分析化學(xué)-第09章吸光光度法-考研試題資料系列

1、分析化學(xué)-第09章吸光光度法-考研試題資料系列吸光光度法一 概述 吸光光度法: 基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立的分析方法。分類：根據(jù)物質(zhì)所吸收光的波長范圍不同，分為紫外、可見及紅外分光光度法?；痉椒ǎ河猩镔|(zhì)濃度 顏色深淺 吸收光程度通過比較顏色深淺吸收光程度，測定物質(zhì)的濃度。方法的評價適用面廣快速、簡便分析有色、無色、淺色物溶液狀態(tài)、均質(zhì)固態(tài)樣品靈敏度高：濃度下限達(dá)10-510-6 molL-1準(zhǔn)確度高：相對誤差通常為25一 概述用于化學(xué)平衡等的研究適用于分析半微量和微量的物質(zhì)二 吸光光度法的基本原理1. 可見光與顏色陽光棱鏡連續(xù)光譜物質(zhì)不連續(xù)光譜可見光區(qū)的劃分 :400 450 500

2、550 600 650 760/nm互補(bǔ)光的對應(yīng)關(guān)系光的互補(bǔ)：藍(lán)黃二 吸光光度法的基本原理光譜示意表觀現(xiàn)象示意2. 物質(zhì)對光的選擇性吸收 二 吸光光度法的基本原理物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系復(fù)合光完全吸收完全透過吸收黃色光復(fù)合光 3同一物質(zhì)c不同時吸收曲線不同, max 不變; 4 max有特征性，可作為定性依據(jù)。1同一物質(zhì)對不同波長光的吸收程度不同;2每種物質(zhì)都有一個最大吸收波長(max);信息：物質(zhì)對光的選擇性吸收及吸收曲線Ac1c2max二 吸光光度法的基本原理三. 光吸收定律Beer - Lambert定律Lambert 定律 :, c, T一定A 光程距離 (b)A 物質(zhì)的濃度c - dI

3、I db- dI = k1 I db吸光度二 吸光光度法的基本原理, b, T一定Beer定律 : Beer - Lambert定律光吸收定律A吸光度 Io 入射光強(qiáng)度a吸光系數(shù) I透射光強(qiáng)度 b光程距離 c濃度 當(dāng)一束平行單色光通過溶液時，溶液的吸光度A與溶液的c和b成正比。A bc 當(dāng) b 一定時， A c， 可以定量二 吸光光度法的基本原理 吸收光 ， A ， 物質(zhì)濃度 。 注意 :1 物質(zhì)不吸光， I=Io ， A=0 物質(zhì)吸收部分光， IIo， A02 A具有加和性，A總=A1+A2+ +An3入射光的：可見光, 紫外光, 紅外光4光吸收定律的應(yīng)用條件 稀溶液 入射光為單色光二 .

4、吸光光度法的基本原理5也可以用透射光強(qiáng)度（透射率T%）表示T %的含義：物質(zhì)不吸收光 I=Io ， T% =100%物質(zhì)吸收部分光， IIo ，T%100%T% ，物質(zhì)的濃度 。二 . 吸光光度法的基本原理6 吸光系數(shù)的兩種表示形式濃度為1gL-1的溶液，在某波長時，用1cm的比色皿，所測得的吸光度濃度為1molL-1的溶液，在某波長時，用1cm的比色皿，所測得的吸光度吸光系數(shù)a摩爾吸光系數(shù) 意義單位L/gcmL/ mol cmA=abcA= bc二 . 吸光光度法的基本原理1 在數(shù)值上等于c=1 mol L-1、b=1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。是吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑下的特征常數(shù)。

5、（2）不隨c和b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時， 僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，故 可作為定性鑒定的參數(shù)。摩爾吸收系數(shù) 的討論二 . 吸光光度法的基本原理3是物質(zhì)的吸光能力的度量。同一吸收物質(zhì)在不同波長下的值不同。在max處的max表明了吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，反映了測定可能達(dá)到的最大靈敏度。 （4）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。 105：超高靈敏 = (610)104：高靈敏 = 104103：中等靈敏 103：不靈敏二 . 吸光光度法的基本原理例 ： 已知含F(xiàn)e2+=500g/L的溶液，當(dāng)用鄰二氮雜菲為顯色劑測定鐵時，用2cm比色皿，在波長5

