分析化學(xué)吸光光度法第1頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日一概述吸光光度法:基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立的分析方法。分類：根據(jù)物質(zhì)所吸收光的波長范圍不同，分為紫外、可見及紅外分光光度法?；痉椒ǎ河猩镔|(zhì)濃度~顏色深淺~吸收光程度通過比較顏色深淺（吸收光程度），測定物質(zhì)的濃度。第2頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日方法的評價(jià)適用面廣快速、簡便分析有色、無色、淺色物溶液狀態(tài)、均質(zhì)固態(tài)樣品靈敏度高：濃度下限達(dá)10-5~10-6mol·L-1準(zhǔn)確度高：相對誤差通常為2~5％一概述用于化學(xué)平衡等的研究適用于分析半微量和微量的物質(zhì)第3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日二

吸光光度法的基本原理1.可見光與顏色陽光棱鏡連續(xù)光譜物質(zhì)不連續(xù)光譜可見光區(qū)的劃分:400450500550600650760λ/nm第4頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日互補(bǔ)光的對應(yīng)關(guān)系光的互補(bǔ)：藍(lán)黃二吸光光度法的基本原理第5頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日光譜示意表觀現(xiàn)象示意2.物質(zhì)對光的選擇性吸收二吸光光度法的基本原理物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系復(fù)合光完全吸收完全透過吸收黃色光復(fù)合光第6頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日（3）同一物質(zhì)c不同時(shí)吸收曲線不同,λmax不變;（4）λmax有特征性，可作為定性依據(jù)。（1）同一物質(zhì)對不同波長光的吸收程度不同;（2）每種物質(zhì)都有一個(gè)最大吸收波長(λmax);信息：物質(zhì)對光的選擇性吸收及吸收曲線Ac1c2λmax二吸光光度法的基本原理第7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日三.光吸收定律Beer-Lambert定律Lambert定律:λ,c,T一定A∝光程距離(b)A∝物質(zhì)的濃度c

-dI∝Idb-dI=k1Idb吸光度二吸光光度法的基本原理λ,b,T一定Beer定律:第8頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日Beer-Lambert定律——光吸收定律A——吸光度Io——入射光強(qiáng)度a——吸光系數(shù)I——透射光強(qiáng)度b——光程距離c——濃度當(dāng)一束平行單色光通過溶液時(shí)，溶液的吸光度A與溶液的c和b成正比。A∝bc當(dāng)b一定時(shí)，A∝c，可以定量二吸光光度法的基本原理第9頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日吸收光，A，物質(zhì)濃度。注意:（1）物質(zhì)不吸光，I=Io，A=0物質(zhì)吸收部分光，I＜Io，A＞0（2）A具有加和性，A總=A1+A2+……+An（3）入射光的λ：可見光,紫外光,紅外光（4）光吸收定律的應(yīng)用條件稀溶液入射光為單色光二.吸光光度法的基本原理第10頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日（5）也可以用透射光強(qiáng)度（透射率T%）表示T%的含義：物質(zhì)不吸收光I=Io，T%

=100%物質(zhì)吸收部分光，I＜Io，T%＜100%T%，物質(zhì)的濃度。二.吸光光度法的基本原理第11頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日（6）吸光系數(shù)的二種表示形式濃度為1g·L-1的溶液，在某波長時(shí)，用1cm的比色皿，所測得的吸光度濃度為1mol·L-1的溶液，在某波長時(shí)，用1cm的比色皿，所測得的吸光度吸光系數(shù)a摩爾吸光系數(shù)

意義單位L/g·cmL/mol·cmA=abcA=bc二.吸光光度法的基本原理第12頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日（1）在數(shù)值上等于c=1mol·L-1、b=1cm時(shí)該溶液在某一波長下的吸光度。是吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑下的特征常數(shù)。（2）不隨c和b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時(shí)，僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，故可作為定性鑒定的參數(shù)。摩爾吸收系數(shù)

