实验31原子发射光谱和原子吸收光谱观测分析

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第三、四章:原子发射、吸收光谱法

第三、四章:原子发射、吸收光谱法

灯电流:空心阴极灯的发射特性取决于工作电流。灯电流过 小,放电不稳定,光输出的强度小;灯电流过大,发射谱线 变宽,导致灵敏度下降,灯寿命缩短。选择灯电流时,应在 保持稳定和有合适的光强输出的情况下,尽量选用较低的工 作电流。一般商品的空极阴极灯都标有允许使用的最大电流 与可使用的电流范围,通常选用最大电流的1/2 ~ 2/3为工 作电流。实际工作中,最合适的电流应通过实验确定。空极 阴极灯使用前一般须预热10 ~ 30 min。
分析线:用来进行定性或定量分析的特征谱线. 灵敏线:每种元素的原子光谱线中,凡是具有一定强 度,能标记某元素存在的特征谱线. 最后线:即元素含量降低或减少到最大限度时,仍能 坚持到最后的谱线.
分类:纯样光谱比较法、铁光谱比较法
铁原子光谱
3.4.2 光谱定量分析
一、原理:根据试样光谱中待测元素的谱线 强度来确定元素浓度。
4.1 概 述
定义:基于测量待测元素的基态原子对其特征谱
线的吸收程度而建立起来的分析方法。 优点:灵敏度高,10-15-10-13g ;选择性好;测量 元素多;需样量少,分析速度快 。 缺点:测定不同元素需要换灯(传统);多数非 金属元素不可测
4.2 原理
4.2.1基本原理:在通常情况下,原子处于基态, 当通过基态原子的某辐射线所具有的能量或频 率恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的 能量或频率时,该基态原子就会从入射辐射中 吸收能量,产生原子吸收光谱。 △ E=h=hc/
峰值吸收测量示意图
4.3 原子吸收分光光度计
定义:用于测量待测物质在一定条件下形成的基 态原子蒸汽对其特征光谱线的吸收程度并进行 分析测定的仪器.
分类条件 类型 按原子化方式 火焰离子化 非火焰离子化 按入射光束 单光束 多光束 按通道分 单通道 多通道

