10第十章 可见分光光度法和

ε（λmax）5.0×104L· mol-1· cm-1，若 将原溶液稀释10倍，于1.00cm吸收 池中测得A＝0.40，问原溶液的质量 浓度（mg· L-1）为多少？

解
x cx M
A 3 ρx cx M M 10 10 bε 0.40 -1 3 x 250g mol 10 10 4 -1 -1 1.00cm 5.0 10 L mol cm -1 20g L
它的入射单色光的波长
选定为525nm。
KMnO4溶液 的吸收光谱
溶液对不同波长的光吸收程 度是不同的，最大吸光度对应的 波长称为最大吸收波长，用λmax 表示。λmax表示溶液对该波长的 光最容易吸收，吸收程度最大， 在此波长下测定吸光度，灵敏度 最高，此λmax 也就是所要选择的 入射单色光的波长。
此法适用于非经常性的分析工作。
Ax cx cs As
第四节比色分析－铁的测定
1、邻二氮菲法
2、硫氰酸盐法 3、磺基水杨酸法
1、邻二氮菲法
Fe2+与邻二氮菲反应生成红
色螯合物：
2+ Fe
2+
N
+ 3
N N N
Fe 3
测定吸光度的最大波长处：
max 508nm
4
1.110 L mol cm 在控制溶液的pH＝5～6时显色，
分光光 度法
可见分光光度法 （380－780nm) 紫外分光光度法 （10－380nm)
红外分光光度法 （780－3×105nm)
与滴定分析方法相比，分 光光度法灵敏度高，被测物质 浓度的下限可达到10-5~ 10-6 mol•L-1，因而适用于微量及痕 量成分含量的测定，是当前医 药、卫生、环保、化工等部门 常用的分析方法之一。
透光率的负对数称为吸
光度，用A表示。A越大，溶 液对光的吸收越多。
I0 A lg T lg It
（二）Lambert-Beer定律
溶液对光的吸收除与溶液的本性有关外， 还与入射光波长、溶液浓度、液层厚度和溶 液温度等因素有关，它们之间的关系符合以 下数学公式：
A=kbc
当一束平行的单色光通过均匀的某溶 液时，溶液的吸光度与溶液的组成标度和 液层厚度的乘积成正比，这一定律称为 Lambert-Beer定律，又称为光吸收定律。
称为吸收池又称为比色皿，是用光学玻璃制成。
在测定中同时配套使用的吸收池应相匹配，即
有相同的厚度和相同的透光性。
4、检测器
可见分光光度计中的检测器一般用
（光电池或）光电管，它是用一个阳极和一个 当光照射到阴极时，表面金属发射电子，流向
对光敏感材料制成的阴极所组成的真空二级管， 电势较高的阳极而产生电流。
作
业
P101: 1、5、6、7、8
二、测定方法
（一）标准曲线法 （二）标准对照法
（一）标准曲线法
测定步骤： （1）配制标准系列：用标准样品配制一系列 不同浓度的标准溶液（称为标准系列）。 （2）测定标准系列的吸光度A：将标准系列置 于一定规格的比色皿中，在一定波长（ λmax ） 下，测定其相应的吸光度A值。
（3）绘制标准曲线：以溶液的浓度为横坐标， 相应的A值为纵坐标作图，得到一条通过坐标 原点的直线 —— 标准曲线。
第十章 可见分光光度法
第一节 基本原理 第二节 比色分析的方法和仪器
第三节显色反应及其影响因素 第四节比色分析-铁含量的测定
分光光度法是根据物质的吸 收光谱及光的吸收定律，借助分 光光度计对物质进行定性、定量 分析的一种方法。 根据测定时所用的光源波长 的不同，分光光度法可分为可见 分光光度法、紫外分光光度法和 红外分光光度法等几种。
A ab
2
a：质量吸光系数 （ L· g -1· cm-1）
a 和ε可通过下式转换：
aM
M 表示被测物质的摩尔质量
ε或a 的数值越大，表明溶液对
入射光越容易吸收，测定的灵
敏度就越高。一般ε值大于103 即可进行分光光度法测定。
由Lambert-Beer定律可知：
A lg T bc T 10
2、单色光器
单色光器由棱镜或 光栅、狭缝和准直镜等 部分组成。通过转动棱 镜便可在出光狭缝得到 所需波长的单色光。
白光在棱镜中的色散 所以混合光从空气进入棱镜后，便按 波长由长到短的顺序依次分散成为一个 连续光源。单色光器的作用就是将混合 光分散成一系列的单色光。
3、吸收池
分光光度计中用来盛放溶液的容器
3、磺基水杨酸法
在pH＝8～11.5条件下， Fe3＋与磺 基水杨酸生成黄色的三磺基水杨酸合铁 （III）离子：
H HO O
3-
Fe3+ +
3
SO3-
Fe
SO3 HO C O
-
+3H+
3
HOOC
测定吸光度的最大波长为：
max 420nm
本章小结
1、 Lambert-Beer定律
及相关计算
2、测定方法 3、应用示例
h E
不同物质的基态和激发态 的能量差不同，选择吸收光子 的能量也不同，即吸收光的波 长不同。光的能量与波长成反 比，波长越短，能量越高。
E h
c

