紫外可见光谱分析法精选课件.ppt

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1、关于紫外可关于紫外可关于紫外可关于紫外可见见光光光光谱谱分分分分析法析法析法析法第一页，本课件共有69页第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述紫外紫外-可见光谱分析法是基于物质可见光谱分析法是基于物质分子分子对波长为对波长为200-780nm200-780nm区域内区域内光辐射的吸收光辐射的吸收而建立起来的分析而建立起来的分析方法。由于方法。由于200-780nm200-780nm光辐射的能量主要与物质中光辐射的能量主要与物质中原子的价电子的能级跃迁相适应，所以紫外原子的价电子的能级跃迁相适应，所以紫外-可见可见分光光度法又称分光光度法又称电子光谱法电子光谱法。第二页，本课件共有69页一、

2、紫外一、紫外一、紫外一、紫外-可见分光光度法分类可见分光光度法分类可见分光光度法分类可见分光光度法分类利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法就称为比色分析法比色分析法。比色分析中根据所用比色分析中根据所用检测器检测器的不同分为的不同分为目视比色法目视比色法和和光电比色光电比色法法。应用分光光度计，根据物质对不同波长的应用分光光度计，根据物质对不同波长的单色光单色光的吸收程度不的吸收程度不同而对物质同而对物质进行定性和定量分析进行定性和定量分析的方法称分光光

3、度法（又称吸光的方法称分光光度法（又称吸光光度法）。光度法）。第三页，本课件共有69页目视比色法目视比色法目视比色法目视比色法 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。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。标准系列标准系列标准系列标准系列未知样品未知样品未知样品未知样品第四页，本课件共有69页光电比色法光电比色法光电比色法光电比色法(分光光度法）分光光度法）分光光度法）分光光度法）通通通通过过过过滤光片滤光片滤光片滤光片得一窄范围的光得一窄范围的光得一窄范围的光得一窄范围的

4、光(几十几十几十几十nm)nm)nm)nm)光电比色计结构示意图光电比色计结构示意图第五页，本课件共有69页二、紫外二、紫外二、紫外二、紫外-可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点1.1.具有较高的灵敏度和一定的准确度，适用于具有较高的灵敏度和一定的准确度，适用于微量组分的测定。微量组分的测定。第六页，本课件共有69页2.2.适用范围广适用范围广近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，近年来，由于分光光度法的选择性和灵敏度都有所提高，几乎所有的无机物质几乎所有的无机物质和许多有机物质和许多有机物质的微量成分都能用此法进行测定。的微量成分都能用

5、此法进行测定。3.3.手续简便，分析速度快，适用于控制分析手续简便，分析速度快，适用于控制分析分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内容，操分光光度法的操作过程，主要包括试样的溶解，待测组分的显色等内容，操作简便，完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至可在几分钟内作简便，完成吸光光度分析的全过程一般只需几十分钟，甚至可在几分钟内完成，适合于控制分析。完成，适合于控制分析。4.4.仪器简单，容易掌握仪器简单，容易掌握但吸光光度分析也有一定的局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不到但吸光光度分析也有一定的局限性，对超纯物质的分析，灵敏度达不到要求，相对误差较大，不利于高含

6、量组分的测定。要求，相对误差较大，不利于高含量组分的测定。第七页，本课件共有69页第二节第二节第二节第二节 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收一、光的基本性质一、光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光是一种电磁波，具有波粒二象性。光既是一种波，因而它具有波长（光既是一种波，因而它具有波长（）和频率）和频率（），光也是一种粒子，它具有能量（），光也是一种粒子，它具有能量（E E）。它们之间的关系为：）。它们之间的关系为：式中：式中：E能量，能量，eV(电子伏特）；电子伏特）；h普朗克常数，普朗克常数，6.62610-34JS;频率，频率，Hz

7、;C光速，光速，31010cms-1;波长，波长，nm。第八页，本课件共有69页第九页，本课件共有69页第十页，本课件共有69页二、光的种类二、光的种类二、光的种类二、光的种类1、单色光和复合光、单色光和复合光具有同一种波长的光，称为具有同一种波长的光，称为单色光单色光。激光接近单色光。激光接近单色光。含有多种波长的光称为含有多种波长的光称为复合光复合光，例如日光、白炽灯光等。，例如日光、白炽灯光等。2、可见光和互补光、可见光和互补光凡是能被肉眼感觉到的光称为凡是能被肉眼感觉到的光称为可见光可见光，其波长范围为，其波长范围为400780 nm。第十一页，本课件共有69页如果把适当颜色的两种光按

