83 吸光光度法的灵敏度与准确度 - 北京工业大学.ppt

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1、1 显色反应显色反应 8.3 显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素2 显色剂显色剂3 显色条件的确定显色条件的确定5 测定中的干扰以及消除方法测定中的干扰以及消除方法4 测量条件的选择测量条件的选择1 1为什么显色？为什么显色？官能团强吸收官能团强吸收官能团强吸收官能团强吸收直接测定直接测定直接测定直接测定UV-VISUV-VIS官能团弱吸收官能团弱吸收官能团弱吸收官能团弱吸收衍生化反应衍生化反应衍生化反应衍生化反应UV-VISUV-VIS显色显色显色显色反应反应反应反应通常通过显色反应生成通常通过显色反应生成通常通过显色反应生成通常通过显色反应生成吸光系数大吸光系数大吸光系数大吸光系数大

2、的有色的有色的有色的有色物质进行测定，以提高灵敏度物质进行测定，以提高灵敏度物质进行测定，以提高灵敏度物质进行测定，以提高灵敏度3 332+桔红色桔红色桔红色桔红色 510510邻二氮菲有机物质有机物质有机物质有机物质无机物质无机物质无机物质无机物质1 显色反应：显色反应：被测组分被测组分被测组分被测组分转变转变转变转变为有色化合物的反应为有色化合物的反应为有色化合物的反应为有色化合物的反应2 2对显色反应的要求对显色反应的要求l l选择性好，选择性好，显色条件易于控制，重现性好；显色条件易于控制，重现性好；l l灵敏度高，灵敏度高，一般一般10 4;l l生成的显色化合物生成的显色化合物稳定

3、稳定；l l显色化合物与显色剂的显色化合物与显色剂的颜色差异大，颜色差异大，显色剂显色剂在测定波长处无明显吸收在测定波长处无明显吸收,对照性好对照性好,max 60 nm3 3显色反应的类型（1）氧化还原反应：）氧化还原反应：如测水中的如测水中的Mn2+，用，用过硫酸铵将过硫酸铵将Mn2+氧化为紫红色氧化为紫红色MnO4-，在，在波长波长525nm处有强吸收处有强吸收（2）络合反应：）络合反应：对无机阳离子的显色反应，对无机阳离子的显色反应，如如Fe2+与邻二氮菲与邻二氮菲的络合物在的络合物在510nm处有处有强吸收强吸收4 42 显色剂l l无机显色剂：无机显色剂：l l有机显色剂有机显色剂

4、：多为：多为螯合剂螯合剂，形成，形成的络合物稳定、选择性好，灵敏的络合物稳定、选择性好，灵敏度高等，度高等，常用常用5 5有机显色剂有机显色剂CH3CCCH3 HON NOH NNOHCOOHSO3HOO型：型：NNNOH OHON型型：PARNH NHNSNS型型：双硫腙，能与双硫腙，能与双硫腙，能与双硫腙，能与2020多重金属离多重金属离多重金属离多重金属离子形成有色鳌合物子形成有色鳌合物子形成有色鳌合物子形成有色鳌合物NN型：型：丁二丁二酮肟酮肟邻二邻二氮菲氮菲磺基水杨酸磺基水杨酸6 63 显色条件的确定显色条件的确定单因素试验法单因素试验法CRCR1 1）显色剂用量（显色剂用量（显色剂

5、用量（显色剂用量（MAXMAX C CMM、pHpH一定）一定）一定）一定）作作作作 A A C CR R 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 C CR R 范围范围范围范围ACR 一般选择线性范围内有一般选择线性范围内有一般选择线性范围内有一般选择线性范围内有最大吸光度、且显色剂用量最少最大吸光度、且显色剂用量最少最大吸光度、且显色剂用量最少最大吸光度、且显色剂用量最少的点。的点。的点。的点。在测定波长在测定波长在测定波长在测定波长 MAXMAX 、被测组分浓度、被测组分浓度、被测组分浓度、被测组分浓度C CMM一定条件下，一定条件下，一定条件下，一定条件下，影影影影响

6、显色反应的因素响显色反应的因素响显色反应的因素响显色反应的因素有：有：有：有：显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量、显色剂用量、pHpH、温度、反、温度、反、温度、反、温度、反应时间、干扰组分等应时间、干扰组分等应时间、干扰组分等应时间、干扰组分等 7 7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 +M +nRnR =MRnMRnOHOH-HH+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 RH =R R-+H +H+1 1 2 2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，

