1、第五章第五章 吸光光度法吸光光度法 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 吸收曲線吸收曲線 第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 第五章第五章第四節(jié)第四節(jié) 吸光光度法分析條件的選擇吸光光度法分析條件的選擇 第五節(jié)第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用1 1、理解物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收；、理解物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收；2 2、掌握郎伯、掌握郎伯- -比爾定律；比爾定律； 3 3、理解吸光光度法分析條件的選擇；、理解吸光光度法分析條件的選擇；4 4、掌握吸光光度法的定性和定量方法。、掌握吸光光度法的定性和定量方法。 第五章第五章 吸光光度法吸光光度法 一一、什么叫吸光光度法什么叫吸光光度法?

2、基于物質(zhì)對(duì)光的基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收選擇性吸收而建立起來(lái)的分析而建立起來(lái)的分析方法叫做吸光光度法。方法叫做吸光光度法。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1 1、靈敏度高。、靈敏度高。常用于含量在常用于含量在1%1%1010-3 -3 % %的微量組分的的微量組分的測(cè)定，甚至可測(cè)定低至測(cè)定，甚至可測(cè)定低至1010-4-4% %1010-5 -5 % %的痕量組分。的痕量組分。2 2、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、快速。、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、快速。3 3、準(zhǔn)確度高。、準(zhǔn)確度高。一般儀器為一般儀器為2%2%5%5%，精密儀器為，精密儀器為1%1%2%2%。4 4、應(yīng)用廣泛。不僅可以測(cè)定絕大多數(shù)無(wú)機(jī)離子，也、應(yīng)用

3、廣泛。不僅可以測(cè)定絕大多數(shù)無(wú)機(jī)離子，也能測(cè)定許多有機(jī)物；不僅用于定量分析，也可用于某能測(cè)定許多有機(jī)物；不僅用于定量分析，也可用于某些有機(jī)物的定性分析，還可用于某些物理化學(xué)常數(shù)及些有機(jī)物的定性分析，還可用于某些物理化學(xué)常數(shù)及絡(luò)合物組成的測(cè)定。絡(luò)合物組成的測(cè)定。二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 三三、分類分類 比色法、紫外比色法、紫外可見吸光光度法、紅外光譜法等可見吸光光度法、紅外光譜法等本章主要討論溶液的可見吸光光度法，又稱分光本章主要討論溶液的可見吸光光度法，又稱分光光度法，其測(cè)定對(duì)象以光度法，其測(cè)定對(duì)象以金屬離子金屬離子為主。為主。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述四、光的基本性質(zhì)四、光的基本性質(zhì) h: h: 普朗克常

4、量普朗克常量=6.63=6.631010-34-34J JS SCEhh電磁波譜（或光譜）光按照波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序排列電磁波譜（或光譜）光按照波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序排列成譜就是電磁波譜。成譜就是電磁波譜?？梢姽馊搜劭梢愿杏X(jué)到的電磁波譜就是可見光?？梢姽馊搜劭梢愿杏X(jué)到的電磁波譜就是可見光。其波長(zhǎng)范圍是：其波長(zhǎng)范圍是：400400750nm750nm。普朗克方程：普朗克方程：第一節(jié)第一節(jié) 概述概述白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等顏色的白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等顏色的光形成的。進(jìn)一步的研究表明，只需將兩種適當(dāng)顏光形成的。進(jìn)一步的研究表明，只需將兩種適當(dāng)顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合也可形成白光，這兩

5、色的光按一定的強(qiáng)度比例混合也可形成白光，這兩種光稱為互補(bǔ)色光。種光稱為互補(bǔ)色光。單色光單色光在某一波長(zhǎng)范圍中在某一波長(zhǎng)范圍中任取單一波長(zhǎng)任取單一波長(zhǎng)的光的光 ，其顏色均是相同的，那么這一波長(zhǎng)范圍的光，就稱其顏色均是相同的，那么這一波長(zhǎng)范圍的光，就稱為單色光。為單色光。如紅光（如紅光（650nm650nm750nm750nm）、藍(lán)光）、藍(lán)光(450nm(450nm480nm )480nm )等。等。復(fù)合光復(fù)合光不同單色光組成的光。如太陽(yáng)光、白熾不同單色光組成的光。如太陽(yáng)光、白熾燈光等。燈光等。四、光的基本性質(zhì)四、光的基本性質(zhì) 互補(bǔ)色光互補(bǔ)色光 按一定的強(qiáng)度比例混合就可形成白光按一定的強(qiáng)度比例混合

