無(wú)極分析化學(xué)可見(jiàn)光吸光光度法1第1頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六吸光光度法（AbsorptionPhotometry）：基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的一種分析方法。包括比色法、分光光度法。10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法比色法：比較有色溶液顏色的深淺確定有色物質(zhì)含量分光光度法：依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收測(cè)定組分含量根據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)范圍的光的吸收，分光光度法分為：可見(jiàn)、紫外、紅外分光光度法等。2第2頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六吸光光度法同滴定分析法、重量分析法相比，有以下一些特點(diǎn)：

(1)靈敏度高吸光光度法測(cè)定物質(zhì)的濃度下限(最低濃度)一般可達(dá)1-10-3%的微量組分。對(duì)固體試樣一般可測(cè)到10-5%。如果對(duì)被測(cè)組分事先加以富集，靈敏度還可以提高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法3第3頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

(2)準(zhǔn)確度較高一般吸光光度法的相對(duì)誤差為2-5%，其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法，但對(duì)微量成分來(lái)說(shuō)，還是比較滿意的，因?yàn)樵谶@種情況下，滴定分析法和重量法也不夠準(zhǔn)確了，甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。

(3)操作簡(jiǎn)便，測(cè)定速度快。

(4)應(yīng)用廣泛幾乎所有的無(wú)機(jī)離子和有機(jī)化合物都可直接或間接地用吸光光度法進(jìn)行測(cè)定?，F(xiàn)代分析化學(xué)的“常規(guī)武器”10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法4第4頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收

光是電磁波，具有波粒二象性，其波長(zhǎng)、頻率與速度之間的關(guān)系為：E=h=hc/λ

（普朗克方程）h為普朗克常數(shù)，其值為6.63×10-34J·s。不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量。

↘，E

↗；↗，E

↘光譜或電磁波譜：光按照波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序范圍排列得到的譜。10.1.1物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法5第5頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六射線x射線紫外光紅外光微波無(wú)線電波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見(jiàn)光近紫外：200-400nm可見(jiàn)光：人眼所能感覺(jué)到的波長(zhǎng)范圍400-750nm近紅外：750－2500nm10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法6第6頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六單色光：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光（通常：波長(zhǎng)處于某一范圍的光）復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光。例如：陽(yáng)光、白熾燈炮發(fā)出的光等。不同物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性：復(fù)合光通過(guò)溶液時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被溶液吸收，另一些波長(zhǎng)的光則透過(guò)，溶液的顏色由透射光的波長(zhǎng)決定。透射光與吸收光稱為互補(bǔ)色光。

(表10-1p251)10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法7第7頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六不同顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法8第8頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六光的互補(bǔ)：藍(lán)黃10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法9第9頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法固體物質(zhì):

當(dāng)光照射到固體物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)對(duì)于不同波長(zhǎng)的光的吸收、透過(guò)、反射、折射的程度不同而使物質(zhì)呈現(xiàn)出不同的顏色：光完全被吸收，則呈現(xiàn)黑色；光完全被反射，則呈現(xiàn)白色；光被吸收程度差不多，則呈現(xiàn)灰色；如果物質(zhì)選擇性地吸收某些波長(zhǎng)的光，那么，這種物質(zhì)的顏色就由它所反射或透射光的顏色來(lái)決定。10第10頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六任何一種溶液對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收程度是不相等的。溶液對(duì)單色光的吸收程度用吸光度A來(lái)描述以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)可以得到一條曲線

-------吸收光譜曲線或吸收曲線清楚地描述了溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收情況10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法2.吸收曲線11第11頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六吸收曲線是分光光度法選擇測(cè)量波長(zhǎng)的依據(jù)

10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法光吸收程度最大處的波長(zhǎng)，稱為最大吸收波長(zhǎng)，常用λ最大或λmax表示圖10-1KMnO4溶液的吸收曲線(cKMnO4:a<b<c<d)12第12頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六定性分析基礎(chǔ)

