吸光光度法
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吸光光度法
光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液
的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光
程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm
AHB和AB-分别为有机弱酸HB在强酸和强碱性时的吸光度，它 们此时分别全部以[HB]或[B-]形式存在。
pKa=pH+ lg
AB- - A A- AHB
lg AB- - A A- AHB
对pH作图即可求得pKa
2 络合物组成确定 饱和法（摩尔比法） 制备一系列含钌3.0×10-5 mol/L (固定不变)和不 同浓度（小于12.0×10-5 mol/L）的PDT溶液，按 实验条件，485nm测定吸光度,作图。
c 显色反应时间 针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定
d 显色反应温度 加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解
e 溶剂
有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液
的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光
程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm
AHB和AB-分别为有机弱酸HB在强酸和强碱性时的吸光度，它 们此时分别全部以[HB]或[B-]形式存在。
pKa=pH+ lg
AB- - A A- AHB
lg AB- - A A- AHB
对pH作图即可求得pKa
2 络合物组成确定 饱和法（摩尔比法） 制备一系列含钌3.0×10-5 mol/L (固定不变)和不 同浓度（小于12.0×10-5 mol/L）的PDT溶液，按 实验条件，485nm测定吸光度,作图。
c 显色反应时间 针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定
d 显色反应温度 加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解
e 溶剂
有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率
吸光光度法
ε
S与
ε 关系式的推导： ε b c 可得 εbc
根据 S 的定义和 A = A = 0.001 =
因为 所以
A = 0.001 =
εbc
（1）
0.001 c= εb
将单位代入(1)式右端
0.001 mol ⋅ cm 0.001 mol c= ⋅ = ⋅ b cm εL εb L
即
0.001 mol c= ⋅ εb L
3、多元络合物(MRARB)的种类 a.三元混配络合物: 如V(v)—H2O2—PAR b.离子缔合物: [Ag(phen)2]+· [BPR]c.金属离子—络合剂—表面活性剂体系 如稀土元素—XO—CPB体系
d.杂多酸: 杂多酸 磷酸盐 + 钼酸盐 阴离子 或硅酸盐 （过量） 或砷酸盐 (如[PMo12O40]3-
6.2.3 测量波长和吸光度范围的选择 1、测量波长的选择 “最大吸收原则” 或“吸收最大， 干扰最小”原则。
2、吸光度范围的选择
一般控制标准溶液和被测试液的吸 光度在 0.2 ~ 0.8 范围内，才能保证 测量的相对误差较小。 原因 浓度测量的相对误差 Er 与透射 比 T（或吸光度）有关。
_________________
6.2.4 参比溶液的选择 1、参比溶液：光度测量时用来调节仪 器的零点的一种溶液。 2、参比溶液的用途 消除由于吸收池壁及溶剂对入射光 的反射和吸收带来的误差，并扣除 干扰的影响。如参比溶液选择不 当， 会使标准曲线不通过原点。
以 M + n R(过量，乙色) = MRn(甲色) 为例，说明参比溶液的重要性。 ——— A(甲)+A(乙) MRn + —— A(乙) R R (1)零点——————————— 水 —— A(甲) MRn + (2)零点______________ 调A(乙)=0 R R
吸光光度法
第20 章吸光光度法吸光光度法(light absorption method)是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。
包括比色法（colorimetric method）和分光光度法（spectrophotometry）。
前者是通过比较有色溶液颜色深浅来确定有色物质的含量；后者是根据物质对一定波长光的吸收程度来确定物质的含量的。
