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第八章分光光度法第八章分光光度法第1页，共109页，编辑于2022年，星期三一、吸收光谱原理一、吸收光谱原理1.1.吸收光谱法：吸收光谱法：在光谱分析中，依据物质对光在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。又称的选择性吸收而建立起来的分析方法。又称吸光光度法。吸光光度法。8.1 吸收光谱法的基本原理吸收光谱法的基本原理吸收光谱法吸收光谱法分子吸收分子吸收原子吸收原子吸收红外红外吸收光谱法吸收光谱法紫外紫外吸收光谱法吸收光谱法可见可见吸收光谱法吸收光谱法第2页，共109页，编辑于2022年，星期三 红外吸收光谱法：红外吸收光谱法：吸收光波长范围吸收光波长范围2.5-1000 um 2.5-1000 um,主要用于有机化合物结构鉴定。主要用于有机化合物结构鉴定。紫外吸收光谱法：紫外吸收光谱法：吸收光波长范围吸收光波长范围200-400 200-400 nmnm（近紫外区）（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。，可用于结构鉴定和定量分析。可见吸收光谱法：可见吸收光谱法：吸收光波长范围吸收光波长范围400-800 nm 400-800 nm，主要用于有色物质的定量分析。，主要用于有色物质的定量分析。第3页，共109页，编辑于2022年，星期三2.2.光的基本性质光的基本性质 电磁波的波粒二象性电磁波的波粒二象性c真空中光速真空中光速 2.99792458108m/s3.0 108m/s波长，单位：波长，单位：m,cm,mm,m,nm,1m=10-6m,1nm=10-9m,1=10-10m频率，单位：赫芝（周）频率，单位：赫芝（周）Hz 次次/秒秒 n折射率，真空中为折射率，真空中为1光的传播速度光的传播速度:波动性波动性第4页，共109页，编辑于2022年，星期三磁场向量磁场向量电场向量电场向量传播方向传播方向YZX与物质作用与物质作用第5页，共109页，编辑于2022年，星期三微粒性微粒性h普朗克普朗克(Planck)常数常数 6.62610-34Js 频率频率E光量子具有的能量光量子具有的能量 单位：单位：J(焦耳焦耳)，eV(电子伏特电子伏特)光量子，具有能量光量子，具有能量。第6页，共109页，编辑于2022年，星期三波粒二象性波粒二象性结论结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越一定波长的光具有一定的能量，波长越 长长(频率越低频率越低)，光量子的能量越低。，光量子的能量越低。单色光单色光：具有相同能量：具有相同能量(相同波长相同波长)的光。的光。混合光混合光：具有不同能量：具有不同能量(不同波长不同波长)的光复合在的光复合在 一起。一起。真空中真空中:第7页，共109页，编辑于2022年，星期三吸收光谱的产生当以一定范围波长的光连续照射分子或原子时,就有一个或几个一定波长的光波被吸收,由于光的互补性,透过的光谱中不出现这些波长的光,称为吸收光谱。第8页，共109页，编辑于2022年，星期三光学光谱区光学光谱区远紫外远紫外近紫外近紫外可见可见近红外近红外中红外中红外 远红外远红外（真空紫外）（真空紫外）10nm200nm200nm 380nm380nm 780nm780 nm 2.5 m2.5 m 50 m50 m 300 m第9页，共109页，编辑于2022年，星期三（1 1）互补色光：）互补色光：若两种颜色的光按某适当的若两种颜色的光按某适当的强度比例混合后可成为白光强度比例混合后可成为白光,则这两种色光则这两种色光成为互补色光。例如成为互补色光。例如,黄光和蓝光。黄光和蓝光。3.溶液中溶质分子对光的吸收与溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱吸收光谱第10页，共109页，编辑于2022年，星期三（2 2）物质的颜色与光吸收的关系）物质的颜色与光吸收的关系 物质之所以呈现不同的颜色是物质对光物质之所以呈现不同的颜色是物质对光选择性吸收造成的。选择性吸收造成的。溶溶液液在在日日光光的的照照射射下下,如如果果可可见见光光几几乎乎均均被被吸吸收收,则则溶溶液液呈呈黑黑色色;如如果果全全不不吸吸收收,则则呈呈无无色色透透明明;若若吸吸收收了了白白光光中中的的某某种种色色光光,则呈现透射光的颜色则呈现透射光的颜色,即被吸收光的互补色。即被吸收光的互补色。