比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)
beer- lambert定律
beer- lambert定律Beer-Lambert定律，或称为比尔-朗伯定律，是一种描述溶液中溶质浓度与吸光度之间关系的定律。
该定律是分析化学中常用的定量分析方法之一，广泛应用于光谱分析、药物浓度测定、环境监测等领域。
Beer-Lambert定律的基本表达式为A = εlc，其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程长度，c为溶液中溶质的浓度。
该定律指出，当光线穿过溶液时，溶质会吸收部分光线，吸光度与溶质浓度成正比，与光程长度成正比。
这个定律的提出，为溶液中溶质的定量分析提供了理论基础。
在实际应用中，Beer-Lambert定律的条件是溶液中溶质的浓度较低，溶液透明度较高，光源稳定且单色性好。
此外，还需要正确选择光程长度和合适的波长。
当溶质浓度较高时，吸光度与浓度之间可能存在非线性关系，此时需要进行进一步的修正。
Beer-Lambert定律的应用非常广泛。
在光谱分析中，可以通过测量溶液的吸光度来推算出溶质的浓度，从而实现溶质的定量分析。
在药物浓度测定中，可以利用药物对特定波长的光的吸收特性，根据吸光度值来确定药物的浓度，从而控制药物的用量。
在环境监测中，可以通过测量水样或大气中特定物质的吸光度，来判断其浓度，从而评估环境质量。
然而，Beer-Lambert定律也存在一定的限制。
首先，该定律假设光线在溶液中的吸收过程是单一的，不考虑光的散射和反射等现象。
其次，该定律基于溶液中溶质是均匀分布的假设，不适用于非均质溶液。
此外，该定律对溶液的浓度和光程长度之间的关系是线性的，但在极端情况下可能存在非线性的现象。
为了克服Beer-Lambert定律的局限性，研究者们提出了一些改进方法。
例如，可以利用多波长测量和多通道检测来提高溶液分析的准确性和灵敏度。
同时，还可以结合其他分析方法，如色谱、质谱等，进行更精确的定量分析。
Beer-Lambert定律是一种描述溶液中溶质浓度与吸光度之间关系的重要定律。
它在分析化学中具有广泛的应用价值，为溶液中溶质的定量分析提供了有效的方法。
光电比色法
程度的吸收。需要说明的是，这种滤光片上的标称吸光度值，可能与实 际值有偏差，使用时要以实际使用的波长下的测定值为准。
光路系统部件
六、比色皿
比色皿又叫比色环、比色池、比色槽、吸收池等，它主要用来盛装 比色分析时的样品液。在可见光范围内，比色皿常用无色光学玻璃或 塑料制成；在紫外区，常用石英玻璃来制作。比色皿的形状一般为方 形，圆形的比较少。
根据液体浓度的不同，进而使得液体对光的吸收程度 产生差异，然后对此进行分析。
光电比色计
结构
基于光电比色法而设计成的仪器叫光电比色计。
我们公司生产的酶标仪和生化仪，实际上就是光电比 计运用。一般的光电比色计由光源、滤光片、比色皿、光 电检测器、放大和显示等6部分组成 。
分光光度计
公司产品
我们公司产品酶标和生化仪多采用前分光光路 系统。采用前分光光路系统仪器一般不能进行不 同波长项目的不间断检测，通常只能单独一次测 定后，再测第二次 。
聚光镜的作用相当于凸透镜，起会聚光线的作用，以增强标本的照明。 四、反射镜
直角平面反射镜，顾名思义是让平行光经过直角平面反射镜光线成90 度改向。
光路系统部件
五、干涉滤光片 滤光片其作用是控制波长或能量的分布，即它只让一定波长范围内
的光通过，而将其余不需波长的光滤去，相当于电路中的带通滤波器。 由光的干涉原理可知，来自同一光源的两束光线，在空间不同的路
对通过光学系统的光束起限制作用的光学元件。它可以是光学元件（如 透镜、反射镜等）本身的边框，也可以是另外设置的带圆孔的不透光屏。 光阑中心通常位于主光轴上，且光阑面与主光轴垂直。 一般光学系统具有多个光阑，其中对光束的限制作用最大，即实际上决 定通过光学系统的光束大小的那个光阑称为孔径光阑 三、聚光镜
比尔-朗伯定律)。
比尔-朗伯定律)。
摘要：
一、比尔-朗伯定律简介
二、比尔-朗伯定律公式及参数含义
三、比尔-朗伯定律的应用领域
四、比尔-朗伯定律的局限性
五、总结
正文：
比尔-朗伯定律（Beer-Lambert Law）是光学吸收的基本定律，适用于描述物质对某一波长光线的吸收程度。
该定律在环境监测、生物医学、化学分析等领域具有广泛的应用。
比尔-朗伯定律的基本公式为：
A = eb*l*C
其中，A 表示吸光度，eb 称为摩尔吸光系数（Molar Absorption Coefficient），l 表示光路长度（cm），C 表示待测溶液的浓度（mol/L）。
比尔-朗伯定律在实际应用中具有很高的可读性和实用性。
通过测量物质对特定波长光线的吸收程度，可以间接获得物质的浓度信息。
这一原理被广泛应用于可见光光谱分析、紫外可见光光谱分析、红外光谱分析等领域。
