第9章吸光光度法PPT讲稿.ppt

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1、第9章吸光光度法第1页，共85页，编辑于2022年，星期一 定义定义：是基于被测物质对光具有：是基于被测物质对光具有选择性吸收的选择性吸收的特性而建立的特性而建立的分析方法。分析方法。包括包括：比色法、可见及紫外吸光光度法、红外光谱法等。：比色法、可见及紫外吸光光度法、红外光谱法等。本本章我们重点讨论可见光区的吸光光度法。章我们重点讨论可见光区的吸光光度法。吸光光度法吸光光度法第2页，共85页，编辑于2022年，星期一特点特点灵敏度高灵敏度高 最低浓度一般可达最低浓度一般可达1-10-3%的微量组分。对固体试的微量组分。对固体试样一般可测到样一般可测到10-4%。如果对被测组分事先加以富集，灵

2、敏。如果对被测组分事先加以富集，灵敏度还可以提高度还可以提高1-2个数量级。个数量级。准确度较高准确度较高 相对误差为相对误差为2-5%，但对微量成分来说，还是比，但对微量成分来说，还是比较满意的，因为在这种情况下，滴定分析法和重量法也不够准较满意的，因为在这种情况下，滴定分析法和重量法也不够准确了，甚至无法进行测定。确了，甚至无法进行测定。操作简便操作简便，测定速度快，测定速度快 应应用用广广泛泛 几几乎乎所所有有的的无无机机离离子子和和有有机机化化合合物物都都可可直直接接或或间间接地用吸光光度法进行测定。接地用吸光光度法进行测定。第3页，共85页，编辑于2022年，星期一光的基本性质光的基

3、本性质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 光光可见可见400800400 500 600 700 800 紫紫紫紫蓝蓝蓝蓝 绿绿绿绿 黄黄黄黄 橙橙橙橙 红红红红第一节第一节 物质对光的选择性吸收和光吸收定律物质对光的选择性吸收和光吸收定律第4页，共85页，编辑于2022年，星期一光的波粒二象性光的波粒二象性波动性波动性波动性波动性粒子性粒子性粒子性粒子性 E E光的折射光的折射光的折射光的

4、折射光的衍射光的衍射光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振光的偏振光的偏振光的干涉光的干涉光的干涉光的干涉光电效应光电效应光电效应光电效应E E：光子的能量（：光子的能量（：光子的能量（：光子的能量（J,J,焦耳）焦耳）焦耳）焦耳）：光子的频率（：光子的频率（：光子的频率（：光子的频率（HzHz,赫兹）赫兹）赫兹）赫兹）：光子的波长（：光子的波长（：光子的波长（：光子的波长（cmcm）c c：光速：光速：光速：光速（2.99792.9979 10101010 cm.s cm.s-1-1）h h：PlankPlank常数（常数（常数（常数（6.62566.6256 1010-34-34 J.s J.s

5、 焦耳焦耳焦耳焦耳.秒秒秒秒）第5页，共85页，编辑于2022年，星期一单色光、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一定的强度比例混若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色合得到白

6、光，那么就称这两种单色光为互补色合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。光，这种现象称为光的互补。光，这种现象称为光的互补。光，这种现象称为光的互补。蓝蓝黄黄紫红紫红绿绿紫紫黄绿黄绿绿蓝绿蓝橙橙红红蓝绿蓝绿第6页，共85页，编辑于2022年，星期一吸收光谱吸收光谱光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出特征的颜色，这一过程与物质的性质及光的性质特征的颜色，这一过程与物质的性质及光的性质特征的颜色，这一过程与物质的性质及光的性质特征的颜色，这一

7、过程与物质的性质及光的性质有关。有关。有关。有关。物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足Plank Plank 条件条件条件条件h S2S1S0S3E2E0E1E3h h h 一、一、物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收第7页，共85页，编辑于2022年，星期一1.吸收光谱的产生吸收光谱的产生(1)原子吸收光谱原子吸收光谱(AAS)：由于：由于原子外层电子选择性地吸收某种原子外层电子选择性地吸收某种波长的电磁波，而引起的吸收光波长的电磁波，而引起的吸收光谱谱（线光谱）（线光谱）(2)分子吸收光谱分子吸

