分析化学第十章精选PPT.ppt
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1、分析化学课件第十章第1页,此课件共61页哦KMnO4白光白光吸收绿光。吸收绿光。浓度越大浓度越大,颜色越深;浓度越颜色越深;浓度越小,颜色越浅。小,颜色越浅。1吸光光度法吸光光度法比色法比色法目视比色法目视比色法光电比色法:光电比色计光电比色法:光电比色计分光光度法分光光度法可见分光光度法(本章内容)可见分光光度法(本章内容)紫外分光光度法紫外分光光度法红外吸收光谱法红外吸收光谱法现代分析化学的现代分析化学的“武器常规武器常规 ”第2页,此课件共61页哦 特点特点(与化学分析比较):(与化学分析比较):a.灵敏(可测灵敏(可测1%-10-3%微量组分微量组分)b.准确(准确(Er=2%-5%)
2、c.操作简便,快速(测微量)操作简便,快速(测微量)d.应用广(无机、有机均可测)应用广(无机、有机均可测)1各类分析方法比较各类分析方法比较分析方法分析方法类别类别含量含量相对误差相对误差滴定分析法滴定分析法化学分析法化学分析法1%0.1%-0.2%重量分析法重量分析法吸光光度法吸光光度法仪器分析法仪器分析法1%2%-5%第3页,此课件共61页哦光的波粒二象性光的波粒二象性波动性波动性粒子性粒子性 E光的折射光的折射光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振光的干涉光的干涉光电效应光电效应E:光子的能量(:光子的能量(J,焦耳)焦耳):光子的频率(:光子的频率(Hz,赫兹)赫兹):光子的波长(:光子的
3、波长(nm)c:光速(:光速(2.9979X1010cm.s-1)一、光的基本性质一、光的基本性质2 第一节第一节 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收(普朗克方程)(普朗克方程)第4页,此课件共61页哦,E;,E 射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 见见 光光可见光可见光:400-750nm近紫外:近紫外:200-400nm近红外:近红外:7502500nm3电磁波谱电磁波谱第5页,此课件共61页哦可见光可见光 400-750nm3色散色散红红橙橙黄黄绿绿青青青蓝青蓝蓝蓝紫紫65
4、0-750 nm600-650 nm580-600 nm500-580 nm490-500 nm480-490 nm450-480 nm400-450400-450 nmnm单色光单色光:单一波长单一波长的光的光复合光复合光:由由不同波长不同波长的光组合而成的光的光组合而成的光混合混合第6页,此课件共61页哦 光的互补光的互补:若两种不同颜色的单色光按一定的若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光强度比例混合得到白光,那么就称这两种单色光为互补色光,这种现象称为光的互补。为互补色光,这种现象称为光的互补。蓝蓝黄黄紫红紫红绿绿紫紫黄绿黄绿绿蓝绿蓝橙橙红红蓝绿蓝绿4
5、第7页,此课件共61页哦完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意复合光复合光二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收Why?光作用于物质时,物质吸收了可见光,而显示出特征的光作用于物质时,物质吸收了可见光,而显示出特征的颜色。颜色。物质呈现的颜色与光有着密切的关系,物质呈现何种物质呈现的颜色与光有着密切的关系,物质呈现何种颜色,与光的组成和物质本身的结构有关。颜色,与光的组成和物质本身的结构有关。6(一)颜色与光的关系(一)颜色与光的关系第8页,此课件共61页哦 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光,物质就物质选择性地吸收白光中某种颜色
