儀器分析PPT04 紫外可見(jiàn)分光光度法

1、第4-紫外分光光度法吸光光度法4.1 概述4.2 吸光光度法基本原理4.3 分光光度計(jì)4.4 顯色反應(yīng)及影響因素4.5 光度分析法的設(shè)計(jì)4.6 吸光光度法的誤差4.7 常用的吸光光度法4.8 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱分光光度法，屬于分子吸收光譜分析方法 基于外層電子躍遷4.1 概述吸收光譜發(fā)射光譜散射光譜分子光譜原子光譜1 吸收光譜產(chǎn)生的原因 光:一種電磁波,波粒二象性 光譜名稱波長(zhǎng)范圍X射線0.110nm遠(yuǎn)紫外光10200nm近紫外光200400nm可見(jiàn)光400750nm近紅外光0.752.5um中紅外光2.55.0um遠(yuǎn)紅外光5.01000um微波0.1100

2、cm無(wú)線電波11000m當(dāng)光子的能量與分子的E匹配時(shí)，就會(huì)吸收光子 E=hu=hc/l 基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來(lái)的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。 分為:光譜分析法和非光譜分析法。 光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通過(guò)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)度來(lái)進(jìn)行分析的方法。 物質(zhì)的顏色吸收光 顏色波長(zhǎng)范圍( l ,nm)黃綠黃橙紅紫紅紫藍(lán)綠藍(lán)藍(lán)綠紫藍(lán)綠藍(lán)藍(lán)綠綠黃綠黃橙紅400-450450-480480-490490-500500-560560-580580-600600-650650-7502 物質(zhì)顏色和其吸收光關(guān)系互補(bǔ)色吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下吸收光的強(qiáng)度大小 A

3、l關(guān)系最大吸收波長(zhǎng) lmax：光吸收最大處的波長(zhǎng)3 一些基本名詞和概念lmax對(duì)比度(l):絡(luò)合物最大吸收波長(zhǎng)(lMRmax)與試劑最大吸收波(lRmax)之差l2. 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線E = E2 - E1 = h ：量子化 ；選擇性吸收吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng) max用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度光的互補(bǔ)：藍(lán) 黃吸收曲線的討論：同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)max不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似max不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和max則不同。吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。不同濃度的

4、同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度 A 有差異，在max處吸光度A 的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。3.紫外可見(jiàn)分子吸收光譜與電子躍遷物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式： 1.電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)， 2.原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng) 3.分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)。分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量。分子的內(nèi)能：電子能量Ee 、振動(dòng)能量Ev 、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er 即 e+v+r evr 能級(jí)躍遷 電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)，總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)

5、間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。討論：（1） 轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差r：0.0050.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；（2）振動(dòng)能級(jí)的能量差v約為：0.05eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光譜；（3）電子能級(jí)的能量差e較大120eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外可見(jiàn)光區(qū)，紫外可見(jiàn)光譜或分子的電子光譜。（4）吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況，是物質(zhì)定性的依據(jù)。（5）吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最

6、大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩爾吸光系數(shù)max也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的max有時(shí)可能相同，但max不一定相同；（6）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，定量分析的依據(jù)。三、分子吸收光譜與電子躍遷1紫外可見(jiàn)吸收光譜 有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜，是其分子中外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果：電子、電子、n電子。分子軌道理論：一個(gè)成鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處于分子軌道的基態(tài)，即成鍵軌道或非鍵軌道上。 當(dāng)外層電子吸收紫外或可見(jiàn)輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序?yàn)椋簄 n 躍遷 所需能量最大，電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜

7、出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(吸收波長(zhǎng)200nm。這類躍遷在躍遷選律上屬于禁阻躍遷，摩爾吸光系數(shù)一般為10100Lmol1 cm1，吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)生n 躍遷。丙酮n躍遷的max為275nm max為22 Lmol1 cm 1（溶劑環(huán)己烷)。生色團(tuán)與助色團(tuán)生色團(tuán)： 最有用的紫外可見(jiàn)光譜是由和n躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基CN等。助色團(tuán)： 有一些含有n電子的基團(tuán)(如OH、OR、NH、NHR、X等)，它們本身沒(méi)有生色功能(不能吸收200n

