比色分析及分光光度法优秀PPT.ppt

比色分析及分光光度法比色分析及分光光度法1你现在浏览的是第一页，共75页基本内容和重点要求基本内容和重点要求n掌掌握握物物质质对对光光的的选选择择性性吸吸收收、吸吸光光度度和和透透光光度度、朗朗伯伯比比尔尔定定律律及及摩摩尔尔吸吸光光系系数数等等知识知识n了了解解比比色色分分析析和和分分光光光光度度法法的的特特点点、基基本本原理、仪器构造和各部件的作用原理、仪器构造和各部件的作用n学习掌握显色反应和显色条件的选择学习掌握显色反应和显色条件的选择n理理解解掌掌握握 分分光光光光度度法法定定量量分分析析中中的的各各种种影影响因素响因素2你现在浏览的是第二页，共75页本章内容提要本章内容提要n7.1 概述概述n7.2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收n7.3 光吸收基本定律光吸收基本定律n7.4 比比色色分分析析和和分分光光光光度度法法及及其其仪器仪器3你现在浏览的是第三页，共75页7.1 概述概述方法依据及分类方法依据及分类方法特点方法特点4你现在浏览的是第四页，共75页一、方法依据及分类一、方法依据及分类n基基于于物物质质对对光光的的选选择择性性吸吸收收而而建建立立起起来来的的分分析析方方法法，包包括括比比色色法法、可可见见 及紫外光度法及红外光谱法等。及紫外光度法及红外光谱法等。n比比色色分分析析法法：通通过过目目视视比比较较颜颜色色的的深浅来测定物质的浓度。深浅来测定物质的浓度。n分分光光光光度度法法：使使用用分分光光光光度度计计测测定定的方法。的方法。5你现在浏览的是第五页，共75页二、分光光度法的特点二、分光光度法的特点n灵敏度高、选择性好灵敏度高、选择性好n准确度较高准确度较高n应用广泛应用广泛n仪器简单、操作简便、分析快速仪器简单、操作简便、分析快速6你现在浏览的是第六页，共75页7.2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收n光的基本性质光的基本性质n物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收7你现在浏览的是第七页，共75页一、光的基本性质一、光的基本性质1.光的光的波动性和微粒性波动性和微粒性：8你现在浏览的是第八页，共75页2.电磁波谱图电磁波谱图波长波长/nm 10-1 1 10 102 103 104 105 106 107 108光谱光谱名称名称X射线射线紫外光紫外光可见光可见光红外光红外光微波微波跃迁跃迁类型类型内层电内层电子子中层、外中层、外层电子层电子外层电子外层电子分子振动分子振动或转动或转动分子转动分子转动分析分析方法方法X射线射线光谱法光谱法紫外光度紫外光度法法比色及可见光比色及可见光度法度法红外光谱红外光谱法法微波光谱微波光谱法法UltravioletVisible Spectrophotometry9你现在浏览的是第九页，共75页3.单色光与复合光单色光与复合光n单色光：单色光：具有同一波长的光具有同一波长的光n复合光：复合光：不同波长组成的光不同波长组成的光n可可见见光光的的波波长长大大约约在在400760nm之之间间，由由红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、蓝蓝、紫紫等等各各种种色色光光按按一一定定比比例例混混合合而而成成，各种光具有一定的波长范围。各种光具有一定的波长范围。10你现在浏览的是第十页，共75页4.互补光互补光11你现在浏览的是第十一页，共75页二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收12你现在浏览的是第十二页，共75页1.物质颜色和吸收颜色的关系物质颜色和吸收颜色的关系物质颜色物质颜色吸收光吸收光颜色颜色波长范围波长范围/nm黄绿黄绿紫紫400450黄黄蓝蓝450480橙橙绿蓝绿蓝480490红红蓝绿蓝绿490500紫红紫红绿绿500560紫紫黄绿黄绿560580蓝蓝黄黄580600绿蓝绿蓝橙橙600650蓝绿蓝绿红红65075013你现在浏览的是第十三页，共75页2.吸收光谱图吸收光谱图400 450 500 550 600 650 /nmA0.80.60.40.2最大吸收波长最大吸收波长 max14你现在浏览的是第十四页，共75页3.