緒論紫外可見分光光度法詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)（優(yōu)選）緒論紫外可見分光光度法當(dāng)前第2頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)儀器分析教學(xué)要求與考查方式平時作業(yè)10%（不少于5次）實(shí)驗(yàn)30%（6-7次）期末考查60%（第20周）當(dāng)前第3頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)緒論0.1儀器分析法及其特點(diǎn)儀器分析法是以測量物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法.由于這類方法通常要使用比較特殊的儀器,因而稱之為“儀器分析”。特點(diǎn)：操作簡便而快速，特別是對于含量低的組分的測定。易于實(shí)現(xiàn)自動化和智能化。能提供化學(xué)分析法難以勝任的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組分價態(tài)、元素在微區(qū)的空間分布等諸多信息。當(dāng)前第4頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)局限性：準(zhǔn)確度不夠高，但對于低含量的組分已完全滿足要求。儀器分析之前，通常需要用化學(xué)法對試樣進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行儀器分析一般都要用化學(xué)法對試樣進(jìn)行定量工作曲線校準(zhǔn)，而很多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)卻需要用化學(xué)分析法進(jìn)行準(zhǔn)確含量的測定。所以，化學(xué)分析方法與儀器分析方法不可分隔。當(dāng)前第5頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)0.2儀器分析基本內(nèi)容和分類光學(xué)分析法：利用物質(zhì)的光化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的一類方法?？煞譃樵游展庾V法、紫外及可見吸收光譜法，紅外吸收光譜法、核磁共振波譜法。電化學(xué)分析法：利用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析的一類方法。電導(dǎo)法，電位滴定法，電位分析法，庫侖分析法。色譜分析法：利用物質(zhì)在兩相間的分配不同進(jìn)行分離分析，可分為氣相色譜法，高效液相色譜法，離子色譜法。其他分析法：質(zhì)荷比，質(zhì)譜法。當(dāng)前第6頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)分析儀器的組成儀器分析測定時使用各種類型的分析儀器。分析儀器自動化程度越高，儀器越復(fù)雜，然而不管分析儀器如何復(fù)雜，一般它們均由信號發(fā)生器、檢測器、信號處理器和讀出裝置四個基本部分組成.當(dāng)前第7頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)0.3發(fā)展中的儀器分析方法的創(chuàng)新.靈敏度,選擇性和準(zhǔn)確度在不斷的提高.選擇性檢測技術(shù)和多組分同時分析技術(shù)成為當(dāng)前研究的主要課題.分析儀器的智能化.新型動態(tài)分析檢測和非破壞性檢測多種方法的聯(lián)合使用擴(kuò)展時空多維信息.當(dāng)前第8頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1紫外-可見分光光度法比色分析法：利用比較待測溶液的本身的顏色或加入試劑后呈現(xiàn)的顏色的深淺來測定溶液中待測物質(zhì)的濃度的方法就稱為比色分析法分光光度法：應(yīng)用分光光度計(jì)，根據(jù)物質(zhì)對不同波長的單色光的吸收程度不同而對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法稱為分光光度法。特點(diǎn)：靈敏度高；具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度；設(shè)備和操作簡單，價格低廉，分析速度快；應(yīng)用廣泛。當(dāng)前第9頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)分光光度計(jì)當(dāng)前第10頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1紫外-可見分光光度法1.1基本原理1.1.1光的基本特性:波粒二象性.光是一種電磁波，具有波動性和離子性。電磁波譜：將各種電磁波（光）按其波長或頻率大小順序排列畫成的圖表，則稱該圖表為電磁波譜。當(dāng)前第11頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)單色光：具有同一波長的光。復(fù)合光：含有多種波長的光，如白光。紫外光：波長小于400nm的光可見光：能被肉眼感覺到的光400~780nm紅外光：波長大于780nm的光互補(bǔ)光：按一定強(qiáng)度混合可得到白光，如綠色光與紫色光，藍(lán)色光與黃色光。當(dāng)前第12頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.1.2物質(zhì)對光的選擇性吸收1.1.2.1物質(zhì)顏色的產(chǎn)生白光通過某透明溶液時顏色變化出現(xiàn)三種情況:無色,黑色,互補(bǔ)色.KMnO4K2CrO4當(dāng)前第13頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.1.2.2物質(zhì)的吸收光譜曲線光吸收曲線吸光度波長/nm當(dāng)前第14頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.1.3光吸收定律1.1.3.1朗伯-比爾定律A=KbcA為吸光度,K為比例常數(shù),b為溶液液層厚度(光程長度),c為溶液濃度.