比色分析及分光光度法ppt课件.ppt

第第 七七 章章比色分析及分光光度法比色分析及分光光度法Colorimetry and Spectrophotometry分析化学1为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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等知识数等知识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、基基本原理、仪器构造和各部件的作用本原理、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响因素影响因素2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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比色及可见光度法光度法红外光谱红外光谱法法微波光谱微波光谱法法UltravioletVisible Spectrophotometry9为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4.互补光互补光11为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收12为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、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，与吸光物比例常数，与吸光物质的性质、入射光波长、质的性质、入射光波长、温度等有关温度等有关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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能例例 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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能四、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、分光光度法二、分光光度法Spectrophotometry26为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n光源光源：n在在可可见见光光和和近近红红外外光光区区，常常用用钨钨灯灯或或碘碘 钨钨 灯灯 作作 光光 源源，它它 们们 辐辐 射射 3202500nm波波长长的的光光；在在近近紫紫外外区区，常常使使用用氢氢灯灯或或氘氘灯灯，它它们们能能辐辐射射180375nm波长的光。波长的光。28为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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光光栅栅光光通通过过光光栅栅发发生生衍衍射射和和干干涉涉现现象而分光。象而分光。29为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能棱镜：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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能光栅：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发生衍射和干涉现象而分光分光.31为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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检检流流计计、记记录录仪仪、数数字字显显示示器器、电电脑脑等等32为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能检测器SeAu，Ag半导体半导体h 硒光电池硒光电池Ag、Au33为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能光电倍增管待扫描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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能双光束和双波长分光光度计 工作原理36为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、显色反应一、显色反应nColor reactionn待待测测物物质质本本身身有有较较深深的的颜颜色色，直直接接测测定定；待待测测物物质质是是无无色色或或很很浅浅的的颜颜色色，需需要要选选适适当当的的试试剂剂与与被被测测离离子子反反应应生生成成有有色色化化合合物物再再进进行行测测定定，此此反反应应称称为为显显色色反反应应，所所用用的的试试剂剂称称为为显显色色剂剂（color reagent）。）。n按按显显色色反反应应的的类类型型来来分分，主主要要有有氧氧化化还还原原反反应应和和络络合合反反应应两两大大类类，而而络络合合反应是最主要的。反应是最主要的。38为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n显色反应的选择显色反应的选择 n选选择择性性好好，干干扰扰少少，或或干干扰扰容容易易消消除除；灵灵敏敏度高，有色物质的度高，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有有色色化化合合物物的的化化学学性性质质稳稳定定，至至少少保保证证在在测测量量过过程程中中溶溶液液的的吸吸光光度度基基本本恒恒定定。