分析化学第七章吸光光度分析法
吸光光度法的应用
bc x
△Cx
（Cx > Cs）
△C
c x c x cs
适宜 高 浓度的测定
Analytical Chemistry 分析化学
示差法的误差
方法 常规法
示差法
∵ I0 > Is
Ax bc x lg Tx d dT c Ix cx Tx ln Tx Tx I0 d cx dT Ac bc x lg Tr cx Tr ln Tx Ix Tr d c x dcx Is 有 cx cx ∴ Tr > Tx
Analytical Chemistry 分析化学
在上述实验的基础上作数据处理 对特定 pH
pH < pKa-1
Ai HR [ HR] R [R ]
b = 1 cm
C = [HR]
AHR HR C
pH > pKa+1 C = [R-] 代入，得 整理，得
AR RC
四、弱酸弱碱离解常数的测定
HR HR = H+ + RR
A
HR
R
用光度法可以测定其离解常数
HR
R
[H ][R ] Ka [HR]
[HR] pK a pH lg [R ]
[ HR] [ HR] 用吸光值表征 lg ，相对于pH作图，可求得pKa 或 [R ] [R ]
A
曲线 1 2
3 4 5 6
pH 1.10, 1.38 2.65
3.06 3.48 3.98 5.53,6.80
1
2 3 4 5 6
Aa(HL)
Ab 6
5 4 3 2 1
分析化学-吸光光度法的灵敏度与准确度
1吸光光度法的灵敏度与准确度灵敏度的表示方法1.摩尔吸光系数 (ε)A= ε b c ε=A/bc (L·mol -1·cm -1)ε 越大, 灵敏度越高:ε <104 为低灵敏度;104～105 为中等灵敏度;ε >105为高灵敏度.9.39.3.122. Sandell(桑德尔)灵敏度 (S )定义定义：：截面积为1cm 2的液层在一定波长或波段处的液层在一定波长或波段处，，测得吸光度为0.001时所含物质的量时所含物质的量。
用S 表示表示，，单位：µg ·cm -2A = ε bc =0.001 bc ＝0.001/ εS 小灵敏度高灵敏度高;; ε 相同的物质, M 小则灵敏度高.3210==(g/cm ) 10.00MMS µεε×变换单位:b cm c mol/L=bc M 106 µg/1000cm 23例1 邻二氮菲光度法测铁ρ(Fe)=1.0mg/L,b =2cm , A =0.38 计算ε 、S 和解：c (Fe)=1.0 mg/L=1.0×10-3/55.85 =1.8×10-5(mol·L -1)E 1%1cm 4-1-1-50.38==1.110L mol cm 2 1.810ε×⋅⋅××（）S =M /ε=55.85/1.1×104=0.0051 (µg /cm 2)321g/cm 2cm 0.001==0.0051g/cm 0.38S µµ××或4c =1.0mg/L=1.0×10-3 g /1000mL = 1.0×10-4 g/100mL1%1cm=A Eb c⋅⋅-111%cm-431=0.38/2.010=1.910100mL g cm E −××⋅⋅（）1%1cm53=10=1.110/55.85 /M =9101.Eε××或5例2 比较用以下两种方法测Fe 的灵敏度.B. 用4,7-二苯基邻二氮菲光度法测定铁ε533＝2.2×104 L·mol -1·cm -1S = 55.85/(2.2×104)＝0.0025 (µg ·cm -2)B 方法比A 方法的灵敏度高.A. 用邻二氮菲光度法测定铁时用邻二氮菲光度法测定铁时，，ε508＝1.1×104 L·mol -1·cm -1S = 55.85/(1.1×104)＝0.0051 (µg ·cm -2)准确度—仪器测量误差10080604020T/%1∆c2∆c3T∆T∆T-透光率读数误差c∆c1c1∆c2c2∆c3c3><由于T 与浓度c 不是线性关系性关系，，故不同浓度时的仪器读数误差 T引起的测量误差 c/c不同。
火焰光度法和原子吸收光度法
火焰光度法和原子吸收光度法一、引言火焰光度法和原子吸收光度法是现代分析化学中常用的定量分析方法。
本文将详细探讨这两种方法的原理、应用以及优缺点。
二、火焰光度法2.1 原理火焰光度法是利用物质在高温火焰中发射特定的光谱线来定量分析的方法。
其原理基于以下两个关键概念：1.激发与激发态：当物质被加热到足够高的温度时，其原子或分子的电子会从基态跃迁到激发态，此过程伴随着能级的跃迁。
2.光谱线与特定元素：不同元素的原子或分子在跃迁过程中会发射出不同波长的光谱线。
由于每种元素的能级结构不同，其发射光谱线也具有独特的特征。
2.2 测量过程火焰光度法的测量过程通常涉及以下几个步骤：1.样品制备：将待测物溶解在适当的溶剂中，并选择合适的火焰条件。
2.校准曲线：利用标准溶液制备一系列浓度已知的标准溶液，并测量其光谱线的强度。
根据标准溶液的浓度和相应的光谱线强度绘制校准曲线。
3.测量样品：将待测物的溶液进样火焰中，测量其光谱线的强度。
4.计算浓度：根据校准曲线，将测量得到的光谱线强度转换为待测物的浓度。
2.3 应用火焰光度法广泛应用于许多领域，包括环境监测、食品安全、医学诊断等。
以下是一些常见的应用示例：1.重金属检测：火焰光度法可用于测定水样中重金属的含量，例如铅、汞、镉等。
这对于环境保护和饮用水质量控制至关重要。
2.药物浓度测定：通过火焰光度法可以测定药物中的活性成分的含量，用于控制药品的质量和安全性。
3.土壤分析：火焰光度法可以用于分析土壤中的营养元素含量，为农作物的种植和土壤改良提供依据。
2.4 优缺点火焰光度法具有以下一些优点和缺点：优点： - 灵敏度高：火焰光度法可以达到很高的灵敏度，能够准确测定低浓度物质。
- 快速：测定过程简便快速，适用于大样品量的分析。
缺点： - 选择性有限：火焰光度法在分析时对物质的选择性有限，容易受到干扰。
- 仅适用于可激发的元素：火焰光度法只适用于那些能够被激发到激发态的元素或分子。
吸光光度法参比溶液的选择原则
吸光光度法参比溶液的选择原则吸光光度法是一种常用的分析化学方法，通过测量溶液对特定波长的光的吸收程度来确定溶液中物质浓度的方法。
在进行吸光光度法测量时，参比溶液的选择非常重要，它直接影响到测量结果的准确性和可重复性。
下面将介绍吸光光度法参比溶液的选择原则。