第11页，共109页，编辑于2022年，星期三 例例如如,KMnO,KMnO4 4溶溶液液吸吸收收波波长长500560nm500560nm的的绿绿色色光光,呈呈现现紫紫色色;K;K2 2CrCr2 2O O7 7溶溶液液吸吸收收篮篮紫紫色色光光,而而呈呈现现黄黄色色;硫硫酸酸铜铜溶溶液液呈呈现现蓝蓝色色是是由由于于它它吸收了白光中的黄色光波吸收了白光中的黄色光波.第12页，共109页，编辑于2022年，星期三(3)(3)溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱/nm颜色颜色互补光互补光400-450紫黄绿450-480蓝蓝黄黄480-490绿蓝绿蓝橙橙490-500蓝绿蓝绿红红500-560绿绿红紫红紫560-580黄绿黄绿紫紫580-610黄黄蓝蓝610-650橙橙绿蓝绿蓝650-760红红蓝绿蓝绿不同颜色的可见光波长及其互补光不同颜色的可见光波长及其互补光第13页，共109页，编辑于2022年，星期三（4 4）吸吸收收曲曲线线：在在同同样样的的条条件件下下依依次次将将各各种种波波长长的的单单色色光光通通过过某某物物质质溶溶液液,并并分分别别测测定定每每个个波波长长下下溶溶液液对对光光的的吸吸收收程程度度(吸吸光光度度A),A),以以波波长长为为横横坐坐标标,吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标得得到到的的A A曲曲线线,称称为为该溶液的吸收曲线，又称吸收光谱。该溶液的吸收曲线，又称吸收光谱。第14页，共109页，编辑于2022年，星期三 最最大大吸吸收收波波长长maxbmaxb:吸吸光光度度最最大大处处对对应应的的波波长称为长称为最大吸收波长最大吸收波长maxmax 末末端端吸吸收收:出出现现在在短短波波区区,紫紫外外区区末末端端吸吸收收增增强强,未成峰形未成峰形.生色基团生色基团:能产生吸收峰的原子或原子团能产生吸收峰的原子或原子团 助助色色基基团团:本本身身不不能能产产生生吸吸收收,对对周周围围的的生生色色基基团发生作用团发生作用,使生色基团吸收使生色基团吸收红移红移:吸收峰向长波方向移动吸收峰向长波方向移动紫移紫移:吸收峰向短波方向移动吸收峰向短波方向移动第15页，共109页，编辑于2022年，星期三吸收曲线的讨论吸收曲线的讨论:同一种物质对不同波长光的吸光度不同。同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸吸光光度度最最大大处处对对应应的的波波长长称称为为最最大大吸吸收收波波长长maxmax 。不不同同浓浓度度的的同同一一种种物物质质，其其吸吸收收曲曲线线形形状状相相似似maxmax不不变变。而而对对于于不不同同物物质质，它它们们的的吸收曲线形状和吸收曲线形状和maxmax则不同。则不同。第16页，共109页，编辑于2022年，星期三吸吸收收曲曲线线可可以以提提供供物物质质的的结结构构信信息息，并并作作为物质定性分析的依据之一。为物质定性分析的依据之一。在在maxmax处处吸吸光光度度随随浓浓度度变变化化的的幅幅度度最最大大，所所以以测测定定最最灵灵敏敏。吸吸收收曲曲线线是是定定量量分分析析中中选选择入射光波长的重要依据。择入射光波长的重要依据。第17页，共109页，编辑于2022年，星期三300400500600700/nm350525 545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2AbsorbanceCr2O72-、MnO4-的吸收光谱的吸收光谱350第18页，共109页，编辑于2022年，星期三苯苯和和甲苯甲苯在环己烷中的吸收光谱在环己烷中的吸收光谱苯苯(254nm)甲苯甲苯(262nm)A 230 250 270 第19页，共109页，编辑于2022年，星期三4.光吸收基本定律光吸收基本定律:Lambert-Beer定律定律A=lg(I0/It)=kLcItI0bdxI I-dIs朗伯定律朗伯定律(1760)(1760)A=lg(I0/It)=k1b比尔定律比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c吸光度吸光度介质厚介质厚度度(cm)第20页，共109页，编辑于2022年，星期三T透光率（透射比）透光率（透射比）（Transmittance）A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT=kLc第21页，共109页，编辑于2022年，星期三吸光度吸光度A、透射比、透射比T与浓度与浓度c的关系的关系ATcA=kLc第22页，共109页，编辑于2022年，星期三K 吸光系数吸光系数 Absorptivity a的单位的单位:Lg-1cm-1当当c的单位用的单位用gL-1表示时，用表示时，用a表示，表示，AaLc的单位的单位:Lmol-1cm-1当当c的单位用的单位用molL-1表示时，用表示时，用表示表示.