6、08nm處測得吸光度A為0.19。請計算鐵的摩爾吸光系數(shù)。解：二 . 吸光光度法的基本原理4. 偏離Beer-Lambert定律的原因 出現(xiàn)的現(xiàn)象： Ac 產(chǎn)生原因：1 單色光不純在高濃度端，工作曲線呈彎曲狀。A與c偏離線性現(xiàn)有儀器無法獲得純單色光，只能獲得小范圍的復(fù)合光。二 . 吸光光度法的基本原理按光吸收定律:IoIo1Io2I1I2I試樣 若入射光包含1和2二種波長光, 當(dāng)照射試樣后二 . 吸光光度法的基本原理討論 :當(dāng)為純單色光時，A總= 1bc當(dāng)單色光不純時，1=21= 2A總 c線性破壞結(jié)論：單色光純度越差，線性越差1=21= 2二 . 吸光光度法的基本原理21A1A2例1=2 但

7、 A1 ） A2 0減少單色光不純引起偏差方法 在max處測量在max 處單色光不純但 2=0測量誤差較小二 . 吸光光度法的基本原理2溶液本身引起的偏差1若溶液濃度大于0.01molL-1時，粒子間的相互作用2溶液以膠體、乳濁、懸浮狀態(tài)存在時，有反射、散射作用二 . 吸光光度法的基本原理例 :(橙色)(黃色)max=450nmA總包括離解、締合、生成新物質(zhì)、形成異構(gòu)體使原物質(zhì)濃度改變吸光度值變化產(chǎn)生偏離pH ， 平衡 移,3溶液內(nèi)部的化學(xué)變化二 . 吸光光度法的基本原理分光光度法 :儀器分光光度計基本組成：光源單色器樣品室顯示器檢測器三. 儀器和方法 光源 (鎢燈、氫燈、氘燈能發(fā)射紫外光區(qū)或

8、可見光譜區(qū)的連續(xù)光譜；足夠的輻射強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好、使用壽命較長基本要求 :常用的光源 :可見光區(qū): 鎢燈 (輻射波長為320nm2500nm)紫外區(qū): 氫燈、氘燈(輻射波長為185nm400nm)三. 儀器和方法 單色器作用 : 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光的光學(xué)系統(tǒng)棱鏡或光柵三. 儀器和方法組成 :棱鏡或光柵等色散元件及狹縫和透鏡等棱鏡分光三. 儀器和方法入射狹縫：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聚焦裝置：將分光后的單色光聚焦至出口狹縫 透鏡或凹面鏡色散元件：將復(fù)合光分解成單色光光柵分光原理三. 儀器和方法 利用不同波長入射光產(chǎn)生干涉條紋的衍射角不同而將復(fù)合

9、光分成單色光。 樣品室用于放置各種類型的吸收池(比色皿)和相應(yīng)的池架附件三. 儀器和方法比色皿厚度: 0.5, 1, 2, 3, cm比色皿:石英池和玻璃池 檢測器作用:通過光電效應(yīng)，使透過吸收池的光信號變成可測的電信號的裝置。光電管或光電倍增管三. 儀器和方法要求：對測定波長范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)，產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照射于檢測器上的光強(qiáng)度成正比。(1)光電管(2)光電二極管陣列 (1)光電管三. 儀器和方法涂光敏材料光照光敏材料產(chǎn)生電子產(chǎn)生電流電壓光強(qiáng)度大電流大(2)光電二極管陣列三. 儀器和方法電容器充電電容器放電光照射再次充電測量周期 電容器充電的電量每個二極管檢測到的光子數(shù)目成正比