6、就可形成白光的兩種顏色的光就稱為互補(bǔ)色光。的兩種顏色的光就稱為互補(bǔ)色光。 四、光的基本性質(zhì)四、光的基本性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 五、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收五、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收研究表明研究表明, ,某一物質(zhì)對(duì)某一某一物質(zhì)對(duì)某一特定波長(zhǎng)范圍特定波長(zhǎng)范圍的光具有的光具有吸收吸收, ,而對(duì)其它波長(zhǎng)的光不吸收而對(duì)其它波長(zhǎng)的光不吸收, ,也就是說(shuō)也就是說(shuō), ,不同的物不同的物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收具有選擇性。質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收具有選擇性。 1.1.物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色CuCu2+2+: : 呈現(xiàn)呈現(xiàn): : 藍(lán)色藍(lán)色KMnOKMnO4 4: : 呈現(xiàn)呈

7、現(xiàn): : 紫紅色紫紅色吸收吸收: : 黃色光黃色光吸收吸收: : 綠青色光綠青色光 2.2.溶液顏色的深淺取決于吸光物質(zhì)的濃度高低溶液顏色的深淺取決于吸光物質(zhì)的濃度高低 濃度越高濃度越高對(duì)相應(yīng)光的吸收就越多對(duì)相應(yīng)光的吸收就越多互補(bǔ)色光越強(qiáng)互補(bǔ)色光越強(qiáng)呈現(xiàn)的顏色就越深呈現(xiàn)的顏色就越深第二節(jié)第二節(jié) 吸收曲線（吸收光譜吸收曲線（吸收光譜）一、概念一、概念吸光度吸光度( (A) A) 某一波長(zhǎng)處某一波長(zhǎng)處, ,物質(zhì)對(duì)光的吸收程度。物質(zhì)對(duì)光的吸收程度。 A A 吸收程度越大吸收程度越大吸收曲線吸收曲線以以A A為縱坐標(biāo)，照射吸光物質(zhì)的波長(zhǎng)為縱坐標(biāo)，照射吸光物質(zhì)的波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，所繪制出的曲線就稱為吸收曲線

8、。為橫坐標(biāo)，所繪制出的曲線就稱為吸收曲線。二、吸收曲線的討論二、吸收曲線的討論 1 1、同一種物質(zhì)對(duì)不同、同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為波長(zhǎng)稱為最大吸收波最大吸收波長(zhǎng)（長(zhǎng)（maxmax）max2 2、不同濃度的同一種、不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似，狀相似，maxmax不變。不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和們的吸收曲線形狀和maxmax則不相同。則不相同。 定性分析依據(jù)定性分析依據(jù)1234c1c2c3c4（3 3）不同濃度的同一不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波種物質(zhì)，在

9、某一定波長(zhǎng)下吸光度長(zhǎng)下吸光度 A A 有差異，有差異，即即吸光度隨著濃度的吸光度隨著濃度的增大而增大增大而增大 定量分析依據(jù)定量分析依據(jù)1234c1c2c3c4 4 4、在在maxmax處吸光度隨處吸光度隨濃度變化的幅度最大，濃度變化的幅度最大，測(cè)定最靈敏，所以定量測(cè)定最靈敏，所以定量分析時(shí)入射光波長(zhǎng)為分析時(shí)入射光波長(zhǎng)為maxmax 定量分析時(shí)選定量分析時(shí)選擇入射光波長(zhǎng)的依據(jù)擇入射光波長(zhǎng)的依據(jù)max第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 一一、朗伯朗伯比爾定律比爾定律toITI透射比（又稱透光度）lgATKbc 朗伯朗伯比爾定律：比爾定律：K K：常數(shù)；：常數(shù)； b:b:液膜厚度，單位

