分光光度法-分析化學(xué)課件

第10章吸光光度法10.1概述10.2吸光光度法基本原理10.3分光光度計10.4顯色反應(yīng)及影響因素10.5光度分析法的設(shè)計10.6吸光光度法的誤差10.7常用的吸光光度法10.8吸光光度法的應(yīng)用第10章吸光光度法10.1概述10.0基礎(chǔ)知識分析方法的分類按原理分：化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法光學(xué)分析方法：光譜法，非光譜法電化學(xué)分析法：伏安法，電導(dǎo)分析法等色譜法：液相色譜，氣相色譜，毛細(xì)管電泳其他儀器方法：熱分析按分析任務(wù)：定性分析，定量分析，結(jié)構(gòu)分析按分析對象：無機分析，有機分析，生物分析，環(huán)境分析等10.0基礎(chǔ)知識分析方法的分類特點靈敏度高：測定下限可達(dá)10－5～10－6mol/L,10-4%～10-5%準(zhǔn)確度能夠滿足微量組分的測定要求：相對誤差2～5％（1～2％）操作簡便快速應(yīng)用廣泛吸光光度法是基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。特點吸光光度法是基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而(1)光的基本性質(zhì):電磁波的波粒二象性 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1光的傳播速度:波動性(1)光的基本性質(zhì):電磁波的波粒二象性 c－真空中光速2磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質(zhì)作用光的傳播示意圖磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質(zhì)作用光的傳播示意圖

h－普朗克(Planck)常數(shù)6.626×10-34J·s

－頻率

E－光量子具有的能量單位：J(焦耳)，eV(電子伏特)光量子，具有能量。光的微粒性 h－普朗克(Planck)常數(shù)6.626×10-34J波粒二象性結(jié)論:一定波長的光具有一定的能量，波長越長(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長)的光?；旌瞎猓壕哂胁煌芰?不同波長)的光復(fù)合在一起。真空中:波粒二象性結(jié)論:一定波長的光具有一定的能量，波長越真空中:光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫外）10nm~200nm200nm

~380nm380nm

~780nm780nm~2.5m2.5m

~50m50m

~300m光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫10.1吸光光度法基本原理1吸收光譜產(chǎn)生的原因光:一種電磁波,波粒二象性

光譜名稱波長范圍X射線0.1~10nm遠(yuǎn)紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可見光400~750nm近紅外光0.75~2.5um中紅外光2.5~5.0um遠(yuǎn)紅外光5.0~1000um微波0.1~100cm無線電波1～1000m當(dāng)光子的能量與分子的E匹配時，就會吸收光子

E=hu=hc/l10.1吸光光度法基本原理1吸收光譜產(chǎn)生的原因光譜名稱波溶液中溶質(zhì)分子對光的吸收與吸收光譜/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍(lán)黃480-490綠藍(lán)橙490-500藍(lán)綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍(lán)610-650橙綠藍(lán)650-760紅藍(lán)綠不同顏色的可見光波長及其互補光溶液中溶質(zhì)分子對光的吸收與吸收光譜/nm顏色互補光400-吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長下吸收光的強度大小

A～l關(guān)系最大吸收波長lmax：光吸收最大處的波長3一些基本名詞和概念lmax對比度(Δl):絡(luò)合物最大吸收波長(lMRmax)與試劑最大吸收波(lRmax)之差Δl吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長下吸收光的強度大小3一些基本名300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍(lán)黃480-490綠藍(lán)橙490-500藍(lán)綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍(lán)610-650橙綠藍(lán)650-760紅藍(lán)綠300400500600700/nm350525545原子光譜為線光譜分子光譜為帶光譜電子躍遷能級分子振動能級分子轉(zhuǎn)動能級原子光譜為線光譜電子躍遷能級4朗伯-比爾定律光吸收定律－朗伯-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4朗伯-比爾定律光吸收定律－朗伯-比爾(Lambert-B當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度及光程（溶液的厚度）成正比關(guān)系－－－朗伯比爾定律－－－光吸收定律數(shù)學(xué)表達(dá)：A＝lg(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)無發(fā)射、散射或光化學(xué)反應(yīng)當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時，溶液的吸光摩爾吸光系數(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時溶液的吸光度。單位：

