第二章 紫外可見分光光度法

第二章紫外可見分光光度法第一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.1紫外－可見分光光度法發(fā)展簡(jiǎn)史

1729年，Bouguer首先發(fā)現(xiàn)溶液對(duì)光的吸收與液層厚度之間的關(guān)系。1760年，Lambert就此基本定律進(jìn)行了數(shù)學(xué)運(yùn)算，確定了相應(yīng)的關(guān)系式。1833年，Brewster在提取葉綠素及胡蘿卜素的研究中，注意到有機(jī)化合物的吸收光譜。第二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

然而某些學(xué)者認(rèn)為比色法起始于1852年，因?yàn)樵谶@一年，Beer參考了Bouguer和Lambert的早期著作，提出了比色法的基本定律。第三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五硫氰酸鹽法和亞鐵氰化物法測(cè)定鐵，Nessler法測(cè)氨，硫氰酸鹽法測(cè)鉬，都是19世紀(jì)中葉就已提出來的分析方法。

第四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

隨著對(duì)光度分析方法的不斷研究和深入，人們對(duì)分析方法的靈敏度和選擇性也提出了更高的要求。在經(jīng)典光度法的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了雙波長(zhǎng)分光光度法、動(dòng)力學(xué)分光光度法等，使光度分析的內(nèi)容和應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。第五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五近年來，隨著有機(jī)試劑的迅猛發(fā)展，使大量的有機(jī)試劑應(yīng)用到分析測(cè)試領(lǐng)域，光度分析方法的靈敏度、選擇性得到了不斷提高。第六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

最初，比色測(cè)定是在比色管中進(jìn)行的。

19世紀(jì)末，開始使用帶濾光片的目視比色計(jì)。20世紀(jì)30年代，光電比色計(jì)和分光光度計(jì)才被引入實(shí)驗(yàn)室。

第七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

20世紀(jì)初期的分光光度計(jì)多為單光束手控型。

20世紀(jì)60年代，雙光束自動(dòng)記錄光度計(jì)問世。20世紀(jì)70年代開始，微處理機(jī)控制的分光光度計(jì)不斷出現(xiàn)。雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)迅速發(fā)展和商品化。第八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.2紫外-可見分子吸收光譜法概述1．紫外-可見分子吸收光譜法產(chǎn)生的本質(zhì)在分子中，除了原子的核能En，質(zhì)心在空間的平動(dòng)能Et外，還有電子運(yùn)動(dòng)能Ee，原子之間的相對(duì)振動(dòng)能Ev以及分子轉(zhuǎn)動(dòng)能Er等。分子的總能量可寫為：E=En+Ee+Ev+Er+Et第九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五由于En在一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件下不發(fā)生變化，分子的平動(dòng)能Et又比較小，因此當(dāng)分子能級(jí)發(fā)生躍遷時(shí)，能量的改變?yōu)椋篍=Ee+Er+Ev圖2-1表示雙原子分子的能級(jí)圖。第十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-1表示雙原子分子的能級(jí)圖第十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五E（總）=Ee+Ev+Er

1~20eV0.05~1eV<0.05eV

相當(dāng)于紫外-相當(dāng)于紅相當(dāng)于紅外光可見光能量外光能量甚至微波的能量第十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)：紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)是由物質(zhì)分子中價(jià)電子的能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的。

第十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五電子能級(jí)躍遷時(shí)伴隨振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，因此電子光譜（也稱：紫外-可見吸收光譜），得到的也是由許多譜線聚集而成的譜帶。第十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）紫外-可見光譜區(qū)域范圍：紫外-可見光譜區(qū)域范圍：10~400nm稱為紫外區(qū)，400~800nm為可見光區(qū)。10~200nm稱為遠(yuǎn)紫外區(qū)，200~400nm稱為近紫外區(qū)。

第十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五玻璃器皿及有關(guān)光學(xué)元件不適合作紫外分析之用，是由于玻璃對(duì)波長(zhǎng)小于300nm的電磁波產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收的緣故。所以，做紫外分析時(shí)，一般采用石英制件。第十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.紫外-可見吸收光譜中價(jià)電子躍遷的類型

在有機(jī)物中，有幾種不同的價(jià)電子。以甲醛為例：例：H-C=O：(a)單鍵電子;(b)雙鍵電子;H

(c)未成對(duì)的獨(dú)對(duì)(孤)電子－n電子。第十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-2各種價(jià)電子躍遷相應(yīng)的能量示意圖第十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

