第二節(jié)比色法和分光光計(jì)分析法演示文稿

第二節(jié)比色法和分光光度計(jì)分析法演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共58頁(yè)。優(yōu)選第二節(jié)比色法和分光光度計(jì)分析法當(dāng)前2頁(yè)，總共58頁(yè)。與目視比色法相比,光度法的特點(diǎn):①靈敏度高;10-5~10-6mol/L②準(zhǔn)確度較高;③儀器設(shè)備較簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便、快速；④應(yīng)用廣泛。當(dāng)前3頁(yè)，總共58頁(yè)。(2)光的性質(zhì)和物質(zhì)的顏色光的性質(zhì):光是一種電磁波,具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用波長(zhǎng)來(lái)描述,其單位常用納米(nm)表示,波長(zhǎng)越短,能量越高。當(dāng)前4頁(yè)，總共58頁(yè)。具有同一波長(zhǎng)的光稱為單色光,由不同波長(zhǎng)光組成的光稱為復(fù)合光。當(dāng)前5頁(yè)，總共58頁(yè)。

互補(bǔ)色光:若將兩種顏色的光按適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比混合可成白光,那么這兩種光稱為互補(bǔ)色光。當(dāng)前6頁(yè)，總共58頁(yè)。物質(zhì)的顏色:

物質(zhì)對(duì)光的吸收是具有選擇性的。當(dāng)一束白光通過(guò)溶液時(shí),若溶液對(duì)各種色光都不吸收,則白光全部通過(guò),

溶液呈無(wú)色透明;若各種色光幾乎全被吸收,則溶液呈黑色;若溶液只吸收某種色光,則溶液呈透過(guò)光的顏色,也就是說(shuō),溶液呈吸收光的互補(bǔ)色光的顏色。當(dāng)前7頁(yè)，總共58頁(yè)。例如,白光通過(guò)CuSO4溶液時(shí),溶液顏色為藍(lán)色。當(dāng)前8頁(yè)，總共58頁(yè)。吸收曲線:為了精確表明溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收情況,可將不同波長(zhǎng)的單色光依次通過(guò)某一固定濃度的有色溶液,測(cè)量該溶液對(duì)各單色光的吸收程度,即吸光度,以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo),

吸光度為縱坐標(biāo)作圖所得曲線,即為吸收曲線,或稱吸收光譜。當(dāng)前9頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前10頁(yè)，總共58頁(yè)。二、朗伯-比爾定律

(1)朗伯-比爾定律透光度(透光率T):吸光度(A):朗伯-比爾定律:當(dāng)前11頁(yè)，總共58頁(yè)。此式表明:當(dāng)一束平行的單色光通過(guò)吸光物質(zhì)的均勻溶液時(shí),溶液的吸光度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比。

K:比例常數(shù),與入射光波長(zhǎng),溶液中吸光物質(zhì)的本性及溶液的溫度有關(guān)。當(dāng)前12頁(yè)，總共58頁(yè)。(2)吸光系數(shù)當(dāng)b以cm,c以g/L為單位,K為吸光系數(shù),用符號(hào)a表示,單位為L(zhǎng)/g·cm

A=abc

當(dāng)b以cm,c以mol/L為單位時(shí),K為摩爾吸光系數(shù),用符號(hào)ε表示,單位為L(zhǎng)/mol·cm

A=εbc

a與ε的關(guān)系:當(dāng)前13頁(yè)，總共58頁(yè)。比吸光系數(shù)():指質(zhì)量濃度為1%(g/mL),b為1cm時(shí)的吸光度值,單位為mL/g·cm

同一物質(zhì)的ε與之間的關(guān)系:當(dāng)前14頁(yè)，總共58頁(yè)。例1一含F(xiàn)e2+濃度為0.5mg/L的溶液,用鄰二氮菲顯色測(cè)定,吸收池厚度為2cm,在508nm處測(cè)得吸光度為

0.19,求其摩爾吸光系數(shù)和比吸光系數(shù)。當(dāng)前15頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前16頁(yè)，總共58頁(yè)。(3)偏離朗伯-比爾定律的原因標(biāo)準(zhǔn)曲線:根據(jù)朗伯-比爾定律,當(dāng)吸收池厚度不變,以吸光度為縱坐標(biāo),濃度為橫坐標(biāo)作圖時(shí),應(yīng)得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線,稱為校正曲線或標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)前17頁(yè)，總共58頁(yè)。偏離朗伯-比爾定律的主要原因:①定律僅適用于稀溶液②化學(xué)變化引起的偏離(正偏離)③非單色入射光引起的偏離(負(fù)偏離)當(dāng)前18頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前19頁(yè)，總共58頁(yè)。三.方法和儀器

(1)目視比色法目視比色法:

用眼睛觀察比較溶液顏色深度以測(cè)量物質(zhì)含量的分析方法稱為目視比色法。當(dāng)前20頁(yè)，總共58頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)系列法的原理:朗伯-比爾定律對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列法原理的解釋:

A=εsbscs=εxbxcx當(dāng)前21頁(yè)，總共58頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)系列法的優(yōu)點(diǎn):①儀器簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,適宜于大批試樣分析②適宜于稀溶液中微量組分的測(cè)定③某些不完全符合朗伯-比爾定律的顯色反應(yīng),仍可用此法進(jìn)行測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)系列法的缺點(diǎn):準(zhǔn)確度較差。當(dāng)前22頁(yè)，總共58頁(yè)。(2)光電比色法和可見(jiàn)分光光度法①光電比色法的原理:所用儀器為光電比色計(jì)。光源→濾光片→一定波長(zhǎng)范圍的近似單色光→有色溶液→透過(guò)光→光電池→檢流計(jì)的標(biāo)盤(pán)當(dāng)前23頁(yè)，總共58頁(yè)?？梢?jiàn)分光光度法所用的儀器稱為分光光度計(jì),它是利用分光能力很強(qiáng)的棱鏡或光柵的原理,作為單色器,可連續(xù)獲得不同波長(zhǎng)的單色光,其波長(zhǎng)范圍比用濾光片獲得的更窄。因此用分光光度計(jì)可連續(xù)測(cè)量某一定濃度有色溶液在不同波長(zhǎng)下的吸光度,從而可得其吸收光譜,通過(guò)吸收光譜可選擇最適宜的測(cè)定波長(zhǎng)。當(dāng)前24頁(yè)，總共58頁(yè)。所以分光光度計(jì)采用適當(dāng)?shù)墓庠春蜋z測(cè)器,使測(cè)量的范圍不只局限于可見(jiàn)光區(qū)。如用紅外光作為光源成為紅外分光光度法;用紫外線作為光源稱為紫外分光光度法。當(dāng)前25頁(yè)，總共58頁(yè)。②光電比色計(jì)和可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本部件光源單色器吸收池檢測(cè)器指示器當(dāng)前26頁(yè)，總共58頁(yè)。a.光源要求:光源須具有足夠的輻射強(qiáng)度,

且穩(wěn)定性好。鎢燈是可見(jiàn)分光光度計(jì)常用的光源。當(dāng)前27頁(yè)，總共58頁(yè)。b.單色器光電比色計(jì):用濾光片獲得單色光。選擇濾光片的原則是:濾光片最易透過(guò)的光應(yīng)是有色物質(zhì)最易吸收的光,即濾光片的顏色與溶液的顏色應(yīng)為互補(bǔ)色;也可以使用不同的濾光片測(cè)量同一有色溶液的吸光度,測(cè)得吸光度最大時(shí)所用的濾光片就是最適宜的濾光片。當(dāng)前28頁(yè)，總共58頁(yè)。分光光度計(jì):單色器由棱鏡或光柵、狹縫和準(zhǔn)直鏡等部分組成。

棱鏡:色散元件,有石英或玻璃兩種,它們對(duì)不同波長(zhǎng)光具有不同的折射率。石英棱鏡對(duì)紫外光分光效果好,玻璃棱鏡對(duì)可見(jiàn)光分光效果好,因?yàn)椴Ａ?duì)紫外光有吸收,故不能用于紫外光區(qū)。當(dāng)前29頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前30頁(yè)，總共58頁(yè)。

光柵:色散元件,利用光的衍射和干涉原理制成。當(dāng)白光通過(guò)密刻平行條痕的光柵后,將不同波長(zhǎng)的光色散成連續(xù)光譜。具有波長(zhǎng)范圍寬、色散均勻、分辨本領(lǐng)高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前31頁(yè)，總共58頁(yè)。c.吸收池(比色皿)

用于盛裝被測(cè)試液和參比溶液。按制作材料不同分為石英吸收池和玻璃吸收池。當(dāng)前32頁(yè)，總共58頁(yè)。d.檢測(cè)器作用:是將光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)電信號(hào),常見(jiàn)檢測(cè)器有光電池和光電管。光電池:國(guó)產(chǎn)581-G型光電比色計(jì)及72型分光光度計(jì)。當(dāng)前33頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前34頁(yè)，總共58頁(yè)。優(yōu)點(diǎn):光電池靈敏度較高,產(chǎn)生的光電池不需要經(jīng)過(guò)放大便可直接用靈敏檢流計(jì)測(cè)量。缺點(diǎn):光電池經(jīng)強(qiáng)光照射或連續(xù)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易產(chǎn)生“疲勞現(xiàn)象”,導(dǎo)致靈敏度降低,遇此情況,應(yīng)暫停使用并避光放置,待其復(fù)原后再用。當(dāng)前35頁(yè)，總共58頁(yè)。光電管:國(guó)產(chǎn)721型分光光度計(jì)當(dāng)前36頁(yè)，總共58頁(yè)。e.指示器當(dāng)前37頁(yè)，總共58頁(yè)。(3)常用光電比色計(jì)和分光光度計(jì)光電比色計(jì):國(guó)產(chǎn)581-G型,儀器通常配有紅色、綠色、藍(lán)色三塊濾光片,其透過(guò)光的最大波長(zhǎng)分別在650、

