分析化学 第八章 吸光光度法(北大)_图文.ppt
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第 08章 吸光光度法
电子能级间跃迁
电子能级间跃迁的同 时总伴随有振动和转 动能级间的跃迁。即 电子光谱中总包含有 振动能级和转动能级 间跃迁产生的若干谱 线而呈现宽谱带。
2020年8月4日4时5分
吸收曲线与最大吸收波长
分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度 不同，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；
其他
2020年8月4日4时5分
特点：
(1) 具有较高的灵敏度，适用于微量组分的测定。 (2) 通常所测试液的浓度下限达10-5~10-6 mol·L-1。 (3) 吸光光度法测定的相对误差约为2%~5%。 (4) 测定迅速，仪器操作简单，价格便宜，应用广泛 (5) 几乎所有的无机物质和许多有机物质的微量成分都 能用此法进行测定。 (6) 还常用于化学平衡等的研究。
表8-1 物质颜色与吸收光颜色的互补关系
物质颜色
黄绿 黄 橙 红
紫红 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
颜色 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙 红
吸收光
波长/nm 400~450 450~480 480~490 490~500 500~560 560~580 580~600 600~650 650~780
2020年8月4日4时5分
物理性因素：
难以获得真正的纯单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合
光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
非单色光、杂散光、非平行入 射光都会引起对朗伯—比耳定律的偏 离，最主要的是非单色光作为入射 光引起的偏离。
2020年8月4日4时5分
非单色光作为入射光引起的偏离： 假设由波长为λ1和λ2的两单色光 组成的入射光通过浓度为c的溶液，则：
分析化学吸光光度法.ppt
observed value A1’
△λ band
λ
width
(2)介质不均匀 （heteromogeneous of medium)
2. 化学因素( chemical factors) (1)High concentration (2) Chemical reaction
四、光度误差
A lg T abC C lg T
Ax
Cx
C
(mmol / L )
三 偏离朗伯-比尔定律的原因
The reasonw
A
C
1 物理因素（ Physical factors ）
（1）非单色光(Nonmonochromatic light)
A
True value A1
物质的颜色与其吸收光波长的关系
二、物质对光的选择性吸收
1. 分子内部的三种运动及能级 外层电子运动----电子能级
原 子 振 动----振动能级 分子 转动----转动能级
2. Molecular energy level 分子能级
3. Energy level transition 分子能级跃迁
ab
dC 1 0.434 dT ab T
C 1 0.434 T ab T
C 0.434 T C lg T T
当T = 36.8%时（A = 0.434） ，误差最小， 为2.72% （假设△T = 1%） 吸光度读数范围一般控制在0.2 ~ 0.8。
§5 吸光光度法的应用
1 酸碱解离常数的测定
☆显色反应：配位反应、氧化-还原反应、 重氮化—偶联反应等。
1.显色反应的选择
①待测组分与显色剂应定量地转变成有色物。 ②显色产物组成恒定、有足够的稳定性。 ③显色产物有较大的吸光系数，ε＞10，000。 ④显色产物与显色剂有明显的颜色差别。 ⑤显色反应有较高的选择性。
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
18
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)
12
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
第章：吸光光度法PPT课件
)弯曲愈严重。故朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
(4) 为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色 器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸 收曲线较平坦处。
.
29
(2) 化学性因素
• 朗—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合
等相互作用，直接影响了对光的吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等 化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。 • 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：
CrO42- ＋2H＋ = Cr2O72- ＋H2O 溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相 同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。
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。
.
15
定性分析与定量分析的基础
定性分析基础
物质对光的选择 吸收
定量分析基础 在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
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. nm （真空紫外区）
4
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量
.
X 传播方向
(4) 为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色 器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸 收曲线较平坦处。
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(2) 化学性因素
• 朗—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合
等相互作用，直接影响了对光的吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等 化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。 • 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：
CrO42- ＋2H＋ = Cr2O72- ＋H2O 溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相 同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。
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。
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定性分析与定量分析的基础
定性分析基础
物质对光的选择 吸收
定量分析基础 在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
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. nm （真空紫外区）
4
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量
.
