化學(xué)檢驗(yàn)工(高級(jí))第一章 分光光度法

1、化學(xué)檢驗(yàn)工（高級(jí)）第一章 分光光度法n分光光度法是根據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)分光光度法是根據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光的吸收程度不同而對(duì)物質(zhì)的單色光的吸收程度不同而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量的分析方法。進(jìn)行定性和定量的分析方法。分 光 光 度 法n光是一種電磁波：光是一種電磁波： 1）波動(dòng)性）波動(dòng)性 波長(zhǎng)波長(zhǎng)、頻率、頻率v、光速、光速c、波數(shù)、波數(shù)( (cm-1) )等參數(shù)。等參數(shù)。 2) )粒子性粒子性( (光量子光量子) ) E = hv1.1 光的性質(zhì)vcn1. 物質(zhì)的顏色物質(zhì)的顏色1.2 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收遠(yuǎn)紫外遠(yuǎn)紫外近紫外近紫外可見可見10200nm200400nm400760nm互補(bǔ)色：藍(lán)黃、綠紫

2、紅、紅青互補(bǔ)色：藍(lán)黃、綠紫紅、紅青 物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是其反射光的顏色，也是其物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是其反射光的顏色，也是其吸收光的互補(bǔ)色。吸收光的互補(bǔ)色。n（ ）1. 如果把適當(dāng)顏色的兩種光按一定強(qiáng)度比如果把適當(dāng)顏色的兩種光按一定強(qiáng)度比例混合，也可成為白光，這兩種顏色的光稱為例混合，也可成為白光，這兩種顏色的光稱為互補(bǔ)色光，如綠色光與紫紅色光互補(bǔ)?；パa(bǔ)色光，如綠色光與紫紅色光互補(bǔ)。n（ ）2. 當(dāng)一束白光通過當(dāng)一束白光通過KMnO4溶液時(shí)，該溶溶液時(shí)，該溶液選擇性地吸收了綠色光，所以液選擇性地吸收了綠色光，所以KMnO4溶液呈溶液呈現(xiàn)紫紅色。現(xiàn)紫紅色。 n（ ）3. 透光物質(zhì)不吸收任何光，黑色物質(zhì)吸收透

3、光物質(zhì)不吸收任何光，黑色物質(zhì)吸收所有光。所有光。 1.2 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收 n2. 吸收曲線吸收曲線1.2 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收max= 525nm34605005405800.51.0波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm吸光度吸光度 AKMnO4溶液溶液(不同濃度不同濃度)的吸收曲線的吸收曲線121. 同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸光度不同。的光吸光度不同。2. 不同濃度同一物質(zhì)，不同濃度同一物質(zhì)，吸收曲線相似。吸收曲線相似。3. 不同物質(zhì)，吸收曲線不同物質(zhì)，吸收曲線不同。不同。n1. 吸收峰的長(zhǎng)移和短移吸收峰的長(zhǎng)移和短移 長(zhǎng)移：吸收峰向長(zhǎng)波移動(dòng)的現(xiàn)象，紅移。長(zhǎng)移：吸收峰向長(zhǎng)波移動(dòng)的現(xiàn)象，紅移。

4、短移：吸收峰向短波移動(dòng)的現(xiàn)象，紫移。短移：吸收峰向短波移動(dòng)的現(xiàn)象，紫移。 增強(qiáng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象。增強(qiáng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象。 減弱效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。減弱效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。n2. 發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán) 發(fā)色團(tuán)：具有發(fā)色團(tuán)：具有軌道的不飽和官能團(tuán)。軌道的不飽和官能團(tuán)。 C=O、N=N、CC 助色團(tuán)：本身不助色團(tuán)：本身不“生色生色”，但能使生色團(tuán)生色效，但能使生色團(tuán)生色效應(yīng)增強(qiáng)的官能團(tuán)。應(yīng)增強(qiáng)的官能團(tuán)。 OH、NH2、SH、 Cl1.3 紫外-可見吸收光譜It1.4 光吸收基本定律朗伯比爾定律I0透光率透光率( (T%) = ) = It / /I0吸光度吸光度(

