吸光光度法 (2)讲稿.ppt
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1、关于吸光光度法(2)第一页,讲稿共七十三页哦原子吸收光谱法(或吸光光度法或分光光度法)分子吸收光谱法紫外紫外可见光分光光度法可见光分光光度法红外分光光度法红外分光光度法核磁共振谱法核磁共振谱法 1、定义:定义:基于物质对光的选择性吸收的分析方法基于物质对光的选择性吸收的分析方法 吸光光度法概述吸光光度法概述第二页,讲稿共七十三页哦2023/4/22、特点:、特点:(1)灵敏度高:)灵敏度高:10-310-6molL-1,适用微量组适用微量组分的测定。分的测定。(2)准确度高:准确度高:比色分析,相对误差比色分析,相对误差510%,分光光度法,分光光度法,25%;(3)应用广泛:)应用广泛:可测
2、定几乎所有无机物和许多有可测定几乎所有无机物和许多有机物;生产、科研广泛应用。机物;生产、科研广泛应用。(4)操作简便、仪器设备易普及。)操作简便、仪器设备易普及。第三页,讲稿共七十三页哦*3、原理:、原理:利用物质的颜色深浅与浓度的关系确定利用物质的颜色深浅与浓度的关系确定其含量其含量 许多物质具有颜色,许多物质具有颜色,例如例如 MnO4-粉红粉红Cr2O72-橙黄橙黄FeSCN2+血红血红颜色颜色深浅深浅与与浓度浓度有关有关.第四页,讲稿共七十三页哦2023/4/254、光学光谱区、光学光谱区(真空紫外)远红外中红外近红外可见近紫外远紫外10nm200nm中层电子200nm 400nm价
3、电子400nm 800nm价电子800 nm 2.5 m分子振动2.5 m 50 m分子振动50 m 300 m分子转动第五页,讲稿共七十三页哦2023/4/25、可见光:可见光:(1)单色光单色光:某一波长的光:某一波长的光(2)白光白光:七色光按不同比例混合的复合光:七色光按不同比例混合的复合光(3)互补光互补光:按一定比例混合为白光的:按一定比例混合为白光的两种两种光光 紫外紫外|紫紫|蓝蓝|青青|绿绿|黄黄|橙橙|红红|红外红外 400 450 480 500 560 600 650 750 nm 第六页,讲稿共七十三页哦2023/4/26、物质颜色与光、物质颜色与光互补色光:互补色光
4、:把两种适当把两种适当颜色的光按一定的强度比颜色的光按一定的强度比例混合,成为白光,称为例混合,成为白光,称为互补色光。互补色光。v无色:无色:对光谱中各种色光对光谱中各种色光透过程度相同。透过程度相同。v有色:有色:物质的颜色由它物质的颜色由它透过或反射的光决定。透过或反射的光决定。黑色黑色:几乎吸收所有的入射光。几乎吸收所有的入射光。白色白色:几乎全部反射入射光。几乎全部反射入射光。第七页,讲稿共七十三页哦2023/4/28/nm颜色颜色互补光互补光400-450紫黄绿450-480蓝蓝黄黄480-490青蓝青蓝橙橙490-500青青红红500-560绿绿红紫红紫560-580黄绿黄绿紫紫
5、580-610黄黄蓝蓝610-650橙橙青蓝青蓝650-760红红青青不同颜色的可见光波长及其互补光第八页,讲稿共七十三页哦2023/4/2如:如:KMnO4溶液呈紫红色,是因为其吸收了白溶液呈紫红色,是因为其吸收了白光中的绿色光,透过其互补色紫红色光;光中的绿色光,透过其互补色紫红色光;CuSO4溶液呈蓝色,是因为其吸收了黄色光,溶液呈蓝色,是因为其吸收了黄色光,透过其互补色蓝色光。透过其互补色蓝色光。光的互补光的互补:蓝:蓝 黄黄第九页,讲稿共七十三页哦2023/4/28.1 光的吸收基本定律光的吸收基本定律 朗伯朗伯-比尔(比尔(Larnbert-Beer)定律定律一一 朗伯朗伯-比耳定
6、律比耳定律(光吸收的基本定律光吸收的基本定律)1.透光率透光率T和吸光度和吸光度A 当强度为当强度为I0 的一束平行单色光通过任何均匀、非散射的一束平行单色光通过任何均匀、非散射性的吸光物质时,一部分被吸收性的吸光物质时,一部分被吸收(强度为强度为Ia),一部分被透过一部分被透过(强度为强度为It同时还有部分被折射或反射同时还有部分被折射或反射(强度可略强度可略)。则。则第十页,讲稿共七十三页哦2023/4/22.朗伯朗伯-比尔定律比尔定律A=L Lc cA 吸光度吸光度(absorbance)L 介质厚度介质厚度(length/cm)c 浓度浓度(concentration)吸光系数吸光系数
7、(absorptivity)第十一页,讲稿共七十三页哦2023/4/22)吸光系数)吸光系数(Absorptivity)的单位的单位:Lmol-1cm-1当当c的单位用的单位用molL-1表示时,用表示时,用k表示表示.k摩尔吸光系数摩尔吸光系数(Molar absorptivity)A bc 摩尔吸光系数摩尔吸光系数k的物理意义:的物理意义:它表示物质的浓度为它表示物质的浓度为1molL-1、液层的厚度为、液层的厚度为1cm时,溶液的吸光度。通常配制低时,溶液的吸光度。通常配制低浓度的溶液,测得浓度的溶液,测得A后,通过计算求得后,通过计算求得。第十二页,讲稿共七十三页哦2023/4/23)
