無機及分析化學(xué)第十一章 分光光度法課件

1、第八章分光光度法本章內(nèi)容第四節(jié) 分光光度法測量誤差和測量條件 的選擇第二節(jié) 顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第三節(jié) 分光光度法的方法及特點 第五節(jié) 吸光光度光法的應(yīng)用第一節(jié) 分光光度法的基本原理 紅外吸收光譜法：吸收光波長范圍2.51000 m ,主要用于有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定。 紫外分光光度法：吸收光波長范圍200400 nm（近紫外區(qū)） ，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。 可見分光光度法：吸收光波長范圍400750 nm ，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。分光光度法的類型 吸光光度法是基于被測物質(zhì)對光具有選擇性吸收而建立起來的分析方法。它包括比色法和吸光光度法。1.靈敏度高，吸光光度法常用于測定物質(zhì)中的適用于微

2、量分析(0.0010.0001%)下限為10-5 10-6 mol/L。2.準確度較高，相對誤差為2% 5%。由于光度法多是用來測定微量組分的，故由此引出的絕對誤差并不大，完全能夠滿足微量組分的測定要求。 3.快速簡便,一般只經(jīng)過顯色和測量吸光度兩個步驟 4.應(yīng)用廣泛,幾乎所有的無機離子和許多有機化合物都可直接或間接地用吸光光度法測定。例如生物體內(nèi)微量組分的測定、藥物分析、環(huán)境及衛(wèi)生分析等。吸光光度法的特點 吸光光度法主要應(yīng)用于測定試樣中微量組分的含量，所以與化學(xué)分析法相比，其特點是：第一節(jié) 分光光度法的基本原理一、 有色溶液對光的選擇性吸收二、 光吸收基本原理回本章目錄實驗證明：溶液呈現(xiàn)的顏

3、色是由于溶液中的有色物質(zhì)吸收了某一波長的光所造成的?？梢娢镔|(zhì)呈現(xiàn)的顏色是物質(zhì)對不同波長的光選擇性吸收的結(jié)果，即溶液呈現(xiàn)吸收光的互補色。 如KMnO4吸收綠色光，因此KMnO4溶液呈現(xiàn)紫色。白光青藍青綠黃橙紅紫藍溶液對光的選擇性吸收 將不同波長的光依次透過某濃度一定的溶液，測量不同波長下溶液對光的吸光度，用A作圖，該曲線稱為吸收曲線或吸收光譜 。KMnO4溶液的吸收曲線3、吸收曲線 溶液濃度越大，對光的吸收強度愈大；溶液濃度越小，對光的吸收強度愈小。（3）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度 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)。 （4）在max處吸光

4、度隨濃度變化的幅度最大，所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)?；乇竟?jié)目錄1、透光率T與吸光度A一束平行單色光照射溶液時，光的一部分被吸收，一部分透過溶液，一部分被器皿的表面反射。Io = I + Ia + Ir若入射光強度為Io，吸收光的強度為Ia，透過光強度為I，反射光的強度為Ir，它們的關(guān)系是Io = I +Ia簡化為：二、光吸收基本定律透光率從上式可以看出： 溶液的透光率越大，說明對光的吸收越小，濃度低；相反，透光率越小，溶液對光的吸收越大，濃度高。 朗伯(Lambert) 1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。Ab 1852年比耳(Beer)又提出了光

5、的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A c 2、朗伯比爾定律數(shù)學(xué)表達式： A = K b c 朗伯比爾定律：一束平行單色光通過溶液時，溶液的吸光度A與溶液 的濃度c 和液層厚度b成正比。 K為常數(shù)，表示物質(zhì)對光的吸收能力，與吸光物質(zhì)的本性，入射光的波長及溫度等因素有關(guān)，與濃度c無關(guān)，數(shù)值隨c選擇的單位變化。 摩爾吸光系數(shù)反映了溶液對某一波長的光的吸收能力，常用來衡量顯色反應(yīng)的靈敏度。值愈大，表示該顯色反應(yīng)的靈敏度愈高；反之，值愈小，表示顯色反應(yīng)的靈敏度愈低。 第二節(jié) 顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇一、選擇顯色反應(yīng)的一般標準 二、顯色條件的選擇回本章目錄在分光光度分析中，利用顯色反應(yīng)把待測組分

6、X 轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔铮缓笤龠M行測定。使試樣中的被測組分與化學(xué)試劑作用生成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。mX（待測物）nR（顯色劑）XmRn（有色化合物）一、選擇顯色反應(yīng)的一般標準顯色反應(yīng)主要有配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，其中絕大多數(shù)是配位反應(yīng)。1、靈敏度高 選擇 較大(104105)的顯色反應(yīng)。避免共存組分干擾。2、選擇性好 顯色劑只與被測組分反應(yīng)?；蚋蓴_離子容易被消除 3、有色物組成固定 如： Fe3+ + 磺基水楊酸 三磺基水楊酸鐵(黃色) （組成固定） Fe3+ + SCN - FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + （組成不固定）4、有色物穩(wěn)定性高 其它離子干擾才小。5、顯色過程易于控制