8、一定强度比例混合，也可成为白光，如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，也可成为白光，这两种颜色的光称为这两种颜色的光称为互补色光。互补色光。红红橙橙黄黄绿绿青青青蓝青蓝蓝蓝紫紫白白第十二页，本课件共有69页三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生三、溶液颜色的产生溶液颜色是基于溶液颜色是基于物质对光有选择性吸收物质对光有选择性吸收的结果。的结果。表观现象示意表观现象示意表观现象示意表观现象示意完全吸收完全吸收完全吸收完全吸收完全透过完全透过完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意光谱示意光谱示意第十三页，本课件共有69页四、溶液的吸收光谱曲线四

9、、溶液的吸收光谱曲线四、溶液的吸收光谱曲线四、溶液的吸收光谱曲线吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：将不同波长的光将不同波长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测出它们对各分别测出它们对各种波长光的吸收程度（用吸光度表示），种波长光的吸收程度（用吸光度表示），以波长为横坐标，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，以吸光度为纵坐标作图，画出曲线，此曲线即称为该物质的画出曲线，此曲线即称为该物质的光光吸收曲线（或吸收光谱曲线），吸收曲线（或吸收光谱曲线），它描述了物质对不同波长它描述了物质对不同波长光的

10、吸收程度。光的吸收程度。第十四页，本课件共有69页高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线高锰酸钾的光吸收曲线 （1）KMnO4溶液对不同波长的光的吸收程度不同，溶液对不同波长的光的吸收程度不同，对绿色光区中对绿色光区中 525nm的光吸收程度最大（此波长称的光吸收程度最大（此波长称为为最大吸收波长，以最大吸收波长，以max表示表示），所以吸收曲线），所以吸收曲线上有一高峰。上有一高峰。在进行光度测定时，通常都选择在在进行光度测定时，通常都选择在max处来测量，处来测量，这时可得到最大的灵敏度。这时可得到最大的灵敏度。（2）不同浓度的不同浓度的 KMnO4溶液吸收曲线相似，

11、溶液吸收曲线相似，max不变。所不同的是不变。所不同的是吸收峰峰高随浓度的吸收峰峰高随浓度的增加而增高。增加而增高。这个特性可作为物质定这个特性可作为物质定量分析的依量分析的依据。据。（3）不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波长都各不相同。波长都各不相同。因此，可利用吸收曲线来作为物因此，可利用吸收曲线来作为物质质定性分析定性分析的依据。的依据。第十五页，本课件共有69页四、有机化合物紫外四、有机化合物紫外四、有机化合物紫外四、有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱1、紫外、紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱有机化合物的紫外有机化合物

12、的紫外-可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的可见吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的价电子，在各价电子，在各种不同能级上跃迁产生的。种不同能级上跃迁产生的。这三种不同类型的价电子是：这三种不同类型的价电子是：形成单键的形成单键的电子、形成双键电子、形成双键的的电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的电子。电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的电子。当它们吸收一定能量当它们吸收一定能量E后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此后，这些价电子将跃迁到较高的能级（激发态），此时电子所占的轨道称为时电子所占的轨道称为反键轨道反键轨道，而，而这种特定的跃迁是同分子内部结构有着密这种特定的跃迁是同分子

13、内部结构有着密切关系的。切关系的。第十六页，本课件共有69页（1）跃迁跃迁所需能量最大。所需能量最大。表示表示键电子的反键轨道，键电子的反键轨道，饱和饱和碳氢化合物碳氢化合物只有只有键电子，它键电子，它吸收远紫外线（吸收远紫外线（10-200nm）后，由基态跃迁至反键轨道。）后，由基态跃迁至反键轨道。（2）n跃迁跃迁所需能量较大。所需能量较大。饱和饱和碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后碳氢化合物中氢被氧、氮、硫、卤素等取代后（单键），其（单键），其孤对电子孤对电子 n较较键电子易于激发，使电子跃迁所需能量减低，键电子易于激发，使电子跃迁所需能量减低，吸收波长较长，一般在吸收波长较长，一般