然而，比尔-朗伯定律也存在一定的局限性。
首先，它仅适用于线性吸收体系，对于非线性吸收体系，比尔-朗伯定律不再适用。
其次，比尔-朗伯定律的准确性受到温度、溶剂、样品颗粒大小等因素的影响。
在实际应用中，需要根
据具体情况进行修正。
总之，比尔-朗伯定律是一个简单而实用的光学吸收定律，广泛应用于各个领域。
在实际应用中，我们需要充分了解其原理和局限性，以提高测量结果的准确性。
归纳比色分析法.ppt
∴ I0 = Ia＋It 透射光强度It与入射光强度IO之比，称为透光度或透光率，用T 表示。T It
Io
溶液的T愈大，表示溶液对光的吸收愈少；反之亦然。
A lg 1 lg T lg Io
T
It
2．朗伯-比尔定律：
..........
4
从水库取一瓶水，看其颜色与水库中的颜色有什么区别？ 结论：瓶中的颜色浅、水库中的颜色深。
其数学表达式变为： A=εbC
ε的意义：反映有色物质对光线的吸收能力大小，即测定该有 色物质的灵敏度。
三、偏离朗伯-比耳定律的因素：
1.单色光不纯引起的偏离；
2.有色溶液本身引起的偏
A
正误差
离。如其中的有色物质的溶 解性太少而呈现固体(介质不 均匀)，或者是有色物质易于 分解(化学反应)、存在形式发 生变化等。
2.当显色剂无色时，待测试液中存在其他有色离子→用不加 显色剂的试液；
3.如显色剂和试液均有色→试剂空白(不加试样)。
三、吸光度范围的选择：
✓ T=0.368、 A=0.434， 测量的相对误差最小
✓ T=15％～65％ A＝0.2～0.8 时测量的相对误差≤2% 控制方法：(1)计算并且控制试样的称出量，含量高→少取样或稀释
出△C，则被测物浓度C被测=C标+ △C。
四、双波长法：适用于多组分的同时测定
⑴ 若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长
处分别进行测定。这本质上与单.组.......分.. 测定没有区别。
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⑵ 若各组分的吸收曲线互有重叠，则可根据吸光度的加合性求 解联立方程组得出各组分的含量。
Aλ1= εaλ1bCa＋εbλ1bCb Aλ2= εaλ2bCa＋εbλ2bCb
吸光度测定的原理
吸光度测定的原理吸光度（Absorbance）测定是一种常见的分析方法，用于测量溶液中物质对特定波长光的吸收程度。
它广泛应用于化学、生物化学、生物医学、环境分析等领域。
吸光度测定的原理基于比尔-朗伯定律（Beer-Lambert Law），该定律表明，溶液中物质的吸光度与溶液的浓度和物质对光的吸收能力成正比。
比尔-朗伯定律的数学表达式为：A = εcl其中，A表示吸光度，ε表示摩尔吸光系数（molar absorptivity），c表示溶液中物质的浓度，l表示光程长。
摩尔吸光系数是一个物质固有的性质，表示单位摩尔物质对于特定波长光的吸收能力。
它取决于物质的化学结构、溶剂性质和吸收光的波长。
摩尔吸光系数越大，物质对光的吸收能力就越强。
浓度与吸光度之间的关系是线性的，即吸光度与溶液中物质的浓度成正比。
而光程长则表示光通过溶液的路径长度，也影响吸光度的大小。
在实际测定中，常用的吸光度测定方法是使用紫外可见分光光度计。
该仪器可以发射出一定波长范围内的光，并测量经过溶液后的透射光强度。
通过比较透射光和入射光的强度差异，可以计算出溶液的吸光度。
吸光度测定的基本步骤如下：1. 选择合适的波长：根据被测物质的特性，选择吸光度较大的波长，以增加测定的灵敏度。
2. 校准仪器：准确校准分光光度计，将零吸光度设置为理论上的零。
3. 制备样品：根据需要测定的物质浓度，选择合适体积的样品，并通过溶解、稀释等方法制备溶液。
4. 测量样品：将样品溶液转移到质量适宜的比色皿中，确保光传递的路径长度一致。
将比色皿放入分光光度计，并设置所选的波长。
5. 记录吸光度：读取分光光度计上显示的吸光度值，并记录下来。
根据比尔-朗伯定律的数学关系，可以通过吸光度计算出溶液中物质的浓度。
需要注意的是，在测定过程中可能会遇到一些干扰因素，例如其他化合物的吸收、溶液的浊度、噪音等。
为了获得准确的结果，可以进行以下控制措施：1. 使用空白：制备一个不含被测物质的溶液，即空白溶液。
朗伯比尔定律公式
朗伯比尔定律公式A=lg(1/T)=Kbc。
1、朗伯一比尔定律是分光光度法的基本定律。
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光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
2、朗伯比尔定律是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系。
同一物质在一定温度下的吸收光谱是一定的，因此物质的吸收光谱可以做为定性依据。
