第六章吸光光度法6.1吸光光度法的基本原理6.1.1光的基本性質(zhì)6.1.2

物質(zhì)對光的吸收6.1.3

吸光光度法的特點6.3吸光分析法的方法與儀器簡介6.3.1

目視比色法6.3.2吸光分析法6.2分光光度法的基本原理6.2.1光吸收的基本定律6.2.2吸光光度法的靈敏度6.4顯色反應(yīng)6.4.1顯色劑的選擇6.4.2顯色條件的選擇6.5光度測量的條件選擇6.5.1測量波長的選擇6.5.2

待測溶液吸光度范圍的選擇6.5.3

參比液的選擇6.6

光度分析法的誤差6.6.1偏離朗伯-比耳定律6.6.2吸光度測量的誤差6.7吸光光度法應(yīng)用簡介6.7.1微量組分的測定6.7.2示差光度法6.7.3絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定6.1吸光光度法的基本原理6.1.1光的基本性質(zhì)吸光光度法是基于物質(zhì)對光選擇性吸收的特性而建立的分析方法。可分為比色法和分光光度法。1.光的電磁波性質(zhì)

射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見光2.光的波粒二象性波動性粒子性

E光的折射光的衍射光的偏振光的干涉光電效應(yīng)

：光子的頻率（Hz,赫茲）c：光速（2.9979

1010cm.s-1）E：光子的能量（J,焦耳）

：光子的波長（cm）h：Plank常數(shù)（6.6256

10-34J.s焦耳.秒）一定波長的光具有一定的能量。3.單色光、復(fù)合光、光的互補(bǔ)單色光復(fù)合光光的互補(bǔ)單一波長的光由不同波長的光組合而成的光若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。藍(lán)黃紫紅綠紫黃綠綠藍(lán)橙紅藍(lán)綠6.1.2物質(zhì)對光的吸收1.物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復(fù)合光光作用于物質(zhì)時，物質(zhì)吸收了可見光，而顯示出特征的顏色，這一過程與物質(zhì)的性質(zhì)及光的性質(zhì)有關(guān)。物質(zhì)對光的吸收滿足Plank條件2.光吸收的原理S2S1S0S3E2E0E1E3h

當(dāng)一束光照射到某物質(zhì)時，組成該物質(zhì)的分子、原子或離子與光子碰撞，這些粒子吸收能量，從最低能態(tài)（基態(tài)）躍遷到最高能態(tài)（激發(fā)態(tài)），這個作用就叫物質(zhì)對光的吸收。

如測量某種物質(zhì)對不同波長單色光的吸收程度，以

波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，可得到一條曲

線，稱為吸收曲線或吸收光譜。純電子能態(tài)間躍遷S2S1S0S3h

E2E0E1E3A

h

h

S2S1S0分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜銳線光譜

A（1）原子吸收：原子的外層電子選擇性地吸收某些波長的電磁波而引起的

（銳線光譜）

（2）分子吸收：電子能級躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜（帶狀光譜）3.定性分析與定量分析的基礎(chǔ)1、定性分析基礎(chǔ)2、定量分析基礎(chǔ)物質(zhì)對光的選擇吸收吸收曲線的形狀最大吸收波長波峰的個數(shù)ABA

在一定的實驗條件下，某物質(zhì)對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比，其吸收曲線的形狀不會改變，λmax也不會改變。A

C增大6.1.3吸光光度法的特點較高的靈敏度適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度；(2%-5%)應(yīng)用范圍廣；簡便，易于操作；6.2分光光度法的基本原理

6.2.1光吸收的基本定律

當(dāng)一束強(qiáng)度為I0的平行單色光照射到均勻而非散射的溶液時，光的一部分(其強(qiáng)度為Ia)被吸收，一部分(其強(qiáng)度為It)透過溶液，一部分(其強(qiáng)度為Ir)被器皿的表面所反射，則

I0=Ia+It+Ir

I0It圖1.透光率（透射比）Transmittance入射光I0透射光It透光率定義：T取值為0.0%~100.0%全部吸收T=0.0%全部透射T=100.0%光的反射損失Ir主要決定于器皿的材料、形狀、大小和溶液的性質(zhì)。在相同條件下，這些因素是固定的，而且反射損失的量很小，故Ir一般可忽略不計，則上式可簡化為:

I0=Ia+It

2.吸光度（A）：表示物質(zhì)對光的吸收程度，其值為透光度的負(fù)對數(shù)，即：

吸光度也叫做消光度E或光密度D，吸光度越大表明相應(yīng)物質(zhì)對光的吸收程度就越大。3.Lambert-Beer定律，即：保持入色光波長不變，溶液對光的吸收只與溶液濃度和液層厚度有關(guān)

K：比例常數(shù)，與吸光物質(zhì)性質(zhì)，入射光波長及溫度，溶劑性質(zhì)有關(guān)式中，

為摩爾吸光系數(shù)，其單位是

當(dāng)b的單位是cm；c的單位是mol·L-1時，可表示如下：吸光度與透光率T：透光率A：吸光度1.00.50ACA100500T%TT=0.0%A=∞T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%1．Lamber-Beer定律的適用條件（前提）

