吸收光谱法.ppt

《吸收光谱法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吸收光谱法.ppt（93页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、吸收光谱法2022/9/261现在学习的是第1页，共93页8.1 8.1 概述概述1 分光光度法的特点分光光度法的特点2 光吸收的基本性质光吸收的基本性质2022/9/262现在学习的是第2页，共93页1 分光光度法的特点分光光度法的特点 定义：定义：分分光光光光度度法法是是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、可可见见及及紫紫外外分分光光光光度度法法及及红红外外光光谱谱法法等等。我我们重点讨论可见光区的分光光度法们重点讨论可见光区的分光光度法。2022/9/263现在学习的是第3页，共93页特点特点 灵敏度高灵敏度高：

2、常用于测定试样中质量分数为：常用于测定试样中质量分数为110-5%的的微量组分，甚至可测定低至质量分数为微量组分，甚至可测定低至质量分数为10-610-8的痕量组分。的痕量组分。准确度准确度能够满足微量组分的测定要求：能够满足微量组分的测定要求：相对误差相对误差5 51010仪器仪器简单简单、操作简便操作简便、快速快速应用广泛应用广泛几乎所有的无机离子和许多有机化合物都几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用分光光度法进行测定。可以直接或间接地用分光光度法进行测定。现在学习的是第4页，共93页2 2 光的基本性质光的基本性质 现在学习的是第5页，共93页单色光单色光（monoch

3、romatic light）：）：具同一波长的光。具同一波长的光。复合光复合光（multiplex light）：）：由不同波长组成的光。由不同波长组成的光。紫外光紫外光（ultraviolet light）：）：波长波长200400 nm。可见光可见光（visible light）：）：人眼能感觉到的光，波长在人眼能感觉到的光，波长在400750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的等各种色光按一定比例混合而成的现在学习的是第6页，共93页波段波段（wave band）：）：各种色光的波长范各种色光的波长范围不同。围不同。互补色

4、光互补色光（complementary color light）：）：按一定比例混合，得到白光按一定比例混合，得到白光（white light）。）。物质的颜色是因物质对不同波长的光具有物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。选择性吸收作用而产生的。现在学习的是第7页，共93页/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

5、补光现在学习的是第8页，共93页吸收光谱的产生吸收光谱的产生一定范围的光波连续照射分子或原子时，某些波长的光被吸一定范围的光波连续照射分子或原子时，某些波长的光被吸收，于是产生了被吸收谱线所组成的吸收光谱。吸收光谱分收，于是产生了被吸收谱线所组成的吸收光谱。吸收光谱分为分子光谱和原子光谱为分子光谱和原子光谱。吸收曲线吸收曲线有色溶液对各种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线来有色溶液对各种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线来描述。描述。将不同的单色光依次通过一定的有色溶液，可分别测出将不同的单色光依次通过一定的有色溶液，可分别测出对各种波长的光的吸收程度（用字母对各种波长的光的吸收程度（用字母A

6、表示）表示）现在学习的是第9页，共93页*吸吸收收光光谱谱曲曲线线或或光光吸吸收收曲曲线线（absorption curve）：以以波波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。*最最大大吸吸收收波波长长（maximum absorption wavelengh）：光光吸吸收收程度最大处的波长，用程度最大处的波长，用max表示表示*吸光度（吸光度（absorbance）在可见光，在可见光，KMnO4溶液对波长溶液对波长525 nm附近绿色光的吸收最强，附近绿色光的吸收最强，而对紫色和红色的吸收很弱。而对紫色和红色的吸收很弱。max=525 nm。浓度不同时，光吸收曲线形状

7、浓度不同时，光吸收曲线形状相同，相同，max不变，吸光度不同。不变，吸光度不同。2022/9/2610现在学习的是第10页，共93页8.2 8.2 光吸收基本定律光吸收基本定律2022/9/2611现在学习的是第11页，共93页(1)朗伯朗伯-比尔定律比尔定律 （Lambert-Beer law）当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，一部分被器皿的表面反射。一部分被器皿的表面反射。如图所示，设入射光强度为如图所示，设入射光强度为I0，吸收光强度为，吸