7、而且有色化合物與顯色劑之間的顏色差別應(yīng)盡可能大?；乇竟?jié)目錄1、顯色劑用量 ，適當過量。 M 十 R MR (被測離子) (顯色劑) (有色化合物)二、 顯色反應(yīng)條件的選擇 吸光度與顯色劑濃度c的關(guān)系3、溫度4、時間5、溶劑6、共存干擾離子的影響及消除(a) 控制酸度； (b) 加入掩蔽劑； (c) 改變干擾離子價態(tài)； (d) 分離干擾離子?；乇竟?jié)目錄回本章目錄第三節(jié) 分光光度法的方法及特點一、 分光光度法的原理和方法二、 分光光度計的主要部件回本章目錄 先配制一系列濃度不同的標準溶液，然后在同一條件分別測得這些標準溶液的吸光度。以標準溶液濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，得到一條通過原點的直線

8、，稱為標準曲線或工作曲線，然后在相同的條件下，測定待測溶液的吸光度，在標準曲線上即可查得相應(yīng)的濃度cx。 cA標準工作曲線圖Axcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A5(1)、標準（工作）曲線法同條件下分別測定未知液與標準溶液的吸光度Ax和A標，根據(jù)朗伯-比爾定律，應(yīng)有下式：(2) 比較法因為：所以：回本節(jié)目錄二、 分光光度計回本節(jié)目錄回本章目錄1.分光光度計的測定原理 分光光度計的基本原理是用棱鏡或光柵作為分光器，得到高純度的單色光，通過狹縫分出波長范圍很窄的一束光，使其通過有色溶液后，透過光投射到光電元件上，把光訊號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦枺a(chǎn)生光電流，光電流的大小與透過光的強度成正比。光電流的大

9、小可用靈敏檢流計測定，在檢流計上可顯示出相應(yīng)的吸光度或透光率，再求得待測組分的含量。 1、光源：應(yīng)有足夠的發(fā)射強度而且穩(wěn)定，如鎢絲燈、氘燈等。 2、單色器：采用棱鏡或光柵獲得單色光。 3、吸收池：比色皿，厚度有0.5、1、 2、3 cm等。 4、檢測系統(tǒng)：光電池或光電管。光源單色器檢測系統(tǒng)吸收池回本節(jié)目錄回本章目錄2.分光光度計的主要部件 第四節(jié) 分光光度法的測量誤差和 測量條件的選擇一、 分光光度法的誤差來源二、 測量條件的選擇回本章目錄一、 分光光度法的誤差來源1、偏離朗伯-比爾定律引起的誤差(1)單色光純度不夠引起的誤差CA標準工作曲線圖正誤差負誤差(2)溶液中化學(xué)反應(yīng)引起的偏離回本節(jié)目

10、錄（3）介質(zhì)不均勻引起的偏離 待測溶液是膠體溶液、乳濁液或懸浮液時，吸光介質(zhì)不均勻，入射光通過溶液后，會產(chǎn)生光的散射現(xiàn)象，使溶液對光的吸收程度降低，偏離朗伯-比爾定律。2、顯色反應(yīng)條件不同引起的誤差3、儀器誤差回本節(jié)目錄 顯色反應(yīng)的條件，如溶液的酸度、顯色溫度、顯色劑的用量、顯色時間和加入試劑的順序等，對顯色反應(yīng)都有一定的影響。 儀器的測量誤差屬于偶然誤差。 二、 測量條件的選擇4、選擇不同厚度的比色皿。1、選擇合適波長的入射光。選擇溶液最大吸收波長（max）的入射光。 2、控制吸光度在適宜的范圍內(nèi) (A = 0.2-0.8)。3、選擇適當?shù)膮⒈热芤骸?在光度分析中利用參比溶液（空白溶液）來調(diào)節(jié)儀器的零點以消除比色皿、溶劑和試劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差。 回本節(jié)目錄回本章目錄參比溶液的選擇(1)純?nèi)軇┳骺瞻?試液、試劑、顯色劑均無色(2)試劑空白 試液無色、試劑或顯色劑有色(3)試液空白 試液有色、試劑和顯色劑均無色返回入射光的波長的選擇返回第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用鐵的測定 鄰二氮菲是目前測定微量鐵的一種較好試劑。在pH值為2-9的條件下Fe2+離子與鄰二氮菲反應(yīng)生成穩(wěn)定的橘紅色配合物，反應(yīng)式如下： 由于Fe3+離子與鄰二氮菲