最新第二十章--比色法和分光光度法课件ppt
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。
分光光度法与比色法
1、几个概念：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colorimetry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。
比色法和分光光度法及其仪器
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分光光度法
分光光度法的优点和缺点
分光光度法的优点包括高精度、高灵敏度和高选择性。它能够提供精确的定量数据，适用 于各种不同物质的测量。此外，分光光度法通常具有较高的灵敏度和较低的检测限，能够 检测到微量的物质 然而，分光光度法也有一些缺点。首先，它需要昂贵的仪器设备，通常只有实验室级别的 分析才使用分光光度计。其次，分光光度法需要一定的操作技能和经验，因为不同物质的 测量可能需要不同的条件和参数设置。此外，对于某些特定物质的测量，可能需要使用特 定的试剂和标准品，这可能会增加实验成本和时间
比色法和分光光度 法及其仪器
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目录
CONTENTS
1 比色法 2 分光光度法Biblioteka 比色法和分光光度法及其仪器
比色法和分光光度法是两种常用的化学分析方法，用 于测量溶液中的物质浓度
x
这两种方法都基于朗伯-比尔定律，该定律描述了溶液 的吸光度与溶液浓度之间的关系
PART 1
比色法
比色法
比色法是一种通过比较有色物质 溶液的颜色深度来确定其浓度的
技术
它主要基于颜色的差异，使用肉 眼或比色计来比较样品溶液和标 准溶液的颜色
比色法
比色法仪器
比色法通常使用比色计作为仪器。比色计是一种简单的 光学仪器，它通过比较样品溶液和标准溶液的颜色来测 量浓度。比色计通常由一个光源、一个滤光片和一个接 收器组成。光源发出的光通过滤光片，然后照射到样品 溶液和标准溶液上。接收器接收反射回来的光，并将其 转换为电信号。通过比较样品溶液和标准溶液的反射率 ，可以确定样品的浓度
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。
第章比色法和分光光度法
第20章比色法和分光光度法【20-1】将下列百分透光度值换算为吸光度：（1）1% （2）10% （3）50% （4）75% （5）99%解：A＝2－lg T%（1）A=2－lg 1 = 2.000（2）A=2－lg 10 = 1.000（3）A=2－lg 50 = 0.301（4）A=2－lg 75 = 0.125（5）A=2－lg 99 = 0.0044【20-2】将下列吸光度值换算为百分透光度：（1）0.01 （2）0.10 （3）0.50 （4）1.00解：lgT%=2－A（1）lgT1%=2－0.01 = 1.99 T1%=97.7 %（2）lgT2%=2－0.10 = 1.90 T2%=79.4 %（3）lgT3%=2－0.50 = 1.50 T3%=31.6 %（4）lgT4% =2－1.00 =1.00 T4%=10.0 %【20-3】有一有色溶液，用1.0 cm 吸收池在527 nm 处测得其透光度T = 60%，如果浓度加倍，则（1）T值为多少？（2）A 值为多少？（3）用5.0 cm 吸收池时，要获得T = 60%，则溶液的浓度为原来浓度的多少倍？解：A＝－lg T =εbc －lg 0.60 = 0.222浓度增倍时：（1）lg T =－0.444 T= 36 %（2）A＝－lg T = 0.444（3）1.0cm时：c1 = 0.222 5.0cm时：c2 = 0.222c2/c1= 1.0 /5.0 = 0.2倍【20-4】有两种不同浓度的KMnO4溶液，当液层厚度相同时，在527nm处透光度T分别为（1）65.0%，（2）41.8%。
求它们的吸光度A各为多少？若已知溶液（1）的浓度为6.51×10-4mol·L-1，求出溶液（2）的浓度为多少？解：（1）A＝εbc =－lgT＝－lg 0.650 = 0.187（2）A＝－lg 0.418 = 0.379（3）当c1= 6.51×10-4 mol • L-1时，b = 0.187∕6.51×10-4 = 287 mol -1 • Lc 2= 0.379∕287 = 1.32×10-3 mol • L -1【20-5】在pH=3时，于655 nm 处测得偶氮胂Ⅲ与镧的紫蓝色配合物的摩尔吸光系数为4.50×104。
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。
分光光度法.ppt
提高测量灵敏度和准确度方法
二、提高测量灵敏度和准确度方法
（一）、选择合适显色剂 （1）灵敏度高 >104 （2）选择性好 只与被测物显色 （3）生成的有色物稳定、组成一定 （4）显色剂在测定处无明显吸收
提高测量灵敏度和准确度方法
（二）、选择合适测定条件
第三节 可见分光光度法
一、分光光度计 光源 单色器 吸收池 检测器
显示器 二、单组份测定方法 （一）、标准曲线法
信号放大器
可见分光光度法
（一）标准曲线法:
Beer’s law 当,b等一定，A与C成正比，A=KC
取标准品配置一系列不同浓
A
度的标准溶液，置于液层厚
度相同吸收池，测定相应吸
Ax
光度，以A~C作图，得一条
三、吸收光谱
吸收光谱：A ~ 作图
A:吸光度，物质对单色光的吸收程度
Hale Waihona Puke 吸光度最大处的波长为最大吸收
波长，用max表示。 max是定性鉴别物质的基础 不同浓度的溶液，max不变，浓度
与峰值成正比，这是进行定量分析
的依据。
一般用max单色光测定
A
C2﹥C1
(2)
(1)
max
第二节 分光光度法基本原理
一、Lambert-Beer law
3.某含铁约0.20％的试样，用邻二氮杂菲亚铁光度法ε=（１.１×104）测 定，试样溶解后稀释至100ｍL，用1.00cm的比色皿，在508nm波长下测 定吸光度。为使吸光度的测量引起的浓度相对误差最小，应当称取试样 多少克。（MFe=55.85）
3.丁二酮肟对含镍量为0.12%的某试样进行比色分析测定，若配制100毫升 试液，波长470nm处用1.0厘米的比色皿进行测定，计算当测量误差控制在 最小时，应称取试样多少克？(已知：ε=1.3×104，MNi=58.69)