比色分析法及光度分析法
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。
无机与分析化学比色法和分光光度法

§20.4 显色反应与显色条件的选择
• 许多无机离子无色,即使有色的无机离子也多因吸光系数不 大而无法直接进行紫外-可见分光光度测定;
• 很多有机化合物具有较强紫外或可见光吸收,可直接测定。
显色反应:将无色或吸光系数很小的被测物质与显色 剂反应,使被测物转变成具有较强紫外或可见光吸 收的化合物,然后进行测定。
12
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
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。
13
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。
5
•吸收光谱与发射光谱 分子吸收能量后受到激发,分子就从基态能级跃迁到激发态 能级,因而产生吸收光谱。 处于激发态的分子返回基态或能级较低的激发态,就会以光 子的形式释放能量,从而产生发射光谱。
•紫外-可见吸收光谱 分子中的价电子吸收特定波长的光(紫外-可见光)后,从 基态跃迁到激发态。
6
§20.2 光吸收的基本定律
11
§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
实验一、比色分析法和分光光法

(1)学习Folin—酚法测定蛋白质含量的原理和方法
(2)制备标准曲线,测定未知样品中蛋白质含量
仪器试剂
一、器材 [1] 试管及试管架 [2] 移液管(5、1、0.5ml、 0.2ml) [3] 可见分光光度计
二、试剂(在实验手册中,有配制方法) [1] 标准BSA溶液 [2] Fo1in—酚试剂 [3] 碱性铜液(现用现配制),且注意配制时,要先混合B液再加A液。 [4] 0.9% NAcl
基本原理
一.光由几部分组成:3部分
二、物质对光的选择性吸收
1、光的互补性与物质的颜色
单色光:只具有一种波长的光。
混合光:由两种以上波长组成的光,如白光。
可见光分为哪几个单色光?
黄 橙 红
绿
青
白光
青蓝
紫
蓝
物质的颜色是由于物质对不同波 长的光具有选择性的吸收作用而 产生的,物质的颜色由透过光的 波长决定。
例:硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色; 高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。 如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以
得白光,这两种光就叫互为补色光。物质呈现的颜色和 吸收的光颜色之间是互补关系。
/nm
颜色
互补光
400450
紫
蓝
黄绿
黄
黄 橙 红
绿
青
450480
480490
绿蓝
蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
内容
1
2 3 3 4
比色分析法和分光光度法 比色分析的测定方法 分光光度计的基本结构与使用 蛋白质的含量测定
比色分析法
概念:用比较溶液颜色深浅来确定溶液中有色 物质含量的方法
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。
比色分析和分光光度法课件

比色分析与分光光度法在医学检验中的应用
高特异性、高灵敏度
在医学检验中,有些物质具有很高的特异性, 只有特定的方法才能准确测定。比色法和分 光光度法能够通过特定的反应和测定条件, 实现高特异性、高灵敏度的检测,为医学研 究提供有力支持。
比色分析与分光光度法在医学检验中的应用
自动化程度高、检测速度快
比色分析法的原理
• 当待测物质与特定显色剂发生反应时,会生成有色产物,其颜色深浅与待测物质的浓度成正比。通过比较有色产物与标准 溶液的颜色深浅,可以计算出待测物质的浓度。
比色分析法的应用
• 在化学实验、环境监测、食品检测等领域广泛应用 比色分析法,用于测定金属离子、有机物、无机物 等物质的含量。该方法具有操作简便、准确度高、 适用范围广等优点。
在环境监测中,有些物质难以用其他方法进行测定,而比 色法能够通过特定的显色反应,高灵敏度、高选择性地进 行检测。例如,某些有机污染物与特定显色剂反应后,颜 色变化明显,可实现痕量检测。
比色分析在环境监测中的应用
样品处理简单、仪器成本低
比色法通常需要的样品处理较为简单, 有时甚至可以直接测定未处理的水样。 此外,该方法所需的仪器成本较低, 便于普及和应用。
实验操作注意事项
01
02
03
04
试剂质量保证
确保所使用的试剂质量和有效 性,避免使用过期或变质的试