的討論二.吸光光度法的基本原理第13頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日（3）是物質(zhì)的吸光能力的度量。同一吸收物質(zhì)在不同波長下的值不同。在λmax處的max表明了吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，反映了測定可能達(dá)到的最大靈敏度。（4）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。>105：超高靈敏

=(6~10)×104：高靈敏=104~103：中等靈敏<103：不靈敏二.吸光光度法的基本原理第14頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日例：已知含[Fe2+]=500μg/L的溶液，當(dāng)用鄰二氮雜菲為顯色劑測定鐵時(shí)，用2cm比色皿，在波長508nm處測得吸光度A為0.19。請計(jì)算鐵的摩爾吸光系數(shù)。解：二.吸光光度法的基本原理第15頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日4.偏離Beer-Lambert定律的原因

出現(xiàn)的現(xiàn)象：

Ac產(chǎn)生原因：1）單色光不純在高濃度端，工作曲線呈彎曲狀。A與c偏離線性現(xiàn)有儀器無法獲得純單色光，只能獲得小范圍的復(fù)合光。二.吸光光度法的基本原理第16頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日按光吸收定律:IoIo1Io2I1I2I試樣

若入射光包含λ1和λ2二種波長光,當(dāng)照射試樣后二.吸光光度法的基本原理第17頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日討論:當(dāng)為純單色光時(shí)，A總=ελ1bc當(dāng)單色光不純時(shí)，λ1=λ2ελ1=ελ2A總∝c線性破壞結(jié)論：單色光純度越差，線性越差λ1=λ2ελ1=ελ2二.吸光光度法的基本原理第18頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日21A1A2例1=2但A1》A20減少單色光不純引起偏差方法———在max處測量在max處單色光不純但ε2=0測量誤差較小二.吸光光度法的基本原理第19頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日2）溶液本身引起的偏差（1）若溶液濃度大于0.01mol·L-1時(shí)，粒子間的相互作用（2）溶液以膠體、乳濁、懸浮狀態(tài)存在時(shí)，有反射、散射作用二.吸光光度法的基本原理第20頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日例:(橙色)(黃色)λmax=450nmA總包括離解、締合、生成新物質(zhì)、形成異構(gòu)體使原物質(zhì)濃度改變吸光度值變化產(chǎn)生偏離pH，平衡移,（3）溶液內(nèi)部的化學(xué)變化二.吸光光度法的基本原理第21頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日分光光度法:儀器—分光光度計(jì)基本組成：光源單色器樣品室顯示器檢測器三.儀器和方法第22頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日＊光源(鎢燈、氫燈、氘燈）能發(fā)射紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)的連續(xù)光譜；足夠的輻射強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好、使用壽命較長基本要求:常用的光源:可見光區(qū):鎢燈(輻射波長為320nm~2500nm)紫外區(qū):氫燈、氘燈(輻射波長為185nm~400nm)三.儀器和方法第23頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日＊單色器作用:將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光的光學(xué)系統(tǒng)（棱鏡或光柵）三.儀器和方法組成:棱鏡或光柵等色散元件及狹縫和透鏡等第24頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日棱鏡分光三.儀器和方法入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器準(zhǔn)光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束聚焦裝置：將分光后的單色光聚焦至出口狹縫（透鏡或凹面鏡）色散元件：將復(fù)合光分解成單色光第25頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日光柵分光原理三.儀器和方法

