《基礎化學》13可見和紫外分光光度法

1、第十三章 可見-紫外分光光度法 Vis-UV Spectrophotometry第一節(jié) 物質的吸收光譜第二節(jié) 分光光度法基本原理第三節(jié) 可見分光光度法第四節(jié) 提高測量靈敏度和準確度的方法1第一節(jié) 物質的吸收光譜一、光的基本性質什么是光？ 光是以電磁波形式傳播的光子流。2. 光的波粒二象性 光的波動性表現(xiàn)在傳播時：C =（衍射） 光的粒子性表現(xiàn)在能量的吸收或輻射時 : E = h 也就是說 ， 光的波長與頻率成反比，波長越小，頻率越大；頻率越大，光子的能量越高。2二、 物質對光的選擇性吸收1. 物質的顏色2.互補色光 若兩種顏色的光可以按適當?shù)膹姸缺壤旌铣砂坠猓瑒t稱這兩種顏色的光為互補色光。紫

2、400紅660橙600黃560綠530青藍500藍450青420白光單色光 : 單一波長的光。復色光 : 含有多種波長的光。33. 物質的顏色與物質對光的吸收 當一束白光照射到某溶液時，如果溶液選擇性地吸收某一頻率的光，那么溶液會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？溶液會呈現(xiàn)出顏色，呈現(xiàn)出它所吸收光的互補色。即: 物質所呈現(xiàn)的顏色就是它所吸收光的互補色。 若物質對光（白光）全不吸收，則呈白色或無色； 若物質對光全部吸收，則呈黑色； 若物質只吸收某一頻率的光（某色光）, 則它就 呈現(xiàn)它所吸收光的互補色。4. 物質的結構與顏色 物質的結構不同, 則吸收光的頻率不同, 顏色不同。4波長 10pm 300pm 200nm

3、400nm 800nm 500mm 1cm 1m光譜 射線 X 射線 紫外光 可見光 紅外光 微波 無線電波可見光的電磁波譜圖5. 電磁波譜電磁波譜圖： 以電磁波的波長大小順序排列的譜圖。5三、 物質的吸收光譜 任何一種溶液對不同波長的光的吸收程度是不同的。若以入射光的波長為橫坐標，以溶液對該波長的吸收程度為縱坐標作圖，可得一曲線，這條曲線稱為該物質的吸收光譜（absorption spectrum), 也稱為吸收曲線(absorption curve).A480 520 560nm max=515nm吸收光譜6 從圖可以看到：1. 同一濃度的溶液對不同波長的光吸收程度不同；2. 同一種物質的

4、不同濃度的溶液，吸收光譜的形狀基本相同，最大吸收波長max也一樣。 在實際測量中，通常選擇max作為測定波長。 吸收光譜說明，一種物質對不同波長的光的吸收程度是不同的。 右圖是三( 鄰二氮菲)合鐵配合物的吸收光譜。7I0 = Ia + It + Ir 在實驗中，標準溶液和被測溶液分別置于同樣質地和厚度的比色杯中，反射光強度Ir大小近似可相互抵消，所以有：I0 = Ia + It 溶液對光的吸收越多，透過的就越少。 I0It IaIr第二節(jié) 分光光度法基本原理一、溶液對光的吸收Ia absorptionIt transmissionIr reflection8二、透光率 (transmittan

5、ce)定義：透射光的強度 It 與入射光的強度I0 的比值 稱為透光率。T = ItI0 透光率是從透射的角度來反映物質對光的吸收的。顯然，透光率越大，表示物質對光的吸收越少。若 T= 0，說明入射光全部被吸收；若 T=1，說明入射光全部被透射，沒有吸收；若 0 T1，說明入射光一部分被吸收，一部分被透射。9三、吸光度(absorbance)定義：透光率的負對數(shù)稱為 吸光度 A。= lgI0ItA= - lgT 吸光度反映著物質對光的吸收程度，吸光度愈大，表示溶液對光的吸收愈多。10二、Lambert- Beer 定律當一適當波長的單色光照射到溶液上時：Lambert定律 當濃度一定時，其吸光

6、 度A與液層的 厚度b成正比： A=k1bBeer 定律 當液層的厚度一定時，其吸光 度A與 濃度c 成正比： A=k2 cLambert- Beer 定律A = b c 摩爾吸光系數(shù)：L mol-1 cm-1c 物質的量濃度：mol L-1b 液層厚度： cm A = a b a 質量吸光系數(shù)：L g -1 cm-1 質量濃度：g L-1b 液層厚度：cm11Lambert- Beer 定律 當一適當波長的單色光照射到溶液上時，溶液的吸光度與濃度與液層的厚度的乘積成正比。 摩爾吸光系數(shù) 與質量吸光系數(shù)a 的 關系： = a M 其比例系數(shù)稱為吸光系數(shù) ( 或 a），它是與溫度、入射光波長和物

7、質本性有關的常數(shù)。 在數(shù)值上， = A / b c 即是單位濃度( 1mol/L) 的溶液，裝在單位厚度(1cm) 的吸收池中，物質所產生的吸光度。 是與b、 c 無關的量。( a 與 類似 )。 吸光系數(shù)越大，表明物質對該波長的單色光越容易吸收，測定的靈敏度也就越高。12光源系統(tǒng) 檢測器 吸收池分光系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器分光光度計五大系統(tǒng)131. 光源系統(tǒng)提供波長范圍為3601000nm的連續(xù)光譜。 可見光光源為鎢燈，要求強度高，穩(wěn)定性好。2. 分光系統(tǒng)提供所需波長的單色光。 單色器將光源發(fā)出的復色光分光，提供足夠 強度和純度的單色光。3. 吸收池用來盛放溶液的容器（比色皿）。 可見光區(qū)用光學玻璃，

8、要求光潔、透明。4. 檢測系統(tǒng)進行光電轉換及信號放大。 由光電管、放大器構成，將光信號轉變成電 信號，并放大。 5. 輸出系統(tǒng) 數(shù)據(jù)輸出。 由指示器、數(shù)字顯示器和打印器等裝置構成。14二、測定方法分光光度法主要用于定量分析，即測定已知物質的含量。（一）標準對照法以測定待測物質的濃度Cx為例：先配制一個待測物質的標準溶液CS；測出該待測物質標準溶液的吸光值AS；再測出待測物質未知濃度的X 溶液的吸光值Ax根據(jù)Lambert-Beer定律：A = abc有 AS / CS = Ax / Cx ，于是有 Cx = CS （ Ax / AS ） 此方法的優(yōu)點：簡便、快速； 缺點：無法避免偶然誤差。15（二）標準曲線法仍以測定待測物質物質的濃度Cx為例：先配制一系列X 的標準溶液C1、 C2、 C3、 C4、. ；分別測出待測物質各標準溶液的吸光值A1 、 A2 、 A3 、4 、 . ；以C為橫坐標，A為縱坐標做出標準曲線；A 40 80 120 160 2000.8 0.60.40.20.0c（mg/L）=550nm5. 從標準曲線上找出 Ax 所對應的濃度Cx 。CxA x4. 再測出未知濃度的待測物質溶液的吸光值A x ；161. 溶劑空白除被測物以外，其他溶劑