原子吸收光谱法和原子发射光谱法的异同

原子吸收光谱法和原子发射光谱法的异同

原子吸收光谱法和原子发射光谱法的异同说起原子吸收光谱法和原子发射光谱法,这俩可真是光谱分析里的“双胞胎”,长得挺像,但性格迥异,各有各的绝招。

记得那天,实验室里阳光明媚,我正对着两台仪器发呆,一台是原子吸收光谱仪,另一台则是原子发射光谱仪。

它们静静地躺在那里,仿佛在诉说着各自的故事。

“嘿,小张,你看这俩家伙,虽然都是分析元素的好手,但原理可大不一样哦!”老李走过来,拍了拍我的肩膀,笑眯眯地说。

我点点头,心里暗自琢磨:原子吸收光谱,就像是个挑食的孩子,它只吸收特定波长的光,就像你只吃自己喜欢的菜一样。

而原子发射光谱呢,则是个慷慨的分享者,它受到激发后,会发射出特定波长的光,就像你有了好东西,总想和别人分享一样。

“你看,原子吸收光谱用的是空心阴极灯这种锐线光源,就像是用一把精准的钥匙,去打开元素的大门。

”老李边说边指着仪器上的光源,那光芒柔和而坚定。

“而原子发射光谱呢,它用的光源可就多了,电弧、火花、激光,这些都是它的得力助手,一下子就能把元素们‘炸’出来,让它们原形毕露。

”我接过话茬,说得津津有味。

“哈哈,你说得对。

不过啊,这俩方法在检测上也有区别。

原子吸收光谱就像是个细心的侦探,它通过测量光的吸收程度,来判断元素的种类和浓度,就像是通过观察一个人的表情,来判断他的心情一样。

而原子发射光谱呢,它更像是个热闹的派对,元素们都在发射光,我们只需要看看哪些光特别亮,就能知道哪些元素在场了。

”老李笑得眼睛眯成了一条缝。

我听着老李的话,心里不禁感叹:这光谱分析的世界,真是既神奇又有趣。

原子吸收光谱和原子发射光谱,就像是光谱分析里的两个好朋友,虽然性格不同,但都能帮助我们更好地认识这个世界。

“对了,老李,你说这俩方法在应用上有什么不同呢?”我好奇地问。

“嗯,原子吸收光谱更适用于痕量和微量样品的分析,就像是用显微镜观察细菌一样精细。

而原子发射光谱呢,它可是个多面手,能同时测定多种元素,就像是用广角镜头拍摄风景一样壮观。

原子吸收光谱 实验报告

原子吸收光谱 实验报告

原子吸收光谱实验报告
《原子吸收光谱实验报告》
实验目的:
本实验旨在通过原子吸收光谱实验,探究物质吸收光谱的特性,以及通过光谱分析来确定物质的成分和性质。

实验原理:
原子吸收光谱是一种通过物质对特定波长的光进行吸收而得到的光谱。

当物质处于高温状态时,其原子会吸收特定波长的光,使得原子内部的电子跃迁至高能级,然后再返回至低能级,释放出特定波长的光。

通过测量这些被吸收和释放的特定波长的光,可以确定物质的成分和性质。

实验步骤:
1. 将待测物质置于高温状态,使其原子处于激发状态。

2. 将特定波长的光照射到待测物质上,观察其吸收光谱。

3. 通过光谱分析仪器测量吸收光谱,得到物质的特征光谱线。

4. 通过比对标准物质的光谱线,确定待测物质的成分和性质。

实验结果:
通过实验,我们成功测得了待测物质的吸收光谱,并与标准物质的光谱线进行了比对。

根据比对结果,我们确定了待测物质的成分和性质,验证了原子吸收光谱在确定物质成分和性质方面的重要性。

实验结论:
原子吸收光谱实验是一种有效的手段,可以用于确定物质的成分和性质。

通过测量物质的吸收光谱,我们可以得到物质的特征光谱线,从而确定其成分和性
质。

这对于化学分析、材料研究等领域具有重要的应用价值。

通过本次实验,我们对原子吸收光谱有了更深入的了解,也为今后的科研工作提供了重要的实验基础。

希望通过不断地实验和研究,能够更好地利用原子吸收光谱这一技术手段,为科学研究和工程应用做出更大的贡献。

原子发射光谱和原子吸收光谱的区别

原子发射光谱和原子吸收光谱的区别

原子发射光谱和原子吸收光谱的区别
原子发射光谱和原子吸收光谱是研究原子的光谱现象常用的两种方法。

它们的区别主要体现在以下几个方面:
1. 测量对象不同:原子发射光谱是测量原子在受激发后由高能级向低能级跃迁时所发射的光线的现象,而原子吸收光谱则是测量原子从低能级吸收光子跃迁到高能级的过程。