8、吸光度)吸光度(A)、透光率、透光率(T)与浓度与浓度(c)的关系的关系ATcA=bc线性关系线性关系第十三页,讲稿共七十三页哦2023/4/2(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)不随浓度不随浓度c和光程长度和光程长度L的改变而改变的改变而改变。在温度和波长等在温度和波长等条件一定时,条件一定时,仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;度无关;(3)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。在最大吸收波值是不同的。在最大吸收波长长max处的摩尔吸收系数处的摩尔吸收系数
9、max表明了该表明了该吸收物质最大限度的吸光吸收物质最大限度的吸光能力能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。5.5.摩尔吸收系数摩尔吸收系数的讨论的讨论第十四页,讲稿共七十三页哦2023/4/27.7.朗伯朗伯-比尔定律的分析应用比尔定律的分析应用(Analytical applications of Lambert-Beers law)0 1 2 3 4 mol/LA。*0.80.60.40.20溶液浓度的测定溶液浓度的测定A LcA c工作曲线法工作曲线法(校准曲线校准曲线)Calibration curve第十五页,讲稿共七十三
10、页哦2023/4/2偏离比耳定律的原因偏离比耳定律的原因1.1.现象现象 标准曲线法测定未知溶液的浓度时,发现:标准曲线常标准曲线法测定未知溶液的浓度时,发现:标准曲线常发生弯曲(尤其当溶液浓度较高时),发生弯曲(尤其当溶液浓度较高时),这种现象称为对朗伯这种现象称为对朗伯比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。2.2.引起偏离的因素引起偏离的因素(两大类)(两大类)(1 1)物理性因素,)物理性因素,即仪器的非理想引起的;即仪器的非理想引起的;(2 2)化学性因素。)化学性因素。第十六页,讲稿共七十三页哦2023/4/2物理性因素:物理性因素:1 1、难以获得真正的纯单色光、难以获得真正的纯单色光。
11、分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致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、非平行入射光非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯都会引起对朗伯比耳定律的偏离,比耳定律的偏离,最最主要的是非单色光作为入射光引起的偏主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。离。第十七页,讲稿共七十三页哦2023/4/22 2、介质不均匀引起的偏离:、介质不均匀引起的偏离:胶体、乳浊液或悬胶体、乳浊液或悬浮物质溶液吸收、散射。浮物质溶液吸收、散射。第十八页,讲稿共七十三页哦2023/4/2(2)(2)化学性因素化学性因
12、素v朗伯朗伯比耳定律的假定:所有的吸光质点之间不发生相互作比耳定律的假定:所有的吸光质点之间不发生相互作用;用;仅在稀溶液仅在稀溶液(c10-2 mol L-1时,吸光质点间可能发生缔合等相时,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。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。等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化。例:例:CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O第十九页,讲稿共七十三页哦2023
13、/4/2v3.朗伯朗伯-比尔定律的适用条件比尔定律的适用条件v1)单色光单色光:应选用应选用 max处测定处测定v2)吸光质点形式不变:吸光质点形式不变:离解、络合、缔合会离解、络合、缔合会破坏线性关系,破坏线性关系,应控制条件应控制条件(酸度、浓度、介酸度、浓度、介质等质等)v3)稀溶液:稀溶液:浓度增大,分子之间作用增强浓度增大,分子之间作用增强第二十页,讲稿共七十三页哦*7、吸收曲线与最大吸收波长、吸收曲线与最大吸收波长 分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同,分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同,用不同波长的单色光照射,测吸光度用不同波长的单色光照射,测吸光度 吸收曲
