分析化学-吸光光度法.ppt
Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 1Spectrophotometry第第10章章吸光光度法吸光光度法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 210.1 概述概述10.2 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理10.3 分光光度计分光光度计10.4 显色反应及影响因素显色反应及影响因素10.5 光度分析法的设计光度分析法的设计10.6 吸光光度法的误差吸光光度法的误差10.7 常用的吸光光度法常用的吸光光度法10.8 吸光光度法的应用吸光光度法的应用Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 3化学分析化学分析：常量组分常量组分(1%)，Er 0.1%-0.2%依据化学反应，依据化学反应，使用玻璃仪器使用玻璃仪器 化学分析与仪器分析方法比较化学分析与仪器分析方法比较仪器分析仪器分析：微量组分：微量组分(105：超高灵敏超高灵敏 C=A/b=0.01/105=10-7 mol/L =(610)104：高灵敏高灵敏 C=A/b=0.01/5 104=210-7 mol/L 104)c.产物的化学组成及化学性质稳定产物的化学组成及化学性质稳定d.反应物和产物有明显的颜色差别反应物和产物有明显的颜色差别(60nm)没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定生成有色化合物再测定 显色反应显色反应1 显色反应显色反应 例如：钢中微量锰的测定，例如：钢中微量锰的测定，Mn2+不能直接进行光度测定，可不能直接进行光度测定，可将其氧化成紫红色的将其氧化成紫红色的Mn()，在，在525 nm处进行测定。处进行测定。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 44络合反应络合反应氧化还原反应氧化还原反应2 显色反应类型显色反应类型Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 45离子缔合反应离子缔合反应成盐反应成盐反应 Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 46褪色反应褪色反应 Zr(IV)-偶氮胂偶氮胂III络合物测定草酸络合物测定草酸吸附显色反应吸附显色反应 达旦黄测定达旦黄测定Mg(II),Mg(OH)2吸附达旦黄呈红色吸附达旦黄呈红色 Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 47常用的无机显色剂有：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化常用的无机显色剂有：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化常用的无机显色剂有：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化常用的无机显色剂有：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。氢等几种。氢等几种。氢等几种。有机显色剂种类繁多：如有机显色剂种类繁多：如有机显色剂种类繁多：如有机显色剂种类繁多：如三苯甲烷类有铬天青三苯甲烷类有铬天青三苯甲烷类有铬天青三苯甲烷类有铬天青S S S S、二二二二甲酚橙等；甲酚橙等；甲酚橙等；甲酚橙等；偶氮偶氮偶氮偶氮类有类有类有类有偶氮胂偶氮胂偶氮胂偶氮胂、PARPARPARPAR等。等。等。等。3.显色剂显色剂Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 48 a.显色剂的用量显色剂的用量 M(被测组分被测组分)+R(显色剂显色剂)=MR(有色络合物有色络合物)为为使使显显色色反反应应进进行行完完全全，需需加加入入过过量量的的显显色色剂剂。但但显显色色剂剂不不是是越越多多越越好好。有有些些显显色色反反应应，显显色色剂剂加加入入太多，反而会引起副反应，对测定不利。太多，反而会引起副反应，对测定不利。c(R)c(R)c(R)实际工作中，作实际工作中，作 A CR 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 CR 范围。范围。4、显色条件的选择、显色条件的选择 Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 49b.