分析化學(xué)第九章吸光光度法

1、 第九章第九章第九章第九章第九章第九章 吸吸吸吸吸吸 光光光光光光 光光光光光光 度度度度度度 法法法法法法第第 一一 節(jié)節(jié) 概述概述第第 二二 節(jié)節(jié) 吸光光度法的基本原理吸光光度法的基本原理第第 三三 節(jié)節(jié) 光度計(jì)及其基本部件光度計(jì)及其基本部件第第 四四 節(jié)節(jié) 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 第第 五五 節(jié)節(jié) 吸光度測(cè)量條件的選擇吸光度測(cè)量條件的選擇第第 六六 節(jié)節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用 概概 述述 基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。 光譜分析法是指在光（或其它能光譜分析法是指在光

2、（或其它能量）的作用下，通過測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的量）的作用下，通過測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)發(fā)射光、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來進(jìn)行分析的方法。度來進(jìn)行分析的方法。 吸收光譜分析吸收光譜分析 ( (吸光光度分析法吸光光度分析法) ) 發(fā)射光譜分析發(fā)射光譜分析概述概述: 在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的分析方法稱為吸光光度法分析方法稱為吸光光度法, ,主要有主要有: : 紅外吸收光譜：紅外吸收光譜：分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍2.5 1000 m ,主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。主要用于有

3、機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。 紫外吸收光譜：紫外吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍200 400 nm（近紫外區(qū)）近紫外區(qū)） ，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。 可見吸收光譜：可見吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍400 750 nm ，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。主要用于有色物質(zhì)的定量分析。 本章主要講授可見吸光光度法。本章主要講授可見吸光光度法。例題例題: 含含F(xiàn)eFe量量0.001%0.001%的試樣，稱的試樣，稱WW試試1 1g g，僅含僅含0.010.01mgFemgFe，用用1.61.61010-3 -3m

4、olmolL L-1 -1K K2 2CrCr2 2O O7 7滴定滴定, ,用去用去 V VK K2 2CrCr2 2O O7 7? ? 0.010.01mg=1/6 mg=1/6 1.6 1.6 10 10-3 -3 V V MMfe fe V VK K2 2CrCr2 2O O7 7=0.02ml=0.02ml 滴定法誤差大，可采用吸光光度法滴定法誤差大，可采用吸光光度法. . 比較溶液顏色深淺來測(cè)定物質(zhì)濃度的方法。比較溶液顏色深淺來測(cè)定物質(zhì)濃度的方法。( (可見光區(qū)可見光區(qū)) )特點(diǎn)：靈敏度高特點(diǎn)：靈敏度高1010-5 -5 1010-6 -6 準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高2 2 5%5% 操作方

5、便、快速、操作方便、快速、 價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛。價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛。 第第 一一 節(jié)節(jié) 吸光光度法的基本原理吸光光度法的基本原理 光的互補(bǔ)光的互補(bǔ)： 藍(lán)藍(lán) 黃黃物質(zhì)顏色 吸收光顏色波長(zhǎng)/nm黃綠紫400-450黃藍(lán)450-480橙綠藍(lán)480-490紅藍(lán)綠490-500紫紅綠500-560紫黃綠560-580藍(lán)黃580-600綠藍(lán)橙600-650藍(lán)綠紅650-780吸光光度法的基本原理吸光光度法的基本原理 1 1光的基本性質(zhì)光的基本性質(zhì) 光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 、頻率、頻率 、光速、光速c、波數(shù)（波數(shù)（cm-1）等參

6、數(shù)來描述：等參數(shù)來描述： = c ； 波數(shù)波數(shù) = 1/ = /c 光是由光子流組成，光子的能量：光是由光子流組成，光子的能量： E = h = h c / （Planck常數(shù)常數(shù)：h=6.626 10 -34 J S ) 光的波長(zhǎng)越短（頻率越高），其能量越大。光的波長(zhǎng)越短（頻率越高），其能量越大。 白光白光(太陽光太陽光)：由各種單色光組成的復(fù)合光：由各種單色光組成的復(fù)合光 單色光單色光：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)的光：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)的光(由具有相同能量的光子組成由具有相同能量的光子組成)2. 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收-吸收曲線吸收曲線M + 熱熱M + 熒光或磷光熒光或磷光 E = E2 - E1 =