用光度法做定量分析时，利用吸收光谱确定最佳测定波长。
一般选用最大吸收波长，若有杂质组分干扰时，可根据待测组分和杂质组分的吸收光谱确定测定波长。
3、在分光光度分析中，比尔定律是一个有限的定律。
溶液中有色质点的聚合与缔合，形成新的化合物或互变异构等化学变化以及某些有色物质在光照下的化学分解、自身的氧化还原、干扰离子和显色剂的作用等，都对遵守朗伯-比尔定律产生不良影响。
生化仪检测原理lambertbeer定律
《生化仪检测原理：Lambert-Beer定律》在生化分析领域中，生化仪是一种用于测定溶液中物质浓度的重要工具。
生化仪通过测量样品对特定波长光的吸收或透射来确定目标物质的浓度，从而为生化分析提供准确的数据支持。
在生化仪的测量中，Lambert-Beer定律是一个重要的基本原理，它描述了光线在透过或被溶液吸收时的行为规律，为实验设计和数据分析提供了理论依据。
本文将从生化仪的基本原理、Lambert-Beer定律的含义和应用以及相关实验技术等方面，深入探讨生化仪检测原理，并共享个人对这个主题的理解和观点。
1. 生化仪的基本原理生化仪是一种利用光学、电化学或其他物理化学手段进行分析化学试验的仪器。
它通过测量光线透过或被样品吸收的程度，来确定物质的浓度。
生化仪通常包括光源、样品室、检测器和数据处理系统等基本部件，通过光学、电化学或其他技术手段对样品中的目标物质进行分析。
生化仪的运行原理可以简单概括为：通过光线与样品发生相互作用，测量光线通过或被样品吸收的程度，并根据吸光度的变化来确定样品中目标物质的浓度。
2. Lambert-Beer定律的含义和应用Lambert-Beer定律，又称为比尔-朗伯定律，是描述溶液对光线吸收规律的重要定律。
该定律指出，在特定波长下，溶液吸光度与溶液浓度和光程长度成正比，表示为A=εlc，其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程长度，c为溶液浓度。
Lambert-Beer定律为生化分析提供了理论基础，使得通过测量样品吸收光线的强度来确定溶液中目标物质浓度成为可能。
这一定律被广泛应用于光谱分析、荧光分析、色谱分析等领域，为生化仪的设计和操作提供了重要的理论指导。
3. 相关实验技术在生化仪的实际应用中，为了准确测定目标物质的浓度，需要采用合适的实验技术来保证实验数据的准确性和可靠性。
常见的实验技术包括光谱分析法、比色法、荧光法等，这些技术在生化仪的设计和操作中起着重要作用。
光谱分析法可以通过测量吸收、透射或散射光的强度来确定样品中物质的浓度，比色法则是根据物质溶液对某种可见光的吸收来测定其浓度。
紫外分光光度法的原理
据。实际使用中，溶液的厚度就是比色杯的厚
度，它是相对固定的，有0.5、1、2、4cm的比
色杯，使用最多的是1cm的比色杯。
比色分析中有时也用透光度做单位，根据透
光度的负对数－IogT=吸光度，透光率为100%
时，吸光度=－Iog1=0，而透光率为1%时，吸
光度=－Iog0.01=2，二者间呈对数指数关系。
可编辑ppt
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可见光、紫外、荧光分析都要求溶液必须透
明，否则引起对光的吸收，影响分析的准确度。
对特殊的均匀的浑浊液也可以进行比色分析,称
为比浊法，比如应用于红细胞计数、细菌计数
的比浊测定。
光线通过透明的溶液时，还有少量的光线在
玻璃、溶液的表面被反射或散射，影响到吸光
度，所以要用一个空白管进行校正，除去反射、
E的定义是：某波长光通过1cm杯、1mol/L或 1%浓度的某溶液时，该溶液对该波长光的吸光 度。E在特定波长、1mol/L或1%浓度、特定溶 剂条件下是该物质的一个特征常数，反映该物
质的吸光能力，资料和测定时都要标明其特征
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波长或最大吸收波长，表示为Emol~nm,max,1cm或 E%~nm，max，1cm。许多物质的吸光系数在书或资料 中可以查到，如药典规定VB12应该有278±1 nm、 361±1nm、550±2nm 3个吸收峰，其E1%361nm， 1cm=207。实际工作中，1mol/L的浓度太高，可 以配成1mmol/L或1μmol/L的浓度，相应地写成
如应用可见光的吸收光谱进吸收光谱
进行分析的叫紫外分光光度计和紫外分光光度
法；用原子的吸收光谱进行分析的方法叫原子
吸收分光光度计和原子吸收分光光度法。
光吸收定律 kbc
光吸收定律 kbc一、光吸收定律（朗伯 - 比尔定律）：A = kbc（一）定律内容1. 定义- 光吸收定律也称为朗伯 - 比尔定律（Lambert - Beer law）。
其中，A表示吸光度（absorbance），它与溶液浓度c、液层厚度（光程长度）b以及比例常数k 之间存在关系A = kbc。
