第十章吸光光度法--精品PP课件.ppt
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1、第十章、吸光光度法第十章、吸光光度法Al3+Cu2+KMnO4Ni2+Fe3+n n通过比较溶液颜色深浅而求得其浓度的分通过比较溶液颜色深浅而求得其浓度的分析方法称为比色分析法析方法称为比色分析法n n比色分析的基本依据是有色物质对光的选比色分析的基本依据是有色物质对光的选择性吸收作用。择性吸收作用。n n光吸收的本质:光吸收的本质:n n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。n n原子吸收光谱是由原子(而不是分子)外层电子选择性地吸收某原子吸收光谱是由原子(而不是分子)外层电子选
2、择性地吸收某原子吸收光谱是由原子(而不是分子)外层电子选择性地吸收某原子吸收光谱是由原子(而不是分子)外层电子选择性地吸收某些波长的电磁波而引起的,原子吸收分光光度法就是根据原子的些波长的电磁波而引起的,原子吸收分光光度法就是根据原子的些波长的电磁波而引起的,原子吸收分光光度法就是根据原子的些波长的电磁波而引起的,原子吸收分光光度法就是根据原子的这种性质建立起来的。这种性质建立起来的。这种性质建立起来的。这种性质建立起来的。n n分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量而分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量而分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量
3、而分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量而引起的,通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产引起的,通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产引起的,通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产引起的,通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产生的分子光谱又称为电子光谱。生的分子光谱又称为电子光谱。生的分子光谱又称为电子光谱。生的分子光谱又称为电子光谱。n n电子跃迁时必须伴有分子的振动和转动能级的变化,所以分子光电子跃迁时必须伴有分子的振动和转动能级的变化,所以分子光电子跃迁时必须伴有分子的振动和转动能级的变化,所以分子光电子跃迁时必须伴有分子的振动和转
4、动能级的变化,所以分子光谱不是线光谱而是带状光谱。若用红外光照射,不能引起电子的谱不是线光谱而是带状光谱。若用红外光照射,不能引起电子的谱不是线光谱而是带状光谱。若用红外光照射,不能引起电子的谱不是线光谱而是带状光谱。若用红外光照射,不能引起电子的跃迁,只能引起振动和转动能级的变化,这样引起的吸收光谱称跃迁,只能引起振动和转动能级的变化,这样引起的吸收光谱称跃迁,只能引起振动和转动能级的变化,这样引起的吸收光谱称跃迁,只能引起振动和转动能级的变化,这样引起的吸收光谱称为振动转动光谱或红外光谱。它的吸收与分子结构密切相关,为振动转动光谱或红外光谱。它的吸收与分子结构密切相关,为振动转动光谱或红外
5、光谱。它的吸收与分子结构密切相关,为振动转动光谱或红外光谱。它的吸收与分子结构密切相关,用于研究分子结构。用于研究分子结构。用于研究分子结构。用于研究分子结构。电磁波电磁波电磁波电磁波波长范围波长范围波长范围波长范围跃迁类型跃迁类型跃迁类型跃迁类型分析方法分析方法分析方法分析方法X-X-射线射线射线射线1010-1-1-10nm-10nmKK、L L层电子层电子层电子层电子X X射线光谱法射线光谱法射线光谱法射线光谱法远紫外光远紫外光远紫外光远紫外光10-200nm10-200nm中层电子中层电子中层电子中层电子真空紫外光度法真空紫外光度法真空紫外光度法真空紫外光度法近紫外光近紫外光近紫外光近
6、紫外光200-400nm200-400nm价电子价电子价电子价电子紫外光度法紫外光度法紫外光度法紫外光度法可见光可见光可见光可见光400-750nm400-750nm比色及可见光度法比色及可见光度法比色及可见光度法比色及可见光度法近红外光近红外光近红外光近红外光0.75-2.50.75-2.5 mm分子振动分子振动分子振动分子振动红外光谱法红外光谱法红外光谱法红外光谱法中红外光中红外光中红外光中红外光 2.5-502.5-50 mm第一节、吸光光度法概述第一节、吸光光度法概述n n吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立吸光光度法是基于物质对光的选择
