第10章 吸光光度法
合集下载
第10章 吸光光度分析
无机及分析化学
34
3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
无机及分析化学
12
质量吸光系数，摩尔吸光系数
• 质量吸光系数 a: 当一定波长的单色光，通过浓度 为 1g/L，吸收池的液层厚度为 1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.g-1.cm-1
• 摩尔吸光系数ε • 物理意义：当一定波长的单色光，通过浓度为 1mol/L，吸收池的液层厚度为1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.mol-1.cm-1
比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的， 因此仅在稀溶液（c < 10-2 mol/L )的情况下才适用。
(2)非单色光引起的偏离
朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但 在实际工作中，入射光是具有一定波长范围的。
无机及分析化学
18
化学因素
溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。
不同的显色反应的适宜 pH 是通过实验确定的。 无机及分析化学
24
3 、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定 过程中温度一致。
4 、显色时间：通过实验确定合适的显色时间， 并在一定的时间范围内进行比色测定。
5、溶 剂：有机溶剂降低有色化合物的解离度， 提高显色反应的灵敏度。 6、共存离子的影响
无机及分析化学
偏离朗伯—比尔定律。
无机及分析化学
19
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂
显色剂
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。
第10章 吸光光度法
价电子
分子振动 分子转动
钨灯
碳化硅热棒 电磁波发生器
比色及可见光度法
红外光度法 微波光谱法 核磁共振光谱法
2. 分子吸收光谱产生原理
吸收光谱是由物质对不同波长的光具有选择性吸收 作用而产生的。 由物质的价电子能级跃迁 （能量差在1~20eV）而 产生的吸收光谱，是紫外及可见分光光度法——本章 研究内容。 由物质的分子振动能级（能量差约0.05~l eV）和 转动能级（能量差小于0.05 eV）的跃迁而产生的吸收 光谱，为红外吸收光谱法——用于分子结构的研究。 说明：物质只有对特定波长(能量)的光才能有吸收。
△T为透光率读数的绝对误差，一般为± 0.01。
Er-T 关系图： Er ≤±4%时:
T: 15%~65 %
A: 0.2~0.8
T = 36.8 %，A = 0.434 时误差最小。
10.5 示差吸光光度法
1. 示差吸光光度法的原理 (高浓度) 常规法: 以试剂空白为参比
A bCx
示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比 (Cs＜Cx)
3. 有色溶液对光的选择性吸收
① 单色光、复合光、互补光 单色光:具有同一波长的光
复合光:包含不同波长的光 互补光: 若两种不同颜色 的单色光按一定的强 度比例混合得到白光， 这两种单色光为互补 光。 绿
蓝绿
黄
绿蓝
橙
蓝 紫
红
② 有色溶液对光的吸收
吸收黄色光
复合光
完全透过
溶液的颜色与其吸收掉光的颜色为互补色。 有色溶液呈现不同颜色的原因: 物质的电子结构不同，价电子跃迁所需能量不同， 所吸收光的波长不同，因此溶液对光的选择性吸收， 使其呈现不同颜色。
a. 选择性好
吸光光度法习题
第十章吸光光度法一、单项选择题(共25题）10.1。
1 在光度分析中，以1cm的比色皿测量透光率为T，若比色皿的厚度增加一倍，透过率为（）A、T/2B、T2C、2T D10.1.2 相同质量Fe3+和Cd2+（Mr（Fe）=55。
85，Mr（Cd)=112.4）,各用一种显色剂在同样体积溶液中显色,用分光光度法测定，前者用2cm比色皿，后者用1cm比色皿，测得吸光度相同，则两种有色络合物的摩尔吸光系数ε为（）A、基本相同B、Fe3+为Cd2+两倍C、Cd2+为Fe3+两倍D、Cd2+为Fe3+四倍10。
