第七章 分光光度法
分光度光度法
分光度光度法分光光度法学习资料一、分光光度法的基本概念1. 定义- 分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
它利用物质对光的选择性吸收特性，不同的物质由于其分子结构不同，对不同波长的光有不同程度的吸收。
2. 原理基础- 朗伯 - 比尔定律（Lambert - Beer law）是分光光度法的基本定律。
- 朗伯定律指出：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与光通过的路径长度成正比，即A = k_1b（其中A为吸光度，b为光程长度，k_1为比例常数）。
- 比尔定律指出：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度成正比，即A = k_2c（其中c为吸光物质的浓度，k_2为比例常数）。
- 合并朗伯定律和比尔定律得到朗伯 - 比尔定律：A=varepsilon bc，其中varepsilon为摩尔吸光系数，单位为L/(mol· cm)，它表示物质对某一特定波长光的吸收能力，varepsilon越大，表明该物质对该波长光的吸收能力越强。
二、分光光度计的结构与组成1. 光源- 提供足够强度和稳定的连续光谱。
在可见光区常用钨灯或卤钨灯，其发射光的波长范围为320 - 2500nm；在紫外光区常用氢灯或氘灯，发射光的波长范围为180 - 375nm。
2. 单色器- 它的作用是将光源发出的复合光分解为单色光。
主要部件包括狭缝、准直镜和色散元件（如棱镜或光栅）。
通过调节狭缝宽度可以控制出射光的带宽和光强。
3. 样品池- 用于盛放被测溶液。
在可见光区可以使用玻璃样品池，而在紫外光区则需使用石英样品池，因为玻璃对紫外光有吸收。
4. 检测器- 检测透过样品池后的光强，并将光信号转换为电信号。
常见的检测器有光电管和光电倍增管等。
光电倍增管具有更高的灵敏度，可检测微弱的光信号。
5. 信号显示与处理系统- 将检测器输出的电信号进行放大、处理，并以吸光度或透光率等形式显示出来。
第七章 可见分光光度法
第七章可见分光光度法7.1 概述7.1.1分类吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，它包括比色分析法、可见及紫外吸收光度法以及红外光谱法等。
本章着重讨论可见光区的吸光光度法（又称分光光度法，简称光度法）。
定义：基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法，包括比色法，可见分光光度法及紫外分光光度法等。
比色分析法：许多物质是有颜色的，例如高锰酸钾在水溶液中呈深紫色，Cu2+在水溶液中呈蓝色。
这些有色溶液颜色的深浅与这些物质的浓度有关。
溶液愈浓，颜色愈深。
因此，可以用比较颜色的深浅来测定物质的浓度，这种测定方法就称为比色分析法。
目前已普遍地使用分光光度计进行比色分析。
应用分光光度计的分析方法称为分光光度法。
这种方法具有灵敏、准确、快速及选择性好等特点。
吸光光度法试液的浓度下限：10-5----10-6mol/L。
吸光光度法测定的相对误差：2%—5%，可以满足微量组分测定对准确度的要求。
7.1．2特点分光光度法同化学分析法中的滴定分析法、重量分析法相比，有以下特点：1. 灵敏度高分光光度法测物质的浓度下限（最低浓度）一般可达10-5~10-6mol/L，相当于含量低于0.001~0.0001%的微量组分。
如果将被测组分加以富集，灵敏度还可提高1~2个数量级。
该方法适用于微量组分的测定。
2. 准确度较高一般分光光度法的相对误差为2~5%。
3. 操作简便，测定速度快分光光度法的仪器设备不复杂，操作也简便。
如果采用灵敏度高，选择性好的显色剂，再采用掩蔽剂消除干扰，可以不经分离直接测定，而且速度快。
4. 应用广泛吸光光度法既可测定绝大多数无机离子，也能测定具有共轭双键的有机化合物。
主要用于测定微量组分，也能测定含量高的组分（用示差光度法或光度滴定）。
还可测定络合物的组成、酸（碱）以及络合物的平衡常数。
7.2 基本原理7.2.1 光的基本特性物质呈现的颜色与光有着密切的关系。
第七章-分光光度法
:
C Cu
2
0.51103 63.55
8.0106 mol l1
e
0.297 8.0106 2.0
1.9104 l mol1
cm1
a
0.297 0.51103
2.0
3.0
102
l
g
1
c m1
e a·M
2. Lambert-Beer定律的偏离
长处测得该溶液吸光度A为0.500,今
取含Mn未知液10.00ml,氧化为 MnO4-后,定容至50.00ml,在相同条件 下测得A=0.300.求未知液Mn的浓度.