1.具有稳定的吸光度：参比溶液应该具有稳定的吸光度，在测量时间范围内不发生明显变化。
这可以通过测量该溶液的吸光度随时间变化的曲线来确定。
2.不与待测物相互干扰：参比溶液的吸光度不能受到待测物的影响，否则会导致测量结果的偏差。
因此，在选择参比溶液时要确保它与待测物在所选波长的吸光度范围内没有重叠。
3.与待测物具有相似的化学性质：参比溶液应该与待测物具有相似的化学性质，以确保它们在溶液中的反应行为相似。
这样可以使参比溶液对溶液中可能存在的干扰物的响应与待测物的响应保持一致。
4.与溶剂相容：参比溶液应该与所选溶剂相容，不发生溶解度或稳定性问题。
这样可以确保在测量过程中不会发生结晶、沉淀或其他不可逆反应，从而影响测量结果的准确性和稳定性。
5.易于制备和稀释：参比溶液应该容易制备和稀释。
制备参比溶液的方法应简单、可靠，并且可以精确地控制其浓度。
此外，参比溶液的稀释过程应能够保持其吸光度的稳定性和准确性。
6.已有文献支持：在选择参比溶液时，可以参考已有的文献或相关方法来确定最佳的参比溶液。
这些文献通常提供了制备和使用参比溶液的详细步骤，以及其在特定条件下的吸光度范围和稳定性。
综上所述，参比溶液的选择对于吸光光度法的测量结果至关重要。
通过选择具有稳定吸光度、不受待测物干扰、具有相似化学性质、与溶剂相容、易于制备和稀释，并且有文献支持的参比溶液，可以确保吸光光度法的测量结果准确可靠。
在进行吸光光度法测量时，应对参比溶液的选择进行严格控制，并根据实际分析需要进行优化。
分析化学 第七章 吸光光度分析法
11
朗伯-比耳定律的数学表达式为： A＝lg（I0/I)= ε b c 或: A＝lg（I0/I)= a b c 式中A：吸光度； I0 ：入射光强度； I：透射光强度； b ：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单 位； ε ：摩尔吸光系数，单位L· -1· -1 ；溶 mol cm 液的浓度c单位mol·-1 ； L a ：吸光系数，单位L·-1· -1 ； 溶液的浓 g cm 度c单位g·-1 。 L
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2.摩尔吸光系数ε 的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和
波长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有
关，与待测物浓度无关； （3）可作为定性鉴定的参数； （4）同一吸收物质在不同波长下的ε 值是不同的。在 最大吸收波长λ
2
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范
围400750 nm ，主要用于有色物质的定量 分析。 吸光光度法的特点： （1）灵敏度高； （2）准确度高； （3）操作简便
快速；
（4）应用广泛。
3
光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动 性可用波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数 来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c 光是由光子流组成，光子的能量：
13
吸光度A 描述溶液对光的吸收 程度： A＝lg（I0/I) A T 透过度T 描述入射光透过溶液 的程度: A T T = I0 /It 吸光度A 与透光度T 的关系: A ＝ －lg T A、T、c 三者的关系如右图所 C 示。 吸光度A具有加合性： A总= A1+ 图8-3 A，T，C关系曲线
max处的摩尔吸光系数，常以ε max表
分析化学吸光光度法
3. 稀溶液
浓度增大，分子之间作用增强
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亚甲蓝阳离子 单体 max= 660 nm 二聚体 max= 610 nm
(nm)
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱 a. 6.36×10-6 mol/L b. 1.27×10-4 mol/L c. 5.97×10-4 mol/L
二聚体的生成破坏 了A与c的线性关系
It
s
b dx
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
A=lg(I0/It)=kbc
吸光度
介质厚 度(m)
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T－透光率（透射比）
（Transmittance）
T=
It I0
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = kbc
-kbc -A T = 10 = 10
7
光学光谱区
远紫外
（真空紫外）
近紫外 可见
近红外
中红外
远红外
10nm~200nm 200nm ~380nm
380nm 780 nm ~ 780nm ~ 2.5 m
2.5 m ~ 50 m
50 m ~300 m
8
3. 溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm
19
朗伯-比尔定律的分析应用
溶液浓度的测定
A＝ bc
0.8
A
工作曲线法
0.6 0.4 0.2 0
*
(校准曲线)
0
1
2
3
4
mg/ml
20
6. 吸光度的加和性与吸光度的测量 A = A1 + A2 + … +An
分析化学吸光光度法二
故T e 1 0.368, 即吸光度A 0.434时， 浓度测量的相对误差最小。
（二）测量条件的选择
选择适当的测量条件，是获得准确测定结 果的重要途径。择适合的测量条件，可从下列 几个方面考虑。 1.测量波长的选择 由于有色物质对光有选择性吸收，为了使 测定结果有较高的灵镀度和准确度，必须选择 溶液最大吸收波长的入射光。如果有干扰时， 则选用灵敏度较低但能避免干扰的入射光，就 能获得满意的酸度对被测物质存在状态的影响 大部分高价金属离子都容易水解，当溶液的酸度 降低时，最终将导致沉淀的生成。显然，金属离子的 水解，对于显色反应的进行是不利的，故溶液的酸度 不能太低。