这这就就要要求求有色化合物不容易受外界环境条件的影响。有色化合物不容易受外界环境条件的影响。n有有色色化化合合物物与与显显色色剂剂之之间间的的颜颜色色差差别别要要大大，即即显显色色剂剂对对光光的的吸吸收收与与络络合合物物的的吸吸收收有有明明显显区区别别，要要求求两两者者的的吸吸收收峰峰波波长长之之差差（称称为为对比度对比度）大于）大于60 nm。39为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n显色剂显色剂n无无机机显显色色剂剂不不多多，因因为为生生成成的的络络合合物物不不稳稳定定，灵灵敏敏度度和和选选择择性性也也不不高高。如如用用KSCN显显色色测测铁铁、钼钼、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生生色色团团（chromophoric group）：某某些些含含不不饱饱和和键键的的基基团团，如如偶偶氮氮基基、对对醌醌基基和和羰羰基基等等。这这些些基基团团中中的的电电子子被被激激发发时时需需能能量量较较小小，可可吸吸收收波波长长200nm以上的可见光而显色。以上的可见光而显色。n助助色色团团（auxochromic group）：含含孤孤对对电电子子的的基基团团，如如氨氨基基、羟羟基基和和卤卤代代基基等等。这这些些基基团团与与生生色色团上的不饱和键作用，使颜色加深。团上的不饱和键作用，使颜色加深。40为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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金金属属离离子子络络合合剂剂表表面面活活性性剂剂体体系系n杂多酸杂多酸41为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n有机显色剂有机显色剂n磺磺基基水水杨杨酸酸：OO型型螯螯合合剂剂，可可与与很很多多高高价价金金属属离离子生成稳定的螯合物，主要用于测子生成稳定的螯合物，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二二苯苯硫硫腙腙：含含S显显色色剂剂，萃萃取取光光度度测测定定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等。等。n偶偶氮氮胂胂(铀铀试试剂剂)：偶偶氮氮类类螯螯合合剂剂，强强酸酸性性溶溶液液中中测测Th()、Zr()、U()等等；在在弱弱酸酸性性溶溶液液中中测稀土金属离子。测稀土金属离子。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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n多元络合物多元络合物n多多元元络络合合物物是是由由三三种种或或三三种种以以上上的的组组分分所所形形成成的的络络合合物物。目目前前应应用用较较多多的的是是由由一一种种金金属属离离子子与与两两种种配配位位体体所所组组成成的的三三元元络络合合物物。三三元元络络合合物物在在吸吸光光度分析中应用较普遍。光光度分析中应用较普遍。1.三元混配络合物：三元混配络合物：n金金属属离离子子与与一一种种络络合合剂剂形形成成未未饱饱和和络络合合物物，然然后后与与另另一一种种络络合合剂剂结结合合，形形成成三三元元混混合合配配位位络络合合物物，简简称称三三元元混混配配络络合合物物。例例如如，V(V)，H2O2和和吡吡啶啶偶偶氮氮间间苯苯二二酚酚(PAR)形形成成1:1:1的的有有色色络络合合物物，可可用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好。用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好。43为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2.离子缔合物：离子缔合物：n金金属属离离子子先先与与络络合合剂剂生生成成络络阴阴离离子子或或络络阳阳离离子子，再再与与带带反反电电荷荷的的离离子子生生成成离离子子缔缔合合物物。主主要要用用于于萃萃取取光光度度法法。如如：Ag+与与1,10-邻邻二二氮氮菲菲形形成成阳阳离离子子，再再与与溴溴邻邻苯苯三三酚酚红红的的阴阴离离子子形形成成深深蓝蓝色色的的离离子子缔缔合合物物。用用F-、H2O2、EDTA作作掩掩蔽蔽剂剂，可可测测定定微微量量Ag+。n作作为为离离子子缔缔合合物物的的阳阳离离子子，有有碱碱性性染染料料、1,10-邻邻二二氮氮菲菲及及其其衍衍生生物物、安安替替比比林林及及其其衍衍生生物物、氯氯化化四四苯苯砷砷(或或磷磷、锑锑)等等；作作为为阴阴离离子子，有有X-，SCN-，ClO4-，无无机机杂杂多多酸和某些酸性染料等。酸和某些酸性染料等。44为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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金金属属离离子子与与显显色色剂剂反反应应时时，加加入入某某些些表表面面活活性性剂剂，可可以以形形成成胶胶束束化化合合物物，它它们们的的吸吸收收峰峰向向长长波波方方向向移移动动（红红移移），而而测测定定的的灵灵敏敏度度显显著著提提高高。目目前前，常常用用于于这这类类反反应应的的表表面面活活性性剂剂有有溴溴化化十十六六烷烷基基吡吡啶啶、氯氯化化十十四四烷烷基基二二甲甲基基苄苄胺胺、氯氯化化十十六六烷烷基基三三甲甲基基铵铵、溴溴化化十十六六烷烷基基三三甲甲基基铵铵、溴溴化化羟羟基基十十二二烷烷基基三三甲甲基基铵铵、OP乳乳化化剂剂。