7、磺基水杨酸 Fe Fe 3+3+pH=2 3pH=2 3FeRFeR紫红色紫红色紫红色紫红色pH=4 7pH=4 7FeRFeR2 2橙色橙色橙色橙色pH=8 10pH=8 10FeRFeR3 3黄色黄色黄色黄色2)显色反应酸度显色反应酸度反应的完成程度反应的完成程度反应的完成程度反应的完成程度8 8pH38为适宜为适宜的酸度范围的酸度范围邻二氮邻二氮菲亚铁反应完全程度与菲亚铁反应完全程度与pH的关系的关系 9 9固定固定CM、CR，作作 A pH 曲线，寻找曲线，寻找适适宜宜 pH 范围范围。pH1pH c cx x 的标准溶液调的标准溶液调的标准溶液调的标准溶液调T=0%T=0%l l或用

8、或用或用或用c cs s 1mg/L1mg/L直接用纳氏试剂测定直接用纳氏试剂测定直接用纳氏试剂测定直接用纳氏试剂测定,NHNH3 3 1mg/L 5mg/L5mg/L时直接用酸碱滴定测定时直接用酸碱滴定测定时直接用酸碱滴定测定时直接用酸碱滴定测定纳氏试剂纳氏试剂纳氏试剂纳氏试剂（碘化汞和（碘化汞和（碘化汞和（碘化汞和碘化钾的强碘化钾的强碘化钾的强碘化钾的强碱溶液）碱溶液）碱溶液）碱溶液）24蒸馏蒸馏-滴定法滴定法 适合于氨氮浓度较高的水样，方法检出下限为适合于氨氮浓度较高的水样，方法检出下限为0.2 mg/L0.2 mg/L。先用蒸馏法将氨蒸出，吸收于硼酸溶液。先用蒸馏法将氨蒸出，吸收于硼酸

9、溶液中，再用酸标准溶液滴定馏出液中的铵中，再用酸标准溶液滴定馏出液中的铵电极法电极法 是利用是利用氨气敏复合电极氨气敏复合电极进行氨氮的定量测试，进行氨氮的定量测试，该法不受水样颜色和浊度的干扰，水样不必进行预该法不受水样颜色和浊度的干扰，水样不必进行预处理，测定范围为处理，测定范围为0.03-1400 mg/L0.03-1400 mg/L。25N(1-萘基萘基)乙二胺比色法乙二胺比色法1 1 1 1）在酸性溶液中，）在酸性溶液中，）在酸性溶液中，）在酸性溶液中，NONONONO2 2 2 2与对氨基苯磺酰胺与对氨基苯磺酰胺与对氨基苯磺酰胺与对氨基苯磺酰胺生成生成生成生成重氮盐重氮盐重氮盐重氮

10、盐：2 2 2 2）重氮盐重氮盐重氮盐重氮盐与与与与N-N-N-N-（1-1-1-1-萘基）萘基）萘基）萘基）-乙二胺乙二胺乙二胺乙二胺偶联偶联偶联偶联生成红色染料：生成红色染料：生成红色染料：生成红色染料：（红色染料）（红色染料）（红色染料）（红色染料）（maxmax=540nm=540nm）2）亚硝酸盐氮：）亚硝酸盐氮：N N N N(1-(1-(1-(1-萘基萘基萘基萘基)乙二胺比色法乙二胺比色法乙二胺比色法乙二胺比色法（GB 13580.7-92GB 13580.7-92GB 13580.7-92GB 13580.7-92）、）、）、）、萘胺比色法（萘胺比色法（萘胺比色法（萘胺比色法（

11、GB 13589.5-GB 13589.5-GB 13589.5-GB 13589.5-92929292）和分光光度法（）和分光光度法（）和分光光度法（）和分光光度法（GB 7493-87GB 7493-87GB 7493-87GB 7493-87）、离子色谱法等。）、离子色谱法等。）、离子色谱法等。）、离子色谱法等。26263）硝酸盐氮）硝酸盐氮 硝硝酸酸盐盐氮氮的的测测定定方方法法主主要要有有酚酚二二磺磺酸酸光光度度法法（GB GB 74740-870-87）、麝麝香香草草酚酚分分光光光光度度法法、紫紫外外分分光光光光度度法法、镉镉柱柱还还原原法法、离离子子色色谱谱法法和电极流动法等。和电

12、极流动法等。2727酚二磺酸光度法酚二磺酸光度法黄色化合物黄色化合物黄色化合物黄色化合物（maxmax=410nm=410nm）28麝香草酚分光光度法麝香草酚分光光度法测量原理：测量原理：测量原理：测量原理：硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成黄色化合物黄色化合物黄色化合物黄色化合物，415nm415nm下测定。下测定。下