分析依据分析依据n定性分析定性分析：最大吸收波长：最大吸收波长 maxn定量分析定量分析：吸光度大小：吸光度大小400 450 500 550 600 650 /nmA0.80.40.60.2 1 215你现在浏览的是第十五页，共75页7.3 光吸收基本定律光吸收基本定律n透光率与吸光度透光率与吸光度n朗伯比尔定律朗伯比尔定律n吸光系数、摩尔吸光系数吸光系数、摩尔吸光系数n吸光度的加合性吸光度的加合性n标准曲线（校正曲线）标准曲线（校正曲线）16你现在浏览的是第十六页，共75页一、透光率与吸光度一、透光率与吸光度I0IrIaIt透光率或透光率或透射比透射比吸光度吸光度nTransmittance and absorptivity17你现在浏览的是第十七页，共75页 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 T%1.0 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 0 A透光率透光率T与吸光度与吸光度A的关系的关系18你现在浏览的是第十八页，共75页二、朗伯二、朗伯比尔定律比尔定律nLambert-Beers LawA吸光度吸光度K比例常数，与吸光物质比例常数，与吸光物质的性质、入射光波长、温的性质、入射光波长、温度等有关度等有关b液层厚度，液层厚度，cmc溶液的浓度，溶液的浓度，mol L-1或或g L-119你现在浏览的是第十九页，共75页三、吸光系数、摩尔吸光系数三、吸光系数、摩尔吸光系数1.吸光系数吸光系数a：2.摩尔吸光系数摩尔吸光系数：3.关系：关系：M M acg L-1bcma=A/(b c)，Lg-1cm-1c mol L1bcm =A/(b c)，Lmol-1cm-120你现在浏览的是第二十页，共75页例例 1n50mL比比色色管管中中，加加入入含含有有0.025mg的的Fe2+溶溶液液，加加入入邻邻二二氮氮菲菲显显色色剂剂，用用水水稀稀释释至至50mL，用用2cm比比色色池池，在在分分光光光光度度计计上上测测得得吸吸光光度度A=0.190，计计算算摩摩尔尔吸吸光系数光系数？n解：解：21你现在浏览的是第二十一页，共75页四、吸光度的加合性四、吸光度的加合性n多组分体系中多组分体系中22你现在浏览的是第二十二页，共75页nStandard curve，calibrated curve，working curve五、标准曲线（校正曲线）五、标准曲线（校正曲线）A0.500.400.300.200.100 2.0 4.0 6.0 8.0 10m mg/mL23你现在浏览的是第二十三页，共75页7.4 比色分析和分光光度法比色分析和分光光度法及其仪器及其仪器n目视比色法目视比色法n分光光度法分光光度法24你现在浏览的是第二十四页，共75页一、目视比色法（一、目视比色法（colorimetry）v方法依据方法依据v方法特点方法特点12481640 x观察方向观察方向c4c3c2c1c1c2c3c4方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。25你现在浏览的是第二十五页，共75页二、分光光度法二、分光光度法Spectrophotometry26你现在浏览的是第二十六页，共75页分光光度计分光光度计n 基本部件基本部件光光源源单色单色器器检测检测器器比色比色皿皿显示装置显示装置27你现在浏览的是第二十七页，共75页n光源光源：n在可见光和近红外光区，常用在可见光和近红外光区，常用钨灯或钨灯或碘钨灯碘钨灯作光源，它们辐射作光源，它们辐射3202500nm波长的光；在近紫外区，常使波长的光；在近紫外区，常使用用氢灯或氘灯氢灯或氘灯，它们能辐射，它们能辐射180375nm波长的光。波长的光。28你现在浏览的是第二十八页，共75页n单色器单色器：n棱镜用棱镜用光学玻璃或石英光学玻璃或石英制成。制成。n光栅光栅光通过光栅发生衍射和干涉现光通过光栅发生衍射和干涉现象象而分光而分光。29你现在浏览的是第二十九页，共75页棱镜：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 50040030你现在浏览的是第三十页，共75页光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度等间距条痕(600、1200、2400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发生衍射和干涉现象而分光光.31你现在浏览的是第三十一页，共75页n吸吸收收池池：由由无无色色透透明明的的光光学学玻玻璃璃或或石英石英制成。制成。n检检测测器器：硒硒光光电电池池、光光电电管管或或光光电电倍增管。倍增管。