例例如如，稀稀土土元元素素、二二甲甲酚酚橙橙及及溴溴化化十十六六烷烷基基吡吡啶啶反反应应，生生成成三三元元络络合合物物，在在pH89时时呈呈蓝蓝紫紫色色，用用于于痕痕量量稀稀土土元元素总量的测定。素总量的测定。45为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4.杂多酸杂多酸n溶溶液液在在酸酸性性的的条条件件下下，过过量量的的钼钼酸酸盐盐与与磷磷酸酸盐盐、硅硅酸酸盐盐、砷砷酸酸盐盐等等含含氧氧的的阴阴离离子子作作用用生生成成杂杂多多酸酸，作作为为吸吸光光光光度度法法测测定定相相应应的的磷磷、硅硅、砷砷等等元元素素的的基基础础。杂杂多多酸酸法法需需要要还还原原反反应应的的酸酸度度范范围围较较窄窄，必必须须严严格格控控制制反反应应条条件件。很很多多还还原原剂剂都都可可应应用用于于杂杂多多酸酸法法中中。氯氯化化亚亚锡锡及及某某些些有有机机还还原原剂剂，例例1-氨氨基基-2-萘萘酚酚-4-磺磺酸酸加加亚亚硫硫酸酸盐盐和和氢氢醌醌常常用用于于磷磷的的测测定定。硫硫酸酸肼肼在在煮煮沸沸溶溶液液中中作作砷砷钼钼酸酸盐盐和和磷磷钼钼酸酸盐盐的的还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。46为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、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溶溶液液酸酸度度、显显色色剂剂用用量量、试试剂剂加加入入顺顺序序、显显色色时时间间、显显色色温温度度、有有机机络络合合物物的的稳稳定定性及共存离子的干扰等。性及共存离子的干扰等。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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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太多多，反反而而会会引引起起副副反反应应，对对测测定定不不利利。在在实实际际工工作作中中根根据据实实验验结果来确定显色剂的用量。结果来确定显色剂的用量。cA0cA0cA012348为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3.显色反应时间显色反应时间n有有些些显显色色反反应应瞬瞬间间完完成成，溶溶液液颜颜色色很很快快达达到到稳稳定定状状态态，并并在在较较长长时时间间内内保保持持不不变变;有有些些显显色色反反应应虽虽能能迅迅速速完完成成，但但有有色色络络合合物物的的颜颜色色很很快快开开始始褪褪色色;有有些些显显色色反反应应进进行行缓缓慢慢，溶溶液液颜颜色色需需经经一一段段时时间间后后才才稳稳定定。制制作作吸吸光光度度-时间曲线确定适宜时间。时间曲线确定适宜时间。tA0tA0tA012349为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4.显色反应温度显色反应温度n显显色色反反应应大大多多在在室室温温下下进进行行。但但是是，有有些些显显色色反反应应必必需需加加热热至至一一定定温温度度完完成。成。5.溶剂溶剂n有有机机溶溶剂剂降降低低有有色色化化合合物物的的解解离离度度，提提 高高 显显 色色 反反 应应 的的 灵灵 敏敏 度度。如如 在在Fe(SCN)3的的溶溶液液中中加加入入丙丙酮酮颜颜色色加加深深。还还可可能能提提高高显显色色反反应应的的速速率率，影影响响有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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6.干扰及其消除方法干扰及其消除方法n试试样样中中存存在在干干扰扰物物质质会会影影响响被被测测组组分分的的测测定定。例例如如干干扰扰物物质质本本身身有有颜颜色色或或与与显显色色剂剂反反应应，在在测测量量条条件件下下也也有有吸吸收收，造造成成正正干干扰扰。干干扰扰物物质质与与被被测测组组分分反反应应或或与与显显色色剂剂反反应应，便便显显色色反反应应不不完完全全，也也会会造造成成干干扰扰。干干扰扰物物质质在在测测量量条条件件下下从从溶溶液液中中析析出出，便便溶溶液液变变混混浊浊，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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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加加入入掩掩蔽蔽剂剂：选选取取的的条条件件是是掩掩蔽蔽剂剂不不与与待待测测离离子子作作用用，掩掩蔽蔽剂剂以以及及它它与与干干扰扰物物质质形形成成的的络络合合物物的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当当溶溶液液中中存存在在有有消消耗耗显显色色剂剂的的干干扰扰离离子子时时，可可通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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能三、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“最最大大吸吸收收原原则则”（maximum absorption）n不不仅仅灵灵敏敏度度高高，且且能能减减少少或或消消除除由由非非单单色色光光引引起起的的对对朗朗伯伯-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在在最最大大吸吸收收波波长长处处有有其其他他吸吸光光物质干扰测定物质干扰测定A/nm0 1 253为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n吸光度范围的选择吸光度范围的选择n从从仪仪器器测测量量误误差差的的角角度度来来看看，为为使使测测量量结结果果得得到到较较高高的的准准确确度度，一一般般应应控控制制标标准准溶溶液液和和被被测测试试液液的的吸吸光光度度在在0.20.8范范围围内内。