7、 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) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E1 （E） E2 分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度；不同波長(zhǎng)光的吸收程度； 用不同波長(zhǎng)的單色光照用不同波長(zhǎng)的單色光照射射 Ci ，測(cè)吸光度測(cè)吸光度 吸收曲吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)線與最大吸收波長(zhǎng) max；吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：（1） 吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng) 稱為稱為最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng)max（2）不同物質(zhì)其吸收曲線形狀和不同物質(zhì)其吸收曲線形狀和max各不相同，可以提供物質(zhì)各不相同，可以提供物質(zhì) 的結(jié)的結(jié)構(gòu)信息構(gòu)信息 定性分析的依據(jù)之一。定性

8、分析的依據(jù)之一。（3）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下 A 有差異，有差異， 定量分析的依據(jù)。定量分析的依據(jù)。 在在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大，測(cè)定最靈敏。處吸光度隨濃度變化的幅度最大，測(cè)定最靈敏。 定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)3、光的吸收定律、光的吸收定律 1).1).朗伯朗伯比耳定律比耳定律 布格布格( (BouguerBouguer) )和朗伯和朗伯( (Lambert)Lambert)先后于先后于17291729年和年和17601760年年 闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。

9、A A b b A= lg(I0/It) = k1b 18521852年比耳年比耳( (Beer)Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物又提出了光的吸收程度和吸收物 濃濃度之間也具有類似的關(guān)系。度之間也具有類似的關(guān)系。 A A c c A= lg(I0/It) = k2c 朗伯朗伯比耳定律為：比耳定律為： Alg（I0/It)= bc 朗伯朗伯比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式 Alg（I0/It) = b c 式中式中A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度； b：液層厚度液層厚度(光程長(zhǎng)度光程長(zhǎng)度) cm； c：溶液的摩爾濃度溶液的摩爾濃度 molL； ：摩爾吸

10、光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) Lmolcm； 或或: Alg（I0/It) = a b c c：溶液的濃度溶液的濃度 gL a：吸光系數(shù)吸光系數(shù) Lgcm a與與的關(guān)系為：的關(guān)系為： a =/M （M為摩爾質(zhì)量）為摩爾質(zhì)量） 透光度透光度(透光率透光率)T透過度透過度T : 入射光透過溶液的程度入射光透過溶液的程度: T = I t / I0吸光度吸光度A與透光度與透光度T的關(guān)系的關(guān)系: A lg T =Ig 1/T = b c 朗伯朗伯比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的 依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量；依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量； 摩爾吸光系數(shù)

11、摩爾吸光系數(shù)在數(shù)值上等于濃度為在數(shù)值上等于濃度為1 mol/L、液層厚液層厚 度為度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度；時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度； 吸光系數(shù)吸光系數(shù)a(Lg-1cm-1）相當(dāng)于濃度為相當(dāng)于濃度為1 g/L、液層厚度為液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。2).2).摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)的討論的討論（1 1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)特征常數(shù)；（2 2）不隨濃度不隨濃度 c c 和光程長(zhǎng)度和光程長(zhǎng)度 b b 的改變而改變的改變而改變。溫度和波長(zhǎng)等。溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，條件一定時(shí)， 僅

12、與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無關(guān)度無關(guān), ,可作為可作為定性鑒定的參數(shù)定性鑒定的參數(shù)；（3）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值是不同的。值是不同的。max處的處的摩爾吸光系數(shù)，常以摩爾吸光系數(shù)，常以max表示。表示。max表明了該表明了該吸收物質(zhì)最大限吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力度的吸光能力。（4 4）max越大，吸光能力越強(qiáng)，該物質(zhì)的靈敏度越高。物質(zhì)越大，吸光能力越強(qiáng)，該物質(zhì)的靈敏度越高。物質(zhì)吸光能力的量度。吸光能力的量度。 105：超高靈敏；：超高靈敏； 朗伯朗伯-比耳定律的物理意義：比耳定律的物理意義： A= b c(1)

13、(1) 當(dāng)一束平行單色光通過單一均勻、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)當(dāng)一束平行單色光通過單一均勻、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液的，溶液的 A與與 C 成正比；成正比；(2)(2)此定律適用于溶液，也適用于其它均勻、非散射的吸此定律適用于溶液，也適用于其它均勻、非散射的吸 光物質(zhì)光物質(zhì)( (氣體和固體氣體和固體) )是各類吸光光度法定量的依據(jù)。是各類吸光光度法定量的依據(jù)。(3)(3)多組分體系中，各種吸光物質(zhì)之間沒有相互作用時(shí)，體系的多組分體系中，各種吸光物質(zhì)之間沒有相互作用時(shí)，體系的吸光度具有加和性。吸光度具有加和性。A A總總= =A A1 1+ +A A2 2+ +A A3 3+ +A+An n