n显示系统显示系统：n检流计检流计、记录仪记录仪、数字显示器、电脑数字显示器、电脑等等32你现在浏览的是第三十二页，共75页检测器SeAu，Ag半导体半导体h 硒光电池硒光电池Ag、Au33你现在浏览的是第三十三页，共75页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 34你现在浏览的是第三十四页，共75页光电倍增管待扫描160-700 nm1个光电子可产生个光电子可产生106107个电子个电子35你现在浏览的是第三十五页，共75页双光束和双波长分光光度计 工作原理36你现在浏览的是第三十六页，共75页7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计n显色反应显色反应n显色条件的选择显色条件的选择n测量波长和吸光度范围的选择测量波长和吸光度范围的选择n参比溶液的选择参比溶液的选择n标准曲线的制作标准曲线的制作37你现在浏览的是第三十七页，共75页一、显色反应一、显色反应nColor reactionn待测物质本身有较深的颜色，直接测待测物质本身有较深的颜色，直接测定；待测物质是无色或很浅的颜色，定；待测物质是无色或很浅的颜色，需要选适当的试剂与被测离子反应生需要选适当的试剂与被测离子反应生成有色化合物再进行测定，此反应称成有色化合物再进行测定，此反应称为为显色反应显色反应，所用的试剂称为，所用的试剂称为显色剂显色剂（color reagent）。）。n按显色反应的类型来分，主要有氧化按显色反应的类型来分，主要有氧化还原反应和络合反应两大类，而络合还原反应和络合反应两大类，而络合反应是最主要的。反应是最主要的。38你现在浏览的是第三十八页，共75页n显色反应的选择显色反应的选择 n选择性好选择性好，干扰少，或干扰容易消除；灵敏度高，干扰少，或干扰容易消除；灵敏度高，有色物质的有色物质的应大于应大于104。n有色化合物的有色化合物的组成恒定组成恒定，符合一定的化学式。，符合一定的化学式。n有色化合物的有色化合物的化学性质稳定化学性质稳定，至少保证在测量，至少保证在测量过程中溶液的吸光度基本恒定。这就要求有过程中溶液的吸光度基本恒定。这就要求有色化合物不容易受外界环境条件的影响。色化合物不容易受外界环境条件的影响。n有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，即显色剂对光的吸收与络合物的吸收有明显即显色剂对光的吸收与络合物的吸收有明显区别，要求两者的吸收峰波长之差区别，要求两者的吸收峰波长之差（称为（称为对比度对比度）大于）大于60 nm。39你现在浏览的是第三十九页，共75页n显色剂显色剂n无机显色剂不多，因为生成的络合物不稳定，灵无机显色剂不多，因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性也不高。如用敏度和选择性也不高。如用KSCN显色测铁、钼、显色测铁、钼、钨和铌；用钼酸铵显色测硅、磷和钒等。钨和铌；用钼酸铵显色测硅、磷和钒等。n有机显色剂分子中含有生色团和助色团。有机显色剂分子中含有生色团和助色团。n生色团生色团（chromophoric group）：某些含）：某些含不饱和键不饱和键的基团，如偶氮基、对醌基和羰基等。这些基团中的的基团，如偶氮基、对醌基和羰基等。这些基团中的电子被激发时需能量较小，可吸收波长电子被激发时需能量较小，可吸收波长200nm以上以上的可见光而显色。的可见光而显色。n助色团助色团（auxochromic group）：含）：含孤对电子孤对电子的基团，的基团，如氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生色团上的不饱如氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生色团上的不饱和键作用，使颜色加深。和键作用，使颜色加深。40你现在浏览的是第四十页，共75页n有机显色剂有机显色剂n多元络合物多元络合物n三元混配络合物三元混配络合物n离子缔合物离子缔合物n金属离子络合剂表面活性剂体金属离子络合剂表面活性剂体系系n杂多酸杂多酸41你现在浏览的是第四十一页，共75页n有机显色剂有机显色剂n磺基水杨酸：磺基水杨酸：OO型螯合剂，可与很多高价金属离子生型螯合剂，可与很多高价金属离子生成稳定的螯合物，主要用于测成稳定的螯合物，主要用于测Fe3+。n丁二酮肟：丁二酮肟：NN型螯合剂，用于测定型螯合剂，用于测定Ni2+。n1,10-邻二氮菲：邻二氮菲：NN型螯合剂，测微量型螯合剂，测微量Fe2+。n二苯硫腙：含二苯硫腙：含S显色剂，萃取光度测定显色剂，萃取光度测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等。等。n偶氮胂偶氮胂(铀试剂铀试剂)：偶氮类螯合剂，强酸性溶液：偶氮类螯合剂，强酸性溶液中测中测Th()、Zr()、U()等；在弱酸性溶液中测等；在弱酸性溶液中测稀土金属离子。