2. 光谱形态不同:原子吸收光谱通常呈现为黑线或者缺失线的形式,称为吸收线,而原子发射光谱则是一系列明亮可见光线的集合,称为发射线,有时也称为亮线谱。

3. 测量方法不同:原子发射光谱常采用光谱仪测量,它通过分离和检测样品发射的不同波长的光线来得到光谱图谱。

而原子吸收光谱则通过测量样品中某个特定波长的光线的吸收强度来得到光谱图谱。

4. 应用方向不同:原子发射光谱常用于分析和确定不同样品中化学元素的存在和浓度,例如在冶金、环境、地球科学等领域。

原子吸收光谱则通常用于测量和分析样品中特定元素的含量,特别是对于微量元素的分析具有重要意义。

总的来说,原子发射光谱和原子吸收光谱分别从不同的角度研究了原子的光谱现象,提供了研究原子量子结构和元素分析的有力工具。

原子发射光谱的分析和测量技术

原子发射光谱的分析和测量技术

原子发射光谱的分析和测量技术商业计划书一、项目背景和概述原子发射光谱的分析和测量技术是一种用于分析和检测样品中元素含量的重要方法。

随着工业发展和环境保护需求的增加,对于快速、准确、高效的元素分析和测量技术的需求也越来越迫切。

本商业计划书旨在介绍我们的公司将如何开展原子发射光谱的分析和测量技术服务,并提供相关的产品和解决方案。

二、市场分析1. 市场需求分析随着全球化的发展,各行各业对于元素分析和测量技术的需求日益增加。

特别是在石油化工、金属冶炼、环境监测等领域,对于快速、准确、高效的元素分析和测量技术的需求非常迫切。

目前市场上存在一些原子发射光谱分析仪器,但大多数仪器价格昂贵、操作复杂,且对于实验人员的技术要求较高。

因此,市场上存在一个巨大的机会来开发更便捷、实用的原子发射光谱分析和测量技术。

2. 竞争分析目前市场上存在一些原子发射光谱分析仪器供应商,如Thermo Fisher Scientific、PerkinElmer等。

这些公司在仪器的研发和销售方面具有较强的实力和市场份额。

然而,它们的产品价格较高,且操作复杂,对于一些中小型企业和实验室来说,购买和使用这些仪器存在一定的困难。

因此,我们的公司将致力于开发价格合理、操作简便的原子发射光谱分析和测量技术,以满足市场的需求。

三、产品和服务1. 产品我们的公司将开发一款价格合理、操作简便的原子发射光谱分析仪器。

该仪器将采用先进的技术,具有高灵敏度、高分辨率、高稳定性等特点,能够快速、准确地进行元素分析和测量。

同时,我们还将提供相关的配套产品,如标准样品、校准曲线等,以帮助用户进行准确的分析和测量。

2. 服务除了提供原子发射光谱分析仪器和相关产品外,我们的公司还将提供一系列的技术支持和服务。

这包括仪器的安装调试、操作培训、维护保养等。

我们的技术团队将具有丰富的经验和专业知识,能够为用户提供全方位的支持和解决方案。

四、市场推广和销售渠道1. 市场推广我们将通过多种途径进行市场推广,包括参加行业展览、举办技术研讨会、发表技术论文等。

仪器分析实验原子发射与原子吸收光谱法

仪器分析实验原子发射与原子吸收光谱法
图 155-1 燃烧器高度变化
火焰的燃助比变化也会导致测量灵敏度的变化。同样,变化的大小也因火焰种类和元素的 性质而定。即使是相同种类的火焰,燃助比不同,也会引起最佳测量高度的改变,从而使测量 灵敏度发生变化。从图 155-2 可看出燃烧器高度与燃助比两个条件的相互依赖关系。
当仪器的光学及电学部分处于稳定的工作状态时,就可根据操作规程对分析条件进行选
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三、仪器和试剂
仪器:AA300 型原子吸收分光光度计(美国 PE 公司);10mL 比色管:6 支;25mL 比色 管:1 支;100mL 容量瓶:1 个;5mL 分度吸量管:2 支
试剂:钙标准溶液:100μg·mL-1;镧溶液:10 mg·mL-1。若去离子水的水质不好,会 影响钙的测定灵敏度和校准曲线的线性关系,加入适量的镧可消除这一影响。
本实验以乙炔气为燃气,空气为助燃气。
四、实验步骤
(1)测试溶液的制备 ① 条件试验溶液的配制:将 100 μg·mL-1的Ca2+标液稀释成浓度约为 2-3μg·mL-1的 Ca2+试液 100mL,摇匀。此溶液用于分析条件选择实验。 ② 标准溶液的配制:用分度吸量管取一定体积的 100μg·mL-1Ca2+标液于 25mL比色管 中,用去离子水稀释至 25mL刻度处,其浓度应为 10μg·mL-1。于 6 支 10mL比色管中分别加 入一定体积的 10μg·mL-1Ca2+标液,用去离子水稀释至 10mL刻度处,摇匀。配成浓度分别 为 0、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0μg·mL-1的Ca2+标准系列溶液,用于制作校准曲线。 (2)分析条件的选择 本实验只对燃烧器高度和燃助比这两个条件进行选择。在原子吸收光谱仪中,整个原子化 器的上、下、前、后位置和燃烧器头的旋转角度都是可调的。从光源发出的光,其光路是不变 的。若改变原子化器的上、下位置,就相当于入射光穿过了火焰的不同部位,如图 155-1 所示。 通常原子化器旁装有一标度尺,可读出高度变化的相对值。由于火焰燃烧性质和温度分布的不 均匀性,在H1、H2和H3位置测定的吸光度值会有一些差别。差别的大小因火焰种类和元素性 质而异。钙在火焰中易形成氧化物,若在火焰的还原区或高温区,就可避免或减少氧化钙的形 成,使钙的自由原子数目增多。燃烧器高度的选择就是在寻找原子化的最佳的区域。

