吸光光度法 原理及应用.doc

第9章 吸光光度法【知识要点】1、光吸收的基本定律（1） 理论上将具有同一波长的光称为单色光，由不同波长组成的光称为复合光。白光是可见光，它的波长范围为400750nm，它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种色光按一定比例混合而成。其中各种色光的波长范围不同(称为波段)。实际上只要将两种颜色适当的色光按一定的强度比例混合，就可形成白光，这两种色光就称为互补色光。（2）光吸收的基本定律郎伯-比尔定律 实验证明，当一束平行单色光垂直照射某一均匀的非散射吸光物质溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度C和液层厚度b成正比，这就是郎伯-比尔定律，其数学表达式：式中：I0为入射光强度；It为透射光强度；T(=It/I0)为透射比或透光度；A为吸光度，反应吸光物质对光的吸收程度；K为比例常数。注：一般来说，郎伯-比尔定律只适用于稀溶液。（3）摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度a 摩尔吸光系数若溶液浓度以为单位、液层厚度以cm为单位，则郎伯-比尔定律中的比例常数K称为摩尔吸光系数，用符号表示。郎伯-比尔定律可写成： 式中：的单位为。摩尔吸光系数是吸光物质在给定波长和溶剂下的特征常数，越大，表示该物质对某波长光的吸收能力越强，测定方法的灵敏度也就越高b 桑德尔灵敏度（用S表示）它是指在一定的波长下，测得的吸光度A=0.001时，1cm2截面积内所含的吸光物质的质量，其单位为经推导可得（）2、分光光度计及吸收光谱（1）分光光度计的基本结构由五部分组成：光源、单色器、吸收池、检测器及数据处理装置各部分的作用及性能如下：光源的作用是提供所需波长范围内的连续光，光源要有足够的光强度和稳定性。可见分光光度计的光源多属热光源，如钨灯。单色器的作用是将光源发出的连续光谱分解为单色光。吸收池用来盛放试液。检测器的功能是检测光信号，并将光信号转变为电信号。常用的数据处理装置有检流计、电位计、数字显示装置和自动计录仪等（2）吸收光谱以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制的曲线称为吸收光谱图，也称吸收曲线。它能清楚地描述物质对不同波长光的吸收情况。3、显色反应及影响因素可见吸光光度分析中，对于颜色较深的溶液可直接测量吸光度；对于无色或色泽很浅的物质，必须先使之显色。将待测组分变成有色化合物的反应称显色反应，与待测组分形成有色化合物的试剂称显色剂。（1）显色反应的条件显色反应一般应满足以下要求：形成的吸光物质的摩尔吸光系数大，方法灵敏选择性好，干扰少或干扰容易消除；显色剂在测量波长处无吸收或光吸收小；显色反应产物稳定，在测量过程中吸光度基本保持恒定；显色反应的条件便于控制。（2）影响显色反应的因数影响显色反应的因数一般有反应酸度、显色剂用量、溶剂、显色时间与温度、显色产物的稳定性等。因此进行吸光光度法时一般应进行反应酸度、显色剂用量、溶剂、显色时间与温度、显色产物的稳定性等条件实验，还应对共存物质的可能干扰情况进行考察，并选择适当的消除干扰物质的方法。（3）显色剂显色反应多为络合反应或氧化还原反应。显色剂有无机显色剂和有机显色剂两种。无机显色剂应用不多，因其生成的络合物不稳定，灵敏度及选择性不高。有机显色剂应用广泛，多是含有生色团和助色团的化合物，大多能与金属离子生成极其稳定且具有特征颜色的螯合物，其选择性、灵敏度均较高。不少有机络合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取比色。4、吸光光度分析及误差控制（1）测量波长的确定根据吸收光谱图，按灵敏度高、干扰少的原则选择测量波长（2）标准曲线（或工作曲线）的制作标准曲线法是吸光光度法中最常用的一种定量分析手段。在选择的实验条件下，从低浓度到高浓度分别测量一系列不同含量的标准溶液的吸光度，以标准溶液中待测组分的含量为横坐标，吸光度为纵坐标作图，绘得的直线称为标准曲线。然后在相同条件下，测量待测溶液的吸光度，在标准曲线上查到与之相对应的被测物质的含量。（3）参比溶液的选择参比溶液的作用：为了扣除因吸收池、溶剂或试剂等多种非待测组分对光吸收的影响，采用扣除参比溶液吸光度的方法，来保证分析方法的准确性。参比溶液选择原则：若试液、显色剂和所加的试剂均无色，则可选用纯溶剂作参比溶液；若试液无色，而显色剂或所加试剂有色，则可选用不加试液的空白溶液作参比溶液；若试液中其他组分在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应，且显色剂无色，则可用试液作参比溶液；若显色剂和试液均有色，则可向一份试液中加适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，以此溶液作参比溶液。（4）对郎伯-比尔定律的偏离引起偏离郎伯-比尔定律的现象的原因有以下几类非单色光引起的偏离介质不均匀引起的偏离由于溶液本身的化学反应引起的偏离（5）吸光度测量的误差吸光光度法的准确度较高，一般相对误差为2%5%，影响准确度的因素