5、(A) ) = lgT = Kbcbcn( )( )1. 朗伯比耳定律的應(yīng)用條件：一是必須使朗伯比耳定律的應(yīng)用條件：一是必須使用單色光；二是吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)；三是吸用單色光；二是吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)；三是吸收過程中，吸收物質(zhì)相互不發(fā)生作用。收過程中，吸收物質(zhì)相互不發(fā)生作用。n( )( ) 2. 有色物質(zhì)的吸光度有色物質(zhì)的吸光度A是透光度的倒數(shù)。是透光度的倒數(shù)。n( )( ) 3. 在分光光度分析中，入射光強(qiáng)度與透射光在分光光度分析中，入射光強(qiáng)度與透射光強(qiáng)度之比稱為吸光度，吸光度的倒數(shù)的對(duì)數(shù)為透強(qiáng)度之比稱為吸光度，吸光度的倒數(shù)的對(duì)數(shù)為透光率。光率。n( )( ) 4. 有色溶液的吸光度為有色

6、溶液的吸光度為0，其透光率也為，其透光率也為0。 1.4 光吸收基本定律朗伯比爾定律 n吸光系數(shù)吸光系數(shù)K物理意義：吸光物質(zhì)在單位濃度、物理意義：吸光物質(zhì)在單位濃度、單位厚度時(shí)的吸光度。單位厚度時(shí)的吸光度。1.5 吸 光 系 數(shù)1. 質(zhì)量吸光系數(shù)質(zhì)量吸光系數(shù) c單位單位g/L，b單位單位cm，K單位單位L g-1 cm-1 A = Kbc2. 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) c單位單位mol/L，b單位單位cm，單位單位L mol-1 cm-1 A = bc1.5 吸 光 系 數(shù)n摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)意義：意義：1）吸光物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)。）吸光物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征

7、常數(shù)。2）不隨濃度）不隨濃度c和光程長(zhǎng)度和光程長(zhǎng)度b的改變而改變。的改變而改變。3）可作為定性鑒定的參數(shù)。）可作為定性鑒定的參數(shù)。4）同一物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的）同一物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值不同。值不同。1.5 吸 光 系 數(shù)n（ ）2. 一遵守朗伯比耳定律的溶液，吸收池厚度一遵守朗伯比耳定律的溶液，吸收池厚度不變，測(cè)得透光度為不變，測(cè)得透光度為40%，如果該溶液濃度增加，如果該溶液濃度增加1倍，倍，則該溶液的透光度為則該溶液的透光度為 A. 20% B. 32% C. 80% D. 16%n（ ）1. 某有色溶液，當(dāng)用某有色溶液，當(dāng)用1cm吸收池時(shí)，其透光率吸收池時(shí)，其透光率為為T，若改用，若改用2

8、cm吸收池，則透光率應(yīng)為吸收池，則透光率應(yīng)為 A. 2T B. 2lgT C. D. T2TDDn1. 吸收定律本身的局限性吸收定律本身的局限性簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)答題：朗伯比耳定律為什么只有在稀溶液中才能朗伯比耳定律為什么只有在稀溶液中才能成立？成立？F由于在高濃度時(shí)由于在高濃度時(shí)(c0.01mol/ /L)，吸收質(zhì)點(diǎn)之間的平均，吸收質(zhì)點(diǎn)之間的平均距離縮小到一定程度，鄰近質(zhì)點(diǎn)彼此的電荷分布都會(huì)距離縮小到一定程度，鄰近質(zhì)點(diǎn)彼此的電荷分布都會(huì)相互受到影響，此影響能改變它們對(duì)特定輻射的吸收相互受到影響，此影響能改變它們對(duì)特定輻射的吸收能力，相互影響程度取決于能力，相互影響程度取決于c，因此，此現(xiàn)象可導(dǎo)致，因