（1）根據(jù)分子軌道理論，此三種電子的能級(jí)高低次序是：<<n<*<*。（2）共有六種躍遷類型：-*、-*、-*、n-*、n-*和-*。第十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五其中-*、-*、-*三種躍遷需要能量較大，吸收峰小于200nm，位于真空紫外區(qū)。而n-*、n-*和-*三種躍遷需要能量相對(duì)較小，吸收峰位于近紫外區(qū)甚至可見區(qū)，對(duì)于紫外-可見分子吸收光譜分析具有重大意義。第二十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

n-*、-*躍遷的區(qū)別：n-*（，10~100L/mol·cm）躍遷產(chǎn)生的吸收峰強(qiáng)度低于-*（，104L/mol·cm）；隨著溶劑極性的增加，-*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰紅移，n-*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰藍(lán)移。第二十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）除上述六種躍遷可產(chǎn)生紫外-可見吸收譜帶外，還有兩種躍遷也可產(chǎn)生紫外-可見吸收譜帶，即電荷轉(zhuǎn)移躍遷和配位場(chǎng)躍遷。

第二十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五綜上所述：發(fā)生在電磁光譜的紫外和可見光區(qū)內(nèi)，由于電子的躍遷或轉(zhuǎn)移而引起的吸收光譜共有以上八種價(jià)電子躍遷類型。第二十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.在有機(jī)物的紫外-可見譜解析中吸收帶的分類

在有機(jī)物的紫外-可見譜解析中，通常將吸收帶分為以下四種類型。第二十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(1)R吸收帶：R帶由n-*的躍遷引起的吸收帶。這是由CO或NO2等單一的發(fā)色團(tuán)引起的。一般max<100L/(mol·cm)，測(cè)這種吸收帶需用濃溶液。隨著溶劑的極性增大，會(huì)產(chǎn)生藍(lán)移/紫移。第二十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(2)K吸收帶：由-*的躍遷所產(chǎn)生的。其特點(diǎn)是強(qiáng)度高(max>104L·mol-1·cm-1)，含共軛生色基的化合物的紫外譜都有這種吸收帶。例如：丁二烯的K帶吸收

max=21000L·mol-1·cm-1，max＝217nm。第二十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(3)B吸收帶：由苯環(huán)振動(dòng)和-*的躍遷重疊而引起的芳香族化合物特征吸收帶。

例如：苯的B帶吸收在230~270nm，呈精細(xì)的振動(dòng)結(jié)構(gòu)。第二十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五當(dāng)苯環(huán)與生成基相連時(shí)，就有B和K兩種吸收帶，其中B帶的波長(zhǎng)位置較長(zhǎng)。

例如：苯乙烯

K帶:244nm；Ｂ帶:282nm。第二十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(4)E吸收帶：在苯環(huán)結(jié)構(gòu)中三個(gè)乙烯鍵的環(huán)狀共軛系統(tǒng)中，-*躍遷所產(chǎn)生的芳香族化合物的特征吸收帶，稱為E帶。特點(diǎn)：E帶可分為E1帶（~180nm）和E2帶（~200nm），它們都是強(qiáng)吸收帶；而相應(yīng)苯的B帶（~253nm）是較弱的吸收帶。第二十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五４.無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜在溶液中無機(jī)絡(luò)合物的紫外-可見吸收光譜，其吸收帶往往寬而少。一般由兩類形式的躍遷所產(chǎn)生：配位場(chǎng)躍遷和電荷轉(zhuǎn)移躍遷。第三十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

(1)配位體場(chǎng)吸收光譜／吸收帶概念：配位體場(chǎng)吸收譜帶指的是過渡金屬水合離子或過渡金屬離子與顯色劑（通常是有機(jī)化合物）所形成的絡(luò)合物在外來輻射作用下，由于吸收了適當(dāng)波長(zhǎng)的可見光（有時(shí)是紫外光），從而獲得的相應(yīng)吸收光譜。第三十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五機(jī)理：過渡金屬絡(luò)合物中，由于配位體的影響，中心離子的d軌道或f軌道能級(jí)發(fā)生分裂。當(dāng)過渡金屬絡(luò)合物吸收了可見或紫外光區(qū)的某部分波長(zhǎng)的光時(shí)，d電子或f電子就可以從較低的能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)，稱為d-d躍遷或f-f躍遷。