13、测定。下测定。适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测质量浓度为质量浓度为质量浓度为质量浓度为 0.12mg/L0.12mg/L硝酸盐氮（以硝酸盐氮（以硝酸盐氮（以硝酸盐氮（以N N计）。计）。计）。计）。干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，可用氨基磺酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用氨基磺酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用氨基磺

14、酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用氨基磺酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用硫酸银消除可用硫酸银消除可用硫酸银消除可用硫酸银消除 2929紫外分光光度法紫外分光光度法水水水水样样样样经经经经预预预预处处处处理理理理后后后后，分分分分别别别别在在在在220 220 220 220 nmnmnmnm、275 275 275 275 nmnmnmnm处处处处测测测测2 2 2 2次次次次吸吸吸吸光光光光度度度度，根根根根据据据据两两两两次次次次吸吸吸吸光光光光度度度度值值值值，引引引引入入入入吸吸吸吸光光光光度度度度的的的的经经经经验校正值验校正值验校正值验校正值A A A A校校校校，进行定

15、量测定。，进行定量测定。，进行定量测定。，进行定量测定。A A A A校校校校A A A A2202202202202A2A2A2A275 275 275 275 式式式式中中中中，A A A A220 220 220 220 220 220 220 220 nmnmnmnm波波波波长长长长处处处处测测测测得得得得的的的的吸吸吸吸光光光光度度度度，包括包括包括包括硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐 +溶解有机物溶解有机物溶解有机物溶解有机物产生的吸收；产生的吸收；产生的吸收；产生的吸收；A A A A275275275275 275 275 275 275 nmnmnmnm波波波波长长长长处处处处测测测

16、测得得得得的的的的吸吸吸吸光光光光度度度度，仅仅仅仅有机物有机物有机物有机物产生吸收。产生吸收。产生吸收。产生吸收。30304）凯氏氮）凯氏氮 凯凯凯凯氏氏氏氏氮氮氮氮是是是是指指指指以以以以凯凯凯凯氏氏氏氏（KjeldahlKjeldahlKjeldahlKjeldahl）法法法法测测测测得得得得的的的的含含含含氮氮氮氮量量量量，包包包包括括括括氨氨氨氨氮氮氮氮 +有有有有机机机机氮氮氮氮化化化化合合合合物物物物（在在在在此此此此条条条条件件件件下下下下能能能能被被被被转转转转化为铵盐的有机物）化为铵盐的有机物）化为铵盐的有机物）化为铵盐的有机物）有机氮有机氮有机氮有机氮 =凯式氮凯式氮凯式

17、氮凯式氮 -氨氮氨氮氨氮氨氮3131凯氏定氮法原理凯氏定氮法原理l l消消消消化化化化：样样样样品品品品与与与与浓浓浓浓硫硫硫硫酸酸酸酸和和和和催催催催化化化化剂剂剂剂（硫硫硫硫酸酸酸酸铜铜铜铜）一一一一同同同同加加加加热热热热消消消消化化化化，使使使使蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分解解解解，其其其其中中中中碳碳碳碳和和和和氢氢氢氢被被被被氧氧氧氧化化化化为为为为二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳和和和和水水水水逸逸逸逸出出出出，而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合

18、成硫酸铵。l l蒸馏：加碱蒸馏，蒸馏：加碱蒸馏，蒸馏：加碱蒸馏，蒸馏：加碱蒸馏，使氨蒸出。使氨蒸出。使氨蒸出。使氨蒸出。l l吸收：用吸收：用吸收：用吸收：用H H3 3BOBO3 3吸收吸收吸收吸收l l滴滴滴滴定定定定：以以以以标标标标准准准准HClHCl溶溶溶溶液液液液滴滴滴滴定定定定。根根根根据据据据标标标标准准准准酸酸酸酸消消消消耗耗耗耗量量量量可可可可以以以以计计计计算算算算出蛋白质的含量。出蛋白质的含量。出蛋白质的含量。出蛋白质的含量。l l或或或或纳氏试剂光度法测氨氮纳氏试剂光度法测氨氮纳氏试剂光度法测氨氮纳氏试剂光度法测氨氮测定整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定测定整个过