原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较

原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较

原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较摘要原子吸收光谱法及原子发射光谱法的产生,原理,用法等的比较。

关键词原子吸收光谱法;原子发射光谱法原子吸收光谱法是根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。

原子吸收光谱法的优点与不足:<1> 检出限低,灵敏度高。

火焰原子吸收法的检出限可达到ppb级,石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-10-10-14g。

<2> 分析精度好。

火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可<1%,其准确度已接近于经典化学方法。

石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为3-5%。

<3> 分析速度快。

原子吸收光谱仪在35分钟内,能连续测定50个试样中的6种元素。

<4> 应用范围广。

可测定的元素达70多个,不仅可以测定金属元素,也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。

<5> 仪器比较简单,操作方便。

<6> 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。

原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。

原子发射光谱法包括了三个主要的过程,即由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射;将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线,形成光谱;用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。

由于待测元素原子的能级结构不同,因此发射谱线的特征不同,据此可对样品进行定性分析;而根据待测元素原子的浓度不同,因此发射强度不同,可实现元素的定量测定。

原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程。

基态原子只能吸收频率为ν=(Eq-E0)/h的光,跃迁到高能态Eq。

因此,原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构,每一种元素都有其特征的吸收光谱线。

原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态,称为共振激发。

原子吸收及发射光谱分析

原子吸收及发射光谱分析

样品的前处理(溶液化)
稀释法
用纯水、稀酸、有机溶剂直接稀释样品。 只适用于均匀样品 例)排放水、电镀液、润滑油等
干式灰化分解法
在马弗炉中加热样品,使之灰化 。 可同时处理多个样品。 注意低沸点元素Hg,As,Se,Te式分解法
常规酸消化
样品 + 酸(~300℃)于烧杯或三角烧瓶中,在电热板 或电炉上加热。 常规酸消化的优点是设备简单,适合处理大批量样品; 缺点是操作难度大,试剂消耗量大、每个试样的酸消耗 量不等,试剂空白高且不完全一致、消解周期长、劳动 条件较差。
二 石墨炉原子吸收光谱法
石墨炉原子吸收法(GFAAS)是一种常见的成熟的方法, 它与火焰原子吸收法(FAAS)的主要区别在于原子化系统 。石墨炉采用电加热,石墨炉是原子化器,温度在18003000度。
原子化过程:干燥,灰化,原子化,清洗
ICP原子发射光谱分析技术
内容
① ICP-AES分析原理及特点 ② ICP-AES仪器 ③ ICP-AES分析方法 ④ 仪器的维护和保养 ⑤ ICP光谱法的新进展
(3)环境样品:土壤,水体,固体废物,大气飘尘,煤飞灰, 污水等.
(4)岩石和矿物.地质样品. (5)生物化学样品:血液,生物体. (6)食品和饮料:粮食,饮料,点心,油类,茶,海产品. (7)化学化工产品: (8)其它无机材料和有机材料. (9)核燃料和核材料.
ICP-AES可测定的元素
原子吸收及发射光谱分析
原子光谱主要有两大类:原子吸收光谱和原子发射光谱。在 分析化学领域占有重要的地位。
一 火焰原子吸收法(FAAS)
基本原理
基态原子吸收了特定波长的光子后处于激发态。由于原子 结构复杂,能级较多,原子外层电子跃迁过程中能吸收的 谱线很多。把基态原子吸收辐射后跃迁到第一激发态时所 吸收的谱线称为共振吸收线,因为它需要的能量最低,所 以大多数元素的共振吸收线是最灵敏的谱线。 火焰原子吸收光谱法,是将被测化合物置于火焰下使其解 离为基态原子。当元素灯发出与被测元素的特征波长相同 的光辐射,穿过有一定厚度的原子蒸气的火焰时,一部分 光被火焰中基态原子所吸收。光强由I0减弱为I,利用朗伯 比尔定律可以求得被测元素含量。
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光谱检测技术实验讲义2015.10.10原子光谱测量(A) 原子发射光谱测量【实验目的】1.学会使用光学多通道分析器的方法。