這種躍遷一般發(fā)生在可見光區(qū)。第三十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五特點(diǎn)：配位體場(chǎng)吸收光譜通常位于可見光區(qū)；強(qiáng)度弱，摩爾吸收系數(shù)約為0.1L/(molcm)~100L/(molcm)。第三十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜／吸收帶概念：電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜指的是許多無機(jī)物（如：堿金屬鹵化物）和某些由兩類有機(jī)化合物混合而得的分子絡(luò)合物，它們?cè)谕鈦磔椛浼ぐl(fā)下會(huì)強(qiáng)烈地吸收紫外或可見光，從而獲得的紫外-可見吸收光譜。第三十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五機(jī)理：在這一吸收過程中，實(shí)際上是發(fā)生了一個(gè)電子從體系的一部分（稱為：電子給予體）轉(zhuǎn)移到體系的另一部分（稱為：電子接受體）的過程，因而這樣獲得的吸收光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。第三十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五類型：i)配位體金屬的電荷轉(zhuǎn)移例：[Fe(SCN)6]3-呈深紅色，在490nm附近有強(qiáng)吸收，這就是由于該絡(luò)合物吸收了某波長(zhǎng)的光，使一個(gè)電子從SCN-的某一軌道躍遷到Fe3+的某一軌道上。

第三十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五ii)金屬配位體的電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生這種電荷轉(zhuǎn)移的必要條件是：金屬離子容易被氧化（處于低氧化態(tài)）；而配位體容易被還原，配位體具有空的反鍵軌道，可接受從金屬離子轉(zhuǎn)移出來的電子。第三十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五iii)分子絡(luò)合物內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移

例如：在乙醇介質(zhì)中，將醌與氫醌混合，就可以得到美麗的醌氫醌暗綠色結(jié)晶，它的吸收峰在可見光區(qū)。第三十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五特點(diǎn)：電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜的最大特點(diǎn)是：吸收強(qiáng)度大，摩爾吸收系數(shù)一般超過104L/(molcm)。第三十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）兩種吸收譜帶的區(qū)別這類光譜一般位于可見光區(qū)。

電荷遷移吸收產(chǎn)生的譜帶較寬，吸收強(qiáng)度大，最大波長(zhǎng)處的摩爾吸收系數(shù)max可大于104Lcm-1mol-1。與電荷遷移躍遷比較，配位場(chǎng)躍遷產(chǎn)生的吸收譜帶的摩爾吸收系數(shù)小，一般max<102Lcm-1mol-1。

第四十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.3分光光度法的對(duì)比度1.對(duì)比度的概念

在光度法中，對(duì)比度是指顯色劑與金屬離子所形成絡(luò)合物（MeR）的最大吸收峰波長(zhǎng)(MeRmax)與顯色劑本身(HnR)最大吸收峰波長(zhǎng)(HnRmax)之間的差值。對(duì)比度以來表示：=MeRmax-HnRmax

第四十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五一般認(rèn)為：40nm時(shí)，顯色反應(yīng)對(duì)比度較小；=40~80nm時(shí)，顯色反應(yīng)對(duì)比度為中等；80nm時(shí)，顯色反應(yīng)具有較高的對(duì)比度。一般要求顯色劑與有色化合物的對(duì)比度在60nm以上。

第四十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.對(duì)比度在實(shí)際分析測(cè)定中的意義對(duì)比度實(shí)質(zhì)上表示了顯色反應(yīng)顏色變化的程度；反映了過量顯色劑對(duì)測(cè)定體系的影響。如果顯色反應(yīng)的對(duì)比度大，則過量試劑對(duì)測(cè)定的影響較小；反之，對(duì)比度小，則過量試劑對(duì)測(cè)定的影響就比較大。

第四十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

如何選擇測(cè)定波長(zhǎng)？

如果顯色反應(yīng)的對(duì)比度較大，則測(cè)定波長(zhǎng)往往與絡(luò)合物的最大吸收波長(zhǎng)一致。如果顯色反應(yīng)的對(duì)比度較小，此時(shí)測(cè)定波長(zhǎng)決定于MeR/HnR的比值或MeR-HnR

的差值。因此，對(duì)比度的概念可為選擇測(cè)定波長(zhǎng)提供幫助。第四十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.