530和440mm左右。當(dāng)前38頁(yè)，總共58頁(yè)?？梢?jiàn)光光度計(jì):國(guó)產(chǎn)721型分光光度計(jì)當(dāng)前39頁(yè)，總共58頁(yè)。四、顯色反應(yīng)及其影響因素顯色反應(yīng):將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔锏姆磻?yīng)稱為顯色反應(yīng)。顯色劑:使被測(cè)組分顯色的試劑稱為顯色劑。當(dāng)前40頁(yè)，總共58頁(yè)。(1)對(duì)顯色反應(yīng)的要求①選擇性好②靈敏度高③有色化合物組成恒定④有色化合物的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定⑤顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收當(dāng)前41頁(yè)，總共58頁(yè)。(2)顯色劑顯色劑可分為無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑兩大類。由于大多數(shù)有機(jī)顯色劑能與金屬離子形成穩(wěn)定的有特征顏色的螯合物,靈敏度較高,選擇性也較好。因此,在比色分析和光度分析中主要選用有機(jī)顯色劑。當(dāng)前42頁(yè)，總共58頁(yè)。兩種常用的有機(jī)顯色劑：①鄰二氮菲其結(jié)構(gòu)式為這是目前廣泛用于測(cè)定Fe2+的較好的顯色劑。先用鹽酸羥胺把待測(cè)試液中的Fe3+還原為Fe2+,然后在pH5~6的條件下,與鄰二氮菲反應(yīng),生成穩(wěn)定的橙紅色配合物，配合物的λmax為508nm.反應(yīng)是特效的,靈敏度也較高，摩爾吸光系數(shù)ε為1.1×104L/mol.cm。當(dāng)前43頁(yè)，總共58頁(yè)。②.雙硫腙其結(jié)構(gòu)式為當(dāng)前44頁(yè)，總共58頁(yè)。(3)影響顯色反應(yīng)的因素：①顯色劑的用量：顯色反應(yīng)表示式:M+RMR(被測(cè)組分)(顯色劑)(有色配合物)

顯色劑的用量應(yīng)當(dāng)適宜,其用量是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。當(dāng)前45頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前46頁(yè)，總共58頁(yè)。實(shí)驗(yàn)方法為：固定被測(cè)組分的濃度和其它條件,改變顯色劑在溶液中的濃度cR,分別測(cè)量吸光度(A),繪制A-cR曲線。當(dāng)前47頁(yè)，總共58頁(yè)。當(dāng)前48頁(yè)，總共58頁(yè)。②溶液的酸度適宜酸度范圍確定方法：固定顯色劑和被測(cè)組分的濃度,

改變?nèi)芤旱膒H值,分別測(cè)量吸光度,

繪制A-pH曲線。曲線平坦部分所對(duì)應(yīng)的pH值即為適宜的酸度范圍。當(dāng)前49頁(yè)，總共58頁(yè)。③顯色時(shí)間作吸光度-時(shí)間曲線,確定適宜的顯色時(shí)間。④顯色溫度⑤溶劑的性質(zhì)⑥共存離子的干擾及其消除當(dāng)前50頁(yè)，總共58頁(yè)。

消除共存離子干擾的方法：

a.控制溶液的酸度

b.加入掩蔽劑

c.分離干擾離子當(dāng)前51頁(yè)，總共58頁(yè)。五、光度測(cè)量條件的選擇

(1)選擇合適波長(zhǎng)的入射光①選被測(cè)有色物質(zhì)的λmax為入射光②如在λmax處顯色劑或干擾組分有明顯的吸收,則應(yīng)選靈敏度較低但能避免干擾的適宜波長(zhǎng)的光作為入射光。當(dāng)前52頁(yè)，總共58頁(yè)。(2)選擇適宜的參比溶液①.當(dāng)被測(cè)溶液、顯色劑及所用其他試劑均無(wú)色,可用純?nèi)軇┳鳛閰⒈热芤?稱為溶劑空白。②.當(dāng)顯色劑無(wú)色而被測(cè)試液中存在其他有色離子時(shí),可用不加顯色劑的被測(cè)試液作為參比溶液,稱為試樣空白。③.當(dāng)顯色劑或其他試劑有色,可用顯色劑或其他試劑作為參比溶液,稱為試劑空白。當(dāng)前53頁(yè)，總共58頁(yè)。④.用不含被測(cè)組分的試樣,在相同條件下與被測(cè)試樣同時(shí)進(jìn)行處理,測(cè)吸光度時(shí)以前者所得溶液為參比溶液,稱為平行操作空白。如臨床上進(jìn)行某種藥物濃度的監(jiān)測(cè),取正常人血樣和待測(cè)血藥濃度的血樣在相同