(2) 酸度对显色剂浓度和颜色的影响 光度分析中所用的大部分显色剂都是有 机弱酸。 M + HR＝MR + H+ 从反应式可以看出，溶液的酸度影响着 显色剂的离解,并影响着显色反应的完全程 度。
3.时间和温度 显色反应的速度有快有慢。实验方法是配制一份显色溶 液，从加入显色剂计算时间、每隔几分钟测定一次吸光度， 绘制A-t曲线，根据曲线来确定适宜的时间。 不同的显色反应需要不同的温度，一般显色反应可在室温 下完成。但是有些显色反应需要加热至一定的温度才能完成； 也有些有色络合物在较高温度下容易分解。因此，应根据不 同的情况选择适当的温度进行显色。温度对光的吸收及颜色 的深浅也有一定的影响，故标样和试样的显色温度应保持一 样。合适显色温度也必须通过实验确定 ,做A-C曲线即可求出。
(3)对络合物组成和颜色的影响 对于某些逐级形成络合物的显色反应、在不 同的酸度时，生成不同络合比的络合物。例如铁 与水杨酸的络合反应，当 pH＜4 [Fe3+(C7H4O3)2-]+ 紫色 4＜pH＜9 [Fe3+(C7H4O3)22-]- 红色 pH＞9 [Fe3+(C7H4O3)32-]3- 黄色 在这种情况下，必须控制合适的酸度，才可 获得好的分析结果。 合适酸度也必须通过实验确定,做A-pH曲线即可 求出
(分析化学)第七章：吸光光度法
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
2014-1-3
15
Analytical chemistry
2014-1-3
29
Analytical chemistry
2、溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 (1)溶液介质不均匀引起的 (2)溶液中的副反应发生而引起的
(3)反应条件影响显色反应
[例如] Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H++2CrO4橙色 λ1max=350nm 黄色 λmax=375nm
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
A Kbc
单色光垂直照射含有吸
光物质的溶液时，溶液的 吸光度与吸光物质的浓度 及液层的厚度成正比。
I0 Ir Ia
It
Analytical chemistry
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
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。
2014-1-3
6
Analytical chemistry
E E1 E0 hv h
1、分子吸收光谱：
Analytical chemistry
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图8-1吸收曲线
分析化学第七章吸光光度分析法
8
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
（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形 状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的 吸收曲线形状和λmax则不同。
（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并 作为物质定性分析的依据之一。
红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长 范围2.51000m ,
主要用于有机化合物结构鉴定。 紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长 范围200400 nm（近紫外区） ，可用于结 构鉴定和定量分析。
分析化学第七章吸光光度分析法
2
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范 围400750 nm ，主要用于有色物质的定量 分析。
nm （真空紫外区）
分析化学第七章吸光光度分析法
4Байду номын сангаас
一、物质的颜色
物质的颜色是由于物质对不同波长的光 具有选择性吸收而产生的。
物质颜色
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
吸收光
颜色
波长/nm
紫
400～450
蓝
450～480
绿蓝
480～490
蓝绿
490～500
绿
500～560
黄绿
560～580
黄
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三、光吸收的基本定律
1.朗伯—比耳定律 • 布格(Bouguer)和朗伯(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和
吸收物浓度之间也具有类似的关系。A∝ c
• 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表
度。
分析化学第七章吸光光度分析法
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吸光度A 描述溶液对光的吸收
程度：
A＝lg（I0/I)
透过度T 描述入射光透过溶液 A
T
的程度:
T = I0/It 吸光度A 与透光度T 的关系:
A T
A ＝ －lg T
A、T、c 三者的关系如右图所
示。
C
吸光度A具有加合性： A总= A1+ 图8-3 A，T，C关系曲线 A2
分析化学第七章吸光光度分析法
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2.摩尔吸光系数ε的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