不同物質(zhì)具有不同的特征吸收曲線，據(jù)此可進(jìn)行物質(zhì)的定性分析。（物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收）定量分析基礎(chǔ)對(duì)于同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和最大吸收波長(zhǎng)是固定不變的，只是在同一波長(zhǎng)下吸光度隨濃度的增大而增大，據(jù)此可進(jìn)行定量分析。（一定的實(shí)驗(yàn)條件下，物質(zhì)對(duì)光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。）10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法13第13頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六ItI0IrI0=Ir+Ia+ItIa在分光光度測(cè)定中，盛溶液的比色皿都是采用相同質(zhì)量的光學(xué)玻璃制成的，反射光的強(qiáng)度基本上是不變的(一般約為入射光強(qiáng)度的4％)，其影響可以互相抵消，于是可以簡(jiǎn)化為

I0＝It+Ia

10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法10.1.2朗伯-比爾定律----定量分析的理論依據(jù)

入射光的強(qiáng)度為I0吸收光的強(qiáng)度為Ia透過(guò)光的強(qiáng)度為It反射光的強(qiáng)度為Ir14第14頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法溶液對(duì)單色光的吸收程度用吸光度A來(lái)描述單色光透過(guò)溶液的程度用透光率T來(lái)描述朗伯-比耳定律（光吸收定律）1760年和1852年研究了光的吸收與有色溶液液層的厚度及溶液濃度的定量關(guān)系：T=15第15頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六A—吸光度b—液層厚度(光程長(zhǎng)度/cm)c—物質(zhì)的量濃度(molL-1)

—摩爾吸光系數(shù)(Lmol-1cm-1)10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法當(dāng)c的單位用g·L-1表示時(shí)，用a表示：

A＝abca的單位:L·g-1·cm-116第16頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六吸光度(A)、透光率(T)與濃度(c)的關(guān)系A(chǔ)TcA=bc線性關(guān)系10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法17第17頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在分光光度分析實(shí)踐中，我們不能直接取1molL-1這樣高濃度的有色溶液來(lái)測(cè)定摩爾吸光系數(shù)值，而是在適宜的低濃度時(shí)測(cè)定吸光度，然后通過(guò)計(jì)算求得值。測(cè)定條件一定時(shí)，的大小取決于物質(zhì)的性質(zhì)，是物質(zhì)的特征值。

max常用來(lái)衡量光度法靈敏度的高低，max越大，靈敏度越高。p25210.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法

—摩爾吸光系數(shù)：吸光物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)，表征顯色反應(yīng)靈敏度的重要參數(shù)。18第18頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六適用范圍：所有的電磁輻射和所有的吸光物質(zhì)。需滿足的條件：（1）入射光為平行單色光且垂直照射；（2）吸光物質(zhì)為均勻非散射體系；（3）吸光質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)相互作用；（4）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)象發(fā)生。10.1分光光度法基本原理第10章可見(jiàn)光吸光光度法10.1.3偏離朗伯-比爾定律的原因（自學(xué)）

19第19頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六由光源、單色器（分光系統(tǒng)）、吸收池、檢測(cè)系統(tǒng)和信號(hào)顯示系統(tǒng)等五部分組成。10.2.1光源常用的光源為6-12伏低壓鎢絲燈（320-2500nm）；近紫外區(qū)測(cè)定時(shí)應(yīng)使用氫燈或氘燈作光源（185-380nm）。為了保持光源強(qiáng)度的穩(wěn)定，電源由穩(wěn)壓器供給，以獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果，電壓必須穩(wěn)定。10.2可見(jiàn)光分光光度計(jì)10.2可見(jiàn)光分光光度計(jì)第10章可見(jiàn)光吸光光度法20第20頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.2.2單色器（分光系統(tǒng)）單色器的作用從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需要的單色光。

單色器通常由由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件（棱鏡或光柵）、聚焦鏡和出射狹縫組成。玻璃棱鏡：