8、收光强度为Ia，透，透过光强度为过光强度为It，反射光强度为，反射光强度为Ir。8.22022/9/2612现在学习的是第12页，共93页 在吸光光度分析法中，试液和空白溶液分别在吸光光度分析法中，试液和空白溶液分别置于同样质料及厚度的吸收池中，然后让强置于同样质料及厚度的吸收池中，然后让强度为度为I0的单色光分别通过这两个吸收池，再的单色光分别通过这两个吸收池，再测量其透过光的强度。此时反射光强度基本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消上是不变的，且其影响可以相互抵消。2022/9/2613现在学习的是第13页，共93页 透射比或透光度透射比或透光度 （Tr

9、ansmittance）透透过过光光强强度度It与与入入射射光光强强度度Io之之比比称称为为透透射比或透光度，用射比或透光度，用T表示表示 溶溶液液的的透透射射比比愈愈大大，表表示示它它对对光光的的吸吸收收愈愈小小;相相反反，透透射射比比愈愈小小，表表示示它它对对光光的的吸吸收愈大。收愈大。现在学习的是第14页，共93页朗朗伯伯(Lambert J H)和和比比尔尔(Beer A)分分别别于于1760和和1852年年研研究究了了光光的的吸吸收收与与溶溶液液层层的的厚厚度度及及溶溶液液浓浓度度的的定定量量关关系系，二者结合称为二者结合称为朗伯朗伯-比尔定律，也称为光的吸收定律比尔定律，也称为光的

10、吸收定律。朗伯定律朗伯定律(1760)A=lg(I0/It)=k1b 比尔定律比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c 当当一一束束强强度度为为I0的的平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射到到长长度度为为b的的液液层层、浓浓度度为为c的的溶溶液液时时，由由于于溶溶液液中中吸吸光光质质点点(分分子子或或离离子子)的吸收，通过溶液后光的强度减弱为的吸收，通过溶液后光的强度减弱为I：2022/9/2615现在学习的是第15页，共93页吸光度与光程的关系吸光度与光程的关系 A=bc 光源光源检测器检测器0.00吸光度吸光度检测器检测器b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

11、0.44吸光度吸光度b样品样品b样品样品2022/9/2616现在学习的是第16页，共93页吸光度与浓度的关系吸光度与浓度的关系 A=bc 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b 吸光度吸光度0.42光源光源检测器检测器b2022/9/2617现在学习的是第17页，共93页T透光率（透射比）透光率（透射比）描述入射光透过溶液的程度描述入射光透过溶液的程度A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT=kbc吸光度吸光度A A与透光度与透光度T T 的关系的关系:现在学习的是第18页，共93页朗伯朗伯-比尔定律表明：比尔定律表明：当当一一束束单单色

12、色光光通通过过含含有有吸吸光光物物质质的的溶溶液液后后，溶溶液液的的吸吸光光度度与与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。这是进行定量分析的理论基础。这是进行定量分析的理论基础。比比例例常常数数K与与吸吸光光物物质质的的性性质质、入入射射光光波波长长及及温温度度等等因因素素有关。有关。2022/9/2619现在学习的是第19页，共93页吸光度的加和性吸光度的加和性 含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液，由由于于各各吸吸光光物物质质对对某某一一波波长长的的单单色光均有吸收作用，色光均有吸收作用，若若各各吸吸光光物物质质的的吸吸光光质质点点之之间间相相互互不不

13、发发生生化化学学反反应应，当当某某一一波波长长的的单单色色光光通通过过这这样样一一种种含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液时时，溶溶液液的的总总吸吸光光度度应应等等于于各各吸吸光光物物质质的的吸吸光光度度之之和和。这这一一规规律律称称吸光度的加和性吸光度的加和性。A总总=Ai 1bc1+2bc2+nbcn 2022/9/2620现在学习的是第20页，共93页(2)吸光系数、摩尔吸光系数、吸光系数、摩尔吸光系数、桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度 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，Aabc