影響對(duì)比度的因素對(duì)比度的大小與顯色劑的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)條件、金屬離子的性質(zhì)及絡(luò)合物的組成有關(guān)。第四十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.4光吸收定律—朗伯-比耳定律1.朗伯-比耳定律(Lambert-BeerLaw)（1）定義1：

A=lgI/I為吸光度(Absorbance)。其中：I和I分別為試樣入射光強(qiáng)度和出射光強(qiáng)度。

第四十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）朗伯-比爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

nA=

icili=1

其中：i表示某一吸光質(zhì)點(diǎn)。c為濃度，單位mol/L；l為液層厚度，單位為cm；為摩爾吸光系數(shù)，單位L/(mol?cm)。

第四十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五：表示物質(zhì)分子對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收本領(lǐng)，稱為吸收系數(shù)。與物質(zhì)性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。

該式物理意義為：物質(zhì)的吸光度與物質(zhì)的吸收系數(shù)和濃度的乘積成正比。

第四十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五吸光度具有加和性：

nA=A1+A2+A3+…+An=Aii=1第四十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五當(dāng)物質(zhì)中只有一種吸光組分，則上式可簡(jiǎn)化為：A=cl

第五十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）定義2：若將I/I0稱為透光度（亦稱：透射率），用T表示，T=I/I0則A=lgI0/I=-lgT=cl

第五十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.朗伯-比耳定律成立的條件及其偏離該定律的因素（1）成立的條件(a)適用于極稀的溶液(一般c<0.01mol/L)。(b)電磁波輻射和所討論的吸光成分之間的相互作用機(jī)制只是光被該成分所吸收。第五十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(c)采用“單色光”。(d)吸收成分（分子或離子）的行為相互無關(guān)，且不論其數(shù)量和種類如何。第五十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）偏離該定律的因素圖2-3定量分析中的校正曲線第五十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五偏離朗伯-比耳定律的主要原因有：(a)在實(shí)際工作中，由出射狹縫投射到被測(cè)物上的光，并非理論上所要求的單色光，而是一個(gè)有限寬度的譜帶，稱為光譜通帶。

第五十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(b)散射的影響：當(dāng)被測(cè)試樣中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點(diǎn)時(shí)，入射光通過試樣就會(huì)因?yàn)楣獾纳⑸涠鴵p失一部分，使透射率減小，而吸光度增大，導(dǎo)致偏離比耳定律。質(zhì)點(diǎn)的散射強(qiáng)度與入射光的波長(zhǎng)四次方成反比，因此散射對(duì)紫外區(qū)的測(cè)定影響更大。第五十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(c)化學(xué)因素：若在試樣中，被測(cè)組分發(fā)生離解、締合、光化及互變異構(gòu)等作用，或與溶劑發(fā)生相互作用，就會(huì)使被測(cè)組分的吸收曲線明顯改變，導(dǎo)致偏離比耳定律。第五十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(d)熒光的影響：某些物質(zhì)吸收光后，會(huì)重新輻射出與入射光波長(zhǎng)相同或波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光，熒光的存在將導(dǎo)致比耳定律的失效。

第五十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(e)非平行光的影響：若入射光不垂直于吸收池的光學(xué)面，這就使得通過試樣的實(shí)際光程大于吸收池的厚度，但這種影響很小，一般可忽略。

第五十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.朗伯-比爾定律的應(yīng)用條件朗伯-比爾定律不僅適用于紫外光、可見光，也適用于紅外光；不僅適用于均勻非散射的液態(tài)樣品，也適用于微粒分散均勻的固態(tài)或氣態(tài)樣品。第六十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.5紫外-可見分光光度法的分析方法1.定性、定量分析的依據(jù)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)E（躍遷能）特征吸收譜（光吸收選擇性）定性吸收譜高度或面積定量第六十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）定性分析方法用紫外-可見吸收光譜來鑒定一個(gè)化合物，通常是將該化合物的光譜特征以及吸收峰的形狀與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)紫外-可見吸收光譜圖作比較。第六十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五如果沒有標(biāo)準(zhǔn)物，可借助紫外-可見標(biāo)準(zhǔn)圖譜或有關(guān)電子光譜數(shù)據(jù)資料進(jìn)行比較。常用的標(biāo)準(zhǔn)譜圖有以下四種：

