比色分析及分光光度法.77页PPT
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比色法和分光光度计分析法
分光光度计分析法的原理
分光光度计分析法的原理基于朗伯-比尔定律，即当一束单 色光通过溶液时，光线被吸收的程度与溶液的浓度和液层 的厚度成正比。
通过测量特定波长的光线通过溶液后的透射强度，可以计 算出溶液中目标物质的浓度。分光光度计可以自动调整波 长，并使用光电检测器测量透射光线强度，从而得到吸光 度值。
比色法对实验条件要求不高，可 在普通实验室进行。分光光度计 分析法需要使用精密仪器，对实
验室环境有一定要求。
实验时间
比色法操作简便，实验时间较短 。分光光度计分析法需要较长时
间进行波长调整和测量。
准确度的比较
准确度
分光光度计分析法具有较高的准确度 ，能够更准确地测量待测物质的浓度 。比色法准确度相对较低，但适用于 一般实验室和现场检测。
挑战与机遇
挑战
尽管比色法和分光光度计分析法具有许多优点，但仍存在一些挑战，如样品预处理、干扰物质的影响以及仪器设 备的普及程度等。
机遇
随着科学技术的不断进步和应用领域的拓展，比色法和分光光度计分析法将面临更多的发展机遇。同时，政府支 持、市场需求和技术创新也将为其发展提供有力支持。
谢谢您的聆听
THANKS
05
未来展望
技术发展展望
智能化
01
随着人工智能和机器学习技术的进步，比色法和分光光度计分
析法将更加智能化，实现自动化、快速和准确的检测。
高灵敏度
02
提高检测灵敏度是未来的重要发展方向，以便更好地检测低浓
度的物质。
多组分同时检测
03
发展多组分同时检测技术，能够同时测定多种目标物质，提高
分析效率。
应用领域展望
干扰因素
重复性
分光光度计分析法的重复性较好，结 果稳定。比色法重复性相对较差，受 操作影响较大。
比色分析法 ppt课件
当溶液的浓度为1mol/L、厚度为1cm时，在一定温度和波长下
测得的吸光度称为该物质的摩尔吸光系数。用ε表示。
其数学表达式变为： A=εbC
ε的意义：反映有色物质对光线的吸收能力大小，即测定该有 色物质的灵敏度。
三、偏离朗伯-比耳定律的因素： 1.单色光不纯引起的偏离；
正误差
2.有色溶液本身引起的偏
第四节 测量条件的选择
一、入射光波长的选择： A 应为最大吸收峰的波
长，才能保证测定的灵敏
度和准确度。
λ1
λ2
λ
二、参比溶液的选择：
在测量吸光度时，利用参比溶液来调节仪器的零点及T = 100 ％，可以消除由于比色皿、溶剂及试剂对人射光的反射和吸收带来 的误差。
1.当试液及显色剂均无色时→用蒸馏水；
由于不同物质，其结构不同、能级
不同，故吸收的光线也不同。
白光
青蓝
蓝 紫
结论：物质对光有选择性吸收。
4．吸收曲线：以波长(λ)为横坐标， 以溶液对光的吸收程度(Α)为纵坐标→吸 收曲线→λmax(吸收峰)
二、光吸收的基本定律——朗伯-比尔定律： 1．透光率和吸光度：
当一束平行的单色光通过有色溶液时：
Alg1lg TlgIo
T
It
2．朗伯-比尔定律：
从水库取一瓶水，看其颜色与水库中的颜色有什么区别？ 结论：瓶中的颜色浅、水库中的颜色深。 原因何在？
是因为瓶子的厚度远远没有水库的深度大，光线照射后，被吸 收的光线量远远没有水库吸收的光线量多，那么剩余的互补光也没 有水库中剩余互补光多，故其颜色也就越深。
1．灵敏度高。要求ε→104～105 2．选择性好。是指其他物质不会和与被测物质反应的物质作用 呈现类似的颜色，即吸收峰相差较远 。 3．生成物恒定。是指生成的有色物质的化学性质稳定。
无机与分析化学课件比色法和分光光度法教学文案
8
工作曲线（标准曲线）：
测定信号的大小随被测物质浓度变化的曲线，在分 析化学中，要求这一曲线为直线，即测定信号与被 测物浓度成正比。
•理想情况下工作曲线是一过原点，具有一定斜率的直线； •直线的线性范围是有限的；一般的分析方法要求两个数量级 以上的线性范围； •未知样品中被测物的浓度应在工作曲线的线性范围内，否则 测定结果不准确。