14、在150-250nm范围内。范围内。第十七页，本课件共有69页（3）跃迁跃迁所需能量较小。所需能量较小。含有含有电子的基团如烯类、炔类电子的基团如烯类、炔类都能发生都能发生跃迁，非共轭的跃迁，非共轭的跃迁所吸跃迁所吸收的波长较短。收的波长较短。具有共轭双键的化合物，相间的具有共轭双键的化合物，相间的键与键与键形成大键形成大键，由于大键，由于大键各能级间距键各能级间距离较近，电子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。离较近，电子容易激发，吸收波长向长波长方向移动。（4）n跃迁跃迁所需能量最低。所需能量最低。凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、硫等同时又具有双键，吸收紫外凡有机化合物中含有杂原子氮、氧、

15、硫等同时又具有双键，吸收紫外光后产生光后产生n跃迁，吸收带在跃迁，吸收带在200-400nm之间，为弱吸收，之间，为弱吸收，在在10-100之间。之间。第十八页，本课件共有69页上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为：上述四种类型的电子跃迁，按照所需能量的大小进行排列，其次序为：n n第十九页，本课件共有69页2 2、紫外吸收光谱中常用的术语、紫外吸收光谱中常用的术语、紫外吸收光谱中常用的术语、紫外吸收光谱中常用的术语1、生色团（或发色团）、生色团（或发色团）分子中含有分子中含有不饱和键不饱和键，能吸收外来辐射时并引起，能吸收外来辐射时并引起n-*和和-*跃迁跃迁，可产生

16、，可产生此类跃迁或吸收的此类跃迁或吸收的结构单元结构单元，称为生色团。，称为生色团。如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基、乙炔基、腈基CN。2、助色团、助色团 含有未成键含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，电子，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，能使生色能使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。，称之为助色团。如如OH、OR、NH、NHR、X等等 第二十页，本课件共有69页3 3 3 3、红移与蓝移、红移与蓝移、红移与蓝移、红移与蓝移有机化合物的吸收谱带常

17、常因引入取代有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸和吸收强度发生变化收强度发生变化:max向长波方向移动称为向长波方向移动称为红移红移，向短向短波方向移动称为波方向移动称为蓝移蓝移。吸收强度即摩尔。吸收强度即摩尔吸光系数吸光系数增大或减小的现象分别称为增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应增色效应或减色效应，如图所示。，如图所示。第二十一页，本课件共有69页4、溶剂效应、溶剂效应由于由于溶剂的极性不同溶剂的极性不同引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及引起某些化合物的吸收峰的波长、强度及形状产生变化，这种现象称为溶剂效应。一般溶剂效应

18、有以下形状产生变化，这种现象称为溶剂效应。一般溶剂效应有以下规则：当溶剂由非极性变为极性时，对于规则：当溶剂由非极性变为极性时，对于n跃迁类型化合跃迁类型化合物，吸收产生蓝移，并且吸收强度增大，对于物，吸收产生蓝移，并且吸收强度增大，对于跃迁类型跃迁类型的化合物，吸收产生红移，并且吸收强度减弱。的化合物，吸收产生红移，并且吸收强度减弱。第二十二页，本课件共有69页第三节第三节第三节第三节 光的吸收定律光的吸收定律光的吸收定律光的吸收定律一、朗伯一、朗伯-比耳定律比耳定律1 1、透光度和吸光度、透光度和吸光度当一束辐射强度为当一束辐射强度为I I0 0的的平行单色光平行单色光垂直照射到垂直照射到

19、一定浓度一定浓度的的均匀透明均匀透明溶液时，由于溶液的溶液时，由于溶液的吸收，透过光的辐射强度变为吸收，透过光的辐射强度变为I It t,则则I It t与与I I0 0之比称为透光度，用之比称为透光度，用T T表示表示：物质对光的吸收程度可用吸光度物质对光的吸收程度可用吸光度A A表示，表示，吸光度与光强度、透光度之间的关系吸光度与光强度、透光度之间的关系为：为：入射光入射光 I I0 0透射光透射光I It t第二十三页，本课件共有69页2、朗伯定律、朗伯定律即当一束平行光照射到一即当一束平行光照射到一固定浓度固定浓度的溶液时，的溶液时，其吸光度与光通其吸光度与光通过的液层厚度成正比过的液

20、层厚度成正比，这就是朗伯定律，其数学表达式为：，这就是朗伯定律，其数学表达式为：A=k1b式中：式中：b液层厚度；液层厚度；k1比例系数。比例系数。第二十四页，本课件共有69页3、比耳定律、比耳定律当单色光通过当单色光通过液层厚度一定液层厚度一定的有色溶液时，的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液的吸光度与溶液的浓度成正比，溶液的浓度成正比，这个关系称为比耳定律，用下式表示：这个关系称为比耳定律，用下式表示：A=k2c式中：式中：c溶液浓度，溶液浓度，g/L或或mol/L；k2比例系数。比例系数。第二十五页，本课件共有69页4 4 4 4、朗伯、朗伯、朗伯、朗伯-比耳定律比耳定律比耳定律比耳定律当一

