第一章 光谱分析二紫外可见光度法精选文档.ppt

《第一章 光谱分析二紫外可见光度法精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章 光谱分析二紫外可见光度法精选文档.ppt（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章 光谱分析二紫外可见光度法本讲稿第一页，共五十四页2 一、概述一、概述一、概述一、概述1、紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 根根据据溶溶液液中中物物质质的的分分子子或或离离子子对对紫紫外外光光谱谱区区或或可可见见光光谱谱区辐射能的吸收以研究物质组成和结构的方法。区辐射能的吸收以研究物质组成和结构的方法。2、可见吸收光谱法分类：可见吸收光谱法分类：比色法比色法、分光光度法分光光度法 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二页，共五十四页3 一、概述一、概述一、概述一、概述3、物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收(1)(1)当当一一束

2、束光光照照射射到到某某物物质质或或其其溶溶液液时时，组组成成该该物物质质的的分分子子、原原子子或或离离子子与与光光子子发发生生“碰碰撞撞”，光光子子的的能能量量就就转转移移到到分分子子、原原子子上上，使使这这些些粒粒子子由由最最低低能能态态（基基态态）跃跃迁迁到到较较高高能态（激发态）：能态（激发态）：M +h M*M +h M*这个作用叫物质对光的吸收。这个作用叫物质对光的吸收。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三页，共五十四页4 一、概述一、概述一、概述一、概述(2)(2)分分子子、原原子子或或离离子子具具有有不不连连续续的的量量子子化

3、化 能能 级级，仅仅 当当 照照 射射 光光 光光 子子 的的 能能 量量（hh）与与被被照照射射物物质质粒粒子子的的基基态态和和激激发发态态能能量量之之差差相相当当或或为为其其整整数数倍倍时时才才能能发发生生吸吸收收。不不同同的的物物质质微微粒粒由由于于结结构构不不同同而而具具有有不不同同的的量量子子化化能能级级，其其能能量量差差也也不不相相同同。所以物质对光的吸收具有选择性。所以物质对光的吸收具有选择性。基态能级激发态能级E0E2E1第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四页，共五十四页5 一、概述一、概述（3）吸收曲线（吸收光谱）吸收曲线

4、（吸收光谱）吸光度吸光度(A)-波长波长()曲线称曲线称-。光吸收程度最大处的波长叫光吸收程度最大处的波长叫最大吸收波长，用最大吸收波长，用max表示。表示。高锰酸钾的高锰酸钾的max=525nm。浓浓度度不不同同时时，光光吸吸收收曲曲线线形形状状不不同同，最最大大吸吸收收波波长长不不变变，只只是是相相应的吸光度大小不同应的吸光度大小不同。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第五页，共五十四页6 一、概述一、概述一、概述一、概述4、可见吸收光谱法的特点可见吸收光谱法的特点 （1 1）灵灵敏敏度度高高 常常用用于于测测定定试试样样中中1%-101

5、%-10-3-3%的的微微量量组组分分，甚甚至至可可测测定低至定低至1010-4-4%-10%-10-5-5%的痕量组分。的痕量组分。（2 2）准准确确度度较较高高 相相对对误误差差为为2%-10%2%-10%。如如采采用用精精密密分分光光光光度度计计测测量，相对误差可减少至量，相对误差可减少至1%-2%1%-2%。（3 3）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许许多多有有机机化化合合物物都都可可直直接接或或间接地用此法测定。间接地用此法测定。（4 4）操作简便快速，仪器设备也不复杂）操作简便快速，仪器设备也不复杂 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光

6、谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第六页，共五十四页7 一、概述一、概述作业：作业：解释下列名词：解释下列名词：（1 1）光吸收曲线）光吸收曲线 （2 2）最大吸收波长）最大吸收波长 返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第七页，共五十四页8 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律朗白比耳定律朗白比耳定律:A=lg(IA=lg(I0 0/I/It t)=K b c )=K b c 该该公公式式的的物物理理意意义义为为：当当一一束束平平行行单单色色光光通通过过单单一一均均匀匀的的、非非散散射射的的吸吸光光