2.了解碱金属原子光谱的一般规律。

3.加深对碱金属原子中外层电子与原子核相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解。

【仪器用具】光学多通道分析器WGD-6,光学平台GSZ-2,汞灯,钠灯,计算机。

【原理概述】钠原子光谱特点:钠原子光谱分四个线系:主线系:np →3s ( n = 3,4,5, …)锐线系:ns →3p ( n = 4,5,6, …)漫线系:nd →3p ( n = 3,4,5, …)基线系:nf →3d ( n = 4,5,6, …)各线系的共同特点:1.同一线系内,越向短波方向,相邻谱线的波数差越小,最后趋于连续谱与分立谱的边界。

2.在同一线系内,越向短波方向,谱线强度越小。

各线系的区别:1.各线系所在光谱区域不同。

主线系只有3p →3s 的两条谱线(钠双黄线)在可见区,其余在紫外区。

锐线系和漫线系的谱线除第一条线在红外区外,其余都在可见区。

基线系在红外区。

2.由于s能级不分裂,p、d、f能级由于电子自旋与轨道运动作用引起谱项分裂,它们是双重的。

这些双重分裂随能级增高而变小。

因此,根据选择定则,主线系和锐线系是双线的。

主线系双线间的波数差越往短波方向越小,锐线系各双线波数差相等。

漫线系和基线系是复双重线的。

3.从谱线的外表上看,主线系强度较大,锐线系轮廓清晰,漫线系显得弥漫,一般复双重线连成一片。

【实验步骤】1.检查多通道分析器工作状态。

2.点燃汞灯,利用汞灯的546.07nm,576.96nm,578.97nm三条谱线为光学多通道分析器定标,起始波长为440nm。

3.点燃钠灯,实时采集钠灯发射光谱,利用已定标的数据,测出钠谱线双黄线的波长。

4.将光学多通道分析器的起始波长分别改为460nm、480nm、500nm、520nm,重复步骤2和3。

5.求钠双黄线波长的测量平均值,分析误差。

【数据分析与处理】(定标及测量的原始数据见E:\ 罗旋钟潇健郑君明\)我们以波长λ为横坐标,光学分析器测得的相对光强I r 为纵坐标,利用ORIGIN 作出5张I r ~ λ图并检峰,每张图只取波长从585nm 到590nm 的一段曲线。

由于5张图之间差别不大,我们取起始波长为440nm 的I r ~ λ图为代表(十字显示吸收峰位置):图A.1 钠原子发射光谱(光学分析器起始波长440nm )我们将5张图的峰值信息示于下表: λ0 / nm 440 460 480 500 520 540 λ1 / nm 588.341 588.293 588.037 589.179 588.093 588.424 λ2 / nm 588.873 589.839 588.673 589.787 588.655 588.907 Δλ / nm0.5320.5460.6360.6080.5620.483注:λ0 为光学分析器的起始波长,λ1为钠原子光谱第一发射峰的波长,λ2为钠原子光谱第二发射峰的波长,Δλ为两发射峰之间的距离。

