第8章吸光光度法.ppt

《第8章吸光光度法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第8章吸光光度法.ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第八八章章吸光光度吸光光度分析法分析法8 8-1-1 吸光光度法基本原吸光光度法基本原理理8 8-2-2 光度计及其基本部光度计及其基本部件件 8 8-3-3 显色反应及显色条显色反应及显色条件件 的选择的选择8 8-4-4 吸光度测量条件选吸光度测量条件选择择8 8-5-5 吸光光度法的应用吸光光度法的应用一、概述一、概述 基基于于物物质质光光化化学学性性质质而而建建立立起起来来的的分分析析方方法法称称之之为为光光化化学分析法。学分析法。分为分为:光谱分析法和非光谱分析法。光谱分析法和非光谱分析法。光光谱谱分分析析法法是是指指在在光光（或或其其它它能能量量）的的作作用用下下，通通过过测测量

2、量物物质质产产生生的的发发射射光光、吸吸收收光光或或散散射射光光的的波波长长和和强强度度来来进进行行分析的方法。分析的方法。吸收光谱分析吸收光谱分析发射光谱分析发射光谱分析分子光谱分析分子光谱分析原子光谱分析原子光谱分析8-1 8-1 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理 在在光光谱谱分分析析中中，依依据据物物质质对对光光的的选选择择性性吸吸收收而而建建立立起起来来的分析方法称为吸光光度法的分析方法称为吸光光度法,主要有主要有:红红外外吸吸收收光光谱谱：分分子子振振动动光光谱谱，吸吸收收光光波波长长范范围围2.5 1000 m,主要用于有机化合物结构鉴定。主要用于有机化合物结构鉴定。紫紫外外吸

3、吸收收光光谱谱：电电子子跃跃迁迁光光谱谱，吸吸收收光光波波长长范范围围200 400 nm（近紫外区）近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。，可用于结构鉴定和定量分析。可可见见吸吸收收光光谱谱：电电子子跃跃迁迁光光谱谱，吸吸收收光光波波长长范范围围400 750 nm，主要用于有色物质的定量分析。主要用于有色物质的定量分析。本章主要讲授可见吸光光度法。本章主要讲授可见吸光光度法。二、可见吸收光谱二、可见吸收光谱 1 1光的基本性质光的基本性质 (1)(1)光的定义：光的定义：光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的 波动性可用波长波动性可用波长、频率、频率、光速

4、、光速c、波数（波数（cm-1）等参数等参数 来描述：来描述：=c ；波数波数=1/=/c 光是由光子流组成，光子的能量：光是由光子流组成，光子的能量：E=h =h c/（Planck常数：常数：h=6.626 10-34 J S)光的波长越短光的波长越短(频率越高频率越高),其能量越大。其能量越大。（2）名词：名词：白白青青蓝蓝绿绿紫紫黄黄红红橙橙青蓝青蓝 白光白光(太阳光太阳光)：由各种单色光组成的复合光；：由各种单色光组成的复合光；单色光单色光：单一波长的光：单一波长的光(由具有相同能量的光子组成由具有相同能量的光子组成)；互补色光互补色光：两种适当颜色光按一定强度比例混合得到白光；：两

5、种适当颜色光按一定强度比例混合得到白光；紫外光区紫外光区：近紫外区：近紫外区200-400 nm 远紫外区远紫外区10-200 nm（真空紫外区）；真空紫外区）；可见光区可见光区：400-750 nm。光的互补光的互补：蓝：蓝 黄黄2.2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线物质对光的选择性吸收及吸收曲线M +热M+荧光或磷光 E=E2 -E1=h =h c/量子化能量子化能；选择性吸收；选择性吸收;分子结构的复杂性使其对不同波长分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同；光的吸收程度不同；用不同波长的单色光照射溶液，测用不同波长的单色光照射溶液，测吸光度吸光度 吸收曲线与最大吸收波长吸收曲线与

6、最大吸收波长 max；M +h M*基态基态 激发态激发态E1 （E）E2吸收曲线的讨论：吸收曲线的讨论：（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长最大吸收波长max （2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似形状相似max不变。而对于不同物质，它们的吸不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和收曲线形状和max则不同。则不同。（动画动画）（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依