c 解: 0.500/0.300=0.100/ x
cx=0.0600 mg/ml c未=0.0600×50.00/10.00
=0.300 mg/ml
4. 在吸光光度法中，影响显色反应的因素有哪些？
解：溶液酸度、显色剂的用量、显色反应时 间、显色反应温度、溶剂和干扰物质。
5. 测量吸光度时，应如何选择参比溶液？
解：（1）当试液及显色剂均无色时，可用蒸馏水作 参比溶液；（2）显色剂为无色，而被测试液中存在 其他有色离子，可用不加显色剂的被测试液作参比溶 液；（3）显色剂有颜色，可选择不加试样溶液的试 剂空白作参比溶液；（4）显色剂和试剂均有颜色， 可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来， 使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试 液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消 除显色剂和一些共存组分的干扰；（5）改变加入试 剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液 作为参比溶液消除干扰。
为1cm时溶液的吸光度.
e 值越大，溶液的吸光能力越强，
第七章分光光度法
第七章分光光度法第七章分光光度法分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。
（在选定波长下，被测定溶液对光的吸收程度与溶液中吸光组分的浓度有简单的定量关系）。
根据被利用的光波长范围可分为可见、紫外、红外光谱法。
利用可见光进行分光光度分析时，通常将被测定组分通过化学反应转变成有色化合物，然后进行吸光度的测量。
因此分光光度法在一定意义上使用着比色法，吸光光度法等名词，本章重点讨论可见分光光度法。
一、分光光度法（一）光的基本性质光是电磁波。
其波长范围很广，如果以波长或频率为序排列可得到如下电磁波谱图。
光谱名称波长范围跃迁类型分析方法X—射线远紫外光近紫外光可见光近紫外光中红外光远红外光微波无线电波0.1—10nm10—200nm200—400nm400—760nm0.76—2.5μm2.5—5.0μm500—1000μm0.1—100cm1—1000mK.L层电子中层电子价电子分子振动分子振动和低位转动分子振动X—射线光谱法真空紫外光度法紫外可见光度法比色可见光度法近红外光谱法中红外光谱法远红外光谱法微波光谱法核磁共振光谱法光有微粒二象性，波动性是指光按波的形式传播。
如光的折射、衍射、偏振和干涉等，光的波长λ，频率γ与速度c的关系为：λγ=c式中λ以cm表示，γ以Hz表示，c为光速2.7979×1010cm/s （真空中）光同时又具有粒子性，如电效应就明显地表现其粒子性。
光是由“光微粒子”（光量子或光子）组成的，光量子的能量可表示为γhE=h为普朗克常数6.6262×10-34J.S可见上式把光的波粒两相性用h统一起来了。
结论：不同波长（或频率）的光，其能量不同，短波的能量大，长波的能量小。
（二）物质对光的吸收吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱。
原子吸收光谱是由原子外层电子选择性地吸收某些波长的电磁波而引起的。
原子吸收分光光度法就是根据原子的这种性质所引起来的。
分子吸收光谱比较复杂。
第七章--药物含量测定-幻灯片
×100%
供试品重量（g）×(1-水分或干燥失重百分数)
制剂含量=
实测的供试品量 供试品的标示量
×100%
标 示 量
含量测定的基本规则
1、所用器具均应校正后使用；所用试液均应按药典规定配 制；
2、称取或量取药品的量应符合规定要求； 3、称量挥发性或吸湿性的物质，必须用密封性好的容器进
行称量操作 4、测定必须排除干扰（专属性）； 5、结果起码要平行测定两次，合格，其结果应在允许的相
例：丙酸倍氯米松的百分含量
M样=12.60mg A样=4487 C内标=0.1223mg/ml A内标’=2042
