第七章:吸光光度法精选课件PPT

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第七章 吸光光度法 (1)

第七章 吸光光度法 (1)

2 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~ 关系
最大吸收波长 max:光吸收最大处的波长
Δ
对比度(Δ ):络合物最大吸 收波长( MRmax)与试剂最大 吸收波( Rmax)之差
max
吸收曲线的讨论:
(1)同一种物质对不同 波长光的吸光度不同。吸 光度最大处对应的波长称 为最大吸收波长λmax
ΔE=E2-E1=hν
不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级, 其能量差也不相同。仅当照射光光子提供的能量(hν)与被照物 质的基态与激发态能量之差ΔE相等时才能发生吸收。所以物 质对光的吸收具有选择性。
h
S3 S2
E3 E2 E1
A
S1
S0
纯电子能态 间跃迁
S2 h
E0
锐线光谱
A

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。

10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波

绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
2、化学反应引起的偏离 L-B中浓度(c) 应指吸光物质的平衡浓度, 即吸光型体的平衡浓度。 实际常用吸光物质的分析浓度。只有当平衡 浓度等于或正比于分析浓度时,其吸光度符合 比尔定律。但溶液中吸光物质常因缔合、离解、 互变异构,络合物的逐级形成,以及与溶剂的 相互作用等而形成新的化合物或改变吸光物质 浓度,这些都将导致偏离比尔定律。如

第七章吸光光度法

第七章吸光光度法

第七章吸光光度法第七章吸光光度法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 ===1lg lg 04.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 lg 0== 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。

第七章 吸光光度法

第七章  吸光光度法

三、吸光度范围的选择 研究表明,当T=0.368,即A=0.434,测量 的相对误差为最小。当T=15%-65%时,即 A=0.2-0.8时测量的相对误差≤±2%,能满 足分析测定的要求,故吸光度在0.2-0.8为 测量的适宜范围。
2、化学因素: ①、Beer定律要求在稀溶液的情况下才适用,当待测液浓度过
高(M>10-2mol.l-1)时,则会引起误差。
②溶液的吸光物质常因解离、综合或互变影响或产生副反应而 改变其浓度,导致偏离。 3、其它因素:如待测试样是胶体溶液,新溶液或有悬浮物质时, 使得吸光物质不均匀,当λ射光透过溶液时,除了部分被吸收
第七章 吸光光度法
内容提要 概述(理解) 吸光光度法的基本原理(掌握) 显色反应及显色条件的选择(了解) 测量条件的选择(掌握) 目视比色与分光光度计(了解) 吸光光度法的应用(掌握)

§7-1 概 述
前面所学滴定分析和质量分析都属于化学分析法,适用于含
量高于1%常量组分的测定,测定结果的相对误差可控制
物质吸光能力大小的量度,它表示浓度为1mol.l-1的溶液,在1cm的比
色皿中,在一定温度和一定波长下的吸光度。
在吸光光度法中,有时也用透射比T来表示物质吸收 I 光的能力: T
I0
因此引出A与T之间存在以下关系: A lg I 0
I
lg
1 T
lg T
即:
A lg
1 T
KbC
综合考虑液层厚度与浓度对光吸收的影响,即得到朗伯-比尔的 数学表达式:
A lg
I0 I
KbC
它的物理意义是:当一束单色光平行照射到均匀,非散射性的吸光物质的
溶液时,溶液的吸光度A与溶液浓度C和液层厚度b的乘积成正比。

吸光光度法 PPT

吸光光度法 PPT
为透射比或透光度,用T表示溶液的透射 比愈大,表示它对光的吸收愈小;相反,透 射比愈小,表示它对光的吸收愈大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯-比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯-比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
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。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。

吸光光度法(职高)

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

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。

第7章吸光光度法

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
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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
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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
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A,T,C之间的关系
A = lg (I0/It)
A = lg(1/T)
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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
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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
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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