可可通通过过控控制制溶溶液液的的浓浓度度（如如改改变变试试样样的的取取样样量量或或改改变变显显色色体体系系的的体体积积）或或选选择择不不同同厚厚度度的的吸吸收收池池来达到目的。来达到目的。55为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能四、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调调节节仪仪器器的的零零点点，消消除除由由吸吸收收池池壁壁及及溶溶剂剂对对入入射射光光的的反反射射和和吸吸收收带带来来的的误误差差，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，调调节节仪器使透过参比皿的吸光度仪器使透过参比皿的吸光度A参参为零（为零（T%100）56为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能四、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不不加加显显色色剂剂的的被被测测试试液液：显显色色剂剂为为无无色色，被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一一份份试试液液加加适适当当掩掩蔽蔽剂剂掩掩蔽蔽被被测测组组分分，使使之之不不再再与与显显色色剂剂作作用用，而而显显色色剂剂及及其其他他试试剂剂均均按按试试液液测测定定方方法法加加入入：显显色色剂剂和和试试液液均均有有颜颜色。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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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由由于于溶溶液液本本身身的的化化学学反反应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吸吸光光度度A在在0.20.8之之间间，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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、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目目前前各各种种分分光光光光度度计计得得到到的的入入射射光光实实际际上上都都是是具具有有某某一一波波段段的的复复合合光光，物物质质对对不不同同波波长长光光的的吸吸收收程程度度的的不不同同，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.人人射射光光波波长长选选择择在在被被测测物物质质的的最最大大吸吸收收处处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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离n溶溶液液不不均均匀匀时时，入入射射光光通通过过溶溶液液后后，有有一一部部分分因因散散射射现现象象而而损损失失，使使透透射射比比减减少少，实实测测吸吸光光度度增增加加，使使标标准准曲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在在光光度度法法中中应应避避免免溶溶液液产产生生胶胶体体或或混混浊。浊。60为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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溶溶液液中中的的吸吸光光物物质质常常因因解解离离、络络合合、缔缔合合、形形成成新新化化合合物物或或互互变变异异构构等等化化学学变变化化而而改改变变其其浓浓度度，因因而而导导致致偏偏离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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能当当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差较小。误差较小。0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 T108642108642|Et|%0.36863为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能本章小结本章小结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为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能n示差吸光光度法示差吸光光度法nDifferential Spectrophotometryn原理：原理：n吸吸光光度度差差与与这这两两种种溶溶液液的的浓浓度度差差成成正正比比。以以把把空空白白溶溶液液作作为为参参比比的的稀稀溶溶液液的的标标准准曲曲线线作作为为A和和c的的标标准准曲曲线线，根根据据测测得得的的A求求出出相相应应的的c值值，从从cx=c0+c可可求求出出待待测测试试液液的的浓浓度