透射比?0?trbc當(dāng)前第15頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)百分透射比:T=?tr/?0透射比倒數(shù):1/T=?0/?tr吸光度:lg(?0/?tr)=A光吸收越多，透射比越小，吸光度越大。當(dāng)前第16頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.1.3.2吸光系數(shù)A=Kbc其中,K為吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)A=bc當(dāng)前第17頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.1.3.3吸光度的加和性A總=A1+A2+…An1.1.3.4偏離光吸收定律的主要因素入射光的非單色性溶液的化學(xué)因素比爾定律的局限性當(dāng)前第18頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2紫外可見分光光度計(jì)1.2.1儀器的基本組成部件光源單色器樣品吸收池檢測器信號顯示系統(tǒng)當(dāng)前第19頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.1.1光源可見光光源:鎢燈、鹵鎢燈紫外光光源:氫、氘、氙放電燈等1.2.1.2單色器單色器狹縫色散元件透鏡系統(tǒng)棱鏡反射光柵當(dāng)前第20頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.1.3吸收池比色皿玻璃吸收池、石英吸收池使用注意事項(xiàng)：當(dāng)前第21頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.1.4檢測器常用檢測器:光電池、光電管、光電倍增管等。透明金屬膜金屬集電極半導(dǎo)體基體光電管當(dāng)前第22頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.2紫外-可見分光光度計(jì)的類型按使用波長分:可見分光光度計(jì)400~780nm紫外可見分光光度計(jì)200~1000nm按光路:單光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)按波長數(shù):單波長分光光度計(jì)雙波長分光光度計(jì)1.2.2.1單光束分光光度計(jì)(721722)

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價格低，適用于定量分析。不足之處是誤差較大。一束光當(dāng)前第23頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.2.2雙光束分光光度計(jì)特點(diǎn)：能連續(xù)改變波長，自動比較樣品及參比溶液的透光強(qiáng)度，自動消除光源強(qiáng)度所引起的誤差。當(dāng)前第24頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.2.3雙波長分光光度計(jì)12特點(diǎn)：不僅能測定高濃度試樣、多組分試樣，并能測定渾濁試樣。日本島津UV-300UV365當(dāng)前第25頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.2.3常用紫外-可見分光光度計(jì)的使用1.2.3.1721型可見分光光度計(jì)調(diào)節(jié)器：選擇波長電位器：調(diào)Ｔ＝０0%T電位器：調(diào)Ｔ＝１００％吸收池拉桿：將吸收池送入光路靈敏度選擇鈕：調(diào)靈敏度電源開關(guān)：提供１２Ｖ穩(wěn)壓電源吸收池暗箱蓋：接光路閘門，只有調(diào)１００％Ｔ和測量時才關(guān)暗箱蓋。顯示電表：標(biāo)有透射比Ｔ和吸光度Ａ，測量時通常讀取吸光度Ａ的數(shù)值。當(dāng)前第26頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)使用方法：接通電源開關(guān)，打開樣品室暗箱蓋，使電表指針處于“０”位。預(yù)熱２０分鐘，再選擇波長和靈敏度檔，調(diào)Ｔ＝０％蓋上樣品室蓋，拉動吸收池拉桿，使參比溶液池置于光路上，調(diào)節(jié)“１００％Ｔ”調(diào)節(jié)器，使電表指針指在Ｔ＝１００％。重復(fù)開蓋調(diào)零、關(guān)蓋調(diào)T＝100%關(guān)蓋、拉桿、讀數(shù)后開蓋清洗吸收池關(guān)電當(dāng)前第27頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)實(shí)驗(yàn)一、分光光度計(jì)的使用及光吸收曲線的繪制儀器分析課件\實(shí)驗(yàn)一分光光度計(jì)的使用.doc當(dāng)前第28頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3可見分光光度法實(shí)驗(yàn)技術(shù)1.3.1樣品的制備光譜分析通常是在溶液中進(jìn)行，固體樣品要轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤?。如KMnO4水溶液無機(jī)試樣要轉(zhuǎn)變?yōu)樗芤?，不能溶于水的轉(zhuǎn)變?yōu)樗崛芤?，或采用熔融法。如銅用稀硝酸溶解。有機(jī)樣品用有機(jī)溶劑溶解或抽提后，配成適于測定的濃度范圍。所用的溶劑應(yīng)在測定波長下沒有明顯的吸收，揮發(fā)性小，不易燃，無毒性，價格便宜。當(dāng)前第29頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.2顯色條件的選擇許多物質(zhì)本身無色或顏色很淺，對可見光不產(chǎn)生吸收或吸收不大，必須事先通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理，使該物質(zhì)轉(zhuǎn)變成有色化合物，再進(jìn)行光度測定。將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)。與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。當(dāng)前第30頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.2.1顯色反應(yīng)與顯色劑顯色反應(yīng)可為氧化還原反應(yīng)，配位反應(yīng)，或兼有上述兩種反應(yīng)，配位反應(yīng)最為普遍。同一種化合物可與多種顯色劑反應(yīng)生成不同有色物質(zhì)。選擇原則是：選擇性好。一種顯色劑最好只與一種被測組分起顯色反應(yīng)。靈敏度高。生成的有色化合物摩爾吸光系數(shù)大。生成的化合物組成恒定，性質(zhì)穩(wěn)定。如果顯色劑有色，要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別大。顯色條件易于控制。當(dāng)前第31頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)常用顯色劑：無機(jī)顯色劑：