稀土金属离子。n铬天青铬天青S：三苯甲烷类显色剂，测定：三苯甲烷类显色剂，测定Al3+。n结晶紫：三苯甲烷类碱性染料，测定结晶紫：三苯甲烷类碱性染料，测定Tl3+。42你现在浏览的是第四十二页，共75页n多元络合物多元络合物n多元络合物是由三种或三种以上的组分所形成的络多元络合物是由三种或三种以上的组分所形成的络合物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种配合物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种配位体所组成的三元络合物。三元络合物在吸光光度位体所组成的三元络合物。三元络合物在吸光光度分析中应用较普遍。分析中应用较普遍。1.三元混配络合物：三元混配络合物：n金属离子与一种络合剂形成未饱和络合物，然后与另金属离子与一种络合剂形成未饱和络合物，然后与另一种络合剂结合，形成三元混合配位络合物，简称三一种络合剂结合，形成三元混合配位络合物，简称三元混配络合物。例如，元混配络合物。例如，V(V)，H2O2和吡啶偶氮间苯二和吡啶偶氮间苯二酚酚(PAR)形成形成1:1:1的有色络合物，可用于钒的测定，的有色络合物，可用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好。其灵敏度高，选择性好。43你现在浏览的是第四十三页，共75页2.离子缔合物：离子缔合物：n金属离子先与络合剂生成络阴离子或络阳离金属离子先与络合剂生成络阴离子或络阳离子，再与带反电荷的离子生成离子缔合物。子，再与带反电荷的离子生成离子缔合物。主要用于萃取光度法。主要用于萃取光度法。如：如：Ag+与与1,10-邻二邻二氮菲形成阳离子，再与溴邻苯三酚红的阴氮菲形成阳离子，再与溴邻苯三酚红的阴离子形成深蓝色的离子缔合物。用离子形成深蓝色的离子缔合物。用F-、H2O2、EDTA作掩蔽剂，可测定微量作掩蔽剂，可测定微量Ag+。n作为离子缔合物的阳离子，有碱性染料、作为离子缔合物的阳离子，有碱性染料、1,10-邻二氮菲及其衍生物、安替比林及其衍生邻二氮菲及其衍生物、安替比林及其衍生物、氯化四苯砷物、氯化四苯砷(或磷、锑或磷、锑)等；作为阴离子，等；作为阴离子，有有X-，SCN-，ClO4-，无机杂多酸和某些酸性，无机杂多酸和某些酸性染料等。染料等。44你现在浏览的是第四十四页，共75页3.金属离子络合剂表面活性剂体系金属离子络合剂表面活性剂体系n金属离子与显色剂反应时，加入某些表面活金属离子与显色剂反应时，加入某些表面活性剂，可以形成胶束化合物，它们的吸收峰性剂，可以形成胶束化合物，它们的吸收峰向长波方向移动（红移），而测定的灵敏度向长波方向移动（红移），而测定的灵敏度显著提高。目前，常用于这类反应的表面活显著提高。目前，常用于这类反应的表面活性剂有溴化十六烷基吡啶、氯化十四烷基二性剂有溴化十六烷基吡啶、氯化十四烷基二甲基苄胺、氯化十六烷基三甲基铵、溴化十甲基苄胺、氯化十六烷基三甲基铵、溴化十六烷基三甲基铵六烷基三甲基铵、溴化羟基十二烷基三甲基、溴化羟基十二烷基三甲基铵、铵、OP乳化剂。例如，稀土元素、二甲酚橙及乳化剂。例如，稀土元素、二甲酚橙及溴化十六烷基吡啶反应，生成三元络合物，在溴化十六烷基吡啶反应，生成三元络合物，在pH89时呈蓝紫色，用于痕量稀土元素总量的测时呈蓝紫色，用于痕量稀土元素总量的测定。定。45你现在浏览的是第四十五页，共75页4.杂多酸杂多酸n溶液在酸性的条件下，过量的钼酸盐与磷酸溶液在酸性的条件下，过量的钼酸盐与磷酸盐、硅酸盐、砷酸盐等含氧的阴离子作用生盐、硅酸盐、砷酸盐等含氧的阴离子作用生成杂多酸，作为吸光光度法测定相应的磷、成杂多酸，作为吸光光度法测定相应的磷、硅、砷等元素的基础。杂多酸法需要还原反硅、砷等元素的基础。杂多酸法需要还原反应的酸度范围较窄，必须严格控制反应条件。应的酸度范围较窄，必须严格控制反应条件。很多还原剂都可应用于杂多酸法中。氯化亚很多还原剂都可应用于杂多酸法中。氯化亚锡及某些有机还原剂，例锡及某些有机还原剂，例1-氨基氨基-2-萘酚萘酚-4-磺磺酸加亚硫酸盐和氢醌常用于磷的测定。硫酸肼在酸加亚硫酸盐和氢醌常用于磷的测定。硫酸肼在煮沸溶液中作砷钼酸盐和磷钼酸盐的还原剂。抗煮沸溶液中作砷钼酸盐和磷钼酸盐的还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。坏血酸也是较好的还原剂。46你现在浏览的是第四十六页，共75页二、显色条件的选择二、显色条件的选择n实验条件包括：实验条件包括：n溶液酸度、显色剂用量、试剂加入顺序、显溶液酸度、显色剂用量、试剂加入顺序、显色时间、显色温度、有机络合物的稳定性及色时间、显色温度、有机络合物的稳定性及共存离子的干扰等。