21、束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比，液层厚度的乘积成正比，这就是朗伯这就是朗伯-比耳定律。这个定律是各类吸光光度法定量分析比耳定律。这个定律是各类吸光光度法定量分析的基础。的基础。当溶液的浓度为质量浓度单位当溶液的浓度为质量浓度单位g/Lg/L时，其数学表达式为时，其数学表达式为A=abcA=abc式中：式中：a a为为质量吸光系数质量吸光系数，L/(gL/(gcm)cm)，相当于浓度为，相当于浓度为1g/L1g/L、液层厚度为、液层厚度为1cm1cm时

22、该溶液时该溶液在某一波长下的吸光度。在某一波长下的吸光度。当溶液的浓度单位为当溶液的浓度单位为mol/Lmol/L时，其数学表达式为时，其数学表达式为A=bcA=bc式中：式中：为摩尔吸光系数，为摩尔吸光系数，L/(molL/(molcm)cm)，相当于浓度为，相当于浓度为1mol/L,1mol/L,液层厚度液层厚度1cm1cm时该时该溶液在某一波长下的吸光度。溶液在某一波长下的吸光度。第二十六页，本课件共有69页5 5、吸光系数、吸光系数、吸光系数、吸光系数吸光系数是吸收物质在吸光系数是吸收物质在一定波长和溶剂条件下一定波长和溶剂条件下的特征常数。的特征常数。吸光系数的特点吸光系数的特点（1

23、 1）不随浓度和液层厚度的改变而改变。不随浓度和液层厚度的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，吸光系数仅与吸光系数仅与吸收物质本身的性质有关，吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关，与待测物浓度无关，可作为定性鉴定的参数。可作为定性鉴定的参数。（2 2）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不同的，值是不同的，在最大吸收波长在最大吸收波长maxmax处的摩尔吸处的摩尔吸光系数，常以光系数，常以maxmax表示。表示。maxmax表明了该物质最大限度的吸光能力，也反映了表明了该物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。光

24、度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。（3 3）maxmax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。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。maxmax6106104 4L/(molL/(molcm)cm)属于高灵敏度；属于高灵敏度；maxmax在在1101104 46106104 4 L/(molL/(molcm)cm)属于中等灵敏度，属于中等灵敏度，maxmax1101104 4L/(molL/(molcm)cm)属于低灵敏度。属于低灵敏度。第二十七页，本课件共有69页例例1：已知含：已知含Fe3+浓度为浓度为500gL-1的溶液用的溶液用KCNS

25、显色，在波显色，在波长长480nm处用处用2cm吸收池测得吸收池测得A0.197，计算摩尔吸光系数，计算摩尔吸光系数，铁的相对原子质量为铁的相对原子质量为55.85g/mol。第二十八页，本课件共有69页例例2：铁：铁（）浓度为浓度为2.510-4g/L的溶液，与邻菲罗啉反应，的溶液，与邻菲罗啉反应，生成橙红色络合物。该络合物在波长生成橙红色络合物。该络合物在波长508nm，比色皿厚度，比色皿厚度为为2cm时，测得时，测得 A=0.15。计算邻菲罗啉亚铁的。计算邻菲罗啉亚铁的 a及及,铁的相对原铁的相对原子质量为子质量为55.85g/mol。第二十九页，本课件共有69页6 6 6 6、吸光度的

26、加和性、吸光度的加和性、吸光度的加和性、吸光度的加和性当溶液中有多种组分对光产生吸收时，且各组分之间不存在相互当溶液中有多种组分对光产生吸收时，且各组分之间不存在相互作用时，测该溶液在某一确定波长下的总吸光度等于各吸光度之作用时，测该溶液在某一确定波长下的总吸光度等于各吸光度之和，即吸光度具有加和性。可用下式表示：和，即吸光度具有加和性。可用下式表示：A总总=A1+A2+An=(1c1+2c2+ncn)b式中下角标指吸收组分式中下角标指吸收组分1，2，n。吸光度的加和性主要用吸光度的加和性主要用于多组分同时测定。于多组分同时测定。第三十页，本课件共有69页二、影响光吸收定律的主要因素二、影响光

