1、071,Analytical Chemistry,吸光光度法簡(jiǎn)介,7.1 吸光光度法的基本原理,7.1.1 光的基本性質(zhì) 7.1.2 物質(zhì)對(duì)光的吸收 7.1.3 溶液的吸光定律,7.2 吸光分析法的方法與儀器簡(jiǎn)介,7.2.1 吸光分析的幾種方法 7.2.2 吸光分析法的儀器簡(jiǎn)介,要點(diǎn)歸納,7.3 吸光光度法的靈敏度與準(zhǔn)確度,7.3.1 靈敏度的表示方法 7.3.2 影響準(zhǔn)確度的因素 7.3.3 測(cè)量條件的選擇,7.4 吸光光度法分析條件的選擇,7.4.1 酸度的選擇 7.4.2 顯色劑用量的選擇 7.4.3 其它條件的選擇,7.5 吸光光度法應(yīng)用簡(jiǎn)介,7.5.1 微量組分的測(cè)定 7.5.2 示

2、差光度法 7.5.3 光度滴定法 7.5.4 絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定 7.5.5 弱酸弱堿離解常數(shù)的測(cè)定 7.5.6 雙波長(zhǎng)分光光度法 7.5.7 導(dǎo)數(shù)分光光度法,7.1.1 光的基本性質(zhì),吸光光度法 是基于被測(cè)物質(zhì)的分子 對(duì)光 具有選擇吸收的特性而建立的分析方法。,光的電磁波性質(zhì),光的波粒二象性,波動(dòng)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),E：光子的能量（J, 焦耳）, ：光子的頻率（Hz, 赫茲）, ：光子的波長(zhǎng)（cm）,c：光速（2.99791010 cm.s-1）,h：Plank常數(shù)（6.625610-34 J.s 焦耳. 秒）,單色光、復(fù)合光、光的互

3、補(bǔ),單色光,復(fù)合光,光的互補(bǔ),單一波長(zhǎng)的光,由不同波長(zhǎng)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)。,7.1.2 物質(zhì)對(duì)光的吸收,物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系,完全吸收,完全透過(guò),吸收黃色光,光譜示意,表觀現(xiàn)象示意,復(fù)合光,吸收光譜,光作用于物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)吸收了可見光，而顯示出特征的顏色，這一過(guò)程與物質(zhì)的 性質(zhì)及光的性質(zhì)有關(guān)。,分子基態(tài)的電子組態(tài),1、用原子軌道線性組合法產(chǎn)生出各個(gè)分子軌道；,2、把電子加到每個(gè)分子軌道中去，在每個(gè)分子軌道中最多加進(jìn)兩個(gè)電子（Pauli原理），由此產(chǎn)生分子的電子組態(tài) ；,3、把電子對(duì)加到最低能量

4、軌道中去（建造原理），從而產(chǎn)生最低能量的電子組態(tài)（基態(tài)電子組態(tài)）,例：甲醛的分子軌道,最低空軌道,電子基態(tài),電子躍遷與電子激發(fā)態(tài),甲醛的電子基態(tài),電子躍遷類型,最低激發(fā)態(tài)和基態(tài)的電子組態(tài),最低激發(fā)態(tài)和基態(tài)的電子態(tài),電子多重態(tài),電子的多重態(tài),物質(zhì)對(duì)光的吸收,物質(zhì)對(duì)光的吸收滿足Plank 條件,吸收光譜 Absorption Spectrum,純 電子能態(tài) 間躍遷,分子內(nèi)電子躍遷,帶狀光譜,銳線光譜,物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收 Selected absorption,物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同，所能吸收光的波長(zhǎng)也不同，這就構(gòu)成了物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收基礎(chǔ)。,例：,A 物質(zhì),B 物質(zhì),同理，得：,1 ev = 1.61

5、0-19 J.,吸收光譜的獲得Absorption Spectra,測(cè)量某物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)（）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)，繪制吸光度隨波長(zhǎng)的變化可得一曲線，此曲線即為吸收光譜。,(a) 聯(lián)苯（己烷溶劑）；,一些典型的紫外光譜,(b) 苯（己烷溶劑）；,(c) 苯蒸汽；,(d) Na蒸汽。,定性分析與定量分析的基礎(chǔ),定性分析基礎(chǔ),定量分析基礎(chǔ),物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收,在一定的實(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。,7.1.3 溶液的吸光定律,透過(guò)率 Transmittance,透射率定義：,T 取值為0.0 % 100.0 %,全部吸收,T = 0.0 %,全部透射