7、据之一。之一。（4）不同不同浓度浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在有差异，在max处吸光度处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据定量分析的依据。（5）在在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中收曲线是定量分析中选择入射光波长选择入射光波长的重要依据。的重要依据。三、三、光的吸收光的吸收基本基本定律定律 1.1.朗伯朗伯比耳定律比耳定律 布格布格(Bouguer)Bouguer)和朗伯和朗伯(Lambert)Lambe

8、rt)先后于先后于17291729年和年和17601760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A Ab b （动画（动画1）（动画（动画2）18521852年比耳年比耳(Beer)Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。浓度之间也具有类似的关系。A A c c 二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯比耳定律，其数学表达式为：比耳定律，其数学表达式为：朗伯朗伯比耳定律数学表达式比耳定律数学表达式 Alg（I0/It)=b c 式中式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；吸光度；描述溶液对光的吸收程度；b

9、：液层厚度液层厚度(光程长度光程长度)，通常以，通常以cm为单位；为单位；c：溶液的摩尔浓度，单位溶液的摩尔浓度，单位molL；：摩尔吸光系数，单位摩尔吸光系数，单位Lmolcm；或或:Alg（I0/It)=a b c c：溶液的浓度，单位溶液的浓度，单位gL a：吸光系数，单位吸光系数，单位Lgcm a与与的关系为：的关系为：a=/M （M为摩尔质量）为摩尔质量）透光度透光度(透光率透光率)T T透光度透光度T:描述入射光透过溶液的程度描述入射光透过溶液的程度:T=I t /I0吸光度吸光度A与透光度与透光度T的关系的关系:A lg T 朗伯朗伯比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的比耳

10、定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。应用于各种光度法的吸收测量；依据。应用于各种光度法的吸收测量；摩尔吸光系数摩尔吸光系数在数值上等于浓度为在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度液层厚度为为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度；时该溶液在某一波长下的吸光度；吸光系数吸光系数a(Lg-1cm-1）相当于浓度为相当于浓度为1 g/L、液层厚度液层厚度为为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。时该溶液在某一波长下的吸光度。2.2.摩尔吸光系数摩尔吸光系数的讨论的讨论 （1 1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数特征常数；（2 2）不随浓度不随浓度c c和

11、光程长度和光程长度b b的改变而改变的改变而改变。在温度和波。在温度和波长等条件一定时，长等条件一定时，仅与吸收物质本身的性质有关，与待测仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；物浓度无关；（3 3）可作为可作为定性鉴定的参数定性鉴定的参数；（4）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。在最大值是不同的。在最大吸收波长吸收波长max处的摩尔吸光系数，常以处的摩尔吸光系数，常以max表示。表示。max表明了表明了该该吸收物质最大限度的吸光能力吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。质可能达到的最大灵敏度。（5

12、 5）max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定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。该物质的灵敏度越高。105：超高灵敏；：超高灵敏；=(610）104：高灵敏；：高灵敏；2104 ：不灵敏。：不灵敏。（6）在数值上等于浓度为在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为液层厚度为1cm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。3.3.吸光度具有加和性吸光度具有加和性 在多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，在多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，这时体系的总吸光度等于个组分吸光度之和。这时体系的总吸光度等于个组分吸光度之和。4

13、.4.偏离朗伯偏离朗伯比耳定律因比耳定律因素素 在作标准曲线法标准曲线法或或测定未知溶液的浓度时，发现：标测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线准曲线常常常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯象称为对朗伯比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：引起这种偏离的因素（两大类）：（1 1）物理性因素物理性因素(非单色光引起偏离非单色光引起偏离)；（2 2）化学性因素。化学性因素。标准曲线标准曲线:在固定液层厚度及入射波长和强度的情况下，测定在固定液层厚度及入射波长和强度的情况下，测定一系列不同浓度的标准溶液的吸光度，以吸光

14、度为纵坐标，标一系列不同浓度的标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标作图。根据朗伯准溶液浓度为横坐标作图。根据朗伯比尔定律，应得到一条比尔定律，应得到一条通过原点的直线，该直线称为通过原点的直线，该直线称为标准曲线标准曲线或或工作曲线工作曲线。（1）物理性因素物理性因素 难以获得真正的纯单色光难以获得真正的纯单色光。朗朗比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯致对朗伯比耳定律的正或负偏离。比耳定律的正或负偏离。非单色光、杂散光、非平行