8、收光谱：是由分子中：是由分子中电子能级及分子的振动、转动电子能级及分子的振动、转动能级吸收能量跃迁而产生的吸能级吸收能量跃迁而产生的吸收光谱收光谱（带光谱）（带光谱）第8页，共85页，编辑于2022年，星期一a)电子光谱电子光谱：由价电子跃迁而产生的分子光谱，：由价电子跃迁而产生的分子光谱，且电子能级差且电子能级差 1-20eV，位于，位于 UV-ViS波区波区200-750nm（紫外可见吸收光谱）（紫外可见吸收光谱）b)振转光谱振转光谱：电子能级变化时，伴随着分子：电子能级变化时，伴随着分子的振动，转动能级的变化，能级差的振动，转动能级的变化，能级差0.05-1eV，IR 0.75-2.5m

9、 研究分子结构，提供分子结构信息如研究分子结构，提供分子结构信息如C=O振动，振动，=1600-1750cm（红外光谱）（红外光谱）第9页，共85页，编辑于2022年，星期一纯纯纯纯 电子能态电子能态电子能态电子能态 间跃迁间跃迁间跃迁间跃迁S2S1S0S3h E2E0E1E3S2S1S0h A h h h 分子内电子跃迁分子内电子跃迁带状光谱带状光谱锐线光谱锐线光谱锐线光谱锐线光谱 A第10页，共85页，编辑于2022年，星期一为什么分子光谱是带光谱？为什么分子光谱是带光谱？分子是处在基态振动能级上。当用紫外、可见分子是处在基态振动能级上。当用紫外、可见光照射分子时，光照射分子时，电子可以从

10、基态激发到激发态的任一电子可以从基态激发到激发态的任一振动（或不同的转动）能级上振动（或不同的转动）能级上。因此，电子能级跃迁。因此，电子能级跃迁产生的吸收光谱，产生的吸收光谱，包括了大量谱线包括了大量谱线，并由于这些谱线的并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带重叠而成为连续的吸收带，这就是为什么分子的紫外、，这就是为什么分子的紫外、可见光谱不是线状光谱，而是带状光谱的原因。又因可见光谱不是线状光谱，而是带状光谱的原因。又因为绝大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，加之为绝大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，加之仪器的分辨率有限，因而使记录所得电子光谱的谱带仪器的分辨率有限，因而使记录所得电

11、子光谱的谱带变宽。变宽。第11页，共85页，编辑于2022年，星期一2.物质的物质的颜色颜色 溶液颜色溶液颜色与与吸收光颜色吸收光颜色及及波段波段的的关系关系 黄绿黄绿 紫紫 400-450 黄黄 蓝蓝 450-480 橙橙 绿蓝绿蓝 480-490 红红 蓝绿蓝绿 490-500 紫红紫红 绿绿 500-560 紫紫 黄绿黄绿 560-580 蓝蓝 黄黄 580-600 绿蓝绿蓝 橙橙 600-650 蓝绿蓝绿 红红 650-750第12页，共85页，编辑于2022年，星期一吸收光谱曲线：吸收光谱曲线：物质能选择性地吸收某种波长的光，物质能选择性地吸收某种波长的光，但并不是它只对某一波长的光

12、吸收，而对其它波长的但并不是它只对某一波长的光吸收，而对其它波长的光一点不吸收，对任何一种物质，它对任一波长的光光一点不吸收，对任何一种物质，它对任一波长的光都有一定的吸收，只是吸收的程度不同，物质呈现的都有一定的吸收，只是吸收的程度不同，物质呈现的颜色是由最大吸收波长的光的互补光决定的。颜色是由最大吸收波长的光的互补光决定的。测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长测量某物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长()为横坐标，吸光度为横坐标，吸光度为横坐标，吸光度为横坐标，吸光度(A)(A)为纵坐标，绘制

13、吸光度随波为纵坐标，绘制吸光度随波为纵坐标，绘制吸光度随波为纵坐标，绘制吸光度随波长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱曲线。长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱曲线。长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱曲线。长的变化可得一曲线，此曲线即为吸收光谱曲线。第13页，共85页，编辑于2022年，星期一 当一束平行单色光通过当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、液体或任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质时气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，一部分被器皿，一部分被吸收，一部分透过介质，一部分被器皿的表面反射。如图的表面反射。如图6-3所示，设入射光强度为所示，设入射光强度为I0，吸收