14、= =1b c1+ 2b c2+ +nb cn3).3).偏離朗伯偏離朗伯比耳定律的原因比耳定律的原因 標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯為對(duì)朗伯比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。 引起這種偏離的因素（兩大類）：引起這種偏離的因素（兩大類）： 物理性因素物理性因素 化學(xué)性因素化學(xué)性因素（1）物理性因素物理性因素朗朗伯伯比耳定律的前提條件之一比耳定律的前提條件之一： 平行單色光平行單色光 難以獲得真正的純單色光難以獲得真正的純單色光分光光度計(jì)

15、只能獲得近乎單色的狹窄光帶。分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯比耳定律的正或負(fù)偏離。比耳定律的正或負(fù)偏離。 非單色光、雜散光、非平行入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯非單色光、雜散光、非平行入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯比耳比耳定律的偏離，最主要的是非單色光作為入射光引起的偏離定律的偏離，最主要的是非單色光作為入射光引起的偏離。 非單色光作為入射光引起的偏離非單色光作為入射光引起的偏離 假設(shè)由波長(zhǎng)為假設(shè)由波長(zhǎng)為1和和2的兩單色光的兩單色光組成的入射光通過濃度為組成的入射光通過濃度為c的溶液，則：的溶液，則： A 1lg（o1 /t1 ）1bc A 2lg(o2 /t2 ）2bc

16、故：故：式中：式中：o1、o2分別為分別為1、2 的入射光強(qiáng)度；的入射光強(qiáng)度； t1、t2分別為分別為1、2 的透射光強(qiáng)度；的透射光強(qiáng)度； 1、2分別為分別為1、2的摩爾吸光系數(shù)；的摩爾吸光系數(shù)；因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度A總總，并不能分別測(cè)得，并不能分別測(cè)得A1和和A2，故故cbcbIIII 212111OtOt10;10 I0總總= I01+I02 It= It1+It2 A總總 A1 +A2=lg（o總總/t總總 ) lg(Io1+o2)/(t1+t2) lg(Io1+o2)/(o110-1bc +o210-2bc ) 討論討論: 1 A1= lg (I01/It1)

17、It1= I0110- 1bc 2 A2= lg (I02/It2) It2= I0210- 2bc)10I10I()II(LgAbc 0bc 0021 討論討論: :1) = 0； 即：即： 1= 2 = 則則: A總總 lg（o/t） bc A與與C成成直線關(guān)系直線關(guān)系2) 很小時(shí)，即很小時(shí)，即12： 可近似認(rèn)為是單色光?？山普J(rèn)為是單色光。 在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。 若濃度較高，即使若濃度較高，即使 很小，很小， A總總 1 ， 且隨著且隨著c值增大，值增大， A總總 與與A 1的差異愈大。的差異愈大。 故朗伯故朗伯比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀

18、溶液)10I10I()II(LgAbc 0bc 0021 討論討論: : 3) 0 若若 0 , 即即 20, 則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線 4) 為克服非單色光引起的偏離，為克服非單色光引起的偏離， 首先應(yīng)首先應(yīng)選擇比較好的單色器。選擇比較好的單色器。 此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的 最大吸收波長(zhǎng)且吸收曲線最大吸收波長(zhǎng)且吸收曲線 較平坦處。較平坦處。)10I10I()II(LgAbc 0bc 0021 (2) (2) 化學(xué)性因素化學(xué)性因素a. a. 朗朗比定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；比定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用

19、； 當(dāng)當(dāng)c 10 2 mol/L 時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相互作用時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相互作用, 直接影響了對(duì)光的吸收。直接影響了對(duì)光的吸收。 故：朗伯故：朗伯比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。b. 化學(xué)體系化學(xué)體系 溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。 例：例： 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡： CrO42- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中溶液中CrO42-、

20、Cr2O72-的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同故此時(shí)溶液故此時(shí)溶液pH 對(duì)測(cè)定有重要影響。對(duì)測(cè)定有重要影響。c. 其它（吸收池尺寸，其它（吸收池尺寸， 參比液等）參比液等） 第二節(jié)、光度計(jì)及其基本部件第二節(jié)、光度計(jì)及其基本部件 一、 目視比色法：目視比色法： 用眼睛比較溶液顏色的深淺用眼睛比較溶液顏色的深淺 一套一套比色管各加入不等量的標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液、比色管各加入不等量的標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液、等量的顯色劑、其他試劑，稀釋到刻度。比色。等量的顯色劑、其他試劑，稀釋到刻度。比色。 C C1 1 C C2 2 C Cn n C Cx x 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、方便；設(shè)備簡(jiǎn)單

