吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類課件

1、吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類可見分光光度法: 是根據(jù)物質(zhì)對(duì)可見光區(qū)某一波長(zhǎng)光的吸收程度來確定含量的分析方法。 與化學(xué)分析法相比，主要有以下一些特點(diǎn)：可見分光光度法:吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類課件吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類課件二、光吸收曲線（吸收光譜或吸收曲線） 由圖可見，KMnO4溶液選擇性地吸收了525nm附近的綠青色光，而對(duì)其互補(bǔ)色光400nm附近的紫色光幾乎不吸收。故溶液顯紫色。 吸光度最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為該物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)。二、光吸收曲線（吸收光譜或吸收曲線

2、） 由圖可見，KM 吸收曲線的形狀和最大吸收波長(zhǎng)的位置取決于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，不同的物質(zhì)因其分子結(jié)構(gòu)不同而具有各自特征的吸收曲線，據(jù)此也可以進(jìn)行物質(zhì)的定性分析。 吸收曲線的形狀和最大吸收波長(zhǎng)的位置取決于物質(zhì) 對(duì)于同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和最大吸收波長(zhǎng)的位置不變，只是在同一波長(zhǎng)下吸光度隨著濃度的增大而增大，據(jù)此可以進(jìn)行物質(zhì)的定量分析。 對(duì)于同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和最 顯然，在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度的靈敏度最高，因此吸收曲線是吸光光度法選擇測(cè)量波長(zhǎng)的依據(jù)。 如果沒有其它干擾，一般都是選擇最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)量波長(zhǎng)。 顯然，在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度的靈敏度最高三、光吸收的基本

3、定律（朗伯-比爾定律）1、朗伯-比爾定律的由來 1729年和1760年；布格和朗伯： 闡明了物質(zhì)對(duì)光的吸收程度與吸收層厚度之間的關(guān)系。三、光吸收的基本定律（朗伯-比爾定律） 1852年；比爾： 闡明了物質(zhì)對(duì)光的吸收程度與溶液濃度之間的關(guān)系。 由比爾將二者結(jié)合起來，就得到布格-朗伯-比爾定律，一般叫做朗伯-比爾定律。 1852年；比爾： 由比爾將二者結(jié)合起2、朗伯-比爾定律的推導(dǎo)（數(shù)學(xué)表達(dá)式）(略）2、朗伯-比爾定律的推導(dǎo)（數(shù)學(xué)表達(dá)式）(略）3、靈敏度的表示方法(1)吸收系數(shù)a（吸光系數(shù)a ） 當(dāng)液層厚度b以cm為單位、吸光物質(zhì)的濃度c以gL-1為單位時(shí)，K用a表示，稱為吸收系數(shù)，其單位為L(zhǎng)g-

4、1cm-1。此時(shí)朗伯-比爾定律表示為 A=abc3、靈敏度的表示方法(1)吸收系數(shù)a（吸光系數(shù)a ）(2)摩爾吸光系數(shù) 當(dāng)液層厚度b以cm為單位、吸光物質(zhì)的濃度c以molL-1為單位時(shí)，K用表示，稱為摩爾吸收系數(shù)，其單位為L(zhǎng)mol-1cm-1。此時(shí)朗伯-比爾定律表示為 A= bc(2)摩爾吸光系數(shù)(3)桑德爾靈敏度S 定義：當(dāng)光度儀器的檢測(cè)極限為A=0.001時(shí)（即儀器所能檢測(cè)出的最小吸光度值），單位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量，其單位為 。 S與的關(guān)系： S=M/(3)桑德爾靈敏度S 例題：用鄰二氮菲分光光度法測(cè)鐵。已知溶液中Fe2+的濃度為500 ugL-1，比色皿厚度為2cm

5、，在508nm處，測(cè)得吸光度A=0.190。求吸收系數(shù)a，摩爾吸收系數(shù)和桑德爾靈敏度S。 例題：用鄰二氮菲分光光度法測(cè)鐵。已知溶液中Fe2+的 在實(shí)際分析中，需作標(biāo)準(zhǔn)曲線，據(jù)A=bc應(yīng)得一直線。但情況可能如右圖所示。 原因較多：有來自儀器方面的；有來自溶液方面的；還有其它方面的，等等。 三、偏離朗伯-比爾定律的因素 在實(shí)際分析中，需作標(biāo)準(zhǔn)曲線，據(jù)A=bc應(yīng)得一直線 其主要原因是測(cè)定時(shí)的實(shí)際情況不完全符合使朗伯-比爾定律成立的前提條件。 其主要原因是測(cè)定時(shí)的實(shí)際情況不完全符合使朗伯-比爾一、物理因素（主要來自儀器方面）1、單色光不純（非單色光）所引起的偏離 朗伯-比爾定律的重要假設(shè)條件之一是入射