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2. 分光光度计的基本部件
检
结
光 源
单 色 器
吸 收 池
测 系 统
果 显 示
பைடு நூலகம்
光源： 在可见和近红外区使用钨灯或碘钨灯，波长范围320-2500nm； 在紫外区使用氢灯或氘灯，波长范围180-375nm。使用稳压器 保证光强稳定。
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单色器
•色散元件：将连续光谱分解为单色光的元件，如棱镜、光栅； •单色器：由入射狭缝、准直透镜、色散元件、聚焦透镜和出射 狭缝构成。 •玻璃吸收紫外光，所以玻璃棱镜仅用于350-3200nm波长范围， 只能用于可见分光光度计；石英（ 185-4000nm ）则可用于整个 紫外-可见光区。 •光栅利用光的衍射与干涉作用，其优点是适用波长范围宽、色 散均匀、分辨率高；但其缺点是各级光谱有重叠而产生相互干 扰。
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§20.3 比色法和分光光度法及其仪器
1. 光度分析方法 • 目视比色法： • 光电比色法：用光电比色计测定未知溶液和标准溶液的吸
光度。 • 分（吸）光光度法：用分光光度计测定未知溶液和标准溶
液的吸光度。
光电比色计用滤光片得到较窄波长范围的入射光； 分光光度计用棱镜或光栅做分光元件得到单色入射光。
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显色剂：
•能与被测物质反应，并使被测物显色的试剂。 •无机显色剂（如：硫氰酸盐、鉬酸铵、双氧水）与被测物生 成的有色物的稳定性、灵敏度和选择性都不高，故应用较少。 •有机显色剂（如：磺基水杨酸、二苯硫腙）多为能与金属离 子形成稳定有色配（螯）合物的有机试剂；
工作曲线（标准曲线）：
测定信号的大小随被测物质浓度变化的曲线，在分 析化学中，要求这一曲线为直线，即测定信号与被 测物浓度成正比。
•理想情况下工作曲线是一过原点，具有一定斜率的直线； •直线的线性范围是有限的；一般的分析方法要求两个数量级 以上的线性范围； •未知样品中被测物的浓度应在工作曲线的线性范围内，否则 测定结果不准确。
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2. 分光光度计的基本部件
检
结
光 源
单 色 器
吸 收 池
测 系 统
果 显 示
பைடு நூலகம்
光源： 在可见和近红外区使用钨灯或碘钨灯，波长范围320-2500nm； 在紫外区使用氢灯或氘灯，波长范围180-375nm。使用稳压器 保证光强稳定。
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单色器
•色散元件：将连续光谱分解为单色光的元件，如棱镜、光栅； •单色器：由入射狭缝、准直透镜、色散元件、聚焦透镜和出射 狭缝构成。 •玻璃吸收紫外光，所以玻璃棱镜仅用于350-3200nm波长范围， 只能用于可见分光光度计；石英（ 185-4000nm ）则可用于整个 紫外-可见光区。 •光栅利用光的衍射与干涉作用，其优点是适用波长范围宽、色 散均匀、分辨率高；但其缺点是各级光谱有重叠而产生相互干 扰。
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§20.3 比色法和分光光度法及其仪器
1. 光度分析方法 • 目视比色法： • 光电比色法：用光电比色计测定未知溶液和标准溶液的吸
光度。 • 分（吸）光光度法：用分光光度计测定未知溶液和标准溶
液的吸光度。
光电比色计用滤光片得到较窄波长范围的入射光； 分光光度计用棱镜或光栅做分光元件得到单色入射光。
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显色剂：
