第十章 吸光光度法

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第四节
吸光光度法的仪器
一.分光光度计的基本部件: 光源: 可见光光度计: 6～12V低压钨灯 单色器(分光系统): 通过光学原理从复合光中滤 出某一波长的光 吸收池(比色皿): 盛装溶液的容器 检测系统: 利用光电效应使光强度转化为光电流 进行测量 信号显示系统: 以一定的方式显示或记录光电流 的强度大小
第 十 章
吸光光度法
一.什么叫吸光光度法? 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法
叫做吸光光度法。
二.分类:
比色法、紫外—可见吸光光度法、红外光谱法等
●本章主要讨论溶液的可见吸光光度法，又称分光
光度法，其测定对象以金属离子为主。
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三.特点:
1、灵敏度高。常用于含量在1%～10-3 %的微量组 分的测定，甚至可测定低至10-4% ～10-5 %的痕量 组分。
作参比液；
②若显色剂或其它试剂对入射光有吸收，应选用
试剂空白为参比液；
③若试样中其它组分有吸收，而显色剂无吸收且 不与其它组分作用，则应选用不加显色剂的试样 溶液作参比液；
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④若显色剂和试液都有吸收，或显色剂与试液中共
存组分（即干扰离子）的反应产物有吸收，可在一
份试液中加入适当试剂将被测组分掩蔽起来，然后
A 0.190 1.06 104 ( L mol 1 cm1 ) 6 bc 2 8.95 10
55.85 3 2 (3) S 5.27 10 ( g cm ) 4 1.06 10
M
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三.引起偏离朗伯—比尔定律的因素 （一）物理因数 条件：1、入射光为平行单一波长的光且垂直照射 1、非单一波长光引起的偏差 2、吸光物质为均匀非散射体系 2、非平行入射光引起的偏差 3、吸光质点之间无相互作用 3、介质不均匀引起的偏差 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 （二）化学因数 1、溶液浓度过高引起的偏差 2、化学反应引起的偏差
吸收: 绿青色光
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2.溶液颜色的深浅取决于吸光物质的浓度高低
浓度越高→对相应光的吸收就越多→互补色光越强
呈现的颜色就越深
三.吸收曲线的绘制 1、概念： 吸光度(A) —某一波长处,物质对光的吸收程度。 A↑ 吸收程度越大
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吸收曲线—以A为纵坐标，照射吸光物质的波长λ为 横坐标，所绘制出的曲线就称为吸收曲线。 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） λmax
一、光的基本性质 二、物质对光的选 择性吸收 三、吸收曲线的绘
制
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一.光的基本性质
普朗克方程：
E h h
C

h: 普朗克常量=6.63×10-34J· S
电磁波谱（或光谱）－光按照波长的长短顺序排列 成谱就是电磁波谱。 可见光－人眼可以感觉到的电磁波谱就是可见光。 其波长范围是：400~750nm。
解：A lg T lg 0.645 0.190
(1)c 500 g / L 5.00 104 g / L
A 0.190 a 1.90 102 ( L g 1 cm1 ) bc 2 5.00 104
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5.00 104 (2)c 8.95 106 (mol / L) 55.85
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标准曲线的另一 个用途 :求得摩 尔吸收系数κ
Ax
A Kbc
tgα=Kb α Cx K=tgα/b
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(一)单组分的测定 2.示差分光光度法: 步骤(1):以一个浓度比待测试液Cx 稍低的标准溶 液Cs为参比（调节仪器的Ｔ＝100%,即A=0）,然 后再测定试液的吸光度Af 。 Af = Ax–AS =ĸb(Cx–CS)= ĸb△C 参比标准溶液 Cs 标准溶液 C1 C2 C3 ······ Cn Af 与 Cx的关系如何？ 浓度差△C C1- Cs C2- Cs C3- Cs ······Cn- Cs 以试剂空白为参比，则： 相同条件下， A1 A2 A3 ······ An Ax =ĸbCx 吸光度Af AS= ĸbCS
作业： Р301. 15. 19. 20.