14、光强度为，吸收光强度为Ia，透过光强度为，透过光强度为It，反射光强度为，反射光强度为Ir。二、光吸收定律二、光吸收定律朗伯朗伯-比耳定律比耳定律 第14页，共85页，编辑于2022年，星期一 在吸光光度分析法中，在吸光光度分析法中，试液和空白溶液分别置于试液和空白溶液分别置于同样质料及厚度的吸收池中同样质料及厚度的吸收池中，然后让，然后让强度为强度为I0的单色光的单色光分别通过这两个吸收池分别通过这两个吸收池，再测量其透过光的强度。此，再测量其透过光的强度。此时反射光强度基本上是不变的，且其影响可以相互抵时反射光强度基本上是不变的，且其影响可以相互抵消消。入射光强与吸收和透过光强关系为下式入

15、射光强与吸收和透过光强关系为下式:第15页，共85页，编辑于2022年，星期一 透透过过光光强强度度It与与人人射射光光强强度度Io之之比比称称为为透透射射比或透光率（度），用比或透光率（度），用T表示。表示。溶液的透射比愈大，表示它对光的吸收愈小溶液的透射比愈大，表示它对光的吸收愈小;相反，透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。相反，透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。透射比或透光率（度）透射比或透光率（度）第16页，共85页，编辑于2022年，星期一T 取值为取值为0.0%100.0%全部吸收全部吸收全部吸收全部吸收T=0.0%T=0.0%全部透射全部透射全部透射全部透射T=100.0%T=10

16、0.0%第17页，共85页，编辑于2022年，星期一1.Lambert-Beer Law 数学表达式：数学表达式：A=Kbc=lgI0/It 定义：定义：当一束单色光通过含有吸光物质的溶液当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度后，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度与吸光物质的浓度c及吸收层及吸收层厚度成正比厚度成正比 A1 b1 若：若：c 一定时一定时 =.Lambert Law A2 b2 A1 c1 b一定时一定时 =.Beers Law A2 c2朗伯朗伯-比尔定律适用于任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质比尔定律适用于任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质第18页，共85页

17、，编辑于2022年，星期一 2.吸光度吸光度A的加和性的加和性 若溶液中含有不止一种吸光物质，则总吸光度等于各若溶液中含有不止一种吸光物质，则总吸光度等于各个组分吸光度之和：个组分吸光度之和：A=A1+A2+.+An 根据这一规律，可以进行多组分的测定及某些化学根据这一规律，可以进行多组分的测定及某些化学反应平衡常数的测定反应平衡常数的测定3.A与与T之间的关系：之间的关系：则：则：A=-lgT 或或 T=10-A =10-bc第19页，共85页，编辑于2022年，星期一吸光系数吸光系数 Absorptivityb：吸光液层的厚度，光程，吸光液层的厚度，光程，cmc：吸光物质的浓度，吸光物质的

18、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c：mol/LK 摩尔吸光系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1c：g/LK a吸光系数，吸光系数，L g 1 cm-1c：g/100 mLK 比比吸光系数吸光系数相互关系相互关系第20页，共85页，编辑于2022年，星期一 A A=当当b=1时：时：=.标准曲线的斜率标准曲线的斜率 b c c 朗伯朗伯-比尔定律一般适用于比尔定律一般适用于浓度较低浓度较低的溶液，因此在分的溶液，因此在分析实践中，析实践中，不能直接取浓度为不能直接取浓度为1mol/L的有

19、色溶液来测定的有色溶液来测定值值，在适当的低浓度时测定该有色溶液的吸光度，通过计算求在适当的低浓度时测定该有色溶液的吸光度，通过计算求得得值；值；摩尔吸光系数摩尔吸光系数反映反映吸光物质对光的吸收能力，吸光物质对光的吸收能力，也也反映反映用吸光光度法测定该吸光物质用吸光光度法测定该吸光物质的的灵敏度灵敏度，在，在一定条件下一定条件下它它是是常数常数。第21页，共85页，编辑于2022年，星期一 3.影响影响值大小的因素值大小的因素(1)入射光波长入射光波长(2)与被测物质有关与被测物质有关 (FeSCN，=200；Fe phen 1.1 104)(3)温度，酸度，介质，有色物结构温度，酸度，介

20、质，有色物结构(4)不随不随 c或或A值变化值变化 4.值的计算值的计算 A A=当当b=1时：时：=.标准曲线的斜率标准曲线的斜率 b c c第22页，共85页，编辑于2022年，星期一小结：a，与与c或或A无关无关 max104L mol-1 cm-1 用光度法测定具有较用光度法测定具有较高的灵敏度高的灵敏度max103L mol-1 cm-1不宜用光度法测定不宜用光度法测定第23页，共85页，编辑于2022年，星期一例如例如已知含已知含Fe2+12.5g/25mL，用邻二氮菲，用邻二氮菲显色后形成显色后形成Fe(Phen)3 用用2cm比色皿在比色皿在508nm测得测得A=0.19，求，