8、m的光)，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加)，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。紅移與藍(lán)移 有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩL(zhǎng)max和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化: max向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移 (或紫移)。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)，如圖所示。2.金屬配合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜 金屬離子與配位體反應(yīng)生成配合物的顏色一般不同于游離金屬離子(水合離子)和配位體本身的顏色。金屬配合物的生色機(jī)理主要有三種類型：配位體微擾的金屬離子d一d電子躍遷和一電子躍遷 摩爾吸收系

9、數(shù)很小，對(duì)定量分析意義不大。金屬離子微擾的配位體內(nèi)電子躍遷 金屬離子的微擾，將引起配位體吸收波長(zhǎng)和強(qiáng)度的變化。變化與成鍵性質(zhì)有關(guān)，若靜電引力結(jié)合，變化一般很小。若共價(jià)鍵和配位鍵結(jié)合，則變化非常明顯。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜 在分光光度法中具有重要意義。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜 當(dāng)吸收紫外可見(jiàn)輻射后，分子中原定域在金屬M(fèi)軌道上電荷的轉(zhuǎn)移到配位體L的軌道，或按相反方向轉(zhuǎn)移，這種躍遷稱為電荷轉(zhuǎn)移躍遷，所產(chǎn)生的吸收光譜稱為荷移光譜。 電荷轉(zhuǎn)移躍遷本質(zhì)上屬于分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)，因此呈現(xiàn)荷移光譜的必要條件是構(gòu)成分子的二組分，一個(gè)為電子給予體，另一個(gè)應(yīng)為電子接受體。 電荷轉(zhuǎn)移躍遷在躍遷選律上屬于允許躍遷，其摩爾吸光系數(shù)一般

10、都較大(10 4左右)，適宜于微量金屬的檢出和測(cè)定。 電荷轉(zhuǎn)移躍遷在紫外區(qū)或可見(jiàn)光呈現(xiàn)荷移光譜，荷移光譜的最大吸收波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度與電荷轉(zhuǎn)移的難易程度有關(guān)。 例：Fe3與SCN形成血紅色配合物，在490nm處有強(qiáng)吸收峰。其實(shí)質(zhì)是發(fā)生了如下反應(yīng)： Fe3 SCN h= Fe SCN 2 四 化合物紫外可見(jiàn)光譜的產(chǎn)生(一)有機(jī)化合物紫外-可見(jiàn)吸收光譜1，飽和烴及其取代衍生物 飽和烴類分子中只含有鍵，因此只能產(chǎn)生*躍遷，即電子從成鍵軌道（ ）躍遷到反鍵軌道（ *）。飽和烴的最大吸收峰一般小于150nm，已超出紫外、可見(jiàn)分光光度計(jì)的測(cè)量范圍。 飽和烴的取代衍生物如鹵代烴，其鹵素原子上存在n電子，可產(chǎn)生n

11、* 的躍遷。 n* 的能量低于*。 例如，CH3Cl、CH3Br和CH3I的n* 躍遷分別出現(xiàn)在173、204和258nm處。這些數(shù)據(jù)不僅說(shuō)明氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相應(yīng)的吸收波長(zhǎng)發(fā)生了紅移，顯示了助色團(tuán)的助色作用。 直接用烷烴和鹵代烴的紫外吸收光譜分析這些化合物的實(shí)用價(jià)值不大。但是它們是測(cè)定紫外和（或）可見(jiàn)吸收光譜的良好溶劑。 2，不飽和烴及共軛烯烴 在不飽和烴類分子中，除含有鍵外，還含有鍵，它們可以產(chǎn)生*和*兩種躍遷。 *躍遷的能量小于 *躍遷。例如，在乙烯分子中， *躍遷最大吸收波長(zhǎng)為180nm 在不飽和烴類分子中，當(dāng)有兩個(gè)以上的雙鍵共軛時(shí)，隨著共軛系統(tǒng)的延長(zhǎng)， *躍遷的吸收帶 將明

12、顯向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，吸收強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。在共軛體系中， *躍遷產(chǎn)生的吸收帶又稱為K帶。 3，羰基化合物 羰基化合物含有C=O基團(tuán)。 C=O基團(tuán)主要可產(chǎn)生*、 n* 、n*三個(gè)吸收帶， n*吸收帶又稱R帶，落于近紫外或紫外光區(qū)。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮這類物質(zhì)與羧酸及羧酸的衍生物在結(jié)構(gòu)上的差異，因此它們n*吸收帶的光區(qū)稍有不同。 羧酸及羧酸的衍生物雖然也有n*吸收帶，但是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接連結(jié)含有未共用電子對(duì)的助色團(tuán)，如-OH、-Cl、-OR等，由于這些助色團(tuán)上的n電子與羰基雙鍵的電子產(chǎn)生n共軛，導(dǎo)致*軌道的能級(jí)有所提高，但這種共軛作用