15、入射非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯光都会引起对朗伯比耳定律的偏离，比耳定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离的偏离。非单色光作为入射光引起的偏离非单色光作为入射光引起的偏离 假设由波长为假设由波长为1和和2的两单色光的两单色光组成的入射光通过浓度为组成的入射光通过浓度为c的溶液，则：的溶液，则：故：故：因实际上只能测总吸光度因实际上只能测总吸光度A总总，并不能分别测得，并不能分别测得 故：故：讨论讨论（1 1）当）当 1=2=时，时，则：则：A总 lg（o/t）bc （2）2 1；A与与c则不成直线关系，则不成直线关系，2与与 1 差别

16、差别越大，越大，A与与c值间线性关系的偏离也越大。值间线性关系的偏离也越大。（3）若）若 20,则标准曲线偏离直线向则标准曲线偏离直线向c 轴弯曲，即负偏离；反之，则向轴弯曲，即负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏离。轴弯曲，即正偏离。讨论讨论:(5)为克服非单色光引起的偏离，首先应选择为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色器。此外还应将入射波长选定在比较好的单色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸收曲线较平坦处。待测物质的最大吸收波长且吸收曲线较平坦处。(4)很小时，即很小时，即12：可近似认为是单色光。在低浓度可近似认为是单色光。在低浓度范围内，不发生偏离。若浓度

17、较高，即使范围内，不发生偏离。若浓度较高，即使 很小，很小，且且随着随着c值增大，值增大，在图上则表现为在图上则表现为Ac曲线上部曲线上部(高浓度区高浓度区)弯弯曲愈严重。曲愈严重。故朗伯故朗伯比耳定律只适用于稀溶液比耳定律只适用于稀溶液。(2)(2)化学性因素化学性因素 朗伯朗伯比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；互作用；假定只有在稀溶液假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。相互作用，直接影响了对光的吸收。故：朗伯故：朗伯比耳定律只适用于稀溶液比

18、耳定律只适用于稀溶液。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。例：例：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：CrO42-2H=Cr2O72-H2O 溶液中溶液中CrO42-、Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相的颜色不同，吸光性质也不相同。故此时溶液同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。对测定有重要影响。可见分光光度计可见分光光度计8-2 8-2 光度计及其基本部件光度计及其基本部件仪器仪器 紫外-可见

19、分光光度计一、基本组成一、基本组成1.1.光源光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯作可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范为光源，其辐射波长范围在围在3203202500 2500 nmnm。紫外区：氢、氘灯。紫外区：氢、氘灯。发射发射185185400 400 nmnm的连的连续光谱。续光谱。（动画动画）2.2.单色器单色器 将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一波长单色

20、光的光学系统。波长单色光的光学系统。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：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；准光装置：透镜或返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；聚焦装置：透镜或聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至后所得单色光聚焦至出射狭缝；出射狭缝；出射狭缝。出射狭缝。3.3.样品室样品室 样品室放置各种类型的吸收池样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。收池主要有石英

21、池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。般用玻璃池。4.4.检测器检测器 利用光电效应将透过吸收池的利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。有光电池、光电管或光电倍增管。5.5.结果显示记录系统结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理仪器自动控制和结果处理二、分光光度计的类型二、分光光度计的类型1.1.单光束单光束 简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作

22、全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。的稳定性。2.2.双光束双光束 自动记录，快速全波自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价结构分析。仪器复杂，价格较高。格较高。将不同波长的两束单色光将不同波长的两束单色光(1 1、2 2)快束交替通过同快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。=1 12 2nmnm。两波长同时扫描即可获得导数

23、光谱。两波长同时扫描即可获得导数光谱。3.3.双波长双波长作业：作业：思考题：思考题：1 1、2 2、3 3、4 4，习题：，习题：1 1、2 2一、一、显色反应的选择显色反应的选择1.1.选择显色反应时，应考虑的因素选择显色反应时，应考虑的因素 灵敏度高灵敏度高(=104 105)；选择性高；选择性高(R)；生成物化合生成物化合物物组成恒定、化学性质稳定（重现性好）组成恒定、化学性质稳定（重现性好）；显色剂在测定波显色剂在测定波长处无明显吸收长处无明显吸收;两种有色物最大吸收波长之差：两种有色物最大吸收波长之差：“对比度对比度”，要求要求 60nm;2.2.配位显色反应配位显色反应 当金属离