10、為液膜厚度，單位為cm cm ；c c：待測(cè)溶液濃度：待測(cè)溶液濃度條件：條件：1 1、入射光為平行單一波長(zhǎng)的光且垂直照射、入射光為平行單一波長(zhǎng)的光且垂直照射2 2、吸光物質(zhì)為均勻非散射體系、吸光物質(zhì)為均勻非散射體系3 3、吸光質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)相互作用、吸光質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)相互作用4 4、輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過(guò)程，無(wú)、輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過(guò)程，無(wú)熒光和光化學(xué)現(xiàn)象熒光和光化學(xué)現(xiàn)象 一一、朗伯朗伯比爾定律比爾定律第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 二二、吸收系數(shù)吸收系數(shù) 1、吸收系數(shù)（吸收系數(shù)（a）b: cm c: gb: cm c: gL L-1-1 k k用用a a表示表

11、示, ,a a稱為吸收系數(shù)稱為吸收系數(shù) 單位：?jiǎn)挝唬篖 Lg g-1-1cmcm-1-1 A=abc第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 lgATKbc 2 2、 摩爾吸收系數(shù)（摩爾吸收系數(shù)（）b: cm c: molb: cm c: molL L-1-1 k k用用表示表示, ,稱為摩爾吸收系數(shù)稱為摩爾吸收系數(shù) 單位：?jiǎn)挝唬篖 Lmolmol -1 -1cmcm-1-1 A=bc 影響影響的因素的因素: : 波長(zhǎng)、吸光物質(zhì)性質(zhì)、溶劑、溫波長(zhǎng)、吸光物質(zhì)性質(zhì)、溶劑、溫度、溶液的組成、儀器靈敏度等。度、溶液的組成、儀器靈敏度等。當(dāng)波長(zhǎng)、溫度、溶劑等條件一定時(shí)，不同物質(zhì)當(dāng)波長(zhǎng)、溫度、溶劑等

12、條件一定時(shí)，不同物質(zhì)不同；不同；當(dāng)溫度、溶劑等條件一定時(shí)，同一物質(zhì)當(dāng)溫度、溶劑等條件一定時(shí)，同一物質(zhì)隨波長(zhǎng)隨波長(zhǎng)而改變，而改變，maxmax時(shí)其時(shí)其最大，最大，表示為表示為maxmax。 maxmax的意義：的意義： maxmax越大，測(cè)定方法的靈敏度越大越大，測(cè)定方法的靈敏度越大 maxmax10104 4 L Lmolmol -1 -1cmcm-1-1的方法較靈敏的方法較靈敏 三、桑德爾靈敏度（三、桑德爾靈敏度（S S）1 1、定義、定義: : 當(dāng)光度儀器的檢測(cè)極限為當(dāng)光度儀器的檢測(cè)極限為A=0.001A=0.001時(shí)時(shí), ,單單位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量。位截面積光程內(nèi)所

13、能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量。2 2、單、單位位: g cm-23 3、公式、公式: : S=M/S=M/ M: M:吸光物質(zhì)的摩爾質(zhì)量吸光物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 S S越小越小 靈敏度越大靈敏度越大對(duì)于比較靈敏的顯色反應(yīng)對(duì)于比較靈敏的顯色反應(yīng)S: 0.01S: 0.010.001g0.001gcmcm-2-2第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 用鄰二氮菲分光光度法測(cè)鐵。已知溶液中用鄰二氮菲分光光度法測(cè)鐵。已知溶液中FeFe2+2+的濃的濃度為度為500500g/L,g/L,液層厚度為液層厚度為2cm,2cm,在在508nm508nm處測(cè)得透處測(cè)得透射比為射比為0.6450.645。計(jì)算吸收