1.3 以下说法错误的是（)A、摩尔吸光系数ε随浓度增大而增大B、吸光度A随浓度增大而增大C、透过率T随浓度增大而增大D、透过率T随比色皿加厚而减小10。
1。
4 Ni（NH3）42+络离子为绿色溶液,其吸收最大的光的颜色为( ）A、绿色B、红色C、紫色D、黄色10。
1。
5 以下说法错误的是（)A、吸光度A与浓度C成直线关系B、透光率随浓度的增加而减少C、当透过率为“0”时吸光度为∞D、选用透过率与浓度做工作曲线准确度高10。
1。
6 分光光度计检测器直接测定是( ）A、入射光的强度B、吸收光的强度C、透过光的强度D、散射光的强度10。
1.7 某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR，若溶液中M的浓度为1。
0⨯10-4mol/L,用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0。
400，此络合物在525nm处的摩尔吸光系数ε为（）A、4。
0⨯10—3 L*mol—1*cm—1B、4.0⨯103 L＊mol—1＊cm-1C、4.0⨯10-4 L*mol—1*cm—1D、4.0⨯105 L*mol—1＊cm—110.1.8 测定纯金属钴中锰时，在酸性溶液中以KIO4氧化Mn2+成MnO4-光度测定，测定试样中锰时,其参比溶液为（)A、蒸馏水B、含KIO4的试样溶液C、KIO4溶液D、不含KIO4的试样溶液10。
第10章 吸光光度法
当：c的单位用mol·L-1表示时，用ε表示. ε－摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A＝εbc ＝ 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
（一）光学因素 （二）化学因素
（一）光学因素
1．非单色光的影响： 非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 ， 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 （ 2 − k1） A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论： 结论： • 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑ • 选λmax作为测定波长
长
波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 （二）分类： 分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 光谱法：利用物质与电磁辐射作用时， 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱
吸光光度法
单位: L·mol-1 ·cm-1
（1）吸收系数
第一、吸收系数a
当c的单位为g/L，b的单位为cm时，K用a表示 ，称为吸收系数，其单位为L/g·cm，这时朗伯-比 耳定律变为： A＝abc
第二、摩尔吸收系数κ
当式中浓度c的单位为mol/L，液层厚度的单位 为cm时，则用另一符号κ表示，称为摩尔吸收系数 ，它表示物质的浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时 ，溶液的吸光度。其单位为L/mol·cm。这时朗伯比耳定律就变为: A＝κbc
4、检测系统(又叫光电转化器)
在光度计中，常用的是硒光电池。硒光电池和眼睛相 似，对于各种不同波长的光线，灵敏度是不同的。对于波 长为500-600nm的光线最灵敏。而对紫外线，红外线则 不能应用。
光电管和光电倍增管用于较精密的分光光度计中。具 有灵敏度高、光敏范围广及不易疲劳等特点。
1、选择性要好
一种显色剂最好只与一种被测组分起 显色反应，这样干扰就少。或者干扰离 子容易被消除、或者显色剂与被测组分 和干扰离子生成的有色化合物的吸收峰 相隔较远。
3、对比度要大
如果显色剂有颜色，则有色化合物与显色剂的 最大吸收波长的差别要大，一般要求在60nm以上 。
5、显色反应的条件要易于控制
但有时会发生偏离, 特别在浓度较大时, 偏离更大.