分光光度法包括紫外分光光度法（ultraviolet spectrophotometry）、可见光分光光度法（visible spectrophotometry）、红外分光光度法（infrared spectrophotometry）。
本章主要讨论可见光分光光度法。
20.1 概述20.1.1 物质对光的选择性吸收1. 光的性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光的偏振、干涉、衍射、折射等现象就是其波动性的反映，波长λ与频率ν之间的关系式：λν=c （c为光速）亦反映光的波动性。
光又是由大量具有能量的粒子流所组成，这些粒子称为光子。
光子的能量则反映微粒性，光子的能量E 与波长λ的关系：E = hν = hc/λ（h为普朗克常量）亦可用来表示光的微粒性。
由上述关系可知，光子的能量与光的波长（或频率）有关，波长越短，光能越大，反之亦然。
光的能量范围很广，在波长或频率上相差大约20个数量级。
不同光的波长范围及其在分析化学中的应用情况见表20-1。
表20-1 各种光的波长范围及其在分析化学中的应用情况光的名称波长范围跃迁类型分析方法X-射线远紫外光近紫外光可见光近红外光中红外光远红外光微波无线电波10-1~ 10nm10 ~ 200nm200 ~ 400nm400 ~ 750nm0.75 ~ 2.5μm2.5 ~ 50μm50 ~ 1000μm0.1 ~ 100cm1 ~ 1000mK和L层电子中层电子价电子价电子分子振动分子振动分子振动和低位振动分子转动X射线光谱法真空紫外光度法紫外光度法比色及可见光度法近红外光谱法中红外光谱法远红外光谱法微波光谱法核自旋共振光谱2. 物质的颜色与其对光的选择性吸收光可分为单色光与复合光，单色光（chromatic light）是仅具有单一波长的光，而复合光（polychromatic light）是由不同波长的光（不同能量的光子）所组成。
第九章 吸光光度法
发生相互作用。 假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。 当溶液浓度c >10 －2 mol/L 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。 故：朗伯—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 形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化 ，影响吸光度。
度的乘积成正比。 朗伯——比耳定律不仅适用于有色溶液，也适 用于其它均匀、非散射的吸光物质(包括液体、气 体和固体)，是各类吸光光度法的定量依据。
A bc
式中，A：吸光度，描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol· －１； L
无线电波 11000m
光谱名称 波长范围 X射线 0.1—10nm 远紫外光 10—200nm
跃迁类型
辐射源
分ห้องสมุดไป่ตู้方法 X射线光谱法
真空紫外光 度法
K和L层电子 X射线管 中层电子 氢灯 氢灯 钨灯
碳化硅热棒
近紫外光 200—400nm 价电子 可见光 400—750nm 价电子
近红外光 0.75—2.5μ m 分子振动 中红外光 2.5— 分子振动 5.0μ m
A总 lg(I01 I02 ) /(I01 10
1bc
I02 10
2bc
)
讨论: A总 lg(I0 I0 ) /(I0 10
1 2 1
1bc
I02 10
2bc
)
(1) 1= 2 = 则： A总 ＝lg（Ｉo/Ｉt）＝ bc
(2) 若 2≠ 1 ；A与C则不成直线关系。 2与 1
I0 A lg I t A Kbc
吸光光度法
显示装置
6.2
光度分析法的设计
1 显色反应（color reaction）
待测物质本身有较深的颜色，直接测 定；待测物质是无色或很浅的颜色，需 要选适当的试剂与被测离子反应生成有 色化合物再进行测定，此反应称为显色 反应，所用的试剂称为显色剂（color reagent）。
6.2
光度分析法的设计
苯 (254nm) A 甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
6.1 概述
在可见光，KMnO4溶液 对波长525 nm附近绿色光 的吸收最强，而对紫色和 红色的吸收很弱。λmax= 525 nm。浓度不同时， 光吸收曲线形状相同， λmax不变，吸光度不同。
光吸收程度最大处的波 长，称为最大吸收波长， 常用λ最大或λmax表示， 任何可见光区内、溶液 的颜色主要是由这个数值决定的。
6.1 概述
溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm
吸收光
颜色
400-450 450-480
480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
紫 蓝
绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
黄绿 黄
橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
6.1 概述
其实，任何一种溶液．对不同波长的光的吸收
程度是不相等的。如果将某种波长的单色光依 次通过一定浓度的某一溶液，测量该溶液对各 种单色光的吸收程度，以波长为纵坐标，以吸 光度为纵坐标可以得到一条曲线，叫做吸收光 谱曲线或光吸收曲线。它清楚地描述了溶液对 不同波长的光的吸收情况。
吸光光度法
(2)、质量吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = a b c ； a ＝ A / b c
式中， c：溶液的浓度 g ·L-1 a：吸光系数 L·g-1 ·cm-1
a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）
(3)、吸光系数的意义
a、单位浓度、单位光程的吸光物质，对某一波长的 入射光，所产生的吸光度。分质量吸光系数（a） 和摩尔吸光系数（ε ）。（定义）
★ 光度分析法，根据吸光物质的不同，可分为：
原子吸收分光光度法、分子（或离子）吸光光度法。 本章主要讲授的吸光光度法，属于：分子（或离子）吸收。 吸光波长：可见和近紫外（主要在可见光区）。
二、吸收曲线
物质对光的选择性吸收，可用吸收曲线来表示！
★ 吸收曲线的讨论：
(1) 吸光度最大处对应 的波长称为最大吸 收波长λmax
吸光系数可反映出吸光化合物的吸光本性！
吸光系数定义：单位浓度、单位光程的吸光物质,对某一 波长的入射光，所产生的吸光度。
(1)、摩尔吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = εb c
ε＝ A /bc
式中， b：液层厚度(光程长度) cm； c：溶液的摩尔浓度 mol ·L-１； ε：摩尔吸光系数 L·mol-1 ·cm-1；
① ε 是吸物光质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
② 不随浓度 c 和光程长度 b 的改变而改变。温度和波长等
条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关,可作为定性鉴定的参数；
③ 同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。λmax处的 摩尔吸光系数最大，常以εmax 表示。εmax 表明了该
b、吸光系数是表示吸光物质 吸光能力的特征常数。吸光
系数越大，表示该物质吸光能力越强。其在吸收峰值 最大处对应的波长，叫最大吸收波长，此处吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = a b c ； a ＝ A / b c
式中， c：溶液的浓度 g ·L-1 a：吸光系数 L·g-1 ·cm-1
a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）
(3)、吸光系数的意义
a、单位浓度、单位光程的吸光物质，对某一波长的 入射光，所产生的吸光度。分质量吸光系数（a） 和摩尔吸光系数（ε ）。（定义）
★ 光度分析法，根据吸光物质的不同，可分为：
原子吸收分光光度法、分子（或离子）吸光光度法。 本章主要讲授的吸光光度法，属于：分子（或离子）吸收。 吸光波长：可见和近紫外（主要在可见光区）。
二、吸收曲线
物质对光的选择性吸收，可用吸收曲线来表示！
★ 吸收曲线的讨论：
(1) 吸光度最大处对应 的波长称为最大吸 收波长λmax
吸光系数可反映出吸光化合物的吸光本性！
吸光系数定义：单位浓度、单位光程的吸光物质,对某一 波长的入射光，所产生的吸光度。
(1)、摩尔吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = εb c
ε＝ A /bc
式中， b：液层厚度(光程长度) cm； c：溶液的摩尔浓度 mol ·L-１； ε：摩尔吸光系数 L·mol-1 ·cm-1；
① ε 是吸物光质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
② 不随浓度 c 和光程长度 b 的改变而改变。温度和波长等
条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关,可作为定性鉴定的参数；
③ 同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。λmax处的 摩尔吸光系数最大，常以εmax 表示。εmax 表明了该
b、吸光系数是表示吸光物质 吸光能力的特征常数。吸光
系数越大，表示该物质吸光能力越强。其在吸收峰值 最大处对应的波长，叫最大吸收波长，此处吸光系数
吸光光度法
dT