14、系數(shù)。計(jì)算吸收系數(shù)a,a,摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)和和桑德爾靈敏度桑德爾靈敏度S(S(鐵的摩爾質(zhì)量為鐵的摩爾質(zhì)量為55.85g/mol)55.85g/mol)。lglg0.6450.190AT 解：4(1)500/5.00 10/cg Lg L21140.1901.90 10 ()2 5.00 10AaL gcmbclgATKbc 例例 題題 465.00 10(2)8.95 10 (/ )55.85cmol L41160.1901.06 10 ()2 8.95 10AL molcmbc32455.85(3)5.27 10 ()1.06 10MSg cm 四四、引起偏離朗伯引起偏離朗伯比爾定律

15、的因素比爾定律的因素 （一（一）物理因數(shù)物理因數(shù) 1 1、非單一波長(zhǎng)光引起的偏差、非單一波長(zhǎng)光引起的偏差 2 2、非平行入射光引起的偏差、非平行入射光引起的偏差 3 3、介質(zhì)不均勻引起的偏差、介質(zhì)不均勻引起的偏差 （二）化學(xué)因數(shù)（二）化學(xué)因數(shù) 1 1、溶液濃度過(guò)高引起的偏差、溶液濃度過(guò)高引起的偏差 2 2、化學(xué)反應(yīng)引起的偏差、化學(xué)反應(yīng)引起的偏差朗伯朗伯比爾定律條件：比爾定律條件：1 1、入射光為平行單一波長(zhǎng)的光且垂直照射、入射光為平行單一波長(zhǎng)的光且垂直照射2 2、吸光物質(zhì)為均勻非散射體系、吸光物質(zhì)為均勻非散射體系3 3、吸光質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)相互作用、吸光質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)相互作用4 4、輻射與物質(zhì)之間的作用

16、僅限于光吸收過(guò)程，無(wú)、輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過(guò)程，無(wú)熒光和光化學(xué)現(xiàn)象熒光和光化學(xué)現(xiàn)象第三節(jié)第三節(jié) 光吸收的基本定律光吸收的基本定律 第四節(jié)第四節(jié) 吸光光度法分析條件的選擇吸光光度法分析條件的選擇 一、顯色反應(yīng)條件的選擇一、顯色反應(yīng)條件的選擇 ( (一一) )顯色反應(yīng)和顯色劑顯色反應(yīng)和顯色劑 1 1、顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)。反應(yīng)。顯色反應(yīng)分為兩類，一類是顯色反應(yīng)分為兩類，一類是氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)；另一類是另一類是絡(luò)合反應(yīng)絡(luò)合反應(yīng)。2 2、顯色劑顯色劑 能與被測(cè)組分反應(yīng)使之生成有色物質(zhì)能與被測(cè)組分反應(yīng)使之生成有色物質(zhì)的試劑稱為

17、顯色劑。分為的試劑稱為顯色劑。分為無(wú)機(jī)顯色劑無(wú)機(jī)顯色劑和和有機(jī)顯色劑有機(jī)顯色劑 3 3、選擇顯色反應(yīng)選擇顯色反應(yīng)( (或顯色劑或顯色劑) )應(yīng)注意事項(xiàng)應(yīng)注意事項(xiàng): : （1 1）選擇性要好）選擇性要好（2 2）靈敏度要高：即）靈敏度要高：即值大值大（3 3）對(duì)比度要大）對(duì)比度要大: :有色物質(zhì)與顯色劑的最大吸收波有色物質(zhì)與顯色劑的最大吸收波長(zhǎng)的差別一般要求長(zhǎng)的差別一般要求60nm60nm。（4 4）有色物質(zhì)要穩(wěn)定，組成要恒定）有色物質(zhì)要穩(wěn)定，組成要恒定（5 5）顯色反應(yīng)的條件要易于控制）顯色反應(yīng)的條件要易于控制 ( (二二) )顯色反應(yīng)條件的選擇顯色反應(yīng)條件的選擇 1 1、顯色劑的用量：顯色劑