(L?mol-1?cm-1)c:g/LA=abca:吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)e靈敏度表示方法A=ebcA=Kbc桑德爾(Sandell)靈敏度：S當(dāng)儀器檢測吸光度為0.001時，單位截面積光程內(nèi)所能檢測到的吸光物質(zhì)的最低含量。單位：mg/cm2

S=M/e

桑德爾(Sandell)靈敏度：S氯磺酚S測定鋼中的鈮50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm測定光吸收，A＝0.43,求S.(Nb原子量92.91)。有兩種做法：根據(jù)A=εbC,求ε＝3.3×104L·mol-1·cm-1

氯磺酚S測定鋼中的鈮＝3.3×104L·mol-1·cm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)行多組分的測定以及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測定在某一波長，溶液中含有對該波長的光產(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吸光物質(zhì)的吸光度之和吸光度的加和性A1=e1bc1根據(jù)吸光度的加和性可以進(jìn)行1分光光度計的組成光源單色器樣品池檢測器讀出系統(tǒng)10.3吸光光度計1分光光度計的組成光源單色器樣品池檢測器讀出系統(tǒng)10.3常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈185~400紫外鎢燈320~2500可見，近紅外鹵鎢燈250~2000紫外，可見，近紅外氙燈180~1000紫外、可見（熒光）能斯特?zé)?000~3500紅外空心陰極燈特有原子光譜激光光源特有各種譜學(xué)手段常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈單色器作用: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):0.5,1,2,3,5…cm

材質(zhì)：玻璃比色皿－－可見光區(qū)石英比色皿－－可見、紫外光區(qū)單色器樣品池（比色皿）檢測器

作用：接收透射光，并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號常用檢測器：光電管光電倍增管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625－1000nm波長；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200－625nm波長檢測器光電管分為紅敏和紫敏，陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用目視比色法—比色管光電比色法—光電比色計

光源、濾光片、比色池、硒光電池、檢流計分光光度法與分光光度計722型分光光度計光學(xué)系統(tǒng)圖1.光源；2.濾光片；3,8聚光鏡4,7.狹縫；5.準(zhǔn)直鏡；6.光柵9.比色池；10.光電管目視比色法—比色管光電比色法—光電比色計分光光度法與分光光10.4顯色反應(yīng)及影響因素要求：a.選擇性好b.靈敏度高(ε>104)c.產(chǎn)物的化學(xué)組成穩(wěn)定d.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定e.反應(yīng)和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(l>60nm)沒有顏色的化合物，需要通過適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)定量生成有色化合物再測定－－顯色反應(yīng)1顯色反應(yīng)10.4顯色反應(yīng)及影響因素要求：沒有顏色的化合物，需要通過絡(luò)合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2顯色反應(yīng)類型絡(luò)合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2顯色反應(yīng)類型離子締合反應(yīng)成鹽反應(yīng)離子締合反應(yīng)成鹽反應(yīng)褪色反應(yīng)

Zr(IV)-偶氮胂III絡(luò)合物測定草酸吸附顯色反應(yīng)

達(dá)旦黃測定Mg(II),Mg(OH)2吸附達(dá)旦黃呈紅色褪色反應(yīng)吸附顯色反應(yīng)3顯色劑3顯色劑無機顯色劑:過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀有機顯色劑：偶氮類：偶氮胂III3顯色劑3顯色劑無機顯色劑:有機顯色劑：三苯甲烷類三苯甲烷酸性染料鉻天菁S三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫三苯甲烷類三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟混配化合物Nb-5-Br-PADAP-酒石酸V-PAR-H2O離子締合物