14、线与最大吸吸收曲线与最大吸收波长收波长 max;吸收曲线吸收曲线:测量某种物质对测量某种物质对不同波长单色光的吸收程度,不同波长单色光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为以波长为横坐标,吸光度为纵坐标,得到的一条吸收光纵坐标,得到的一条吸收光谱曲线。谱曲线。第二十一页,讲稿共七十三页哦*吸收曲线的讨论:吸收曲线的讨论:(1)同一种物质对不同波)同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大处对应的波长称为最大最大吸收波长吸收波长max(2)不同浓度的同一种物)不同浓度的同一种物质,其吸收曲线形状相似质,其吸收曲线形状相似max不变。而对于不同物质,不
15、变。而对于不同物质,它们的吸收曲线形状和它们的吸收曲线形状和max则不同,则不同,判断干扰。判断干扰。(3)吸收曲线可以提供物质)吸收曲线可以提供物质的结构信息,并作为物质的结构信息,并作为物质定性定性分析分析的依据之一。的依据之一。第二十二页,讲稿共七十三页哦*吸收曲线的讨论:吸收曲线的讨论:(4)不同浓度的同一种物质,不同浓度的同一种物质,在某一定波长下吸光度在某一定波长下吸光度 A 有差有差异,在异,在max处吸光度处吸光度A 的差的差异最大。此特性可作为物异最大。此特性可作为物质质定量分析定量分析的依据。的依据。(5)在在max处吸光度随浓度变化的幅度最大,所以测定处吸光度随浓度变化的
16、幅度最大,所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中最灵敏。吸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的重要依据。依据。第二十三页,讲稿共七十三页哦2023/4/28.2 目视比色法、分光光度法及光度计目视比色法、分光光度法及光度计一、目视比色法一、目视比色法v1、定义:、定义:用眼睛比较溶液颜色深浅以测用眼睛比较溶液颜色深浅以测定物质含量的方法定物质含量的方法。v2、优点:、优点:设备简单,操作方便,不要求设备简单,操作方便,不要求严格遵守比尔定律严格遵守比尔定律。v3、用途、用途:用在要求不高的常规分析中用在要求不高的常规分析中。v4、缺点:、缺点:准确度不高,标准系列制作麻准确度不
17、高,标准系列制作麻烦,容易受干扰烦,容易受干扰。第二十四页,讲稿共七十三页哦2023/4/25、测定方法:、测定方法:标准系列法标准系列法。1)用同质材料的比色管)用同质材料的比色管 2)配制不同量的标准溶液)配制不同量的标准溶液 3)同量的显色剂,相同的实验条件,配成)同量的显色剂,相同的实验条件,配成一套标准色阶一套标准色阶 4)待测物与标准色阶的配制条件相同,置于色)待测物与标准色阶的配制条件相同,置于色阶中比较颜色度阶中比较颜色度 第二十五页,讲稿共七十三页哦2023/4/2方便、灵敏,准确度差。常用于限界分析。方便、灵敏,准确度差。常用于限界分析。观察方向观察方向目视比色法目视比色法
18、c4c3c2c1c1c2c3c4第二十六页,讲稿共七十三页哦2023/4/2二二.光电比色法光电比色法(colorimetry)通过滤光片通过滤光片(filter)得一窄范围的光得一窄范围的光(几十几十nm)光电比色计结构示意图光电比色计结构示意图灵敏度和灵敏度和准确度较准确度较差差第二十七页,讲稿共七十三页哦2023/4/2三三.吸光光度法吸光光度法(spectrophotometer)光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测系统检测系统稳压电源稳压电源通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光.波长可调波长可调,故选择性好故选择性好,准确度高准确度高.分光光度法的基本
19、部件第二十八页,讲稿共七十三页哦2023/4/2 吸光光度分析法中几种方法对比吸光光度分析法中几种方法对比方法方法原理原理入射光入射光单色器单色器检测量检测量常用常用仪器仪器特点特点目视比色目视比色A=Kbc标准系列标准系列复合光复合光透过光透过光强度强度比色比色管管简便易行简便易行 快速、准快速、准确度低确度低光电比色光电比色A=Kbc标准曲线标准曲线单色光单色光滤光片滤光片吸光度吸光度透光率透光率光电光电比色比色计计准确度准确度较高较高分光光度分光光度A=Kbc标准曲线标准曲线单色光单色光 棱镜棱镜或光栅或光栅吸光度吸光度透光度透光度分光分光光度光度计计准确度高准确度高应用广泛应用广泛第二
20、十九页,讲稿共七十三页哦2023/4/2 光度分析仪器的基本部件光度分析仪器的基本部件无论是光电比色计或分光光度计,都是由以下基本部件组成:无论是光电比色计或分光光度计,都是由以下基本部件组成:光源光源 单单 色色 器器 比色皿比色皿 光电转换器光电转换器 检测器检测器作用作用产生复合光产生复合光 把复合光变把复合光变 盛待测液盛待测液 将透过光转将透过光转 测量光电流并测量光电流并 成单色光成单色光 变为光电流变为光电流 将其转为将其转为A、T 常用常用 6-12v钨丝灯钨丝灯 滤光片滤光片 光学玻璃光学玻璃 光电池、光电池、光电管光电管元件元件 棱镜棱镜 或光栅或光栅 石英玻璃、石英玻璃、
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