ln T＋1＝0，即T=0.368, A=－lgT=0.434时△C/C最小。
由（7－5）计算可知，当△T＝0.01，要使△C/C<5％，则 T应在70～10％，A为0.15～1.00；实际最好为0.2～0.8，这 就是吸光光度分析中较适宜的吸光度范围(P327)
采取措施： （1）调节待测溶液浓度（通过改变称样量和稀释 等办法 改变c）； （2）选厚度不同的吸收池(改变b)。
K1b
b－液层厚度（cm）
1852年，比尔（Beer）指出，当溶液的厚度一 定时，吸光度与溶液的浓度成正比
A lg
I0 It
K2c
c－吸光物质的浓度 （mol/l）
• 将朗伯定律和比尔定律结合起来，可得朗 伯－比尔定律的数学表达式 ：
A lg I0 Kbc It
（7－3）
◆物理意义：当一束平行单色光通过某均匀吸收 溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、吸 收层厚度成正比。
分光实验时，盛试液和参比的比色皿（吸收池）
采用相同质料和厚度的光学玻璃制成，所以Ir 基本不变。
令I0
I
' 0
Ir ,则I0
Ia
It
(7-1a)
即I0固定时，It透过光强度愈小，则Ia愈大，有 色溶液对光的吸收程 1 lgT
It
T
(7-2)
It--透射光强度 I0为入射光强度 T-透光度（以％表 示时称为透光率）
即溶液的透光率愈大，对光的吸收愈小；相反， 透光率愈小，对光的吸收愈大。
A与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有 关，如保持入射光波长不变，则A只与c、b有关。
1760年，朗伯（Lamber）指出，如溶液浓度一定， 该溶液对光吸收程度与液层厚度（吸收池厚度、 光程长度）成正比。
ln T＋1＝0，即T=0.368, A=－lgT=0.434时△C/C最小。
由（7－5）计算可知，当△T＝0.01，要使△C/C<5％，则 T应在70～10％，A为0.15～1.00；实际最好为0.2～0.8，这 就是吸光光度分析中较适宜的吸光度范围(P327)
采取措施： （1）调节待测溶液浓度（通过改变称样量和稀释 等办法 改变c）； （2）选厚度不同的吸收池(改变b)。
K1b
b－液层厚度（cm）
1852年，比尔（Beer）指出，当溶液的厚度一 定时，吸光度与溶液的浓度成正比
A lg
I0 It
K2c
c－吸光物质的浓度 （mol/l）
• 将朗伯定律和比尔定律结合起来，可得朗 伯－比尔定律的数学表达式 ：
A lg I0 Kbc It
（7－3）
◆物理意义：当一束平行单色光通过某均匀吸收 溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、吸 收层厚度成正比。
分光实验时，盛试液和参比的比色皿（吸收池）
采用相同质料和厚度的光学玻璃制成，所以Ir 基本不变。
令I0
I
' 0
Ir ,则I0
Ia
It
(7-1a)
即I0固定时，It透过光强度愈小，则Ia愈大，有 色溶液对光的吸收程 1 lgT
It
T
(7-2)
It--透射光强度 I0为入射光强度 T-透光度（以％表 示时称为透光率）
即溶液的透光率愈大，对光的吸收愈小；相反， 透光率愈小，对光的吸收愈大。
A与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有 关，如保持入射光波长不变，则A只与c、b有关。
1760年，朗伯（Lamber）指出，如溶液浓度一定， 该溶液对光吸收程度与液层厚度（吸收池厚度、 光程长度）成正比。
第八章 吸光光度法
2、偏离朗伯-比耳定律的原因 根据朗伯-比耳定律，当吸收池厚度保持不变，以吸光度
对浓度作图时，应得到一条通过坐标原点的直线，该直线称 为标准曲线或工作曲线。在相同条件下测得试液的吸光度， 从工作曲线上就可以查得试液的浓度。但在实际工作中，常 常遇到偏离线性关系的现象，特别是在溶液浓度较高时，常 会出现标准曲线向上或向下弯曲产生负偏离或正偏离（p244, 图9-4）。
例如：CuSO4溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光，呈 现的是与黄色呈互补色的蓝色。不同波长的光具有不同的颜 色，见P294，表9-1。
物质吸收了光子的能量由基态跃迁到较高能态（激发 态），这个过程叫做物质对光的吸收。
M（基态）+hυ → M*(激发态)
当照射光光子的能量hυ与物质的基态与激发态能量之差相等 时，即ΔE= hυ，才能发生吸收。
(2) 平衡效应、酸效ห้องสมุดไป่ตู้、溶剂效应 溶液中有色化合物的平衡移动会使最大吸收波长发生变化，
使工作曲线产生弯曲。溶液的酸度、溶剂会对有色化合物的 形成、分解等产生影响，而使吸收光谱的形状和最大吸收波 长发生变化，从而导致偏离。
