吸光光度法(54学时2009).ppt

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1、第九章第九章 吸光光度法吸光光度法第一节第一节 概概 述述一、吸光光度法的特点：一、吸光光度法的特点：（1）根据物质对光辐射的吸收来进行）根据物质对光辐射的吸收来进行 分析的一种方法。分析的一种方法。目视比色法：目视比色法：比较有色溶液颜色深浅来比较有色溶液颜色深浅来 测定其中有色物质的含测定其中有色物质的含 量。量。吸光光度法或分光光度法：吸光光度法或分光光度法：通过有色溶液（甚至是无色溶液）对通过有色溶液（甚至是无色溶液）对某一波长光波的吸收情况来测定待测某一波长光波的吸收情况来测定待测组分的含量。组分的含量。（2）测定低含量组分，甚至可测定痕）测定低含量组分，甚至可测定痕 量组分。量组分

2、。（3）操作简便、快速、仪器设备也不）操作简便、快速、仪器设备也不 复杂。复杂。二、光辐射的基本性质二、光辐射的基本性质光具有波动性和粒子性。光具有波动性和粒子性。光量子的能量与波长成反正。高能量的电光量子的能量与波长成反正。高能量的电磁辐射波长短，长波长的光辐射其能量较磁辐射波长短，长波长的光辐射其能量较低。低。三、辐射能与分子的作用三、辐射能与分子的作用-吸收光谱的产生吸收光谱的产生当原子选择吸收了某些波长的电磁波就当原子选择吸收了某些波长的电磁波就会产生电子跃迁，形成了会产生电子跃迁，形成了原子吸收光原子吸收光谱谱，这是一种，这是一种不连续的线状光谱不连续的线状光谱。分子吸收光谱：分子吸

3、收光谱：由于由于电子跃迁电子跃迁引进，但谱图复杂，原子引进，但谱图复杂，原子有不同的电子能级，同一电子能级分为有不同的电子能级，同一电子能级分为振动能级，同一电子能级和同一振动能振动能级，同一电子能级和同一振动能级，又分为转动能级。级，又分为转动能级。其谱图为带状光其谱图为带状光谱。谱。四、物质的颜色和光的选择性吸收四、物质的颜色和光的选择性吸收单色光单色光：单一波长的光。：单一波长的光。复合光复合光：由不同波长的光组合而成的：由不同波长的光组合而成的 光。光。互补光互补光：把两种适当颜色的单色按一定：把两种适当颜色的单色按一定 强度比例混合而得到白光，这强度比例混合而得到白光，这 两种单色光

4、称为互补光。两种单色光称为互补光。溶液透明无色溶液透明无色：当一束白炽光通过某溶：当一束白炽光通过某溶液时，如果该溶液对可见光区域各波段液时，如果该溶液对可见光区域各波段的光都不吸收，即入射光全部通过。的光都不吸收，即入射光全部通过。溶液的颜色溶液的颜色：溶液给出的颜色是它吸收：溶液给出的颜色是它吸收 光的互补色。光的互补色。紫外光的波长范围：紫外光的波长范围：200-400 nm可见光可见光的波长范围：的波长范围：400-760 nm吸收曲线：吸收曲线：测量某溶液对不同波长单色光的吸收程测量某溶液对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度度，以波长为横坐标，吸光度 A 为纵坐为纵坐标

5、，即得一曲线。其中光吸收程度最大标，即得一曲线。其中光吸收程度最大的波长位置叫最大吸收波长，以的波长位置叫最大吸收波长，以最大最大（或（或max）表示。）表示。第二节第二节 朗伯朗伯-比耳定律比耳定律当一束单色光通过含有吸光物质的稀溶当一束单色光通过含有吸光物质的稀溶液后，溶液的吸光度液后，溶液的吸光度 A 与吸光物质的浓与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。度及吸收层厚度成正比。T：透光率；：透光率；b:液层厚度（比色皿厚度）；液层厚度（比色皿厚度）；c:物质的浓度。物质的浓度。K 值随值随 c,b 所取单位不同而不同：所取单位不同而不同：（1）如）如 c 以以 g/L,b 以以 cm 表示时

