。一般適用于小于用于小于0.01 mol/L稀溶液。稀溶液。 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, Colle

23、ge of Chemistry & Material Science 2.非單色入射光引起的偏離非單色入射光引起的偏離 朗伯朗伯- 比耳定律僅適用于單色光。比耳定律僅適用于單色光。一般儀器單色器所獲得的光是有一定波一般儀器單色器所獲得的光是有一定波長(zhǎng)范圍的復(fù)合光，這些非單色光會(huì)引起長(zhǎng)范圍的復(fù)合光，這些非單色光會(huì)引起對(duì)比爾定律的偏離。這并不是定律不正對(duì)比爾定律的偏離。這并不是定律不正確，而是由于儀器條件的限制所造成的。確，而是由于儀器條件的限制所造成的。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science

24、 設(shè)入射光由設(shè)入射光由1 1 和和 2 2 組成，入組成，入射光強(qiáng)度為射光強(qiáng)度為I01I01和和I02 I02 ，對(duì)應(yīng)透過，對(duì)應(yīng)透過光強(qiáng)為光強(qiáng)為I1I1和和I2I2。bCIIbCIITA10lglg00HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science1201020102120102lglg1010bcbcIIIIAIIII1= 2 Ac 線性關(guān)系線性關(guān)系12 Ac 偏離偏離 線性關(guān)系線性關(guān)系1、 2 相差越大，偏離越嚴(yán)重相差越大，偏離越嚴(yán)重HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College o

25、f Chemistry & Material Science選擇較純單色光選擇較純單色光，單色性，單色性） 選選maxmax作為測(cè)定波長(zhǎng)作為測(cè)定波長(zhǎng)，SS且成線性）且成線性）HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 控制

26、溶液酸度為酸性控制溶液酸度為酸性HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 比色法和分光光度法及其儀器比色法和分光光度法及其儀器目視比色法目視比色法c1c2c3c4 cx=c2或或cx=(c1+c2)/2。方便、靈敏，準(zhǔn)確度差，常帶有主觀誤差。方便、靈敏，準(zhǔn)確度差，常帶有主觀誤差。cx觀察方向觀察方向 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College

27、 of Chemistry & Material Science分光光度計(jì)分光光度計(jì)光光 源源 單色器單色器 吸收池吸收池 檢測(cè)器檢測(cè)器 顯示裝置顯示裝置 I0IrItIaHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science光源：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光光源：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠的光強(qiáng)度，穩(wěn)定。譜，有足夠的光強(qiáng)度，穩(wěn)定?？梢姽鈪^(qū)：鎢燈，碘鎢燈可見光區(qū)：鎢燈，碘鎢燈(3202500nm)HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry &

28、 Material Science 單色器：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色器：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的裝置稱為色散原件，單色光的裝置稱為色散原件，由入射狹縫、出射狹縫和準(zhǔn)直鏡組成由入射狹縫、出射狹縫和準(zhǔn)直鏡組成單色器。棱鏡單色器。棱鏡: :玻璃玻璃3503200nm, 3503200nm, 石英石英1854000nm1854000nm光柵光柵: :波長(zhǎng)范圍寬波長(zhǎng)范圍寬, , 色散均勻色散均勻, ,分辨性能好分辨性能好, , 使用方便。使用方便。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 棱鏡

29、：依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過棱鏡時(shí)折射率不同棱鏡：依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過棱鏡時(shí)折射率不同單色器單色器入射狹縫入射狹縫準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直透鏡棱鏡棱鏡聚焦透鏡聚焦透鏡出射狹縫出射狹縫白光白光紅紅紫紫112 2800 600 500400HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science光柵：在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬光柵：在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬 度等間距條痕度等間距條痕(600、1200、2400條條/mm )。原理：利用光通過光柵時(shí)發(fā)生衍原理：利用光通過光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光。射和干涉現(xiàn)象而分光。HE

30、BEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science吸收池：吸收池：( (比色皿比色皿) )用于盛待測(cè)及參比溶液。用于盛待測(cè)及參比溶液。 可見光區(qū)：光學(xué)玻璃池可見光區(qū)：光學(xué)玻璃池 紫外區(qū)：紫外區(qū)： 石英池石英池留意：透光面垂直于光束方向，并保持比色皿留意：透光面垂直于光束方向，并保持比色皿的光潔。的光潔。檢測(cè)器：利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換檢測(cè)器：利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換成電流訊號(hào)。成電流訊號(hào)。光電池，光電管，光電倍增管光電池，光電管，光電倍增管HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of C

