第八章吸光光度

吸光光度法的基本原理光度分析的方法和儀器顯色反應(yīng)與分析條件的選擇吸光光度法的應(yīng)用第八章吸光光度法◆歷史背景知識(shí)◆1760年lambert和bouger工作的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的。1852年比爾（beerA）對(duì)lambert定律做出詳細(xì)的驗(yàn)證，兩者結(jié)合稱為朗伯-比爾定律。吸光光度法（分光光度法）是基于有色物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收作用，利用測(cè)試儀器——分光光度計(jì)比色分析可見紅外紫外，熒光等

吸光光度法

光度法光電比色（光電比色計(jì)）分光光度計(jì)法——分光光度計(jì)

這種分類方法，采用名詞不同，是因?yàn)閮x器的不同或發(fā)展的歷史不同，實(shí)際上都稱為吸光光度法，都是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收作用。

特點(diǎn):

靈敏度高：測(cè)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(cè)定要求：相對(duì)誤差2～5％（1～2％）操作簡(jiǎn)便快速應(yīng)用廣泛I0It光強(qiáng)的測(cè)量—分光光度計(jì)分光光度法的應(yīng)用：定量測(cè)定與定性分析物質(zhì)對(duì)光有選擇性吸收—準(zhǔn)備知識(shí)

光強(qiáng)的減弱與物質(zhì)濃度的關(guān)系？—朗伯-比爾定律測(cè)量光強(qiáng)度的減弱8.1.1電磁輻射和電磁波譜1．電磁輻射（電磁波，光）：以巨大速度通過(guò)空間、不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的一種能量

2．電磁輻射的性質(zhì)：具有波、粒二向性波動(dòng)性：粒子性：8.1概述

c－真空中光速2.99792458×108m/s

λ－波長(zhǎng)，單位：m,cm,mm,

m,nm,?1

m=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(dòng)性微粒性

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。波粒二象性結(jié)論:一定波長(zhǎng)的光具有一定的能量，波長(zhǎng)越長(zhǎng)(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(zhǎng))的光?；旌瞎猓壕哂胁煌芰?不同波長(zhǎng))的光復(fù)合在一起。真空中:溶液中溶質(zhì)分子對(duì)光的吸收與吸收光譜/nm顏色互補(bǔ)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(zhǎng)及其互補(bǔ)光

高能輻射區(qū)γ射線能量最高，來(lái)源于核能級(jí)躍遷χ射線來(lái)自內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷光學(xué)光譜區(qū)紫外光來(lái)自原子和分子外層電子能級(jí)的躍遷可見光紅外光來(lái)自分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷波譜區(qū)微波來(lái)自分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)及電子自旋能級(jí)躍遷無(wú)線電波來(lái)自原子核自旋能級(jí)的躍遷3．電磁波譜：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列，稱~。γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無(wú)線電波波長(zhǎng)長(zhǎng)8.1.2光學(xué)分析法及其分類（一）光學(xué)分析法

依據(jù)物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與電磁輻射相互作用而建立起來(lái)的各種分析法的統(tǒng)稱~。（二）分類：

1．光譜法：利用物質(zhì)與電磁輻射作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的吸收、發(fā)射或散射輻射等電磁輻射的強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的定性、定量分析方法

按能量交換方向分吸收光譜法發(fā)射光譜法

按作用結(jié)果不同分原子光譜→線狀光譜分子光譜→帶狀光譜2．非光譜法：利用物質(zhì)與電磁輻射的相互作用測(cè)定電磁輻射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性質(zhì)變化的分析方法

分類：折射法、旋光法、比濁法、χ射線衍射法3．光譜法與非光譜法的區(qū)別：光譜法：內(nèi)部能級(jí)發(fā)生變化

原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級(jí)躍遷分子吸收/發(fā)射光譜法：分子外層電子能級(jí)躍遷非光譜法：內(nèi)部能級(jí)不發(fā)生變化僅測(cè)定電磁輻射性質(zhì)改變8.1.3光譜法儀器——分光光度計(jì)主要特點(diǎn)：五個(gè)單元組成光源單色器樣品池檢測(cè)器記錄裝置

8.2吸光光度法的基本原理8.2.1光吸收基本定律

A=lg(I0/It)=kbcItI0bdxII-dIs朗伯定律(1760)A=lg(I0/It)=k1b比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c吸光度介質(zhì)厚度(cm)Lambert-Beer定律:透光率(透射比）T（Transmittance）A=lg(I0/It)=lg(1/T)=—lgT=Kbc吸光度A

(Absorbance）I0It入射光透過(guò)光K:吸光系數(shù)Absorptivity

a的單位:L·g-1·cm-1當(dāng)c的單位用g·L-1表示時(shí)，用a表示，

A＝abc

的單位:L·mol-1·cm-1當(dāng)c的單位用mol·L-1表示時(shí)，用

表示.