19、程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定测定整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定测定整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定3232凯氏定氮装置凯氏定氮装置1.安全管安全管 2.导管导管 3.汽水分离器汽水分离器 4.塞子塞子 5.进样口进样口 6.冷凝管冷凝管 7.吸收瓶吸收瓶 8.隔热液套隔热液套 9.反应管反应管 10.蒸汽发生器蒸汽发生器1.消化样品消化样品2.浓浓H2SO43.CuSO45H2O4.K2SO4样样品品空空白白2.蒸蒸NH33333 食品和其原料中蛋白质含量的测定，国内外普食品和其原料中蛋白质含量的测定，国内外普食品和其原料中蛋白质含量的测定，国内外普食品和其原料中蛋白质含量的

20、测定，国内外普遍应用遍应用遍应用遍应用凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法凯氏定氮法测定总氮量，然后乘一个蛋测定总氮量，然后乘一个蛋测定总氮量，然后乘一个蛋测定总氮量，然后乘一个蛋白质换算系数。白质换算系数。白质换算系数。白质换算系数。蛋白质换算系数：蛋白质换算系数：蛋白质换算系数：蛋白质换算系数：=N6.25=蛋白质含量蛋白质含量凯氏法测定牛奶中的蛋白质含量凯氏法测定牛奶中的蛋白质含量3434牛奶造假牛奶造假l l凯氏定氮只能测出含氮量而无法测凯氏定氮只能测出含氮量而无法测出氮的来源。一些出氮的来源。一些非蛋白原料非蛋白原料,如如尿素以及尿素类成品可以通过检测尿素以及尿素类成品可以通过检测氨氮的方

21、法检测出来氨氮的方法检测出来,而三聚氰胺而三聚氰胺抗氨氮测定抗氨氮测定l l三聚氰胺分子式三聚氰胺分子式:C:C3 3N N6 6H H6 6，是一种重，是一种重要的氮杂环有机化工原料。其分子要的氮杂环有机化工原料。其分子中含氮量为中含氮量为66.6%,66.6%,折合成粗蛋白含折合成粗蛋白含量为量为416.27%,416.27%,掺入少量就可以迅速掺入少量就可以迅速提高蛋白含量。加上三聚氰胺为白提高蛋白含量。加上三聚氰胺为白色粉末色粉末,易被染色易被染色,很容易混入原很容易混入原料中而不被发现。料中而不被发现。三聚氰胺结构式三聚氰胺结构式三聚氰胺结构式三聚氰胺结构式35355 5）总氮）总氮

22、测试方法：测试方法：测试方法：测试方法：过硫酸钾氧化紫外分光光过硫酸钾氧化紫外分光光过硫酸钾氧化紫外分光光过硫酸钾氧化紫外分光光度法度法度法度法（GBGBGBGB-）和加和法）和加和法）和加和法）和加和法（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：在在在在120120120120124124124124的碱性介质条件下，用的碱性介质条件下，用的碱性介质条件下，用的碱性介质条件下

23、，用过硫酸钾做氧化过硫酸钾做氧化过硫酸钾做氧化过硫酸钾做氧化剂剂剂剂，不仅可以将水中的，不仅可以将水中的，不仅可以将水中的，不仅可以将水中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐酸盐酸盐酸盐，同时可以将大部分，同时可以将大部分，同时可以将大部分，同时可以将大部分有机氮化合物氧化为硝酸有机氮化合物氧化为硝酸有机氮化合物氧化为硝酸有机氮化合物氧化为硝酸盐盐盐盐。然后用。然后用。然后用。然后用紫外分光光度法测定紫外分光光度法测定紫外分光光度法测定紫外分光光度法测定。该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测该法主要适用于湖泊、水库、江河水

24、中总氮的测该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的mg/Lmg/Lmg/Lmg/L计计计计3636（1）分光光度法测定水质指标时为什么显色？）分光光度法测定水质指标时为什么显色？（2）最大吸收波长如何确定？）最大吸收波长如何确定？（3）为什么要用参比溶液调零点？）为什么要用参比溶液调零点？（4）如何消除测定中的干扰因素？）如何消除测定中的干扰因素？（5）吸收光谱法属于仪器分析法的范畴，它与容量分）吸收光谱法属于仪器分析法的范畴，它与容量分析法的本质区别是什么？析法的本质区别是什么？（6）吸收光谱法测定水质指标的实验条件？）吸收光谱法测定水质指标的实验条件？（7）定量校正的目的是什么？）定量校正的目的是什么？（8）示差分光光度法与普通分光光度法有何异同？）示差分光光度法与普通分光光度法有何异同？思考题思考题作业：作业：P333：2、4、6、7、8、10 3737