14、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 bc 2022/9/2621现在学习的是第21页，共93页【例例】：有有一一浓浓度度为为1.0 g/ml Fe2+的的溶溶液液，以以邻邻二二氮氮菲菲显显色色后后，在在比比色色皿皿厚厚度度为为 2cm、波波长长510nm处处测测得得吸吸光光度度为为0.380，计计算算（1）透透光光度度T；(2)吸吸光光系系数数a；（3）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数 。解解（1）T10-A10-0.3800.417（2）（3）现在学习的是第22页，共9

15、3页摩尔吸光系数摩尔吸光系数的讨论的讨论（1 1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特特征常数征常数；（2 2）不随浓度）不随浓度c c和光程长度和光程长度b b的改变而改变。的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，仅与吸仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；无关；现在学习的是第23页，共93页（3 3）可作为定性鉴定的参数；）可作为定性鉴定的参数；（4 4）同一吸收物质在不同波长下的）同一吸收物质在不同波长下的值是值是不同的。在最大吸收波长不同的。在最大吸收波长maxmax处的处的摩尔吸光系数

16、，常以摩尔吸光系数，常以maxmax表示。表示。maxmax表明了该吸收物质最大限度的表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。质可能达到的最大灵敏度。现在学习的是第24页，共93页（5 5）maxmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。法测定该物质的灵敏度越高。10105 5：超高灵敏；：超高灵敏；=(6(61010）10104 4 ：高灵敏；：高灵敏；2102104 4：不灵敏。：不灵敏。（6 6）在数值上等于浓度为在数值上等于浓度为1mol/L1mol/

17、L、液层厚度为、液层厚度为1cm1cm时时该溶液在某一波长下的吸光度。该溶液在某一波长下的吸光度。现在学习的是第25页，共93页通常由于实验结果计算通常由于实验结果计算值时，是以被测物质的值时，是以被测物质的总浓度代替吸光物质的浓度，这样计算的总浓度代替吸光物质的浓度，这样计算的值值实际上是表观摩尔吸光系数。实际上是表观摩尔吸光系数。现在学习的是第26页，共93页l桑德尔桑德尔(Sandell)灵敏度灵敏度(灵敏度指数灵敏度指数)S来表示。来表示。S S是指当仪器的检测极限是指当仪器的检测极限A A=0.001=0.001时，单位截面积光程内所能时，单位截面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低

18、含量，其单位为检测出来的吸光物质的最低含量，其单位为ggcmcm-2-2，S S与与及吸光物质摩尔质量及吸光物质摩尔质量M M的关系为：的关系为：l同一试剂与不同金属离子反应时同一试剂与不同金属离子反应时,其其S和和的值均各不相的值均各不相同。桑德尔灵敏度值越小同。桑德尔灵敏度值越小,表示显色反应越灵敏。表示显色反应越灵敏。现在学习的是第27页，共93页(3)(3)朗伯朗伯-比尔定律的适用条件比尔定律的适用条件1.单色光单色光 应选用应选用 max处或肩峰处测定处或肩峰处测定2.吸光质点形式不变吸光质点形式不变 离解、络合、缔合会破坏线性关系离解、络合、缔合会破坏线性关系 应控制条件应控制条件

19、(酸度、浓度、介质等酸度、浓度、介质等)3.稀溶液稀溶液 浓度增大，分子之间作用增强浓度增大，分子之间作用增强现在学习的是第28页，共93页(4)(4)对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离 在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线的情况，特别是在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线的情况，特别是当吸光物质浓度较高时，明显地看到通过原点向浓度轴弯曲的现当吸光物质浓度较高时，明显地看到通过原点向浓度轴弯曲的现象象(吸光度轴弯曲吸光度轴弯曲)。这种情况称为偏离朗伯。这种情况称为偏离朗伯-比尔定律。比尔定律。若在曲线弯曲部分进行定量，将若在曲线弯曲部分进行定量，将会引起较大的误差。会引起较