24、子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生电荷转移跃迁，产生很强的紫外电荷转移跃迁，产生很强的紫外可见吸收光谱。可见吸收光谱。8-3 8-3 显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择3.3.氧化还原显色反应氧化还原显色反应 某些元素的氧化态，如某些元素的氧化态，如Mn（）、）、Cr（）在紫外或在紫外或可见光区能强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行可见光区能强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。显色后测定。例如：钢中微量锰的测定，例如：钢中微量锰的测定，Mn2不能直接进行光度测不能直接进行光度测定定 2 Mn2 5 S2O8

25、2-8 H2O=2 MnO4+10 SO42-16H+将将Mn2 氧化成紫红色的氧化成紫红色的MnO4后，在后，在525 nm处进行测定处进行测定二、显色反应条件的选择二、显色反应条件的选择 M +R =MR1.1.显色剂用量显色剂用量 吸光度吸光度A A与显色剂用量与显色剂用量C CR R的关系会出现如图所示的几种的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。情况。选择曲线变化平坦处。2.2.反应体系的酸度反应体系的酸度 在相同实验条件下，分别测定不同在相同实验条件下，分别测定不同pHpH值条件值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒

26、定的平坦区所对应的恒定的平坦区所对应的pHpH范围。范围。3.3.显色时间与温度显色时间与温度 实验确定实验确定4.4.干扰离子的消除干扰离子的消除(1).(1).加入掩蔽剂加入掩蔽剂 选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。的测定。例：测定例：测定TiTi4 4，可加入可加入H H3 3POPO4 4掩蔽剂使掩蔽剂使FeFe3+3+(黄色黄色)成为成为Fe(POFe(PO)2 23-3-(无色无色)，消除，消除FeFe3+3+的干扰；

27、又如用铬天菁的干扰；又如用铬天菁S S光光度法测定度法测定AlAl3+3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将FeFe3+3+还原为还原为FeFe2+2+，消除消除FeFe3+3+的干扰。的干扰。(2).(2).选择适当的显色反应条件选择适当的显色反应条件(3).(3).分离干扰离子分离干扰离子5.5.显色剂显色剂 无机显色剂：无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。有机显色剂：有机显色剂：种类繁多种类繁多 偶氮类显色剂偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏

28、度高、选色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂、PARPAR等等。三苯甲烷类三苯甲烷类：铬天青铬天青S S、二甲酚橙等、二甲酚橙等6.6.三元配合物三元配合物 稳定性、灵敏度、选性等都有改善。稳定性、灵敏度、选性等都有改善。1.1.选择适当的入射波长选择适当的入射波长（1 1）无干扰：）无干扰：一般应该选择一般应该选择maxmax为为 入射光波长。入射光波长。（2 2）有干扰：）有干扰：如果如果maxmax处有共存组处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干

29、扰的入射光波长。但能避免干扰的入射光波长。8-4 8-4 吸光度测量条件选择吸光度测量条件选择 2.2.选择合适的参比溶液选择合适的参比溶液 为什么需要使用参比溶液？为什么需要使用参比溶液？测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。参比溶液的选择一般遵循以下原则：参比溶液的选择一般遵循以下原则：若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；作参比溶液；若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试若显色剂或其它所加试剂在测定

30、波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用液本身无吸收，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；若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用则可用“试样空白试样空白”(不加显色剂不加显色剂)作参比溶液；作参比溶液；若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。为参比溶液。样品液样品液 显色剂显色剂 试剂试剂 参比溶液参比溶液1 1 无色无色 无色

31、无色 无色无色 蒸馏水蒸馏水2 2 有色有色 无色无色 无色无色 样品液样品液3 3 无色无色 有色有色 无色无色 显色剂显色剂+试剂试剂4 4 无色无色 无色无色 有色有色 显色剂显色剂+试剂试剂5 5 有色有色 有色有色 有色有色 掩蔽待测离子后样品掩蔽待测离子后样品6 6 +显色剂显色剂+试剂试剂具体方法具体方法3.3.控制适宜的吸光度（读数范围）控制适宜的吸光度（读数范围）不同的透光度读数，产生的误差大小不同：不同的透光度读数，产生的误差大小不同：lgT=bc微分：微分：dlgT0.434dlnT=-0.434T-1 dT=b dc两式相除得：两式相除得：dc/c=（0.434/Tlg