18、的用量： 繪制繪制A A顯色劑用量曲線顯色劑用量曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的用量所對(duì)應(yīng)的用量 5 5、有機(jī)溶劑和表面活性劑、有機(jī)溶劑和表面活性劑繪制繪制A-A-有機(jī)溶劑用量曲線有機(jī)溶劑用量曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的用量所對(duì)應(yīng)的用量繪制繪制A-A-表面活性劑用量曲線表面活性劑用量曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的用量所對(duì)應(yīng)的用量4 4、溫度：繪制、溫度：繪制A-A-溫度溫度( (T)T)曲線曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的溫度所對(duì)應(yīng)的溫度2 2、溶液的酸度：、溶液的酸度： 繪制繪制A A酸度曲線酸度曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的酸度所對(duì)應(yīng)的酸度3 3、時(shí)間：繪制、時(shí)間：繪制A A時(shí)間曲

19、線時(shí)間曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的時(shí)間 1 1、波長(zhǎng)波長(zhǎng)的選擇的選擇 繪制吸收曲線繪制吸收曲線 A Amaxmax所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的maxmax 參比溶液用來(lái)調(diào)節(jié)儀器的工作零點(diǎn)參比溶液用來(lái)調(diào)節(jié)儀器的工作零點(diǎn), ,以消除由于以消除由于吸收池和溶液中某些共存物質(zhì)對(duì)光的吸收、反射吸收池和溶液中某些共存物質(zhì)對(duì)光的吸收、反射或散射所造成的誤差?；蛏⑸渌斐傻恼`差。二二、測(cè)量條件的選擇測(cè)量條件的選擇如何選擇參比溶液？如何選擇參比溶液？2 2、吸光度范圍的控制、吸光度范圍的控制 0.150.803 3、參比溶液的選擇、參比溶液的選擇第四節(jié)第四節(jié) 吸光光度法分析條件的選擇吸光光度法分析條件的選擇

20、 當(dāng)試樣溶液、顯色劑及所用的其它試劑在測(cè)定當(dāng)試樣溶液、顯色劑及所用的其它試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處均無(wú)吸收時(shí)，可選用波長(zhǎng)處均無(wú)吸收時(shí)，可選用蒸餾水（即純?nèi)軇┱麴s水（即純?nèi)軇┳鲄⒈纫海蛔鲄⒈纫?；若顯色劑或其它試劑對(duì)入射光有吸收，應(yīng)選用若顯色劑或其它試劑對(duì)入射光有吸收，應(yīng)選用試劑空白試劑空白為參比液；為參比液；若試樣中其它組分有吸收，而顯色劑無(wú)吸收且若試樣中其它組分有吸收，而顯色劑無(wú)吸收且不與其它組分作用，則應(yīng)選用不與其它組分作用，則應(yīng)選用不加顯色劑的試樣不加顯色劑的試樣溶液溶液作參比液；作參比液；選擇參比溶液的原則：選擇參比溶液的原則：若顯色劑和試液都有吸收，或顯色劑與試液中共若顯色劑和試液都有吸收，

21、或顯色劑與試液中共存組分（即干擾離子）的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可在存組分（即干擾離子）的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可在一一份試液中加入適當(dāng)試劑將被測(cè)組分掩蔽起來(lái)份試液中加入適當(dāng)試劑將被測(cè)組分掩蔽起來(lái)，然后，然后按相同的操作方法加入顯色劑和其它試劑，以此作按相同的操作方法加入顯色劑和其它試劑，以此作為參比液來(lái)消除干擾。為參比液來(lái)消除干擾。如：以鉻天青如：以鉻天青S為顯色劑測(cè)定為顯色劑測(cè)定Al3+時(shí)，時(shí)，Ni2+和和Cr3+等離子也會(huì)顯色。則取一份試液加適量等離子也會(huì)顯色。則取一份試液加適量F-將將Al3+掩掩蔽后，然后按操作方法加入顯色劑及其它試劑，蔽后，然后按操作方法加入顯色劑及其它試劑，以此溶液作參比來(lái)測(cè)量試液的吸光度。以此溶液作參比來(lái)測(cè)量試液的吸光度。第五節(jié)第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用二、定量分析二、定量分析標(biāo)準(zhǔn)曲線