7、性吸收而建立吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法,起来的分析方法,起来的分析方法,起来的分析方法,n n包括:包括:包括:包括:n n比色分析法,比色分析法,比色分析法,比色分析法,n n可见光度法,可见光度法,可见光度法,可见光度法,n n紫外分光光度法,紫外分光光度法,紫外分光光度法,紫外分光光度法,n n红外分光光度法。红外分光光度法。红外分光光度法。红外分光光度法。比色分析法和分光光度法特点比色分析法和分光光度法特点:n n(1)(1)、灵敏度高、灵敏度高、灵敏度高、灵敏度高n n测定的最低浓度可达测定的最低浓度可达测定的最低浓度可达测定的最低浓度可达1010-5-
8、51010-6-6mol/Lmol/L,相当于含量,相当于含量,相当于含量,相当于含量0.0010.0001%0.0010.0001%的微量组分的微量组分的微量组分的微量组分.n n(2)(2)、准确度较高、准确度较高、准确度较高、准确度较高n n分光光度法的相对误差为分光光度法的相对误差为分光光度法的相对误差为分光光度法的相对误差为 25%.25%.n n(3)(3)、操作简便,测定速度快、操作简便,测定速度快、操作简便,测定速度快、操作简便,测定速度快 n n(4)(4)、应用广泛、应用广泛、应用广泛、应用广泛第二节、吸光光度法的基本原理第二节、吸光光度法的基本原理n n一、互补色光一、互
9、补色光n n白光:复合光白光:复合光n n复合光复合光单色光单色光n n单色器单色器单色器单色器n n单色光单色光1单色光单色光2白光白光n n互补色光互补色光互补色光互补色光白白光光二、物质的颜色和对光的选择吸收二、物质的颜色和对光的选择吸收n n(1)(1)、光吸收程度最大处的波长,、光吸收程度最大处的波长,、光吸收程度最大处的波长,、光吸收程度最大处的波长,称为最大吸收波长,常用称为最大吸收波长,常用称为最大吸收波长,常用称为最大吸收波长,常用 maxmax表表表表示示示示.n n(2)(2)、光吸收曲线与物质特性有、光吸收曲线与物质特性有、光吸收曲线与物质特性有、光吸收曲线与物质特性有
10、关,这些特性客作为物质定性鉴关,这些特性客作为物质定性鉴关,这些特性客作为物质定性鉴关,这些特性客作为物质定性鉴定的依据定的依据定的依据定的依据.n n(3)(3)、组成量度不同的同种物质、组成量度不同的同种物质、组成量度不同的同种物质、组成量度不同的同种物质的溶液,在一定波长处吸光度随的溶液,在一定波长处吸光度随的溶液,在一定波长处吸光度随的溶液,在一定波长处吸光度随溶液的组成量度增加而增大,这溶液的组成量度增加而增大,这溶液的组成量度增加而增大,这溶液的组成量度增加而增大,这个特性可作为物质定量分析的依个特性可作为物质定量分析的依个特性可作为物质定量分析的依个特性可作为物质定量分析的依据据
11、据据.IoItIaIo=Ia+It+IrIrn n设入射光,吸收光,透射光和反射光的强度依次为设入射光,吸收光,透射光和反射光的强度依次为设入射光,吸收光,透射光和反射光的强度依次为设入射光,吸收光,透射光和反射光的强度依次为I Io o,I Ia a,I It t,I Ir r,则他们之间的关系为,则他们之间的关系为,则他们之间的关系为,则他们之间的关系为:第三节第三节光吸收的基本定律光吸收的基本定律一、朗伯定律一、朗伯定律n n溶液对光的吸收程度与液层厚度的成正比。溶液对光的吸收程度与液层厚度的成正比。二、比耳定律二、比耳定律溶液对光的吸收程度与浓度成正比。溶液对光的吸收程度与浓度成正比。
12、n nKK为比例常数,它与入射光的波长,有色物质的性质和溶液为比例常数,它与入射光的波长,有色物质的性质和溶液为比例常数,它与入射光的波长,有色物质的性质和溶液为比例常数,它与入射光的波长,有色物质的性质和溶液的温度等因数有关的温度等因数有关的温度等因数有关的温度等因数有关.n n上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时,溶液对光上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时,溶液对光上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时,溶液对光上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时,溶液对光的吸收程度与溶液的组成量度和液层厚度的乘积成正比的吸收程度与溶液的组成量度和液层厚度的乘积成正比的吸收程度与溶液的组成