原因:1)非单色光、非0平行光 c 2)化学因素:离解、缔合、异构化等
1、物理因素
（1）单色光不纯所引起的偏离
严格地讲，朗伯-比耳定律只对一定波长的单色 光才成立。但在实际工作中，目前用各种方法得到 的入射光并非纯的单色光，而是具有一定波长范围 的单色光。那么，在这种情况下，吸光度与浓度并 不完全成直线关系，因而导致了对朗伯—比耳定律的 偏离。
（1）吸收系数
第一、吸收系数a
当c的单位为g/L，b的单位为cm时，K用a表示 ，称为吸收系数，其单位为L/g·cm，这时朗伯-比 耳定律变为： A＝abc
第二、摩尔吸收系数κ
当式中浓度c的单位为mol/L，液层厚度的单位 为cm时，则用另一符号κ表示，称为摩尔吸收系数 ，它表示物质的浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时 ，溶液的吸光度。其单位为L/mol·cm。这时朗伯比耳定律就变为: A＝κbc
4、检测系统(又叫光电转化器)
在光度计中，常用的是硒光电池。硒光电池和眼睛相 似，对于各种不同波长的光线，灵敏度是不同的。对于波 长为500-600nm的光线最灵敏。而对紫外线，红外线则 不能应用。
光电管和光电倍增管用于较精密的分光光度计中。具 有灵敏度高、光敏范围广及不易疲劳等特点。
1、选择性要好
一种显色剂最好只与一种被测组分起 显色反应，这样干扰就少。或者干扰离 子容易被消除、或者显色剂与被测组分 和干扰离子生成的有色化合物的吸收峰 相隔较远。
3、对比度要大
如果显色剂有颜色，则有色化合物与显色剂的 最大吸收波长的差别要大，一般要求在60nm以上 。
5、显色反应的条件要易于控制
但有时会发生偏离, 特别在浓度较大时, 偏离更大.
原因:1)非单色光、非0平行光 c 2)化学因素:离解、缔合、异构化等
1、物理因素
（1）单色光不纯所引起的偏离
严格地讲，朗伯-比耳定律只对一定波长的单色 光才成立。但在实际工作中，目前用各种方法得到 的入射光并非纯的单色光，而是具有一定波长范围 的单色光。那么，在这种情况下，吸光度与浓度并 不完全成直线关系，因而导致了对朗伯—比耳定律的 偏离。
分析化学(第五版) 第10章 吸光光度法
第10章 吸光光度法 章
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
10.1 概述 吸收光谱 发射光谱 散射光谱 分子光谱 原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种， 吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法， 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
e 溶剂 有机溶剂，提高灵敏度、 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率 f 干扰离子 消除办法： 消除办法： 提高酸度，加入隐蔽剂， 提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比 铬天菁S测 ，氟化铵褪色，消除锆、 钴干扰) 褪色空白(铬天菁 测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰 选择适当波长
10.5 光度分析法的设计
2 物理化学因素 非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射， 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测 吸光度增加， 吸光度增加，导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式 的偶氮－ 的偶氮
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
10.3 吸光光度计
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
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
10.1 概述 吸收光谱 发射光谱 散射光谱 分子光谱 原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种， 吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法， 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
e 溶剂 有机溶剂，提高灵敏度、 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率 f 干扰离子 消除办法： 消除办法： 提高酸度，加入隐蔽剂， 提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比 铬天菁S测 ，氟化铵褪色，消除锆、 钴干扰) 褪色空白(铬天菁 测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰 选择适当波长
10.5 光度分析法的设计
2 物理化学因素 非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射， 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测 吸光度增加， 吸光度增加，导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式 的偶氮－ 的偶氮
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
10.3 吸光光度计
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
吸光光度法(职高)
Ⅳ-3
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
光的互补:若两种不同颜色的单色光按一定的强度比 例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光， 这种现象称为光的互补。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
光的互补:若两种不同颜色的单色光按一定的强度比 例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光， 这种现象称为光的互补。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。
分析化学十课后习题答案