AuCl4--羅丹明B金屬離子-配體-表面活性劑體系Mo-水楊基熒光酮-CTMAB4多元絡(luò)合物混配化合物4多元絡(luò)合物5影響因素5影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變Δl影響待測離子的存在狀態(tài)，防止沉淀影響絡(luò)合物組成形式pHλmax(nm)形式pHλmax(nm)H4L+1.2462-465Sn4+1.0530H3L4.8-5.2462,490Ga3+5.0550H2L-8.4-9.0512HL2-11.4-12.0532-538pH對苯芴酮及其絡(luò)合物的顏色影響5影響因素5影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）形式b顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)c顯色反應(yīng)時間針對不同顯色反應(yīng)確定顯示時間顯色反應(yīng)快且穩(wěn)定；顯色反應(yīng)快但不穩(wěn)定；顯色反應(yīng)慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應(yīng)慢但不穩(wěn)定d顯色反應(yīng)溫度加熱可加快反應(yīng)速度，導(dǎo)致顯色劑或產(chǎn)物分解b顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)c顯色反應(yīng)時間針對不同e溶劑f干擾離子有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率消除辦法：提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態(tài)選擇合適參比

褪色空白(鉻天菁S測Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾)選擇適當(dāng)波長e溶劑f干擾離子有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率消除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)曲線測量條件選擇10.5光度分析法的設(shè)計1.選擇顯色反應(yīng)測量條件選擇10.5光度分析法的設(shè)計1測定波長選擇1測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性1測定波長選擇1測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最2測定濃度控制2測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8減少測量誤差2測定濃度控制2測定濃度控制控制濃度吸光度A：03參比溶液選擇3參比溶液選擇儀器調(diào)零消除吸收池壁和溶液對入射光的反射扣除干擾試劑空白試樣空白褪色空白3參比溶液選擇3參比溶液選擇儀器調(diào)零試劑空白4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作理論基礎(chǔ)：朗伯-比爾定律相同條件下測定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度AA～c作圖4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作理論基礎(chǔ)：朗伯-比爾定律相10.6吸光光度法的誤差10.6吸光光度法的誤差非單色光引起的偏移物理化學(xué)因素：非均勻介質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)吸光度測量的誤差

對朗伯-比爾定律的偏移10.6吸光光度法的誤差10.6吸光光度法的誤差非單色光1非單色光引起的偏移1非單色光引起的偏移復(fù)合光由l1和l2組成，對于濃度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一樣，濃度大，復(fù)合光引起的誤差大，故在高濃度時線性關(guān)系向下彎曲。1非單色光引起的偏移1非單色光引起的偏移復(fù)合光由l1和l2物理化學(xué)因素非均勻介質(zhì)

膠體，懸浮、乳濁等對光產(chǎn)生散射，使實測吸光度增加，導(dǎo)致線性關(guān)系上彎2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)2物理化學(xué)因素非均勻介質(zhì)2物理化學(xué)因素離解、締合、異構(gòu)等3吸光度測量的誤差吸光度標(biāo)尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差A(yù)＝0.434

，T＝36.8%時，測量的相對誤差最小A=0.2~0.8,T=15~65%，相對誤差<4%

dc/c=dA/A=dT/TlnTEr=dc/c×100％=dA/A×100％=dT/TlnT×100％3吸光度測量的誤差吸光度標(biāo)尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差令ST=0.01,計算T不同值時的Sc/c，當(dāng)TlnT對T進(jìn)行微分時，其值為零時，Sc/c最小，此時T=0.368。令ST=0.01,計算T不同值時的Sc/c，當(dāng)TlnT對T進(jìn)10.7常用的吸光光度法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0.2~0.8以外)問題分類：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差示吸光度法特點：以標(biāo)準(zhǔn)溶液作空白原理：A相對=A=bcx-bc0=bc準(zhǔn)確度：讀數(shù)標(biāo)尺擴展,相對誤差減少,