20、大的误差。偏离朗伯比尔定律的原因主要偏离朗伯比尔定律的原因主要是是仪器或溶液的实际条件与朗仪器或溶液的实际条件与朗伯伯-比尔定律所要求的理想条件比尔定律所要求的理想条件不一致。不一致。现在学习的是第29页，共93页（1 1）非单色光引起的偏离）非单色光引起的偏离难以获得真正的纯单色光难以获得真正的纯单色光。朗朗比定律的前提条件之一是入射光为单色光。比定律的前提条件之一是入射光为单色光。但由于单色器色散能力的限制和出口狭缝需要保持但由于单色器色散能力的限制和出口狭缝需要保持一定的宽度，所以目前各种分光光度计得到的入射一定的宽度，所以目前各种分光光度计得到的入射光实际上都是具有光实际上都是具有某一

21、波段的复合光某一波段的复合光。由于物质对不。由于物质对不同波长光的吸收程度的不同，因而导致对朗伯比尔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定律的偏离。单单色色光光的的纯纯度度愈愈差差,吸吸光光物物质质的的浓浓度度愈愈高高,偏偏离离朗朗伯伯-比比尔定律的程度愈严重尔定律的程度愈严重.现在学习的是第30页，共93页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使用比较好的单色器，从而获得纯度较高使用比较好的单色器，从而获得纯度较高的的 “单色光单色光”，使标准曲线有较宽的线，使标准曲线有较宽的线性范围。性范围。人射光波长选择在被测物质的最大吸人射光波长选择在被测物质的最大

22、吸收处，保证测定有较高的灵敏度，此收处，保证测定有较高的灵敏度，此处的吸收曲线较为平坦，在此最大吸处的吸收曲线较为平坦，在此最大吸收波长附近各波长的光的收波长附近各波长的光的值大体相值大体相等，由于非单色光引起的偏离要比在等，由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得多。其他波长处小得多。测定时应选择适当的浓度范围，使吸光测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。度读数在标准曲线的线性范围内。现在学习的是第31页，共93页（2 2）介质不均匀引起的偏离）介质不均匀引起的偏离 朗朗伯伯比比尔尔定定律律要要求求吸吸光光物物质质的的溶溶液液是是均均匀匀的的。如如果果被被测测溶溶

23、液液不不均均匀匀，是是胶胶体体溶溶液液、乳乳浊浊液液或或悬悬浮浮液液时时，入入射射光光通通过过溶溶液液后后，除除一一部部分分被被试试液液吸吸收收外外，还还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，因因而而实实测测吸吸光光度度增增加加，便便标标准准曲线偏离直线向吸光度轴弯曲曲线偏离直线向吸光度轴弯曲。故在光度法中应避免溶液产生胶体或混浊。故在光度法中应避免溶液产生胶体或混浊。现在学习的是第32页，共93页（3 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 溶溶液液中中的的吸吸光光物物质质常常因因解解离离、缔缔合合、形形成成新新化化合合物

24、物或或互互变变异异构构等等化化学变化而改变其浓度，因而导致偏离朗伯学变化而改变其浓度，因而导致偏离朗伯比尔定律。比尔定律。A 解解离离 大大部部分分有有机机酸酸碱碱的的酸酸式式、碱碱式式对对光光有有不不同同的的吸吸收收性性质质，溶溶液液的的酸酸度度不不同同，酸酸(碱碱)解解离离程程度度不不同同，导导致致酸酸式式与与碱碱式式的的比比例例改改变变，使溶液的吸光度发生改变。使溶液的吸光度发生改变。B 络络合合 显显色色剂剂与与金金属属离离子子生生成成的的是是多多级级络络合合物物，且且各各级级络络合合物物对对光光的的吸吸收收性性质质不不同同，例例如如在在Fe()与与SCN-的的络络合合物物中中，Fe(