§ 8-2 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法称为 目视比色法。常用的目视比色法是标准系列法。这种方法就 是使用一套由同种材料制成的、大小形状相同的平底玻璃管 （称为比色管），于管中分别加入一系列不同量的标准溶液 和待测液，在实验条件相同的情况下，再加入等量的显色 剂，稀释至一定刻度，然后从管口垂直向下观察，比较待测 液与标准溶液颜色深浅。若待测液与某一标准溶液颜色深度 一致，则说明两者浓度相等，若待测液介于两标准溶液之 间，则取两标准液平均值为待测液浓度。
对浓度作图时，应得到一条通过坐标原点的直线，该直线称 为标准曲线或工作曲线。在相同条件下测得试液的吸光度， 从工作曲线上就可以查得试液的浓度。但在实际工作中，常 常遇到偏离线性关系的现象，特别是在溶液浓度较高时，常 会出现标准曲线向上或向下弯曲产生负偏离或正偏离（p244, 图9-4）。
例如：CuSO4溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光，呈 现的是与黄色呈互补色的蓝色。不同波长的光具有不同的颜 色，见P294，表9-1。
物质吸收了光子的能量由基态跃迁到较高能态（激发 态），这个过程叫做物质对光的吸收。
M（基态）+hυ → M*(激发态)
当照射光光子的能量hυ与物质的基态与激发态能量之差相等 时，即ΔE= hυ，才能发生吸收。
(2) 平衡效应、酸效ห้องสมุดไป่ตู้、溶剂效应 溶液中有色化合物的平衡移动会使最大吸收波长发生变化，
使工作曲线产生弯曲。溶液的酸度、溶剂会对有色化合物的 形成、分解等产生影响，而使吸收光谱的形状和最大吸收波 长发生变化，从而导致偏离。
§ 8-2 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法称为 目视比色法。常用的目视比色法是标准系列法。这种方法就 是使用一套由同种材料制成的、大小形状相同的平底玻璃管 （称为比色管），于管中分别加入一系列不同量的标准溶液 和待测液，在实验条件相同的情况下，再加入等量的显色 剂，稀释至一定刻度，然后从管口垂直向下观察，比较待测 液与标准溶液颜色深浅。若待测液与某一标准溶液颜色深度 一致，则说明两者浓度相等，若待测液介于两标准溶液之 间，则取两标准液平均值为待测液浓度。
第7章吸光光度法
19.7.21
31
有机显色剂:
生色团（生色团） 能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团产生
n→ π*跃迁和π→ π*跃迁, 跃迁E较低
－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
O
（共轭双键）πe
注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长 将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强
注：一般可用空白对比校正消除
19.7.21
45
二、化学因素
浓度过高，吸光质点之间作用 改变 化学反应,浓度发生变化 以C代替平衡浓度 解离 络合 使C与平衡浓度的正比关系破坏 缔合
19.7.21
46
三、干扰及消除
1.干扰情况： 干扰物质本身有颜色 干扰物质与显色剂反应有吸收 干扰物质与显色剂反应虽没吸收，但消耗显色 剂 干扰物质生成沉淀
19.7.21
15
A,T,C之间的关系
A = lg (I0/It)
A = lg(1/T)
19.7.21
16
吸光度(A)、透光率(T)与浓度(c)的关系
A
T
T = 10-kbc
A=kbc
线性关系
c
19.7.21
17
二、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度
1.摩尔吸光系数： : L·mol-1·cm-1
单色光的装置。 棱镜:玻璃350 ～ 3200 nm, 石英185 ～ 4000 nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便
19.7.21
24
单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
白光 入射狭缝 准直透镜
第七章 吸光光度法
• 注:
摩尔吸光系数− ε 摩尔吸光系数−反映灵敏度的指标
•
molar absorptivity
显色条件的确定(实验确定 二.显色条件的确定 实验确定 显色条件的确定 实验确定)
• (一)绘制吸收光谱A-λ曲线 绘制吸收光谱A • 确定λ 作为入射光波长. 确定λmax作为入射光波长. • (二)显色剂用量 达到吸光度A值最大且稳定的a,b a,b间任 达到吸光度A值最大且稳定的a,b间任 选一点. 曲线确定最佳用量. 选一点.做A-VR曲线确定最佳用量. (三)酸度 pH太高,M水解 太高,M水解; pH太高,M水解; pH太低,R发生酸效应 太低,R发生酸效应. pH太低,R发生酸效应. pH曲线确定最佳酸度范围 曲线确定最佳酸度范围. 做A-pH曲线确定最佳酸度范围.