c0愈接近cx,準(zhǔn)確度提高愈顯著10.7常用的吸光光度法10.7常用的吸光光度法1.示差吸光光度法10.7常用的例：硫脲還原－硫氰酸鹽比色法測定鋼鐵中的鉬。酸溶，硫酸－高氯酸介質(zhì)中，硫脲還原鐵（III）為鐵(II),除干擾，還原鉬（VI）為五價，2.00mg/100ml的鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液為參比溶液，用2.00-2.30mg/100ml的鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制工作曲線和測定樣品溶液的吸光度,480nm測定A。例：硫脲還原－硫氰酸鹽比色法測定鋼鐵中的鉬。酸溶，硫酸－高氯2.雙波長吸光光度法2.雙波長吸光光度法目的：解決渾濁樣品光度分析消除背景吸收的干擾多組分同時檢測原理：A=Al1-Al2=（l1-l2）bc波長對的選擇：a.等吸光度點法，b.系數(shù)倍率法3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法2.雙波長吸光光度法2.雙波長吸光光度法3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法選l1為參比波長,l2為測量波長得Al1=xl1bcx+

yl1bcyAl2=

xl2bcx+

yl2bcyΔA=Al2-Al1=(

xλ2bcx+

yl2bcy)-(

xl1bcx+

yl1bcy)在等吸光度的位置(G,F),

yl2＝

yl1，則上式成為

ΔA=(

xl2-

xl1）bcxΔA與cx成正比,可用于測定例,苯酚與2,4,6-三氯苯酚(y)混合物中苯酚(x)的雙波長分光光度法測定。選l1為參比波長,l2為測量波長例,苯酚與2,4,6-三氯3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法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

3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法3.導(dǎo)數(shù)吸光光度法目的：提高分辨率10.8吸光光度法的應(yīng)用10.8吸光光度法的應(yīng)用1測定弱酸和弱堿的離解常數(shù)

AHB和AB-分別為有機弱酸HB在強酸和強堿性時的吸光度，它們此時分別全部以[HB]或[B-]形式存在。HB＝H++B-[H+][B-]Ka

=[HB]pKa=pH+lg

[HB][B-]A=AHB+AB-pKa=pH+lg

AB--AA-AHBlg

AB--AA-AHB對pH作圖即可求得pKa

10.8吸光光度法的應(yīng)用10.8吸光光度法的應(yīng)用1測定2絡(luò)合物組成確定2絡(luò)合物組成確定

飽和法（摩爾比法）制備一系列含釕3.0×10-5mol/L(固定不變)和不同濃度（小于12.0×10-5mol/L）的PDT溶液，按實驗條件，485nm測定吸光度,作圖。PDT:Ru=2:12絡(luò)合物組成確定2絡(luò)合物組成確定飽和法（摩爾比法）制備等摩爾連續(xù)變化法等摩爾連續(xù)變化法固定[M]+[L],改變[M],獲得一系列吸光度值，吸光度最大的值所對應(yīng)的[M]與[L]的比值，即獲得M:L比值。Co(III)與3，5－二氯－PADAT的比值為1:2等摩爾連續(xù)變化法等摩爾連續(xù)變化法固定[M]+[L],改變[M平衡移動法平衡移動法固定[M],不斷改變[L]，以lg[MLn]/[M]為縱坐標(biāo)，lg[L]為橫坐標(biāo)，作圖，斜率n即是絡(luò)合物中L:M的比值；縱軸上的截距l(xiāng)gK是絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)。lgK+nlg[L]=lg([MLn]/[M])[MLn]K