32、T）dT 以有限值表示可得：以有限值表示可得：c/c=（0.434/TlgT）T 浓度测量值的相对误差（浓度测量值的相对误差（c/c）不仅与仪器的透光度误不仅与仪器的透光度误差差T 有关，而且与其透光度读数有关，而且与其透光度读数T 的值也有关。的值也有关。是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？最佳读数范围与最佳值最佳读数范围与最佳值 设：设：T=1%，则可绘出溶液浓度则可绘出溶液浓度相对误差相对误差c/c与其透光度与其透光度T 的关系曲线。的关系曲线。如图所示：如图所示：当：当：T=1%，T 在在20%65%之之间时，浓度相对误差较小，间时，浓度相对误差

33、较小，最佳读数最佳读数范围范围。可求出浓度相对误差最小时的透光度可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为：为：Tmin36.8%,Amin0.434 用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在T%=2065%(吸光度吸光度 A=0.700.20)。作业：作业：p269,4p269,4、5 5、6 6五、提高光度测定灵敏度和选择性的途径五、提高光度测定灵敏度和选择性的途径1.1.合成新的高灵敏度有机显色剂合成新的高灵敏度有机显色剂2.2.采用分离富集和测定相结合采用分离富集和测定相结合3.采用三元采用三元(多元多元)配合物显色体系配合物显色体系 由一个中心金属离子与两

34、种由一个中心金属离子与两种(或两种以上或两种以上)不同配位体形成的配合不同配位体形成的配合物，称为三元物，称为三元(多元多元)配合物。配合物。多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合物多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第三配比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的协同作位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的协同作用，使共轭用，使共轭电子的流动性和电子跃迁几率增大。电子的流动性和电子跃迁几率增大。三元配合物

35、主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三元胶束元胶束(增溶增溶)配合物。配合物。一、普通分光光度法一、普通分光光度法1.1.单组分的测定单组分的测定 通常采用通常采用 A-C 标准曲线法定量测定。标准曲线法定量测定。2.2.多组分的同时测定多组分的同时测定 若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长处分别进行测定。这本质各自最大吸收波长处分别进行测定。这本质上与单组分测定没有区别。上与单组分测定没有区别。若各组分的吸收曲线互有重叠，则可根若各组分的吸收曲线互有重叠，则可根据吸光度的加合性求解

36、联立方程组得出各组据吸光度的加合性求解联立方程组得出各组分的含量。分的含量。A1=a1bca b1bcb A2=a2bca b2bcb 8-5 8-5 吸光光度法的应用吸光光度法的应用二、示差分光光度法（示差法）二、示差分光光度法（示差法）普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量较高时，将产生较大的误差。需采用示差法。即提高入含量较高时，将产生较大的误差。需采用示差法。即提高入射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比溶液。比溶液。设：待测溶液浓度为设：待测溶液浓度为c

37、cx x，标准溶液浓度为标准溶液浓度为c cs s(c cs s c cx x)。则：则：Ax=b cx As=b cs x s=b(cx cs）=bc 测得的吸光度相当于普通法中待测溶液与标准溶液的吸测得的吸光度相当于普通法中待测溶液与标准溶液的吸光度之差光度之差。示差分光光度法（示差法）示差分光光度法（示差法）AAx As=b(cx cs）=bc 测得的吸光度相当于普通法中待测溶液与标准溶液的测得的吸光度相当于普通法中待测溶液与标准溶液的吸光度之差吸光度之差A。示差法测得的吸光度与示差法测得的吸光度与c呈直线关系。由标准曲线上呈直线关系。由标准曲线上查得相应的查得相应的c值，则待测溶液浓度