第十章 吸光光度法1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？答：①灵敏度高 ②仪器设备简单，操作简便，快速 ③ 准确度较高 ④ 应用广泛 2.何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别？ 答：⑴复合光指由不同单色光组成的光；单色光指其处于某一波长的光；可见光指人的眼睛所能感觉到的波长范围为400-750 nm 的电磁波；将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光； ⑵ 白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成有复合光。
3.简述朗伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。
答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射；② 吸光物质为均匀非散射体系；③吸光质点之间无相互作用；④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象发生。
其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A 与吸光物质的浓度c 及吸收层厚度 b 成正比。
其数学表达式为： Kbc TI I A t===1lglg0 4.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？ 答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L 和吸收层厚度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度A ，然后根据bcA=κ计算而求得。
(3) κ值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
5.何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？答：吸光度A 是指入射光强度I 0与透射光强度I t 的比值的对数值。
透射比T 是指透射光强度I t 与入射光强度I 0的比值。
两者的关系如下：TI I A t 1lg lg0== 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-比尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？答：⑴物理因素：①非单色光引起的偏离 ②非平行入射光引起的偏离 ③ 介质不均匀引起的偏离。
第章：吸光光度法
吸收光谱 Absorption Spectrum
S3
h
S2
S1
E3 A E2
E1
S0
E0
纯 电子能态 间跃迁
S2
h
A
S1
S0 分子内电子跃迁
锐线光谱
带状光谱
讨论：
（1）转动能级间的能量差ΔEr：0.005～0.050eV，跃迁
产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱；
（2）振动能级的能量差ΔEv约为：0.05～１eV，跃迁产
式中：Ｉo1、Ｉo2分别为λ1、λ2 的入射光强度； Ｉt1、Ｉt2分别为λ1、λ2 的透射光强度；
ε1、ε2分别为λ1、λ2的摩尔吸光系数； 因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得A1与A2，故
因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得
A1与A2，故：
A总 ＝ lg（Ｉo总/Ｉt总 ) ＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2） ＝ lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-ε1bc +Ｉo210-ε2bc ）
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·L－１；
ε：摩尔吸光系数，单位L·mol－１·cm－１；
或:
A＝lg（I0/It)= a b c
c：溶液的浓度，单位g·L－１
a：吸光系数，单位L·g－１·cm－１
a与ε的关系为：
a =ε/M （M为摩尔质量）
吸光度与光程的关系 A = bc
• 布格(Bouguer)与朗伯(Lambert)先后于1729年和
1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝b
• 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度与吸收物
第10章 吸光光度法
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E h c h
h －普朗克(Planck)常数 6.63×10-34J·s
c －真空中光速 2.99792458×108m/s~3.0 ×108m/s
－波长，单位：m,cm,mm, m,nm,Å
1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
用不同波长的单色光照射溶液，测其吸光度，以A对λ作
图，得吸收曲线，即吸收光谱。
10
第
不同物质吸收曲线的形状，λmax位置不同。
章
——定性分析
吸 光
最大吸收波长（λmax）—吸光度A最大处对应的波长。
光
度
法
第
10
章
同一物质在同一波长下吸光度A随着浓度的增
吸
大而增大 。
光
光
——定量分析
度
法
❖ 物质的分子结构与吸收光谱的关系
E
E2
E1
h
hc
不同物质分子因结
构不同而能级不同，故
各能级间的能级差也不
相同，因而选择吸收的
性质反映了分子内部结
第
构的差异。
章 吸 光 光 度 法
10
10.1.3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
入射光
I0
It
透射光
b
透射比（透光度） T It I0
第
吸光度
A lg I0 lg 1 lg T
章
② 吸光物质为均匀非散射体系；
吸 光
③ 吸光质点之间无相互作用（稀溶液） ；
光 度
④ 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
10.4 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 (l>60nm)
2 显色反应类型 络合反应
O OH As O M O
准溶液，绘制工作曲线和测定样品溶液的吸光 度,480nm测定A。
2.双波长吸光光度法 目的：解决浑浊样品光度分析
消除背景吸收的干扰 多组分同时检测
原理： A = Al1-Al2 = （el1- el2）b c