2. 物理意义- 吸光度A：表示物质对光的吸收程度。
当一束平行单色光通过均匀的、非散射的吸光物质溶液时，光被溶液吸收的程度与溶液的浓度和液层厚度成正比。
- 比例常数k：它是一个与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关的常数。
在一定条件下，对于特定的吸光物质和入射光波长，k是一个定值。
- 液层厚度b：通常以厘米（cm）为单位，它表示光在溶液中所经过的距离。
- 溶液浓度c：单位通常为摩尔/升（mol/L）或克/升（g/L）等，表示单位体积溶液中所含吸光物质的量。
（二）定律的适用条件1. 入射光为单色光- 朗伯 - 比尔定律只适用于单色光。
如果入射光不是单色光，而是由多种波长的光组成的复合光，由于吸光物质对不同波长的光吸收程度不同，会导致吸光度与浓度和液层厚度之间的关系偏离朗伯 - 比尔定律。
2. 吸光物质为均匀非散射体系- 溶液必须是均匀的，不能有沉淀、悬浮物等，因为这些会使光发生散射，从而影响吸光度的测量。
如果体系存在散射现象，光的传播方向会发生改变，使得测量得到的吸光度不能准确反映溶液对光的吸收情况，导致定律不适用。
3. 吸光物质之间无相互作用- 在溶液中，吸光物质的分子或离子之间不能发生相互作用，如形成络合物、缔合物等。
如果存在相互作用，会改变吸光物质的吸收特性，使吸光度与浓度之间的关系不再符合朗伯 - 比尔定律。
（三）定律的应用1. 定量分析- 测定物质的含量：通过测量吸光度A，已知比例常数k和液层厚度b，就可以根据A = kbc计算出溶液中吸光物质的浓度c。
例如，在分析化学中，利用分光光度计测量溶液对特定波长光的吸光度，来确定溶液中某种物质的含量。
比色分析及分光光度法
Ag、Au
半导体 Se
硒光电池
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光电管
h
Ni环（片）
红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm
碱金属 光敏阴极
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光电倍增管 160-700 nm
待扫描 1个光电子可产生106～107个电子
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光源
单色器
吸收池 R
检测器
S
双
(a)单光束
光
束
单色器
和
光源
双
波
M1 λ
M2 λ
R M3
S
M4
检测器
长
分 光
(b)双光束
光
单色器
度
光源
计
工
λ1
作 原
吸收池
检测器
λ2
λ1
理
λ2
单色器
(c)双波长
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§7.2 光度分析法的设计
显色反应 显色条件的选择 测量波长和吸光度范围的选择 参比溶液的选择 标准曲线的制作
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一、显色反应
Color reaction
待测物质本身有较深的颜色，直接测 定；待测物质是无色或很浅的颜色， 需要选适当的试剂与被测离子反应生 成有色化合物再进行测定，此反应称 为显色反应，所用的试剂称为显色剂 （color reagent）。
物质颜色
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝
颜色 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙
吸收光 波长范围/nm
400～450 450～480 480～490 490～500 500～560 560～580 580～600 600～650
蓝绿
红
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比色分析的基本原理
(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)
( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数 )
比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。溶液的浓度越大，颜色越深。利用光学比较溶液颜色的深度，可
以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。通常中测定含量在10-1～1
0-4mg·L-1的痕量组分。比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。在现代仪器分析中，有60%左