•能与被测物质反应，并使被测物显色的试剂。 •无机显色剂（如：硫氰酸盐、鉬酸铵、双氧水）与被测物生 成的有色物的稳定性、灵敏度和选择性都不高，故应用较少。 •有机显色剂（如：磺基水杨酸、二苯硫腙）多为能与金属离 子形成稳定有色配（螯）合物的有机试剂；
比色分析和紫外可见分光光度法
1、紫外可见分光光度法 （1）紫外分光光度法：利用物质分子对紫外光的 选择性吸收，用紫外分光光度计测定物质对紫外光的 吸收程度来进行定型、定量分析的方法。 波长范围：200～400nm。 （2）可见分光光度法：利用物质分子对可见光的 选择性吸收特性，用可见分光光度计测量有色溶液对 可见光的吸收程度以确定组分含量的方法，则称为可 见分光光度法。 波长范围：400～800nm。 紫外分光光度法和可见分光光度的区别在于测定 波长范围不同，通常合称为紫外、可见分光光度法。
a
t
图2-2 溶液对光的作用
（1）透光率T 透过光强度与入射光强度之比，用“T”表示， 即： T=（It / I0）×100% T越大，透光程度越大，对光的吸收就越小； T越小，有色溶液透光程度越小，对光的吸收程度 就越大。 （2）吸光度A 入射光强度I0与透过光强度It之比的对数称为吸 光度，用“A”表示，即： A=lg（I0/ It）=lg（1/T） I0/ It越大，有色溶液透光程度越小，对光吸收 程度越大；反之，I0 / It越小，有色溶液透光程度越 大，对光吸收程度越小。
光谱中400 ~ 800nm 范围内的光作 用于人的眼睛，能引起颜色的感觉，故 称可见光。不同波长的可见光引起不同 的视觉效果，从而产生不同颜色。白光 是由不同颜色的光按一定的强度比例混 合而成的；如果将一束平行的白光通过 棱镜，则白光分解为红、成、黄、绿、 青、蓝、紫七种色光，各种颜色的色光 其波长范围如图表所示。
第三节 朗伯-比耳定律
一、朗伯、比耳定律 1、透光率、吸光度 溶液吸收光的程度与溶液的性质、浓度、入射光 的强度、波长以及溶液液层厚度等因素有关。 一束平行光（单色光）通过溶液（或固体、气体） 时，一部分光被溶液反射，一部分光被溶液吸收，一 部分光透过溶液，如果入射光强度为I0 ，吸收光强度 为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，那么， I0=Ia+It+Ir 在进行光度分析时，同一实验的各种溶液均采用 质料、大小、形状都相同的比色皿，故Ir相同，其影 响相互抵消，则： I0=Ia+It
a
t
图2-2 溶液对光的作用
（1）透光率T 透过光强度与入射光强度之比，用“T”表示， 即： T=（It / I0）×100% T越大，透光程度越大，对光的吸收就越小； T越小，有色溶液透光程度越小，对光的吸收程度 就越大。 （2）吸光度A 入射光强度I0与透过光强度It之比的对数称为吸 光度，用“A”表示，即： A=lg（I0/ It）=lg（1/T） I0/ It越大，有色溶液透光程度越小，对光吸收 程度越大；反之，I0 / It越小，有色溶液透光程度越 大，对光吸收程度越小。
光谱中400 ~ 800nm 范围内的光作 用于人的眼睛，能引起颜色的感觉，故 称可见光。不同波长的可见光引起不同 的视觉效果，从而产生不同颜色。白光 是由不同颜色的光按一定的强度比例混 合而成的；如果将一束平行的白光通过 棱镜，则白光分解为红、成、黄、绿、 青、蓝、紫七种色光，各种颜色的色光 其波长范围如图表所示。
第三节 朗伯-比耳定律
一、朗伯、比耳定律 1、透光率、吸光度 溶液吸收光的程度与溶液的性质、浓度、入射光 的强度、波长以及溶液液层厚度等因素有关。 一束平行光（单色光）通过溶液（或固体、气体） 时，一部分光被溶液反射，一部分光被溶液吸收，一 部分光透过溶液，如果入射光强度为I0 ，吸收光强度 为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，那么， I0=Ia+It+Ir 在进行光度分析时，同一实验的各种溶液均采用 质料、大小、形状都相同的比色皿，故Ir相同，其影 响相互抵消，则： I0=Ia+It
第四章 比色分析及分光光度法