13、并不能改變n軌道的能級(jí)，因此實(shí)現(xiàn)n* 躍遷所需的能量變大，使n*吸收帶藍(lán)移至210nm左右。4，苯及其衍生物 苯有三個(gè)吸收帶，它們都是由*躍遷引起的。E1帶出現(xiàn)在180nm（MAX = 60，000）； E2帶出現(xiàn)在204nm（ MAX = 8，000 ）；B帶出現(xiàn)在255nm （MAX = 200）。在氣態(tài)或非極性溶劑中，苯及其許多同系物的B譜帶有許多的精細(xì)結(jié)構(gòu)，這是由于振動(dòng)躍遷在基態(tài)電子上的躍遷上的疊加而引起的。在極性溶劑中，這些精細(xì)結(jié)構(gòu)消失。當(dāng)苯環(huán)上有取代基時(shí)，苯的三個(gè)特征譜帶都會(huì)發(fā)生顯著的變化，其中影響較大的是E2帶和B譜帶。 5，稠環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物 稠環(huán)芳烴，如奈、蒽、芘等，均顯示

14、苯的三個(gè)吸收帶，但是與苯本身相比較，這三個(gè)吸收帶均發(fā)生紅移，且強(qiáng)度增加。隨著苯環(huán)數(shù)目的增多，吸收波長(zhǎng)紅移越多，吸收強(qiáng)度也相應(yīng)增加。 當(dāng)芳環(huán)上的-CH基團(tuán)被氮原子取代后，則相應(yīng)的氮雜環(huán)化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光譜，與相應(yīng)的碳化合物極為相似，即吡啶與苯相似，喹啉與奈相似。此外，由于引入含有n電子的N原子的，這類雜環(huán)化合物還可能產(chǎn)生n*吸收帶。(二) 、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜 產(chǎn)生無(wú)機(jī)化合物紫外、可見(jiàn)吸收光譜的電子躍遷形式，一般分為兩大類：電荷遷移躍遷和配位場(chǎng)躍遷。1.電荷遷移躍遷 無(wú)機(jī)配合物有電荷遷移躍遷產(chǎn)生的電荷遷移吸收光譜。 在配合物的中心離子和配位體中，當(dāng)一個(gè)電子由配體的軌道躍遷

15、到與中心離子相關(guān)的軌道上時(shí)，可產(chǎn)生電荷遷移吸收光譜。 不少過(guò)度金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反應(yīng)所生成的配合物以及許多水合無(wú)機(jī)離子，均可產(chǎn)生電荷遷移躍遷。 此外，一些具有d10電子結(jié)構(gòu)的過(guò)度元素形成的鹵化物及硫化物，如AgBr、HgS等，也是由于這類躍遷而產(chǎn)生顏色。 電荷遷移吸收光譜出現(xiàn)的波長(zhǎng)位置，取決于電子給予體和電子接受體相應(yīng)電子軌道的能量差。2. 配位場(chǎng)躍遷 配位場(chǎng)躍遷包括d - d 躍遷和f - f 躍遷。元素周期表中第四、五周期的過(guò)度金屬元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別含有4f和5f軌道。在配體的存在下，過(guò)度元素五 個(gè)能量相等的d軌道和鑭系元素七個(gè)能量相等的f軌道分別分裂成幾

16、組能量不等的d軌道和f軌道。 當(dāng)它們的離子吸收光能后，低能態(tài)的d電子或f電子可以分別躍遷至高能態(tài)的d或f軌道，這兩類躍遷分別稱為d - d 躍遷和f - f 躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場(chǎng)作用下才可能發(fā)生，因此又稱為配位場(chǎng)躍遷。（三）、溶劑對(duì)紫外、可見(jiàn)吸收光譜的影響 溶劑對(duì)紫外可見(jiàn)光譜的影響較為復(fù)雜。改變?nèi)軇┑臉O性，會(huì)引起吸收帶形狀的變化。例如，當(dāng)溶劑的極性由非極性改變到極性時(shí)，精細(xì)結(jié)構(gòu)消失，吸收帶變向平滑。 改變?nèi)軇┑臉O性，還會(huì)使吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)發(fā)生變化。下表為溶劑對(duì)亞異丙酮紫外吸收光譜的影響。 正己烷 CHCl3 CH3OH H2O * max/nm 230 238 237 2