∴选择显色的最佳条件依据: 选择显色的最佳条件依据
• 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 吸光度达最大且平稳所对应的pH、 VR, 吸光度达最大且平稳所对应的 、 温度t( 、 时间t(min)和溶剂的种类 温度 ℃)、 时间 和溶剂的种类 和溶剂量. 和溶剂量.
§7-5 吸光度测量条件的选择
作用:调仪器吸光度为零. 作用:调仪器吸光度为零.(或T=100%) T=100% 100 可抵消非显色物对光的吸收, 可抵消非显色物对光的吸收 , 突出显色 化合物MR对光的吸收. MR对光的吸收 化合物MR对光的吸收. 溶剂空白—溶剂或去离子水作空白 溶剂或去离子水作空白. 溶剂空白 溶剂或去离子水作空白. 试剂空白—除被测不加外 其余试剂均加. 除被测不加外, 试剂空白 除被测不加外,其余试剂均加.
标准曲线绘制如下: 标准曲线绘制如下
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单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅 样品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区 石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器 作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器： 光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
T－透光率（透射比）（Transmittance）
T=
A 吸光度
It I0
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT
I I-dI I0
朗伯定律(1760)
It
s
b dx
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
A=lg(I0/It)=kbc
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
光吸收曲线
有色溶液对各种波长的光的吸收情 况，常用光吸收曲线来描述。将不 同波长λ的单色光依次通过一定的 有色溶液，分别测出对各种波长光 的吸收程度（即吸光度，用字母A 表示）。以波长λ为横坐标，吸光 度为纵坐标作图，所得的曲线称为 吸收曲线或吸收光谱曲线。
准确度高
依据化学反应, 使用玻璃仪器
仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
吸光光度分析法是以物质对光的选择 性吸收为基础的分析方法。根据物质 所吸收光的波长范围不同，吸光光度 分析法又有紫外、可见及红外分光光 度法。本章重点讨论可见光光度法 （又称分光光度法，简称光度法）。
5 吸光光度法的误差
对朗伯-比尔定律的偏移 非单色光引起的偏移 物理化学因素：非均匀介质及化学反应 吸光度测量的误差
非单色光引起的偏移 复合光由1和2组成，对于浓度不同的溶液a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，故在高浓度时线性关系向下弯曲。
物理化学因素 非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测
KMnO4的颜色及吸收光谱
最大吸收波长：λmax 定性分析的依据
叶绿素的结构和吸收光谱
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱曲线
10.2 分光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统
光源
单色器
样品池
检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光） 红外 原子光谱 各种谱学手段
2 显色反应类型 络合反应
O OH As O M
N N HO3S
O
OH H2 O As 3 N N SO3H
N
N 3 Fe2+
氧化还原反应
HOOC COOH NH
COOH HOOC HOOC COOH
+ + VO3 + H
2+
N
N
+ VO + H 2O
离子缔合反应
(C2 H ) N 52 O
C COOH + N (C H ) 2 52 H
吸光度
介质厚 度(cm)
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶 液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成 正比关系－－－朗伯比尔定律 －－－光吸收定律
数学表达：A＝lg(1/T)=Kbc
其中，A:吸光度，T:透射比，
K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度
注意： 平行单色光 均相介质 无发射、散射或光化学反应
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.3 显色反应及影响因素