27、吸收定律的主要因素二、影响光吸收定律的主要因素二、影响光吸收定律的主要因素根据吸收定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线的根据吸收定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线的截距为零，斜率为截距为零，斜率为bb。实际上吸光度与浓度关系有时是非线。实际上吸光度与浓度关系有时是非线性的，或者不通过零点，这种现象称为偏离光吸收定律。性的，或者不通过零点，这种现象称为偏离光吸收定律。如果溶液的实际吸光度比理论值大，则为正偏离吸收定律；吸如果溶液的实际吸光度比理论值大，则为正偏离吸收定律；吸光度比理论值小，为负偏离吸收定律。光度比理论值小，为负偏离吸收定律。第三十一页，本课件共有69页1 1

28、 1 1、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离、入射光非单色性引起偏离 吸收定律成立的前提是入射光是单色光。吸收定律成立的前提是入射光是单色光。但实际上，一但实际上，一般单色器所提供的入射光并非是纯单色光，而是由波般单色器所提供的入射光并非是纯单色光，而是由波长范围较窄的光带组成的复合光。长范围较窄的光带组成的复合光。而物质对不同波长而物质对不同波长的吸收程度不同（即吸光系数不同），因而导致了对的吸收程度不同（即吸光系数不同），因而导致了对吸光定律的偏离。吸光定律的偏离。第三十二页，本课件共有69页2 2、溶液的化学因素引起偏离、溶液的化学因素引起偏离、溶液的

29、化学因素引起偏离、溶液的化学因素引起偏离 溶液中的吸光物质因离解、缔合，形成新的化合溶液中的吸光物质因离解、缔合，形成新的化合物而改变了吸光物质的浓度，导致偏离吸收定律。物而改变了吸光物质的浓度，导致偏离吸收定律。因此，因此，测量前的化学预处理工作十分重要，如控制好测量前的化学预处理工作十分重要，如控制好显色反应条件，控制溶液的化学平衡等，以防止产生显色反应条件，控制溶液的化学平衡等，以防止产生偏离。偏离。第三十三页，本课件共有69页3 3、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离、比尔定律的局限性引起偏离 严格地说，比尔定律是一个有限定律，它严格地说，比尔

30、定律是一个有限定律，它只适用于浓度小于只适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液。的稀溶液。因为浓度高时，吸光粒子间平均距离减小，因为浓度高时，吸光粒子间平均距离减小，以致每个粒子都会影响其邻近粒子的电荷分布。这种相互作用使以致每个粒子都会影响其邻近粒子的电荷分布。这种相互作用使它们的摩尔吸光系数它们的摩尔吸光系数发生改变，因而导致偏离比尔定律。发生改变，因而导致偏离比尔定律。为为此，在实际工作中，待测溶液的浓度应控制在此，在实际工作中，待测溶液的浓度应控制在0.01mol/L以以下。下。第三十四页，本课件共有69页第四节第四节第四节第四节 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计可见分

31、光光度计可见分光光度计0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示信号显示系统系统I0参比参比It样品样品第三十五页，本课件共有69页1.1.光源光源光源光源光源的作用是供给符合要求的入射光。分光光度计对光源光源的作用是供给符合要求的入射光。分光光度计对光源的要求是：在使用波长范围内的要求是：在使用波长范围内提供连续的光谱，提供连续的光谱，光强应足光强应足够大，有良好的稳定性，使用寿命长。够大，有良好的稳定性，使用寿命长。在可见区常用的光源为钨灯或卤钨灯，在可见区常用的光源为钨灯或卤钨灯，可用的波长范围为可用的波长范围为3201000nm；在紫外区常用的光源为氢灯和氘灯在紫外

32、区常用的光源为氢灯和氘灯，它们发射，它们发射的连续光波长范围为的连续光波长范围为185375nm，其中氘灯的辐射强度大、，其中氘灯的辐射强度大、稳定性好、使用寿命长。稳定性好、使用寿命长。第三十六页，本课件共有69页2.2.单色器单色器单色器单色器单色器是将光源辐射的单色器是将光源辐射的复合光分成单色光复合光分成单色光的光学装置。的光学装置。入射狭缝：光源的光由此进入单色器；入射狭缝：光源的光由此进入单色器；准光装置：透镜或凹面反射镜使入射光成为平行光束；准光装置：透镜或凹面反射镜使入射光成为平行光束；色散元件：将复合光分解成单色光；色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；棱镜或光栅；聚焦