剂。
实验条件控制
严格控制实验的反应温度、时 间、酸碱度等条件,以确保实 验结果的准确性和可靠性。
吸光度测定准确性
在测定吸光度值时,应确保比 色皿清洁、无划痕,以避免干
扰测定结果。
安全注意事项
了解所用化学品的物理和化学 性质,避免直接接触和吸入有
比色法和分光光度法

分光光度法 在分光光度计中,将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时,便可得到与众不同波长相对应 的吸收强度。如以波长(λ)为横坐标,吸收强度(A)为纵坐标,就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利 用该曲线进行物质定性、定量的分析方法,称为分光光度法,也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色 物质的方法,称为紫外分光光度法;用可见光光源测定有色物质的方法,称为可见光光度法。它们与比 色法一样,都以 Beer-Lambert 定律为基础。 上述的紫外光区与可见光区是常用的。但分光光度法的应 用光区包括紫外光区,可见光区,红外光区。 比色法 以可见光作光源,比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方法。 以生成有色化合物的显色反应为基础,通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方 法。比色法作为一种定量分析的方法,开始于 19 世纪 30~40 年代。比色分析对显色反应的基本要求是: 反应应具有较高的灵敏度和选择性,反应生成的有色化合物的组成恒定且较稳定,它和显色剂的颜色差 别较大。选择适当的显色反应和控制好适宜的反应条件,是比色分析的关键。 常用的比色法有两种:目视比色法和光电比色法,两种方法都是以朗伯-比尔定律(A=εbc)为基础。常用 的目视比色法是标准系列法,即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中,先按分析步骤 显色,配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色,和标准色阶作比较,目视找 出色泽最相近的那一份标准,由其中所含标准溶液的量,计算确定试样中待测组分的含量。 光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度,将吸光度对浓度作图,绘制工作曲线,然 后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。与目视比色法相比,光电比色法消除了 主观误差,提高了测量准确度,而且可以通过选择滤光片来消除干扰,从而提高了选择性。但光电比色 计采用钨灯光源和滤光片,只适用于可见光谱区和只能 得到一定波长范围的复合光 , 而不是单色光 束,还有其他一些局限,使它无论在测量的准确度、灵敏度和应用范围上都不如紫外-可见分光光度计。 20 世纪 30~60 年代,是比色法发展的旺盛时期,此后就逐渐为分光光度法所代替。
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
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2.测定吸光度: A1 3.绘制工作曲线:
A2
A3
A4
A5
A
Ax
Cx
C
问题:目视比色法和光电比色法测定时,能不能允许其他有 色物质同时存在? 优点:(1)用仪器代替人眼,提高了测定的准确度。 (2)由于采用工作曲线,大大缩短了测定时间。 (3)颜色片
比色皿
光电池
检流计
T
A
A
B
410
470
530
λ
λmax 吸光曲线
λ
兰色滤光片的透光曲线 AB=500-440=60nm
Tmax =470nm
测定溶液中KMnO4(λmax=540 nm)和K2Cr2O7(λmax=440nm) 含量,可通过下列步骤求出: (1)在波长440nm、540nm处分别测定KMnO4和K2Cr2O7标准 溶液的吸光度,求出 Cr Cr Mn Mn K540 K440 K540 K440 (2)在波长440nm、540nm处分别测定KMnO4和K2Cr2O7混合 液的吸光度,列出下列方程式:
一种物质呈现什么颜色,是与光的组成和物质本身的结构有关的。
青 绿 黄 紫 青蓝 蓝 橙
红
物质呈现的是与它吸收的光成互补色的颜色
[1]不透明固体呈现它所反射的光的颜色。
[2] 透明固体或溶液呈现透过光的颜色。
问题一:不透明固体,如果对光线:(1)全部吸收(2)完全反射 (3)各种波长的光吸收程度基本相同。物质各呈现什么 颜色?