=[M][L]nlgK+nlg[L]=lgA/(Amax-A)平衡移動法平衡移動法固定[M],不斷改變[L]，以lg[ML痕量金屬分析臨床分析食品分析3分析應(yīng)用痕量金屬分析3分析應(yīng)用第10章吸光光度法10.1概述10.2吸光光度法基本原理10.3分光光度計10.4顯色反應(yīng)及影響因素10.5光度分析法的設(shè)計10.6吸光光度法的誤差10.7常用的吸光光度法10.8吸光光度法的應(yīng)用第10章吸光光度法10.1概述10.0基礎(chǔ)知識分析方法的分類按原理分：化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法光學(xué)分析方法：光譜法，非光譜法電化學(xué)分析法：伏安法，電導(dǎo)分析法等色譜法：液相色譜，氣相色譜，毛細(xì)管電泳其他儀器方法：熱分析按分析任務(wù)：定性分析，定量分析，結(jié)構(gòu)分析按分析對象：無機分析，有機分析，生物分析，環(huán)境分析等10.0基礎(chǔ)知識分析方法的分類特點靈敏度高：測定下限可達(dá)10－5～10－6mol/L,10-4%～10-5%準(zhǔn)確度能夠滿足微量組分的測定要求：相對誤差2～5％（1～2％）操作簡便快速應(yīng)用廣泛吸光光度法是基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。特點吸光光度法是基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而(1)光的基本性質(zhì):電磁波的波粒二象性 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1光的傳播速度:波動性(1)光的基本性質(zhì):電磁波的波粒二象性 c－真空中光速2磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質(zhì)作用光的傳播示意圖磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質(zhì)作用光的傳播示意圖

h－普朗克(Planck)常數(shù)6.626×10-34J·s

－頻率

E－光量子具有的能量單位：J(焦耳)，eV(電子伏特)光量子，具有能量。光的微粒性 h－普朗克(Planck)常數(shù)6.626×10-34J波粒二象性結(jié)論:一定波長的光具有一定的能量，波長越長(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長)的光?；旌瞎猓壕哂胁煌芰?不同波長)的光復(fù)合在一起。真空中:波粒二象性結(jié)論:一定波長的光具有一定的能量，波長越真空中:光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫外）10nm~200nm200nm

~380nm380nm

~780nm780nm~2.5m2.5m

~50m50m

~300m光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫10.1吸光光度法基本原理1吸收光譜產(chǎn)生的原因光:一種電磁波,波粒二象性

光譜名稱波長范圍X射線0.1~10nm遠(yuǎn)紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可見光400~750nm近紅外光0.75~2.5um中紅外光2.5~5.0um遠(yuǎn)紅外光5.0~1000um微波0.1~100cm無線電波1～1000m當(dāng)光子的能量與分子的E匹配時，就會吸收光子

E=hu=hc/l10.1吸光光度法基本原理1吸收光譜產(chǎn)生的原因光譜名稱波溶液中溶質(zhì)分子對光的吸收與吸收光譜/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍(lán)黃480-490綠藍(lán)橙490-500藍(lán)綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍(lán)610-650橙綠藍(lán)650-760紅藍(lán)綠不同顏色的可見光波長及其互補光溶液中溶質(zhì)分子對光的吸收與吸收光譜/nm顏色互補光400-吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長下吸收光的強度大小

A～l關(guān)系最大吸收波長lmax：光吸收最大處的波長3一些基本名詞和概念lmax對比度(Δl):絡(luò)合物最大吸收波長(lMRmax)與試劑最大吸收波(lRmax)之差Δl吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長下吸收光的強度大小3一些基本名300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍(lán)黃480-490綠藍(lán)橙490-500藍(lán)綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍(lán)610-650橙綠藍(lán)650-760紅藍(lán)綠300400500600700/nm350525545原子光譜為線光譜分子光譜為帶光譜電子躍遷能級分子振動能級分子轉(zhuǎn)動能級原子光譜為線光譜電子躍遷能級4朗伯-比爾定律光吸收定律－朗伯-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4朗伯-比爾定律光吸收定律－朗伯-比爾(Lambert-B當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度及光程（溶液的厚度）成正比關(guān)系－－－朗伯比爾定律－－－光吸收定律數(shù)學(xué)表達(dá)：A＝lg(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)無發(fā)射、散射或光化學(xué)反應(yīng)當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時，溶液的吸光摩爾吸光系數(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時溶液的吸光度。單位：