21、、方便； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度不高準(zhǔn)確度不高二、光度計(jì)的基本部件二、光度計(jì)的基本部件 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： a. a.儀器代替人眼，準(zhǔn)確度高；儀器代替人眼，準(zhǔn)確度高； b. b.有色物質(zhì)共存時(shí)，可提高選擇性；有色物質(zhì)共存時(shí)，可提高選擇性； c. c.分析大批試樣時(shí)速度快。分析大批試樣時(shí)速度快。儀器儀器 可見分光光度計(jì)儀器儀器 紫外-可見分光光度計(jì)一、基本組成一、基本組成光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示1.1. 光源光源 （鎢燈鎢燈 、氫、氘燈氫、氘燈） 在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性。夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性。

22、光強(qiáng)度隨燈絲溫度變化光強(qiáng)度隨燈絲溫度變化而變，溫度高，光強(qiáng)度增而變，溫度高，光強(qiáng)度增大，燈壽命短。大，燈壽命短。 燈溫度取決于電壓，要燈溫度取決于電壓，要保持光強(qiáng)不變，必須使用保持光強(qiáng)不變，必須使用穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓電源。 （動(dòng)畫動(dòng)畫） 2.2.單色器單色器 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器； 準(zhǔn)光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束；準(zhǔn)光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束； 色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；色散元件：將復(fù)

23、合光分解成單色光；棱鏡或光柵棱鏡或光柵；( (光學(xué)光學(xué) 部件應(yīng)保持清潔部件應(yīng)保持清潔) ) 聚焦裝置：透鏡或凹面反聚焦裝置：透鏡或凹面反 射鏡，將分光后所得單色射鏡，將分光后所得單色 光聚焦至出射狹縫；光聚焦至出射狹縫； 出射狹縫。出射狹縫。3. 3. 樣品室樣品室 各種類型的吸收各種類型的吸收池池（比色皿）和相（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。池和玻璃池兩種。 紫外區(qū)須采用石英池，紫外區(qū)須采用石英池， 可見區(qū)一般用玻璃池?？梢妳^(qū)一般用玻璃池。4. 4. 檢測(cè)器檢測(cè)器 利用光電效應(yīng)將光信號(hào)變成可利用光電效應(yīng)將光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)測(cè)的電信

24、號(hào). . 常用的有光電池、光電管或光常用的有光電池、光電管或光電倍增管。電倍增管。特點(diǎn)：特點(diǎn)：a a. .對(duì)透過光響應(yīng)時(shí)間短；對(duì)透過光響應(yīng)時(shí)間短； b b. .光電流與照射到檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比；光電流與照射到檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比； c c. .靈敏度高。靈敏度高。光電管或光電倍增管。光電管或光電倍增管。5. 5. 結(jié)果顯示記錄系結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)統(tǒng) 檢流計(jì)、數(shù)字顯示、檢流計(jì)、數(shù)字顯示、 微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制 和結(jié)果處理和結(jié)果處理 光光光敏陰極上光敏陰極上光電子光電子e ee e射向光敏陰極射向光敏陰極1 1更多的更多的e e. .依依次倍增，在最后放出的光電子次倍增，在

25、最后放出的光電子比最初多到比最初多到10106 6倍以上倍以上; ; 最大電流可達(dá)最大電流可達(dá) 10 10AA，電流經(jīng)電流經(jīng)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入放大器。放大器。第三節(jié)第三節(jié)、顯色反應(yīng)、顯色反應(yīng)及及顯色顯色條件條件的選擇的選擇一一、顯色反應(yīng)的選擇、顯色反應(yīng)的選擇 待測(cè)組份待測(cè)組份 + + 顯色劑顯色劑 = = 有色有色配配合物合物 1 1、顯色反應(yīng)的顯色反應(yīng)的要求要求 靈敏度高靈敏度高 ( =104105) ; 選擇性好、選擇性好、 生成物穩(wěn)定生成物穩(wěn)定; (至少在測(cè)定過程中吸光度不變至少在測(cè)定過程中吸光度不變) 顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無明顯吸收顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無明