右采用或部分采用了这种分析方法。在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化
分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系
光是一种电磁波。自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可
分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。如把两种光以适当比例混合而产生白
光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互
为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。如果溶液吸收了其中一部
分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红
色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。在透过的光中除紫红色外都
能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuSO4溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。由此可见，
有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补
色
。吸收越多，则补色的颜色越深。比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
表8-1列出了溶液的颜色与吸收光颜色的关系。
表8-1 溶液的颜色与吸收光颜色的关系
溶液颜色 绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 青蓝 青
吸收光
颜色 紫 蓝 青蓝 青 青绿 绿 黄 橙 红
波长／nm 400～450 450～480 480～490 490～500 500～560 560～580 580～600 600～650 650～760
二、朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律
当一束平行单色光（只有一种波长的光）照射有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液（图
8-2）。
图8-2 光吸收示意图
设入射光的强度为I0，溶液的浓度为c，液层的厚度为b，透射光强度为I，则
（8-1）
式中lgI0/I 表示光线透过溶液时被吸收的程度，一般称为吸光度（A）或消光度（E）。因此，上式又
可写为：
A=Kcb（8-2）
上式为朗伯-比尔定律的数学表示式
。它表示一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液
层厚度的乘积成正比。
式中，K为吸光系数，当溶液浓度c和液层厚度b的数值均为1时，A=K，即吸光系数在数值上等于
c和b均为1时溶液的吸光度。对于同一物质和一定波长的入射光而言，它是一个常数。
比色法中常把称为透光度，用T表示，透光度和吸光度的关
系如下：
（8-3）
当c以mol·L-1为单位时，吸光系数称为摩尔吸光系数，用ε表示，其单位是L·mol-1·cm-1。当c以质
量体积浓度（g·ml-1）表示时，吸光系数称为百分吸光系数，用E1%1cm表示，单位是ml·g-1·cm-1。吸光系
数越大，表示溶液对入射光越容易吸收，当c有微小变化时就可使A有较大的改变，故测定的灵敏度较高。
一般ε值在103以上即可进行比色分析。
如果测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图可得一条曲线，
即物质对光的吸收曲线，可准确地描述物质对光的吸收情况。
图8-3是几种不同浓度的KMnO4溶液的吸收曲线，溶液对波长525nm附近的绿光吸收量最强，而对
其他波长的光吸收较弱。光吸收程度最大处的波长叫做吸收波长，用λmax表示。不同浓度的KMnO4溶液
所得的吸收曲线，最大吸收波长都一致，只是相应的光被吸收的程度不同。
吸收曲线可作为比色分析中波长选定的依据，测定时一般选择λmax 的单色光作为入射光。这样即使
被测物质含量较低也可得到较大的吸光度，因而可使分析的灵每度较高。
若所测定的溶液无色，可在测定前加入适当的显色剂，通过与待测成分的化学反应使溶液晱色即可测定此
待测成分。
例如， 已知在525nm处KnO4溶液的ε=2235L· mol-1·cm-1，若用2cm比色皿，为使所测得的透光率介
于20%～65%之间，溶液的浓度范围应是多少？
图8-3 KMnO４液的吸收光谱曲线
解：若T=20%
则
则 c=-lg65%/2235*2.0=4.19*10-5(mol·L-1)