摩尔吸光系数摩尔吸光系数 Molar Absorptivity A Lc 当当c的单位用的单位用g100mL-1表示时，用表示时，用 表示，表示，A bc，叫做比消光系数叫做比消光系数第23页，共109页，编辑于2022年，星期三摩尔吸光系数摩尔吸光系数的讨论：的讨论：是是吸吸收收物物质质在在一一定定波波长长下下的的特特征征常常数数。温温度度和和波波长长等等条条件件一一定定时时，仅仅与与吸吸光光物物质质本性有关，而与其浓度本性有关，而与其浓度c c和光程长度和光程长度L L无关；无关；可作为定性鉴定的参数；可作为定性鉴定的参数；第24页，共109页，编辑于2022年，星期三同同一一吸吸收收物物质质在在不不同同波波长长下下的的值值是是不不同同的的。越越大大表表明明该该物物质质对对某某波波长长的的光光吸吸收收能能力力越越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。代表测定方法的灵敏度。代表测定方法的灵敏度。第25页，共109页，编辑于2022年，星期三吸光度与光程的关系吸光度与光程的关系 A=Lc 光源光源检测器检测器0.00吸光度吸光度检测器检测器L样品样品光源光源0.22吸光度吸光度光源光源检测器检测器0.44吸光度吸光度L样品样品L样品样品第26页，共109页，编辑于2022年，星期三吸光度与浓度的关系吸光度与浓度的关系 A=Lc L2L1 吸光度吸光度0.00光源光源检测器检测器 吸光度吸光度0.22光源光源检测器检测器L1 吸光度吸光度0.42光源光源检测器检测器L2第27页，共109页，编辑于2022年，星期三例例:1.1.有一溶液有一溶液,在在maxmax=310nm=310nm处的透光率为处的透光率为87%,87%,在该波长处时的吸光度为多少？在该波长处时的吸光度为多少？解：解：T T8787；A AlgTlgTlg87lg870.060.062.2.已知苯胺的已知苯胺的maxmax=280nm,=1430,=280nm,=1430,有一有一含苯胺的水样含苯胺的水样,在在1cm1cm比色皿中测得吸光度比色皿中测得吸光度为为0.52,0.52,求该水样中苯胺的含量。（以求该水样中苯胺的含量。（以mg/Lmg/L表示表示)解解:第28页，共109页，编辑于2022年，星期三3.某有色化合物的某有色化合物的0.0010%0.0010%水溶液水溶液,在在510nm510nm处处,用用3cm3cm比色皿测得吸光度为比色皿测得吸光度为A=0.57,A=0.57,已知摩尔吸已知摩尔吸光系光系数为数为2.5102.5103 3L/mol.cm,L/mol.cm,求该有色配合物的摩求该有色配合物的摩尔质尔质量。量。解：解：第29页，共109页，编辑于2022年，星期三 0 1 2 3 4 mg/mlA。*0.80.60.40.20溶液浓度的测定溶液浓度的测定A aLc工作曲线法工作曲线法(校准曲线校准曲线)朗伯朗伯-比尔定律的分析应用比尔定律的分析应用第30页，共109页，编辑于2022年，星期三偏离朗伯偏离朗伯比耳定律的原因比耳定律的原因 朗朗伯伯比比耳耳定定律律知知,吸吸光光度度与与溶溶液液的的浓浓度度成成正正比比,即即A AC C呈呈线线性性关关系系,标标准准曲曲线线法法测测定定未未知知溶溶液液的的浓浓度度时时发发现现：标标准准曲曲线线常常发发生生弯弯曲曲（尤尤其其当当溶溶液液浓浓度度较较高高时时），这这种种现现象象称称为为对对朗朗伯伯比尔定律的偏离。比尔定律的偏离。第31页，共109页，编辑于2022年，星期三引起这种偏离的因素（两大类）：引起这种偏离的因素（两大类）：（1 1）物理性因素）物理性因素 朗伯朗伯比尔定律的前提条件之一是入射光比尔定律的前提条件之一是入射光应为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的应为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯狭窄光带。复合光可导致对朗伯比耳定律的比耳定律的正或负偏离。正或负偏离。(2)(2)化学性因素化学性因素 朗伯朗伯比尔定律的假定：所有的吸光质点比尔定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用。故：朗伯之间不发生相互作用。故：朗伯比尔定律只比尔定律只适用于稀溶液适用于稀溶液(浓度大浓度大,易发生偏离易发生偏离)。溶液中。