第四章比色分析及分光光度法Colorimetric and Spectrophotometric Analysis§1 概述许多物质本身具有明显的颜色，例如KMnO4溶液显紫色，K2Cr2O7溶液显橙色等。
另外，有些物质本身并无颜色，或者颜色并不明显，可是当它们与某些化学试剂反应后，则可以生成有明显颜色的物质，例如Fe3+本身具有黄色，当与一定量的KSCN试剂反应后，生成的Fe(SCN)3具有血红色；浅蓝色的Cu2+与氨水作用后，则生成深蓝色的Cu(NH3) 42+。
当这些有色物质溶液的浓度改变时，溶液颜色的深浅液会改变。
浓度越大，颜色越深；浓度越小，颜色越浅。
因此，可以肯定地说，溶液颜色的深浅与有色物质的含量之间有一定的关系。
在分析化学中，把这种基于比较有色物质溶液的颜色深浅以确定物质含量的分析方法称为比色分析。
实践证明，无论物质有无颜色，当一定波长的光通过该物质的溶液中时，根据物质对光的吸收程度，也可以确定该物质的含量。
这种方法称为分光光度法。
目前的比色分析常用分光光度计将光源变为单色光，并选择对待测物质具有最大吸收的单色光进行比色测定。
比色分析法、分光光度法与前面所讲的容量分析法、重量分析法相比，具有以下优点：1.灵敏度高比色分析法和分光光度法测定物质的浓度，下限一般可以达到10-5～10-6 mol/L，可以测定相当于含量0.001～0.0001%的微量组分。
如果将被测物质加以富集，灵敏度还可以提高。
2.准确度高一般比色分析的相对误差为5～20%，分光光度法的相对误差为2～5%，其准确度虽不如容量分析及重量分析，但对微量组分来说，这个灵敏度还是可以的，因为微量组分用容量分析及重量法已无法测定，更谈不上准确了。
例如1滴KMnO4滴入100mL水中时，仍可得到明显的适于比色分析的颜色，但这一滴溶液在滴定分析中只相当于它的误差的大小，根本无法进行准确测定。
由此看来，比色法的准确度较高，可进行微量组分的分析。
第二十章 比色法和分光光度法
3、朗伯-比尔定律
4、透光度（透射比） 5、吸光系数（吸收系数） 6、摩尔吸收系数
书P398： 例题20-1
二、吸光度的加和性 测得溶液的吸光度等于各组分的吸光度之 和。 A总 = ∑ Ai ＝κ1 b c1 + κ2 b c2 + …… κn b cn
三、朗伯-比尔定律的偏离 1、比尔定律的局限性 2、非单色入射光引起的偏离
4、颜色的产生：物质对不同波长的光具有选
择性吸收作用而产生了不同颜色。
5、光吸收曲线 6、吸收峰：光吸收程度最大处对应的波长。
7、物质定性分析的依据：不同物质的溶液，
其最大吸收波长不同。
20.2 光吸收的基本定律
一、朗伯-比尔定 1、朗伯定律 朗伯(Lambert) 1760年阐明了光的吸收程 度和吸收层厚度的关系。 A∝b 2、比尔定律 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度 和吸收物浓度之间也具有类似的关系。 A∝ c
一、光度分析法的特点 1、灵敏度高 2、准确度能满足微量组分测定的要求 3、操作简便快速，仪器设备简单
二、物质对光的选择性吸收
1、单色光：同一波长的光称为单色光。 2、复合光：由不同波长的光组成的光称为复
合光。如可见光。 3、互补色光：两种适当颜色的单色光按一定 强度比例混合可成为一种白光，这种两种单 色光称为互补色光。
A
λ1 A
λ2
λ
λ1
λ2
λ
Aλ1= kaλ1bCa ＋kbλ1bCb Aλ2= kaλ2bCa ＋kbλ2bCb
三、光度滴定 四、酸碱解离常数的测定 五、配合物组成的测定 1、饱和法 2、连续变化法
比色法和分光光度法
例如, 白光通过CuSO4溶液时, 溶液 颜色为蓝色。
吸收曲线: 为了精确表明溶液对不 同波长光的吸收情况, 可将不同波长 的单色光依次通过某一固定浓度的有 色溶液, 测量该溶液对各单色光的吸 收程度, 即吸光度, 以波长为横坐标, 吸光度为纵坐标作图所得曲线, 即为 吸收曲线, 或称吸收光谱。
光栅:色散元件, 利用光的衍射和干 涉原理制成。当白光通过密刻平行条 痕的光栅后, 将不同波长的光色散成 连续光谱。具有波长范围宽、色散均 匀、分辨本领高等优点。