溶液酸度（溶液酸度（pH值及缓冲溶液）值及缓冲溶液）u 影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变 u 影响待测离子的存在状态，防止沉淀影响待测离子的存在状态，防止沉淀u 影响络合物组成影响络合物组成形式形式 pH max(nm)形式形式 pH max(nm)H4L+1.2 462-465 Sn4+1.0 530H3L 4.8-5.2 462,490 Ga3+5.0 550H2L-8.4-9.0 512HL2-11.4-12.0 532-538pHpH对苯芴酮及其络合物的颜色影响对苯芴酮及其络合物的颜色影响 例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸 Fe Fe 3+3+pH=2 3pH=2 3FeRFeR紫红色紫红色紫红色紫红色pH=4 7pH=4 7FeRFeR2 2橙色橙色橙色橙色pH=8 10pH=8 10FeRFeR3 3黄色黄色黄色黄色Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 50实际工作中，作实际工作中，作 A pH 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 pH 范围。范围。pH1pH10-2molL-1时，吸光质点间可能发生缔合等时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。朗伯相互作用，直接影响了对光的吸收。朗伯-比耳定律只适用比耳定律只适用于稀溶液。于稀溶液。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。化学平衡时，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。(三三)工作曲线不过原点工作曲线不过原点 存在系统误差：吸收池不完全存在系统误差：吸收池不完全一样；参比溶液选择不当等。一样；参比溶液选择不当等。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 70Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 71例，聚合引起的对吸光定律的偏离例，聚合引起的对吸光定律的偏离单体：单体：2 max=660 nm二聚体：二聚体：max=610 nmAC max=660 nmA660 nm610 nmAnalytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 72目视比色法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收光的互补色光比较吸收光的互补色光准确度低（半定量）准确度低（半定量）不可分辨多组分不可分辨多组分方法简便方法简便10.7 吸光光度法应用吸光光度法应用Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 732.示差分光光度法示差分光光度法 当被测组分含量高时，常常偏离朗伯当被测组分含量高时，常常偏离朗伯-比耳定律。比耳定律。即使不偏离，由于吸光度太大，也超出了准确读数即使不偏离，由于吸光度太大，也超出了准确读数的范围，就是把分析误差控制在的范围，就是把分析误差控制在5%以下，对高含量以下，对高含量成分也是不符合要求的。所以，普通分光光度法只成分也是不符合要求的。所以，普通分光光度法只适用于微量或痕量组分的测定，而不适合适用于微量或痕量组分的测定，而不适合常量常量组分组分(25%)。如果采用示差法，就能克服这一缺点，也能使如果采用示差法，就能克服这一缺点，也能使测定误差降到测定误差降到0.5以下。以下。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 74(1)示差分光光度法与普通光度法的主要区别示差分光光度法与普通光度法的主要区别所所采用采用的的参比溶液不同参比溶液不同。普通：是以普通：是以c=0的的试剂空白试剂空白为为参比参比。示差：是以一个浓度比待测试液示差：是以一个浓度比待测试液cx稍低稍低的标准溶液的标准溶液cs为参比。为参比。(调节仪器调节仪器T=100%，A=0)，然后测，然后测A。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 75(2)示差分光光度法的测定原理示差分光光度法的测定原理据据L-B定律：定律：在普通：在普通：As=-lgTs=bcs Ax=-lgTx=bcx在示差：测得的是在示差：测得的是A=Af cxcs，两式相减得：，两式相减得：A=Ax-As=b(cx-cs)=bC即：用即：用cs作参比调零作参比调零(T=100%)，测得，测得cx吸光度吸光度是试液与参比溶液的是试液与参比溶液的吸光度差值吸光度差值。由上式可知：两溶液吸光度之差由上式可知：两溶液吸光度之差A与两溶液浓与两溶液浓度之差度之差c成正比。成正比。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 76制作制作A c标准曲线标准曲线从中查得从中查得c即可求出其浓度：即可求出其浓度：cx=cs+c c A AX cX A c 工作曲线工作曲线0Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 77(3).提高测量准确度的原理提高测量准确度的原理 示差法相对于普通光度法来说，提高测量准示差法相对于普通光度法来说，提高测量准确度的原因是确度的原因是扩展了读数标尺扩展了读数标尺。在普通光度法中，以试剂空白为在普通光度法中，以试剂空白为参比，测得透射比分别为：参比，测得透射比分别为：cs Ts=10%cx Tx=5%在示差法中，以在示差法中，以cs为为参比调节透射比为参比调节透射比为100%，这相当于将，这相当于将仪器读数标尺扩展了仪器读数标尺扩展了10倍，这时测得倍，这时测得cx的的示差透射比示差透射比:Tf=Tx/Ts=50%。