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时等化学平衡时,使吸光质点的浓度发生变化，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度影响吸光度。第32页，共109页，编辑于2022年，星期三8.2 比色法和分光光度法比色法和分光光度法方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。观察方向观察方向1.1.目视比色法目视比色法c4c3c2c1c1c2c3c4一、比色法一、比色法第33页，共109页，编辑于2022年，星期三2.2.光电比色法光电比色法通过滤光片得一窄范围的光通过滤光片得一窄范围的光(几十几十nm)光电比色计结构示意图光电比色计结构示意图灵敏度和准灵敏度和准确度较差确度较差第34页，共109页，编辑于2022年，星期三二、分光光度法特点：光源光源通过棱镜或光栅得到一束近似的单色通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光光.波长可调波长可调,故选择性好故选择性好,准确度高准确度高.监测系统监测系统光电倍增管，将光信号转化为电光电倍增管，将光信号转化为电信号信号：分类分类可见分光光度计可见分光光度计紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计第35页，共109页，编辑于2022年，星期三光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测系统检测系统稳压电源稳压电源分光光度法的基本部件分光光度法的基本部件第36页，共109页，编辑于2022年，星期三722722型分光光度计结构方框图型分光光度计结构方框图光源光源吸收池吸收池检测系统检测系统分光系分光系统统第37页，共109页，编辑于2022年，星期三分光光度计的主要部件分光光度计的主要部件光源光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度够的光强度,稳定。稳定。可见光区：可见光区：钨灯，碘钨灯钨灯，碘钨灯(320(3202500nm)2500nm)紫外区：紫外区：氢灯，氘灯氢灯，氘灯(180(180375nm)375nm)单色器单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。的装置。棱镜棱镜:玻璃玻璃3503503200nm,3200nm,石英石英1851854000nm4000nm 光栅光栅:波长范围宽波长范围宽,色散均匀色散均匀,分辨性能好分辨性能好,使用方便使用方便第38页，共109页，编辑于2022年，星期三吸收池吸收池：(比色皿比色皿)用于盛待测及参比溶液。用于盛待测及参比溶液。可见光区：光学玻璃池可见光区：光学玻璃池 紫外区：紫外区：石英池石英池检测器检测器：利用光电效应，将光能转换成：利用光电效应，将光能转换成 电流讯号。电流讯号。光电池，光电管，光电倍增管光电池，光电管，光电倍增管指示器指示器：低档仪器：刻度显示低档仪器：刻度显示 中高档仪器：数字显示，自动扫描记录中高档仪器：数字显示，自动扫描记录第39页，共109页，编辑于2022年，星期三棱镜：棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同依据不同波长光通过棱镜时折射率不同单色器单色器入射狭缝入射狭缝准直透镜准直透镜棱镜棱镜聚焦透镜聚焦透镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 500400第40页，共109页，编辑于2022年，星期三光栅：光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度等宽度等间距等间距条痕条痕(600、1200、2400条条/mm)。M1M2出出射射狭狭缝缝光屏光屏透透镜镜平面透平面透射光栅射光栅光栅衍射示意图光栅衍射示意图原理原理：利用光通过光栅时利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光发生衍射和干涉现象而分光.第41页，共109页，编辑于2022年，星期三检测器检测器SeAu，Ag半导体半导体h 硒光电池硒光电池Ag、Au第42页，共109页，编辑于2022年，星期三光电管光电管红敏管红敏管 625-1000 nm蓝敏管蓝敏管 200-625 nmNi环（片）环（片）碱金属碱金属光敏阴极光敏阴极h 第43页，共109页，编辑于2022年，星期三光电倍增管光电倍增管待扫描160-700 nm1 1个光电子可产生个光电子可产生10106 610107 7个电子个电子第44页，共109页，编辑于2022年，星期三或分光光度计的使用(1)打开光源，电源指示灯亮，预热10min.