31、hemistry & Material Science檢測(cè)器檢測(cè)器Seh硒光電池硒光電池Ag、Au結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，易疲勞。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，易疲勞。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 光電管光電管紅敏管紅敏管 625-1000 nm藍(lán)敏管藍(lán)敏管 200-625 nm靈敏度高，光敏范圍廣，不易疲勞。靈敏度高，光敏范圍廣，不易疲勞。90V DC直流放大直流放大陰極陰極R-+光束光束e陽極絲陽極絲Ni）抽真空抽真空HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chem

32、istry & Material Science讀數(shù)指示器：將光電流或放大信號(hào)顯示或讀數(shù)指示器：將光電流或放大信號(hào)顯示或記錄下來。記錄下來。低檔儀器：刻度顯示低檔儀器：刻度顯示中高檔儀器：數(shù)字顯示，計(jì)算機(jī)自動(dòng)掃描中高檔儀器：數(shù)字顯示，計(jì)算機(jī)自動(dòng)掃描記錄記錄HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 上刻度：上刻度：A 下刻度：下刻度：T兩者關(guān)系兩者關(guān)系IIITAlg100lglglg0T=65% A=lg100-lg65=0.187HEBEI NORMAL UNIVERSITY, Colleg

33、e of Chemistry & Material Science讀數(shù)時(shí)，應(yīng)讀讀數(shù)時(shí)，應(yīng)讀A A，因，因A A與與C C成正比。成正比。 TC TC 指數(shù)關(guān)系指數(shù)關(guān)系HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science20.4 顯色反應(yīng)與顯色條件的選擇顯色反應(yīng)與顯色條件的選擇能使被測(cè)物質(zhì)生成有色化合物的反應(yīng)，能使被測(cè)物質(zhì)生成有色化合物的反應(yīng)，叫顯色反應(yīng)，所用的試劑為顯色劑。叫顯色反應(yīng)，所用的試劑為顯色劑。使用顯色反應(yīng)的必要性：待測(cè)物質(zhì)本身使用顯色反應(yīng)的必要性：待測(cè)物質(zhì)本身無色或顏色很淺無色或顏色很淺顯色

34、反應(yīng)的類型：氧化還原反應(yīng)、配位顯色反應(yīng)的類型：氧化還原反應(yīng)、配位反應(yīng)。反應(yīng)。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceNNFe2+3HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science M + nR = MRn被測(cè)離子被測(cè)離子 顯色劑顯色劑 有色配合物有色配合物1.靈敏度高，有色物質(zhì)的靈敏度高，有色物質(zhì)的值一般應(yīng)為值一般應(yīng)為104105 L mol1 cm1 ；2.選擇性好，只與被測(cè)組分顯色，干擾少；選擇性好，只與被測(cè)

35、組分顯色，干擾少； 3.有色配合物組成一定，性質(zhì)穩(wěn)定；有色配合物組成一定，性質(zhì)穩(wěn)定；20.4.1 對(duì)顯色反應(yīng)的要求對(duì)顯色反應(yīng)的要求HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science4.4.有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大。通常用大。通常用“反襯度或反襯度或“對(duì)比度表示，對(duì)比度表示，對(duì)比度一般應(yīng)大于對(duì)比度一般應(yīng)大于60 nm60 nm。maxmaxRMRHEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material

36、Science20.4.2 顯色反應(yīng)條件的選擇顯色反應(yīng)條件的選擇實(shí)際中，為提高準(zhǔn)確度，了解影響顯色實(shí)際中，為提高準(zhǔn)確度，了解影響顯色反應(yīng)的因素，控制其最佳分析條件。反應(yīng)的因素，控制其最佳分析條件。條件通過實(shí)驗(yàn)得到。條件通過實(shí)驗(yàn)得到。條件：條件：溶液酸度、顯色劑用量、試劑加入順序、溶液酸度、顯色劑用量、試劑加入順序、顯色時(shí)間、顯色溫度等。顯色時(shí)間、顯色溫度等。 1顯色劑用量顯色劑用量 一般需過量。但有時(shí)并非顯色劑過量越多越一般需過量。但有時(shí)并非顯色劑過量越多越好。實(shí)際用量由條件實(shí)驗(yàn)決定。好。實(shí)際用量由條件實(shí)驗(yàn)決定。 方法：固定金屬離子的濃度方法：固定金屬離子的濃度, ,在其他條件不在其他條件不變