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

0

第七章 吸光光度法

第七章    吸光光度法

2、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度相 等的两束光,一束通过参比池,一束通过样 品池。光度计能自动比较两束光的强度,此 比值即为试样的透射比,经对数变换将它转 换成吸光度并作为波长的函数记录下来。 双光束分光光度计一般都能自动记录吸 收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比
池和样品池,还能自动消除光源强度变化所 引起的误差。
-6
-3
-3
3. 偏离朗伯比尔定律的原因
吸光光度法的步骤: (1)配制标准系列溶液
(2)显色
(3)测定其吸光度值
(4)作 A ~ C工作曲线 有时又叫作标准曲线
(5)测样品的吸光值 样品的吸光值为 Ax
(6)通过标准曲线上求得样品的浓度 C
工作曲线 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 浓度(mg/L) 1.5 y = 0.5837x + 0.0005 R 2 = 0.9996 系列1 线性 (系列 1)
第三节 紫外和可见分光光度计
一、主要部件的性能与作用 基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统 ↑ 样品
1
光源
在紫外可见分光光度计中,常用的光源 有两类:热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源用于可见光区,如钨灯和 卤钨灯;气体放电光源用于紫外光区,如 氢灯和氘灯。
2 单色器
单色器的主要组成:入射狭缝、出射 狭缝、色散元件和准直镜等部分。
第一节 概述
当光与某种物质溶液或蒸气相互作用时,由 于物质对某些波长的光的吸收,使得某些波长的 光强度减弱,减弱的程度与该物质含量呈现一定 量的关系,利用该方法进行分析被称为吸光光度 法。 比色法 (用眼睛比色) 根据分析方法分为: 分光光度法(用分光光度计分析)
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(2)当 c=mol/L时:b=cm; K=ε=L·mol-1·cm-1
2021/3/2
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Analytical chemistry
ε 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)
影响ε值大小的因素 (1)入射光波长 (2)与被测物质有关 (3)温度,酸度,介质,有色物结构, (4)ε不随 c或b值变化
三、物质对光的选择性吸收 物质为何吸收某种光? 物质为何有不同的颜色?
物质由低能态向高能态跃迁 需要吸收能量。如果照射到物 质的光子的能量与分子的E匹 配时,就会吸收光子,发生能 级的跃迁。
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Analytical chemistry
EE 1E 0h vh c
1、分子吸收光谱: 将不同波长的单色光依次通过某一固定浓度的
(4)不同物质的吸收曲线形状不同,决定了物质的结 构分析的依据
2021/3/2
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Analytical chemistry
Cr2O72- MnO4-
(5)若选择在λmax处测量A,则灵敏度高 2、物质的颜色
2021/3/2
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Analytical chemistry
溶液呈现的颜色与吸收光颜色及波段的关系
bc
2、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:μg/cm2
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Analytical chemistry
SM
三、吸光度A的加和性 若溶液中含有不止一种吸光物质,则总吸光度
等于各个组分吸光度之和:
A=A1+A2+......+An = ε1bc1+ ε 2bc2 + ......+εnbcn
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Analytical chemistry
当物质对光完全透光时,T=1,A=0 当物质对光全部吸收时,T=0,A=∞
朗伯-比尔定律的数学表达式
AKbc
I0
单色光垂直照射含有吸 Ir
Ia
光物质的溶液时,溶液的
吸光度与吸光物质的浓度及Fra bibliotek层的厚度成正比。
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It
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Analytical chemistry
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Analytical chemistry
7.3 分光光度计
光源
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0.575
单色器
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Analytical chemistry
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ε(Nb原子量92.91)。
3 01000 c16 09.29 150 mol/L
A 3 .3 14L 0 m 1o cl m 1
7.1: 概述
一、吸光光度法 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。 许多物质呈现颜色,而且颜色深浅与浓度有关
二、方法特点: 1、灵敏度高,能测<1.0%----ppb级,微量级痕量
组分; 2、准确度较高; 3、简便,快速,应用广泛.
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2
Analytical chemistry
Analytical chemistry
第七章:吸光光度法 (Spectrophotometry)
7-1 概述 7-2 光吸收定律 7-3 分光光度计 7-4 显色反应及其影响因素 7-5 光度测量误差和测量条件的选择 7-6 吸光光度法的应用
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Analytical chemistry
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Analytical chemistry
7.2: 光吸收定律
一、朗伯-----比耳定律
当一束强度为I0的平行单色光入射到厚度为b的溶 液上,一部分光被吸收(强度为Ia),剩余的光透过( 强度为It)
I0IaIt
透光率
TIt 10% 0 I0
吸光度
AlgT-lgIt I0
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白光
红(长波)
蓝(短波)
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Analytical chemistry
紫外 | 紫 | 蓝 | 青 | 绿 | 黄 | 橙 | 红 | 红外 400 450 480 500 560 600 650 750 nm
蓝绿
绿 黄绿 黄
绿蓝

蓝 紫 紫红

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Analytical chemistry
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Analytical chemistry
(1)同一物质对不同波长的光的吸收强度不同,如 KMnO4对400nm吸收少,对525nm吸收最大,称λmax
(2)同一物质浓度一定时,在某波长下吸收强度一定 ,浓度不同吸收强度不同,c愈大,A愈大,c3>c2>c1 是光谱定量的依据
(3)同一物质分子运动的形式相同,结构相同,在不 同浓度下,吸收曲线的形状相同,且λmax位置不变
有色溶液,测量每一波长下,有色溶液对光吸收的 强度(A),作 A--λ曲线图 ,得到吸收光谱。
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Analytical chemistry
由于分子结构不同,分子运动形式不同,运动所
需能量不同,而吸收 不同能量的光 ,分子的能级是
量子化的,因而吸收的光子的能量也是不连续的。
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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
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
溶液呈现的颜色是其吸收光的互补光的颜色。
二、电磁波谱
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm
0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
x 射射 线线
紫红 外外 光光



线


可见光
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Analytical chemistry
(1)单色光:单一波长下的光 (2)复合光:不同波长的光的混合光 (3)互补光:按一定比例混合为白光的两种光
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
二、吸光系数、摩尔吸光系数
1、吸光系数a 和摩尔吸光系数ε( Molar
absorptivity)
A= K·b·c
(1)当 c= g/L时:b=cm; K=a = L·g-1·cm-1
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