分光光度法
分光光度法
分光光度法
与不同波长相对应的吸收强度。
如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。
利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。
用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。
上述的紫外光区与可见光区是常用的。
但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。
波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。
、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。
为保证测量的精密度和准确度，所有仪器应按照国家计量检定规程或本附录规定，定期进行校正检定。
基本原理当一束强度为I0的单色光垂直照射某物质的溶液后,由于一部分光被体系吸
收,因此透射光的强度降至I,则溶液的透光率T为:。
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。
分光光度法的应用
食品分析
在食品分析中，分光光度法可 用于检测食品中的营养成分和 有害物质，如维生素、矿物质、 添加剂以及农药残留等
XX XX
定性分析
通过比较已知物质与未知物质 在相同波长下的吸光度，可以 初步确定未知物质的可能组成。 此外，结合不同波长下的吸光 度数据，可以进行光谱扫描和 物质鉴定
环境监测
比
B
通过测量吸光度，可以确定溶液中 目标物质的浓度
定量分析
分光光度法可用于对各种物质 进行定量分析，如金属，可以确定目标 物质的浓度
XX
生物医学应用
在生物医学领域，分光光度法 常用于检测生物分子，如DNA、 RNA和蛋白质。例如，紫外可 见分光光度法可用于测定DNA 和蛋白质的浓度及纯度，荧光 分光光度法可用于研究蛋白质 与DNA的相互作用
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分光光度法也可用于环境监测， 如水体中重金属离子和有机污 染物的检测。这种方法不仅可 以提供关于污染物种类和浓度 的信息，还能用于评估污染程 度和污染趋势
单一组分的测定
一般采用标准分析法和标准比较法 1.标准曲线法
将一系列不同浓度的标准溶液、试液在相同条件下显色、定容。在选定的实验条件下 用分光光度计分别测出其吸光度，作A-c标准曲线，如图11-8所示，由试液的吸光度 A(x)从标准曲线上查出其对应的浓度c(x)，即可求出待测物质的浓度或百分含量
2.标准比较法 将浓度相近的标准溶液c(s)和试液c(x)，在相同条件下显色、定容，分别测其吸光度A(s) 和A(x)，由朗伯-比尔定律得 两次比较可以求出待测试液的含量 A(s)=∑bc(s)A(x)=∑bc(x)
分光光度法的原理
分光光度法的原理分光光度法是一种用于测定溶液中物质浓度的分析方法，其原理基于溶液中物质对特定波长的光的吸收特性。
通过测量溶液对光的吸收程度，可以推断出其中物质的浓度，从而实现对溶液中物质含量的定量分析。
在进行分光光度法测定时，首先需要选择一种适合的光源，通常会选择具有单一波长的光源，如汞灯、钠灯或氖灯等。
然后，将光源发出的光线通过准直器和单色器，使其变成单一波长的单色光，再通过样品室中的溶液，溶液中的物质会吸收特定波长的光，其吸收程度与溶液中物质的浓度成正比。
最后，通过光电检测器测量透过样品室的光的强度，根据光的吸收程度可以计算出溶液中物质的浓度。
分光光度法的原理简单清晰，测定精度高，操作方便快捷，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
在环境监测、生物医学、食品安全等领域，分光光度法都发挥着重要作用。
例如，在环境监测中，可以利用分光光度法测定水体中有机物、重金属离子等的浓度，从而评估水质的污染程度；在生物医学领域，可以利用分光光度法测定血液中的葡萄糖、蛋白质等物质的浓度，用于疾病诊断和治疗监测；在食品安全领域，可以利用分光光度法测定食品中的添加剂、农药残留等有害物质的含量，保障食品安全。