6、的光,物质就会呈现其互补色光的颜色。会呈现其互补色光的颜色。7 物质的电子结构不同,所能吸收光的波长也不同,物质的电子结构不同,所能吸收光的波长也不同,这就构成了物质对光的选择吸收基础。这就构成了物质对光的选择吸收基础。溶液颜色的深浅,取决于溶液中吸光物质浓度的溶液颜色的深浅,取决于溶液中吸光物质浓度的高低。高低。红红蓝绿蓝绿紫红紫红绿绿紫紫黄绿蓝黄黄绿蓝绿蓝橙橙第9页,此课件共61页哦物质的颜色物质的颜色吸收光吸收光 颜色颜色波长范围波长范围(,nm)黄绿黄橙红紫红紫蓝绿蓝蓝绿紫蓝绿蓝蓝绿绿黄绿黄橙红400-450450-480480-490490-500500-560560-580580-
7、600600-650650-750互补色互补色第10页,此课件共61页哦(二)吸收曲线(吸收光谱)(二)吸收曲线(吸收光谱)7 吸光度(吸光度(A A)与波长()与波长()的关系曲线。)的关系曲线。第11页,此课件共61页哦定性分析基础定性分析基础 不同的物质具有不同的分不同的物质具有不同的分子结构,因而具有不同的吸收子结构,因而具有不同的吸收曲线,可以根据吸收曲线的形曲线,可以根据吸收曲线的形状和最大吸收波长的位置,对状和最大吸收波长的位置,对物质进行定性分析。物质进行定性分析。定量分析基础定量分析基础 在同一波长下,物质的浓度越在同一波长下,物质的浓度越大,物质对光吸收程度越大。大,物质对
8、光吸收程度越大。图图10-2 KMnO4溶液的吸收溶液的吸收曲线曲线(cKMnO4:abc104Lmol-1cm-1的方法是较灵敏的。的方法是较灵敏的。与与a的关系为:的关系为:=aM 桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度S:当光度仪器的检测极限为:当光度仪器的检测极限为A0.001时,时,单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。ug/cm2第19页,此课件共61页哦解:解:14第20页,此课件共61页哦吸光度吸光度A A具有加和性。具有加和性。注意:注意:12A=A1+A2+.+An 在某一波长,溶液中含有对该波长的光产生吸收的多种在某一波长,溶液中含
9、有对该波长的光产生吸收的多种物质,那么溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的吸物质,那么溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的吸光度之和。光度之和。A1=1bc1A2=2bc2 An=nbcnA=1bc1+2bc2+nbcn 第21页,此课件共61页哦(三)(三)标准曲线的绘制及其应用标准曲线的绘制及其应用0 1 2 3 4 C/molL-1A。*0.80.60.40.20依依 A=bC 标准曲线的斜率为:标准曲线的斜率为:tan=dA/dc =b b为定值为定值故由曲线的斜率即可求出故由曲线的斜率即可求出 标标准准曲曲线线:A-C(吸吸光光度度-浓浓度度)曲曲线线,又又称称校校准准曲曲线线或
10、工作曲线或工作曲线 15第22页,此课件共61页哦二、引起偏离朗伯比耳定律的因素二、引起偏离朗伯比耳定律的因素负偏离负偏离正偏离正偏离第23页,此课件共61页哦(一)(一)物理因素物理因素原因:原因:1.1.非单色光;非单色光;2.2.非平行入射光;非平行入射光;3.3.介质不均匀介质不均匀1.1.非单色光(仪器本身所致)非单色光(仪器本身所致)仪器使用的是连续光源,用单色器分光,由于单色器仪器使用的是连续光源,用单色器分光,由于单色器色散能力的限制和出口狭缝要保持一定的宽度,所以我们色散能力的限制和出口狭缝要保持一定的宽度,所以我们不可能得到纯的单色光。不可能得到纯的单色光。16第24页,此
11、课件共61页哦非单色光引起的偏移非单色光引起的偏移 复合光由复合光由 1和和 2组成,对于浓度不同的溶液组成,对于浓度不同的溶液a和和b,引起的吸光度的偏差不一样,浓度大,复合光引起的误差大,引起的吸光度的偏差不一样,浓度大,复合光引起的误差大,故在高浓度时线性关系向下弯曲。故在高浓度时线性关系向下弯曲。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,比尔定律所以,比尔定律应在一定的浓度范应在一定的浓度范围内使用围内使用第25页,此课件共61页哦A克服方法:克服方法:3.3.介质不均匀介质不均匀散射、假吸收。散射、假吸收。克服方法:避免溶液产生胶体