21、求=？解解 g10-6 12.510-6(g)Fe(g/mol)25Fe2+=cFe=/=25mL 1000 M 1000 =8.9510-6mol/L A 0.19=1.1104Lmol-1cm-1 bc 28.95 10-6第24页，共85页，编辑于2022年，星期一5.桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度S 当光度当光度检测器的检测极限为检测器的检测极限为A=0.001时时，单位截面积光程单位截面积光程内内所能检测出来的所能检测出来的吸光物质最低含量吸光物质最低含量（单位：单位：g/cm2）。）。0.001A=0.001=bc cb=0.001 M S=M 103=(g/cm2)所以上式中的灵敏度：

22、所以上式中的灵敏度：M 55.85 S=0.005g/cm2 1.1104单位：单位：Lmol-1cm-1第25页，共85页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 分光光度计及吸收光谱分光光度计及吸收光谱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装置显示装置A0At参比参比样品样品A=At-A0一、分光光度计一、分光光度计第26页，共85页，编辑于2022年，星期一分光光度计组件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钨灯，钨灯，360 800 360 800 nm.nm.同时配有稳压器同时配有稳压器基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定基本要求

23、：光源强，能量分布均匀，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，光电二极管光电管，光电倍增管，光电二极管表头、记录仪、屏幕、数字显示表头、记录仪、屏幕、数字显示第27页，共85页，编辑于2022年，星期一二、二、吸收光谱吸收光谱 It 将不同波长的单色光将不同波长的单色光依次通过依次通过某一固定浓度的有色溶液，测量每某一固定

24、浓度的有色溶液，测量每一波长下，有色溶液对光吸收的强一波长下，有色溶液对光吸收的强度度(A)，作，作 A-曲线图曲线图 第28页，共85页，编辑于2022年，星期一吸收光谱吸收光谱反应了反应了不同物质不同物质的的不同特征吸收不同特征吸收：(1)同一物质对不同波长的光同一物质对不同波长的光的的吸收强度不吸收强度不同同，吸收，吸收最强最强对应的波长称为对应的波长称为max;(2)同一物质浓度一定时同一物质浓度一定时，在，在某波长下吸收强度某波长下吸收强度一定一定，浓度不同浓度不同吸收强度不同吸收强度不同，c愈大，愈大，A愈大，愈大，c3c2c1是光谱定量的依据是光谱定量的依据;(3)同一物质分子运

25、动的形式相同，结构相同同一物质分子运动的形式相同，结构相同，吸，吸收曲线的收曲线的形状相同形状相同，且，且max位置不变位置不变.第29页，共85页，编辑于2022年，星期一(4)不同物质的吸收曲线形状不同不同物质的吸收曲线形状不同，决定了物质，决定了物质的的结构分析结构分析的依据的依据，即定性依据即定性依据(5)若选择在若选择在max处测量处测量A，则灵敏度高，则灵敏度高(6)从吸收光谱曲线得出从吸收光谱曲线得出结论结论：c愈大，颜色愈愈大，颜色愈深，吸收光愈强，深，吸收光愈强，Ia愈大，透光愈大，透光It愈弱愈弱；c愈小，则愈小，则相反相反 c增大增大A增加增加T减小减小 值不变值不变 m

26、ax不变不变 第30页，共85页，编辑于2022年，星期一定性分析与定量分析的基础定性分析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收吸收ABA 在一定的实验条件在一定的实验条件下，物质对光的吸下，物质对光的吸收与物质的浓度成收与物质的浓度成正比。正比。A C增增大大第31页，共85页，编辑于2022年，星期一选择参比的原则：选择参比的原则：(1)当当试液及显色剂均无色试液及显色剂均无色时，可用时，可用蒸馏水蒸馏水作参比；作参比；(2)显色剂为无色显色剂为无色，而，而被测试液被测试液中存在中存在其他有色离子其他有色离子，可用可用不加显色剂的被

27、测试液不加显色剂的被测试液作参比溶液作参比溶液；(3)显色剂有颜色显色剂有颜色，可选择，可选择不加试样溶液的试剂空白不加试样溶液的试剂空白作作参比溶液；参比溶液；(4)显色剂、待测物有颜色显色剂、待测物有颜色，应掩蔽待测组分，使其不，应掩蔽待测组分，使其不与显色剂作用，以加入显色剂的溶液做参比；与显色剂作用，以加入显色剂的溶液做参比；(5)改变加入试剂的顺序改变加入试剂的顺序，使，使被测组分不发生显色反应被测组分不发生显色反应，可，可以此溶液作为参比溶液消除干扰。以此溶液作为参比溶液消除干扰。第32页，共85页，编辑于2022年，星期一第三节第三节 显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素一、