(2)用波旋钮调max.max.(3)(3)打开样品池暗箱盖，断开光路，调至打开样品池暗箱盖，断开光路，调至，吸光度，吸光度 ,透光率。透光率。(4)(4)选择合适的参比液（如蒸馏水），合上暗选择合适的参比液（如蒸馏水），合上暗箱盖，将参比池置于光路中，调零，箱盖，将参比池置于光路中，调零，。，。(5)(5)重复（）和（）至少两遍重复（）和（）至少两遍.第45页，共109页，编辑于2022年，星期三 例题1 1、吸收曲线是（、吸收曲线是（）A,AC A,AC 关系图关系图 B,ApH B,ApH 关系图关系图 C,A-C,A-关系图关系图 D,A-D,A-关系图关系图2 2、今有甲乙两个不同浓、今有甲乙两个不同浓 度的同一有色物质的溶液，用同一波长的光，度的同一有色物质的溶液，用同一波长的光，同一厚度的比色皿测得吸光度为：同一厚度的比色皿测得吸光度为：甲甲0.20.2，乙，乙 0.3 0.3，如果甲的浓度为，如果甲的浓度为4.0104.010-4-4mol/Lmol/L，则乙的浓度则乙的浓度为（为（）mol/Lmol/L A A、2 2010010-4;-4;B B、4.0104.010-4;-4;C C、6.0 106.0 10-4;-4;D D、8.010 8.010-4.-4.3.3.在分光光度法中，吸光度和透光度的关系是下列四个中的在分光光度法中，吸光度和透光度的关系是下列四个中的哪一个（哪一个（）A A、A=1gT;BA=1gT;B、A=1gA=1g（1/T1/T）;C C、T=1gA;DT=1gA;D、A=1nA=1n（1/T1/T）.CCB第46页，共109页，编辑于2022年，星期三4.4.在分光光度法中，理想的显色剂应该满足（在分光光度法中，理想的显色剂应该满足（）。）。A A、灵敏度高、选择性和稳定性好、灵敏度高、选择性和稳定性好 B B、灵敏度高、显著、灵敏度高、显著性和稳定性好性和稳定性好 C C、灵敏度高、选择性和显著性好、灵敏度高、选择性和显著性好 D D、灵敏度高、显、灵敏度高、显著性和准确度好著性和准确度好5.5.某试液用某试液用2.0cm2.0cm的比色皿的比色皿,测得测得 T=60%,T=60%,若改用若改用1.0cm1.0cm的比色的比色皿皿,测得测得T T 为（为（）A 15%B 30%C 39%D 77%A 15%B 30%C 39%D 77%6.在分光光度法中，宜选用的吸光度读数范围为：在分光光度法中，宜选用的吸光度读数范围为：A、00.2；B、0.10.3；C、0.31.0；D、0.20.8 7.某物质的摩尔吸光系数某物质的摩尔吸光系数很大，则表明：很大，则表明：()A、该该物物质质溶溶液液的的浓浓度度很很大大；B、光光通通过过该该物物质质溶溶液液的的光光程程长；长；C、测定该物质的灵敏度低测定该物质的灵敏度低；D、测定该物质的灵敏度高；、测定该物质的灵敏度高；ADD第47页，共109页，编辑于2022年，星期三8.某某金金属属离离子子X与与R试试剂剂形形成成一一有有色色络络合合物物，若若溶溶液液中中X的的浓浓度度为为1.010-4molL-1，用用1cm比比色色皿皿在在525nm处处测测得得吸吸光光度度为为0.400，则此络合物在，则此络合物在525nm处的摩尔吸光系数为：处的摩尔吸光系数为：()A、410-3；B、4103；C、410-4；D、4104。9.某某 符符合合比比耳耳定定律律的的有有色色溶溶液液，当当浓浓度度为为c c时时，其其透透光光度度为为T T0 0；若若浓度增大浓度增大1 1倍，则此溶液的透光度的对数为：倍，则此溶液的透光度的对数为：()A A、T T0 0/2/2；B B、2T2T0 0；C C、21gT21gT0 0；D D、。10.符合比尔定律的某有色溶液稀释时符合比尔定律的某有色溶液稀释时,其最大吸收峰的波长位其最大吸收峰的波长位置置:()A、向短波方向移动、向短波方向移动;B、向长波方向移动、向长波方向移动;C、不移动、不移动,但高峰值降低但高峰值降低;D、不移动、不移动,但高峰值增大但高峰值增大.11.在在吸吸光光光光度度法法中中，透透过过光光强强度度（It）与与入入射射光光强强度度（I0）之之比比，即即It/I0，称为，称为()A、吸光度；、吸光度；B、消光度；、消光度；C、透光度；、透光度；D、光密度。、光密度。BCCC第48页，共109页，编辑于2022年，星期三A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT=kLc9第49页，共109页，编辑于2022年，星期三12.