（2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和 波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有
关，与待测物浓度无关； （3）可作为定性鉴定的参数；
（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在 最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表 示。εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，
分析化学第七章吸光光度分析法
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（4）不同浓度的同一种物质，在某一定波长 下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差 异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。 （5）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最 大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析 中选择入射光波长的重要依据。
分析化学第七章吸光光度分析法
吸光光度法的特点： （1）灵敏度高； （2）准确度高； （3）操作简便 快速； （4）应用广泛。
分析化学第七章吸光光度分析法
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光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性
可用波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来
描述：
= c ； 波数 = 1/ = /c
光是由光子流组成，光子的能量：
分析化学第七章吸光光度分析法
12
ε与a的关系为： ε = Ma （ M为物质的摩尔质量） 摩尔吸光系数ε(L·mol-1·cm-1)在数值上等
于浓度为1mol·L-1 、液层厚度为1cm时该溶液
在某一波长下的吸光度。
吸光系数a(L·g-1·cm-1)相当于浓度为1g·L-1 ，
液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光
A1、A2分别为两种吸光物质的
吸光度。
分析化学第七章吸光光度分析法
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朗伯-比耳定律的物理意义：当平行单 色光通过单一均匀的、非散射的吸光物 质溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和 液层厚度的乘积成正比。
朗伯-比耳定律是吸光光度法的理论 基础和定量测定的依据。广泛地应用于 紫外光、可见光、红外光区的吸收测量， 也适用于原子吸收测量。
E = h = h c /
（Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S )
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光
单色光：单波长的光(由具有相同能量的光
子组成)
可见光区：400-750 nm
紫外光区：近紫外区200 - 400 nm
远紫外区10 - 200
第七章 吸光光度分析法
§7-1 吸光光度法基本原理 §7-2 光度计及其基本部件 §7-3 显色反应及显色条件的选择 §7-4 吸光光度测量条件的选择 §7-5 吸光光度法的应用 §7-6 紫外吸收光谱简介 思考题
分析化学第七章吸光光度分析法
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§7-1 吸光光度法基本原理
在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收 而建立起来的分析方法称为吸光光度法,主要 有:
580～600
橙
600～650
红
650～750
表8-1 物质的颜色与吸收光颜色的互补关系
分析化学第七章吸光光度分析法
5
分析化学第七章吸光光度分析法
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二、物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
量子化 ；选择性吸收;
分子结构的复杂性使其对不同波
长光的吸收程度不同；
光的互补：蓝➢ 黄
用不同波长的单色光照射，测吸
光度— 吸收曲线与最大吸收波长 max；
分析化学第七章吸光光度分析法
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光吸收曲线
用不同波长的单色光照射某一物质测定吸 光度，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标， 绘制曲线，描述物质对不同波长光的吸收能 力。
达式为：
分析化学第七章吸光光度分析法
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朗伯-比耳定律的数学表达式为：
A＝lg（I0/I)= εb c 或: A＝lg（I0/I)= a b c 式中A：吸光度；
I0 ：入射光强度； I：透射光强度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； ε：摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1；溶 液的浓度c单位mol·L-1 ； a：吸光系数，单位L·g-1·cm-1 ； 溶液的浓 度c单位g·L-1 。
也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度 。