33、装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；出射狭缝。出射狭缝。第三十七页，本课件共有69页3.3.吸收池吸收池吸收池吸收池吸收池又叫比色皿，是用于吸收池又叫比色皿，是用于盛放待测液和决定透光液层厚度盛放待测液和决定透光液层厚度的器的器件。吸收池一般为长方体，其底及两侧为毛玻璃，另两面为光件。吸收池一般为长方体，其底及两侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。学透光面。根据光学透光面的材质，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池两种。根据光学透光面的材质，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池两种。玻璃吸收池用于可见光光区测定。若在紫外光区测

34、定，则必玻璃吸收池用于可见光光区测定。若在紫外光区测定，则必须使用石英吸收池。须使用石英吸收池。第三十八页，本课件共有69页第三十九页，本课件共有69页吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项吸收池使用注意事项第一，拿取吸收池时，第一，拿取吸收池时，只能用手指接触两侧的毛玻璃只能用手指接触两侧的毛玻璃，不可接触光学面。，不可接触光学面。第二，不能将光学面与硬物或脏物接触，第二，不能将光学面与硬物或脏物接触，只能用擦镜纸或丝绸擦拭只能用擦镜纸或丝绸擦拭光学面。光学面。第三，凡含有腐蚀玻璃的物质（如第三，凡含有腐蚀玻璃的物质（如F-、SnCl2、H3PO4 等）的溶液，等）的溶液，不

35、得长时间盛放在吸收池中。不得长时间盛放在吸收池中。第四，吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用第四，吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用3mol/LHCl和等体积乙醇的混合液浸泡洗涤。和等体积乙醇的混合液浸泡洗涤。第五，不得在火焰或电炉上进行加热或烘烤吸收池。第五，不得在火焰或电炉上进行加热或烘烤吸收池。第四十页，本课件共有69页4 4、检测器、检测器、检测器、检测器检测器又称接受器，检测器又称接受器，其作用是对透过吸收池的光做出其作用是对透过吸收池的光做出响应，并把它转变成电信号输出，其输出电信号大响应，并把它转变成电信号输出，其输出电信号大小与透过光的强度成正比。常用

36、的检测器有光电池、小与透过光的强度成正比。常用的检测器有光电池、光电管及光电倍增管等，光电管及光电倍增管等，它们都是基于光电效应原理它们都是基于光电效应原理制成的。制成的。第四十一页，本课件共有69页5 5 5 5、信号显示系统信号显示系统信号显示系统信号显示系统由检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一由检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一定方式显示出来，以便于计算和记录。信号显示定方式显示出来，以便于计算和记录。信号显示器有多种，如指针式的检流计或微安表，也有可器有多种，如指针式的检流计或微安表，也有可以直接读出数据的数字显示器和自动记录型装置。以直接读出数据的数字显示器和自动记录型装

37、置。第四十二页，本课件共有69页第五节第五节第五节第五节 分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择分光光度法测量条件的选择一、入射光波长的选择一、入射光波长的选择1、无干扰、无干扰选用最大吸收波长作为入射光波长。选用最大吸收波长作为入射光波长。2、有干扰、有干扰可以选择吸收曲线中其他波长进行可以选择吸收曲线中其他波长进行测定测定（应选曲线较平坦处对应的（应选曲线较平坦处对应的波长），以消除干扰。波长），以消除干扰。AA第四十三页，本课件共有69页二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择二、吸光度范围的选择任何类型的分光光度计都有一定的测量误差

38、，测量时读出的吸任何类型的分光光度计都有一定的测量误差，测量时读出的吸光度过高或过低，误差都很大，光度过高或过低，误差都很大，一般适宜的吸光度范围是一般适宜的吸光度范围是0.20.8。在实际工作中，可以通过在实际工作中，可以通过调节被测溶液的浓度、使用厚调节被测溶液的浓度、使用厚度不同的吸收池度不同的吸收池来调整待测溶液的吸光度，使其在适宜的吸光来调整待测溶液的吸光度，使其在适宜的吸光度范围内。度范围内。第四十四页，本课件共有69页三、反应条件三、反应条件三、反应条件三、反应条件1、显色反应、显色反应将待测组分转变成有色化合物的反应称为将待测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应；显色反应；与

