第二十章 比色和分光光度法
比色分析及分光光度法共77页
0.40
A bc 0.30
0.20
0.10
0 2.0 4.0 6.0 8.0 10 mg/mL
24
§7.4 比色分析和分光光度法 及其仪器
目视比色法 分光光度法
25
一、目视比色法（ colorimetry ） 观察方向
❖ 方法依据
❖ 方法特点
c1
c2
c3
c4
方便、灵敏，准确度 cc12
c3
c4
差。常用于限界分
析。
1 2 4 8 16 40 x
26
二、分光光度法
Spectrophotometry
27
分光光度计
基本部件
显示装置
光源
单色器
比色皿
检测器
28
光源：
在可见光和近红外光区，常用钨灯或 碘 钨 灯 作 光 源 ， 它 们 辐 射 320 － 2500nm波长的光；在近紫外区，常使 用 氢 灯 或 氘 灯 ， 它 们 能 辐 射 180 － 375nm波长的光。
400 450 500 550 600 650 /nm
15
3. 分析依据
定性分析：最大吸收波长max 定量分析：吸光度大小
A
1
0.8
0.4
2
0.6
0.2
400 450 500 550 600 650 /nm
16
§7.3 光吸收基本定律
透光率与吸光度 朗伯－比尔定律 吸光系数、摩尔吸光系数 吸光度的加合性 标准曲线（校正曲线）
物质颜色
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝
颜色 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙
吸收光 波长范围/nm
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。
00 生物化学实验--常用生物化学实验技术及原理-比色分析技术
比色分析技术分光光度法是利用单色器（主要是棱镜）获得单色光来测定物质对光吸收能力的方法。
物质对不同波长的光波具有选择吸收的特性，分光光度法就是基于物质的这种特性而建立起来的分析方法，它是光谱分析技术中最基本和最常用的方法，因其具有灵敏、准确、快速、简便、选择性好等特点而被广泛应用。
一、比色分析的基本原理比色分析技术是利用物质对光的吸收作用来对物质进行定性或定量分析的技术。
分光光度法是光谱分析技术中最常用的一种，应用最多的是紫外 - 可见光分光光度法。
（一）吸光度与透光度当一束光线通过均匀、透明的溶液时可出现三种情况：一部分光被散射，一部分光被吸收，另有一部分光透过溶液。
设入射光强度为I 0 ，透射光强度为I ，I 和I 0 的比值称为透光度（ transmittance ，T ），即T ＝，其数值小于 1 。
T 与 100 的乘积称为百分透光度，以 %T 表示。
透光度的负对数称为吸光度 (absorbance ， A) 。
其表达式为：A ＝－LgT ＝－Lg ＝Lg（二） Lambert-Beer 定律Lambert-Beer 定律指出当一束单色的辐射能通过介质或溶液后，有一部分被吸收，其辐射能的吸收与溶液中吸收物质的浓度和溶液厚度的乘积成正比。
Lambert-Beer 定律适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体。
Lambert-Beer 定律是描述溶液吸光度同溶液浓度和溶液液层厚度之间关系的基本定律，该定律是分光分析的理论基础。
其表达式为：A ＝KLC式中，A ——吸光度；K ——吸光系数；L ——溶液厚度，称为光径；C ——溶液浓度。
根据 Lambert-Beer 定律，当液层厚度单位为 cm ，浓度单位为 mol/L 时，吸光系数K 称为摩尔吸光系数（ε）。
ε的意义是：当液层厚度为 l cm ，物质浓度为 l mol/L 时，在特定波长下的吸光度值。
ε是物质的特征性常数。
在一定条件（入射光波长、温度等）下，特定物质的ε不变，这是分光光度法对物质进行定性的基础。
第二十章__比色法和分光光度法
20.1 概述 20.2 光吸收的基本定律 20.3 比色法和分光光度法及其仪器 20.4 显色反应与显色条件的选择 20.5 分光光度法仪器测量误差及其消除 20.6 分光光度法的某些应用
20.1 概 述
20.1.1 光度分析法的特点
20.1.2 物质对光的选择性吸收
由于被测物质在溶液中发生缔合、离解或溶剂化、 互变异构、配合物的逐级形成等化学因素，造成对 比耳定律的偏离。
Cr2O72- + H2O 橙色 2CrO42- + 2H+ 黄色
应控制条件，使溶液中仅存在Cr2O72-或CrO42- ，这样， c与A 之间才成直线
20.3 比色法和分光光度法及其仪器
T = 53%，求 k。 解：已知铅的相对原子质量为 207.2
0.08 6 1 c 7.7 10 mol L 207 .2 50
A lg T lg 53% 0.28
A 0.28 4 1 1 k 1 . 8 10 L mol cm 6 bc 2 7.7 10
4. 检测系统 作用：将光强度转化为电流进行测量。光电转换器对 测定波长范围内的光有快速灵敏的响应，产生的电流 应与光电转换器上的光强度成正比。 常用的光电转换器有硒光电池、光电管。 5.读数指示器 作用：把光电流或放大的信号以适当的方式显示或记 录下来。
20.3.3 常用的几种分光光度计
20.2.2 吸光度的加和性
在含有多组分的体系中，若各组分对同一 波长的光都有吸光作用，且各组分的吸光物 质彼此不发生作用，则测得的吸光度等于各
组分的吸光度之和。
A = A1+A2+…+A3
比色分析和紫外可见分光光度法
a
t
图2-2 溶液对光的作用