当然，分光光度法也存在一些局限性，例如在样品中存在多种吸收波长相近的物质时，会造成测定的误差；另外，在测定高浓度样品时，也会受到吸收饱和的影响。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的分光光度法测定条件，以确保测定结果的准确性和可靠性。
总之，分光光度法作为一种重要的分析方法，具有测定精度高、操作简便、应用广泛等优点，对于溶液中物质浓度的测定具有重要意义。
在今后的实验和工作中，我们可以根据具体情况选择合适的分光光度法测定条件，灵活运用这一分析方法，为科研和生产工作提供可靠的数据支持。
分光光度法分类
分光光度法分类
分光光度法是一种常用的化学分析方法，它利用物质对特定波长的光的吸收来测定物质的浓度。
根据测定原理和测定范围的不同，分光光度法可以分为多种分类。
一、紫外可见分光光度法
紫外可见分光光度法是利用物质对紫外或可见光的吸收来测定物质浓度的方法。
它广泛应用于生物化学、环境监测、食品检测等领域。
紫外可见分光光度法的优点是测定灵敏度高，测定速度快，操作简便，但其缺点是对样品的透明度和颜色有一定的要求。
二、原子吸收光度法
原子吸收光度法是利用物质对特定波长的光的吸收来测定物质浓度的方法。
它广泛应用于金属元素的分析和测定。
原子吸收光度法的优点是测定精度高，测定范围广，但其缺点是对样品的处理要求高，操作复杂。
三、荧光光度法
荧光光度法是利用物质在受到激发后发出荧光来测定物质浓度的方法。
它广泛应用于生物化学、环境监测、食品检测等领域。
荧光光度法的
优点是测定灵敏度高，测定速度快，但其缺点是对样品的处理要求高，操作复杂。
四、化学发光光度法
化学发光光度法是利用化学反应产生的发光来测定物质浓度的方法。
它广泛应用于生物化学、环境监测、食品检测等领域。
化学发光光度
法的优点是测定灵敏度高，测定速度快，但其缺点是对样品的处理要
求高，操作复杂。
总之，分光光度法是一种非常重要的化学分析方法，它在生物化学、
环境监测、食品检测等领域都有广泛的应用。
不同的分光光度法有不
同的优缺点，我们需要根据具体的实验要求来选择合适的方法。
分光光度法
原子发射光谱法 (atomic emission photometry) 分子发光分析法
II. 可见-紫外分光光度法
一、概述
1、定义：
利用物质的分子或离子对某一波长范围 的光的吸收作用，对物质进行定性、定量 及结构分析的方法
3、所用仪器： 分光光度计(spectrophotometer)
（1）主要部件：
信
光 源
单
吸
检
色
收
测
器
池
器
号 显 示 系
统
（2）使用： 1．开电源开关，打开箱盖，预热10min
2．将空白管、对照管、测定管分别装入 比色皿(3/4vol),并用吸水纸擦干光面外壁
3．选定波长
4．打开箱盖(光路开关自动关闭)，用空 白管调T=0
5. 盖上箱盖(光路开关自动打开)，再用空 白管调T=100%(若调不到，则可调节灵敏 度开关)
6．将选择开关旋至A,此时显示数值应为0， 否则调节“消光零”旋钮调至0
7．逐步拉出试样架拉手，读取各管吸光度 值A
8．全部测定结束后，取出比色皿(洗净)， 关闭开关
4、比色法的定量方法：
①标准曲线法: 将一系列浓度不同的标准溶液按照一定
选择吸收
----组成物质的分子仅吸收与其内能变化 (基态与激发态能量差)相对应的波长或 频率的光，所得到的光谱称为吸收光谱
能量释放
----处于较高能态的分子(激发态分子)不稳 定，当其返回基态时，以热或发射光谱的 形式将能量释放出来。所发射出的相应光 谱，称分子发射光谱
激发态 发 射 光 谱
E1 吸 收 光 谱
第十章 分光光度法
注：溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度， T越大表示它对光的吸收越弱；反之，T越小，表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度： 为透光率的负 A lg I0 lg 1 ＝ lgT
（四）吸光系数 1．定义（物理意义）
一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。