(a)SadtlerStandardSpectra(Ultraviolet),Heyden,London,1978.(b)R.A.FriedelandM.Orchin,“UltravioletandVisibleAbsorptionSpectraofAromaticCompounds”Wiley,NewYork,1951.第六十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(c)KenzoHirayama:“HandbookofUltravioletandVisibleAbsorptionSpectraofOrganicCompounds.”,NewYork,Plenum,1967.(d)“OrganicElectronicSpectralData”,JohnWileyandSons,1946~.第六十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五不能單憑紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù)來鑒定某一未知物。紫外-可見吸收光譜是配合紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振波譜進(jìn)行有機(jī)物結(jié)構(gòu)研究的一種有效的工具。第六十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）定量分析方法

a.標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法（校正曲線法）—可能存在背景干擾

見圖2-4。

第六十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-4標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（校正曲線）第六十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五b.增量法（標(biāo)準(zhǔn)加入法）—可消除背景干擾方法：繪制A~增量c的校正曲線。

見圖2-5。

第六十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

圖2-5增量法校正曲線第六十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五其中：OO，長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的濃度Cx就是未知試樣中被測(cè)組分的濃度。第七十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.分光光度法的擴(kuò)展（1）催化分光光度法（或稱：催化比色法；動(dòng)力學(xué)分光光度法）

如果催化反應(yīng)是一個(gè)顯色或褪色反應(yīng)，就可以用分光光度法測(cè)定催化反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物之一的濃度變化，這就是催化分光光度法。反應(yīng)速度在一定范圍內(nèi)與催化劑的用量有一定的比例關(guān)系。被測(cè)組分是催化劑。

第七十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

W例如：H2O2+2I-+2H+

I2+2H2OpH一定時(shí)，d[I2]/dt=k[H2O2][I-]2[W]d[I2]/dt=k’[W]

積分得：[I2]=k[W]t--------(1)根據(jù)光吸收定律[I2]=A/l--------(2)將(2)式代入(1)式得A=k’’[W]t--------(3)第七十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）式就是鎢的動(dòng)力學(xué)分光光度法測(cè)定的基礎(chǔ)。在此式的基礎(chǔ)上，可分為三個(gè)基本方法測(cè)定鎢的濃度。

預(yù)先配制一系列鎢的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在相同條件下記錄吸光度A隨時(shí)間t變化的動(dòng)力學(xué)曲線。如圖2-6所示。第七十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-6A-t曲線第七十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五定量方法：a）固定時(shí)間法

(3)式變?yōu)椋篈=k[W]

作A~[W]圖，用待測(cè)樣品在t時(shí)的At值在工作曲線上求出相應(yīng)的[W]x值。

見圖2-7(a)。第七十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-7(a)A~[W]曲線第七十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五b)

固定濃度法

(3)式變?yōu)閇W]=kt-1

[W]t-1

測(cè)定達(dá)到某一預(yù)定A值時(shí)的時(shí)間t，繪制t-1~[W]標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，見圖2-7(b)。第七十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-7(b)t-1~[W]曲線第七十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五c）正切法（斜率法）由(3)式得A=k’’[W]tA/t=k’’[W]

則：A/t[W]

而A/t即為A~t關(guān)系曲線的斜率，求出每條A~t曲線的各自斜率tg，再在圖2-7(c)上由tgx求出相應(yīng)W的未知濃度Cx。第七十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-7(c)tgx~[w]曲線第八十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）雙波長(zhǎng)分光光度法儀器結(jié)構(gòu)圖見2-8。第八十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五2-8第八十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五A1=-lgI1/I0=1cl+AbA2=-lgI2/I0=2cl+Ab’

其中：I0、I1和I2分別為開始照射到吸收池的兩束光強(qiáng)度及通過吸收池后兩束光強(qiáng)度。Ab

和Ab，為背景吸收。若1與2很接近，可以認(rèn)為其背景吸收相同，即：Ab=Ab，。第八十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五A=A2-A1=(2-1)clAc