共存离子的干扰等。1.溶液的酸度溶液的酸度M+HR=MR+H+n影响被测金属离子的存在状态影响被测金属离子的存在状态n影响显色剂的平衡浓度和颜色影响显色剂的平衡浓度和颜色n影响络合物的组成影响络合物的组成 可由可由pH与吸光度关系曲线确定与吸光度关系曲线确定pH范围。范围。pHA047你现在浏览的是第四十七页，共75页2.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)n为使显色反应进行完全，需加入过量的显为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但显色剂不是越多越好。有些显色色剂。但显色剂不是越多越好。有些显色反应，显色剂加入太多，反而会引起副反反应，显色剂加入太多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中根据实验应，对测定不利。在实际工作中根据实验结果来确定显色剂的用量。结果来确定显色剂的用量。cA0cA0cA012348你现在浏览的是第四十八页，共75页3.显色反应时间显色反应时间n有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到稳定状态，并在较长时间内保持不变稳定状态，并在较长时间内保持不变;有些有些显色反应虽能迅速完成，但有色络合物的颜显色反应虽能迅速完成，但有色络合物的颜色很快开始褪色色很快开始褪色;有些显色反应进行缓慢，有些显色反应进行缓慢，溶液颜色需经一段时间后才稳定。制作吸光溶液颜色需经一段时间后才稳定。制作吸光度度-时间曲线确定适宜时间。时间曲线确定适宜时间。tA0tA0tA012349你现在浏览的是第四十九页，共75页4.显色反应温度显色反应温度n显色反应大多在室温下进行。但是，显色反应大多在室温下进行。但是，有些显色反应必需加热至一定温度完有些显色反应必需加热至一定温度完成。成。5.溶剂溶剂n有机溶剂降低有色化合物的解离度，有机溶剂降低有色化合物的解离度，提高显色反应的灵敏度。如在提高显色反应的灵敏度。如在Fe(SCN)3的溶液中加入丙酮颜色加深。的溶液中加入丙酮颜色加深。还可能提高显色反应的速率，影响有还可能提高显色反应的速率，影响有色络合物的溶解度和组成等。色络合物的溶解度和组成等。50你现在浏览的是第五十页，共75页6.干扰及其消除方法干扰及其消除方法n试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定。试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定。例如干扰物质本身有颜色或与显色剂反应，例如干扰物质本身有颜色或与显色剂反应，在测量条件下也有吸收，造成正干扰。干扰在测量条件下也有吸收，造成正干扰。干扰物质与被测组分反应或与显色剂反应，便显物质与被测组分反应或与显色剂反应，便显色反应不完全，也会造成干扰。干扰物质在色反应不完全，也会造成干扰。干扰物质在测量条件下从溶液中析出，便溶液变混浊，测量条件下从溶液中析出，便溶液变混浊，无法准确测定溶液的吸光度。无法准确测定溶液的吸光度。51你现在浏览的是第五十一页，共75页n为消除以上原因引起干扰，可采取方法：为消除以上原因引起干扰，可采取方法：n控制溶液酸度控制溶液酸度n加入掩蔽剂：选取的条件是掩蔽剂不与待测离子加入掩蔽剂：选取的条件是掩蔽剂不与待测离子作用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的作用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的颜色应不干扰待测离子的测定。颜色应不干扰待测离子的测定。n利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态。利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态。n利用校正系数利用校正系数n用参比溶液消除显色剂和共存有色离子的干扰。用参比溶液消除显色剂和共存有色离子的干扰。n选择适当的波长选择适当的波长n当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增加显色剂的用量来消除干扰。过增加显色剂的用量来消除干扰。n分离：以上方法均不奏效时，采用预分离方法。分离：以上方法均不奏效时，采用预分离方法。52你现在浏览的是第五十二页，共75页三、测量波长和吸光度范围的选择三、测量波长和吸光度范围的选择1.