37、的情況下變的情況下, ,改變顯色劑用量改變顯色劑用量, ,分別測(cè)定吸光分別測(cè)定吸光度。以吸光度對(duì)顯色劑用量做圖。由圖中曲度。以吸光度對(duì)顯色劑用量做圖。由圖中曲線選擇適宜的用量。線選擇適宜的用量。顯色反應(yīng)：顯色反應(yīng)： M + R = MR HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Sciencec(R)c(R)c(R)Mo(SCN)32+ 淺紅淺紅Mo(SCN)5 橙紅橙紅Mo(SCN)6- 淺紅淺紅Fe(SCN)n3-n1 1顯色劑用量顯色劑用量HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of

38、 Chemistry & Material Science 2溶液的酸度溶液的酸度 影響顯色劑的平衡濃度和顏色：顯色劑影響顯色劑的平衡濃度和顏色：顯色劑大多為有機(jī)弱酸，酸度會(huì)影響其平衡濃度；大多為有機(jī)弱酸，酸度會(huì)影響其平衡濃度； M + nR = MRn + nH+ = nHR當(dāng)當(dāng)c(H+)c(H+)增大，增大，c(R)c(R)減小，使配位反應(yīng)不完全。減小，使配位反應(yīng)不完全。 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science影響配合物的組成影響配合物的組成例如，例如，F(xiàn)e3+與磺基水楊酸的顯色反應(yīng)，

39、與磺基水楊酸的顯色反應(yīng)，在不同酸度下，可生成在不同酸度下，可生成1:1、1:2、1:3三三種顏色不同的配合物。種顏色不同的配合物。 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science pH 1.82.5 48 811.5 12組成組成 1:1 1:2 1:3 Fe(OH)3顏色顏色 紫色紫色 棕色棕色 黃色黃色 Fe3+與磺基水楊酸配合與磺基水楊酸配合物物HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 影響被測(cè)離子的存在

40、狀態(tài)影響被測(cè)離子的存在狀態(tài) 許多金屬離子在酸度降低時(shí)會(huì)水解許多金屬離子在酸度降低時(shí)會(huì)水解形成羥基配合物、堿式鹽、或氫氧化物形成羥基配合物、堿式鹽、或氫氧化物沉淀。沉淀。 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 酸度的選擇：酸度的選擇： 固定被測(cè)組分與顯色劑的濃度，調(diào)節(jié)溶液不固定被測(cè)組分與顯色劑的濃度，調(diào)節(jié)溶液不同的酸度，測(cè)定吸光度，繪制同的酸度，測(cè)定吸光度，繪制pH值與值與A的曲的曲線，從中找到適宜的酸度。線，從中找到適宜的酸度。pH1pHpH2pHHEBEI NORMAL UNIVERSITY,

41、 College of Chemistry & Material Science 3. 3.顯色反應(yīng)的溫度和時(shí)間顯色反應(yīng)的溫度和時(shí)間 大多在室溫下進(jìn)行，有的必須加熱一段時(shí)間，大多在室溫下進(jìn)行，有的必須加熱一段時(shí)間，有的加熱可能分解。例：磷鉬藍(lán)法測(cè)磷的測(cè)有的加熱可能分解。例：磷鉬藍(lán)法測(cè)磷的測(cè)定溫度為定溫度為5560，因顯色反應(yīng)速度慢。，因顯色反應(yīng)速度慢。反應(yīng)速率不同，時(shí)間不同，由實(shí)驗(yàn)確定。反應(yīng)速率不同，時(shí)間不同，由實(shí)驗(yàn)確定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceAt (min)T2()T1(

42、)HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science許多有色配合物在水中的解離度較大，許多有色配合物在水中的解離度較大，而在有機(jī)溶劑中的解離度較小，使其顏而在有機(jī)溶劑中的解離度較小，使其顏色加深，提高了測(cè)定的靈敏度。色加深，提高了測(cè)定的靈敏度。有機(jī)溶劑還可能提高顯色反應(yīng)的速度，有機(jī)溶劑還可能提高顯色反應(yīng)的速度，影響有色配合物的溶解度和組成等。影響有色配合物的溶解度和組成等。4 4溶劑的影響溶劑的影響萃取光度法萃取光度法HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry

43、& Material Science 5 5干擾及其消除方法干擾及其消除方法干擾的種類：干擾的種類：干擾物質(zhì)本身有色，或與顯色劑反應(yīng)；干擾物質(zhì)本身有色，或與顯色劑反應(yīng)；干擾物質(zhì)與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)，使顯色反應(yīng)干擾物質(zhì)與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)，使顯色反應(yīng)不完全；不完全；干擾物質(zhì)在測(cè)定條件下析出，使溶液變干擾物質(zhì)在測(cè)定條件下析出，使溶液變渾濁；渾濁； HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 消除干擾的方法消除干擾的方法 控制溶液的酸度控制溶液的酸度; 加入掩蔽劑加入掩蔽劑; 利用氧化還原反應(yīng)，利用氧化還原反應(yīng)

44、，改變干擾離子的價(jià)態(tài)改變干擾離子的價(jià)態(tài); 選擇適當(dāng)波長(zhǎng)選擇適當(dāng)波長(zhǎng);利用參比溶液消除干擾利用參比溶液消除干擾; 采用如萃取等適當(dāng)?shù)姆蛛x方法采用如萃取等適當(dāng)?shù)姆蛛x方法HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science如：控制酸度：使如：控制酸度：使M顯色，干擾不顯色。顯色，干擾不顯色。例：雙硫腙法測(cè)例：雙硫腙法測(cè)Hg2+，Cd2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Sn2+、Zn2+、Pb2+、Bi3+干擾，強(qiáng)酸性中只有雙硫腙汞穩(wěn)定。干擾，強(qiáng)酸性中只有雙硫腙汞穩(wěn)定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,

45、College of Chemistry & Material Science 測(cè)量波長(zhǎng)的選擇測(cè)量波長(zhǎng)的選擇一般用最大吸收波長(zhǎng)一般用最大吸收波長(zhǎng)max。此時(shí)。此時(shí)最大，測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度最高。最大，測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度最高。但若有干擾存在，應(yīng)根據(jù)具體情況但若有干擾存在，應(yīng)根據(jù)具體情況兼顧靈敏度和選擇性。兼顧靈敏度和選擇性。吸收最大，干擾最小原則吸收最大，干擾最小原則 HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 光度計(jì)讀數(shù)范圍的選擇光度計(jì)讀數(shù)范圍的選擇A=-lgT= bc微分：微分：d(lgT)=

46、d(0.434lnT)= 0.434dT/T =- bdcc/c= 0.434 T/(TlgT)T=36.8% (A=0.434)處，處，濃度測(cè)量相對(duì)誤差最??；濃度測(cè)量相對(duì)誤差最??；HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material ScienceA：0.20.8控制吸光度方法：改變比色皿的厚度；控制吸光度方法：改變比色皿的厚度；改變?nèi)芤旱臐舛然蛟嚇拥馁|(zhì)量。改變?nèi)芤旱臐舛然蛟嚇拥馁|(zhì)量。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 20

47、.5.3 參比溶液的選擇參比溶液的選擇參比溶液：在光度測(cè)量時(shí)，用以參比溶液：在光度測(cè)量時(shí)，用以調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，消除吸收池壁及溶劑調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，消除吸收池壁及溶劑對(duì)入射光的反射和吸收帶來的誤差，對(duì)入射光的反射和吸收帶來的誤差，并扣除干擾的溶液。并扣除干擾的溶液。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 選擇參比溶液的一般規(guī)律：選擇參比溶液的一般規(guī)律：（1蒸餾水參比試液及顯色劑均無蒸餾水參比試液及顯色劑均無 色）；色）；（2試劑空白顯色劑有色）；試劑空白顯色劑有色）； P228HEBEI NORMAL U

48、NIVERSITY, College of Chemistry & Material Science含鐵酸性試液含鐵酸性試液+ +鹽酸羥胺鹽酸羥胺+ +鄰二氮菲鄰二氮菲+ +乙乙酸鈉酸鈉參比：參比：蒸餾水或試劑空白蒸餾水或試劑空白試劑空白：鹽酸羥胺試劑空白：鹽酸羥胺+ +鄰二氮菲鄰二氮菲+ +乙酸鈉乙酸鈉例：鄰二氮菲光度法測(cè)鐵例：鄰二氮菲光度法測(cè)鐵HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science（3顯色劑和試液均有色，或干擾顯色劑和試液均有色，或干擾與顯色劑反應(yīng)顯色，可取一份試液加與顯色劑反應(yīng)顯色，