6、，表示时，则常数则常数 K 以以 a 表示，称为吸光系表示，称为吸光系 数，单位：数，单位：L(g.cm)（2）若）若 c 以以 mol/L，b 以以 cm 表示表示 时，则时，则 K 用另一种符号用另一种符号表示，表示，称为摩尔吸光系数，其单位称为摩尔吸光系数，其单位 为：为：L/(mol.cm)此时：此时：A=bcbc 不同物质的摩尔吸光系数值不同物质的摩尔吸光系数值不同。不同。第四节第四节 光度分析的步骤光度分析的步骤一、显色剂的选择一、显色剂的选择（1）反应的选择性好，干扰少，或干扰容）反应的选择性好，干扰少，或干扰容 易消除。易消除。（2）生成的有色化合物有较高的摩尔吸光）生成的有色

7、化合物有较高的摩尔吸光 系数，灵敏度足够高，适用于试样中系数，灵敏度足够高，适用于试样中 待测物质的含量范围。待测物质的含量范围。二、实验条件的选择二、实验条件的选择（一）溶液的酸度（一）溶液的酸度酸度直接影响显色剂的浓度和生成物的酸度直接影响显色剂的浓度和生成物的颜色。颜色。（二）显色剂用量（二）显色剂用量 为了使显色反应进行完全，需加入过量为了使显色反应进行完全，需加入过量 显色剂，在实际工作中，通常根据试验显色剂，在实际工作中，通常根据试验 来确定。来确定。（三）显色时间及颜色的稳定性三）显色时间及颜色的稳定性 必须通过试验来确定在最合适的时间内必须通过试验来确定在最合适的时间内进行测定

8、。进行测定。（四）温度（四）温度 大多数的显色反应在室温下进行，但有大多数的显色反应在室温下进行，但有些显色反应必须加热至一定的温度和一些显色反应必须加热至一定的温度和一定时间才能完成。定时间才能完成。（五）溶剂（五）溶剂 有机溶剂对显色反应的影响为：有机溶剂对显色反应的影响为：（1）影响络合物的离解度；）影响络合物的离解度；（2）影响反应速度。）影响反应速度。（六）干扰物质的影响及消除方法（六）干扰物质的影响及消除方法（1）干扰物质本身有颜色或与显色剂）干扰物质本身有颜色或与显色剂 形成有色化合物，在测量条件下形成有色化合物，在测量条件下 也有光吸收。也有光吸收。（2）在显色条件下，干扰物质

9、析出沉）在显色条件下，干扰物质析出沉 淀或使溶液混浊，以致无法进行淀或使溶液混浊，以致无法进行 光度测量。光度测量。（3）与待测离子形成更稳定的络合。）与待测离子形成更稳定的络合。消除办法：消除办法：（1）控制酸度；）控制酸度；（2）加入适当掩蔽剂；）加入适当掩蔽剂；（3）选择适当的测量波长；）选择适当的测量波长；（4）选择适当的参比溶液。）选择适当的参比溶液。三、分析波长的选择三、分析波长的选择（1）如果不存在其它有色物质的干）如果不存在其它有色物质的干 扰，则选择待测有色物（或显色扰，则选择待测有色物（或显色 剂生成的产物）的最大吸收波长剂生成的产物）的最大吸收波长 的光波作为入射光进行光

10、度测的光波作为入射光进行光度测 定。定。（2）如果显色剂本身有颜色，且在有）如果显色剂本身有颜色，且在有 色物质的最大吸收波长下也有光色物质的最大吸收波长下也有光 吸收，最好选择有色物质有较大吸收，最好选择有色物质有较大 光吸收的波长而显色剂（或其它光吸收的波长而显色剂（或其它 有色物质）在此波长下的光吸收有色物质）在此波长下的光吸收 为零的单色光作为入射光。为零的单色光作为入射光。四、参比溶液的选择四、参比溶液的选择（1）当试液本身及显色剂均无色，可用）当试液本身及显色剂均无色，可用 蒸镏水蒸镏水作参比溶液。作参比溶液。（2）显色剂无色，但待测试液中有其它）显色剂无色，但待测试液中有其它 有

