分析 第九章 吸光光度法

A-无量纲的物理量
如果b的单位取：cm
c 的单位取： g·L-1
a的单位为：L·g-
1cm-1
ĸ = Ma
c 的单位取： mol·L-1 ĸ 的单位为：L·mol-1 cm-
1
例：铁(Ⅱ)质量浓度为5.0×10-4g·L-1的溶液，与1，10 – 邻二氮杂菲反应，生成红色配合物。该配合物在波长 500nm，比色皿厚度为2cm时，测得A=0.19计算1，10 邻二氮杂菲亚铁的a及ĸ
在实际工作中 特别是在溶液 浓度较高时， 常会出现标准 曲线不成直线 的现象。这种 现象称为 偏离比尔定律
偏离朗伯比尔定律的原因
非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光
照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光
其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定
为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度
黄绿 黄 橙 红
紫绿 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
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质
的分子、原子或离子与光子发生“碰撞”，光子的能 量
解：a =A /bc = 0.19 / 2×5.0×10-4 = 190L·g-1·cm-1
ĸ = Ma = 55.85×190 = 1.1×10-4 L·mol-1·cm-1
标准曲线
入射光在固定液层厚 度及强度的情况下，测定 一系列不同浓度的标准溶 液的吸光度，以吸光度为 纵坐标，以标准溶液浓度 为横坐标作图。根据朗伯 比尔定律应得到一条通过 原点的直线。在相同条件 下测得试液的吸光度，从 标准曲线上查得试液的浓度。
光源：
能够发出测量所需波长范围内的连续光谱，要求 具有一定的光强度并在一定时间内能保持稳定
钨灯或卤钨灯——可见光源 350~1000nm 氢灯或氘灯——紫外光源 200~360nm
单色器：产生高光谱纯度辐射束
（包括狭缝、准直镜、色散元件） 色散元件：将混合光按波长顺序分散为不同波长的单色光波
色散元件
棱镜——对不同波长的光折射率不同 分出光波长不等距
光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
吸收池：盛装样品试液
玻璃——仅适用于可见光区 石英——适用于紫外和可见光区 要求：匹配性 （对光的吸收和反射应一致）
检测器：
将光信号转变为电信号的装置
光电池
光电管 光电倍增管
光电管
二极管阵列检测器
被分子、原子所吸收，使这些离子由最低能态（基
态）跃迁到较高能态（激发态）：
M + hv → M分子、原子吸收的条件：
照射光的能量（hv）与被照射物质粒子的基态和 激发态能量之差相当时才能发生吸收
物质对光的选择吸收：
不同物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化 能级，能量差也不相同，物质对光有选择性吸收。
差小于2%~5%；测定迅速；操作简单；应用广泛。∥
物质对光的选择吸收 物质发光的原因：
在可见光区，不同波长的光呈现不同的颜色 当一束白光通过有色溶液时，一些波长的光被溶 液吸收，另一些波长的光则透过。溶液的颜色由 透射光的波长所决定。吸收光与透射光为互补色
I0
It
物质颜色与吸收光颜色的互补关系
物质颜色
标准曲线法
9-1吸光光度法的基本原理
简介： 吸光光度法：
基于物质对光的选择吸收而建立的分析方法
吸光光度法包括：
比色法、可见分光光度法、紫外分光光度法
比色法：比较待测溶液的颜色深浅测定物质的浓度 分光光度法：计量物质的吸光程度
吸光光度法的优点： 灵敏度高（浓度下限10-5~10-6mol·L-1）；相对误
这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
化学因素引起的偏离
Beer定律适用的另一个前提：稀溶液,浓度过高会使C 与A关系偏离定律
9-2光度计及其基本部件
单波长单光束分光光度计
光源 单色器 吸收池 检测器 显示
单光束分光光度计：
特点： 使用时来回拉动吸 收池→移动误差 对光源要求高 比色池配对
A lgT lg I0 abc I
A lgT lg I0 bc
I
A - 吸光度 T - 透光率（T = I / I0）
I0 - 入射光强度 I- 透射光强度 b - 液层厚度
c - 溶液浓度（单位g·L-1 或mol·L-1） a - 吸收系数（质量吸收系数）
ĸ -（摩尔吸收系数）
B
纯电子 4 跃迁 3 2
1 A
双原子分子能级跃迁 △E = hv = hc/λ
吸收曲线：
将不同波长的光透过某一固定浓度和厚度有色溶 液，测量每一波长下有色溶液对光的吸收程度（吸光 度A），然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作 图得一曲线
A
λ
不同浓度KMnO4溶液的光吸收曲线
讨论：
不同物质吸收曲线形状和λmax各不 相同（定性依据）
偏离比尔定律
在实际工作中特别 是在溶液浓度较高时， 常会出现标准曲线不成 直线的现象。这种现象 称为偏离比尔定律
标准曲线
入射光在固定液层厚度及强度的情况下，测定一系 列不同浓度的标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标， 以标准溶液浓度为横坐标作图。根据朗伯比尔定律应得 到一条通过原点的直线。 在相同条件下测得试液的吸光度， 从标准曲线上查得试液的浓度。
第九章 吸光光度法
9-1吸光光度法的基本原理 9-2光度计及其基本部件 9-3显色反应及显色条件的选择 9-4吸光度测量条件的选择 9-5吸光度法的应用
提示： 吸光光度法的基本原理：
物质对光的选择吸收、朗伯-比尔定律、偏离比尔定律的原因
光度计及其基本部件：
光度计的结构、主要部件、各部分的作用
用吸光度法进行定量分析
不同浓度同一物质最大吸收波长不 变，浓度增加吸光度值增加（定量依据）
★ 吸收曲线是吸光光度法定量分析时选择测 定波长的重要依据
光的吸收基本定律----朗伯-比尔定律
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸收 光物质溶液时，溶质吸收了光能，光的强度就要减弱， 溶液的吸光度与溶液浓度及液层厚度成正比。