13、量度和液层厚度的乘积成正比的吸收程度与溶液的组成量度和液层厚度的乘积成正比.这这这这一定律称为朗伯一定律称为朗伯一定律称为朗伯一定律称为朗伯-比耳定律,也称为比耳定律,也称为比耳定律,也称为比耳定律,也称为光吸收定律光吸收定律光吸收定律光吸收定律.三、朗伯三、朗伯-比耳定律比耳定律四、透光率,吸光度,吸光系数,四、透光率,吸光度,吸光系数,摩尔吸光系数摩尔吸光系数n n当液层厚度当液层厚度当液层厚度当液层厚度b b的单位为的单位为的单位为的单位为cmcm,组成量度,组成量度,组成量度,组成量度c c的单位为的单位为的单位为的单位为g/Lg/L时,则常数时,则常数时,则常数时,则常数KK用用用用
14、a a表示,它表示,它表示,它表示,它的单位为的单位为的单位为的单位为LgLg-1-1cmcm-1-1,a a称为吸光系数称为吸光系数称为吸光系数称为吸光系数.n n当当当当b b的单位为的单位为的单位为的单位为cmcm,组成量,组成量,组成量,组成量度度度度c c的单位为的单位为的单位为的单位为mol/Lmol/L时,则时,则时,则时,则常数常数常数常数KK用用用用 表示,它的单位表示,它的单位表示,它的单位表示,它的单位为为为为LmolLmol-1-1cmcm-1-1,称为称为称为称为摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数.n n摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数
15、时有色物质在一定波长下的特征常数,时有色物质在一定波长下的特征常数,时有色物质在一定波长下的特征常数,时有色物质在一定波长下的特征常数,它可以衡量显色反应的灵敏度它可以衡量显色反应的灵敏度它可以衡量显色反应的灵敏度它可以衡量显色反应的灵敏度.n n 值越大,表示该有色物质对该波长光的吸收能力越强,值越大,表示该有色物质对该波长光的吸收能力越强,值越大,表示该有色物质对该波长光的吸收能力越强,值越大,表示该有色物质对该波长光的吸收能力越强,显色反应越灵敏显色反应越灵敏显色反应越灵敏显色反应越灵敏.第四节、吸光光度法的仪器部件第四节、吸光光度法的仪器部件n n一、目视比色法一、目视比色法n n用肉
16、眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅,以确用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅,以确用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅,以确用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅,以确定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法.n n最常用的目视比色法是标准系列法最常用的目视比色法是标准系列法最常用的目视比色法是标准系列法最常用的目视比色法是标准系列法.n n标准系列法的优点是仪器简单,操作简便,而且可在复合标准系列法的优点是仪器简单,操作简便,而且可在复合标准系列法的优点是仪器简单,操作简便,而且可在复
17、合标准系列法的优点是仪器简单,操作简便,而且可在复合光下进行测定光下进行测定光下进行测定光下进行测定.其缺点是配制标准色阶比较费时,由于某其缺点是配制标准色阶比较费时,由于某其缺点是配制标准色阶比较费时,由于某其缺点是配制标准色阶比较费时,由于某些有色溶液不够稳定,常常现用现配些有色溶液不够稳定,常常现用现配些有色溶液不够稳定,常常现用现配些有色溶液不够稳定,常常现用现配.C C1 1 C C2 2 C C3 3 C C4 4 C C5 5 C Cx x二、光电比色法与分光光度法二、光电比色法与分光光度法n n(一一一一)、基本原理和特、基本原理和特、基本原理和特、基本原理和特点点点点n n1
18、 1、标准曲线法、标准曲线法、标准曲线法、标准曲线法n n光度法与目视法比较,其光度法与目视法比较,其光度法与目视法比较,其光度法与目视法比较,其优点是优点是优点是优点是:用用用用光电池光电池光电池光电池代替肉眼代替肉眼代替肉眼代替肉眼进行测量,消除了肉眼的进行测量,消除了肉眼的进行测量,消除了肉眼的进行测量,消除了肉眼的主观误差,提高了分析结主观误差,提高了分析结主观误差,提高了分析结主观误差,提高了分析结果的准确度果的准确度果的准确度果的准确度.2、比较法、比较法.(二二)光度计的基本部件光度计的基本部件n n一般光度计是由光源,滤光片,比色皿,光电池和检一般光度计是由光源,滤光片,比色皿