波长对的选择： a.等吸光度点法，b.系数倍率法
3.导数吸光光度法
例,苯酚与2,4,6-三氯苯酚(y)混合物中 苯酚(x)的双波长分光光度法测定。
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
3 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～l关系 最大吸收波长 lmax：光吸收最大处的波长
对比度(Δl):络合物最大吸
收波长(lMRmax)与试剂最大 吸收波(lRmax)之差
S
N (CH3)2 + Ag+
NCO AgS C C CH
S
N (CH3)2
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
AsO3 H2
NN
OH OH H2 O3 As
NN
HO3S
SO3H
三苯甲烷类 三苯甲烷酸性染料 铬天菁S
COOH HO
CH3
C
Cl
COOH O
CH3 Cl
SO3H
三苯甲烷碱性染料 结晶紫
(H3C)2N
N(CH3)2
C
N(CH3)2
邻菲罗啉类 CH3
CH3 C C CH3
N HO
N
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
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：
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
10.1 概述
❖ 吸收光谱 ❖ 发射光谱 ❖ 散射光谱
❖ 分子光谱 ❖ 原子光谱
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
测定光吸收，A＝0.43,求S. (Nb原子量92.91)。 有两种做法：根据A=εbC,求ε
＝3.3×104 L·mol-1·cm-1
吸光度的加和性 在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收 的多种物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各 个吸光物质的吸光度之和
朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓度成正比
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
H4L+
H3L H2LHL2-
1.2 4.8-5.2 8.4-9.0 11.4-12.0
462-465 462,490 512 532-538
Sn4+ 1.0 530 Ga3+ 5.0 550
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
b 显色剂的用量 稍过量，处于平台区
A1 = e1bc1 A2 = e2bc2 A = e1bc1+ e2bc2
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
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
光源
单色器
样品池
检测器
读出系统
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
选l1为参比波长, l2为测量波长
得 Al1= e xl1bcx + e yl1bcy Al2= e xl2bcx+ e yl2bcy
ΔA=Al2-Al1= (e xλ2bcx+e yl2bcy)-(e xl1bcx+e yl1bcy) 在等吸光度的位置(G, F), e yl2＝ e yl1，则上式成为
b 生色团和助色团 生色团: 含有π→π*跃迁的不饱和基团 助色团: 含非键电子的杂原子基团,如-NH2, -OH, -CH3… 与生色团相连时，会使吸收峰红移，吸收强度增强
2 物质颜色和其吸收光关系 互补色
物质的颜色
吸收光
颜色
波长范围( l ,nm)
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
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
f 干扰离子
消除办法： 提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比
吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
10.2 吸光光度法基本原理
1 吸收光谱产生的原因
光:一种电磁波,波粒二象性 光谱名称
X射线
当光子的能量与分子的E匹配时， 远紫外光
就会吸收光子
E=hu=hc/l
近紫外光 可见光
近红外光
中红外光
远红外光
微波
令ST=0.01,计算T不同值时的Sc/c，当TlnT对T进行 微分时，其值为零时，Sc/c最小，此时T=0.368。
10.7 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(i.e. 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、
ΔA=(e xl2- e xl1）bcx
ΔA与cx成正比, 可用于测定
3.导数吸光光度法 目的：提高分辨率 去除背景干扰
原理： dnA/dln ~l
10.8 吸光光度法的应用
1 测定弱酸和弱碱的离解常数
HB ＝H+ + B-
Ka =
[H+][B-] [HB]
pKa=pH+
lg
[HB] [B-]
A=AHB+AB-
灵敏度
选择性
2 测定浓度控制 控制浓度 吸光度A：0.2～0.8
减少测量误差
3 参比溶液选择
仪器调零 消除吸收池壁和溶液对入射光的反射 扣除干扰
试剂空白 试样空白 褪色空白
4 标准曲线制作 理论基础：朗伯-比尔定律
相同条件下 测定不同浓度标准 溶液的吸光度A A～c 作图
A
0.35
0.30
0.25
Δl lmax
原子光谱为线光谱 分子光谱为带光谱
电子跃迁能级 分子振动能级 分子转动能级
4 朗伯-比尔定律
光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
I0 = Ir + It + Ia
I0
It
I0 = It + Ia
Ir
Ia
T = It / I0 , T: 透射比或透光度 A=lg (I0 / It )＝lg(1/T), A:吸光度
2 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 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
3 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%