（1）透光率T 透过光强度与入射光强度之比，用“T”表示， 即： T=（It / I0）×100% T越大，透光程度越大，对光的吸收就越小； T越小，有色溶液透光程度越小，对光的吸收程度 就越大。 （2）吸光度A 入射光强度I0与透过光强度It之比的对数称为吸 光度，用“A”表示，即： A=lg（I0/ It）=lg（1/T） I0/ It越大，有色溶液透光程度越小，对光吸收 程度越大；反之，I0 / It越小，有色溶液透光程度越 大，对光吸收程度越小。
光谱中400 ~ 800nm 范围内的光作 用于人的眼睛，能引起颜色的感觉，故 称可见光。不同波长的可见光引起不同 的视觉效果，从而产生不同颜色。白光 是由不同颜色的光按一定的强度比例混 合而成的；如果将一束平行的白光通过 棱镜，则白光分解为红、成、黄、绿、 青、蓝、紫七种色光，各种颜色的色光 其波长范围如图表所示。
第三节 朗伯-比耳定律
一、朗伯、比耳定律 1、透光率、吸光度 溶液吸收光的程度与溶液的性质、浓度、入射光 的强度、波长以及溶液液层厚度等因素有关。 一束平行光（单色光）通过溶液（或固体、气体） 时，一部分光被溶液反射，一部分光被溶液吸收，一 部分光透过溶液，如果入射光强度为I0 ，吸收光强度 为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，那么， I0=Ia+It+Ir 在进行光度分析时，同一实验的各种溶液均采用 质料、大小、形状都相同的比色皿，故Ir相同，其影 响相互抵消，则： I0=Ia+It
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及其仪器
-
THANKS FOR WATCHING
谢谢观看
汇报人：xxxx 汇报时间：20XX年X月
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
2
-
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
比色分析法和分光光法的实验操作法
所以As与Au之比值也等于两浓度之比值 即 Au Cu
As Cs Cu Au Cs
As
比色分析法和分光光法的实验操作法
利用标准曲线计算测定物含量
先配制一系列浓度由小到大的标准溶液，分别测出它们的吸光 度。然后以各管吸光度（A）为纵坐标，各管的浓度（C）为横坐标， 在方格坐标纸上作图。
L 液层厚度
lg Io k c I
比色分析法和分光光法的实验操作法
分光光度法的原理
• Lambert-Beer定律
lg Io k l ＋ lg Io k c ＝ lg Io kcl
I
I
I
公式的意义：
当I I0时，lg
I0 I
0，表示溶液完全不吸光收线；
当I＜I0时，lg
I0 I
值大，表示溶液吸收线光较多；
Akcl
当I 0时，lg I0 值无穷大，表示光线乎几被溶液完全吸收，溶即液不透光。 I
由此可见，lg I0 表示溶液对光吸收的度程，称作吸光度a（bsorbanc）e ， I
用A表示，即A lg I0 I
比色分析法和分光光法的实验操作法
It／I0 ＝ T
T （ transmittance ）称为透光度 ，表示透过光的强度是 入射光强度的百分比。
入射光
I0
反射光
吸收光
Ir Ia 比色分析法和分光光法的实验操作法
I 出射光
t
分光光度法的原理
• Lambert定律
入射光强度 I0
透光率T I I0
lg Io k l I
比色分析法和分光光法的实验操作法
- 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)。
本章只讨论物质分子对可见光的吸收：目视比色法与分光光度法
•不同浓度的同一物质吸收曲线形状相似，最大吸收波长相同，但吸光度值不同。
在任一波长处，溶液的吸光度随浓度的增加而增大，这是分光光度法定量分析的依据。
•在物质对光的吸收曲线上，吸光度最大处所对应的波长称为该物质的最大吸收波长（用λmax 表示）
•在最大吸收波长附近吸光度的变化最为明显，所以定量分析中常选择最大吸收波长来测定吸光度，以获得较高的灵敏度。
•不同物质的吸收曲线的形状和
最大吸收波长不同，说明光的
吸收与溶液中物质的结构有
关，根据这一特性可用作物质
的初步定性分析。
结论：相同条件下，颜色越深，则浓度越大。
吸光度与浓度是相互关
1.基本组成
光源单色器样品室检测器
显示
光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500 nm，其中最适宜的使用范围为320-1000nm。
卤钨灯：寿命长，发光效率高(7230型、754型)
紫外区：气体放电光源：氢、氘、氙灯。
发射185～400 nm的连续光谱;激光光源：氩离子激光器，可调谐染料激光器
注意：1.其底及两侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。
用的型号：751G、752、754、756、756MC、721、722、723、724
高。
常用型号：710、730、760MC、760CRT、日本岛津UV－210型。
1.波长调节器（λ）；
2.电位器（O）；
3. 0%T电位器（100)；
4.吸收
池拉杆；5.灵敏度选择钮；6.电源开关；7.吸收池暗箱盖；8.显示仪
显色剂加入量对吸光度A的影响
(1)影响显色剂的平衡浓度和颜色
(2)影响金属离子的存在状态
影响显色的同时降低
(3)影响络合物的组成
显色反应最适宜的酸度需要通过实验进行选择。
方法是：固定被测离子及显色剂浓度，改变溶液pH值，测其吸光度，然后绘制吸光度对pH 值的关系曲线。
实际测定时，可选择曲线平坦区域的某一pH值作为测
光度计主要仪器测量误差是表头透射比的读数误差。
光度计的读
一定，而被测组分分别处于低浓度范围(T大)和高低浓
均较大，而且曲线有一最低点。
图工作曲线
，从工作曲线上查出待测液的浓度。
吸收光谱不重叠吸收光谱重叠。