M对=12.50mg A对=4346 C内标=0.1223mg/ml A内标=2027
97.0-103.0%
取样量：0.3003g; 滴定液浓度:0.1005mol/L；
99.1%
用量：9.33ml;
空白试验用量：0.10ml；T：32.09mg/ml
滴定法测含量
❖ 1，直接滴定（水杨酸的含量测定） ❖ 2，需做空白的直接滴定（盐酸异丙嗪的含量测定） ❖ 3，片剂的含量滴定（布洛芬片的含量测定） ❖ 4，注射剂的含量滴定（安乃近注射液的含量测定） ❖ 5，剩余滴定法（氯贝丁酯的含量测定）
引入——阿司匹林的[含量测定]项
标准用的什么方法？ 如何计算
内容
1
概述
2
容量分析法
3 紫外可见分光光度法
4 高效液相色谱法
概述
解决以下四个问题？
1、含量测定的重要性？ 2、常用的含量测定方法？ 3、含量的表示方法？ 4、含量测定的基本规则？
概述——含量表示方法
中药
含量计算公式
实测的供试品量（g) 原料药含量=
原子吸收光谱法
半宽度受原子性质和 外界因素的影响
原子吸收光谱轮廓图
基本原理
Basic principle
谱线变宽因素
自然宽度
Doppler变宽
压力变宽 自吸效应 场致变宽
基本原理
Basic principle 自然宽度（△nN） ：无外界因素影响时谱线具有的宽度，与激
发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。根据量子力 学的测不准原理，粒子能级能量和跃迁时刻不可能同时测准，其能量的 不确定度△E和其跃迁时刻的不确定度△t间有如下关系
其中Kv为吸收系数
基本原理
Basic principle
• 吸收线轮廓
In I0
中心频率n0最大吸收系数 所对应的频率或波长，由 原子能级决定
不同元素原子吸收不同频率的 光，由图可见，在频率为v0处
透过光强度最小，也就是吸收
最大。原子群从基态跃迁到激
发态所吸收的谱线并不是绝对
单色，而是具有一定的宽度，
第七章 原子吸收分光光度法
Atomic Absorption Spectrometry
( AAS)
专业：环境工程 姓名：韩朝丽
原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry
概 述 基本原理
本章内容
仪 器
干扰及其 消除办法
分析应用
原子吸收光谱法概述
Atomic Absorption Spectrometry
原子吸收光谱法——仪器
(Atomic Absorption Spectrometry)
原子吸收分 光光度计
光源
原子化系统
光学系统
检测系统
第七章 分光光度法
点
分光光度法测定物质的浓度下限(最低
浓度)一般可达1~10-3 %的微量组分。对固体
试样一般可测到10-4 ~ 10-5 %的痕量组分。如 果对被测组分事先加以富集，灵敏度还可以 提高1-2个数量级。
(二) 准确度较高
• 一般分光光度法的相对误差为2~5%，若 使用精密仪器，相对误差可降至1~2%，其准
• (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， 无荧光和光化学现象发生。
6.吸光度的加和性
• 当介质溶液中含有多种吸光组分时，
只要各组分间不存在着相互作用，则在某
一波长下介质的总吸光度是各组分在该波
长下吸光度的加和。
• 即：A
第二节 光吸收的基本定律
一、朗伯-比耳定律
• (1) 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后在 1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度 与吸收层厚度之间的关系； • (2) 比耳(beer)与1852年又提出光的吸收程度 与吸光物质浓度之间也有类似的关系；
• (3) 二者结合起来就得到了朗伯--比耳定律。
•
当入射光的强度 I0 一定时，如果 Ia 越大， It 就越小，即透过光的强度越小， 表明有色溶液对光的吸收程度就越大。 I0＝ Ia+It
实验证明
•
实践证明，有色溶液对光的吸收