(L?mol-1?cm-1)c:g/LA=abca:吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)e靈敏度表示方法A=ebcA=Kbc桑德爾(Sandell)靈敏度：S當(dāng)儀器檢測吸光度為0.001時，單位截面積光程內(nèi)所能檢測到的吸光物質(zhì)的最低含量。單位：mg/cm2

S=M/e

桑德爾(Sandell)靈敏度：S氯磺酚S測定鋼中的鈮50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm測定光吸收，A＝0.43,求S.(Nb原子量92.91)。有兩種做法：根據(jù)A=εbC,求ε＝3.3×104L·mol-1·cm-1

氯磺酚S測定鋼中的鈮＝3.3×104L·mol-1·cm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)行多組分的測定以及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測定在某一波長，溶液中含有對該波長的光產(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吸光物質(zhì)的吸光度之和吸光度的加和性A1=e1bc1根據(jù)吸光度的加和性可以進(jìn)行1分光光度計的組成光源單色器樣品池檢測器讀出系統(tǒng)10.3吸光光度計1分光光度計的組成光源單色器樣品池檢測器讀出系統(tǒng)10.3常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈185~400紫外鎢燈320~2500可見，近紅外鹵鎢燈250~2000紫外，可見，近紅外氙燈180~1000紫外、可見（熒光）能斯特?zé)?000~3500紅外空心陰極燈特有原子光譜激光光源特有各種譜學(xué)手段常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈單色器作用: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):0.5,1,2,3,5…cm

材質(zhì)：玻璃比色皿－－可見光區(qū)石英比色皿－－可見、紫外光區(qū)單色器樣品池（比色皿）檢測器

作用：接收透射光，并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號常用檢測器：光電管光電倍增管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625－1000nm波長；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200－625nm波長檢測器光電管分為紅敏和紫敏，陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用目視比色法—比色管光電比色法—光電比色計

光源、濾光片、比色池、硒光電池、檢流計分光光度法與分光光度計722型分光光度計光學(xué)系統(tǒng)圖1.光源；2.濾光片；3,8聚光鏡4,7.狹縫；5.準(zhǔn)直鏡；6.光柵9.比色池；10.光電管目視比色法—比色管光電比色法—光電比色計分光光度法與分光光10.4顯色反應(yīng)及影響因素要求：a.選擇性好b.靈敏度高(ε>104)c.產(chǎn)物的化學(xué)組成穩(wěn)定d.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定e.反應(yīng)和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(l>60nm)沒有顏色的化合物，需要通過適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)定量生成有色化合物再測定－－顯色反應(yīng)1顯色反應(yīng)10.4顯色反應(yīng)及影響因素要求：沒有顏色的化合物，需要通過絡(luò)合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2顯色反應(yīng)類型絡(luò)合反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2顯色反應(yīng)類型離子締合反應(yīng)成鹽反應(yīng)離子締合反應(yīng)成鹽反應(yīng)褪色反應(yīng)

Zr(IV)-偶氮胂III絡(luò)合物測定草酸吸附顯色反應(yīng)

達(dá)旦黃測定Mg(II),Mg(OH)2吸附達(dá)旦黃呈紅色褪色反應(yīng)吸附顯色反應(yīng)3顯色劑3顯色劑無機顯色劑:過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀有機顯色劑：偶氮類：偶氮胂III3顯色劑3顯色劑無機顯色劑:有機顯色劑：三苯甲烷類三苯甲烷酸性染料鉻天菁S三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫三苯甲烷類三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟混配化合物Nb-5-Br-PADAP-酒石酸V-PAR-H2O離子締合物