2．两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε )：表示一定波长下，吸光物质的溶液
浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
)：表示一定波长下，吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系：
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中，为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度，入射光的波长应（ ）
A．最大吸收波长
B．最小吸收波长
检测器 作用：将光信号转换为电信号，并放大 光电管，光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm，用于可见 光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源适 用150nm-400nm，用于紫外光区，如氢灯 和氘灯。
分光光度法的基本原理
分光光度法的基本原理
分光光度法是一种常用于分析、确定物质浓度的方法。
其基本原理是将待测物质溶液通过一束光束，然后通过光学系统使光束分成两部分，分别通过样品液和对照液，最终两束光束再重合形成一个荧光强度差。
待测物质会对入射光束进行吸收，导致出射光束的强度减弱，而对照液不会对光束产生吸收作用，出射光束强度不变。
通过测量两束光的强度差异，可以推断待测物质的浓度。
分光光度法使用光栅或棱镜使入射光束通过色散，然后通过滤光片选择特定波长的光，再通过样品液和对照液后，出射光会被光电池或光电二极管接收，转化为电信号。
根据输出的电信号强度，可以计算出待测物质的浓度。
分光光度法的优点是测量精度高、灵敏度高、操作简便。
它可以在高浓度样品中进行测量，可以使用各种波长的光来进行分析。
然而，它也存在一些限制，例如对色散（波长漂移）的影响比较大，需要定期校准光谱仪器。
此外，分光光度法对于有色物质的测量更准确，对于无色物质的测量精度较低。
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7.1.1光的本质与溶液颜色的关系
1光的基本性质 光是电磁波。 通常用波长、频率来描述。
2物质的颜色与吸收光的关系 从光本身来说、有些波长的光线，作用于眼睛引起了颜
色的感觉，我们把人眼所能看见有颜色的光叫做可见光， 其波长范围大约在400-760nm之间。实验证明：白光(日光、 白炽电灯光、日光灯光等)是由各种不同颜色的光按一定 的强度比例混合而成的。如果让一束白光通过三棱镜，就 分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光，这种 现象称为光的色散。每种颜色的光具有一定的波长范围。 我们把白光叫做复合光；把只具有一种颜色的光，叫做单 色光。
第7章 分光光度法
分光光度法（Absorption Photometry）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。 包括可见吸光光度法、紫外-可见吸光光度法和红外 光谱法等。 吸光光度法同滴定分析法、重量分析法 相比，有以下一些特点：
(一)灵敏度高 吸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%。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 一般吸光光度法的相 对误差为2-5%，其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 法和重量法也不够准确了，甚至无法进行 测定。
(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吸光光度法 进行测定。
7.1.2光的吸收定律
1.透光率和吸光度 当一束单色光透过均匀、无散射的溶液时，一部
分被吸收，一部分透过溶液，即I0＝Ia＋It 式中：I0为入射光的强度，Ia为溶液吸收光的强度， It为透过光强度。 透光II0t 率II0t II0t，用符号T表示，即：T＝It/I0×100% 透光度率的倒数反映了物质对光的吸收程度，应 用时取它的对数做为吸光度，用A表示。即： A＝lgI0/It＝lg1/T＝－lgT
