紫外可见分光光度法..pptx

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1、非光谱法非光谱法 不以光的波长为特征讯号 例如折射法，浊度法，旋光法光谱法光谱法光光学学分分析析法法基于物质光化学性质而建立起来的分析方法 在光（或其它能量）的作用下，通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来进行分析的方法。分为：吸光光度法，发射光谱法第1页/共91页基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法,叫吸光光度法.包括：比色法：通过比较有色溶液颜色深浅 分光光度法：根据物质对一定波长的光的吸收程度 真空紫外光度法：10200 nm（远紫外光）紫外吸光光度法：200 400 nm（近紫外区）可见吸光光度法：400 750 nm 红外光度法：2.5 10

2、00 m 依据物质对不同波长范围光的吸收主要有：第2页/共91页 特点特点 灵敏度高：灵敏度高：测定下限可达测定下限可达10-510-6molL-1,10-4%10-5%准确度准确度 能够满足微量组分能够满足微量组分(1%)的测定要求的测定要求:Er:1%5%操作操作简便快速简便快速应用广泛应用广泛 第3页/共91页12.1 12.1 概述12.2 12.2 光度分析方案的设计 12.3 12.3 吸光光度法应用简介第4页/共91页12.1 12.1 概述概述12.1.1 光的基本性质光的基本性质12.1.2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收12.1.3 光吸收的基本定律光吸收的基本定

3、律 12.1.4 分光光度法及其仪器分光光度法及其仪器第5页/共91页波动性粒子性 E光的折射光的折射光的折射光的折射光的衍射光的衍射光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振光的偏振光的偏振光的干涉光的干涉光的干涉光的干涉光电效应光电效应光电效应光电效应光的波粒二象性光的基本性质第6页/共91页 c 真空中光速真空中光速：3.0 108m/s 波长：波长：1m=10-6m,1nm=10-9m,1=10-10m 频率，单位：赫兹频率，单位：赫兹 Hz 次次/秒秒 n 折射率，真空中为折射率，真空中为1：=c ；波数=1/=/c光的传播速度光的传播速度:波动性波动性第7页/共91页h普朗克普朗克(Plan

4、ck)常数常数 6.62610-34Js 频率频率E光量子具有的能量光量子具有的能量 单位：单位：J(焦耳焦耳)，eV(电子伏特电子伏特)1eV=1.6021019 J微粒性微粒性光是由光子流组成，光子的能量：第8页/共91页 结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 长(频率越低)，光量子的能量越低.波粒二象性波粒二象性第9页/共91页光谱区间光谱区间光谱区间光谱区间 射射线线x射射线线紫紫外外光光红红外外光光微微波波无无线线电电波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 见见 光光400750 nm0.1nm 10nm

5、 750nm0.1cm0.1mm1m1m1000m10nm200nm200400nm远紫外近紫外（真空紫外）第10页/共91页单色光单色光,复合光复合光 单色光 复合光单一波长的光单一波长的光单一波长的光单一波长的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光白光青蓝青绿黄橙红紫蓝互补色第11页/共91页M +热M+荧光或磷光M +h M*基态 激发态E1 （E）E2物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足物质对光的吸收满足Plank Plank 条条条条件件件件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

6、不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了这就构成了物质对光的选择吸收物质对光的选择吸收基础。基础。第12页/共91页1.吸收光与透射光吸收光与透射光当复合光照射到物体上时，一部分光被当复合光照射到物体上时，一部分光被吸收，而另一部分光则被透射过去。即：吸收，而另一部分光则被透射过去。即：入射光入射光=吸收光透射光吸收光透射光吸收光吸收光透射光透射光互补互补互补互补第13页/共91页物质的颜色与光的关系物质的颜色与光的关系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光的作用方式光的作用方式光的作用方式光的

7、作用方式表观现象示意表观现象示意表观现象示意表观现象示意复合光第14页/共91页/nm颜色颜色互补光互补光400-450紫黄绿450-480蓝蓝黄黄480-490绿蓝绿蓝橙橙490-500蓝绿蓝绿红红500-560绿绿红紫红紫560-580黄绿黄绿紫紫580-610黄黄蓝蓝610-650橙橙绿蓝绿蓝650-760红红蓝绿蓝绿不同颜色的可见光波长及其互补光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第15页/共91页300400500600700/nm 5451.00.80.60.40.2AbsorbanceMnO4-的吸收光谱的吸收光谱第16页/共91页2.吸收光谱吸收光谱(Abs

