吸光光度法ok优秀PPT.ppt

7.1.1 7.1.1 光的基本性质光的基本性质吸光光度法吸光光度法吸光光度法吸光光度法 是基于被测物质的是基于被测物质的是基于被测物质的是基于被测物质的分子分子分子分子对对对对光光光光具有具有具有具有选择吸选择吸选择吸选择吸 收收收收的特性而建立的分析方法，又称分光光的特性而建立的分析方法，又称分光光的特性而建立的分析方法，又称分光光的特性而建立的分析方法，又称分光光 度法，简称光度法。度法，简称光度法。度法，简称光度法。度法，简称光度法。光的电磁波性质光的电磁波性质光的电磁波性质光的电磁波性质 射射线线x射射线线紫紫外外光光红红外外光光微微波波无无线线电电波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 见见 光光单色光、复合光、光的互补单色光、复合光、光的互补单色光、复合光、光的互补单色光、复合光、光的互补单色光单色光单色光单色光复合光复合光复合光复合光光的互补光的互补光的互补光的互补单一波长的光单一波长的光单一波长的光单一波长的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光若两种不同颜色的单色光按确定的强度比若两种不同颜色的单色光按确定的强度比若两种不同颜色的单色光按确定的强度比若两种不同颜色的单色光按确定的强度比例混合得到白光互补色光。例混合得到白光互补色光。例混合得到白光互补色光。例混合得到白光互补色光。蓝蓝黄黄紫紫绿绿青蓝青蓝橙橙红红青青7.1.2 物质对光的吸取物质对光的吸取物质的颜色与光的关系物质的颜色与光的关系物质的颜色与光的关系物质的颜色与光的关系完全吸收完全吸收完全吸收完全吸收完全透过完全透过完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意表观现象示意表观现象示意复合光复合光复合光复合光物质吸取了可见光而显示出特征的颜色，物质吸取了可见光而显示出特征的颜色，物质吸取了可见光而显示出特征的颜色，物质吸取了可见光而显示出特征的颜色，该过程与物质的性质及光的性质有关。该过程与物质的性质及光的性质有关。该过程与物质的性质及光的性质有关。该过程与物质的性质及光的性质有关。吸取光谱的获得吸取光谱的获得Absorption Spectra(Spectrum)表征某物质对不同波长单色光的吸取程度。以波长（表征某物质对不同波长单色光的吸取程度。以波长（）为横坐）为横坐标，吸光度（标，吸光度（A）为纵坐标，即吸光度随波长变更的曲线，即）为纵坐标，即吸光度随波长变更的曲线，即为吸取光谱。为吸取光谱。吸光光度法定性与定量分析的基础吸光光度法定性与定量分析的基础吸光光度法定性与定量分析的基础吸光光度法定性与定量分析的基础定性分析基础定性分析基础定量分析基础定量分析基础物质对光的选择物质对光的选择吸取吸取ABA 在确定试验条件在确定试验条件下，物质对光的下，物质对光的吸取与物质的浓吸取与物质的浓度成正比。度成正比。A C增增大大7.1.3 溶液的吸光定律溶液的吸光定律若入射光强为若入射光强为I0，则，则 Ioa+It+Ir忽视反射光：忽视反射光：I0=Ia+It透光率透光率 （透射比）（透射比）Transmittance（常用百分数表示）（常用百分数表示）0.0%100.0%全部吸收全部吸收T=0.0%全部透射全部透射T=100.0%入射光入射光 I0透射光透射光 ItT越大，说明对光的吸取越弱；越大，说明对光的吸取越弱；相反，相反，T越小，对光的吸取越强越小，对光的吸取越强一、光吸取的基本定律一、光吸取的基本定律吸取定律吸取定律吸取定律吸取定律-朗伯朗伯朗伯朗伯-比尔定律比尔定律比尔定律比尔定律 Lambert Beer Law Lambert Beer LawI0dbbItII-dI得得定义定义溶液对单色光的吸取程度为吸光度溶液对单色光的吸取程度为吸光度A Absorbance 1、吸光度、吸光度 与与 透光率透光率 Absorbance and