28、一、显色反应和显色剂显色反应和显色剂 1.显色反应的选择显色反应的选择 1).灵敏度高，灵敏度高，应大于应大于104；2).选择性好，干扰小，或干扰容易消除选择性好，干扰小，或干扰容易消除 3).有色化合物组成恒定，符合一定的化学式有色化合物组成恒定，符合一定的化学式 4).有色化合物性质稳定有色化合物性质稳定 5).有色化合物与显色剂之间的颜色差较大有色化合物与显色剂之间的颜色差较大 max大于大于60nm第33页，共85页，编辑于2022年，星期一2.显色剂显色剂1)无机显色剂：无机显色剂：SCN-Fe3+，MoV，Co2+MoO42-Si，P，V，Ge，As H2O2 Ti TiO(H2

29、O2)2+黄黄 应用不多，原因：生成的应用不多，原因：生成的络合物不稳定络合物不稳定 灵敏度和选择性不高灵敏度和选择性不高 第34页，共85页，编辑于2022年，星期一2)有机显色剂有机显色剂 应用多，原因应用多，原因 灵敏度高，灵敏度高，maxmax10104 4 稳定性好稳定性好 选择性好选择性好 扩大应用范围扩大应用范围第35页，共85页，编辑于2022年，星期一生色团生色团：分子中含不饱和键基团，吸收：分子中含不饱和键基团，吸收200nm的光的光 N=N ;C=O；C=S;NO2;N=O 助色团助色团：含有：含有孤对电子的基团孤对电子的基团，与生色团上的不饱和键作用与生色团上的不饱和键

30、作用，影响化合物对光的吸收，使颜色加深影响化合物对光的吸收，使颜色加深 NH2；RNH ；R2N ；OH 配合物显色原因配合物显色原因:第36页，共85页，编辑于2022年，星期一(b)丁二铜肟，丁二铜肟，NN型型 =1.3104(c)1，10-二氮菲，二氮菲，NN型型 =1.1104(a)磺基水扬酸，磺基水扬酸，OO型螯合显色剂型螯合显色剂.ssal=1.6103Lmol-1cm-1第37页，共85页，编辑于2022年，星期一(d)二苯硫腙：二苯硫腙：=6.6104(e)偶氮胂偶氮胂III(铀试剂铀试剂)，变色酸偶氮类螯合剂，变色酸偶氮类螯合剂 第38页，共85页，编辑于2022年，星期一(

31、f)铬天青铬天青S(三苯甲烷类螯合剂三苯甲烷类螯合剂)测测Al3+的重要试剂的重要试剂 pH 55.8 =530nm =5.9104L/mol cm(g)结晶紫结晶紫:三苯甲烷类碱性染料三苯甲烷类碱性染料 R+TlBr4-有色离子缔合物有色离子缔合物 第39页，共85页，编辑于2022年，星期一3.多元络合物多元络合物a 混配合物：混配合物：由由一种金属离子一种金属离子与与两种不同配体两种不同配体通过通过共价键共价键结合成的三元络合物。结合成的三元络合物。V(V)/H2O2/吡啶偶氮间二苯酚吡啶偶氮间二苯酚b 离子缔合物：离子缔合物：金属离子首先与配体生成配阴离金属离子首先与配体生成配阴离子或

32、配阳离子子或配阳离子，然后，然后再与带反电荷的离子生成再与带反电荷的离子生成离子缔合物，离子缔合物，Ag+/1，10-邻二氮菲邻二氮菲/溴邻苯酚红溴邻苯酚红阴离子阴离子c 金属离子金属离子-配体配体-表面活性剂体系表面活性剂体系：某些金属离子：某些金属离子与显色剂反应时，加入表面活性剂，可以形成胶与显色剂反应时，加入表面活性剂，可以形成胶束化合物，测定的灵敏度显著提高束化合物，测定的灵敏度显著提高T稀土元素稀土元素/二甲酚橙二甲酚橙/十六烷基吡啶十六烷基吡啶 蓝色络合物蓝色络合物第40页，共85页，编辑于2022年，星期一二、二、影响显色条件的因素影响显色条件的因素 1.显色剂用量显色剂用量2