单一波长的光称为单色光， 由不同波长组成的光称为复色光。 白光（日光等）就是一种复色光， 它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫等颜色的光按一定的强度比例混 合而成。若两种颜色的光按照适当 的强度比例混合可成白光，则这两 种光称为互补色光。
三、单色光的选择
入射单色光的波长，可通过制 作吸收光谱选择：将不同波长的单 色光依次通过某一固定浓度的有色 溶液，测定相应的吸光度A，以波长 λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图， 可得一曲线，此曲线就是吸收光谱 或吸收曲线。
以KMnO4溶液的吸收 光谱图为例，看看它 的吸收光谱： λmax =525nm，说明溶 液最容易吸收波长为 525nm附近的光，因此，
5、显示器 光电管输出的电讯号很弱，约为 1×10－6A，经放大器放大后输入显示器。显示 器一般有微安电表，记录器，数字显示和打印等。 透光率刻度是等分的，因吸光度与透光率是负对 数关系，所以吸光度刻度是不均等的。
吸光度和透光率标尺
721型分光光度计光学系统示意图
1．光源；2,8．聚光透镜；3．棱镜；4．准直镜；5,11．保护玻璃； 6．狭缝；7．平面反射镜；9．吸收池；10．光门；12．光电管
第二节 比色分析的方法和仪器 一、分光光度计
二、测定方法
可见分光光度法是以可
见光作光源，经单色器分光后， 以所需波长的单色光作入射光，
通过测定溶液的吸光度来计算
溶液中被测物质含量的一种分 析方法，所用的仪器称为分光
光度计。
一、分光光度计
光源 单色器
吸收池
检测器 信号处理 及显示器
1、光源 可见分光光度计是以钨灯作光源。钨 灯可发出320至3200nm的连续光谱，波长最适 宜的波长范围为360至1000nm。
第一节 基本原理
一、光的性质与物质的颜色 二、 Lambert-Beer定律
一、光的性质与物质的颜色
当一束光照射在某物质或某 溶液时，组成该物质的分子、原 子或离子等粒子与光子作用获得 能量，从低能量状态跃迁到高能 量状态，即由基态转变为激发态， 这个过程即是物质对光的吸收。
M(基态)＋hν →M*(激发态）
物质呈现的颜色
吸收光 颜色 波长范围（nm) 紫 380－435 蓝 435－480 绿蓝 480－500 绿 500－560 黄绿 560－580 黄 580－595 橙 595－650 红 650－760
黄绿 黄 橙黄 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
第二节分光光度法基本原理

一、透光率和吸光度 二、Lambert-Beer定律
二、Lambert-Beer定律
（一）透光率和吸光度 有色溶液
Io b
It
当一束平行的单色光照射到有色溶 液时，一部分光被溶液吸收，剩余部分 则透过溶液。
若入射光的强度为Io，透过光的 强度为It，则透射光的强度It与入射光 强度Io之比称为透光率，用T表示：
It T I0
透光率越大，溶液对光的吸收越 少；反之，透光率越小，溶液对光的 吸收越多。
-1 -1
其它共存离子不干扰。当Fe以Fe3＋ 存在于溶液中时，可用盐酸羟胺或对 苯二酚将其还原为Fe2＋。
2Fe 2NH4OH HCl = 2Fe N2 2H2O 4H 2Cl
3+ 2+ +

2、硫氰酸盐法
在酸性条件下，Fe3＋与过量显色剂 硫氰酸钾反应生成血红色的 [Fe(SCN)6 ]3， 反应式为： 3 3 Fe 6SCN [Fe(SCN)6 ] 以适量HNO3调节酸度，但不能太多， 以防止SCN-被氧化；为防止Fe3＋被 SCN-还原成Fe2＋，加入少量过硫酸铵。 测定吸光度的最大波长为： max 480nm
bc

P96 【例10-1】
某化合物的相对分子质量为251，用 乙醇溶剂配成浓度为0.150mmol· L－1 的溶液，在480nm波长处用2.00cm吸 收池测得透光率为39.8％，求该化合 物的ε和 a 。
A lg T 解：由Lambert-Beer定律可得 bc bc
注意： 使用Lambert-Beer定律有
两个限制条件：单色光和 稀溶液。
1.摩尔吸光系数
A bc
b：液层厚度（cm）
1
c：溶液物质的量浓度（mol· L-1）
ε：摩尔吸光系数（L· mol-1· cm-1）
2.质量吸光系数
若用质量浓度ρ(g· L-1)代替 物质的量浓度c，则上述公式可 表示为：