X 传播方向
分析化学精品课件之吸光光度法完整ppt
光系数，单位：L/(mol·cm)，它反映吸光物质 对光的吸收能力，表示吸光光度法分析该物质 的灵敏度，表示ε时注明入射波长。
第二节 Lambert-beer定律
在光度分析中，为提高分析灵敏度，在 光吸收定律的基础：光的吸收与溶液的浓度和光路的长短密切相关
方法优点：仪器简单，操作简便； 2显色剂用量：见图9-11,通过实验来确定。
6干扰物质的影响及消除方法： 影响：a干扰物质本身有色或与显色剂形成有 色络合物，在测量条件下也有吸收；b在显色 条件下，干扰物质析出沉淀或使溶液混浊，以 致无法进行光度测量；c与待测离子形成更稳 定的络合物，使显色反应不能进行。 消除办法：a控制酸度；b加入适当掩蔽剂；选 择适当的测量波长；d选用适当的参比溶液。
已消除干扰的情况下，应选择ε值大的 4温度：大多在室温进行，但有些显色反应须加热和一定时间完成。
棱镜（折射原理）和光栅（衍射原理）。
有色化合物进行测定，并以最大吸收波 五、标准曲线的制作：A-c图，A值最好落在0.
4温度：大多在室温进行，但有些显色反应须加热和一定时间完成。 1当试液和显色剂均无色，以蒸馏水作参比；
第四节 光度分析的步骤
4上述两者都有颜色，则可取两份试液。一份 加入适当掩蔽剂将待测离子掩蔽不与显色剂作 用，然后两份试液都加入显色剂及其它试剂将 加入掩蔽剂的那份作参比，可消除试液中其它 有色组分的干扰。
第二节 Lambert-beer定律
光吸收定律的基础：光的吸收与溶液的浓度和 光路的长短密切相关
吸光度：A=Kbc (即L-B定律:b为溶液厚度) 透光率：T=I/I0=透射光强度/入射光强度 A与T的关系：A=log I/I0 =log1/T=-logT=Kbc
K:吸光系数，随b,c单位不同而不同，通常b： cm, C:mol/L 表示时，以ε表示，称为摩尔吸
第二节 Lambert-beer定律
在光度分析中，为提高分析灵敏度，在 光吸收定律的基础：光的吸收与溶液的浓度和光路的长短密切相关
方法优点：仪器简单，操作简便； 2显色剂用量：见图9-11,通过实验来确定。
6干扰物质的影响及消除方法： 影响：a干扰物质本身有色或与显色剂形成有 色络合物，在测量条件下也有吸收；b在显色 条件下，干扰物质析出沉淀或使溶液混浊，以 致无法进行光度测量；c与待测离子形成更稳 定的络合物，使显色反应不能进行。 消除办法：a控制酸度；b加入适当掩蔽剂；选 择适当的测量波长；d选用适当的参比溶液。
已消除干扰的情况下，应选择ε值大的 4温度：大多在室温进行，但有些显色反应须加热和一定时间完成。
棱镜（折射原理）和光栅（衍射原理）。
有色化合物进行测定，并以最大吸收波 五、标准曲线的制作：A-c图，A值最好落在0.
4温度：大多在室温进行，但有些显色反应须加热和一定时间完成。 1当试液和显色剂均无色，以蒸馏水作参比；
第四节 光度分析的步骤
4上述两者都有颜色，则可取两份试液。一份 加入适当掩蔽剂将待测离子掩蔽不与显色剂作 用，然后两份试液都加入显色剂及其它试剂将 加入掩蔽剂的那份作参比，可消除试液中其它 有色组分的干扰。
第二节 Lambert-beer定律
光吸收定律的基础：光的吸收与溶液的浓度和 光路的长短密切相关
吸光度：A=Kbc (即L-B定律:b为溶液厚度) 透光率：T=I/I0=透射光强度/入射光强度 A与T的关系：A=log I/I0 =log1/T=-logT=Kbc
K:吸光系数，随b,c单位不同而不同，通常b： cm, C:mol/L 表示时，以ε表示，称为摩尔吸
分析化学—— 吸光光度法
Ι0 Ιt
λ1 λ2 λ3 λ4 λ5
A1 A2 A3 A4 A5
17
KMnO4吸收曲线（吸收525nm的绿光而呈紫色）
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）对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则 不同。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。 （3）同一种物质、不同浓度时，其吸收曲线形状相 似、λmax不变；吸光度与浓度成正比。定量分析
例12–3 有一浓度为1.0μg • mL–1的Fe2+溶液，以邻 二氮菲显色后，用分光光度计测定，比色皿厚度为 2.0cm，在波长510nm处测得吸光度A=0.380，计算 该显色反应的吸光系数a和摩尔吸光系数ε。
(2) Fe2+的浓度用mol • L–1表示时， 1.0 10 3 g L-1 c 1.8mol L1 -1 55.85 g mol
（4）不同浓度的同一种 物质，在λmax处吸光度 随浓度变化的幅度最大， 所以测定最灵敏。此特 性可作为物质定量分析 的依据。
吸收曲线是定量分析 中选择入射光波长的重 要依据。
§12-2