12、或浑浊克服方法:避免溶液产生胶体或浑浊2.2.非平行入射光非平行入射光 导致光束的平均光程导致光束的平均光程bb大于大于吸收池厚度吸收池厚度b b,实际测得的吸光度,实际测得的吸光度大于理论值,产生正偏离。大于理论值,产生正偏离。入射光会因散射入射光会因散射 而损失,导致而损失,导致T T减小,实测的减小,实测的A A偏高偏高17b.b.入射波长入射波长 选择在峰值位置(在波峰选择在峰值位置(在波峰有一个有一个A A值相差较小的区域)值相差较小的区域)a.a.尽量选用较好的单色器尽量选用较好的单色器第26页,此课件共61页哦例,聚合引起的对吸光定律的偏离例,聚合引起的对吸光定律的偏离单体:单体
13、:2 max=660 nm二聚体:二聚体:max=610 nmA 660 nm610 nmAC max=660 nm(二)(二)化学因素化学因素 1.1.溶液浓度过高;溶液浓度过高;2.2.化学反应化学反应有色物离解、有色物离解、缔合缔合.18第27页,此课件共61页哦例如例如 Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H+2CrO42-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 此点两吸收物质的此点两吸收物质的吸光度相等吸光度相等 第28页,此课件共61页哦第三节第三节 吸光光度法及仪器吸
14、光光度法及仪器一、目视法一、目视法c4c3c2c1c1c2c3c42.特点:简单、可测微量,复合光,误差大。特点:简单、可测微量,复合光,误差大。观察方向观察方向观察方向观察方向1.方法:方法:19第29页,此课件共61页哦二、二、光电比色法光电比色法 通过滤光片得一窄通过滤光片得一窄范围的光范围的光(几十几十nm)nm)光电比色计结构示意图光电比色计结构示意图1.1.方法:方法:(滤光片获取单色光)(滤光片获取单色光)AC2.2.特点:准确度较高(消除人眼的主观因素)特点:准确度较高(消除人眼的主观因素)选择性较好(滤光片、参比液可消除干扰)选择性较好(滤光片、参比液可消除干扰)第30页,此
15、课件共61页哦三、分光光度法三、分光光度法1.1.方法:同上。方法:同上。不同点:不同点:光栅或棱镜获取单色光光栅或棱镜获取单色光四、基本构造四、基本构造 由光源、单色器(分光系统)、吸收池(比色由光源、单色器(分光系统)、吸收池(比色皿)、检测系统、信号显示系统五大部分组成。皿)、检测系统、信号显示系统五大部分组成。单色光纯度高(可精选某一波长,准)单色光纯度高(可精选某一波长,准)测定多组分(利用测定多组分(利用A的加和性)的加和性)应用范围广(无色、有色)应用范围广(无色、有色)2.2.特点:特点:第31页,此课件共61页哦 分光光度计的组成分光光度计的组成光源光源单色器单色器吸收池吸收
16、池检测系统检测系统显示系统显示系统第32页,此课件共61页哦紫外紫外-可见分光光度计组件可见分光光度计组件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系统信号显示系统氢灯,氘灯,氢灯,氘灯,185 375 nm;钨灯,钨灯,400 2500 nm.基本要求:光源强,能量分布均匀,稳定基本要求:光源强,能量分布均匀,稳定作用:将复合光色散成单色光作用:将复合光色散成单色光棱镜棱镜光栅光栅玻璃,玻璃,360 3200 nm,石英,石英,200 4000 nm平面透射光栅,平面透射光栅,反射光栅反射光栅玻璃,光学玻璃,石英。玻璃,光学玻璃,石英。玻璃比色皿玻璃比色皿可见光区可见光区石英石英比
17、色皿比色皿可见光区、紫外光区可见光区、紫外光区作用:接收透射光,将光信号转换为电信号,并放大作用:接收透射光,将光信号转换为电信号,并放大 光电管,光电倍增管,光电二极管,光导摄像管(多道光电管,光电倍增管,光电二极管,光导摄像管(多道分析器)分析器)表头、记录仪、屏幕、数字显示表头、记录仪、屏幕、数字显示第33页,此课件共61页哦第四节第四节 吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择一、显色反应及其条件的选择一、显色反应及其条件的选择(一)显色反应和显色剂(一)显色反应和显色剂定义定义:将被测组分转变为:将被测组分转变为“有色物质有色物质”的反应的反应 M无色无色+R=MR有色有色(
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