测量波长的选择测量波长的选择v“最大吸收原则最大吸收原则”（maximum absorption）不仅灵敏度高，且能减少或消不仅灵敏度高，且能减少或消除由非单色光引起的对朗伯除由非单色光引起的对朗伯-比尔定律的偏离。比尔定律的偏离。v“吸收最大、干扰最小吸收最大、干扰最小”n在最大吸收波长处有其他吸光在最大吸收波长处有其他吸光物质干扰测定物质干扰测定A/nm0 1 253你现在浏览的是第五十三页，共75页选择测定波长选择测定波长 2 2？还是？还是 3 3？选择原则：灵敏度高，测量准确，干扰少。选择原则：灵敏度高，测量准确，干扰少。1 1 2 2 3 3/nmA A被测物与显色剂被测物与显色剂形成的络合物形成的络合物显色剂显色剂054你现在浏览的是第五十四页，共75页n吸光度范围的选择吸光度范围的选择n从仪器测量误差的角度来看，为使测从仪器测量误差的角度来看，为使测量结果得到较高的准确度，一般应控量结果得到较高的准确度，一般应控制标准溶液和被测试液的吸光度在制标准溶液和被测试液的吸光度在0.20.8范围内。可通过范围内。可通过控制溶液的浓控制溶液的浓度度（如改变试样的取样量或改变显色（如改变试样的取样量或改变显色体系的体积）或体系的体积）或选择不同厚度的吸收选择不同厚度的吸收池池来达到目的。来达到目的。55你现在浏览的是第五十五页，共75页四、参比溶液的选择四、参比溶液的选择n参比溶液作用：参比溶液作用：n调节仪器的零点，消除由吸收池壁及溶调节仪器的零点，消除由吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，剂对入射光的反射和吸收带来的误差，扣除干扰的影响。扣除干扰的影响。即即将将参参比比溶溶液液装装入入光光学学性性质质相相同同，厚厚度度相相同同的的比比色色皿皿，调调节节仪仪器器使透过参比皿的吸光度使透过参比皿的吸光度A参参为零（为零（T%100）56你现在浏览的是第五十六页，共75页四、参比溶液的选择四、参比溶液的选择参比溶液选择：参比溶液选择：n蒸馏水蒸馏水：试液及显色剂均无色。：试液及显色剂均无色。n不加显色剂的被测试液不加显色剂的被测试液：显色剂为无色，被：显色剂为无色，被测试液中存在其他有色离子。测试液中存在其他有色离子。n不加试样溶液的试剂空白不加试样溶液的试剂空白：显色剂有颜色。：显色剂有颜色。n一份试液加适当掩蔽剂掩蔽被测组分一份试液加适当掩蔽剂掩蔽被测组分，使之，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入：显色剂和试液均有颜按试液测定方法加入：显色剂和试液均有颜色。色。n改变加入试剂顺序改变加入试剂顺序，使被测组分不显色。，使被测组分不显色。57你现在浏览的是第五十七页，共75页7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差n误差来源：误差来源：n偏离朗伯比尔定律偏离朗伯比尔定律n非单色光引起的偏离非单色光引起的偏离n非平行入射光引起的偏离非平行入射光引起的偏离n介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离n由于溶液本身的化学反应由于溶液本身的化学反应引起的偏离引起的偏离 n测量吸光度引入的误差测量吸光度引入的误差n吸光度吸光度A在在0.20.8之间，之间，测量的相对误差较小。测量的相对误差较小。A0.500.400.300.200.100 2.0 4.0 6.0 8.0 10m mg/mL正偏离正偏离负偏离负偏离58你现在浏览的是第五十八页，共75页一、偏离朗伯比尔定律一、偏离朗伯比尔定律n非单色光引起的偏离非单色光引起的偏离n目前各种分光光度计得到的入射光实目前各种分光光度计得到的入射光实际上都是具有某一波段的复合光，物际上都是具有某一波段的复合光，物质对不同波长光的吸收程度的不同，质对不同波长光的吸收程度的不同，因而导致对朗伯比尔定律的偏离。因而导致对朗伯比尔定律的偏离。n克服非单色光引起的偏离的措施：克服非单色光引起的偏离的措施：1.使用比较好的单色器使用比较好的单色器2.人射光波长选择在被测物质的最大吸收人射光波长选择在被测物质的最大吸收处处3.测定时应选择适当的浓度范围测定时应选择适当的浓度范围59你现在浏览的是第五十九页，共75页n介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离n溶液不均匀时，入射光通过溶液后，溶液不均匀时，入射光通过溶液后，有一部分因有一部分因散射散射现象而损失，使透射现象而损失，使透射比减少，实测吸光度增加，使标准曲比减少，实测吸光度增加，使标准曲线偏离直线向吸光度轴弯曲（正偏离）。