25、SCN)3颜颜色色最最深深，Fe(SCN)2+颜颜色色最最浅浅，故故SCN-浓浓度度越越大大，溶液颜色越深，即吸光度越大溶液颜色越深，即吸光度越大。现在学习的是第33页，共93页C C 缔合缔合 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、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。度发生变化，影响吸光度。朗朗比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；假定假定只有在稀溶液只有在稀溶液(c c 1010 10 2 2 mol/L mol/L 时，吸时，吸光

26、质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。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。故：朗伯故：朗伯比耳定律只适用于稀溶液比耳定律只适用于稀溶液。例：例：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：CrO42-2H=Cr2O72-H2O 溶液中溶液中CrO42-、Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相同。故：的颜色不同，吸光性质也不相同。故：此时溶液此时溶液pH 对测定有重要影响。对测定有重要影响。现在学习的是第34页，共93页 在分析测定中，要控制溶液的条件，使被在分析测定中，要控制溶液的条件，使被测组分以一种形式存在，以克服化学因素测组分

27、以一种形式存在，以克服化学因素所引起的对朗伯比尔定律的偏离。所引起的对朗伯比尔定律的偏离。2022/9/2635现在学习的是第35页，共93页8.3 8.3 光度法的方法及其仪器光度法的方法及其仪器2022/9/2636现在学习的是第36页，共93页（1 1）目视比色法目视比色法 colorimetry 用用眼眼睛睛观观察察、比比较较溶溶液液颜颜色色深深度度以以确确定定物物质含量的方法质含量的方法。优优点点是是仪仪器器简简单单，操操作作简简便便，适适宜宜于于大大批批试试样样的的分分析析。灵灵敏敏度度高高，因因为为是是在在复复合合光光-白白光光下下进进行行测测定定，故故某某些些显显色色反反应应不

28、不符符合合朗伯朗伯-比尔定律时，仍可用该法进行测定。比尔定律时，仍可用该法进行测定。主主要要缺缺点点是是准准确确度度不不高高，标标准准系系列列不不能能久久存，需要在测定时临时配制存，需要在测定时临时配制。现在学习的是第37页，共93页方便、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。观察方向观察方向目视比色法目视比色法c4c3c2c1c1c2c3c42022/9/2638现在学习的是第38页，共93页吸光光度法与目视比色法在原理上不同。吸光光度法与目视比色法在原理上不同。吸吸光光光光度度法法是是比比较较有有色色溶溶液液对对某某一一波波长长光光的的吸吸收情况，收情况，目

29、视比色法则是比较目视比色法则是比较透过光的强度透过光的强度。例例如如：测测KMnO4的的含含量量，吸吸光光光光度度法法测测量量的的是是KMnO4溶溶液液对对黄黄绿绿色色光光的的吸吸收收情情况况，目目视视比比色色法法则则是是比比较较KMnO4溶溶液液透透过过红红紫紫色色光光的的强度强度。现在学习的是第39页，共93页（2）吸光光度法）吸光光度法 Spectrophotometry 借借助助分分光光光光度度计计来来测测量量一一系系列列标标准准溶溶液液的的吸吸光光度度，绘绘制制标标准准曲曲线线，根根据据被被测测试试液液的的吸吸光光度度，从标准曲线上求得被测物质的浓度或含量。从标准曲线上求得被测物质的

30、浓度或含量。2022/9/2640现在学习的是第40页，共93页 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 bc b一定时一定时A kc工作曲线法工作曲线法(标准曲线标准曲线)朗伯朗伯-比尔定律的分析应用比尔定律的分析应用2022/9/2641现在学习的是第41页，共93页吸光光度法特点：吸光光度法特点：1.入入射射光光是是纯纯度度较较高高的的单单色色光光，故故便便偏偏离离朗朗伯伯-比比尔尔定定律律的的情情况况大大为为减减少少，标标准准曲曲线线直直线线部部分分的的范范围围更更大大，分分析析结结果的准确度较高。果的准确度较高。2.因因可可任任意