33、.溶液的酸度溶液的酸度3.显色温度显色温度4.显色时间显色时间6.溶溶剂剂7.干扰离子的影响干扰离子的影响 第41页，共85页，编辑于2022年，星期一1.显色剂用量：显色剂用量：为保证反应完全，为保证反应完全，R过量，过量，且不宜过多且不宜过多用量范围用量范围宽宽用量范围用量范围窄窄严格控制严格控制R量量第42页，共85页，编辑于2022年，星期一2.溶液的酸度溶液的酸度(1)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 cR R=R(H)(2)影响金属离子的存在状态影响金属离子的存在状态 cM影响显色的同时降低影响显色的同时降低M=M(OH)第43页，共85页，编辑于2022年，星

34、期一 (3)影响络合物的组成影响络合物的组成 显色反应显色反应酸度酸度由由实验测得：实验测得：2 9第44页，共85页，编辑于2022年，星期一3.显色温度：显色温度：许多反应室温完成，有些要加热许多反应室温完成，有些要加热 红色红色蓝色蓝色温度温度选择由选择由实验确定：实验确定：1 2 310 20第45页，共85页，编辑于2022年，星期一4.显色时间：显色时间：有的要有的要10-30min，有些瞬间完成；，有些瞬间完成；稳定性稳定性30min，有的稳定，有的稳定60-120min 时间时间/min第46页，共85页，编辑于2022年，星期一5.溶剂溶剂（介质不同，溶解度不同介质不同，溶解

35、度不同）6.干扰离子的影响干扰离子的影响(2)本身有色：本身有色：Fe3+，Ni2+，Cr3+，Cu2+，Co2+等等 第47页，共85页，编辑于2022年，星期一第四节第四节 吸光光度分析及误差控制吸光光度分析及误差控制 1）入射光波长的选择：）入射光波长的选择：无干扰无干扰-最大吸收的原则最大吸收的原则max，灵敏度高灵敏度高 有干扰有干扰-“吸收最大，干扰最小吸收最大，干扰最小”的原则。的原则。一、一、测定条件的选择和标准曲线的制作测定条件的选择和标准曲线的制作 4）吸收池校正：参比池、样品池交换。吸收池校正：参比池、样品池交换。A 1%1.1.测定条件的选择测定条件的选择2）控制吸光度

36、读数范围：调控制吸光度读数范围：调 c c或或b b，使，使A A介于介于 0.2-0.80.2-0.8之间，测量的准确度较高之间，测量的准确度较高。3）参比溶液的选择参比溶液的选择:选合适的参比溶液选合适的参比溶液,调仪器调仪器A =0，T=100%。第48页，共85页，编辑于2022年，星期一 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）绘出被测组分的吸 收光谱曲线收光谱曲线(用标液用标液)3）在）在max下测一系列标准溶液下测一系列标准溶液 的的A值，绘制工作曲线值，绘制工作曲线A-c 4）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

37、未知物AX，从从 工作曲线上查工作曲线上查cX Ax Cx2.2.标准曲线的制作标准曲线的制作 AA第49页，共85页，编辑于2022年，星期一标准曲线不过原点的原因标准曲线不过原点的原因:1 1）参比溶液选择不当）参比溶液选择不当2 2）吸收池厚度不同）吸收池厚度不同3 3）吸收池位置不妥）吸收池位置不妥4 4）吸收池透过面不清洁）吸收池透过面不清洁5 5）显色不完全）显色不完全 第50页，共85页，编辑于2022年，星期一二、二、对对Lambert-Beer Laws的偏离的偏离第51页，共85页，编辑于2022年，星期一对吸收光谱而言，对吸收光谱而言，b 和和 c 固定，固定，反映了反映

38、了 随波长变化的情况，单一波随波长变化的情况，单一波长，长，固定；不同波长，固定；不同波长，不同。不同。因此，因此，非单色光将导致对吸光定律非单色光将导致对吸光定律的偏离。的偏离。A或或 1 2 在实际工作中，入射光通常具有一定的通带。为了避免非单色在实际工作中，入射光通常具有一定的通带。为了避免非单色光带来的影响，光带来的影响，一般选用峰值波长进行测定，较高的灵敏度一般选用峰值波长进行测定，较高的灵敏度。1 对应的对应的 1较小较小 2 对应的对应的 2较大较大 使用比较好的单色器使用比较好的单色器1.由于由于非单色光非单色光引起的引起的偏离偏离 第52页，共85页，编辑于2022年，星期一