程度，与该溶液的浓度、液层的厚度 以及入射光的强度等因素有关。如果 保持入射光的强度不变，则光吸收程 度与溶液的浓度和液层的厚度有关。
例
如：CuSO4溶液
CuSO4
透过蓝光
白光→
人眼
吸收黄光
分光光度法
A = lg(1/T)= -lgT = lg(I0/I) = kbc 实验发现：溶液的浓度c愈大，液层厚度b愈厚，入射光 愈强，则光吸收得愈多，且满足
A = lg(1/T)= -lgT = lg(I0/I) = kbc 式中：A为吸光度；T为透光度，T=I/I0；I0为入射光强度，I 为透射光强度；k为比例系数，k与吸光物质的性质、入射光 波长及温度等有关；c为吸光物质浓度；b为吸收层厚度。上 式就被称为朗伯－比尔定律。
cx
c
标准曲线
第七章 分光光度法
分光光度法：也叫吸光光度法，是基于物质对光的选择 性吸收而建立起来的分析方法，包括比色法、可见及紫外分 光光度法及红外光谱法等。本章重点讨论可见光区的吸光光 度法。
一、概述
1、光的基本性质 (1)光具有二象性：波动性和粒子性
光是一种电磁波，按照波长或频率排列可得到下表所示 的电磁波谱表：
第七章 分光光度法
3、比色法与分光光度法的特点 比色法和分光光度法主要应用于测定试样中微量组分的
含量，它们的特点是： ①灵敏度高。常用于测定试样中1－10-3％的微量组分； ②准确度较高。比色法的相对误差为5－10％，分光光 度法为2－5％； ③应用广泛。大多无机离子和许多有机化合物都可以直 接或间接地用比色法或分光光度法进行测定； ④操作简便、快速。
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(c KMnO4 ：a<b<c<d )
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结论
• 1.某物质的吸收光谱表明了该物质对不同波长的光的吸收能力 的分布情况。
• 2.C↑、A↑，即光的吸收程度越大
• 3.最大吸收处只有一个，称为最大吸收波长。
•
即：同一物质，只有一个最大吸收峰，即最大吸收波长是
精品课件
一、朗伯-比耳定律
• (1) 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后在 1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度 与吸收层厚度之间的关系；
• (2) 比耳(beer)与1852年又提出光的吸收程 度与吸光物质浓度之间也有类似的关系；
• (3) 二者结合起来就得到了朗伯--比耳定律 。
第七章
分光光度法
精品课件
分光光度法(Absorption Photometry)
•
分光光度法是一种基于物质对光的选择
性吸收而建立起来的一种分析方法，是生命科学
中最常用的分析技术之一。
•包括：
•(1) 可见分光光度法
•(2) 紫外-可见分光光度法(主要)
•(3) 红外光谱法等
精品课件
特点
(一) 灵敏度高
固定不变的，该峰对应的波长叫λmax。
•
KMnO4溶液的λmax=525 nm。
•
定量测定时，必须用λmax的光照射。
•
不同物质，其内部结构不同，则吸收曲线不同，λmax不同
。
• λmax只与物质的种类有关，而与浓度无关。
•
任何可见光区内、溶液精的品课颜件 色主要是由λmax决定。
第二节 光吸收的基本定律
0.005~0.17 nm 中子活化分析,莫斯鲍尔谱法
0.1~10 nm
X射线光谱法
10~200 nm
真空紫外光谱法
200~400 nm
紫外光谱法
400~750 nm 比色法,可见吸光光度法(光度法)
0.75~2.5 m
红外光谱法
2.5~50 m
红外光谱法
50~1000 m
红外光谱法
1~1000 mm
黄 580~600nm
绿 500~580nm
青 490~500nm
橙 600~650nm
白光
青蓝 480~490nm
红 650~750nm
紫 400~450nm
精品课件
蓝 450~480nm
二、物质对光的选择性吸收