17、43 n *max/nm 329 315 309 305 由上表可以看出，當(dāng)溶劑的極性增大時(shí)，由n * 躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生藍(lán)移，而由* 躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移。 由于溶劑對(duì)電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對(duì)照時(shí)也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進(jìn)行紫外光譜法分析時(shí)，必須正確選擇溶劑。 選擇溶劑時(shí)注意下列幾點(diǎn)：（1）溶劑應(yīng)能很好地溶解被測(cè)試樣，溶劑對(duì)溶質(zhì)應(yīng)該是惰性的。即所成溶液應(yīng)具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性。 （2）在溶解度允許的范圍內(nèi)，盡量選擇極性較小的溶劑。（3）溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)應(yīng)無(wú)明顯吸收。4 朗伯-比爾定律光吸收定律朗伯-

18、比爾(Lambert-Beer)定律吸光光度法的理論依據(jù)，研究光吸收的最基本定律I0 = Ir + It + IaI0 = It + IaI0IrItIa T = It / I0 , T: 透射比或透光度 A=lg (I0 / It )lg(1/T), A:吸光度朗伯定律（1760年）：光吸收與溶液層厚度成正比比爾定律（1852年）：光吸收與溶液濃度成正比吸收定律的推導(dǎo)Lambert Beer LawI0dbbItII-dIdI N IN ：薄層中的吸光粒子數(shù)N = N0 c dS dbN0 ：阿伏加德羅常數(shù) dS ：捕獲面積，薄層中光照射的面積c：吸光溶液的濃度N = k c db故 dI

19、N I = I k c dbdI = - I k c db ,dI / I = - k c db積分得或得透光率 （透射比）Transmittance透光率定義：T 取值為0.0 % 100.0 %全部吸收T = 0.0 %全部透射T = 100.0 %基本公式：A=KbC常用公式：A=bC規(guī) 定： 摩爾吸光系數(shù) 單位：L/molcm 光程b 單位：cm 濃度C 單位：mol/L透光度 T transmittance T = I / I0吸光度 A absorbance A= - lg T = lg I0 / I注意！ 當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液的濃度及光程（溶液

20、的厚度）成正比關(guān)系朗伯比爾定律 光吸收定律 數(shù)學(xué)表達(dá)：Alg(1/T)=Kbc其中，A:吸光度，T:透射比， K:比例常數(shù)，b:溶液厚度，c:溶液濃度注意： 平行單色光 均相介質(zhì) 無(wú)發(fā)射、散射或光化學(xué)反應(yīng)摩爾吸光系數(shù) e靈敏度表示方法A = e bcA = Kbcc: mol/Le 表示物質(zhì)的濃度為1mol/L,液層厚度為1cm時(shí)溶液的吸光度。單位： (Lmol-1 cm-1) c: g/LA = abc a: 吸光系數(shù)桑德?tīng)?Sandell)靈敏度： S 當(dāng)儀器檢測(cè)吸光度為0.001時(shí)，單位截面積光程內(nèi)所能檢測(cè)到的吸光物質(zhì)的最低含量。 單位：mg/cm2 S=M/e 氯磺酚S測(cè)定鋼中的鈮 5

21、0ml容量瓶中有Nb30g，用2cm比色池，在650nm測(cè)定光吸收，A0.43,求S. (Nb原子量92.91)。有兩種做法：根據(jù)A=bC,求3.3104 Lmol-1cm-1 桑德?tīng)?Sandell)靈敏度： S 當(dāng)儀器檢測(cè)吸光度為0.001時(shí)，單位截面積光程內(nèi)所能檢測(cè)到的吸光物質(zhì)的最低含量。 單位：mg/cm2 S=M/e 吸光度的加和性A1 = e1bc1A2 = e2bc2A = e1bc1+ e2bc2 根據(jù)吸光度的加和性可以進(jìn)行多組分的測(cè)定以及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定在某一波長(zhǎng)，溶液中含有對(duì)該波長(zhǎng)的光產(chǎn)生吸收的多種物質(zhì)，那么溶液的總吸光度等于溶液中各個(gè)吸光物質(zhì)的吸光度之和1 分光