31、意选选取取某某种种波波长长的的单单色色光光，故故利利用用吸吸光光度度的的加加和和性性，同同时时测测定定溶溶液液中两种或两种以上的组分。中两种或两种以上的组分。3.由由于于入入射射光光的的波波长长范范围围扩扩大大了了，许许多多无无色色物物质质，只只要要它它们们在在紫紫外外或或红红外外光光区域内有吸收峰，都可以测定。区域内有吸收峰，都可以测定。现在学习的是第42页，共93页（3 3）多组分的测定）多组分的测定 x 1,y 1,x 2,y 2由由x,y标液标液 在在 1,2处分别测得处分别测得a)在 1处测组分处测组分x,在 2处测组分处测组分yb)在 1处测组分处测组分x;在在 2处测总吸收处测总

32、吸收,扣除扣除x吸收吸收,可求可求yc)x,y组分不能直接测定组分不能直接测定A1=x 1bcx+y 1bcy(在 1处测得处测得A1)A2=x 2bcx+y 2bcy(在 2处测得处测得A2)现在学习的是第43页，共93页(4)(4)分光光度计及其基本部件分光光度计及其基本部件 分光光度计按工作波长范围分类，分光光度计按工作波长范围分类，紫外、可见分光光度计紫外、可见分光光度计应用于无机物和有机物应用于无机物和有机物 含含量的测定，量的测定，红外分光光度计主要红外分光光度计主要用于结构分析。用于结构分析。分光光度计又可分为分光光度计又可分为单光束和双光束两类单光束和双光束两类。722型分光光

33、度计是数字显型分光光度计是数字显示的单光束、可见分光光度计（示的单光束、可见分光光度计（recording spectrophotometer）。）。现在学习的是第44页，共93页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通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光。波长可调通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光。波长可调,故选故选择性好择性好,准确度高。准确度高。现在学习的是第45页，共93页*光源光源（light source）用用612 V钨丝灯作可见光区的光源，发出的连钨丝灯作可见光区的光源，发出的连续光谱在续光谱在360800 nm 范

34、围内。范围内。光源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。为光源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。为此，通常在仪器内同时配有电源稳压器此，通常在仪器内同时配有电源稳压器。氢灯氢灯 氘灯氘灯 钨灯钨灯 hydrogen deuterium tungsten lamp lamp lamp现在学习的是第46页，共93页*单色器单色器 monochromator 单色器的作用是将光源发出的连续光谱分解单色器的作用是将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。分为为单色光的装置。分为棱镜棱镜和和光栅光栅。棱棱镜镜（prismprism）：根根据据光光的的折折射射原原理理而而将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波

35、长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过一一个个很很窄窄的的狭狭缝缝（slitslit）照照射射到到吸吸收收池池上上。由由玻玻璃璃或或石石英英制制成成。玻玻璃璃棱棱镜镜用用于于可可见见光光范范围围，石石英英棱棱镜镜则则在在紫紫外外和和可可见见光光范围均可使用。范围均可使用。现在学习的是第47页，共93页 光光栅栅（gratinggrating）：是是根根据据光光的的衍衍射射和和干干涉涉原原理理将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过狭狭缝缝照照射射到到吸吸收收池池上上。它它的的分分辨辨率率比比棱

36、棱镜镜大大，可可用用的的波波长范围也较宽。长范围也较宽。滤光片（滤光片（filterfilter）消除重叠光谱干扰）消除重叠光谱干扰现在学习的是第48页，共93页*比比色色皿皿(coloritrough)也也称称吸吸收收池池。用用于于盛盛放放试液的容器。试液的容器。它它是是由由无无色色透透明明、耐耐腐腐蚀蚀、化化学学性性质质相相同同、厚厚度度相相等等的的玻玻璃璃制制成成的的，按按其其厚厚度度分分为为0.5 cm，l cm，2 cm，3 cm和和5 cm。在在可可见见光光区区测测量量吸吸光光度度时时使使用用玻玻璃璃吸吸收收池池，紫紫外外区区则则使使用用石石英英吸吸收收池池。使使用用比比色色皿皿时