线偏离直线向吸光度轴弯曲（正偏离）。n在光度法中应避免溶液产生胶体或混在光度法中应避免溶液产生胶体或混浊。浊。60你现在浏览的是第六十页，共75页n由由于于溶溶液液本本身身的的化化学学反反应应引引起起的的偏偏离离n溶液中的吸光物质常因溶液中的吸光物质常因解离解离、络合络合、缔合缔合、形成新化合物形成新化合物或或互变异构互变异构等化等化学变化而改变其浓度，因而导致偏离学变化而改变其浓度，因而导致偏离朗伯朗伯比尔定律。比尔定律。n由由于于溶溶液液中中各各吸吸光光物物质质质质点点间间的的相相互作用互作用61你现在浏览的是第六十一页，共75页二、吸光度测量引起的误差二、吸光度测量引起的误差n仪仪器器测测量量不不准准确确，如如光光源源不不稳稳定定、实验条件偶然变动、读数不准确等。实验条件偶然变动、读数不准确等。n对对于于同同一一仪仪器器，读读数数的的波波动动对对透透射射比比为为一一定定值值；而而对对吸吸光光度度读读数数波波动动不为定值不为定值。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 T%1.0 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 0 A62你现在浏览的是第六十二页，共75页当当A=0.434(或或透透射射比比T=36.8%)时时，测测量量的的相相对对误误差差最最小小。待待测测溶溶液液的的透透射射比比T在在15%65%之之间间，或或 使使 吸吸 光光 度度A在在0.20.8之之间间，才才能能保保证证测测量量的的相相对对误误差差较小。较小。0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 T108642108642|Et|%0.36863你现在浏览的是第六十三页，共75页7.4 应用应用n铁的测定：铁的测定：Fe2+NN3NNFe32+pH=5显色，显色，max508nm，1.1104L mol-1 cm-164你现在浏览的是第六十四页，共75页n硅钼蓝法测定微量硅钼蓝法测定微量SiO2pH0.52显色，提高温度可加快硅钼黄形成，显色，提高温度可加快硅钼黄形成，max810nm，通常在，通常在620660nm测定。测定。PO43-、AsO43-有干扰（有干扰（F-）65你现在浏览的是第六十五页，共75页n钛的测定（钛的测定（H2O2法）法）H2SO4介质显色，介质显色，max410nm，720L mol-1 cm-1干扰：干扰：Fe3+H3PO4V、W、Mo、U有干扰，但一般样品中不存在。有干扰，但一般样品中不存在。66你现在浏览的是第六十六页，共75页弱酸和弱碱解离常数的测定弱酸和弱碱解离常数的测定67你现在浏览的是第六十七页，共75页本章小结本章小结n概述概述n物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收n光吸收基本定律光吸收基本定律n比色分析和分光光度法及其仪器比色分析和分光光度法及其仪器68你现在浏览的是第六十八页，共75页n示差吸光光度法示差吸光光度法nDifferential Spectrophotometryn原理：原理：n吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。以把空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲以把空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲线作为线作为A和和c的标准曲线，根据测得的的标准曲线，根据测得的A求出相应的求出相应的c值，从值，从cx=c0+c可求出待可求出待测试液的浓度，这就是示差吸光光度法定测试液的浓度，这就是示差吸光光度法定量的基本原理。量的基本原理。69你现在浏览的是第六十九页，共75页n示差吸光光度法的误差示差吸光光度法的误差nc(即即cx-c0)，测量误差为，测量误差为x%，结果为结果为cx(cx-c0)x%；普通光度法的结果为普通光度法的结果为cxcxx%。因。因cx只只是稍大于是稍大于c0，故，故cx总是远大于总是远大于c，故示差吸光光，故示差吸光光度法的准确度高。参比溶液的浓度越接近待测试度法的准确度高。参比溶液的浓度越接近待测试液的浓度，测量误差越小，最小误差可小于液的浓度，测量误差越小，最小误差可小于0.3。n标尺扩展：标尺扩展：0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Tx70你现在浏览的是第七十页，共75页n双双 波波 长长 吸吸 光光 光光 度度 法法（dual-wavelength Spectrophotometry）n使两束不同波长的单色光以一定的时间间隔交替地照射同使两束不同波长的单色光以一定的时间间隔交替地照射同一吸收池，测量并记录两者吸光度的差值。