有甲、乙两个不同浓度的同一有色物质水样，用同一波长进行测有甲、乙两个不同浓度的同一有色物质水样，用同一波长进行测定。当甲水样用定。当甲水样用1cm比色皿，乙用比色皿，乙用2cm比色皿，测定的吸光度相比色皿，测定的吸光度相同，则它们的浓度关系是：同，则它们的浓度关系是：A、甲是乙的、甲是乙的1/2；B、甲是乙的、甲是乙的4倍；倍；C、乙是甲的、乙是甲的1/2；D、乙是甲的、乙是甲的4倍。倍。13.Fe和和Cd的的摩摩尔尔质质量量分分别别是是55.85g/L和和112.4g/L,分分别别反反应应后后,用用吸吸收收光光谱谱法法测测定定.同同样样质质量量的的两两元元素素显显色色成成相相同同体体积积的的溶溶液液,前前者者用用2cm比比色色皿皿,后后者者用用1cm比比色色皿皿,测测定定吸吸光光度度相相同同.则则两两种种显显色色反反应应产产物物的的摩尔吸收系数为摩尔吸收系数为:A、Cd的约为的约为Fe的的4倍；倍；B、Fe 的约为的约为Cd的的4倍；倍；C、Cd的约为的约为Fe的的2倍；倍；D、Fe 的约为的约为Cd的的2倍。倍。CA第50页，共109页，编辑于2022年，星期三14.分光光度法与普通光度法的不同点是分光光度法与普通光度法的不同点是:A、测量范围不同；测量范围不同；B、检测器不同；检测器不同；C、获得单色光的方法不同；获得单色光的方法不同；D、光源不同。光源不同。C第51页，共109页，编辑于2022年，星期三15、某符合朗伯、某符合朗伯-比耳定律的某有色溶液比耳定律的某有色溶液,当当有色物质的浓度增加时有色物质的浓度增加时,最大吸收波长和最大吸收波长和吸光度分别是吸光度分别是()A、不变、增加、不变、增加 B、不变、减少、不变、减少 C、增加、不变、增加、不变 D、减少、不变、减少、不变16、若显色剂无色，而被测溶液中存在其、若显色剂无色，而被测溶液中存在其他有色离子，在比色分析中，应采用的他有色离子，在比色分析中，应采用的参比溶液是参比溶液是()A、蒸馏水、蒸馏水 B、显色剂、显色剂C、加入显色剂的被测溶液；、加入显色剂的被测溶液；D、不加显色剂的被测溶液、不加显色剂的被测溶液AD第52页，共109页，编辑于2022年，星期三8.3 显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素：助色团助色团NH2，OH，X （孤对电子）（孤对电子）ne一、一、显色剂与显色反应显色剂与显色反应O生色团生色团：NN，NO，OC=S,N （共轭双键）（共轭双键）e无机显色剂无机显色剂:SCN-Fe(SCN)2+H2O2 TiOH2O22+有机显色剂有机显色剂:第53页，共109页，编辑于2022年，星期三有机显色剂有机显色剂 CH3CCCH3 HON NOH NNOHCOOHSO3HOO型：型：NNNOH OHON型型：PARNH NHNSNS型型：双硫腙双硫腙NN型：型：丁二丁二酮肟酮肟邻二邻二氮菲氮菲磺基水杨酸磺基水杨酸第54页，共109页，编辑于2022年，星期三显色反应满足的条件显色反应满足的条件*灵敏度高灵敏度高，一般，一般10104 4*选择性好选择性好*显色剂在测定波长处无明显吸收。显色剂在测定波长处无明显吸收。对照性好对照性好,maxmax60 nm.60 nm.*反应生成的有色化合物反应生成的有色化合物组成恒定，稳定组成恒定，稳定。*显色条件易于控制，显色条件易于控制，重现性好重现性好。第55页，共109页，编辑于2022年，星期三二、二、显色反应的影响因素显色反应的影响因素c(R)c(R)c(R)1.显色剂用量显色剂用量（c(M)、pH一定）一定）Mo(SCN)32+浅红浅红Mo(SCN)5 橙红橙红Mo(SCN)6-浅红浅红Fe(SCN)n3-n第56页，共109页，编辑于2022年，星期三2.显色反应酸度显色反应酸度（c(M)、c(R)一定）一定）pH1pHpH2pH第57页，共109页，编辑于2022年，星期三邻二氮菲亚铁反应完全度与邻二氮菲亚铁反应完全度与pH的关系的关系 Fe2+3RHHA柠檬酸柠檬酸c(R)R=10-4molL-131021.33FeR3第58页，共109页，编辑于2022年，星期三pH38为适宜为适宜的酸度范围的酸度范围第59页，共109页，编辑于2022年，星期三3.