利用不同波長入射光產(chǎn)生干涉條紋的衍射角不同而將復(fù)合光分成單色光。第26頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日＊樣品室用于放置各種類型的吸收池(比色皿)和相應(yīng)的池架附件三.儀器和方法比色皿厚度:0.5,1,2,3,…cm比色皿:石英池和玻璃池第27頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日＊檢測器作用:通過光電效應(yīng)，使透過吸收池的光信號變成可測的電信號的裝置。（光電管或光電倍增管）三.儀器和方法要求：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(qiáng)度成正比。(1)光電管(2)光電二極管陣列第28頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日(1)光電管三.儀器和方法涂光敏材料光照光敏材料產(chǎn)生電子產(chǎn)生電流電壓光強(qiáng)度大電流大第29頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日(2)光電二極管陣列三.儀器和方法電容器充電電容器放電光照射再次充電測量周期電容器充電的電量每個(gè)二極管檢測到的光子數(shù)目成正比光子數(shù)與光強(qiáng)度成正比。通過測量整個(gè)波長范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化就可得到吸收光譜。第30頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日＊顯示器由檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)組成的自動(dòng)控制和結(jié)果處理系統(tǒng)三.儀器和方法第31頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇1.顯色劑作用2.顯色反應(yīng)的選擇3.影響顯色反應(yīng)的因素4.顯色劑的分類第32頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日1.作用無色或淺色試樣有色物+顯色劑比色顯色反應(yīng)配合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)縮合反應(yīng)重氮化—偶氮化反應(yīng)四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第33頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日2.顯色反應(yīng)的選擇靈敏度高

=104－105(2)選擇性好(3)有色物組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(4)顯色劑在測定波長處無明顯吸收對比度=λmax有色物-λmax顯色劑＞60nm四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第34頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日3.影響顯色反應(yīng)的因素(1)顯色劑用量根據(jù)吸光度A與顯色劑濃度cR的關(guān)系來確定cR選擇——引起A變化最小處的cR（即曲線平坦處）M+RMR四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第35頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日例：Fe(ssal)+

紫紅色pH=1.8~2.5pH=4~8Fe(ssal)-2

橙紅色pH=8~11.5Fe(ssal)33-

黃色顯色時(shí)間和溫度由實(shí)驗(yàn)得出溶劑一般選擇水作溶劑(2)顯色溶液的pH值測定不同pH值下，顯色溶液的吸光度A，以A為縱坐標(biāo)，pH為橫坐標(biāo)，制圖。選擇曲線平坦處pH四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第36頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日(3)共存離子的干擾可能存在的幾種情況：本身有顏色

與顯色劑反應(yīng)生成有色物消除的方法：*加掩蔽劑（掩蔽劑不與被測離子反應(yīng)，本身及反應(yīng)產(chǎn)物不影響測定）*選擇合適的顯色反應(yīng)條件*分離干擾離子

與顯色劑與被測物生成更穩(wěn)定的有色物共存離子四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第37頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日顯色劑的種類:無機(jī)顯色劑過氧化氫鉬酸銨硫氰酸鹽等有機(jī)顯色劑生色基團(tuán)：偶氮基、硫羰基、亞硝基等助色基團(tuán)：含胺基、羥基等

四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第38頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日1.入射光波長的選擇2.參比溶液的選擇3.讀數(shù)范圍的選擇五.測量條件的選擇第39頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日1.入射光波長的選擇:一般選擇最大吸收波長λmax若有干擾按實(shí)際情況而定波長選擇適當(dāng)，可提高靈敏度和準(zhǔn)確性原則：吸收最大，干擾最小五.測量條件的選擇第40頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日2.參比溶液的選擇（在測定波長處）溶劑空白試樣空白試劑空白試樣+掩蔽劑+顯色劑無色無色無色有色無色無色無色略有略有試樣顯色劑其他試劑參比溶液有色有色其他組分有色五.測量條件的選擇選擇的原則選擇的意義：扣除非待測組分的吸收，可獲得被測定溶液真實(shí)的吸光度。第41頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日3.讀數(shù)范圍的選擇選擇的原因:因?yàn)槲舛龋ㄍ腹舛龋┛潭葧r(shí)的誤差（A的標(biāo)尺是對數(shù)標(biāo)尺，刻度不均勻）?！拢é舃c）濃度相對誤差透光度讀數(shù)絕對誤差五.測量條件的選擇第42頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日結(jié)論：T%=10%~70%（A=1.0~0.15）不同透光度的相對誤差（ΔT=1％）T%T%T%9520.8603.3203.29010.7502.9104.3805.6402.756.7704.0302.8122.0∴透光度T（A）的讀數(shù)范圍為：第43頁，共48頁，2023年，2月20日，星期日ΔT=1％由讀數(shù)引起的濃度相對誤差最小Tmin=36.8%Amin