c. 吸收池(比色皿) 用于盛装被测试液和参比溶液。 按制作材料不同分为石英吸收 池和玻璃吸收池。
d. 检测器 作用: 是将光强度信号转换为可 测电信号, 常见检测器有光电池和 光电管。 光电池: 国产581-G型光电比色 计及72型分光光度计。
与目视比色法相比, 光度法的特点: ① 灵敏度高;10-5 ~ 10-6mol/L ② 准确度较高; ③ 仪器设备较简单, 操作简便、 快速； ④ 应用广泛。
(2) 光的性质和物质的颜色 光的性质: 光是一种电磁波, 具 有波粒二象性。光的波动性可用 波长来描述, 其单位常用纳米(nm) 表示, 波长越短, 能量越高。
具有同一波长的光称为单色光,由不 同波长光组成的光称为复合光。
互补色光: 若将两种颜色的光按适当的 强度比混合可成白光, 那么这两种光称为 互补色光。
物质的颜色: 物质对光的吸收是具有选择性的。 当一束白光通过溶液时, 若溶液对各 种色光都不吸收, 则白光全部通过, 溶液呈无色透明; 若各种色光几乎全 被吸收, 则溶液呈黑色; 若溶液只吸收 某种色光, 则溶液呈透过光的颜色, 也 就是说, 溶液呈吸收光的互补色光的 颜色。
(2) 吸光系数 当b以cm, c以g/L为单位, K为吸光 系数, 用符号a表示, 单位为L/g · cm A=abc 当b以cm, c以mol/L为单位时, K为 摩尔吸光系数, 用符号ε表示, 单位 为L/ mol · cm A=εbc a a与ε的关系: M
比色分析及分光资料PPT课件
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例7-2 某有色溶液，当用1cm比色皿时，其透
光度为T，若改用2cm比色皿，则透光度应为多
少？
解: 由A=-lgT=abc可得 T=10-abc 当b1=1cm时，T1=10-ac=T 当b2=2cm时，T2=10-2ac=T2
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桑 德 尔 （ San-dell ） 灵 敏 度 S: 当 仪 器 所 能 测 出 最 小 吸 光 度
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光的互补性与物质的颜色
如果把两种适当颜色的
光按一定的强度比例混合也
可以得白光，这两种光就叫
互补色光。
如果吸收光在可见区,吸 收光的颜色与透过光的颜色 为互补关系,物质呈现透过 光的颜色。
如果吸收光在紫外区，则 物质不呈现颜色
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吸收光谱(absorption spectrum)或吸收曲线
2.86 103 (g cm 2 )
3.25 104 L mol 1 cm 1
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7.2.2 偏离朗伯一比尔定律的原因
定量分析时，通常液层 厚度是相同的，按照比尔 定律，浓度与吸光度之间 的关系应该是一条通过直 角坐标原点的直线。但在 实际工作中，往往会偏离 线性而发生弯曲，见图74中的虚线。若在弯曲部 分进行定量，将产生较大 的测定误差。
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分子的光吸收机理
E=h•v=h(C/ )
分子的吸收 光谱是与其 相应的电子 能级特征相 关的。同时 也与振动和 转动能级有 关。
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7.2.2 光的吸收定律—Lambert-beer定 律
7.2.1 朗伯—比尔定律 当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将被溶 液吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面所反射。