37、时应应注意保持清洁、透明，避免磨损透光面。注意保持清洁、透明，避免磨损透光面。现在学习的是第49页，共93页*检测器检测器 detectordetector接受从比色皿发出的透射光并转换成电信号进行测量。接受从比色皿发出的透射光并转换成电信号进行测量。分为光电池分为光电池,光电管和光电倍增管。光电管和光电倍增管。2022/9/2650现在学习的是第50页，共93页光电池 photocell某些半导体材料某些半导体材料,如硒光电池如硒光电池,当光照射在光电池上时，硒表面就有电当光照射在光电池上时，硒表面就有电子逸出。由于硒的半导体性质，电子只能单向移动而被聚集于金属子逸出。由于硒的半导体性质，电

38、子只能单向移动而被聚集于金属薄膜（透明的金或银的薄膜）上，带负电，成为光电池的负极。铁薄膜（透明的金或银的薄膜）上，带负电，成为光电池的负极。铁片即为正极。片即为正极。通过与外电路很小的电阻连接，能产生通过与外电路很小的电阻连接，能产生1010100100 A A的光电流，可直的光电流，可直接用检流计测量，光电流的大小与入射光强度成正比。接用检流计测量，光电流的大小与入射光强度成正比。硒光电池对光的敏感波长范围为硒光电池对光的敏感波长范围为300300800nm800nm，对，对500500600nm600nm的光的光最灵敏。在最灵敏。在750nm750nm处，相对灵敏度降至处，相对灵敏度降至

39、10%10%左右。左右。硒光电池结构简单，价格便宜，更换方便。但受强光照射或长久连续硒光电池结构简单，价格便宜，更换方便。但受强光照射或长久连续使用时，会出现使用时，会出现“疲劳现象疲劳现象”，即照射光强度不变而产生的光电流，即照射光强度不变而产生的光电流会逐渐下降。这时应暂停使用，置于暗处使其恢复原有的灵敏会逐渐下降。这时应暂停使用，置于暗处使其恢复原有的灵敏度，严重时须更换新的光电池。度，严重时须更换新的光电池。2022/9/2651现在学习的是第51页，共93页光电管光电管（phototube）：）：一个真空或充有少量惰性气体的二极管。阴极是金属做一个真空或充有少量惰性气体的二极管。阴极

40、是金属做成的半圆筒，内侧涂有光敏物质，阳极为一金属丝。成的半圆筒，内侧涂有光敏物质，阳极为一金属丝。光电管依其对光敏感的波长范围不同分为光电管依其对光敏感的波长范围不同分为红敏和蓝敏两种。红敏和蓝敏两种。红敏光电管是在阴极表面涂银和氧化铯，适用波长范围为红敏光电管是在阴极表面涂银和氧化铯，适用波长范围为6251000 nm;蓝敏光电管是阴极表面涂锑和铯，适用波长范围为蓝敏光电管是阴极表面涂锑和铯，适用波长范围为210615 nm。2022/9/2652现在学习的是第52页，共93页光电倍增管（光电倍增管（photomultiplier）由光电管改进而成的，管中有若千个称为倍增极的附由光电管改进

41、而成的，管中有若千个称为倍增极的附加电极。可使光激发的电流得以放大，一个光子约产加电极。可使光激发的电流得以放大，一个光子约产生生106107 个电子。个电子。它的灵敏度比光电管高它的灵敏度比光电管高200200多倍。适用波长范围为多倍。适用波长范围为160700 nmnm。光电倍增管在现代的分光光度计中被。光电倍增管在现代的分光光度计中被广泛采用。广泛采用。2022/9/2653现在学习的是第53页，共93页*检流计或显示装置检流计或显示装置 作用是把放大的信号以吸光度作用是把放大的信号以吸光度A或透射比或透射比T的光的光度分析法的设计方式显示或记录下来。度分析法的设计方式显示或记录下来。分