－摩爾吸光系數(shù)MolarAbsorptivity

A＝

bc

當(dāng)c的單位用g·100mL-1表示時(shí)，用表示，

A＝bc，叫做比消光系數(shù)吸光度與光程的關(guān)系

A=

bc

光源檢測(cè)器0.00吸光度檢測(cè)器b樣品光源0.22吸光度光源檢測(cè)器0.44吸光度b樣品b樣品吸光度與濃度的關(guān)系

A=

bc

吸光度0.00光源檢測(cè)器

吸光度0.22光源檢測(cè)器b

吸光度0.42光源檢測(cè)器b吸光度與波長(zhǎng)的關(guān)系

A=abc0.00紅0.10紅0.00光源檢測(cè)器顯示器參比藍(lán)綠光紅光朗伯-比爾定律的適用條件1.單色光

應(yīng)選用

max處或肩峰處測(cè)定2.吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變

離解、絡(luò)合、締合會(huì)破壞線性關(guān)系應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介質(zhì)等)3.稀溶液

濃度增大，分子之間作用增強(qiáng)8.2.2吸光系數(shù)和吸收光譜1．吸光系數(shù)的物理意義：?jiǎn)挝粷舛?、單位厚度的吸光度討論?/p>

1）E=f（組分性質(zhì)，溫度，溶劑，λ）當(dāng)組分性質(zhì)、溫度和溶劑一定，E=f（λ）

2）不同物質(zhì)在同一波長(zhǎng)下E可能不同（選擇性吸收）同一物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下E一定不同

3）E↑，物質(zhì)對(duì)光吸收能力↑,定量測(cè)定靈敏度↑→定性、定量依據(jù)2．吸光系數(shù)兩種表示法：1）摩爾吸光系數(shù)ε：在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm時(shí)的吸光度2）百分含量吸光系數(shù)/比吸光系數(shù)：在一定λ下，C=1g/100ml，L=1cm時(shí)的吸光度3）兩者關(guān)系3．吸收光譜（吸收曲線）：λ~A最大吸收最小吸收特征值→定性依據(jù)肩峰末端吸收4．吸光度測(cè)量的條件選擇：1）測(cè)量波長(zhǎng)的選擇：2）吸光度讀數(shù)范圍的選擇：3）參比溶液(空白溶液)的選擇：選A=0.2~0.7注：采用空白對(duì)比消除因溶劑和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素對(duì)透光率的干擾8.3光度分析的方法和儀器

8.3.1光度分析的幾種方法方便、靈敏，準(zhǔn)確度差。常用于限界分析。觀察方向1.目視比色法c4c3c2c1c1c2c3c42.光電比色法通過(guò)濾光片得一窄范圍的光(幾十nm)光電比色計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖靈敏度和準(zhǔn)確度較差3.吸光光度法和分光光度計(jì)光源單色器吸收池檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)壓電源分光光度法的基本部件通過(guò)棱鏡或光柵得到一束近似的單色光.波長(zhǎng)可調(diào),故選擇性好,準(zhǔn)確度高.722型分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)方框圖光源吸收池檢測(cè)系統(tǒng)分光系統(tǒng)8.3.2分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)和類型分光光度計(jì)的主要部件光源：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠 的光強(qiáng)度,穩(wěn)定。

可見光區(qū)：鎢燈，碘鎢燈(320～2500nm)

紫外區(qū)：氫燈，氘燈(180～375nm)單色器：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的 裝置。

棱鏡:玻璃350～3200nm,石英185～4000nm

光柵:波長(zhǎng)范圍寬,色散均勻,分辨性能好,使用方便吸收池：(比色皿)用于盛待測(cè)及參比溶液。

可見光區(qū)：光學(xué)