39、待测组分形成有色化合物的试剂称为与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。显色剂。第四十五页，本课件共有69页常用的显色剂可分为无机显色剂和有机显色剂两大类。常用的显色剂可分为无机显色剂和有机显色剂两大类。（1）无机显色剂许多无机试剂能与金属离子发生显色反）无机显色剂许多无机试剂能与金属离子发生显色反应，但由于灵敏度和选择性都不高，具有实际应用价值的品应，但由于灵敏度和选择性都不高，具有实际应用价值的品种很有限。种很有限。常用的无机显色剂主要有：硫氰酸盐、钼酸铵、常用的无机显色剂主要有：硫氰酸盐、钼酸铵、氨水及过氧化氢。氨水及过氧化氢。（2）有机显色剂）有机显色剂有机显色剂与金属离子形成的配合

40、物其有机显色剂与金属离子形成的配合物其稳定性、灵敏度和选择性都比较高，稳定性、灵敏度和选择性都比较高，而且有机显色剂的种类而且有机显色剂的种类较多，实际应用广。较多，实际应用广。第四十六页，本课件共有69页显色剂选用原则显色剂选用原则显色剂选用原则显色剂选用原则 选择性好。选择性好。一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应，或显色剂与共一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应，或显色剂与共存组分生成的化合物的吸收峰与被测组分的吸收峰相距比较远，干扰少。存组分生成的化合物的吸收峰与被测组分的吸收峰相距比较远，干扰少。灵敏度高。灵敏度高。要求反应生成的有色化合物的摩尔吸光系数大。要求反应生成的有色

41、化合物的摩尔吸光系数大。一般要求一般要求 104L/(molcm)。生成的有色化合物组成恒定、化学性质稳定，生成的有色化合物组成恒定、化学性质稳定，测量过程中应保持吸光度基本不变，测量过程中应保持吸光度基本不变，否则将影响吸光度测定准确度及再现性。否则将影响吸光度测定准确度及再现性。如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，提高测定如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，提高测定的准确度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为的准确度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为“对比度对比度”。一般要求显一般要求显色剂与有色化合物的对比度色剂与有色化合物的对比

42、度在在60nm以上。以上。显色条件要易于控制显色条件要易于控制，以保证其有较好的再现性。以保证其有较好的再现性。第四十七页，本课件共有69页加入过量的显色剂可使显色反应趋于完全，但显色剂浓度过大，有可能改变化合物加入过量的显色剂可使显色反应趋于完全，但显色剂浓度过大，有可能改变化合物的组成，使溶液的颜色发生变化。的组成，使溶液的颜色发生变化。显色剂的用量对显色反应可以通过实验确定，显色剂的用量对显色反应可以通过实验确定，作吸光度随显色剂浓度变化曲线，选恒定吸光度值时的显色剂用量。作吸光度随显色剂浓度变化曲线，选恒定吸光度值时的显色剂用量。2 2、显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量第

43、四十八页，本课件共有69页3 3、溶液的酸度、溶液的酸度、溶液的酸度、溶液的酸度 许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶液的酸度会直许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶液的酸度会直接影响显色剂的解离程度。接影响显色剂的解离程度。对某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质对某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸度的改变而改变，从而影响溶液的颜色。酸度的改变而改变，从而影响溶液的颜色。溶液酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。溶液酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。溶液酸度过低可能引起被测金属离子水解，因而破坏了有色配溶液酸度过低可能引起被测金属离子水解，因而破坏了有色配合物，

44、使溶液颜色发生变化，甚至无法测定。合物，使溶液颜色发生变化，甚至无法测定。第四十九页，本课件共有69页显色反应适宜的酸度必须通过实验来确定。确定方法是：显色反应适宜的酸度必须通过实验来确定。确定方法是：固定待测组分及显色剂浓度，改变溶液固定待测组分及显色剂浓度，改变溶液pH，制得数个显色，制得数个显色液。液。在相同测定条件下分别测定其相应的吸光度，作出在相同测定条件下分别测定其相应的吸光度，作出A-pH关系曲线。关系曲线。选择曲线平坦部分对应的选择曲线平坦部分对应的pH作为应该控制的作为应该控制的pH范围。范围。ApH第五十页，本课件共有69页4 4、显色温度、显色温度、显色温度、显色温度显色

45、反应一般在室温下进行，有的反应则需要加热，以加速显显色反应一般在室温下进行，有的反应则需要加热，以加速显色反应进行完全，有的有色物质当温度偏高时又容易分解。为色反应进行完全，有的有色物质当温度偏高时又容易分解。为此，此，对不同的反应，应通过实验找出各自适宜的温度范围。对不同的反应，应通过实验找出各自适宜的温度范围。由由于温度对光的吸收及颜色的深浅都有影响，于温度对光的吸收及颜色的深浅都有影响，因此在绘制因此在绘制工作曲线和进行样品测定时应该使溶液温度保持一致。工作曲线和进行样品测定时应该使溶液温度保持一致。第五十一页，本课件共有69页5 5、显色时间、显色时间、显色时间、显色时间有的显色反应，