42、光光度计常用的显示装置是检流计、微安表、分光光度计常用的显示装置是检流计、微安表、数字显示记录仪。数字显示记录仪。2022/9/2654现在学习的是第54页，共93页2022/9/2655现在学习的是第55页，共93页8.4 8.4 显色反应和显色条件显色反应和显色条件1 1 光度法对显色反应的要求光度法对显色反应的要求2 2 显色条件的选择显色条件的选择2022/9/2656现在学习的是第56页，共93页1 1 显色反应显色反应（color reactioncolor reaction）待测物质本身有较深的颜色，直接测定；待测物质本身有较深的颜色，直接测定；待待测测物物质质是是无无色色或或很

43、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反应色反应，所用的试剂称为，所用的试剂称为显色剂显色剂（color reagent）。）。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配配合合反反应应两大类，而配合反应是最主要的。两大类，而配合反应是最主要的。2022/9/2657现在学习的是第57页，共93页（1 1）对显色反应的要求）对显色反应的要求A A 选择性好，干扰少，或干扰容易消除选择性好，干扰少，或干扰容易消除;B B 灵敏度高，有色物质

44、的灵敏度高，有色物质的应大于应大于10104 4。C C 有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。D D 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有色色化化合合物物不不容容易易受受外外界界环环境境条件的影响。条件的影响。D D 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配配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差之差(称为对比度称

45、为对比度)大于大于60 nm60 nm。P298 P298 显色反应的示例显色反应的示例现在学习的是第58页，共93页（2 2）显色剂）显色剂l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性也不高。择性也不高。l常用的无机显色剂常用的无机显色剂 KSCN显色测铁、钼、钨和铌；显色测铁、钼、钨和铌；钼酸铵显色测硅、磷和钒钼酸铵显色测硅、磷和钒 H2O2显色测钛显色测钛2022/9/2659现在学习的是第59页，共93页l有有机机显显色色剂剂分分子子中中含含有有生生色色团团（chromophoric group）和）和助色团助色团（auxoch

46、rome group）。）。l生生色色团团是是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，可可吸收波长吸收波长200 nm以上的可见光而显色。以上的可见光而显色。l助助色色团团是是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。这些基团与生色团上的不饱和键作用，使颜色加深。这些基团与生色团上的不饱和键作用，使颜色加深。2022/9/2660现在学习的是第60页，共93页有机显色剂有机显色剂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

47、高价价金金属属离离子子生生成成稳稳定的螯合物，主要用于测定的螯合物，主要用于测Fe3+。丁二酮肟丁二酮肟 NN型螯合显色剂，用于测定型螯合显色剂，用于测定Ni2+。1,10-邻二氮菲邻二氮菲 NN型螯合显色剂，测微量型螯合显色剂，测微量Fe2+。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。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测稀稀土土金金属离子。属离子。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A

48、l3+。结晶紫结晶紫 三苯甲烷类碱性染料，测定三苯甲烷类碱性染料，测定Tl3+。现在学习的是第61页，共93页2 显色条件的选择显色条件的选择 实验条件包括实验条件包括:溶液酸度溶液酸度，显色剂用量显色剂用量，试剂加入顺序试剂加入顺序，显色时间显色时间，显色温度显色温度，有机络合物的稳定性有机络合物的稳定性及及共存离子共存离子的干扰的干扰等等。（1）溶液的酸度）溶液的酸度 M+HR=MR+H+*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*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*影响络合物的组成影响络合物的组成*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。

49、2022/9/2662现在学习的是第62页，共93页（1）溶液的酸度）溶液的酸度磺基水杨酸与磺基水杨酸与Fe3+在在pH1.8-2.5时生成红褐色的时生成红褐色的Fe(Ssal)+。在在pH4-8时生成褐色的时生成褐色的Fe(Ssal)2-。在在pH8-11.5时生成黄色的时生成黄色的Fe(Ssal)33-。2022/9/2663现在学习的是第63页，共93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)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。但但显显色剂不是越多越好。色剂不是越多越好。有有些些

50、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结果果来来确确定定显显色色剂剂的的用用量。量。2022/9/2664现在学习的是第64页，共93页（3 3）显色反应时间显色反应时间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，并在较长时间内保持不变并在较长时间内保持不变;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始褪色开始褪色;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