9、此，此現(xiàn)象可導(dǎo)致A與與c線性關(guān)系發(fā)生偏差。線性關(guān)系發(fā)生偏差。1.6 引起偏離朗伯比耳定律的因素n2. 化學(xué)因素化學(xué)因素n3. 儀器因素儀器因素( (非單色光的影響非單色光的影響) )n4. 其他光學(xué)因素其他光學(xué)因素1.6 引起偏離朗伯比耳定律的因素1.7 分光光度計(jì)光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)器檢測(cè)器信號(hào)指示信號(hào)指示1. 紫外紫外-可見分光光度計(jì)主要部件可見分光光度計(jì)主要部件n1) )光源光源鎢燈或碘鎢燈鎢燈或碘鎢燈 340 - 2500nm氫燈或氘燈氫燈或氘燈 160 - 375nm1.7 分光光度計(jì)n2) )單色器單色器色散元件：棱鏡、光柵。色散元件：棱鏡、光柵。n3) )吸收池吸

10、收池n4) )檢測(cè)器檢測(cè)器光電管、光電倍增管光電管、光電倍增管n5) )信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)2. 分光光度計(jì)的類型分光光度計(jì)的類型1.7 分光光度計(jì)n1) )單光束分光光度計(jì)單光束分光光度計(jì)n3) )雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)n2) )雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)光譜比較法光譜比較法1.8 定性及定量分析方法1. 定性分析定性分析 2. 定量分析定量分析 n1) )標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法n2) )直接比較法直接比較法A標(biāo)標(biāo) = Kbc標(biāo)標(biāo)A樣樣 = Kbc樣樣標(biāo)標(biāo)樣樣cAAc 1.8 定性及定量分析方法n3) )差示分光光度法差示分光光度法 采用已知濃度的成分與待測(cè)溶液相同的溶采用

11、已知濃度的成分與待測(cè)溶液相同的溶液作參比溶液。液作參比溶液。高吸光度差示法高吸光度差示法低吸光度差示法低吸光度差示法極限精密差示法極限精密差示法n1. 影響影響顯色反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件的選擇顯色反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件的選擇1.9 顯色反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇( (1) )顯色劑的選擇顯色劑的選擇p1) )選擇性好選擇性好p2) )靈敏度高靈敏度高p3) )有色化合物穩(wěn)定、組成恒定有色化合物穩(wěn)定、組成恒定p4) )有色化合物與顯色劑的顏色差別大有色化合物與顯色劑的顏色差別大1.9 顯色反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇( (2) )影響影響反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件p1) )顯色劑的用量顯色劑

12、的用量p2) )溶液的酸度溶液的酸度p3) )顯色時(shí)間顯色時(shí)間p4) )顯色溫度顯色溫度p5) )溶劑溶劑p6) )溶液中共存離子的干擾溶液中共存離子的干擾1.9 顯色反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇n2. 分光光度法測(cè)量誤差及實(shí)驗(yàn)條件的選擇分光光度法測(cè)量誤差及實(shí)驗(yàn)條件的選擇n( (1) )測(cè)量誤差及測(cè)量誤差及A選擇范圍選擇范圍控制溶液的控制溶液的c及及b使使A在在0.2 0.7范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。n( (2) )測(cè)量波長(zhǎng)選擇測(cè)量波長(zhǎng)選擇n( (3) )狹縫寬度狹縫寬度n( (4) )空白溶液的選擇空白溶液的選擇溶劑空白、試劑空白、試樣空白、平行操作空白溶劑空白、試劑空白、試樣空白、平行操作空白n( )( )1. 如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，以減小試劑空白值，提高測(cè)定之間的顏色差別要大，以減小試劑空白值，提高測(cè)定的靈敏度。通常把兩種有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差稱的靈敏度。通常把兩種有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差稱為為“對(duì)比度對(duì)比度”。一般要求顯色劑與有色化合物的對(duì)比。一般要求顯色劑與有色化合物的對(duì)比度在度在60nm以上。以上。1.9 顯色反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇 n(