transmittanceT=0.0%A=T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%I0dbbItII-dIT：透光率透光率A：吸光度吸光度1.00.50ACA100500T%T2、朗伯-比尔定律的前提条件n n（1）入射光为单色光）入射光为单色光n n（2）吸取发生在匀整介质中（无散射）吸取发生在匀整介质中（无散射）n n（3）吸光质点间无相互作用）吸光质点间无相互作用3、吸光系数、吸光系数 Absorptivityb：吸光液层的厚度，光程：吸光液层的厚度，光程 path lenth，cmc：吸光物质的浓度，吸光物质的浓度，g/L,mol/LK：比例常数：比例常数入射光波长入射光波长物质的性质物质的性质温度温度取值与浓度的单位相关取值与浓度的单位相关吸收系数，吸收系数，L g 1 cm-1摩尔吸光系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1c：mol/LK c：g/LK ac：g/100 mLK 比比吸收系数吸收系数 Molar AbsorptivityAbsorptivity（1）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数它表示它表示:L g 1 cm-1 吸光物质浓度为吸光物质浓度为1mol/L，液层厚度为，液层厚度为1cm时时溶液对某单色光的吸光度。溶液对某单色光的吸光度。是物质吸取实力的量度。是物质吸取实力的量度。A=b CAC0 是对吸光物质而言，是由吸光物质的结构特是对吸光物质而言，是由吸光物质的结构特征，吸光面积等因素确定，可作为定性分析的征，吸光面积等因素确定，可作为定性分析的参考。参考。与入射光波长有关，应用下标注明：与入射光波长有关，应用下标注明：max 还可用来衡量灵敏度还可用来衡量灵敏度例，分光光度法测铜例，分光光度法测铜铜试剂法测铜试剂法测 Cu 426=1.28 104 Lmol-1cm-1双硫腙法测双硫腙法测 Cu 495=1.58 105 Lmol-1cm-1一般情况 105低灵敏度中等灵敏度高灵敏度A=b C（2）吸取系数a，L g 1 cm-1n n二者关系：Man nM：吸光物质的摩尔质量：吸光物质的摩尔质量n n波长确定时，溶液浓度为波长确定时，溶液浓度为1（g/100 mL）光程为光程为1cm的吸光度的吸光度相互关系相互关系（3）比吸光系数（百分吸光系数）比吸光系数（百分吸光系数）4、桑德尔灵敏度、桑德尔灵敏度S，SandellS：表示：表示 光程为光程为1 cm 吸取池测得吸光度为吸取池测得吸光度为 0.001 时，时，每每mL 溶液中待测物质的微克数。单位为溶液中待测物质的微克数。单位为 g cm-2。Sandell 灵敏度灵敏度与与 的关系的关系5、吸取曲线（吸取光谱）、吸取曲线（吸取光谱）Absorption Spectra(Spectrum)n n同一物质，浓度不同，同一物质，浓度不同，同一物质，浓度不同，同一物质，浓度不同，吸取曲线形态和最大吸取曲线形态和最大吸取曲线形态和最大吸取曲线形态和最大吸取波长位置不变。吸取波长位置不变。吸取波长位置不变。吸取波长位置不变。A或或 吸取定律与吸取光谱的关系吸取定律与吸取光谱的关系吸取定律与吸取光谱的关系吸取定律与吸取光谱的关系AC吸吸光光定定律律A或或 吸吸取取光光谱谱A C max6、吸光度的加合性、吸光度的加合性多组分体系中，假如各组分之间无相互作用，其吸光度具多组分体系中，假如各组分之间无相互作用，其吸光度具有加合性，即有加合性，即即吸光光度法用于混合组分同时测定的依据即吸光光度法用于混合组分同时测定的依据二、引起朗伯二、引起朗伯-比尔定律偏离的因素比尔定律偏离的因素（一）物理因素（一）物理因素1、非单色光引起的偏离（与仪器有关）、非单色光引起的偏离（与仪器有关）严格地说，朗伯严格地说，朗伯比耳定律要求入射比耳定律要求入射光为单色光。光为单色光。而运用的是连续光源，经单色器分光而运用的是连续光源，经单色器分光后，用狭缝调整光谱带的宽度，即分后，用狭缝调整光谱带的宽度，即分光后的出射光仍是一个光后的出射光仍是一个“复合光复合光”，只是这种光的波长范围很窄而已，所只是这种光的波长范围很窄而已，所以说，单色光并非是一条几何线。