这样就可以从一吸收池，测量并记录两者吸光度的差值。这样就可以从分析波长的信号中扣除来自参比波长的信号，消除各种干分析波长的信号中扣除来自参比波长的信号，消除各种干扰，得待测组分的含量。分析方法的灵敏度、选择性及测扰，得待测组分的含量。分析方法的灵敏度、选择性及测量的精密度高。被广泛用于环境试样及生物试样的分析。量的精密度高。被广泛用于环境试样及生物试样的分析。nA与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依据。与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依据。只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光的吸只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光的吸光度为参比，消除了因试液与参比液及两个吸收池光度为参比，消除了因试液与参比液及两个吸收池之间的差异引起的测量误差，提高测量的准确度。之间的差异引起的测量误差，提高测量的准确度。71你现在浏览的是第七十一页，共75页 A=AA=A11-A-A22光光源源光光栅栅1122斩斩光光嚣嚣吸吸收收池池光电倍增管光电倍增管双波长分光光度法光路示意图双波长分光光度法光路示意图A 1122等吸收法确定波长对等吸收法确定波长对72你现在浏览的是第七十二页，共75页n双波长吸光光度法的应用双波长吸光光度法的应用n混浊试液中组分测定混浊试液中组分测定：一般选择待测组分的最大吸收波长为测量波长：一般选择待测组分的最大吸收波长为测量波长(l)，选择与其相近而两波长相差在，选择与其相近而两波长相差在4060 nm范围内且有较大的范围内且有较大的A值值的波长为参比波长。的波长为参比波长。n单组分的测定单组分的测定：进行单组分的测定，以络合物吸收峰作测量波长，：进行单组分的测定，以络合物吸收峰作测量波长，参比波长的选择有：以等吸收点为参比波长参比波长的选择有：以等吸收点为参比波长;以有色络合物吸收曲线以有色络合物吸收曲线下端的某一波长作为参比波长；以显色剂的吸收峰为参比波长。下端的某一波长作为参比波长；以显色剂的吸收峰为参比波长。n两组分共存时的分别测定：当两种组分的吸收光谱有重叠时，要两组分共存时的分别测定：当两种组分的吸收光谱有重叠时，要测定其中一个组分就必须消除另一组分的光吸收。对于相互干扰测定其中一个组分就必须消除另一组分的光吸收。对于相互干扰的双组分体系，它们的吸收光谱重叠，选择参比波长和测定波长的双组分体系，它们的吸收光谱重叠，选择参比波长和测定波长的条件是的条件是:待测组分在两波长处的吸光度之差待测组分在两波长处的吸光度之差A要足够大，干扰组分要足够大，干扰组分在两波长处的吸光度应相等，这样用双波长法测得的吸光度差只在两波长处的吸光度应相等，这样用双波长法测得的吸光度差只与待测组分的浓度成线性关系，与干扰组分无关，从而消除了干与待测组分的浓度成线性关系，与干扰组分无关，从而消除了干扰。扰。73你现在浏览的是第七十三页，共75页n导导 数数 分分 光光 光光 度度 法法（Derivative Spectrometry）吸收光谱曲线吸收光谱曲线一阶导数光谱曲线一阶导数光谱曲线二阶导数光谱曲线二阶导数光谱曲线74你现在浏览的是第七十四页，共75页n络合物组成的测定络合物组成的测定n饱和法饱和法(又称摩尔比法又称摩尔比法)n固定一种组分固定一种组分(通常是金属离子通常是金属离子M)的浓度，改变络合剂的浓度，改变络合剂(R)的的浓度，得到一系列浓度，得到一系列R/M比值不同的溶液，并配制相应的试剂比值不同的溶液，并配制相应的试剂空白作参比液，分别测定其吸光度。空白作参比液，分别测定其吸光度。n以吸光度以吸光度A为纵坐标，为纵坐标，R/M为横坐标作图。为横坐标作图。n连续变化法连续变化法(又称等摩尔系列法又称等摩尔系列法)ncM+cR=c，改变，改变cM和和cR的相对量，配制一系列溶液，的相对量，配制一系列溶液，在有色络合物的最大吸收波长处测量这一系列溶液的吸在有色络合物的最大吸收波长处测量这一系列溶液的吸光度。当溶液中络合光度。当溶液中络合MRn浓度最大时，浓度最大时，cR/cM比值为比值为n。当当cM/c为为0.5时，络合比为时，络合比为1:1；当当cM/c为为0.33，络合比为，络合比为1:2；当当cM/c=0.25时，络合比为时，络合比为1:3。75你现在浏览的是第七十五页，共75页