19、,光电池和检一般光度计是由光源,滤光片,比色皿,光电池和检一般光度计是由光源,滤光片,比色皿,光电池和检流计等五大部件组成流计等五大部件组成流计等五大部件组成流计等五大部件组成.1、光源、光源2、单色器、单色器n n1 1、滤色片、滤色片、滤色片、滤色片n n目前普遍使用的是国产型目前普遍使用的是国产型目前普遍使用的是国产型目前普遍使用的是国产型光电比色计,有三种配套光电比色计,有三种配套光电比色计,有三种配套光电比色计,有三种配套的滤光片(红色的滤光片(红色的滤光片(红色的滤光片(红色650650,绿色,绿色,绿色,绿色530530,蓝色,蓝色,蓝色,蓝色440440)n n2 2、棱镜、棱
20、镜、棱镜、棱镜n n3 3、光栅、光栅、光栅、光栅n n10001000条条条条/mm/mm3、比色皿、比色皿(吸收池吸收池)4、光电池或光电管、光电池或光电管5、检流计、检流计n n(二二)、分光光度计、分光光度计n n1、72型风光光度计型风光光度计n n2、75型分光光度计型分光光度计721型可见分光光度计型可见分光光度计n n特点:特点:特点:特点:n n棱镜单色器。棱镜单色器。棱镜单色器。棱镜单色器。n nT.AT.A直读。直读。直读。直读。n n使用消光片,可供高含量使用消光片,可供高含量使用消光片,可供高含量使用消光片,可供高含量比色测定。比色测定。比色测定。比色测定。n n技术
21、指标:技术指标:技术指标:技术指标:n n波长范围:波长范围:波长范围:波长范围:360800nm360800nmn n波长精度:波长精度:波长精度:波长精度:3nm(360600nm)3nm(360600nm)n n表面刻度:(表面刻度:(表面刻度:(表面刻度:(T T)01000100(A A)0202722型可见分光光度计型可见分光光度计n n特点:特点:特点:特点:n n能在可见光谱区域内能在可见光谱区域内能在可见光谱区域内能在可见光谱区域内对物质作定性定量分对物质作定性定量分对物质作定性定量分对物质作定性定量分析。析。析。析。n n采用光栅单色器、具采用光栅单色器、具采用光栅单色器、
22、具采用光栅单色器、具有波长精度高,单色有波长精度高,单色有波长精度高,单色有波长精度高,单色性好等优点。性好等优点。性好等优点。性好等优点。n n采用采用采用采用3 3位位位位LEDLED数字显示,数字显示,数字显示,数字显示,T.A.CT.A.C直读。直读。直读。直读。n n波长范围:波长范围:波长范围:波长范围:330330800nm800nmn n波长准确度:波长准确度:波长准确度:波长准确度:2nm2nm752型紫外可见分光光度计型紫外可见分光光度计n n特点:特点:特点:特点:n n采用全息闪耀光栅单色器,具采用全息闪耀光栅单色器,具采用全息闪耀光栅单色器,具采用全息闪耀光栅单色器,
23、具有波长精度高,单色性好,杂有波长精度高,单色性好,杂有波长精度高,单色性好,杂有波长精度高,单色性好,杂散光低等优点。散光低等优点。散光低等优点。散光低等优点。n n能自动切换钨卤灯和氘灯。能自动切换钨卤灯和氘灯。能自动切换钨卤灯和氘灯。能自动切换钨卤灯和氘灯。n n采用采用采用采用3 3位位位位LEDLED数字显示,具有数字显示,具有数字显示,具有数字显示,具有T.A.CT.A.C直读能。直读能。直读能。直读能。n n技术指标技术指标技术指标技术指标:n n波长范围:波长范围:波长范围:波长范围:200200800nm800nmn n稳定性:暗电流漂移稳定性:暗电流漂移稳定性:暗电流漂移稳
24、定性:暗电流漂移0.50.5()3min()3min754型紫外可见分光光度计型紫外可见分光光度计n n 特点特点特点特点:n n自动调整自动调整自动调整自动调整”0”0”和调整和调整和调整和调整”100”100”具有超群的测具有超群的测具有超群的测具有超群的测量读数重现性和稳定量读数重现性和稳定量读数重现性和稳定量读数重现性和稳定性性性性.n n由微处理机控制的打由微处理机控制的打由微处理机控制的打由微处理机控制的打印机可作实时记录印机可作实时记录印机可作实时记录印机可作实时记录.n n可使用直线回归测量可使用直线回归测量可使用直线回归测量可使用直线回归测量线线线线,具有高准确度的浓具有高准
25、确度的浓具有高准确度的浓具有高准确度的浓度运算程序度运算程序度运算程序度运算程序.732型可见分光光度计型可见分光光度计n n自动调整自动调整自动调整自动调整“0”“100”0”“100”,可直接消除比色皿配对误可直接消除比色皿配对误可直接消除比色皿配对误可直接消除比色皿配对误差。差。差。差。n n测量读数准确性高,重现测量读数准确性高,重现测量读数准确性高,重现测量读数准确性高,重现性和稳定性佳。性和稳定性佳。性和稳定性佳。性和稳定性佳。n n有浓度直读,线性回归,有浓度直读,线性回归,有浓度直读,线性回归,有浓度直读,线性回归,定时打印,定时打印,定时打印,定时打印,GOTOGOTO以及光
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