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 78例例 题：题：用一般光度法测用一般光度法测 0.0010mol.L-1 锌标液和含锌的试锌标液和含锌的试液，分别测得液，分别测得 As=0.700 和和 Ax=1.00，两溶液的透光，两溶液的透光度相差多少？若用度相差多少？若用 0.0010mol.L-1锌标液作参比，试液锌标液作参比，试液的的A为多少？示差光度法与一般光度法相比，读数标为多少？示差光度法与一般光度法相比，读数标尺放大了多少倍？尺放大了多少倍？Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 79解：解：Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 803.双波长吸光光度法双波长吸光光度法 在单波长光度分析中，常遇到以下困难在单波长光度分析中，常遇到以下困难（1）共存的其它成分与被测成分吸收谱带重共存的其它成分与被测成分吸收谱带重叠，干扰测定叠，干扰测定（2）在测定的波长范围内，辐射光受到溶剂、在测定的波长范围内，辐射光受到溶剂、胶体、悬浮体等散射或吸收，产生背景干扰。胶体、悬浮体等散射或吸收，产生背景干扰。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 81一、双波长光度分析原理一、双波长光度分析原理1 1、经典的单波长光度法、经典的单波长光度法2 2、双波长光度法、双波长光度法Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 8221AXYY 的存在不干扰 X 的测定光源单色器单色器检测器切光器狭缝吸收池Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 83选选1为参比波长为参比波长,2为测量波长为测量波长得得 A1=x1bcx+y1bcy A2=x2bcx+y2bcy A=A2-A1=(x2bcx+y2bcy)-(x1bcx+y1bcy)在等吸光度的位置在等吸光度的位置(G,F),y2 y1，则上式成为，则上式成为 A=(x2-x1）bcx A与与cx成正比成正比,可用于测定可用于测定例例:苯酚与苯酚与2,4,6-三氯苯酚三氯苯酚(y)混混合物中苯酚合物中苯酚(x)的双波长分光光的双波长分光光度法测定。度法测定。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 844.混合组分分析混合组分分析a、x、y二组分互不干扰（最简单）；二组分互不干扰（最简单）；b、x与与y的吸收峰部分重叠的吸收峰部分重叠仍可按单一组分测定仍可按单一组分测定y()，但在处但在处 ，y干扰干扰x测定测定。对对x：对对y：对对x+y：解方程组：解方程组：Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 85c、x、y相互干扰（设相互干扰（设b=1.0）在在 处：处：在在 处：处：解此方程组得：解此方程组得：注：上述讨论中注：上述讨论中 由纯物质测得。由纯物质测得。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 86(1).弱酸弱碱离解常数的测定弱酸弱碱离解常数的测定 此法适于溶解度小，酸色与碱色有一定差别的弱有机酸、此法适于溶解度小，酸色与碱色有一定差别的弱有机酸、碱（碱（In、显色剂等）的测定。显色剂等）的测定。原理原理 （1）若若HB与与B二者均遵从二者均遵从LambertBeers Law,则某一波长下则某一波长下（设（设b=1）：（2）4.4.光度滴定光度滴定光度滴定光度滴定Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 87高酸度下高酸度下:（3）碱性介质中：碱性介质中：（4）Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 88将（将（3）（）（4）代入（）代入（2）中整理得：）中整理得：或或 （线性方程）（线性方程）方法方法 配几个配几个C相同但相同但pH不同的不同的HB溶液，在一定溶液，在一定下，测下，测A值，值，并测量各溶液的并测量各溶液的pH，作作 pH曲线。曲线。Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 89MO 吸收曲线吸收曲线Aa(HL)Ab(L)123456Ab654321Aa350400450500550600/nmA曲线曲线pH11.10,1.3822.6533.0643.4853.9865.53,6.80由每份溶液的一由每份溶液的一对对pH、A，可求，可求得一个得一个Ka,取平取平均值即可均值即可.Analytical Chemistry 分析化学分析化学分析化学分析化学 2011.3分析化学（2011)CYJ 90MO离解常数的测定离解常数的测定作图法作图法0.60.40.20-0.2-0.4-0.63.04.0pH3.34