22、光度計(jì)的組成光源單色器樣品池檢測(cè)器讀出系統(tǒng)4.3 分光光度計(jì)2. Lambert-Beer定律的偏離按照Lambert-Beer定律Ac 有線性關(guān)系: A=e bc但有時(shí)會(huì)發(fā)生偏離,特別在濃度較大時(shí), 偏離更大.原因:1)非單色光 2)化學(xué)因素:離解、締合、異構(gòu)化等 Ac03 光度分析的方法和儀器1.測(cè)定方法 1). 目視比色法 2).分光光度法 定量方法 標(biāo)準(zhǔn)曲線法 標(biāo)準(zhǔn)比較法 As/Ax=Cs/CxAcAxcx0光度分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線目視比色法標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品特點(diǎn)利用自然光比較吸收光的互補(bǔ)色光準(zhǔn)確度低（半定量）不可分辨多組分方法簡(jiǎn)便，靈敏度高光電比色法分光光度法（紫外-可見(jiàn)分光光度法）UV-V

23、IS0.575光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示I0It參比樣品未考慮吸收池和溶劑對(duì)光子的作用注意比較常用光源光源波長(zhǎng)范圍(nm)適用于氫燈185375紫外氘燈185400紫外鎢燈3202500可見(jiàn)，近紅外鹵鎢燈2502000紫外，可見(jiàn)，近紅外氙燈1801000紫外、可見(jiàn)（熒光）能斯特?zé)?0003500紅外空心陰極燈特有原子光譜激光光源特有各種譜學(xué)手段單色器 作用:產(chǎn)生單色光 常用的單色器：棱鏡和光柵樣品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5cm 材質(zhì)：玻璃比色皿可見(jiàn)光區(qū) 石英比色皿可見(jiàn)、紫外光區(qū)檢測(cè)器 作用：接收透射光，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 常用檢測(cè)器： 光電管 光電倍增管

24、光二極管陣列光電管分為紅敏和紫敏，陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用6251000nm波長(zhǎng)；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200625nm波長(zhǎng)4.分光光度法的優(yōu)點(diǎn) 靈敏度高. 10-510-6mol/l 準(zhǔn)確度好. RE =25% 簡(jiǎn)便,快速,成本低,應(yīng)用廣.第4節(jié) 顯色反應(yīng)與測(cè)量條件的選擇一、顯色反應(yīng)的要求 1、定量進(jìn)行； 2、選擇性好； 3、靈敏度高 4、有色物穩(wěn)定性好二 、顯色反應(yīng)條件的選擇 1、顯色劑用量； 2、酸度； 3、顯色時(shí)間； 4、顯色溫度。一。 顯色反應(yīng)和顯色條件1.顯色反應(yīng) 1.靈敏度高. CuNH3 e 620=1.2102 Cu雙硫腙 e 533=5.0104 2.選擇性好

25、 3.顯色產(chǎn)物組成恒定,性質(zhì)穩(wěn)定. 4.顯色產(chǎn)物與顯色劑色差大,顯色 時(shí)顏色變化明顯.試劑空白值小. 2.顯色條件 1)顯色劑的用量（由實(shí)驗(yàn)確定） M + R = MR (被測(cè)組分) (顯色劑) (有色化合物)R過(guò)量,反應(yīng)完全, MR穩(wěn)定,A值穩(wěn)定. AAAC RC RC Rabab000A與C R關(guān)系圖 2)酸度大多數(shù)顯色劑是有機(jī)弱酸(堿),顯色反應(yīng)受酸度影響. M + R MR M(OH)n HROH-H+顯色反應(yīng)最適宜的酸度由實(shí)驗(yàn)確定 磺基水楊酸與Fe3+在不同條件下形成具有不同組成和顏色的配位化合物: pH 23 Fe(ssal)+ pH 47 Fe (ssal)2- pH 810 F