39、2.溶液介质不均匀引起的溶液介质不均匀引起的 3.由于溶液本身的化学反应引起的偏离由于溶液本身的化学反应引起的偏离1）解离）解离:如有机酸碱的解离如有机酸碱的解离2）络合反应）络合反应:如铁的多级络合现象如铁的多级络合现象3）其他反应）其他反应：如酸性条件下如酸性条件下CrO4-与与Cr2O72-的转化的转化产生胶体或发生浑浊，会有部分光强因散射等原因而损失第53页，共85页，编辑于2022年，星期一试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定，使得标试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定，使得标准曲线严重偏离朗伯准曲线严重偏离朗伯-比尔定律比尔定律消除方法消除方法 1）控制溶液酸度）控制溶液酸度

40、2）加入掩蔽剂）加入掩蔽剂 3）改变干扰离子的价态）改变干扰离子的价态 4）选择合适的参比溶液）选择合适的参比溶液 5）增加显色剂用量）增加显色剂用量:存在耗显色剂的离子时存在耗显色剂的离子时 6）分离）分离显色反应的干扰及其消除方法显色反应的干扰及其消除方法例如：用二苯硫腙法测定Hg2+时，多种干扰离子均可能发生反应，但如果在稀酸介质中进行萃取，则上述离子不再与二苯硫腙作用。例如：用二苯硫腙法测定Hg2+时，即使在稀酸介质中进行萃取，仍不能消除Ag+和大量Bi3+的干扰，加入KSCN掩蔽Ag+，EDTA掩蔽Bi3+例如：用铬天青S测定Al3+时，Fe3+有干扰，加入抗坏血酸将Fe3+还原为F

41、e2+后，干扰消除。第54页，共85页，编辑于2022年，星期一三、三、吸光度测量的误差吸光度测量的误差误差来源误差来源 各种各种化学因素化学因素所引入的误差，所引入的误差，仪器精度不够仪器精度不够，测量不准所引入的误差。，测量不准所引入的误差。仪器测量误差仪器测量误差 光源的发光强度不稳定光源的发光强度不稳定 光电效应的非线性光电效应的非线性 电位计的非线性、杂散光的影响电位计的非线性、杂散光的影响 滤光片或单色器的质量差滤光片或单色器的质量差(谱带过宽谱带过宽)比色皿的透光率不一致比色皿的透光率不一致 透光率与吸光度的标尺不准透光率与吸光度的标尺不准 对给定的光度计来说对给定的光度计来说，

42、透光率透光率或或吸光度的读数的吸光度的读数的准确度准确度是是仪仪器精度器精度的的主要指标之一主要指标之一，也是衡量测定结果准确度的重要因素。，也是衡量测定结果准确度的重要因素。第55页，共85页，编辑于2022年，星期一若测若测A时产生微小的绝对差时产生微小的绝对差dA，则相对误差则相对误差Er为：为：Er=dA/A；A=bc当当b一定时，两边微分得：一定时，两边微分得：dA=bdc dA/A=dc/c=Er仪器测量误差仪器测量误差 与与T的关系如何？的关系如何？第56页，共85页，编辑于2022年，星期一 透射比的读数误差。透射比的读数误差。光度计的读数标尺上光度计的读数标尺上透射比透射比T

43、的的刻度是均匀刻度是均匀的，故透射比的读数误差的，故透射比的读数误差T（绝对误差）（绝对误差）与与T本身的大小无关，对于一台给定仪器它基本上是本身的大小无关，对于一台给定仪器它基本上是常数，一般在常数，一般在0.002-0.01之间。之间。第57页，共85页，编辑于2022年，星期一第58页，共85页，编辑于2022年，星期一 在实际测定中，只有使在实际测定中，只有使待测溶液的透射比待测溶液的透射比T在在15%-65%之间之间，或使，或使吸光度吸光度A在在0.2-0.8之间之间，才能保证测量，才能保证测量的相对误差较小，当的相对误差较小，当A=0.434或或T=36.8%时，测量的相对时，测量

44、的相对误差最小。误差最小。可通过可通过控制溶液的浓度控制溶液的浓度或或选择不同厚度的吸选择不同厚度的吸收池收池来达到目的来达到目的。第59页，共85页，编辑于2022年，星期一第五节 其他吸光度法一、目视比色法步骤：步骤：1.用同质材料的比色管用同质材料的比色管 2.配制不同量的标准溶液配制不同量的标准溶液 3.同量的显色剂，相同的实验条件，配成一套标准色阶同量的显色剂，相同的实验条件，配成一套标准色阶 4.待测物与标准色阶的配制条件相同，置于色阶中比较待测物与标准色阶的配制条件相同，置于色阶中比较 颜色度颜色度 方法优点方法优点：简便，野外、现场操作；简便，野外、现场操作；不符合朗伯不符合朗