360-3200nm使用，主要用于可見(jiàn)分光光度計(jì)；石英棱鏡：

200-4000nm使用，主要用于紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。10.2可見(jiàn)光分光光度計(jì)第10章可見(jiàn)光吸光光度法21第21頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.2.3吸收池（比色皿）用于盛裝參比溶液、試樣溶液的容器。通常儀器配有厚度為0.5、1、2和3厘米規(guī)格的比色皿。可見(jiàn)光區(qū)：光學(xué)玻璃比色皿紫外光區(qū)：采用石英比色皿10.2.4檢測(cè)系統(tǒng)(又叫光電轉(zhuǎn)化器)

在光度計(jì)中，常用的是硒光電池。硒光電池和眼睛相似，對(duì)于各種不同波長(zhǎng)的光，靈敏度是不同的。對(duì)于波長(zhǎng)為500-600nm的光最靈敏。而對(duì)紫外線、紅外線則不能應(yīng)用。

光電管和光電倍增管用于較精密的分光光度計(jì)中，具有靈敏度高、光敏范圍廣及不易疲勞等特點(diǎn)。10.2可見(jiàn)光分光光度計(jì)第10章可見(jiàn)光吸光光度法22第22頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.2.5信號(hào)顯示系統(tǒng)其作用是檢測(cè)光電流強(qiáng)度的大小，并以一定的方式顯示或記錄下來(lái)。早期使用的是檢流計(jì)、微安表、電位計(jì)、數(shù)字電壓表、自動(dòng)記錄儀等。現(xiàn)代的分光光度計(jì)廣泛采用數(shù)字電壓表、函數(shù)記錄儀、示波器及數(shù)據(jù)處理臺(tái)等。10.2可見(jiàn)光分光光度計(jì)第10章可見(jiàn)光吸光光度法23第23頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六將待測(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有色物質(zhì)的反應(yīng)----顯色反應(yīng)與待測(cè)物質(zhì)形成有色化合物的試劑----顯色劑顯色反應(yīng)：氧化還原反應(yīng)、配位反應(yīng)

10.3顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇第10章可見(jiàn)光吸光光度法10.3顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇10.3.1顯色反應(yīng)及其選擇(p256)

（1）靈敏度高（2）選擇性好（3）顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收（4）生成有色化合物組成恒定24第24頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.3.2顯色劑（1）無(wú)機(jī)顯色劑如：Cu2+與氨水形成深藍(lán)色的配離子Cu(NH3)42+

SCN-與Fe3+形成紅色的配合物Fe(SCN)63-等。但是多數(shù)無(wú)機(jī)顯色劑的靈敏度和選擇性都不高，其中性能較好、目前還有實(shí)用價(jià)值的有硫氰酸鹽、鉬酸銨、氨水和過(guò)氧化氫等。（2）有機(jī)顯色劑許多有機(jī)顯色劑，在一定條件下，能與金屬離子生成有色的金屬螯合物(具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物)。10.3顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇第10章可見(jiàn)光吸光光度法25第25頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六有機(jī)顯色劑及其顯色產(chǎn)物的顏色與顯色劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)：生色團(tuán)（發(fā)色團(tuán)）：分子中的不飽和基團(tuán)助色團(tuán)：分子中含有孤對(duì)電子的基團(tuán)（本身無(wú)顏色，但影響有機(jī)試劑及其與金屬離子的配合物的顏色）10.3顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇第10章可見(jiàn)光吸光光度法有機(jī)顯色劑的種類很多，應(yīng)用較廣泛的幾種如下：鄰二氮菲、雙硫腙、二甲酚橙、偶氮胂III、鉻天青S（三苯甲烷類）26第26頁(yè)，共29頁(yè)，2023年，2月20日，星期六10.3.3顯色條件的選擇(p257)1.顯色條件（1）顯色劑用量M(被測(cè)組分)+R(顯色劑