46、瞬间完成且在较长时间内保持不变；有的虽瞬间完成反应，但褪有的显色反应，瞬间完成且在较长时间内保持不变；有的虽瞬间完成反应，但褪色也快；有的反应完成较缓慢，颜色要经一段时间后才稳定。因此，也需色也快；有的反应完成较缓慢，颜色要经一段时间后才稳定。因此，也需通过实通过实验，作出吸光度时间关系曲线，最后选定合适的显色时间。验，作出吸光度时间关系曲线，最后选定合适的显色时间。确定适宜时间的方法：配制一份显色溶液，从加入显色剂开始，每隔确定适宜时间的方法：配制一份显色溶液，从加入显色剂开始，每隔一定时间测吸光度一次，绘制吸光度一定时间测吸光度一次，绘制吸光度-时间关系曲线。时间关系曲线。曲线平坦部分对曲

47、线平坦部分对应的时间就是测定吸光度的最适宜时间。应的时间就是测定吸光度的最适宜时间。At第五十二页，本课件共有69页6 6、溶剂、溶剂、溶剂、溶剂溶剂选择原则：不与被测组分发生化学反应，所选溶剂在测定波溶剂选择原则：不与被测组分发生化学反应，所选溶剂在测定波长范围内无明显吸收，对被测组分有较好的溶解能力。长范围内无明显吸收，对被测组分有较好的溶解能力。水作为溶剂简便无毒，所以水作为溶剂简便无毒，所以一般尽量采用水作为溶剂。一般尽量采用水作为溶剂。若水不能满足要求，则使用若水不能满足要求，则使用有机溶剂来提高反应的灵敏度及加快有机溶剂来提高反应的灵敏度及加快反应速度，反应速度，满足测量要求。满足

48、测量要求。第五十三页，本课件共有69页7 7、显色反应中干扰及消除、显色反应中干扰及消除、显色反应中干扰及消除、显色反应中干扰及消除（1）干扰离子的影响）干扰离子的影响 共存离子本身具有颜色。共存离子本身具有颜色。共存离子与显色剂或被测组分反应，生成更稳定的配合共存离子与显色剂或被测组分反应，生成更稳定的配合物或发生氧化还原反应，使显色剂或被测组分的浓度降低，物或发生氧化还原反应，使显色剂或被测组分的浓度降低，妨碍显色反应的完成，导致测量结果偏低。妨碍显色反应的完成，导致测量结果偏低。共存离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀，导致测量共存离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀，导致测量结果偏高。

49、结果偏高。第五十四页，本课件共有69页（2 2）干扰的消除方法）干扰的消除方法）干扰的消除方法）干扰的消除方法 控制溶液的酸度。控制酸度使待测离子显色，而干控制溶液的酸度。控制酸度使待测离子显色，而干扰离子不生成有色化合物。扰离子不生成有色化合物。加入掩蔽剂，掩蔽干扰离子。该方法要求加入的加入掩蔽剂，掩蔽干扰离子。该方法要求加入的掩蔽剂不与被测离子反应，掩蔽剂和掩蔽产物的颜掩蔽剂不与被测离子反应，掩蔽剂和掩蔽产物的颜色必须不干扰测定。色必须不干扰测定。第五十五页，本课件共有69页 改变干扰离子的价态以消除干扰。利用氧化还原反应改变干扰离子价态，使干改变干扰离子的价态以消除干扰。利用氧化还原反应

50、改变干扰离子价态，使干扰离子不与显色剂反应，以达到目的。扰离子不与显色剂反应，以达到目的。选择适当的入射光波长消除干扰。选择适当的入射光波长消除干扰。分离干扰离子。当没有适当掩蔽剂或无合适方法消除干扰时，应采分离干扰离子。当没有适当掩蔽剂或无合适方法消除干扰时，应采用适当的分离方法用适当的分离方法（如电解法、沉淀法、溶剂萃取及离子交换法等），（如电解法、沉淀法、溶剂萃取及离子交换法等），将被测组分与干扰离子分离，然后再进行测定。将被测组分与干扰离子分离，然后再进行测定。选择合适的参比溶液可以消除显色剂和某些有色共存离子干扰。选择合适的参比溶液可以消除显色剂和某些有色共存离子干扰。第五十六页，本