光吸收的基本定律
1.朗伯—比耳定律***
当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、 液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，一 部分被器皿的表面反射则它们之间的关系为：
溶液的颜色由透射光的波长所决定。 透射光与吸收光为互补色光。 如CuSO4溶液因吸收了白光中的黄色 光的互补：蓝 黄 光而呈现蓝色
3. 吸收曲线
用不同波长的单色光照射某一物质测定吸光度 A(物质对光的吸收程度)，以波长为横坐标，以吸光度 为纵坐标，绘制吸收曲线，可描述物质对不同波长光 的吸收能力。
λ1 λ2 λ3 λ4 λ5
A1 A2 A3 A4 A5
17
KMnO4吸收曲线（吸收525nm的绿光而呈紫色）
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）对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则 不同。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。 （3）同一种物质、不同浓度时，其吸收曲线形状相 似、λmax不变；吸光度与浓度成正比。定量分析
例12–3 有一浓度为1.0μg • mL–1的Fe2+溶液，以邻 二氮菲显色后，用分光光度计测定，比色皿厚度为 2.0cm，在波长510nm处测得吸光度A=0.380，计算 该显色反应的吸光系数a和摩尔吸光系数ε。
(2) Fe2+的浓度用mol • L–1表示时， 1.0 10 3 g L-1 c 1.8mol L1 -1 55.85 g mol
（4）不同浓度的同一种 物质，在λmax处吸光度 随浓度变化的幅度最大， 所以测定最灵敏。此特 性可作为物质定量分析 的依据。
吸收曲线是定量分析 中选择入射光波长的重 要依据。
§12-2
光吸收的基本定律
1.朗伯—比耳定律***
当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、 液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，一 部分被器皿的表面反射则它们之间的关系为：
溶液的颜色由透射光的波长所决定。 透射光与吸收光为互补色光。 如CuSO4溶液因吸收了白光中的黄色 光的互补：蓝 黄 光而呈现蓝色
3. 吸收曲线
用不同波长的单色光照射某一物质测定吸光度 A(物质对光的吸收程度)，以波长为横坐标，以吸光度 为纵坐标，绘制吸收曲线，可描述物质对不同波长光 的吸收能力。
【分析化学】吸光光度法共74页
6宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
【分析化学】吸光光度法
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
分析化学-吸光光度法
顯然
摩爾品質
ε= Ma
(4) a 或ε的測定方法 取適當濃度的被測物溶液, 用分光光度計測得 A 值,
进而由 A abc 或 A bc 算得 a 或 見下例
【例 1】 Fe2+ 濃度為 5 mg·L-1 的溶液 1 mL, 用 1,10 - 二氮菲顯色後，定容為 10 mL，取 此溶液用 2 cm 吸收池在 580 nm 波長處測得 吸光度 A = 0.190，計算其摩爾吸光係數ε 和吸光係數 a。
a M
55.85 g mol 1
1.90102 L g1cm1
【例 2】 K2CrO4 的鹼性溶液在 372 nm 處 有最大吸收。現有 310-5 mol ·L-1 K2CrO4 鹼性溶液，在 372 nm 處用 1 cm 吸收池測得 其透光率為 71.6%。
求： 1. 該溶液的吸光度？ 2. K2CrO4 溶液在 372 nm 處的摩爾吸收系
c吸
光 物 質
b
液層厚度
透過光的強度為
It
吸光物質吸收 一部分光後
實驗證明, 吸收光的程度(吸光度)與吸光物 質濃度和液層厚度的乘積成正比。這一規 律稱為 朗伯-比耳定律。
可以导出朗伯-比耳定律的数学表达式为 :
lg I0
比例常數
Kbc
It
lg I0 = A = Kbc It
称为吸光度 absorbance
透光率 T 在 15％ ~ 65％, 吸光度 A 在 0.2 ~ 0.8 之間 才能使測量的相對誤差較小（＜ ±4%）。
這是通常所要求的準確度
當吸光度 A = 0.434（或透光率 T = 36.8%) 時，測量的相對誤差最小。
8.4 吸光光度法分析條件的選擇 8.4.1 顯色反應 因為許多被測物無色（不吸收可見光，吸 光係數為 0）或顏色太淺（吸光係數值太 小），使測定的靈敏度和準確度都太低。 所以常加入某種試劑（顯色劑），使與被 測物反應（顯色反應）：