对溶液来说，溶液呈现不同的颜色，是由于溶液 中的质点(分子或离子)选择性的吸收某种颜色的 光所引起的。如果各种颜色的光透过程度相同， 这种物质就是无色透明的。如果只让一部分波长 的光透过，其他波长的光被吸收，则溶液就呈现 出透过光的颜色，也就是溶液呈现的是与它吸收 的光成互补色的颜色。例如硫酸铜溶液因吸收了 白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸收 了白光中的绿色光而呈现紫色。其实，任何一种 溶液．对不同波长的光的吸收程度是不相等的。 如果将某种波长的单色光依次通过一定浓度的某 一溶液，测量该溶液对各种单色光的吸收程度， 以波长为纵坐标，以吸光度为纵坐标可以得到一 条曲线，叫做吸收光谱曲线或光吸收曲线。它清 楚地描述了溶液对不同波长的光的吸收情况。
标准曲线（A-c曲线）
2.对照法
对照法又称比较法。在相同条件下在线性范围内配制样品溶液和标准 溶液，在选定波长处，分别测量吸光度。根据比尔定律
A样＝K样·c样·L样 A标＝K标·c标·L标 因是同种物质，同台仪器，相同厚度吸收池及同一波长测定，故K样＝ K标，L样＝L标，所以： c样＝ A样/ A标· c标 为了减少误差，比较法配制的标准溶液浓度常与样品溶液的浓度相接近。
3.吸光系数
摩尔吸光系数 指波长一定时，溶液的浓 度为1mol/L时，液层厚度为1cm的吸光度， 单位为L/(mol·cm)，用ε表示。 ε＝A/cL
比吸光系数 指波长一定时，溶液浓度为 g/L，液层厚度为1cm的吸光度，单位为 L/(g·cm)，用表示。α＝ A/cL
可以通过下式换算： ε＝ αM M为摩尔质量
实验还证明，不仅七种单色光可以混合成白
光，如果把适当颜色的两种单色光按一定的强度
比例混合，也可以成为白光。这两种单色光就叫
做互补色。如绿光和紫光互补，蓝光和黄光互补，
等等。
对固体物质来说，当白光照射到物质上时，物
质对于不同波长的光线吸收、透过、反射、折射 的程度不同而使物质呈现出不同的颜色。如果物 质对各种波长的光完全吸收，则呈现黑色；如果 完全反射，则呈现白色；如果对各种波长的光吸 收程度差不多，则呈现灰色；如果物质选择性地 吸收某些波长的光，那么，这种物质的颜色就由 它所反射或透过光的颜色来决定。
2.光的吸收定律：朗伯－比尔定律
当一束平行的单色光通过均匀、无散射现 象的溶液时，在单色光强度、溶液的温度 等条件不变的情况下，溶液吸光度与溶液 的浓度及液层厚度的乘积成正比。
A＝KcL 朗伯－比尔定律不仅适用于有色溶液，也 适用于无色溶液及气体和固体的非散射均 匀体系；不仅适用于可见光区的单色光， 也适用于紫外和红外光区的单色光。
当测定不纯样品中某纯品的含量时，可先配制相同浓度的不纯样品溶 液（c原样）和标准品溶液，即c原样＝ c标，c样为c原样溶液中纯被测物的 浓度。在最大吸收峰处分别测定其吸光度A值，便可直接计算出样品 的含量。
纯被测组分
c样 c原样
c标
A样 A标
c原样
A样 A标
7.2.2多组分的定量
根据吸光度的加和性，可以在同一试样中不经分 离同时测定两个以上的组分
7.1.3吸收光谱
KMnO4吸收在浓度 一定的条件下，以波 长为横坐标，以吸光 度为纵坐标，所绘制 的曲线。曲线上吸光 度最大的地方称为最 大吸收峰，它所对应 的波长称为最大吸收 波长，用表示。
7.2定量分析方法 7.2.1单组分的定量
1.标准曲线法
测定时，先取与被测物质含有 相同组分的标准品，配成一系 列浓度不同的标准溶液，置于 相同厚度的吸收池中，分别测 其吸光度。然后以溶液浓度c为 横坐标，以相应的吸光度A为纵 坐标，绘制A－c曲线图，如果 符合比尔定律，该曲线为通过 原点的一条直线-标准曲线，如 右图所示。在相同条件下测出 样品溶液的吸光度，从标准曲 线上便可查出与此吸光度对应 的样品溶液的浓度。
上图（a）表明，A、B组分互不干扰，因此可分别 在处测定A、B组分的吸光度，从而求出各自的含 量。上图（b）则说明溶液中A、B组分彼此相互干 扰，这时可在波长处分别测定A、B两组分的总的 吸光度A1和A2，然后再根据吸光度的加和性联立 方程