由上表可得:钠左黄线波长测量平均值为:)(39670.588515111nm i i ==∑=λλ平均值标准误差为:()())(18.01551512111nm i i =−−=∑=λλσλ因此钠左黄线的测量结果为:λ1 = 588.40 ± 0.18 (nm)钠右黄线波长的测量平均值为:)(93222.588515122nm i i ==∑=λλ平均值标准误差为:()())(21.01551512222nm i i =−−=∑=λλσλ因此钠右黄线的测量结果为: λ2 = 588.93 ± 0.21 (nm)双黄线的波长差平均值为:)(54.0)(53552.05151nm nm i i ≈=∆=∆∑=λλ而从钠双黄线波长的平均值标准误差(分别为0.18nm 和0.21nm )可以看出:尽管在不同起始波长的条件下测得的双黄线位置存在一定的偏差,但双黄线的波长差偏差相比之下小得多,波长差的最大值与最小值之间仅差0.10264nm 。

因此我们可以得出结论:钠双黄线的波长差在不同起始波长的测量过程中近似不变。

这可以作为衡量实验准确度的依据。

钠双黄线的理论值为589.00nm 和589.59nm ,二者相差Δ = 0.59nm ,由此可得本次实验的相对误差为%5.8%100=×∆∆−∆=λη,绝对误差为0.05nm ,远小于仪器分辨率0.5nm ,准确度较好。

另外,本次实验的精密度也能达到要求(0.18nm 和0.21nm 均小于仪器分辨率0.5nm )。

【思考题】钠原子光谱有哪些特征?从光谱图上如何判别各谱线所属线系? 答:钠原子光谱的特征在原理概述部分已作讨论,这里不再赘述。

我们可以从光谱图上根据以下几点特征判别谱线所属线系: 1.主线系的双线分裂随波长增大而递增。

2.锐线系的双线分裂不随波长变化。

3.漫线系特征是一条谱线分裂成3条,其中两条靠得较近,另一条偏离较远。

(B) 原子吸收光谱测量【实验目的】1. 了解紫外—可见吸收光谱的基本规律 2. 初步学会测量物质的吸收光谱【仪器用具】光学多通道分析器(WGD-6型),光学平台(GSZ-11型),溴钨灯光源,计算机【原理概述】 1. 基本知识在吸收过程中,物质的原子或分子吸收了入射的辐射能,从基态跃迁至高能级的激发态,吸收的能量与电磁辐射的频率成正比。

符合普朗克公式:hv E = (1)E 是一个光子的能量(每个分子吸收的能量);h 为普朗克常数,v 是辐射的频率。

波长λ和频率v 的乘积为真空中的光速:v c λ= (2)波数ω:λω1==c v (3) 可见光区为:波长750—400nm 波数13300—25000/cm 紫外光区为:波长400—200nm 波数25000—50000/cm 2. 基本定律光的吸收,就是指光波通过媒质后光强减弱的现象。

没有一种介质对任何波长的电磁波是完全透明的(真空除外)。

所有的物质都是对某些范围内的光透明,而对另一些范围内的光不透明。

一定波长范围内,若物质对光的吸收不随波长而变(严格来说是随波长变化可以忽略不计),这种吸收称为一般吸收;若吸收随波长而变则称为选择吸收。

任一介质对光的吸收都是由这两种吸收组成的,在一个波段范围内表现为一般吸收,在另一个波段范围内可能表现为选择吸收。

紫外(通常指近紫外)和可见光区的吸收光谱实质是在电磁辐射的作用下,多原子分子的价电子发生跃迁而产生的分子吸收光谱,又称电子光谱。

物质吸收电磁辐射的本领是由物质分子的能级结构决定的。

当物质两能级的能量差越大,吸收越少。

假如有一平面光波在一各向同性的均匀媒质中传播。

经过一厚度为dl 的平行薄层后,光强度从I 变化到dI I +。

朗伯指出:I dI /应与吸收层的厚度dl 成正比,即kdl I dI −=/ (4)k 是吸收系数。

由0,0I I l ==时可积分得kl e I I −=0 (5)这就是朗伯定律的数学表示式。

吸收系数k 是波长的函数,在一般吸收的范围内,k 值很小,并且近乎一常数;在选择吸收波段内,k 值甚大,并且随波长的不同而有显著的变化。

k 愈大,光被吸收愈强烈,当l =1/k 时,有72.2/00I eI I ≈=(6) 介质吸收时,为方便起见,引进消光系数η:ηλπn k 04=(7)其中0λ为光在真空中得波长,n 为介质的折射率,于是朗伯定律可写成:0/40ληπl n e I I −= (8)固体材料的吸收系数主要是随入射光波长而变。