鐵硫氰酸鹽：鉬鎢

鈮紅橙黃黃氨水：銅鈷鎳藍(lán)紅紫當(dāng)前第32頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)有機(jī)顯色劑：與金屬離子形成的配合物穩(wěn)定性、靈敏度和選擇性都比較高，種類也較多?；腔畻钏幔篎e2+鄰菲羅啉：Fe2+,Cu2+丁二酮肟：Ni結(jié)晶紫：Ca孔雀綠：Ca二甲酚橙：Nb,Pb2+當(dāng)前第33頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.2.2顯色條件的選擇顯色劑用量：適當(dāng)過量。2.溶液酸度：通過實(shí)驗(yàn)確定合適的酸度。酸度不同，生成的配合物顏色不同酸度過高，降低配合物的穩(wěn)定性酸度變化，顯色劑的顏色可能發(fā)生變化。酸度過低，破壞有色配合物。AAA當(dāng)前第34頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)3.顯色溫度：不同的顯色反應(yīng)對溫度要求不同，大多數(shù)在常溫下進(jìn)行。有些反應(yīng)必須在較高溫度下進(jìn)行。如硅鉬藍(lán)法測微量硅。4.顯色時間：包括顯色時間和穩(wěn)定時間。ATT1T2當(dāng)前第35頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.3測量條件的選擇1.3.3.1測定波長的選擇根據(jù)被測組分的吸收曲線，選擇最大吸收波長max作為入射光波長，這樣靈敏度高，測量精度高。當(dāng)有干擾存在時，可以選擇曲線中其他波長進(jìn)行測定（曲線平坦處）。Amax當(dāng)前第36頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)噻菌靈光吸收曲線當(dāng)前第37頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.3.2參比溶液的選擇測量吸光度時，入射光的反射，以及溶劑、試劑等對光的吸收會造成透射光通量的減弱。為使光能量的減弱僅與溶液中待測物質(zhì)的濃度有關(guān)，需要選擇合適組分的溶液作參比溶液。目的是消除干擾，抵消吸收池和試劑對入射光的吸收。當(dāng)前第38頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)參比溶液種類：溶劑參比：當(dāng)試樣溶液中，僅有待測組分與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收時，可采用溶劑作參比溶液。(如氨水作顯色劑測定銅離子濃度,用水作參比.)試劑參比：如果顯色劑或其他試劑在測定波長有吸收，此時應(yīng)采用試劑參比溶液。按顯色反應(yīng)相同條件，只是不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。(結(jié)晶紫測鈣)水與結(jié)晶紫水與結(jié)晶紫,含鈣當(dāng)前第39頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)試液參比：將試液與顯色溶液作相同處理，只是不加顯色劑。不加顯色劑2.褪色參比：在顯色液中加褪色劑，使已顯色的產(chǎn)物褪色，褪色后的溶液作參比溶液。當(dāng)前第40頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.3.3吸光度測量范圍的選擇實(shí)踐證明只有當(dāng)待測溶液濃度控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，由儀器測量引起的相對誤差才比較小，而在A=0.434時，相對而言誤差達(dá)到最小。實(shí)際工作中，一般將吸光度控制在0.2~0.8范圍。為了使測量的吸光度在測量的范圍內(nèi)，可以調(diào)節(jié)被測溶液的濃度使用厚度不同的吸收池等方法來達(dá)到目的。當(dāng)前第41頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.4共存離子的干擾和消除方法干擾離子的影響共存離子本身具有顏色，如Fe3+、Ni2+、

Co2+、Cu2+、Cr3+等的存在影響被測離子的測定。共存離子與顯色劑或被測組分反應(yīng)，使顯色劑或被測組分的濃度降低，妨礙顯色反應(yīng)的完成，導(dǎo)致結(jié)果偏高。共存離子與顯色劑反應(yīng)生成有色化合物或沉淀，導(dǎo)致測量結(jié)果偏高。當(dāng)前第42頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)2、干擾的消除方法：控制溶液的酸度：以磺基水楊酸測定Fe3+時，消除Cu2+干擾。加入掩蔽劑掩蔽干擾離子。要求不產(chǎn)生新的干擾。常用掩蔽劑：KCN、NH4F酒石酸、草酸、檸檬酸、抗壞血酸。改變干擾離子的價態(tài)以消除干擾。用鉻菁S顯色Al3+時，消除Fe3+干擾。選擇合適的入射光波長消除干擾。選擇合適的參比溶液。分離干擾離子。當(dāng)前第43頁\共有47頁\編于星期五\13點(diǎn)1.3.5.1單組分樣品的分析單組分樣品，在最大吸收波長處，選用適當(dāng)?shù)膮⒈热芤海瑴y量試樣的吸光度，用工作曲線法或比較法求得分析結(jié)果。工作曲線法（標(biāo)準(zhǔn)曲線法）：制作方法:配制四個以上濃度不同的待測組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長下，分別測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度