7、物物质质的的理理想想溶溶液液时时，溶溶液液的的吸吸光光度度与与溶溶液液的的浓浓度度和和液液层层厚厚度度的的乘乘积积成成正正比比。该该定定律律适适用用于于溶溶液液，也也适适用用于于其其他他均均匀匀非非散散射射的的吸吸光光物物质质（气气体体、固固体体），是是各各类类 吸吸光光光光度度法法定量分析的依据。定量分析的依据。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第八页，共五十四页二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律1、溶液对光的形为及有关术语溶液对光的形为及有关术语当光束照射到物质上时当光束照射到物质上时,物质可

8、以产生反射、物质可以产生反射、散射、吸收、透射。如果被照射的是均匀的溶散射、吸收、透射。如果被照射的是均匀的溶液，那么光的散射可以忽略，所以对于溶液来液，那么光的散射可以忽略，所以对于溶液来说，对光的就是产生一部分被溶液吸收，一部说，对光的就是产生一部分被溶液吸收，一部分被界面反射，其余光则透过溶液。分被界面反射，其余光则透过溶液。I0=It+Ia+IrIa-吸收光的强度吸收光的强度It-透射光的强度透射光的强度Ir-反射光的强度反射光的强度Io-入射光的强度入射光的强度第一章第一章 光谱分析光谱分析 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 ItI0IrIa1-1-2光通过溶液的情

9、况9 本讲稿第九页，共五十四页二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律2、溶液对光的形为及有关术语溶液对光的形为及有关术语当一束平行单色光照射溶液时，一部分光被溶液吸收，其余的光透过溶当一束平行单色光照射溶液时，一部分光被溶液吸收，其余的光透过溶液，我们把透射光强度与入射光强度的比值称为透光度或透光率。用液，我们把透射光强度与入射光强度的比值称为透光度或透光率。用“T”表表示。则：示。则：T=It/I0透光度透光度T还常用百分透光率表示：还常用百分透光率表示：T%=T100%溶液的透光度越大，表示它对光的吸收越小；反之，透光度越小，表示它对光的吸收溶液的

10、透光度越大，表示它对光的吸收越小；反之，透光度越小，表示它对光的吸收越大。常用吸光度来表示物质对光的吸收程度，其定义为：越大。常用吸光度来表示物质对光的吸收程度，其定义为：A=-gT=lg1/T=lg(I0/It)第一章第一章 光谱分析光谱分析 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 10 本讲稿第十页，共五十四页二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律3、Lambert定律 该定律是由该定律是由Lambert于于1760年提出的，他在研究物质对光年提出的，他在研究物质对光的吸收时发现，如果溶液的浓度一定，的吸收时发现，如果溶液的浓度一定，则光的吸收程度与液层的则光的吸收程度与液层

11、的厚度成正比，这个关系称为厚度成正比，这个关系称为Lambert定律。定律。A=k1bA-A-吸收度；吸收度；吸收度；吸收度；k1-比例系数；比例系数；比例系数；比例系数；b-b-液层厚度或收光程长度。液层厚度或收光程长度。液层厚度或收光程长度。液层厚度或收光程长度。第一章第一章 光谱分析光谱分析 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 11 本讲稿第十一页，共五十四页二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律4、Beer定律定律 该定律是由该定律是由Beer于于1852年研究发现的，年研究发现的，Beer研究了各种无研究了各种无机盐水溶液对红光的吸收，从而得出这样一个结论：

12、当单色光通机盐水溶液对红光的吸收，从而得出这样一个结论：当单色光通过液层厚度一定时，溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。表示为：过液层厚度一定时，溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。表示为：A=k2c k2-比例常数；比例常数；c-溶液浓度。溶液浓度。第一章第一章 光谱分析光谱分析 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 12 本讲稿第十二页，共五十四页 同时考虑溶液的浓度和液层厚度这两个因素，如果同时变化，那么都影响物质对光的同时考虑溶液的浓度和液层厚度这两个因素，如果同时变化，那么都影响物质对光的吸收，所以两个定律合并在一起，称为吸收，所以两个定律合并在一起，称为Lamber-Beer

13、定律，即表示为：定律，即表示为：A=abc a 是一个新的比例常数，称为吸光系数。液层厚度用是一个新的比例常数，称为吸光系数。液层厚度用“cm”表示，浓度以表示，浓度以“g/L”为单位。因为为单位。因为A是无因次量，则是无因次量，则的单位是的单位是“L/gcm”。通常浓度以通常浓度以mol/l为单位，为单位，此时吸光系数称为摩尔吸光系数，用此时吸光系数称为摩尔吸光系数，用“”表示，单位为表示，单位为“L/molcm”,所以所以Lamber-Beer定律也可以表示定律也可以表示为：A=bc 物理意物理意义：当束平行：当束平行单色光通色光通过单一均匀的、非散射的吸光物一均匀的、非散射的吸光物质溶液

14、溶液时，溶液的，溶液的吸光度与溶液吸光度与溶液浓度和液度和液层厚度的乘厚度的乘积成正比。成正比。这个定律是各个定律是各类吸光光度法定量分析的吸光光度法定量分析的基基础。第一章第一章 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律13 本讲稿第十三页，共五十四页14 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律 （1 1）是是吸吸光光物物质质在在特特定定波波长长和和溶溶剂剂情情况况下下的的一一个个特特征征常常数数，数值上等于数值上等于1 molL1 molL-1-1吸光物质吸

15、光物质在在1cm光程中的光程中的A。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第十四页，共五十四页15 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律（2 2）影响）影响值的因素：值的因素：内因内因-吸光物质分子结构；吸光物质分子结构；外因外因入射光波长；入射光波长；（3 3）是吸光物质吸光能力的量度是吸光物质吸光能力的量度 它它可可作作定定性性鉴鉴定定参参数数，也也可可用用以以估估量量定定量量方方法法的的灵灵敏敏度度：值愈大，方法灵敏度愈高。值愈大，方法灵敏度愈高。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见

16、吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第十五页，共五十四页16 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律例例1：铁铁（）浓浓度度为为5010-4gL-1的的溶溶液液,与与1,10-邻邻二二氮氮杂杂菲菲反反应应,生生成成橙橙红红色色络络合合物物，该该络络合合物物在在波波长长508nm有有最最大大吸吸收收,比比色色皿皿厚厚度度为为2cm时时,测测得得A=0.190。计计算算1,10-邻邻二二氮氮杂杂菲菲亚亚铁的铁的a及及。(已知铁的相对原子质量为已知铁的相对原子质量为55.85)解：根据比耳定律解：根据比耳定律A=abc得：得：a=A/bc=0.190/(25

17、010-4)=19Lg-1cm-1=Ma=55.8519=11102Lmol-1cm-1 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第十六页，共五十四页17 二、二、二、二、光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律光吸收的基本定律偏离朗伯偏离朗伯-比耳定律的原因比耳定律的原因 据比耳定律：据比耳定律：abc=Kabc=Kc c AC AC，作图，作图，应应得到一过得到一过 原点的直线，称标准曲线原点的直线，称标准曲线 或工作曲线。或工作曲线。但在实际中，常发现标准但在实际中，常发现标准 曲线不成直线，这种情况曲线不成直线，这种情况 称偏离朗伯

18、称偏离朗伯-比耳定律。比耳定律。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第十七页，共五十四页18 二、光吸收的基本定律二、光吸收的基本定律二、光吸收的基本定律二、光吸收的基本定律最重要的引起偏离比耳定律的因素最重要的引起偏离比耳定律的因素:(一）一）由于非单色光引起的偏离由于非单色光引起的偏离 （二）（二）由于溶液本身的化学和物理因素引起的偏离由于溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第十八页，共五十四页(一）一）由于非单色光引起的偏离由于非单色光引起的偏离

19、Lamber-Beer 定律的基本假设条件是入射光为单色光。定律的基本假设条件是入射光为单色光。但目前仪器所提供的入射光实际上是由波长范围较窄的光带的但目前仪器所提供的入射光实际上是由波长范围较窄的光带的组成的复合光。由于物质对不同波长光的吸收程度不同，因而组成的复合光。由于物质对不同波长光的吸收程度不同，因而引起了对引起了对Lamber-Beer 偏离。偏离。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 19 本讲稿第十九页，共五十四页假设入射光仅由两种波长假设入射光仅由两种波长1 和和2的光组成，在这两种波长下的光组成，在这两种波长下Lamber-Beer

20、定律适用的，摩尔吸收系数分别为定律适用的，摩尔吸收系数分别为1和和2和，入射光强度和，入射光强度 分别是分别是0、0，透射光强度分别为透射光强度分别为1、2，对于波长为对于波长为1的单色光吸光度为的单色光吸光度为A，则：，则：A=1 bc=lg0/1 1=0 10-1 bc对于波长为对于波长为2的单色光吸光度为的单色光吸光度为A，则：，则：A=2bc=lg 0/2 2=0 10-2 bc测定时入射光强度为（测定时入射光强度为（0+0），透射光强度为（），透射光强度为（1+2），因此所得吸光），因此所得吸光度值为：度值为：A=lg0+00 10-1 bc+0 10-2 bc第一章第一章 第一节第

21、一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 20 本讲稿第二十页，共五十四页当当1=2=时，时，A=bc,A与与c成直线关系。成直线关系。如果如果12，A 与与c则不成直线关系。则不成直线关系。1与与2差别越大，差别越大，A 与与c间的线性关系的偏离也间的线性关系的偏离也越大。其它条件一定时，越大。其它条件一定时，随入射光波长而随入射光波长而变化。实验证明，若能用一束吸光度随波变化。实验证明，若能用一束吸光度随波长变化不大的复合光作入射光来进行测定，长变化不大的复合光作入射光来进行测定，由于由于变化不大，所引起的偏离就小，标准变化不大，所引起的偏离就小，标准曲线基本上呈直线。所以光度分析并不严曲

22、线基本上呈直线。所以光度分析并不严格要求用很纯的单色光，只要入射光所包格要求用很纯的单色光，只要入射光所包含的波长范围在被测溶液的吸收曲线较平含的波长范围在被测溶液的吸收曲线较平直部分，也可得到较好的线型关系。直部分，也可得到较好的线型关系。谱带A谱带BA第一章第一章 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 21 本讲稿第二十一页，共五十四页(二）化学因素引起的偏离二）化学因素引起的偏离 Lamber-BeerLamber-Beer定律的基本假设，除要求入射光是单色光外，定律的基本假设，除要求入射光是单色光外，还假设吸收粒子是独立的，彼此之间相互无作用，在高浓度还假设吸收粒子是独立的

23、，彼此之间相互无作用，在高浓度时（通常时（通常0.01mol/L)0.01mol/L)，随浓度增大，吸光度与浓度的关系就，随浓度增大，吸光度与浓度的关系就偏离线性关系。所以一般认为该定律仅适用于稀溶液。偏离线性关系。所以一般认为该定律仅适用于稀溶液。另一方面，溶液中有吸光物质等构成的化学体系，常因另一方面，溶液中有吸光物质等构成的化学体系，常因条件变化而形成新的化合物或改变吸光物质的浓度，例如条件变化而形成新的化合物或改变吸光物质的浓度，例如,重铬酸钾在水溶液中存在如下平衡重铬酸钾在水溶液中存在如下平衡:Cr Cr2 2o o7 72-2-+H+H2 2o 2Ho 2H+2Cro+2Cro4

24、42-2-第一章第一章 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 橙色黄色22 本讲稿第二十二页，共五十四页作业：作业：朗朗白白-比比尔尔定定律律的的物物理理意意义义是是什什么么？什什么么是是透透光光度度？什什么么是是吸吸光光度度？二者之间的关系是什么？二者之间的关系是什么？第一章第一章 第一节第一节 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法23 本讲稿第二十三页，共五十四页24 三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介仪器组成及作用：仪器组成及作用：光源光源 单色器单色器 吸收池吸收池 检测系统检测系统 A A 光源：提供所需波长范围内的连

25、续光源。光源：提供所需波长范围内的连续光源。B B 单色器：将光源发出的连续光谱分解为最容易被样液吸收的单单色器：将光源发出的连续光谱分解为最容易被样液吸收的单色光色光 C C 吸收池吸收池 ：用于盛吸收试液：用于盛吸收试液 D D 检测系统：将透过吸收池的光检测系统：将透过吸收池的光I It t转换成电流测量。转换成电流测量。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十四页，共五十四页25 三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介三、分光光度计结构简介作业：作业：简述光度计仪器组成及各部件的作用。简述光度计仪器组成及各

26、部件的作用。返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十五页，共五十四页26 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素 1、吸光光度法对显色反应的要求吸光光度法对显色反应的要求 显色反应的定义：显色反应的定义：将待测组分转变成可能测量的有色化合物的反应，叫将待测组分转变成可能测量的有色化合物的反应，叫-。显色剂：显色剂：与待测组分形成有色化合物的试剂称与待测组分形成有色化合物的试剂称-。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十六页，共

27、五十四页27 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素2 2、显色反应满足下列要求、显色反应满足下列要求 （1）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。（2 2）灵灵敏敏度度足足够够高高 常常选选高高的的显显色色反反应应。但但灵灵敏敏度度高高不不一一定定选选择择性性好好，另另外外，对对于于高高含含量量组组分分测测定定，也也不不一一定定选选用用最灵敏的显色反应。最灵敏的显色反应。（3 3）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 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外

28、可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十七页，共五十四页28 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素（4 4）有色化合物的化学性质应足够稳定，至少保证在测量）有色化合物的化学性质应足够稳定，至少保证在测量过程中溶液的过程中溶液的A A变化小。要求有色化合物不易受外界环境影变化小。要求有色化合物不易受外界环境影响，如光射、空气中氧和二氧化碳的作用等。响，如光射、空气中氧和二氧化碳的作用等。（5 5）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 颜色差别用颜色差别用“反衬度（对比度）反衬度（对比度）”表示

29、表示 ，要求，要求60nm 60nm 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十八页，共五十四页29 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素3、显色条件的选择显色条件的选择 显显色色条条件件：指指M+R=MRM+R=MR这这一一反反应应相相关关的的条条件件。如如,显显色色剂剂浓浓度度及及用用量量;酸酸度度;温温度度;显显色色时时间间;缓缓冲冲溶溶液液种种类类及及用用量量;用用表表面面活性剂的加入等等。活性剂的加入等等。选择的总原则：选择的总原则：A AMRMR最大且恒定最大且恒定 第一章

30、第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第二十九页，共五十四页30 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素3、显色条件的选择显色条件的选择（1 1）显色剂显色剂R R的用量的用量 显色反应一般可用下式表示：显色反应一般可用下式表示：M +R MR M +R MR 被测组分被测组分 显色剂显色剂 有色化合物有色化合物 A AMRMR=MR MR b cb cMRMR 据据平平衡衡原原理理,R,R,MR,MR,则则A AMRMR,灵灵敏敏度度 但但R R过过量量,有有时时会会引引起起副反应故副反应故,

31、显色剂显色剂(R)(R)用量最终应由实验来定。用量最终应由实验来定。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十页，共五十四页31 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素R用量对显色反应的影响情况如图所示。用量对显色反应的影响情况如图所示。a a、开开始始时时，随随RR，试试液液的的AA，当当R R浓浓度度达达到到某某一一数数值值时时，A A不不再再增增加加，出现出现abab平坦部分。可在平坦部分。可在abab间选合适的间选合适的R R浓度测定。浓度测定。返回 试液吸光度与显色剂的关系第一

32、章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十一页，共五十四页（b)的平坦部分窄，当显色剂浓度继续增大时，试液的吸光度反而下降。的平坦部分窄，当显色剂浓度继续增大时，试液的吸光度反而下降。例：用例：用SCN-测定测定MO时，可以生成时，可以生成MO（SCN)2+(浅红）、浅红）、MO(SCN)5(橙红）、橙红）、MO（SCN)6-(浅红）配位数不同的配合物，用吸光度测的是浅红）配位数不同的配合物，用吸光度测的是MO(SCN)5的吸的吸光度。因此必须严格控制显色剂量，否则的不到正确的结果。光度。因此必须严格控制显色剂量，否则的不到正确的结果。（c）图是随

33、着显色剂用量增大，试液的吸光度也增大。）图是随着显色剂用量增大，试液的吸光度也增大。例：用例：用SCN-测定测定Fe3+，随着，随着SCN-浓度的增大，生成颜色越来越深的高配合浓度的增大，生成颜色越来越深的高配合物物Fe（SCN）4-和和Fe（SCN)52-，溶液颜色由橙黄变至血红色。所以只有严格控，溶液颜色由橙黄变至血红色。所以只有严格控制显色剂用量才能的到正确的结果。制显色剂用量才能的到正确的结果。本讲稿第三十二页，共五十四页（2 2）溶液的酸度）溶液的酸度a a 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 例例 M M+HR MR+H+HR MR+H+b b 影响被测金属离子的

34、存在状态影响被测金属离子的存在状态c c 影响配合物的组成影响配合物的组成第一章第一章第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素33 本讲稿第三十三页，共五十四页（3）显色反应时间）显色反应时间 必须经实验来确定最合适测定的时间范围。实验方法为配制一份显色溶液，从加入显色剂其计算时间，每隔几分钟测量一次吸光度，制作吸光度-时间曲线，根据曲线来确定适宜时间。（4）显色反应温度）显色反应温度 显色反应一般在室温下进行。但有些反应需加热到一定温度才能完成。例：硅钼酸测定硅的反应是，在室温下需10m

35、in才能完成；而在沸水浴中则只需30s完成。许多有色化合物温度高时也容易发生分解。（5）溶剂）溶剂第一章第一章第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素四、显色反应及其影响因素34 本讲稿第三十四页，共五十四页有机溶剂常降低有色化合物的解离度，提高了显色反应的灵敏有机溶剂常降低有色化合物的解离度，提高了显色反应的灵敏度。度。例：Fe（SCN)3的溶液中加入与水混溶的有机溶剂（如丙酮），的溶液中加入与水混溶的有机溶剂（如丙酮），由于降低了由于降低了Fe（SCN)3的解离度而使颜色加深，提高了灵敏的解离度而使颜色加深，

36、提高了灵敏度。度。此外，有机溶剂还能提高显色反应的速率，影响有色配此外，有机溶剂还能提高显色反应的速率，影响有色配合物的溶解度和组成。如用偶氮氯膦合物的溶解度和组成。如用偶氮氯膦法测定法测定Ca2+，加入乙醇，加入乙醇后，吸光度显著增大。后，吸光度显著增大。本讲稿第三十五页，共五十四页36 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择 1、仪器测量误差仪器测量误差 在光分析中，仪器误差是测量在光分析中，仪器误差是测量 不准确的主要因素。不准确的主要因素。适宜的吸光度范围适宜的吸光度范围:(T:15-65%)(T:15-65%)

37、或（或（A:0.2-0.8A:0.2-0.8）最佳的取值点最佳的取值点:当当T=36.8%T=36.8%或或A=0434A=0434 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十六页，共五十四页37 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择2、测量条件的选择测量条件的选择为使测定结果有较高的灵敏度和准确度，必须注意：为使测定结果有较高的灵敏度和准确度，必须注意：入射光波长的选择入射光波长的选择 最最大大吸吸收收原原则则：选选maxmax的的光光作作入入射射光光。此此时时，灵灵

38、敏敏度度较较高高，测测定定时偏离朗伯时偏离朗伯-比耳定律的程度减小，其准确度也较好。比耳定律的程度减小，其准确度也较好。“MRMR的的吸吸收收最最大大、对对MRMR测测定定的的干干扰扰最最小小”的的原原则则：当当有有干干扰扰物物质存在时，应据此来选择入射光的波长。质存在时，应据此来选择入射光的波长。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十七页，共五十四页38 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择例例;丁二酮肟比色法测钢中的丁二酮肟比色法测钢中的 镍，丁二酮肟镍镍，丁二

39、酮肟镍maxmax470470nmnm，试样中的铁用酒石酸钠钾掩蔽试样中的铁用酒石酸钠钾掩蔽 后，在后，在470470nmnm也有吸收，对测定也有吸收，对测定 有干扰。当有干扰。当测测500nm500nm后，干后，干 扰较小。因此，可在扰较小。因此，可在520nm520nm处测处测 定，定，否则，要分离铁后才能测定否则，要分离铁后才能测定 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十八页，共五十四页39 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择控制适当的吸光度范围控制适当的吸

40、光度范围 为为使使测测量量结结果果的的测测量量误误差差较较小小，准准确确度度较较高高，应应控控制制A A在在 0.2 0.2 0.8(0.434)0.8(0.434)范围内。方法：范围内。方法：1 1、选择不同厚度的吸收池。、选择不同厚度的吸收池。2 2、控控制制溶溶液液浓浓度度，如如改改变变试试样样称称量量和和改改变变溶溶液液稀稀释释度度等。等。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第三十九页，共五十四页40 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择 例例 某某 钢钢 样样

41、 含含 镍镍 约约 0.12%0.12%，用用 丁丁 二二 酮酮 肟肟 光光 度度 法法（=1310=13104 4LmolLmol-1-1 cmcm-1-1）进进行行测测定定。试试样样溶溶解解后后，转转入入100mL100mL容容量量瓶瓶中中，显显色色，再再加加入入水水稀稀释释至至刻刻度度。取取部部分分试试液液于于波波长长470nm470nm处处用用1cm1cm吸吸收收池池进进行行测测量量，如如果果希希望望此此时时的的测测量量误误差差最小，应称取试样多少？最小，应称取试样多少？(镍镍:58.69):58.69)第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本

42、讲稿第四十页，共五十四页41 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择解：解：A=bCC=A/b将将A=0.434b=1=13104Lmol-1cm-1代入上式代入上式C=0.434/13104=3.3410-6molL-1设应称取试样设应称取试样Wg，则则:W0.12%=10010-33.3410-658.69W=0.016g b b 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四十一页，共五十四页42 五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量条件的选择五、测量误差和测量

43、条件的选择五、测量误差和测量条件的选择选择适当的参比溶液选择适当的参比溶液 在在吸吸光光度度测测量量中中,必必须须将将溶溶液液装装入入由由透透明明材材料料制制成成的的比比色色皿皿中中由由于于材材料料及及溶溶剂剂对对I I0 0将将产产生生一一定定的的反反射射、吸吸收收、散散射射等，最终导致等，最终导致I It t减弱。减弱。参参比比溶溶液液的的作作用用：使使光光强强度度的的减减弱弱仅仅与与溶溶液液中中待待测测物物的的浓浓度度有有关。关。方方 法法：用用光光学学性性质质及及厚厚度度相相同同的的比比色色皿皿盛盛纯纯试试剂剂作作参参比比，调节仪器，使透过参比皿的调节仪器，使透过参比皿的A=0A=0或

44、或T=100%T=100%。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四十二页，共五十四页43 五五、测量误差和测量条件的选择、测量误差和测量条件的选择、测量误差和测量条件的选择、测量误差和测量条件的选择选选用用原原则：则：待待待待测测测测离离离离子子子子(M)M)显色剂显色剂显色剂显色剂(R(R)参比溶液的选用参比溶液的选用参比溶液的选用参比溶液的选用 无色无色无色无色 无色无色无色无色 纯溶剂或蒸馏水纯溶剂或蒸馏水纯溶剂或蒸馏水纯溶剂或蒸馏水 有色有色有色有色 无色无色无色无色 试样空白（不加显色剂的待测试液）试样空白（不加显色剂的待测试液）试

45、样空白（不加显色剂的待测试液）试样空白（不加显色剂的待测试液）无色无色无色无色 有色有色有色有色 试剂空白（不加试剂空白（不加试剂空白（不加试剂空白（不加MM的显色剂）的显色剂）的显色剂）的显色剂）有色有色有色有色 有色有色有色有色 将将将将试试试试样样样样加加加加适适适适当当当当掩掩掩掩蔽蔽蔽蔽剂剂剂剂，将将将将MM掩掩掩掩蔽蔽蔽蔽起起起起来来来来，然后加入显色剂作参比溶液然后加入显色剂作参比溶液然后加入显色剂作参比溶液然后加入显色剂作参比溶液 返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四十三页，共五十四页44 六、常用的定量分析方法六、常

46、用的定量分析方法六、常用的定量分析方法六、常用的定量分析方法 由吸光度值确定试样的浓度的理论依据是朗白由吸光度值确定试样的浓度的理论依据是朗白-比耳定律，比耳定律，即：即：A=a b c A=a b c 或或A C A C 1 1 标准曲线法（工作曲线法）标准曲线法（工作曲线法）是指先配制标准系列的溶液，测绘是指先配制标准系列的溶液，测绘 出出标标准准曲曲线线，后后，在在相相同同条条件件下下，配配制制样样品品溶溶液液，测测其其吸吸光度，在标准曲线上查出样品浓度的一种分析方法。光度，在标准曲线上查出样品浓度的一种分析方法。第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光

47、谱法 本讲稿第四十四页，共五十四页45 六、常用的定量分析方法六、常用的定量分析方法六、常用的定量分析方法六、常用的定量分析方法2 2、示差吸光光度法、示差吸光光度法一般分光光度测定选用试剂空白或溶液空白作为参比，差示法则选用一已知浓度的溶液作参比。设用作参比的标准溶液浓度为c0，待测试液浓度为cx，且cx大于c0。根Lambert-Beer定律得到：Ax=cxb A0=c0bA相对=A=Ax-A0=b(cx-c0)=b c=bc相对返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四十五页，共五十四页3 3、双波长吸光光度法、双波长吸光光度法 它是

48、通过两个单色器分别将光源发出的光分成1，2两束单色光，经切光器并束后交替通过同一吸收池。因此检测的是试样溶液对两波长光吸收后的吸光度差。设波长为1和2的两束单色光的强度相等，则有：A 1=1 bc A 2=2 bc A=A 1-A 2=(1-2)bc本讲稿第四十六页，共五十四页双波长分光光度法的特点：双波长分光光度法的特点：1、可用于悬浊液和悬浮液的测定，消除背景吸收。2、无须分离，可用于吸收峰相互重叠的混合组分 的同时测定。3、可用于测定高浓度溶液中吸光度在0.01-0.005以下的痕量组分。本讲稿第四十七页，共五十四页48 七、七、七、七、络合物组成及弱酸离解常数测定络合物组成及弱酸离解常

49、数测定络合物组成及弱酸离解常数测定络合物组成及弱酸离解常数测定1、络合物组成的测定络合物组成的测定 饱和法饱和法 固定金属离子固定金属离子M M浓度，变浓度，变 络合剂（络合剂（R R）浓度，测得）浓度，测得 A AR/M R/M 曲线。曲线。外外推推法法得得一一交交点点，从从交交点点向向横横坐坐标标作作垂垂线线，对对应应的的R/R/MM比比值值即即是络合比。是络合比。该法简单、快速，对离解度小的络合物，可得满意结果该法简单、快速，对离解度小的络合物，可得满意结果返回 第一章第一章光谱分析光谱分析 第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 本讲稿第四十八页，共五十四页49 连续变化法连

50、续变化法 在保持溶液中在保持溶液中c cR R+c+cM M=c=c（定值）的前提下，测（定值）的前提下，测-曲线。曲线。当溶液中络合物当溶液中络合物MRMRn n浓浓 度最大时，度最大时，c cR R/c/cM M的比值为的比值为n n。f=05 f=05 表示表示M M与与R R按按1:11:1相络合，相络合，即络合比为即络合比为1:11:1。第一章第一章第一节第一节紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法 七、络合物组成及弱酸离解常数测定七、络合物组成及弱酸离解常数测定本讲稿第四十九页，共五十四页 饱和法和连续变化法适用于只形成一种组成且解离度较小的稳定配合物。若用于研究配位比高且解离度较大