1 显色反应 没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量 生成有色化合物再测定－－ 显色反应 要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (>60nm)
E=hu=hc/
由于不同物质分子外 层电子跃迁的能级E
不同，因此，物质对
光具有选择性吸收。 而物质的颜色就是透 过光的颜色。
能复合成白光的两种颜色的光叫互
补色光。物质所显示的颜色是吸
收光的互补色。
复合光可以分解成单色光
有色物质的不同颜色是由于吸收了不 同波长的光所致。溶液能选择性地吸收某 些波长的光，而让其他波长的光透过，这 时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜 色是溶液吸收光的互补色。
吸光度增加，导致线性关系上弯
化学反应 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式
吸光度测量的误差 吸光度标尺刻度不均匀
dc/c= dA/A=dT/TlnT
Er=dc/c×100％= dA/A×100％=dT/TlnT×100％
A＝0.434 ，T＝36. 8% 时，测量的相对误差最小 A=0.2~0.8, T=15~65%，相对误差<4%
形式 H4L+ H3L H2LHL2pH 1.2 4.8-5.2 8.4-9.0 11.4-12.0 λmax(nm) 462-465 462,490 512 532-538 形式 Sn4+ Ga3+ pH 1.0 5.0 λmax(nm) 530 550
pH对苯芴酮及其络合物的颜色影响
影响待测离子的存在状态，防止沉淀 影响络合物组成
方法的特点
1. 灵敏度高
通常，待测物质的含量1～10－5％时， 能够用分光光度 法准确测定。所以它主 要用于测定微量组分。
2. 应用广泛
几乎所有的无机离子和许多有机化合 ห้องสมุดไป่ตู้可以用分光光度法进行测定。如土壤 中的氮、磷以及植物灰、动物体液中各 种微量元素的测定。
3. 操作简便、迅速、仪器设备不 太复杂
分 析 化 学
定量分析化学
第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 10.6 吸光光度法的误差 10.7 常用的吸光光度法 10.8 吸光光度法的应用
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2%
AsO3 H2
N N HO3S OH OH H2 O As 3 N N SO3H
三苯甲烷类 三苯甲烷酸性染料 铬天菁S
COOH HO CH3 Cl C Cl SO3H COOH O CH3
三苯甲烷碱性染料 结晶紫
(H3C)2N C N(CH3)2
N(CH3)2
邻菲罗啉类：新亚铜灵
N CH3
N CH3
肟类：丁二肟
CH3 HO C N C N CH3 OH
4 多元络合物
混配化合物 Nb-5-Br-PADAP-酒石酸 V-PAR-H2O
离子缔合物 AuCl4--罗丹明B
金属离子-配体-表面活性剂体系 Mo-水杨基荧光酮-CTMAB
5 影响因素 a 溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变Δ
10.5 常用的吸光光度法
1.示差吸光光度法 目的：提高光度分析的准确度和精密度 解决高(低)浓度组分(A在0.2~0.8以外)问题 分类：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差示吸光度法 特点： 以标准溶液作空白 原理： A相对 = A = ebcx- ebc0= eb c A与 c成正比，标准曲线改为A-- c标准曲线，根 据测得的A求出相应的 c值，从Cx=C0+ c可以求 得待测试液的浓度。 准确度：读数标尺扩展, 相对误差减少, c0愈接近cx, 准确度提高愈显著
.
AuCl 4
成盐反应
N HS C S C C O CH N (CH3 ) 2 N C C S O CH N (CH3 ) 2
+ Ag+
AgS
C
褪色反应 Zr(IV)-偶氮胂III络合物测定草酸
吸附显色反应 达旦黄测定Mg(II),Mg(OH)2吸附达旦黄呈红色
3 显色剂
无机显色剂:
过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾 有机显色剂： 偶氮类：偶氮胂III
朗伯-比尔定律的适用条件
1.
单色光
应选用max处或max肩峰处测定
2. 介质要均匀 当待测液是胶体、乳浊液、悬浮液等不均匀体系时，入 射光除被吸收外还有反射、散射损失，从而是吸光度增 大导致正误差。
3. 稀溶液（吸光度=0.2-0.8）
浓度增大，分子之间作用增强
灵敏度表示方法之一 A = e bc 摩尔吸光系数 e
若采用灵敏度高、选择性好的有机 显色剂，并加入适当的掩蔽剂，一般 不经过分离即可直接进行分光光度法 测定、其方法的相对误差通常为5～10 ％，其准确度虽不及重量分析法和容 量法，但对于微量组分的测定，结果 还是满意的。
10.1.1 物质对光的选择性吸收
光波是一种电磁波。电磁波包括无线电波、微 波。红外光、可见光、紫外光、x射线等。如果 按照其频率或波长的的大小排列，可见光只是电 磁波中一个很小的波段。见表12－1