45、伯-比尔定律的也可测比尔定律的也可测 方法缺点：方法缺点：准确度不高。准确度不高。不可分辨多组分不可分辨多组分定义：定义：用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法第60页，共85页，编辑于2022年，星期一二、示差吸光光度法二、示差吸光光度法低浓度示差吸光光度法高浓度示差吸光光度法使用两个参比溶液的精密示差吸光光度法 以高浓度示差吸光光度法为例以高浓度示差吸光光度法为例第61页，共85页，编辑于2022年，星期一原理：原理：以稍低于待测组分浓度的标准溶液作为参比溶以稍低于待测组分浓度的标准溶液作为参比溶液液，然后测试液的吸光度，再从，然后

46、测试液的吸光度，再从A求求c，从而提高准确，从而提高准确度参比液度参比液 cS Tx I0 Is有有结论：示差法提高了准确度结论：示差法提高了准确度结论：示差法提高了准确度结论：示差法提高了准确度示差吸光光度法的误差示差吸光光度法的误差第63页，共85页，编辑于2022年，星期一如果参比如果参比T=10%，现调成至，现调成至100%(A=0)，等于，等于把仪器透光率扩把仪器透光率扩10倍，测量误差变小了。倍，测量误差变小了。cxcs第64页，共85页，编辑于2022年，星期一例题例题已知已知 dT=0.01,样品样品Tx=2.00%,标准标准 Ts=10.0%示差法示差法常规法误差常规法误差示

47、差法误差示差法误差已知已知 dT=0.01,样品样品Tx=2.00%,标准标准 Ts=5.00%第65页，共85页，编辑于2022年，星期一示差法提高准确度的实质示差法提高准确度的实质常规法常规法常规法常规法TxT0 5 1050100 落在测量落在测量误差误差较较 大大 的范围的范围示差法示差法示差法示差法T0 5 1050100TrTsTs 落在测量落在测量落在测量落在测量误差误差误差误差较较较较 小小小小 的范围的范围的范围的范围结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度第66页，共85页，编辑于2022年，星期一双光束光度计：折

48、光器将一束光分成两束，分时交替地照射样品池（克服光源不稳定而引起的测量误差）1.双波长光度法作用原理：三、三、双波长分光光度法双波长分光光度法设1和2两束单色光强度相等，则有：A1=1bc ，A2=2 bc所以 A=A1-A2=(1-2)bc第67页，共85页，编辑于2022年，星期一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第68页，共85页，编辑于2022年，星期一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第69页，共85页，编辑于2022年，星

49、期一单波长吸光光度法：采用双光束光路，用溶剂或空白溶液作参比调零位双波长吸光光度法：只用一个样品池。参比和试样的液池位置、液池常数、溶液浑浊度及溶液组成等任何差异都会直接导致误差以试液本身对某一波长的光的吸光度作参比，不仅避免了试液与参比溶液或两吸收池之间的差异引起的误差，还可提高测定的灵敏度和选择性。第70页，共85页，编辑于2022年，星期一2.双波长吸光光度法的应用：测量波长：配合物吸收峰对应的波长参比波长：显色剂的吸收峰对应的波长等吸收点处的波长有色络合物吸收曲线下端的某一波长a).单组分测定：第71页，共85页，编辑于2022年，星期一两组份的三种叠加情况两组份的三种叠加情况 b).

50、两组分共存时的分别测定：选择参比波长和测定波长的条件是：待测组分在两波长处的吸光度之差要足够大，干扰组分在两波长处的吸光度应相等，这样测得的吸光度差只与待测组分的浓度成线性关系，而与干扰组分无关，从而消除了干扰。第72页，共85页，编辑于2022年，星期一等吸收点等吸收点-作图法作图法 2 1 1 Y X A相等相等1：参比波长：参比波长2：测量波长：测量波长消除消除Y干扰干扰第73页，共85页，编辑于2022年，星期一c）混浊试液中组分测定：试液为参比（不同波长=40-60nm）消除试液中散射光的影响。第74页，共85页，编辑于2022年，星期一四、导数分光光度法导数分光光度法导数分光光度法