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（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则不相 同。 ——定性分析依据 （3）不同浓度的同一种 物质，在某一定波长下 吸光度 A 有差异，即吸 光度随着浓度的增大而 增大 ——定量分析依据
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c1>c2>c3>c4
按相同的操作方法加入显色剂和其它试剂，以此作 为参比液来消除干扰。 如：以铬天青S为显色剂测定Al3+时，Ni2+和Cr3+ 等离子也会显色。则取一份试液加适量F-将Al3+掩 蔽后，然后按操作方法加入显色剂及其它试剂， 以此溶液作参比来测量试液的吸光度。
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第五节
一、定性分析 二、定量分析
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κmax的意义： κmax越大，测定方法的灵敏度越大 κmax＞104 L· -1· -1的方法较灵敏 mol cm （三）桑德尔灵敏度（S） ①定义: 当光度仪器的检测极限为A=0.001时,单位 截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。 ②单位: μg · -2 cm ③公式: S=M/κ M:吸光物质的摩尔质量
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步骤(2):制作Af—△C标准曲线，
Ax
△C 步骤(3):在相同条件下，测定未知溶液的Ax;根据 Ax，在标准曲线上查到△ C
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步骤(4):根据△C= Cx- CS，即可求出Cx＝ △C＋ CS 示差分光光度法的特点:可用于常量组分的测定 (二)多组分的同时测定 二.络合物组成和酸碱解离常数的测定
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3.选择显色反应(或显色剂)应注意事项: （1）选择性要好
（2）灵敏度要高：即ε值大
（3）对比度要大:有色物质与显色剂的最大吸收 波长的差别一般要求60nm。 （4）有色物质要稳定，组成要恒定 （5）显色反应的条件要易于控制
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(二)显色反应条件的选择 1.显色剂的用量： 绘制A—显色剂用量曲线 Amax所对应的用量
A=abc
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2. 摩尔吸收系数（κ）
b: cm c: mol· -1 L k用κ表示,
κ称为摩尔吸收系数
单位：L· -1· -1 mol cm
A=κbc 影响κ的因素: 波长、吸光物质性质、溶剂、温度、 溶液的组成、仪器灵敏度等。 ①当波长、温度、溶剂等条件一定时，不同物质κ 不同； ②当温度、溶剂等条件一定时，同一物质κ随波长λ 而改变，λmax时其κ最大，表示为κmax。
吸光光度法的应用
绘制吸收曲线，根据曲线形状、 λmax进行定性分析
(一)单组分的测定 1.标准曲线法 步骤（1）：绘制标准曲线
A Kbc
一定条件下,标准溶液: C1、C2、C3 ······Cn
相同条件下，吸光度: A1、A2、A3 ······An 步骤（2）：在相同条件下，测定未知溶液的Ax 步骤（3）：根据Ax，在标准曲线上查到Cx
色的光按一定的强度比例混合也可形成白光，这两
种光称为互补色光。
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互补色光 — 按一定的强度比例混合就可形成白光 的两种颜色的光就称为互补色光。
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二.物质对光的选择性吸收 ●研究表明,某一物质对某一特定波长范围的光具 有吸收,而对其它波长的光不吸收,也就是说,不同的 物质对不同波长的光的吸收具有选择性。 1.物质呈现的颜色是它所吸收光的互补色 Cu2+: KMnO4: 呈现: 蓝色 呈现: 紫红色 吸收: 黄色光
2、仪器设备简单，操作简便、快速。
3、准确度高。一般仪器为2%~5%，精密仪器为 1%~2%。 4、应用广泛。不仅可以测定绝大多数无机离子， 也能测定许多有机物；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 常数及络合物组成的测定。
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第一节
物质对光
的选择性吸收
1
2 3 4
（5）在λmax处吸光度随浓 度变化的幅度最大，测定 最灵敏，所以定量分析时 入射光波长为λmax
——定量分析时选择入 射光波长的依据 λmax
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第二节
一.朗伯—比尔定律
光吸收的基本定律
K：常数； b：液膜厚度； c：待测溶液浓度
It 透射比（又称透光度）T Io 朗伯—比尔定律： A lg T
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单色光—在某一波长范围中任取单一波长的光 ， 其颜色均是相同的，那么这一波长范围的光，就称 为单色光。如红光（650nm～750nm）、蓝光(450nm ～480nm )等。 复合光—不同单色光组成的光。如太阳光、白炽 灯光等。 ●白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的 光形成的。进一步的研究表明，只需将两种适当颜
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2.溶液的酸度：
绘制A—酸度曲线
Amax所对应的酸度
3.时间 ： 绘制A—时间曲线 4.温度 ： 绘制A-温度(T)曲线 5.有机溶剂和表面活性剂 绘制A-有机溶剂用量曲线
Amax所对应的时间 Amax所对应的温度
Amax所对应的用量
绘制A-表面活性剂用量曲线 Amax所对应的用量
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二.分光光度计的类型
可见分光光度计 仪器适用的波长范围 紫外-可见分光光度计 红外分光光度计 单光束 仪器的结构 双光束 双波长
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