繪制A~c工作曲線可以測(cè)得組分含量，這就是雙波長(zhǎng)分光光度法定量分析的依據(jù)。第八十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五等吸收波長(zhǎng)法中波長(zhǎng)選擇的原則：a）干擾組分在兩個(gè)波長(zhǎng)處等吸收；b）被測(cè)組分在選定的兩個(gè)波長(zhǎng)處的A要足夠大，以便保證有足夠的靈敏度。見圖2-9。第八十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-9作圖法確定1和2—等吸收波長(zhǎng)法a-組分a的吸收曲線b-組分b的吸收曲線c-兩組分混合后的吸收曲線第八十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）導(dǎo)數(shù)分光光度法A=-lgI/I0=bc則：dnA/dn=bcdn/dn

第八十七頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五導(dǎo)數(shù)光譜具有以下特征：a.譜帶的極值數(shù)隨導(dǎo)數(shù)階數(shù)的增加而增加，一個(gè)吸收帶經(jīng)過n次求導(dǎo)后，產(chǎn)生的極值（包括極大和極?。?shù)為n+1個(gè)。b.零階曲線的極大處，相應(yīng)于奇階導(dǎo)數(shù)(n=1，3，5……)曲線過零點(diǎn)；零階曲線的拐點(diǎn)處相應(yīng)于奇階曲線為極大或極小。第八十八頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五c.偶階導(dǎo)數(shù)（n=2，4……）曲線的形狀與零階曲線較為相似，零階曲線的極大處相應(yīng)于偶階導(dǎo)數(shù)曲線的極大或極??；零階曲線的拐點(diǎn)相應(yīng)于偶階導(dǎo)數(shù)曲線通過零點(diǎn)。d.在導(dǎo)數(shù)曲線中，隨著求導(dǎo)階次的增加，譜帶變銳，帶寬變窄。二階導(dǎo)數(shù)曲線的半寬度僅為零階曲線半寬度的1/3，四階導(dǎo)數(shù)曲線的半寬度僅為零階曲線半寬度的1/5。

第八十九頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五例如：典型的高斯型吸收曲線（或稱零階曲線）及其相應(yīng)的一至四階導(dǎo)數(shù)光譜，見圖2-10。第九十頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五圖2-10吸收光譜與導(dǎo)數(shù)光譜的峰和谷的關(guān)系a.吸收光譜；b-e.一至四階導(dǎo)數(shù)光譜第九十一頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

由導(dǎo)數(shù)光譜進(jìn)行定量測(cè)量的計(jì)算方法如圖2-11所示：圖2-11導(dǎo)數(shù)光譜的求值法第九十二頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五a.正切法：畫一條直線正切于兩個(gè)鄰近的極大或極小，然后測(cè)量中間極值至切線的距離(d)作為導(dǎo)數(shù)值。b.峰谷法：在多組分的定量分析中多采用兩個(gè)相鄰極值（極大和極?。╅g的距離（圖中的p1和p2)作為導(dǎo)數(shù)值。c.峰零法：極值到零線之間的垂直距離（z）也可以作為導(dǎo)數(shù)值。第九十三頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(4)膠束增溶分光光度法所謂膠束增溶是指金屬離子與絡(luò)合劑反應(yīng)時(shí)，加入離子表面活性劑，形成“膠束”，它均勻地分布在體系中，可以和被測(cè)組分發(fā)生締合或把被測(cè)組分包圍起來，對(duì)締合物起分散劑的作用，使多元離子締合物發(fā)生膠束增溶現(xiàn)象，而穩(wěn)定地保持在水溶液中，因而大大地提高了方法的靈敏度。第九十四頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(5)溶劑萃取分光光度法溶劑萃取與分光光度法相配合，同樣地可以大大地提高測(cè)定的靈敏度。在分光光度法中，除了用溶劑萃取分離干擾離子外，更常在萃取后的有機(jī)相中直接進(jìn)行比色測(cè)定。因而使測(cè)定既快速又簡(jiǎn)便。第九十五頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五(6)示差分光光度法

(differentialspectrophotometry)

A=|AS-AX|=l|cs-cx|

當(dāng)保持cs不變時(shí)，吸光度（A）就只與被測(cè)試樣的濃度（cx）有關(guān)。第九十六頁(yè)，共一百零九頁(yè)，編輯于2023年，星期五按所選擇的測(cè)量條件，示差法有三種測(cè)定方式：高濃度測(cè)定法、低濃度測(cè)定法和高精度測(cè)定法。其中高濃度測(cè)定法是采用比試樣濃度稍小的標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)透射比到100%，然后測(cè)量試樣溶液的吸光度，獲得表觀吸光度值。