26、顯吸收， 兩種有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差：兩種有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差： “對(duì)比度對(duì)比度”， 要求要求 60nm。2 2、顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)類型類型 配位顯色反應(yīng)配位顯色反應(yīng) M + R = MRM + R = MR 當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成配合物時(shí)，當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成配合物時(shí)， 通常會(huì)發(fā)生電通常會(huì)發(fā)生電 荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外可見吸收光譜。可見吸收光譜。 氧化還原顯色反應(yīng)氧化還原顯色反應(yīng) 某些元素的氧化態(tài)，如某些元素的氧化態(tài)，如Mn（）、）、Cr（）在紫外或可在紫外或可見光區(qū)能強(qiáng)烈吸收，可利用氧化還原反應(yīng)對(duì)待測(cè)離子進(jìn)行顯色見光區(qū)能強(qiáng)烈吸收，可利用氧化還原反

27、應(yīng)對(duì)待測(cè)離子進(jìn)行顯色后測(cè)定。后測(cè)定。 例如：鋼中微量錳的測(cè)定，例如：鋼中微量錳的測(cè)定，Mn2不能直接進(jìn)行光度測(cè)定不能直接進(jìn)行光度測(cè)定 2 Mn2 5 S2O82-8 H2O =2 MnO4-1 + 10 SO42- 16H+ 在在525 nm處進(jìn)行測(cè)定。處進(jìn)行測(cè)定。3.3.顯色劑顯色劑 無機(jī)顯色劑：無機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨、過氧化氫等幾種。硫氰酸鹽、鉬酸銨、過氧化氫等幾種。 有機(jī)顯色劑：有機(jī)顯色劑：種類繁多種類繁多 偶氮類顯色劑偶氮類顯色劑：本身是有色物質(zhì)，生成配合物后，顏色本身是有色物質(zhì)，生成配合物后，顏色發(fā)生明顯變化；具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇發(fā)生明顯變化；具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色

28、反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂性好、對(duì)比度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂、PARPAR等等。 三苯甲烷類三苯甲烷類：鉻天青鉻天青S S、二甲酚橙等、二甲酚橙等二、顯色反應(yīng)條件的選擇二、顯色反應(yīng)條件的選擇 X+ X+ nRnR = = XRnXRn1.1.顯色劑用量顯色劑用量 固定待測(cè)組分的濃度、固定待測(cè)組分的濃度、PHPH， 改變顯色劑的濃度。改變顯色劑的濃度。 作作A-CA-CR R曲線曲線 選擇曲線變化平坦處。選擇曲線變化平坦處。2.2.反應(yīng)體系的酸度反應(yīng)體系的酸度 顯色顯色劑劑 HR HR H H+ + + R+ R- - 在相同實(shí)驗(yàn)條件下，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，

29、作作A-pH A-pH 曲線曲線 3.3.顯色時(shí)間與溫度顯色時(shí)間與溫度 實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)確定4.4.溶劑溶劑 一般盡量采用水相測(cè)定一般盡量采用水相測(cè)定三、共存離子干擾的消除三、共存離子干擾的消除 共存離子本身有顏色或能與顯色劑生成有色共存離子本身有顏色或能與顯色劑生成有色配配合物合物1.1.加入掩蔽劑加入掩蔽劑 配位、氧化還原配位、氧化還原掩蔽掩蔽 選擇掩蔽劑的原則：選擇掩蔽劑的原則： 掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)； 掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定的測(cè)定。例：測(cè)定例：測(cè)定TiTi4 4，可加入可加入H

30、 H3 3POPO4 4掩蔽劑使掩蔽劑使FeFe3+3+( (黃色黃色) )成為成為 Fe(PO Fe(PO) )2 23- 3-( (無色無色) )，消除，消除FeFe3+3+的干擾；的干擾； 又如用鉻天菁又如用鉻天菁S S光度法測(cè)定光度法測(cè)定AlAl3+3+時(shí)，加入抗壞血酸作掩蔽劑將時(shí)，加入抗壞血酸作掩蔽劑將FeFe3+3+還原為還原為FeFe2+2+，消除消除FeFe3+3+的干擾。的干擾。2. 2.選擇適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件選擇適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件3. 3.分離干擾離子分離干擾離子 沉淀，離子交換，溶劑萃取沉淀，離子交換，溶劑萃取 第第四四節(jié)節(jié) 測(cè)定條件的選擇測(cè)定條件的選擇1.1.選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng)選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng) 一般應(yīng)該選擇一般應(yīng)該選擇 maxmax為入射光波長(zhǎng)。為入射光波長(zhǎng)。 如果如果 maxmax處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。低