8、orption Spectra)S2S1S0A h 分子内电子跃迁分子内电子跃迁带状光谱带状光谱用不同波长的单色光照射，测吸光度 吸收曲线紫外可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。电子跃迁的同时，伴随着振动能级、转动能级的跃迁。带状光谱。第17页/共91页定性分析基础定性分析基础定量分析基础定量分析基础物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收在一定实验条件下在一定实验条件下,A cA c增增大大AB A 最大吸收波长 max第18页/共91页 （1）吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的所决定，反映了分子内部能级分布状况-定性分析基础 （2）吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比-定量分

9、析基础 同一种物质不同浓度下，其吸收曲线形状相似max不变。在max处吸光度A随浓度变化的幅度最大。所以测定最灵敏。此特性可作为定量分析时选择入射光波长的重要依据。Lambert-Beer定律吸收曲线的讨论：第19页/共91页1.透光率透光率 (透射比透射比,Transmittance)透光率定义透光率定义:T T 取值为取值为取值为取值为0.0%100.0%0.0%100.0%全部吸收全部吸收全部吸收全部吸收T=0.0%T=0.0%全部透射全部透射全部透射全部透射T=100.0%T=100.0%入射光强度入射光强度 I0透射光强度透射光强度It一束平行单色光第20页/共91页2.吸光度吸光度

10、(Absorbance)T T=0.0%=0.0%A A=T T=100.0%=100.0%A A=0.0=0.0溶液的T越大,说明对光的吸收越小,浓度低;T越小，溶液对光的吸收越大，浓度高1.00.50AcA100500T%TA,T,C三者的关系第21页/共91页吸光度的加合性在多组分体系中如果各吸光物质之间无相互作用这时体系总的吸光度等于各个吸光物质的吸光度之和。吸光度的测量：用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液 的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸收等。第22页/共91页3.光吸收基本定律:Lambert-Beer定律K-吸光系数吸光系数b-吸光液层的

11、厚度吸光液层的厚度(光程光程)，cmc-吸光物质的浓度，吸光物质的浓度，g/L,mol/L 当一束平行单色光通过均匀、透明的吸光介质时，其吸光度与吸光质点的浓度和吸收层厚度的乘积成正比.第23页/共91页吸光度与光程的关系吸光度与光程的关系 A=Kbc 0.10b0.202b0.00光源检测器显示器参比朗朗伯伯定定律律(1760)(1760)第24页/共91页吸光度与浓度的关系吸光度与浓度的关系 A=Kbc0.10c0.202 2c0.00光源检测器显示器参比比比尔尔定定律律(1852)第25页/共91页K K a吸光系数，吸光系数，L g 1 cm-1c：mol/Lc：g/Lc：g/100

12、mLK 比比吸光系数吸光系数,100mL g-1 cm-1吸光系数吸光系数(K)入射光波长入射光波长物质的性质物质的性质温度温度与浓度无关与浓度无关,取值与浓度的单位相关取值与浓度的单位相关摩尔吸光系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1第26页/共91页 朗伯-比尔定律的适用条件单色光单色光 应选用应选用 max处或肩峰处测定处或肩峰处测定.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.吸光质点形式不变吸光质点形式不变 离解、络合、缔合会破坏线性关系离解、络合、缔合会破坏线性关系,应控制条件应控制条件(酸度、浓度、介质等酸度、浓度、介质等).第27页/共91页溶液浓

13、度的测定A b c工作曲线法(校准曲线)朗伯-比尔定律的分析应用 0 1.0 2.0 3.0 4.0 c(mg/mL)A。*0.800.600.400.200.00Axcx第28页/共91页 偏离朗伯偏离朗伯 比耳定律的原因比耳定律的原因 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），这种现象称为对朗伯 比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：（1 1）物理性因素，即仪器的非理想引起的；（2 2）化学性因素。第29页/共91页（1）物理性因素 单色光不纯，导致负偏差。散射光的影响，胶体、乳浊液或悬浊液由于散射的作用使吸光度增大，或入射光不是垂直通过比色