26、e(ssal)33- pH12 Fe(OH)3黃色橙色紫色沉淀 3) 溫度、時(shí)間 適宜的顯色時(shí)間和溫度由實(shí)驗(yàn)確定 At非均勻介質(zhì) 膠體，懸浮、乳濁等對(duì)光產(chǎn)生散射，使實(shí)測(cè)吸光度增加，導(dǎo)致線性關(guān)系上彎4）物理化學(xué)因素離解、締合、異構(gòu)等如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H+2CrO42- PAR的偶氮醌腙式 化學(xué)反應(yīng)5 吸光度測(cè)量條件的選擇1.入射光波長(zhǎng) 1)通常選擇lmax 2) lmax處有干擾時(shí),選擇干擾最小,吸光度盡可能大的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量. 2.參比溶液(空白溶液)在測(cè)定時(shí)用空白溶液調(diào)節(jié)儀器A=0(T =100%),以消除溶液中其它物質(zhì)的干擾,抵消比色皿對(duì)光反射、吸收.1)溶劑空

27、白 試液、試劑、顯色劑均無(wú)色(無(wú)吸收) 則可用溶劑如純水作參比溶液. 2)試劑空白 試液無(wú)色, 顯色劑或其它試劑有色(有吸收), 則應(yīng)選試劑空白.3)試液空白 試劑、顯色劑均無(wú)色(無(wú)吸收),試液中其它組分有色, 則應(yīng)采用不加顯色劑的試液作參比溶液.選擇參比溶液的總原則是:使試液的吸光度能真正反映待測(cè)組分的濃度.3.吸光度讀數(shù)范圍任何型號(hào)的分光光度計(jì)均有一定的讀數(shù)誤差,這是由于光源不穩(wěn)定,讀數(shù)不準(zhǔn)確等因素造成的.一定型號(hào)的分光光度計(jì)透光度讀數(shù)誤差是一常數(shù).（ 0.2 % 2 %）在不同的透光度讀數(shù)范圍內(nèi)引起的濃度相對(duì)誤差是不同的.由Lambert-Beer定律可推導(dǎo)出濃度相對(duì)誤差公式.光度測(cè)量時(shí)

28、,吸光度應(yīng)控制在A=0.20.8 減小濃度測(cè)量的相對(duì)誤差。4.控制吸光度范圍的方法1.改變比色皿的厚度2.改變?cè)囈旱臐舛?稱樣量、稀釋倍數(shù)等)3.示差法5 光度分析法的設(shè)計(jì)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(cè)波長(zhǎng)5. 選擇合適的濃度6. 選擇參比溶液7. 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量條件選擇1 測(cè)定波長(zhǎng)選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性2 測(cè)定濃度控制控制濃度 吸光度A：0.20.8減少測(cè)量誤差3 參比溶液選擇儀器調(diào)零消除吸收池壁和溶液對(duì)入射光的反射 扣除干擾試劑空白試樣空白褪色空白 4 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作依據(jù)：朗伯-比爾定律 相同條件下測(cè)定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光

29、度AAc 作圖最常用的方法1.示差吸光光度法目的：提高光度分析的準(zhǔn)確度和精密度 解決高(低)濃度組分(i.e. A在0.20.8以外)問(wèn)題分類：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差示吸光度法特點(diǎn)： 以標(biāo)準(zhǔn)溶液作空白原理： A相對(duì) = A = bcx- bc0= b c準(zhǔn)確度：讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)展, 相對(duì)誤差減少, c0愈接近c(diǎn)x, 準(zhǔn)確度提高愈顯著4.7 常用的吸光光度法(了解內(nèi)容)2.雙波長(zhǎng)吸光光度法 目的：解決渾濁樣品光度分析 消除背景吸收的干擾 多組分同時(shí)檢測(cè) 原理： A = Al1-Al2 = （l1- l2）b c 波長(zhǎng)對(duì)的選擇： a.等吸光度點(diǎn)法，b.系數(shù)倍率法3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法選l1為參比波長(zhǎng), l2為測(cè)量波長(zhǎng)得 Al1= xl1bcx + yl1bcy Al2= xl2bcx+ yl2bcy A=Al2-Al1= ( x2bcx+ yl2bcy)-( xl1bcx+ yl1bcy)在等吸光度的位置(G, F), yl2 yl1，則上式成為 A=( xl2- xl1）bcx A與cx成正比, 可用于測(cè)定例,苯酚與2,4,6-三氯苯酚(y)混合物中苯酚(x)的雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定。3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法 目的：提高分辨率 去除背景干擾 原理： dnA/dln l 4.8 吸光光度法的應(yīng)