以说，单色光并非是一条几何线。单一波长，单一波长，固定；固定；不同波长，不同波长，不同。不同。在实际工作中，入射光通常具有确定的带通。为了避开非在实际工作中，入射光通常具有确定的带通。为了避开非单色光带来的影响，一般选用峰值波进步行测定。单色光带来的影响，一般选用峰值波进步行测定。1 对应的对应的 1较小较小 2 对应的对应的 2较大较大A或或 1 2此外，选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。此外，选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。2、非垂直入射引起的偏离n n 在紫外一可见分光光度分析中，由于溶液的在紫外一可见分光光度分析中，由于溶液的在紫外一可见分光光度分析中，由于溶液的在紫外一可见分光光度分析中，由于溶液的不匀整，如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时，不匀整，如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时，不匀整，如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时，不匀整，如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时，除有部分入射光被溶液吸取外，还有一部分因除有部分入射光被溶液吸取外，还有一部分因除有部分入射光被溶液吸取外，还有一部分因除有部分入射光被溶液吸取外，还有一部分因散射而损失，使吸光度增大，产生正偏离。散射而损失，使吸光度增大，产生正偏离。散射而损失，使吸光度增大，产生正偏离。散射而损失，使吸光度增大，产生正偏离。3、入射光被散射引起的偏离、入射光被散射引起的偏离 由于入射光不是垂直通过样品池，使光成由于入射光不是垂直通过样品池，使光成实实际走过的光程大于样品池厚度，产生正偏差际走过的光程大于样品池厚度，产生正偏差。吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离质点间的静电作用质点间的静电作用质点间的缔合作用质点间的缔合作用质点间的化学反应质点间的化学反应（二）化学因素平衡效应n n最典型的是最典型的是K2Cr2O7溶液中发生的平衡溶液中发生的平衡效应。效应。7.2.1 7.2.1 吸光分析的几种方法吸光分析的几种方法吸光分析的几种方法吸光分析的几种方法一、目视比色法一、目视比色法标准系列标准系列未知样品未知样品特点特点利用自然光利用自然光比较吸取光的互补色光比较吸取光的互补色光精确度低（半定量）精确度低（半定量）不行辨别多组分不行辨别多组分方法简便，灵敏度高方法简便，灵敏度高光电比色法光电比色法光电比色法光电比色法二、分光光度法二、分光光度法（紫外（紫外-可见分光光度法）可见分光光度法）UV-VisUltraviolet Visual Spectroscopy0.575光源光源单色器单色器吸取池吸取池检测器检测器显示显示I0It参比参比样品样品入射光入射光 I0透射光透射光 It7.2.2 7.2.2 吸光分析法的仪器简介吸光分析法的仪器简介吸光分析法的仪器简介吸光分析法的仪器简介一、紫外一、紫外-可见分光光度计组件可见分光光度计组件光源光源单色器单色器样品池样品池检测器检测器信号输出信号输出氢灯，氘灯氢灯，氘灯，185 350 nm；卤钨灯卤钨灯，250 2000 nm.