AuCl4--羅丹明B金屬離子-配體-表面活性劑體系Mo-水楊基熒光酮-CTMAB4多元絡(luò)合物混配化合物4多元絡(luò)合物5影響因素5影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變Δl影響待測離子的存在狀態(tài)，防止沉淀影響絡(luò)合物組成形式pHλmax(nm)形式pHλmax(nm)H4L+1.2462-465Sn4+1.0530H3L4.8-5.2462,490Ga3+5.0550H2L-8.4-9.0512HL2-11.4-12.0532-538pH對苯芴酮及其絡(luò)合物的顏色影響5影響因素5影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）形式b顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)c顯色反應(yīng)時間針對不同顯色反應(yīng)確定顯示時間顯色反應(yīng)快且穩(wěn)定；顯色反應(yīng)快但不穩(wěn)定；顯色反應(yīng)慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應(yīng)慢但不穩(wěn)定d顯色反應(yīng)溫度加熱可加快反應(yīng)速度，導(dǎo)致顯色劑或產(chǎn)物分解b顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)c顯色反應(yīng)時間針對不同e溶劑f干擾離子有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率消除辦法：提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態(tài)選擇合適參比

褪色空白(鉻天菁S測Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾)選擇適當(dāng)波長e溶劑f干擾離子有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率消除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)曲線測量條件選擇10.5光度分析法的設(shè)計1.選擇顯色反應(yīng)測量條件選擇10.5光度分析法的設(shè)計1測定波長選擇1測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性1測定波長選擇1測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最2測定濃度控制2測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8減少測量誤差2測定濃度控制2測定濃度控制控制濃度吸光度A：03參比溶液選擇3參比溶液選擇儀器調(diào)零消除吸收池壁和溶液對入射光的反射扣除干擾試劑空白試樣空白褪色空白3參比溶液選擇3參比溶液選擇儀器調(diào)零試劑空白4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作理論基礎(chǔ)：朗伯-比爾定律相同條件下測定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度AA～c作圖4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作4標(biāo)準(zhǔn)曲線制作理論基礎(chǔ)：朗伯-比爾定律相10.6吸光光度法的誤差10.6吸光光度法的誤差非單色光引起的偏移物理化學(xué)因素：非均勻介質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)吸光度測量的誤差

對朗伯-比爾定律的偏移10.6吸光光度法的誤差10.6吸光光度法的誤差非單色光1非單色光引起的偏移1非單色光引起的偏移復(fù)合光由l1和l2組成，對于濃度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一樣，濃度大，復(fù)合光引起的誤差大，故在高濃度時線性關(guān)系向下彎曲。1非單色光引起的偏移1非單色光引起的偏移復(fù)合光由l1和l2物理化學(xué)因素非均勻介質(zhì)

膠體，懸浮、乳濁等對光產(chǎn)生散射，使實測吸光度增加，導(dǎo)致線性關(guān)系上彎2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)2物理化學(xué)因素非均勻介質(zhì)2物理化學(xué)因素離解、締合、異構(gòu)等3吸光度測量的誤差吸光度標(biāo)尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差A(yù)＝0.434

，T＝36.8%時，測量的相對誤差最小A=0.2~0.8,T=15~65%，相對誤差<4%

dc/c=dA/A=dT/TlnTEr=dc/c×100％=dA/A×100％=dT/TlnT×100％3吸光度測量的誤差吸光度標(biāo)尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差令ST=0.01,計算T不同值時的Sc/c，當(dāng)TlnT對T進(jìn)行微分時，其值為零時，Sc/c最小，此時T=0.368。令ST=0.01,計算T不同值時的Sc/c，當(dāng)TlnT對T進(jìn)10.7常用的吸光光度法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0.2~0.8以外)問題分類：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差示吸光度法特點：以標(biāo)準(zhǔn)溶液作空白原理：A相對=A=bcx-bc0=bc準(zhǔn)確度：讀數(shù)標(biāo)尺擴展,相對誤差減少,

c0愈接近cx,準(zhǔn)確度提高愈顯著10.7常用的吸光光度法10.7常用的吸光光度法1.示差吸光光度法10.7常用的例