49、可取一份試液加入適當(dāng)掩蔽劑，掩蔽被測(cè)組分，然后入適當(dāng)掩蔽劑，掩蔽被測(cè)組分，然后加入顯色劑和其他試劑，以此溶液作加入顯色劑和其他試劑，以此溶液作參比。參比。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 溶液濃度的測(cè)定溶液濃度的測(cè)定工作曲線法或比較法確定溶液濃度。工作曲線法或比較法確定溶液濃度。1.工作曲線法工作曲線法配制一系列不同濃度的被測(cè)組分的標(biāo)配制一系列不同濃度的被測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在相同條件下顯色，用相同準(zhǔn)溶液，在相同條件下顯色，用相同厚度厚度b的比色皿，在同一波長(zhǎng)的比色皿，在同一波長(zhǎng)（ max ）

50、下的單色光下，以適當(dāng)?shù)模┫碌膯紊庀?，以適當(dāng)?shù)膮⒈热芤赫{(diào)節(jié)參比溶液調(diào)節(jié)A為零后，分別測(cè)量其吸為零后，分別測(cè)量其吸光度。光度。然后做然后做A-c圖，應(yīng)為一條通過原點(diǎn)的直線，圖，應(yīng)為一條通過原點(diǎn)的直線，稱為工作曲線或標(biāo)準(zhǔn)曲線。再測(cè)量待測(cè)稱為工作曲線或標(biāo)準(zhǔn)曲線。再測(cè)量待測(cè)試液在同條件下的試液在同條件下的A，在直線上查得對(duì)應(yīng)，在直線上查得對(duì)應(yīng)的濃度。的濃度。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Mat

51、erial Science 0 1 2 3 4 g/mlA。 。 。 。*0.80.60.40.20HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science 2.比較法比較法 A=bc在在與與b相同條件下，測(cè)量不同濃度兩溶液，相同條件下，測(cè)量不同濃度兩溶液，滿足滿足 c: cx = A: Ax 那么那么 cx=（Axc）/A為避免產(chǎn)生較大誤差，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)為避免產(chǎn)生較大誤差，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)與試樣溶液的濃度相近。與試樣溶液的濃度相近。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Che

52、mistry & Material Science 20.6 分光光度法的應(yīng)用分光光度法的應(yīng)用20.6.1 單組分的測(cè)定單組分的測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法。例：測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法。例：測(cè)P。用濃硫酸和高氯酸處理樣品，使磷的各種形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛脻饬蛩岷透呗人崽幚順悠罚沽椎母鞣N形式轉(zhuǎn)變?yōu)镠3PO4H3PO4，然后在，然后在HNO3HNO3介質(zhì)中，介質(zhì)中，H3PO4H3PO4與與NH4NH42MoO42MoO4反應(yīng)反應(yīng)形成磷鉬黃雜多酸，反應(yīng)如下：形成磷鉬黃雜多酸，反應(yīng)如下：H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3=(NH4)3PO412MoO3+12NHH3PO4+12(NH4)2MoO4+2

53、1HNO3=(NH4)3PO412MoO3+12NH4NO3+12H2O4NO3+12H2O 用適當(dāng)?shù)倪€原劑如維生素用適當(dāng)?shù)倪€原劑如維生素C C將其中的將其中的Mo(VI)Mo(VI)還原為還原為Mo(V)Mo(V)，即生成藍(lán)色的磷鉬藍(lán)，其最大吸收波長(zhǎng)為，即生成藍(lán)色的磷鉬藍(lán)，其最大吸收波長(zhǎng)為max=660nmmax=660nm，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法可測(cè)得樣品的全磷含量。，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法可測(cè)得樣品的全磷含量。HEBEI NORMAL UNIVERSITY磷鉬藍(lán)法測(cè)定全磷磷鉬藍(lán)法測(cè)定全磷HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science20.6.2 多組分的測(cè)定多組分的測(cè)定1.不重疊不重疊分別在分別在1，2時(shí)測(cè)時(shí)測(cè)A1， A2根據(jù)各自標(biāo)根據(jù)各自標(biāo)準(zhǔn)曲線得出濃度。準(zhǔn)曲線得出濃度。HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry