分析化学第九章吸光光度法.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第一节第一节 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理第二节第二节第二节第二节 光度计及其基本部件光度计及其基本部件光度计及其基本部件光度计及其基本部件 第三节第三节第三节第三节 显色反应及其显色条件的选择显色反应及其显色条件的选择显色反应及其显色条件的选择显色反应及其显色条件的选择第四节第四节 吸光度测量条件的选择吸光度测量条件的选择n n第五节第五节 吸光光度法的应用吸光光度法的应用第一节第一节 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理9 9-1-1-1-1 吸光光度法的特点吸光光度法的特点9 9-1-2-1-2

2、光吸收的基本定律光吸收的基本定律 9 9-1-3-1-3 比色法和吸光光度法及比色法和吸光光度法及其仪器其仪器 9.9.1.1 1.1 吸光光度法的特点吸光光度法的特点波长范围波长范围波长范围波长范围：1010-1-1 10nm 1010nm 10400nm 400400nm 400750nm 0.75750nm 0.751000m 0.11000m 0.1100cm 1100cm 11000m1000m光谱区域光谱区域光谱区域光谱区域 ：X X射线射线射线射线 紫外光紫外光紫外光紫外光 可见光可见光可见光可见光 红外红外红外红外 光谱光谱光谱光谱 微波微波微波微波 无线电波无线电波无线电波无

3、线电波 光是一种电磁波，根据波长或频率排列。光是一种电磁波，根据波长或频率排列。光是一种电磁波，根据波长或频率排列。光是一种电磁波，根据波长或频率排列。1.1.光的基本性质光的基本性质光的基本性质光的基本性质2.2.2.2.吸收光谱产生的原理吸收光谱产生的原理吸收光谱产生的原理吸收光谱产生的原理吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱光光光光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

4、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 两种不同颜色的单色光按一定的强度比两种不同颜色的单色光按一定的强度比两种不同颜色的单色光按一定的强度比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例混合得到白光，那么就称这两种单色例混合得到白光，那么就称这两种单色例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光光为互补色光光为互补色光光为互补色光光的互补示意图光的互补示意图光的互补示意图光的互补示意图KMnO4溶液的溶液的吸收曲线吸收曲线(cKMnO4:abc104104104104；（3 3 3 3）有色化合物）有色化合物）有色化合物）

5、有色化合物MLML要稳定，不分解；要稳定，不分解；要稳定，不分解；要稳定，不分解；（4 4 4 4）MLML的组成要一定（只的组成要一定（只的组成要一定（只的组成要一定（只MLMLMLML无无无无 MLnMLnMLnMLn）；）；）；）；（5 5 5 5）MLMLMLML与与与与L L L L颜色差别大颜色差别大颜色差别大颜色差别大,吸收峰波长差：吸收峰波长差：吸收峰波长差：吸收峰波长差：60nm.60nm.60nm.60nm.3.3.显色剂显色剂：要满足以上要求。无机显色剂在光度分要满足以上要求。无机显色剂在光度分要满足以上要求。无机显色剂在光度分要满足以上要求。无机显色剂在光度分 中应用不

6、中应用不中应用不中应用不多，这主要是因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性多，这主要是因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性多，这主要是因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性多，这主要是因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性也不高。在也不高。在也不高。在也不高。在 分析化学中应用较多的是有机显色剂，有机显分析化学中应用较多的是有机显色剂，有机显分析化学中应用较多的是有机显色剂，有机显分析化学中应用较多的是有机显色剂，有机显色剂及其产物与它们的分子结构有密切关系色剂及其产物与它们的分子结构有密切关系色剂及其产物与它们的分子结构有密切关系色剂及其产物与它们的分子结构有密切关系9.3.9.3.2 2

7、显色条件的选择显色条件的选择1 1、溶液的酸度溶液的酸度：MML LMLML（显色剂（显色剂L L存在酸效存在酸效应应L L（H H）a.a.影响显色剂的溶度影响显色剂的溶度 b.b.影响影响MM的存在状态的存在状态 c.c.影响影响MLML的组成和稳定性，如的组成和稳定性，如FeFe3 3磺基磺基水杨酸水杨酸pHpH组成颜色组成颜色 2-3 12-3 1：1 1 紫红紫红 4-8 14-8 1：2 2 棕褐棕褐 8-10 18-10 1：3 3 黄色黄色2.2.显色剂用量显色剂用量:显色剂过多有时会引起副反应，加显色剂过多有时会引起副反应，加入量要严格控制，可通过实验确定入量要严格控制，可通

8、过实验确定。3.3.温度温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下通过实验确定温度范围，通常在室温下进行进行。4.4.溶剂溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高显色反应的灵敏度。如显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42Cu(SCN)42在水中大在水中大 部分离部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。5.5.显色时间显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。通过实验找出适宜的显色时间。6.6.干扰组分干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物，共存组分与显色剂生成有色络合物，正干扰；生成无色络合物，负干扰正干扰；生成无色络合物，负干扰。

9、干扰的消除：干扰的消除：a.a.制一定酸度，使干扰组分不生色。制一定酸度，使干扰组分不生色。b.b.掩蔽剂，与干扰组分生成无色物。掩蔽剂，与干扰组分生成无色物。c.c.选择适当的波长。选择适当的波长。d.d.选择适当的参比液选择适当的参比液 e.e.分离干扰组分分离干扰组分9.3.3测量波长和吸光度范围的选择1.测量波长的选择 (1)(1)“最大吸收原则最大吸收原则”：选择被测物质的最大吸收选择被测物质的最大吸收波波 长的光作为入射光。长的光作为入射光。(无干扰无干扰)(2)(2)”吸收最大，干扰最小吸收最大，干扰最小”：在最大波长处有其在最大波长处有其他他 物质干扰时。物质干扰时。2.吸光度

10、范围的选择：（T T为为65%-15%65%-15%）(相对误差较小相对误差较小)9.3.4参比溶液的选择1 1.MM、L L均无色，可用蒸馏水作参比均无色，可用蒸馏水作参比均无色，可用蒸馏水作参比均无色，可用蒸馏水作参比。2 2.L L无色，无色，无色，无色，M M M M有色，可用不加显色剂的被测试液作参比有色，可用不加显色剂的被测试液作参比有色，可用不加显色剂的被测试液作参比有色，可用不加显色剂的被测试液作参比溶液溶液溶液溶液。3 3.L L有色，有色，有色，有色，M M M M无色，可选择不加试样溶液的试剂空白作无色，可选择不加试样溶液的试剂空白作无色，可选择不加试样溶液的试剂空白作无

11、色，可选择不加试样溶液的试剂空白作参比溶液。参比溶液。参比溶液。参比溶液。4 4.L L、MM均有色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被均有色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被均有色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被均有色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液。其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液。其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液。其他试剂均

12、按试液测定方法加入，以此作为参比溶液。5 5.改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除于扰可以此溶液作为参比溶液消除于扰可以此溶液作为参比溶液消除于扰可以此溶液作为参比溶液消除于扰。9.3.5标准曲线的制作 配制一系列标准溶液，作Ac曲线，待测组分的含量可以从标准曲线上查出。第四节第四节 吸光度测量条件的选择吸光度测量条件的选择9-4-1 对朗白比耳定律的对朗白比耳定律的偏离偏离9-4-2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差 9

13、.4.1 对朗白比耳定律的偏离1.由于由于非单色光非单色光引起的引起的偏离偏离 因物质对不同波长的光的吸收程度不同，而导致因物质对不同波长的光的吸收程度不同，而导致偏离偏离 A 1=A 1-A 2 A 2=A 3-A 4A 1 A 2 直线偏向直线偏向 c 轴轴所以：所以：Beers Law 应在一定应在一定的浓度范围内使用的浓度范围内使用 1 不等于不等于2不等于不等于3 A不等于不等于bc A不与不与 c成线性关系成线性关系 2.溶液本身的溶液本身的化学和物理因素化学和物理因素引起的引起的偏离偏离 (1)溶液介质不均匀引起的溶液介质不均匀引起的(2)溶液中的副反应发生而引起的溶液中的副反应

14、发生而引起的 例如例如 橙色橙色 黄色黄色 1max=350nm max=375nm 2max=450nm 等吸收点等吸收点：335 和和445的曲线相交处的曲线相交处 此点两吸收此点两吸收物质的吸光度相等物质的吸光度相等 9.4.2吸光度测量的误差 光度分析的准确度，由仪器本身决定的，对一台仪器来说读数误差T为定值。一定的T，对应的c不同，相对误差c/c不同。c小，T引起的c小，c/c大；c大，T引起的c大，c/c大。相对误差：第五节第五节 吸光光度法的应用吸光光度法的应用9-5-1 示差吸光光度法示差吸光光度法9-5-2 双波长吸光光度法双波长吸光光度法9-5-3 弱酸和弱减解离常数的弱酸

15、和弱减解离常数的测定测定9-5-4 络合物组成的测定络合物组成的测定 9.5.1 示差吸光光度法一一.标准曲线法测单一组分标准曲线法测单一组分 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.绘出被测组分的绘出被测组分的 吸收光谱曲线吸收光谱曲线(用标液用标液)3.在在max下测一系列标准溶液的下测一系列标准溶液的A值，绘制工值，绘制工作曲线作曲线A-c4.与工作曲线相同的方法，测未知物与工作曲线相同的方法，测未知物AX，从从工作曲线上查工作曲线上查cX 例例1用用Phen测微量测微量Fe：(1)c fe(标标)=100g/mL 10010-6 =1.7910-3mol/L

16、M 1000b=1cm：VFe(标标)(mL)：0.20，0.40，0.60，0.80，1.0/50mL容量瓶容量瓶 A508：0.080，0.150，0.225，0.300，0.375(2)试样水泥试样水泥 50ml显色与标准曲线方法相同，测显色与标准曲线方法相同，测A=0.770 例例2称钢样称钢样0.500g，溶解，溶解MnO4-50mL容量瓶，摇匀，从中取容量瓶，摇匀，从中取5.00mL50mL容量瓶定容量瓶定溶，用溶，用2cm比色皿在比色皿在525nm，=2235，测，测A=0.124，计算，计算Mn%=？(Mn=54.94)解解 A 0.124 c2=2.7710-5mol/L b

17、 22352 Mn c2 50 1000 Mn%=100=0.152 5.00 0.500 50 9.5.2双波长吸光光度法1原理：当没有合适的参比溶液时可选择双波长吸 光光度法；广泛运用于环境试样和生物试 样的分析。2应用：a.混浊试液中组分的测定；b.单组分的测定；c.两组分共存时的分别测定。9.5.3 弱酸和弱减解离常数的测定 HB =H+B-在某波长下，测量溶液吸光度（设酸HB和碱B均有吸收，液层厚度b=1cm）则 9.5.4 络合物组成的测定1.饱和法（又称摩尔比法）固定一种组分（通常是金属离子M）的浓度，改变络合剂（R）的浓度，得到一系列R/M比值不同的溶液，并配制相应的试剂空白作参比液，分别测定其吸光度。以吸光度A为纵坐标，R/M为横坐标作图。2.连续变化法(又称等摩尔系列法)cM+cR=c，改变cM和cR的相对量，配制一系列溶液，在有色络合物的最大吸收波长处测量这一系列 溶液的吸光度。当溶液中络合物 MRn浓度最大时，cR/cM比值为n。当cM/c为0.5时，络合比为1:1；当cM/c为0.33，络合比为1:2；