入射光為單色光

吸光質(zhì)點的形式不變

溶液是稀溶液2．該定律適用于固體、液體和氣體樣品3.吸光度的加合性

（1）在同一波長下，不同物質(zhì)的吸收（2）在不同波長下，同一物質(zhì)的吸收

=1.1

104物理意義是：當(dāng)溶液濃度為1mol/L，且光程為1cm時的吸光度。

靈敏度的表示方法1、摩爾吸光系數(shù)

6.2.2吸光光度法的靈敏度

332+桔紅色

508鄰二氮菲Fe2+3NN+NNFe2.摩爾吸光系數(shù)ε的討論（1）吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑，溫度條件下的特征常數(shù)（2）不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。（3）對同一種待測物質(zhì)，不同的方法具有不同的

，表明具有不同的靈敏度。

例：分光光度法測銅

銅試劑法測Cu

426=1.28

104L·mol-1·cm-1雙硫腙法測Cu

495=1.58

105L·mol-1·cm-1（4）同一吸收物質(zhì)在不同波長下的ε值是不同的。在最大吸收波長λmax處的摩爾吸光系數(shù)，常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。

（5）

εmax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。

ε>105：超高靈敏；ε=(6～10）×104：高靈敏；

ε=(2～6）×104：中等靈敏；

ε<2×104：不靈敏。

3、桑德爾指數(shù)S

S值表示：截面積為1cm2的液層，在一定波長或波段處測得的吸光度A為0.001時，所含待測物質(zhì)質(zhì)量，單位為

g．cm-2。Sandell靈敏度與

的關(guān)系:桑德爾指數(shù)S摩爾吸光系數(shù)

靈敏度靈敏度6.3吸光分析方法6.3.1目視比色法標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品特點利用自然光比較吸收光的互補(bǔ)色光準(zhǔn)確度低Er=20%（半定量）不可分辨多組分方法簡便，靈敏度高

用純度較高的單色光照射被測溶液，測量其對光的吸收情況，再根據(jù)朗伯-比耳定律計算。準(zhǔn)確度、靈敏度較目視比色法提高很多；其所用儀器稱為分光光度計。6.3.2吸光光度法（一）可見分光光度計結(jié)構(gòu)光源單色器樣品池檢測器信號輸出鎢絲燈，320~2500nm.基本要求：光源強(qiáng)，能量分布均勻，穩(wěn)定作用：將復(fù)合光色散成單色光棱鏡、光柵平面透射光柵，反射光柵玻璃，光學(xué)玻璃，石英作用：將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并放大光電池、光電管，光電倍增管，光電二極管，光導(dǎo)攝像管（多道分析器）表頭、記錄儀、屏幕、數(shù)字顯示0.575光源單色器吸收池檢測器顯示I0It參比樣品入射光I0透射光It請注意與定義比較未考慮吸收池和溶劑對光子的作用(二）單波長單光束分光光度計0.575光源單色器吸收池檢測器顯示（三）單波長雙光束分光光度計比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器6.4顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)有機(jī)物質(zhì)官能團(tuán)強(qiáng)吸收直接測定UV-VIS官能團(tuán)弱吸收衍生化反應(yīng)UV-VIS顯色反應(yīng)無機(jī)物質(zhì)通常通過顯色反應(yīng)生成吸光系數(shù)大的有色物質(zhì)進(jìn)行測定，以提高靈敏度332+桔紅色

max鄰二氮菲可見光分光光度法是基于物質(zhì)對可見光的選擇性吸收，故被測組分有顏色是測定的必要條件。6.4.1顯色劑的選擇顯色反應(yīng)的的靈敏度高；高選擇性；穩(wěn)定性好，組成恒定；MR（有色化合物）與R（顯色劑）顏色差別較大，即對照性要大，一般要求兩者的吸收峰波長之差△λ＞60nm。顯色條件易于控制；

RA

MRR

MR酸度的影響副反應(yīng)M+nR=MRnOH-H+存在型體的變化RH

=R-+H+

1

2生成不同配比的絡(luò)合物例：磺基水楊酸–Fe3+pH=2~3FeR紫紅色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黃色一、溶液的酸度6.4.2顯色條件的選擇一般顯色反應(yīng)的適宜酸度是通過實驗確定的。ApH取靈敏度較大的平臺處二、顯色劑的用量M+nR=MRn[R]一定時，M→MRn轉(zhuǎn)化率一定；為使反應(yīng)充分，一般稍微加入過量R。其用量一般通過實驗來確定。CRAACRACR三、顯色時間

實際工作中，作A~t曲線，尋找適宜反應(yīng)時間。四、溫度五、溶劑六、干擾物質(zhì)干擾物質(zhì)本身有顏色、與顯色劑反應(yīng)、與被測離子反應(yīng)、以及本身的沉淀和水解反應(yīng)等，均會干擾測定。消除措施：控制酸度、掩蔽、萃取和其他物理分離法，也可選擇適當(dāng)?shù)臏y定波長。6.5光度測量的條件選擇6.5.1測量波長的選擇有干擾情況下無干擾情況下A

A

1、非單色光影響小2、靈