而液体的吸收系数却与液体的浓度有关。

比尔指示:溶液的吸收系数k 与浓度C 成正比:C k α′= (9)其中α′为一与浓度无关的新常数,于是(5)变为cl e I I α′−=0 (10)以0/I I T =表示透过率,)1log(log TT A =−=表示吸光度,有cl I I α−=0/log )303.2(αα′=(11)或cl A α= (12) 比尔定律只有在物质分子的吸收本领不受它周围邻近分子的影响时才正确。

浓度大时分子间的相互影响不可忽略,此时比尔定律不成立。

而朗伯定律始终是成立的。

在比尔定律成立时,就可用测量吸收的方法来测定物质的浓度,就是快速测定物质浓度吸收光谱分析法。

【实验步骤】1.在仪器的测量范围内,观察以水为底的溴钨丝灯的发射光谱;2.在仪器的测量范围内,观察溴钨丝灯通过高锰酸钾后的发射光谱,并参照以水为底的谱线确定高锰酸钾溶液的吸收范围;3.以汞灯定标,根据定标谱线,在高锰酸钾溶液的吸收范围,测量以水为底的吸收谱线; 4.在高锰酸钾溶液的吸收范围,从高到低测量其各种浓度的吸收谱线,并据此验证比尔定律。

【数据分析及处理】我们仍然利用汞灯的546.07nm ,576.96nm ,578.97nm 三条谱线为光学多通道分析器定标,起始波长为500nm 。

不同浓度的KMnO 4溶液的光谱如下(与水的吸收谱作对比,横坐标为波长,纵坐标I r为光学分析器测得的相对光强):图B.1 各种浓度的KMnO4溶液与纯水的透射光谱我们将水的透射光强记为I0,以吸光度A = log I o / I为纵坐标,波长为横坐标,作不同浓度的吸光度曲线如下:图B.2 各种浓度的KMnO4溶液吸光度曲线(竖直线示吸收峰大致位置)利用ORIGIN的检峰功能,得不同浓度的吸收峰位置如下:c / g/L λ1 / nm λ2 / nm0.01 522.69330 544.691390.0125 524.22833 546.150960.02 523.88766 544.691390.025 527.62107 546.636340.05 527.62107 545.502900.1 548.57215 566.04481注:λ1、λ2分别为两吸收峰对应的波长。

由此表可以看出0.1g/L高锰酸钾溶液的测量结果出现错误,应予以舍弃。

其余各浓度吸收峰位置的平均值为525.21029nm、545.53460nm。

考虑到光学分析器采集数据时并没有覆盖这两个波长,我们在图B.2中取波长525.24882nm、545.50290nm对应的吸光度来分别验证比尔定律。

λ = 525.24882nm时,各浓度对应的吸光度如下:c / g/L 0.01 0.0125 0.02 0.025 0.05A 0.02392 0.07908 0.09235 0.11887 0.19481根据上表,利用ORIGIN的线性拟合功能,作A ~ c图如下:图B.3 验证比尔定律(1)λ = 545.50290nm时,各浓度对应的吸光度如下:c / g/L 0.01 0.0125 0.02 0.025 0.05A 0.03537 0.09299 0.11193 0.14226 0.25213根据上表,利用ORIGIN的线性拟合功能,作A ~ c图如下:图B.4 验证比尔定律(2)结论:1.两次线性拟合的相关系数分别为0.95842和0.97766,可见吸光度A与高锰酸钾浓度c呈较好的线性关系。

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