显色温度及显色时间显色温度及显色时间另外，还有介质条件、有机溶剂、表另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等面活性剂等T1()T2()t(min)A第60页，共109页，编辑于2022年，星期三(4)溶剂(5)溶液中共存离子影响第61页，共109页，编辑于2022年，星期三(1)干扰离子本身有颜色,且与待测离子颜色相似;(2)共存离子与显色剂反应形成络合物络合物有颜色 干扰络合物无颜色 消耗浓度(3)与待测组分反应(4)干扰离子是强的氧化剂、还原剂、破坏显色剂三、三、干扰及消除干扰及消除第62页，共109页，编辑于2022年，星期三消除消除Co2,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(蓝蓝)NaFSCNCo2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN测测Co2(含含Fe3+):(掩蔽法掩蔽法)1.1.化学法化学法 第63页，共109页，编辑于2022年，星期三Co2+,Zn2+,Ni2+,Fe2+CoR,ZnR NiR,FeRCoR,Zn2+,Ni2+,Fe2+钴试剂钴试剂RH+测测Co2:(生成络合物性质不同生成络合物性质不同)如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除干扰，如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除干扰，则需采取分离法。则需采取分离法。测测Fe3:(控制控制pH)Fe3+,Cu2+FeSS（紫红）（紫红）Cu2+pH 2.5SS第64页，共109页，编辑于2022年，星期三2.物理法物理法 选择适当的测定波长选择适当的测定波长515655415500钍-偶氮砷III 钴-亚硝基红盐 AA络合物络合物络合物络合物试剂试剂试剂试剂第65页，共109页，编辑于2022年，星期三8.4 8.4 吸光度测量条件的选择吸光度测量条件的选择8.4.1 选择适当的入射波长选择适当的入射波长 一般应该选择max为入射光波长。如果max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。如图选500nm波长测定，灵敏度虽有所下降，却消除了干扰，提高了测定的准确度和选择性。第66页，共109页，编辑于2022年，星期三8.4.2 参比溶液的选择 为什么需要使用参比溶液？为什么需要使用参比溶液？消除吸收池和溶剂对入射光的吸收和反射引起的误消除吸收池和溶剂对入射光的吸收和反射引起的误差；扣除有色配合物中非待测组分的干扰差；扣除有色配合物中非待测组分的干扰 选择参比溶液所遵循的一般原则：选择参比溶液所遵循的一般原则：当试液、试剂及显色剂均无色时，可直接当试液、试剂及显色剂均无色时，可直接用纯溶剂用纯溶剂（水（水)作参比溶液；作参比溶液；第67页，共109页，编辑于2022年，星期三 若试液无色，而试剂或显色剂有颜色时，若试液无色，而试剂或显色剂有颜色时，用用“试剂空白试剂空白”(”(不加试样溶液不加试样溶液)作参比溶液；作参比溶液；显色剂为无色，而被测试液中存在其他有色离子，显色剂为无色，而被测试液中存在其他有色离子，则可则可用用“试样空白试样空白”(”(不加显色剂不加显色剂)作参比溶液；作参比溶液；显色剂和试液均有颜色，则可在试液中加入适当掩蔽显色剂和试液均有颜色，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。第68页，共109页，编辑于2022年，星期三 参比溶液 适应情况 做法可消除影响蒸馏水试液、溶剂、显色剂均无色用蒸馏水调零吸收池+杂散光溶剂空白 溶剂有色，其它无色用溶剂调零以上+溶剂试剂空白 显色剂有色，其它无色不加试样，其它均加吸收池+杂散光+显色剂试液空白 试液含干扰离子有色，其它无色不加显色剂，其它均加吸收池+杂散光+干扰离子试样空白 试液含干扰离子有色，显色剂有色掩蔽试液中的被测物，其它均加吸收池+杂散光+显色剂+干扰离子第69页，共109页，编辑于2022年，星期三 分分光光光光度度法法中中所所用用的的参参比比溶溶液液总总是是采采用用不不含含被被测测物物质和显色剂的空白溶液。质和显色剂的空白溶液。错错 参参比比溶溶液液是是指指（）。（A A）吸吸光光度度为为零零的的物物质质 （B）吸吸光光度度为为1的的物物质质（C）吸吸光光度度为为固固定值的物定值的物 （D）均不是）均不是（D）试试剂剂和和显显色色剂剂均均无无色色，被被测测试试液液中中存存在在其其他他有有色色离离子，应选子，应选 作参比溶液。作参比溶液。试液空白试液空白空气可做空白调零吗？空气可做空白调零吗？不能不能第70页，共109页，编辑于2022年，星期三8.4.3 吸光度读数范围的选择是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？