10、光子數(shù)與光強(qiáng)度成正比。通過測量整個波長范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化就可得到吸收光譜。顯示器由檢流計、數(shù)字顯示、微機(jī)組成的自動控制和結(jié)果處理系統(tǒng)三. 儀器和方法 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇1.顯色劑作用 2. 顯色反應(yīng)的選擇3. 影響顯色反應(yīng)的因素4. 顯色劑的分類1.作用無色或淺色試樣有色物+顯色劑比色顯色反應(yīng)配合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)縮合反應(yīng)重氮化偶氮化反應(yīng) 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇2.顯色反應(yīng)的選擇靈敏度高 =104105(2) 選擇性好(3) 有色物組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(4) 顯色劑在測定波長處無明顯吸收對比度=max有色物 -max顯色劑60nm 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇3.影響顯色反應(yīng)的因

11、素(1) 顯色劑用量根據(jù)吸光度A與顯色劑濃度cR的關(guān)系來確定cR選擇引起A變化最小處的cR即曲線平坦處M + R MR 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇例：Fe(ssal)+ 紫紅色pH=1.82.5pH=48Fe(ssal)-2 橙紅色pH=811.5Fe(ssal) 3 3- 黃色顯色時間和溫度由實(shí)驗(yàn)得出溶劑一般選擇水作溶劑(2) 顯色溶液的pH值 測定不同pH值下，顯色溶液的吸光度A，以A為縱坐標(biāo)，pH為橫坐標(biāo)，制圖。選擇曲線平坦處pH 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇(3) 共存離子的干擾 可能存在的幾種情況：本身有顏色 與顯色劑反應(yīng)生成有色物消除的方法：* 加掩蔽劑掩蔽劑不與被測離子反應(yīng)，本

12、身及反應(yīng)產(chǎn)物不影響測定* 選擇合適的顯色反應(yīng)條件* 分離干擾離子 與顯色劑 與被測物生成更穩(wěn)定的有色物共存離子 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇顯色劑的種類 :無機(jī)顯色劑過氧化氫鉬酸銨硫氰酸鹽等有機(jī)顯色劑生色基團(tuán)：偶氮基、硫羰基、亞硝基等助色基團(tuán)：含胺基、羥基等 四、顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇1. 入射光波長的選擇2. 參比溶液的選擇 3. 讀數(shù)范圍的選擇五. 測量條件的選擇1. 入射光波長的選擇 :一般選擇最大吸收波長max若有干擾按實(shí)際情況而定波長選擇適當(dāng)，可提高靈敏度和準(zhǔn)確性原則： 吸收最大，干擾最小五. 測量條件的選擇2.參比溶液的選擇在測定波長處溶劑空白試樣空白試劑空白試樣+掩蔽劑+顯色劑

13、無色無色無色有色無色無色無色略有略有試樣顯色劑其他試劑參比溶液有色有色其他組分有色五. 測量條件的選擇選擇的原則選擇的意義：扣除非待測組分的吸收，可獲得被測定溶液真實(shí)的吸光度。3. 讀數(shù)范圍的選擇選擇的原因 :因?yàn)槲舛韧腹舛瓤潭葧r的誤差（A的標(biāo)尺是對數(shù)標(biāo)尺，刻度不均勻）。（bc）濃度相對誤差透光度讀數(shù)絕對誤差五. 測量條件的選擇結(jié)論 ：T%=10%70%A=1.00.15不同透光度的相對誤差 T=1T% T% T% 95 20.8 60 3.3 20 3.290 10.7 50 2.9 10 4.380 5.6 40 2.7 5 6.770 4.0 30 2.8 1 22.0透光度TA的讀數(shù)范圍為：T=1由讀數(shù)引起的濃度相對誤差最小Tmin= 36.8%Amin=0.434T與濃度讀數(shù)誤差的關(guān)系曲線 ：36.8%五. 測量條件的選擇1. 單組分含量測定3. 高含量的組分測定示差法六. 具體應(yīng)用2. 多組分含量測定1、單組分含量的測定Ac/molL-1Axcx步驟:注意 :標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的配制方法，工作曲線的制作和樣品測定時，所使用的儀器、條件必須一致。c1A測量六. 具體應(yīng)用1選擇顯色反應(yīng)2）選擇顯色劑3）優(yōu)化顯色反應(yīng)條件4）選擇檢測波長5）選擇合適的濃度6）選擇參比溶液7）建立標(biāo)準(zhǔn)