14、皿（非平行入射光）产生正偏差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待测物质的最大吸收波长且吸收曲线较平坦处。第30页/共91页(2)(2)化学性因素吸光质点的相互作用，浓度较大时，产生负偏差，朗伯-比尔定律只适合于稀溶液（C 105 超高灵敏度高灵敏度 =(610）104 高灵敏 =(26)104 中等灵敏度中等灵敏度;10104 4*选择性好选择性好*显色剂在测定波长处无明显吸收。显色剂在测定波长处无明显吸收。对照性好对照性好,maxmax60 nm.60 nm.*反应生成的有色化合物反应生成的有色化合物组成恒定组成恒定，稳定，稳定。*显色条件易于控制，显

15、色条件易于控制，重现性好重现性好。第56页/共91页要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别应尽可能大。RAMRR MR第57页/共91页Fe3+磺基水杨酸 三磺基水杨酸铁(黄色)（组成固定）Fe3+SCN-FeSCN2+、Fe(SCN)2+（组成不固定）第58页/共91页四.显色条件的确定c(R)c(R)c(R)1.显色剂用量显色剂用量 Mo(SCN)32+浅红Mo(SCN)5 橙红Mo(SCN)6-浅红Fe(SCN)n3-n选择曲线变化平坦处。第59页/共91页2.显色反应酸度显色反应酸度 OHOH-酸度的影响酸度的影响酸度的影响酸度的影响副反应副反应副反应副反应M +nR =MRnM +nR

16、 =MRnH H+存在型体的变化存在型体的变化存在型体的变化存在型体的变化RH =R-+H+生成不同配比的络合物生成不同配比的络合物生成不同配比的络合物生成不同配比的络合物例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸(ssal)Fe ssal)Fe 3+3+pH=2 3FeR紫红色紫红色pH=4 7FeR2橙色橙色pH=8 10 FeR3黄色黄色 pH12 Fe(OH)3 沉淀第60页/共91页pH1pH Cs）Ax适宜 高 浓度的测定A C CxAx差示工作曲线标准溶液cs、c1、c2、c3。以cs作参比，调A=0.测 c1、c2、c3的 A，用 A对 c作图.同条件下测 Ax.

17、从差示工作曲线中查出 cx.第83页/共91页示差法提高准确度的实质常规法TxT0 5 1050100 落在测量误差较 大 的范围示差法T0 5 1050100TrTsTs 落在测量误差较 小 的范围结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度标尺扩展10倍第84页/共91页络合物组成的测定络合物组成的测定(1)(1)摩尔比法摩尔比法(饱和法)固定固定cM,改变改变c cR R 从 0 开始增大M +nR =MRnCMRnCR第85页/共91页在特定波长测定 R=0,M=0,MRn 0 R 0,M 0,MRn=0CR/CMA ACR/CMnACR/CMn第86页/共91页(2)等摩尔连续

18、变化法（Job）:CM/C 从 0 1 R=0,M=0,MRn 0 R 0,M 0,MRn=000.51.0ACM/C0.33n=1,CM/C=0.5n=2,CM/C=0.3300.51.0ACM/C第87页/共91页目视比色法目视比色法目视比色法目视比色法标准系列标准系列未知样品未知样品特点特点利用自然光利用自然光比较吸收光的互补色光比较吸收光的互补色光准确度低准确度低(半定量半定量)不可分辨多组分不可分辨多组分方法简便，灵敏度高方法简便，灵敏度高第88页/共91页1.了解分子对光的吸收.吸收曲线定性分析的基础。2.掌握光吸收基本定律:朗伯-比尔定律定量分析的基础A=Kbc=-lgT 式中各

19、参数的物理意义，定量计算。3.分光光度计基本部件;4.灵敏度的表示 、S 5.显色反应及条件的确定:显色剂用量、酸度、时间、温度、干扰及消除。6.吸光测量条件的选择：波长、浓度、参比的选择7.应用及方法:单一组分测定示例、多组分测定、高浓度组分测定、络合物组成的测定.本章要求第89页/共91页1.取钢样1.00g，溶解，将其中锰氧化成高锰酸盐，准确 配 制 成 250mL，测 得 其 A为 1.0010-3molL-1KMnO4溶液A的1.5倍。计算钢样中锰的百分含量。（锰的原子量为54.94）2.含铁约0.2%的试样，用邻二氮菲光度法（=1.110 4）测定。试样溶解后稀释至100mL，用1.00cm比色皿，在508nm波长下测定A。a）为使A测量引起的浓度相对误差最小，应当称取试样多少克？b）如果所用光度计吸光度最适宜范围为0.200至0.650，测定时应控制含铁的浓度范围为？（铁的原子量为55.85）第90页/共91页感谢您的观看！第91页/共91页