11、色物质存在，可采用有色物质存在，可采用不加显色剂不加显色剂 的待测试液的待测试液作参比溶液。作参比溶液。（3）如显色剂有颜色，则要用）如显色剂有颜色，则要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。（4）如显色剂和试液均有颜色，则可）如显色剂和试液均有颜色，则可 取两份试液，其中一份先加入适取两份试液，其中一份先加入适 当掩蔽剂将待测组分掩蔽使之不当掩蔽剂将待测组分掩蔽使之不 与显色剂作用，然后两份试液都与显色剂作用，然后两份试液都 加入显色剂及其它试剂，将加入加入显色剂及其它试剂，将加入 掩蔽的那份试液掩蔽的那份试液作参比溶液。作参比溶液。五、标准曲线的制作五

12、、标准曲线的制作 配制一系列不同含量的标准溶液，分配制一系列不同含量的标准溶液，分 别置于比色皿内，选择合适的入射光别置于比色皿内，选择合适的入射光 波长，用参比溶液调整光度计的零波长，用参比溶液调整光度计的零 点，然后把入射光照射到盛有标准溶点，然后把入射光照射到盛有标准溶 液的比色皿上，测得吸光度值。根据液的比色皿上，测得吸光度值。根据 标准溶液中标准溶液中 待测组分的量对吸光度作待测组分的量对吸光度作 图得一直线叫标准曲线。图得一直线叫标准曲线。测量的吸光度最好在：测量的吸光度最好在：0.2-0.8 范范 围内围内 第五节第五节 朗伯朗伯-比耳定律的偏离比耳定律的偏离一、非单色光引起的偏

13、离一、非单色光引起的偏离 朗伯朗伯-比耳定律只适用于单色光，比耳定律只适用于单色光，单色光的纯度与仪器的质量有关，性能单色光的纯度与仪器的质量有关，性能好的分光光度计，所得的入射光的波长好的分光光度计，所得的入射光的波长范围较窄，即范围较窄，即“单色光单色光”纯度较高，标纯度较高，标准准曲线的线性范围也大。曲线的线性范围也大。二、溶液本身的化学因素引起的偏离二、溶液本身的化学因素引起的偏离（一）溶液中的化学反应（一）溶液中的化学反应（1）生成络合物的浓度不同；）生成络合物的浓度不同；（2）剩余显色剂量多少不同和离解程）剩余显色剂量多少不同和离解程 度不同。度不同。（二）介质的不均匀性（二）介质

14、的不均匀性 不均匀的介质主要包括：不均匀的介质主要包括：（1）待测试液是胶体溶液；）待测试液是胶体溶液；（2）待测试液是乳浊；）待测试液是乳浊；（3）待测试液有悬浮物。）待测试液有悬浮物。第八节第八节 吸光光度法的应用吸光光度法的应用一、单组分或多组分的分光测定一、单组分或多组分的分光测定要求要求:要求两种或两种以上的有色物质要求两种或两种以上的有色物质 的吸收光谱有较大的差异，最大的吸收光谱有较大的差异，最大 吸收峰位置有相当距离即可。吸收峰位置有相当距离即可。吸光度的加和性：吸光度的加和性：如果两个组分的吸光质点对某一波长如果两个组分的吸光质点对某一波长 的单色光均有吸收作用，而且这两种的

15、单色光均有吸收作用，而且这两种 吸光质点之间相互不发生化学作用，当吸光质点之间相互不发生化学作用，当 用单色光通过此溶液时，从理论和实验用单色光通过此溶液时，从理论和实验 都可证明，溶液的总吸光度等于各组分都可证明，溶液的总吸光度等于各组分 的吸光度之和。的吸光度之和。第九节第九节 差示（差分）分光光度法差示（差分）分光光度法采用一个比待测试液浓度稍低的标准采用一个比待测试液浓度稍低的标准溶液作为参比溶液以代替一般吸光光溶液作为参比溶液以代替一般吸光光度法的参比溶液。度法的参比溶液。定量基础：相对吸光度与浓度差成正定量基础：相对吸光度与浓度差成正 比。比。第十节第十节 双波长分光光度法双波长分光光度法采用一个比待测试液浓度稍低的标采用一个比待测试液浓度稍低的标准溶液作为参比溶液以代替一般吸准溶液作为参比溶液以代替一般吸光光度法的参比溶液。光光度法的参比溶液。定量基础：试液在两个波长下的吸定量基础：试液在两个波长下的吸光度差值与待测组分的浓度成正光度差值与待测组分的浓度成正比。比。作业作业 P332-333习题：习题：2，3，4，5，10