38、值，则待测溶液浓度cx：cx=cs+c 示差法标尺扩展原理：示差法标尺扩展原理：普通法：普通法：cs的的T=10%；cx的的T=5%示差法：示差法：cs 做参比，调做参比，调T=100%则：则：cx的的T=50%；标尺扩展；标尺扩展10倍倍三、双波长分光光度法三、双波长分光光度法 不需空白溶液作参比；但需要两个单色器获得两束单色不需空白溶液作参比；但需要两个单色器获得两束单色光光(1 1和和2 2)；以参比波长以参比波长1 1处的吸光度处的吸光度A A11作为参比，来作为参比，来消除干扰。在分析浑浊或背景吸收较大的复杂试样时显示出消除干扰。在分析浑浊或背景吸收较大的复杂试样时显示出很大的优越性

39、。灵敏度、选择性、测量精密度等方面都比单很大的优越性。灵敏度、选择性、测量精密度等方面都比单波长法有所提高。波长法有所提高。A A A22 A A11 (22 11)b cb c 两波长处测得的吸光度差值两波长处测得的吸光度差值A与待测组分浓度成正比。与待测组分浓度成正比。11和和22分别表示待测组分在分别表示待测组分在1 1和和2 2处的摩尔吸光系数。处的摩尔吸光系数。关键问题关键问题:测量波长测量波长2 2和参比波长和参比波长1 1的选择与组合的选择与组合 以两组分以两组分x x和和y y的双波长法测定为例：的双波长法测定为例：设：设：x x为待测组分，为待测组分，y y为干扰组分，二者的

40、吸光度差分别为为干扰组分，二者的吸光度差分别为:Ax和和Ay，则该体系的总吸光度差则该体系的总吸光度差Ax+y为：为：Ax+y=A x+A y 如何选择波长如何选择波长1、2有一定的要求。有一定的要求。选择波长组合选择波长组合1 1 、2 2的基本要求是：的基本要求是：选定的波长选定的波长1 1和和2 2处干扰组分应具有相同吸光度，处干扰组分应具有相同吸光度，即：即：Ay=y=A y y22 A y y11=0=0故：故：Ax+y=x+y=A x=(x=(x x22x x11)bcbcx x此时：测得的吸光度差此时：测得的吸光度差A只与待测组分只与待测组分x x的浓度呈线性关系，的浓度呈线性关

41、系，而与干扰组分而与干扰组分y y无关。若无关。若x x为干扰组分，则也可用同样的方法为干扰组分，则也可用同样的方法测定测定y y组分。组分。可采用作图法选择符合可采用作图法选择符合上述两个条件的波长组合。上述两个条件的波长组合。在选定的两个波长在选定的两个波长1 1和和2 2处待测组分的吸光度应具有处待测组分的吸光度应具有足够大的差值。足够大的差值。本章小结本章小结 一、基本概念：一、基本概念：单色光、复合光、互补色光、吸收曲线、标单色光、复合光、互补色光、吸收曲线、标 准曲线、最大吸收波长、吸光度、透光率、摩尔吸光系数。准曲线、最大吸收波长、吸光度、透光率、摩尔吸光系数。二、基本定律：二、

42、基本定律：朗伯朗伯比尔定律比尔定律 Alg（I0/It)=b c 灵敏度的表示方法：灵敏度的表示方法：摩尔吸光系数摩尔吸光系数表示。表示。灵敏度的影响因素灵敏度的影响因素:显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择.光度法准确度的影响因素：光度法准确度的影响因素：（1 1）测量误差）测量误差:T=0.2%2%,但是但是T与与c不一致，不一致，c/c为为 测量误差，测量误差，c/c最小时最小时T=36.8%,A=0.434,A=0.20.7 (2)(2)由偏离朗伯由偏离朗伯-比尔定律而引入的误差比尔定律而引入的误差.三、基本计算：三、基本计算：(1)(1)朗伯朗伯比尔定律比尔定律 Alg（I0/It)=b c (2)(2)摩尔吸光系数摩尔吸光系数=A/bc (3)(3)误差：误差：c/c=(0.434/TlgT)T c/c最小时最小时,T=36.8%,A=0.434,A=0.20.7结束结束请选择内容：请选择内容：第一节第一节 基本原理基本原理第二节第二节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计第三节第三节 显色与测量条件的选择显色与测量条件的选择第四节第四节 分光光度测定方法分光光度测定方法第五节第五节 有机合物紫外光谱解析有机合物紫外光谱解析结束结束