6、光為單色光，但實(shí)際上用各種方式從光源分離出來的都是具有一定波長(zhǎng)范圍的光譜帶，以它作為人射光，就有可能導(dǎo)致對(duì)朗伯-比爾定律的偏離。一、物理因素（主要來自儀器方面）2、非平行入射光引起的偏離 朗伯-比爾定律要求采用平行光束垂直入射。若入射光束為非平行光，就不能保證光束全部垂直通過吸收池，可能導(dǎo)致光束的平均光程大于吸收池厚度，實(shí)際測(cè)得的吸光度將大于理論值，從而產(chǎn)生正偏離。2、非平行入射光引起的偏離3、介質(zhì)不均勻引起的偏離（入射光被散射） 朗伯-比爾定律要求吸光物質(zhì)的溶液是均勻非散射的。若溶液不均勻，如產(chǎn)生膠體或發(fā)生渾濁，當(dāng)入射光通過該溶液時(shí)，除了一部分被吸收外，還有一部分就會(huì)因散射而損失，使透射比減

7、小，實(shí)測(cè)的吸光度偏高。此時(shí)該吸光物質(zhì)的濃度越大，對(duì)光的散射現(xiàn)象越嚴(yán)重，實(shí)測(cè)吸光度值偏高得越多，從而使標(biāo)準(zhǔn)曲線的上部偏離直線向吸光度軸彎曲，即對(duì)朗伯-比爾定律產(chǎn)生正偏離。3、介質(zhì)不均勻引起的偏離（入射光被散射）二、化學(xué)因素1、平衡效應(yīng)2、酸效應(yīng)3、溶劑效應(yīng)二、化學(xué)因素8-3 可見分光光度計(jì) 分光光度計(jì)的種類和型號(hào)雖然眾多，但基本都由以下五部分組成： 一、光源：6-12V的低壓鎢絲燈；400-2500nm 二、單色器(分光系統(tǒng)):棱鏡或光柵 三、吸收池：規(guī)格有：0.5cm,1cm,2cm,3cm四種 四、檢測(cè)系統(tǒng)：光電轉(zhuǎn)換；光電倍增管 五、顯示系統(tǒng)：顯示信號(hào)；吸光度或透光度8-3 可見分光光度計(jì)

8、分光光度計(jì)的種類8-4 吸光光度法分析條件的選擇 在光度分析中，一般需先選擇適當(dāng)?shù)脑噭┡c試樣中的待測(cè)組分反應(yīng)使之生成有色化合物，然后再進(jìn)行測(cè)定。 因此，分析條件的選擇包括反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇。8-4 吸光光度法分析條件的選擇 在光度一、顯色反應(yīng)及其條件的選擇（一）顯色反應(yīng)和顯色劑1、概念： 顯色反應(yīng)：將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)。 M + R = MR 顯色劑：能與被測(cè)組分反應(yīng)使之生成有色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑。一、顯色反應(yīng)及其條件的選擇2、顯色反應(yīng)分類： 可分為氧化還原反應(yīng)和絡(luò)合反應(yīng)兩類。3、顯色劑分類： 可分為無機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑兩類。2、顯色反應(yīng)分類：選擇顯色反應(yīng)或顯

9、色劑的注意事項(xiàng)：1、選擇性好。2、靈敏度要高。3、對(duì)比度要大。指有色化合物與顯色劑兩者的最大吸收波長(zhǎng)的差別要大，一般要求相差60nm以上。4、有色化合物要穩(wěn)定，組成要恒定。5、顯色反應(yīng)的條件要易于控制。選擇顯色反應(yīng)或顯色劑的注意事項(xiàng)：二、吸光光度法的測(cè)量誤差及測(cè)量條件的選擇 光度法的誤差除各種化學(xué)因素外，還有因儀器精度不夠，測(cè)量不準(zhǔn)所帶來的誤差。 （一)儀器測(cè)量誤差 儀器測(cè)量誤差是指在測(cè)量吸光度或透射比時(shí)所產(chǎn)生的誤差。它來源于很多方面。如光源和檢測(cè)器的不穩(wěn)定性、吸收池位置的不確定性以及讀數(shù)的不準(zhǔn)確性等。普通分光光度計(jì)主要的儀器測(cè)量誤差是表頭透射比的讀數(shù)誤差。二、吸光光度法的測(cè)量誤差及測(cè)量條件的

