第10章吸光光度法2

1、 第第1010章章 吸光光度法吸光光度法 化學(xué)分析化學(xué)分析 原子吸收光譜原子吸收光譜 電分析電分析 分析化學(xué)分析化學(xué) 原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜 儀器分析儀器分析 光分析光分析 吸光光度法吸光光度法 色譜分析色譜分析 10.1 物質(zhì)對光的選擇性吸收和光吸收的基本定律物質(zhì)對光的選擇性吸收和光吸收的基本定律 10.1.1 物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)對光的選擇性吸收 E = E2 - E1 = h 量子化量子化 ；選擇性吸收；選擇性吸收; M + h M * 基態(tài)基態(tài)(ground state) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)(Excited state) E1 E E2 單色光、復(fù)合光、光的互補單色光、復(fù)合光、光的互補

2、 單色光單色光 復(fù)合光復(fù)合光 光的互補光的互補 單一波長的光單一波長的光 由不同波長的光組合而成的光由不同波長的光組合而成的光 若兩種不同顏色的單色光按一定的強度比若兩種不同顏色的單色光按一定的強度比 例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光 為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。 藍藍 黃黃 紫紫 紅紅 綠綠 紫紫 黃黃 綠綠 綠綠 藍藍 橙橙 紅紅 藍藍 綠綠 1 朗伯朗伯-比爾定律比爾定律（Lambert-Beer law） 當(dāng)一束平行單色光通過溶液時，一部分被吸收，當(dāng)一束平行單色光通過溶液時，一部分被吸收， 一部分透過溶液。

3、設(shè)入射光強度為一部分透過溶液。設(shè)入射光強度為I0，吸收光強度，吸收光強度 為為Ia，透過光強度為，透過光強度為It。 透射比透射比 （透光度）（透光度） 透射比定義：透射比定義： 0 I I T t T 取值為取值為0.0 % 100.0 % 全部吸收全部吸收T = 0.0 % 全部透射全部透射T = 100.0 % 入射光入射光 I0透射光透射光 It 朗伯朗伯(Lambert J H)和比爾和比爾(Beer A)分別分別 于于1760和和1852年研究了光的吸收與溶液層的年研究了光的吸收與溶液層的 厚度及溶液濃度的定量關(guān)系，二者結(jié)合稱為厚度及溶液濃度的定量關(guān)系，二者結(jié)合稱為 朗伯朗伯-比爾

4、定律，也稱為光的吸收定律。比爾定律，也稱為光的吸收定律。 當(dāng)一束強度為當(dāng)一束強度為I0的平行單色光垂直照射到長的平行單色光垂直照射到長 度為度為b的液層、濃度為的液層、濃度為c的溶液時，由于溶液的溶液時，由于溶液 中吸光質(zhì)點中吸光質(zhì)點(分子或離子分子或離子)的吸收，通過溶液后的吸收，通過溶液后 光的強度減弱為光的強度減弱為It： Kbc T 1 lg t I o I lgA A為吸光度為吸光度 推導(dǎo)推導(dǎo) 吸收定律的推導(dǎo)吸收定律的推導(dǎo) I0 db b It II-dI N = k c db 故故 dI N I = I k c db dI = - I k c db , bI I cdbk I dI

5、 t 0 0 dI / I = - k c db kcb I I t 0 ln積分積分得得 Kcb kcb I It 303. 2 lg 0 或或 KbcA 得得 朗伯朗伯-比爾定律表明：當(dāng)一束單色光通過含有吸光比爾定律表明：當(dāng)一束單色光通過含有吸光 物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度 及吸收層厚度成正比。這是進行定量分析的理論及吸收層厚度成正比。這是進行定量分析的理論 基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。 比例常數(shù)比例常數(shù)K與吸光與吸光物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長入射光波長及及溫溫 度度等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。 KbcA 2. 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù) 當(dāng)濃度當(dāng)

6、濃度c用用molL-1，液層厚度，液層厚度b用用cm為單為單 位表示，則位表示，則K用另一符號用另一符號來表示。來表示。稱為摩稱為摩 爾吸收系數(shù)，單位為爾吸收系數(shù)，單位為Lmol-lcm-1，它表示物，它表示物 質(zhì)的量濃度為質(zhì)的量濃度為l molL-1，液層厚度為，液層厚度為l cm時時 溶液的吸光度。溶液的吸光度。 bcA Kbc t I o I lgA 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)( ( ) )的討論的討論 1）同一吸收物質(zhì)在不同波長下的同一吸收物質(zhì)在不同波長下的值是不同的。值是不同的。 在最大吸收波長在最大吸收波長max處的摩爾吸光系數(shù)，常以處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表表 示。示。max表