如果我们把具有不同颜色的 各种物体放置在黑暗处，则什么颜色也 看不到。可见物质呈现的颜色与光有着 密切的关系，一种物质呈现何种颜色， 是与光的组成和物质本身的结构有关的 。
精品课件
(一)物质对光产生选择性吸收的原因
• 当光通过透明物体时，光子是否被物质吸收。
• 取决于：①光子所具有的能量
•
②物质的内部结构
价电子从E 基 1） 态 跃 迁 （ 激发态 E2） （
EAE2
E1
hc
A
由于不同物质的分子其结构和组成不同，它们所 具有的特征能级也不同，故能级差也不同。
∴物质对光的吸收具有选择性。 精品课件
微波光谱法
1~1000 m 精品课件 核磁共振光谱法
4. 可见光和互补光
• (1)可见光:指人的眼睛所能感觉到的 光，波长范围为(400~750nm)的电磁波 。
• (2)互补光:将两中适当颜色的光按一 定的强度比例混合，如果能形成白光 ，这两种光称为互补光。
精品课件
图10-1 光的互补色示意图(/nm)
准确度虽不如滴定分析法及重量法，但对微
量成分来说，还是比较满意的，因为在这种
情况下，滴定分析法和重量法准确度更差，
甚至无法进行测定。
精品课件
(三)操作简便，测定速度快
(四) 应用广泛
几乎所有的无机离子和有机化合物
都可直接或间接地用分光光度法进行测定。
不仅用于定量分析，也可用于某些有机物的
定性分析，还可用于某些物理化学常数及络
例 如：CuSO4溶液
白光→
CuSO4
人眼
透过蓝光
吸收黄光
实验证明： CuSO4溶液浓度越高，对黄色光的吸收越 多，表现为透过的蓝色越强，溶液的蓝色也越深。
精品课件
（三）吸收曲线
•1. 用不同波长(400-720nm)的光，照射某 一吸光物质的溶液； •2. 测吸光度(A) •3. 以—A作图，得一曲线 •直观地表示出物质对光的吸收特征。
合物组成的测定。
精品课件
第一节
物质对光的选择性吸收
精品课件
一、光的基本性质
• 1. 光的基本性质
• 光是一种电磁波，具有波粒二象性。 • 其波长、频率与速度之间的关系为：
c
普朗克方程
Ehc
h：普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
• 普朗克方程表示光的波动性与粒子性之间的关系。
• 波长越长，能量越低；波长越短，能量越高。
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2. 单色光和复合光
(1) 单色光：指波长处于某一范围的光 。
(2) 复合光：由不同单色光组成的光。
例如：阳光和白炽灯发出的光均为复合光
精品课件
3. 电磁波谱
表10-1 电磁波谱(1m=106m=109nm=1010Å )
波谱名称 波长范围
分析方法
射线 X 射线 远紫外 近紫外 可见光 近红外 中红外 远红外 微波 射频
波长的光则不被吸收而透过溶液。 精品课件
溶液的颜色由透过光的波长所决定
• (1)如果物质把各种波长的光完全都吸收，则呈现黑 色；
• (2)如果完全反射，则呈现白色； • (3)如果透过所有的光，则为无色透明溶液； • (4)如果对各种波长的光吸收程度差不多，则呈现灰
色； • (5)如果物质选择性地吸精收品课某件 些波长的光，那么，这
• (4)该定律奠定了分光精品光课件度分析法的理论基础
(一) 朗伯-比耳定律的推导
•
当一束平行单色光照射到任何均匀、非散射的
分光光度法测定物质的浓度下限
(最低浓度)一般可达1~10-3 %的微量组分。
对固体试样一般可测到10-4 ~ 10-5 %的痕量组
分。如果对被测组分事先加以富集，灵敏度
还可以提高1-2个数量级。
精品课件
(二) 准确度较高
•
一般分光光度法的相对误差为2~5%，
若使用精密仪器，相对误差可降至1~2%，其
(二) 物质的颜色与光吸收的关系
•
在可见光区，不同波长的光具有不同的颜色
。当一束阳光(白光)通过棱镜后就色散成红、橙、黄
、绿……等颜色的光，这些光具有不同的波长。
•
所以不同颜色光，其波长不同，物质的颜色
正是由于他们对不同波长的光具有选择性吸收而产生
的。
•
当一束白光通过某一物质或溶液时，由于物
质对光的选择性吸收，某些波长的光被吸收，另一些