基本要求：光源强，能量分布匀整，稳定基本要求：光源强，能量分布匀整，稳定作用：将复合光色散成单色光作用：将复合光色散成单色光棱镜棱镜光栅光栅玻璃，玻璃，350 2500 nm,石英，石英，185 4500 nm平面透射光栅，平面透射光栅，反射光栅反射光栅玻璃，光学玻璃，石英玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管（多道分析器）（多道分析器）表头、记录仪、屏幕、数字显示表头、记录仪、屏幕、数字显示1 1、单波长单光束分光光度计、单波长单光束分光光度计、单波长单光束分光光度计、单波长单光束分光光度计0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示特点：特点：特点：特点：运用运用运用运用时时时时来回拉来回拉来回拉来回拉动动动动吸取池吸取池吸取池吸取池 移移移移动误动误动误动误差差差差对对对对光源要求高光源要求高光源要求高光源要求高比色池配比色池配比色池配比色池配对对对对2 2、单波长双光束分光光度计、单波长双光束分光光度计、单波长双光束分光光度计、单波长双光束分光光度计比值比值光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示光束分裂器光束分裂器特点：特点：特点：特点：不用拉不用拉不用拉不用拉动动动动吸取池，可以减小移吸取池，可以减小移吸取池，可以减小移吸取池，可以减小移动误动误动误动误差差差差对对对对光源要求不高光源要求不高光源要求不高光源要求不高可以自可以自可以自可以自动扫动扫动扫动扫描吸取光描吸取光描吸取光描吸取光谱谱谱谱 特点：特点：特点：特点：利用吸光度差利用吸光度差利用吸光度差利用吸光度差值值值值定量定量定量定量消退干消退干消退干消退干扰扰扰扰和吸取池不匹配引起的和吸取池不匹配引起的和吸取池不匹配引起的和吸取池不匹配引起的误误误误差差差差二、吸光度测量的原理及步骤 n n1、调零、调零 T0或或A 的端点，即检测器零点的端点，即检测器零点n n2、工作零点（吸光度零点）、工作零点（吸光度零点）T100或或A=0 n n 不含待测组分的参比溶液调整不含待测组分的参比溶液调整n n3、测定、测定7.5 吸光光度法应用简介吸光光度法应用简介n n一、单组分的测定一、单组分的测定1 1吸光系数法吸光系数法吸光系数法吸光系数法 2 2标准曲线法标准曲线法标准曲线法标准曲线法 3 3比照法：外标一点法比照法：外标一点法比照法：外标一点法比照法：外标一点法二、多组分的定量方法多组分的定量方法分三种状况：分三种状况：分三种状况：分三种状况：1 1两组分吸取光谱不重叠（互不干扰）两组分吸取光谱不重叠（互不干扰）两组分吸取光谱不重叠（互不干扰）两组分吸取光谱不重叠（互不干扰）两组分在各自两组分在各自两组分在各自两组分在各自maxmax下不重叠下不重叠下不重叠下不重叠分别按单组分定分别按单组分定分别按单组分定分别按单组分定量量量量n n2 2两组分吸取光谱部分重叠两组分吸取光谱部分重叠两组分吸取光谱部分重叠两组分吸取光谱部分重叠n n 1 1测测测测A1bA1b组分不干扰组分不干扰组分不干扰组分不干扰可按单组分定量测可按单组分定量测可按单组分定量测可按单组分定量测CaCan n 2 2测测测测A2aA2a组分干扰组分干扰组分干扰组分干扰不能按单组分定量测不能按单组分定量测不能按单组分定量测不能按单组分定量测Cb Cb 3两组分吸取光谱完全重叠两组分吸取光谱完全重叠混合样品测定混合样品测定解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法n n步步步步骤骤骤骤：为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。解联立方程，可求得解联立方程，可求得Ca,Cb例、现有例、现有A、B两个化合物，在两个化合物，在max428nm和和470nm处处的摩的摩尔尔吸光系数分吸光系数分别为别为：现有现有A和和B的试液，在的试液，在470nm处，用处，用1.00cm吸取池测得吸取池测得A为为0.424，在，在428nm处测得处测得A为为0.401，计算，计算A和和B分别的浓度是多少？分别的浓度是多少？maxmax/nm/nm A A(mol(molLL-1-1cmcm-1-1)B B(mol(molLL-1-1cmcm-1-1)42842835403540273027304704704170417022902290