7、明了該表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力， 也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度 。 2）max是吸收物質(zhì)在一定波長（是吸收物質(zhì)在一定波長（ max ）和溶劑條）和溶劑條 件下的特征常數(shù)件下的特征常數(shù)，可作為可作為定性鑒定的參數(shù)。定性鑒定的參數(shù)。 3）與與物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長及溫度物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長及溫度等因素有等因素有 關(guān)，與待測物濃度無關(guān)。關(guān)，與待測物濃度無關(guān)。 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)( ()的討論的討論 4）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度 法測定該物質(zhì)的靈

8、敏度越高。法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。 =(610） 104：高靈敏；：高靈敏； =(15）104 ：靈敏；：靈敏； 104 * *選擇性好選擇性好， * *組成恒定，性質(zhì)穩(wěn)定。組成恒定，性質(zhì)穩(wěn)定。 * *色差大色差大, , max60 nm . * *顯色條件易于控制。重現(xiàn)性好顯色條件易于控制。重現(xiàn)性好 （顯色反應(yīng)條件是什么？顯色反應(yīng)條件是什么？） 10.3.1 顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 顯色反應(yīng)：將試樣中被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反顯色反應(yīng)：將試樣中被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反 應(yīng)叫顯色反應(yīng)。與被測組分化合成有色物質(zhì)的試劑稱應(yīng)叫顯色反應(yīng)。與被測組分化合成有色物質(zhì)的試劑稱 為顯色劑。為顯色劑。 直接測

9、定直接測定UV-VIS 衍生化反應(yīng)衍生化反應(yīng)UV-VIS 顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 3 Fe2+3 NN + NN Fe 2+ 桔紅色桔紅色 max鄰二氮菲鄰二氮菲 10.3.2 顯色條件的確定顯色條件的確定 1 1、酸度、酸度 2 2、顯色劑用量、顯色劑用量 3 3、顯色時間、顯色時間 4 4、顯色溫度、顯色溫度 5 5、溶劑、溶劑 6 6、共存離子影響、共存離子影響 1. 顯色反應(yīng)酸度（顯色反應(yīng)酸度（cM、 cR等條件等條件一定）一定） pH1pH Cs）適宜適宜 高高 濃度的測定濃度的測定 10.5 10.5 其他吸光光度法其他吸光光度法 Tx T 0 5 10 50100 落在測量落在測量誤差

10、誤差較較 大大 的范圍的范圍 T 0 5 10 50100 TrTs Ts 結(jié)論：示差法通過提高測量的準(zhǔn)確度提高了方法的準(zhǔn)確度結(jié)論：示差法通過提高測量的準(zhǔn)確度提高了方法的準(zhǔn)確度 2 1 A XY 21 AAA ）（ yxyx AAAA 2211 )( yy AA 21 xx AAA 21 x xx bCA）（ 21 Y 的存在不干擾的存在不干擾 X 的測定的測定 光光 源源 單色器單色器 單色器單色器 檢測器檢測器 切切 光光 器器 狹狹 縫縫 吸吸 收收 池池 目的：提高分辨率目的：提高分辨率 去除背景干擾去除背景干擾 原理：原理： dnA/d n 10.6 10.6 吸光光度法的應(yīng)用吸光光

11、度法的應(yīng)用 A X Y 1 2 yx AAA 111 y y x x bcbc 11 yx AAA 222 y y x x bcbc 22 A Cs(x) x 1 x 2 摩爾比法測絡(luò)合比（飽和法）摩爾比法測絡(luò)合比（飽和法） M + nR = MRn CM, 固定；固定； CR, 從從 0 開始增大開始增大 CMRn CR 在特定波長測定在特定波長測定 A CR/CM n M + nR = MRn 00.51.0 A CM / C n = 2, CM / C =0.33 HB = H+ + B- HB 用光度法可以測定其離解常數(shù)用光度法可以測定其離解常數(shù) HB BH a K R A HRR H

12、R B 用吸光值表征用吸光值表征 lg B HB ，相對于，相對于pH作圖，可求得作圖，可求得pKa B HB lg - pHpK a 對特定對特定 pH BHBA BHBi b = 1 cm pH 13C = B- CA HBHB C AHB HB CA BB C A B B 代入，得代入，得 BHBCB C A HB C A A BHB i 整理，得整理，得 HBi iB AA AA B HB a HBi iB K AA AA ppHlg 作圖，直線截距為作圖，直線截距為 pKa HBi iB AA AA lg pH 習(xí)題習(xí)題2.用硅鉬蘭法測用硅鉬蘭法測SiO2，以含，以含SiO20.020mg的標(biāo)樣為的標(biāo)樣為 參比，測定另一含參比，測定另一含0.100mgSiO2的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得透光度為的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得透光度為 14.4%，今有一未知溶液在相同條件下測得，今有一未知溶液在相同條件下測得T%=31.8%。 求該溶液中求該溶液中SiO2的含量。的含量。(0.067mg) 習(xí)題習(xí)題3.用吸光光度法測定含有兩種絡(luò)合物用吸光光度