10、選擇 光度計(jì)的讀數(shù)標(biāo)尺上透射比T的刻度是均勻的，故透射比的讀數(shù)誤差T(絕對(duì)誤差)與T本身的大小無關(guān)，對(duì)于一臺(tái)給定的儀器它基本上是常數(shù)，一般在0.002-0.01之間，僅與儀器自身的精度有關(guān)。 但光度分析的目的是通過T測(cè)得溶液的濃度c，由讀數(shù)誤差T引起的被測(cè)組分濃度測(cè)量的相對(duì)誤差用c/c表示(其中c為濃度的絕對(duì)誤差)。 光度計(jì)的讀數(shù)標(biāo)尺上透射比T的刻度是均勻的，故透射比的（二）測(cè)量條件的選擇 1、測(cè)量波長(zhǎng)的選擇 2、吸光度范圍的控制 0.150-0.800 3、參比溶液的選擇（二）測(cè)量條件的選擇8-5 吸光光度法的應(yīng)用 一、多組分的同時(shí)測(cè)定 依據(jù)1、吸光度具有加合性； 2、K= ()即總吸光度為

11、各個(gè)組分吸光度的總和,如右圖所示。 在每一組分的最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)量總吸光度時(shí)，它們有下列的關(guān)系：8-5 吸光光度法的應(yīng)用 一、多組分的同時(shí)測(cè)定 兩個(gè)方程6個(gè)未知數(shù)，其中四個(gè)摩爾吸光系數(shù)可以從M和N的標(biāo)準(zhǔn)溶液獲得。 兩個(gè)方程6個(gè)未知數(shù)，其中四個(gè)摩爾吸光系數(shù)可以從M和二、差示分光光度法 分光光度法主要用于測(cè)定試樣中的微量組分。當(dāng)用用于測(cè)定高合量組分時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大誤差。利用差示分光光度法，就可克服這一缺點(diǎn)。 差示光度法:是用一個(gè)比試液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液(Cs)作參比溶液與試樣溶液(Cx)進(jìn)行比較。根據(jù)朗伯-比爾定律，得：二、差示分光光度法 As=KbCs Ax=KbCx因 Cx Cs , 兩式相減,

12、得: Ax-As=Kb(Cx-Cs)=KbC A=KbC即兩溶液吸光度之差與濃度之差成正比。用A對(duì)C作圖，可得一條工作曲線。這就是差示光度法的工作原理。 As=KbCs三、酸堿離解常數(shù)的測(cè)定 如果一種有機(jī)化合的酸性官能團(tuán)或堿性官能團(tuán)是發(fā)色團(tuán)的一部分，則該物質(zhì)的吸收光譜隨溶液的pH值而改變。且可從不同pH值時(shí)所獲得的吸光度測(cè)定該物質(zhì)的高解常數(shù)。作圖法測(cè)定離解常數(shù)三、酸堿離解常數(shù)的測(cè)定作圖法測(cè)定離解常數(shù)四、絡(luò)合物組成的測(cè)定1、摩爾比法（飽和法） 設(shè)配位反應(yīng)為 mM+nR=MmRn四、絡(luò)合物組成的測(cè)定 此法是固定一種組分(通常是金屬離子M)的濃度，改變絡(luò)合劑(R)的濃度，得到一系列R/M比值不同的溶液，并配制相應(yīng)的試劑空白作參比液，分別測(cè)定其吸光度。以吸光度A對(duì)R/M作圖。 曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值即為配合物的配位比。即CM:CR=m:n吸光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來的一類課件 隨著絡(luò)合劑量逐漸增加，生成的絡(luò)合物便不斷增多。當(dāng)絡(luò)合劑增加到一定濃度時(shí)，吸光度不再增大，如右圖所示。 圖中曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)不敏銳，是由于絡(luò)合物解離造成的。運(yùn)用外推法得一交點(diǎn)，從交點(diǎn)向橫坐標(biāo)作垂線，對(duì)