6、,T = 100.0 %,吸收定律的推導(dǎo),Lambert Beer Law,I0,It,dI N I,N ：薄層中的吸光粒子數(shù),N = N0 c dS db,N0 ：阿伏加德羅常數(shù),dS ：捕獲面積，薄層中被光照射的面積。,c：吸光溶液的濃度,N = k c db,故 dI N I = I k c db,dI = - I k c db ,dI / I = - k c db,積分,得,或,得,吸光度 與透射率 Absorbance and transmittance,T ： 透射率,A： 吸光度,T,T = 0.0 %,A = ,T = 100.0 %,A = 0.0,A = 0.434,T =

7、 36.8 %,吸光系數(shù) Absorptivity,b ：吸光液層的厚度，光程， cm,c：吸光物質(zhì)的濃度， g / L, mol / L,K：比例常數(shù),入射光波長(zhǎng),物質(zhì)的性質(zhì),溫度,取值與濃度的單位相關(guān),c：mol / L,K ,摩爾吸光系數(shù)， L mol 1 cm -1,c：g / L,K a,吸光系數(shù)， L g 1 cm -1,c：g / 100 mL,K ,比吸光系數(shù),相互關(guān)系,Molar Absorptivity,Absorptivity,Specific extinction coefficient,吸收定律與吸收光譜的關(guān)系,吸光定律,吸收光譜,吸光的加合性,多組分體系中，如果各組

8、分之間無(wú)相互作用，其吸光度具有加合性，即,對(duì)吸收定律偏離,主要原因,非單色光,吸光質(zhì)點(diǎn)的相互作用,非單色光引起的對(duì)吸光定律的偏離,設(shè)入射光由 1 和 2 兩種波長(zhǎng)組成，溶液的吸光質(zhì)點(diǎn)對(duì)兩種波長(zhǎng)的光的吸收均遵從吸收定律,1,2,1 + 2,或,或,非單色光引起的對(duì)吸光定律的偏離,對(duì)吸收光譜而言，b 和 c 固定，,反映了 隨波長(zhǎng)變化的情況，單一波長(zhǎng)， 固定；不同波長(zhǎng)， 不同。因此，非單色光將導(dǎo)致對(duì)吸光定律的偏離。,在實(shí)際工作中，入射光通常具有一定的帶通。為了避免非單色光帶來(lái)的影響，一般選用峰值波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定。, 1 對(duì)應(yīng)的 1較小, 2 對(duì)應(yīng)的 2較大,選用峰值波長(zhǎng)，也可以得到較高的靈敏度。,吸光

9、質(zhì)點(diǎn)間相互作用引起的對(duì)吸光定律的偏離,質(zhì)點(diǎn)間的靜電作用,質(zhì)點(diǎn)間的締合作用,質(zhì)點(diǎn)間的化學(xué)反應(yīng),7.2.1 吸光分析的幾種方法,目視比色法,特點(diǎn),利用自然光,比較吸收光的互補(bǔ)色光,準(zhǔn)確度低（半定量）,不可分辨多組分,方法簡(jiǎn)便，靈敏度高,光電比色法,分光光度法（紫外-可見分光光度法）UV-VIS,Ultraviolet Visual Spectroscopy,光源,單色器,吸收池,檢測(cè)器,顯示,I0,It,參比,樣品,未考慮吸收池和溶劑對(duì)光子的作用,7.2.2 吸光分析法的儀器簡(jiǎn)介,紫外-可見分光光度計(jì)組件,光源,單色器,樣品池,檢測(cè)器,信號(hào)輸出,氫燈，氘燈，185 350 nm； 鹵鎢燈，250 2000 nm.,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,玻璃， 350 2500 nm, 石英，185 4500 nm,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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并放大,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,單波長(zhǎng)單光束分光光度計(jì),單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì),要 點(diǎn),1