1.灵敏度高:该法测定物质的浓度下限为105~10- 6M(也即10-4~10-5%)。
2.准确度高:比色分析的相对误差为5~10%, 光度分析的相对误差为2~5%。 3.操作简便、测定速度快:所用的仪器不复杂, 试液配好后,几分钟就可得出实验结果。 4.应用广泛:几乎所有的无机离子和有机化合 物都可直接或间接地用本方法测定。
A 光吸收曲线:
500
525
560
λ
(nm)
KMnO4溶液的吸收曲线
λmax =525nm
第十二章 比色分析法及光度分析法
§1 概述 §2 朗伯-比尔定律 一. 朗伯定律 二. 比尔定律 三. 朗伯-比尔定律
朗伯认为:如果把液层分成无限 小的厚度为db的薄层,照在薄层上 的光强度为I,光经过薄层时强度减 I0 弱dI,则: -dI∝Idb -dI=k1 Idb
Cx= 4×10-4 M Cy= 5×10-4 M Cx Cy
方法优点:(1)设备简单,适用于野外勘探 (2)灵敏度高。 (3)某些不完全符合吸收定律的显色反应也能 测定。
方法缺点:(1)有色溶液不够稳定,标准色阶不能久存。 (2)眼睛对颜色观察有一定的偏差,误差较大。
2.光电比色法:
利用滤光片获得单色光,入射有色溶液,并在光电比色 计上测出吸光度。 具体方法是: 1.配制标准溶液: C1 C2 C3 C4 C5
db
It
b
It
I0
dI I k1db
0
b
ln II0t k1b
它表明:波长λ、温度t 和溶液浓度C保持不变时, 光吸收程度与液层厚度b 成正比。称为郎伯定律。
log
I0 It
k1 2.303
b k 2b
90年后,比尔发现: 如果波长λ、温度t和液层厚度b保持不变,物质 浓度c每增加dc,入射光通过溶液后就减弱dI, 则: -dI∝Idc
∴ 在实际操作中,如试液浑浊或有气泡,应处理后再测定
第十二章 比色分析法及光度分析法
§1 概述 §2 朗伯-比尔定律
§3 比色分析及光度分析的方法和仪器
一. 目视比色法 二. 光电比色法 三. 分光光度法
目视比色法
标准色阶:
1×10-4 M
2×10-4 M
4×10-4 M
6×10-4 M
8 ×10-4 M
第十二章 比色分析法及光度分析法
§1 概述 一.什么是比色分析及光度分析法? 二.方法特点 三.物质的颜色与光的吸收:
有些物质本身有明显颜色:KMnO4(紫红) 、 K2Cr2O7(橙) CuSO4 . 5H2O (蓝) 、 NiSO4 (绿)````
另一些物质本身没有明显的颜色,但能反应生成 有色物质,如: Fe2+ +邻二氮菲→Fe-邻二氮菲(红) Mn2++S2O82- →MnO4-(紫红) Fe3++SCN-→Fe(SCN)3(蓝) 浓度越大,颜色越深,通过颜色的深浅可判 断C大小
It
I
dI I
k3dc
0
c
I0
I0
ln II0t k3c
I0
It
log
I0 It
k3 2.303
c k4c
光吸收程度与浓度C成正比(比尔定律)
朗伯-比尔定律:
log
I0 It
kbc
它表明:当一束平行的单色光通过均匀、非 散射的溶液时,光吸收程度与溶液浓度和液 层厚度成正比。 A=KbC
I0
It
根据光吸收程度可判断C大小
第十二章 比色分析法及光度分析法 §1 概述 一.什么是比色分析及光度分析法?
根据有色物质溶液颜色的深浅来确定 物质含量的方法称为比色分析法
第十二章 比色分析法及光度分析法
§1 概述
一.什么是比色分析及光度分析法?
当一定波长的光通 过被测物质溶液时,根据 物质对光的吸收程度来确定物质含 量的方法称为光度分析法。
式中常数K随浓度C单位的不同而不同: (1)如b的单位为cm、C的单位为g/L时,K用a表 示,单位为L/g.cm。a称为吸光系数。 (2)如b的单位为cm、C的单位为mol/L时,K用ε 表示,单位为L/mol.cm。ε称为摩尔吸光系数。
例:已知含Fe2+浓度为500ug/L的溶液,用邻二 氮菲比色测定,比 色皿厚度2cm,在波长508nm处测得吸光度A为0.19,求ε。 解: A=εbC
A
Cr Mn 440
K CCr K CMn
Cr 440 Mn 440
A
Cr Mn 540
K CCr K CMn
Cr 540 Mn 540
C
500106 55.85
0.19 28.910 6
8.9 106 M
1.110 L / mol cm
4
A bc
答:摩尔吸光系数ε为1.1×104 L/mol· cm
ε越大,吸光能力越强,灵敏度越高。
∴测定时,应选择ε大的有色化合物,且以λmax作为入射光 波长。
问题二:胶体溶液、悬浊液、乳浊液能否利用光吸收定律 进行测定?