浓度相对误差最小时的透射比浓度相对误差最小时的透射比Tmin为：为：Tmin 36.8%,Amin 0.434 通过改变吸收池厚度或待测液浓度，使吸光度读数处在适宜范围使使A介介于于0.2-0.8。普通分光光度法不适于高含量或极低含量物质的测定。第71页，共109页，编辑于2022年，星期三吸收光谱分析的一般步骤(1)确定最佳显色体系 样品通常无色,要进行显色反应。例：Cd2+本身不能产生吸收光谱，需进行显色反应例2：Fe2+的测定显色反应第72页，共109页，编辑于2022年，星期三（）绘制特征吸收曲线，找出最大的吸收波长maxmax只与溶液性质有关，与物质的量浓度只与溶液性质有关，与物质的量浓度c无关，定量分析时，在波长无关，定量分析时，在波长max下进行测定下进行测定（）绘制标准曲线（）绘制标准曲线绘制方法：配制系列标准，在绘制方法：配制系列标准，在max下测定得下测定得到一组（到一组（ici）直线。）直线。注意取值范围，标准溶液的吸光度应在注意取值范围，标准溶液的吸光度应在0.040.8。实际在高浓度时实际在高浓度时,与与c不是直线（偏离）不是直线（偏离）第73页，共109页，编辑于2022年，星期三（）未知水样的测定测未知水样的A未,在该标准曲线上找出相应的c未第74页，共109页，编辑于2022年，星期三8.5 8.5 吸光光度法的应用吸光光度法的应用8.5.1 普通分光光度法普通分光光度法一、单组分的测定一、单组分的测定 A-c 标准曲线法定量测定。标准曲线法定量测定。1.选择合适的显色反应和显色条件选择合适的显色反应和显色条件 2.绘出被测组分的吸收光谱曲线绘出被测组分的吸收光谱曲线(用标液用标液)3.在在max下测一系列标准溶液的下测一系列标准溶液的A值，绘制工作曲线值，绘制工作曲线A-c4.与工作曲线相同的方法，测未知物与工作曲线相同的方法，测未知物AX，从工作从工作曲线上查曲线上查cX 第75页，共109页，编辑于2022年，星期三2.对照法对照法对照法又称比较法。在相同条件下在线性范围内配制样品溶液和标准溶液，在选定波长处，分别测量吸光度。根据比尔定律A样K样c样L样 A标K标c标L标因是同种物质，同台仪器，相同厚度吸收池及同一波长测定，故K样K标，L样L标，所以：c样 A样/A标 c标 为了减少误差，比较法配制的标准溶液浓度常与样品溶液的浓度相接近。第76页，共109页，编辑于2022年，星期三当测定不纯样品中某纯品的含量时，可先配制相同浓度的不纯样品溶液（c原样）和标准品溶液，即c原样 c标，c样为c原样溶液中纯被测物的浓度。在最大吸收峰处分别测定其吸光度A值，便可直接计算出样品的含量。第77页，共109页，编辑于2022年，星期三 注意注意 使使用用标标准准曲曲线线法法定定量量时时，待待测测试试液液的的浓浓度度要要在在标标准准系系列列的的浓浓度度范范围围之之内内。只只有有在在标标准准曲曲线线的的线线性性范范围围定定量量，才可能获得准确的分析结果。才可能获得准确的分析结果。仪器不同或测定方法不同均得到不同的标准曲仪器不同或测定方法不同均得到不同的标准曲线。因此在更换仪器或仪器使用过久，以及采用不线。因此在更换仪器或仪器使用过久，以及采用不同反应进行吸光度测定时，都需重新绘制标准曲线。同反应进行吸光度测定时，都需重新绘制标准曲线。第78页，共109页，编辑于2022年，星期三例例2称钢样称钢样0.500g，溶解溶解MnO4-50mL容量容量瓶，摇匀，从中取瓶，摇匀，从中取5.00mL50mL容量瓶定溶，用容量瓶定溶，用2cm比色皿在比色皿在525nm，=2235，测测A=0.124，计算计算Mn%=？(Mn=54.94)解解 A 0.124 c2=2.7710-5mol/L b 22352 Mn c2 50 1000 Mn%=100=0.152 5.00 0.500 50第79页，共109页，编辑于2022年，星期三例例4某试液用某试液用2.0cm比色皿测比色皿测T=60%，若改用若改用3.0cm，求求T%和和A 解解(1)A=-lgT=-lg0.60=0.222=b c A1 b1 b2(2)=A2=A1=0.333 A2 b2 b1 1 100(3)A=2-lgT%=lg()=lg()T T%lgT=2-A=2-0.333=1.667 T%=46.45 第80页，共109页，编辑于2022年，星期三例例5称纯称纯Fe0.5000g溶解定溶溶解定溶1000mL作标准作标准Fe，取取10.0mL稀释稀释100mL，取取5.0mL显色定溶显色定溶50mL，测测As=0.230，称试样中称试样中1.500g溶解定容溶解定容250.0ml，从，从中取中取5.00ml与标准曲线相同方法测与标准曲线相同方法测Ax=0.200，求试，求试样