无机与分析化学第十二章 吸光光度分析法.doc

第十二章 吸光分析法 一、内容提要（一）本章重点本章的重点是朗伯比耳定律及其应用。1. 吸收光谱（吸收曲线）（1） 物质对光的选择性吸收物质在吸收光时，使物质体系从低能级状态跃迁为高能级状态。物质的能级状态与物质的结构和性质相关，所以当物质一定时，其内部的能级分布也一定，吸收光时也就只吸收特定能量的光。即物质对光的吸收是有选择性的。物质对不同波长光有着不同的吸收能力。（2） 吸收曲线 以入射光的波长为横坐标，以被测物质对相应波长的光的吸光度为纵坐标做图，得到一条曲线，称为吸收曲线，即吸收光谱。吸收曲线表明了某物质对不同波长（频率）的光的吸收能力。不同的物质的吸收曲线的形状不同，吸收曲线与物质一一对应。2. 朗伯比耳定律（1） 透光率和吸光度透光率（T）是光在经过溶液后，透射光（It）占入射光（I0）的比率：T=ItI0吸光度（A）是溶液对光的吸收能力的度量：A=lgI0It=lg1T=-lgT（2） 朗伯比耳定律朗伯比耳定律描述了物质吸收光时的定量关系：当一单色光射入溶液时，溶液中的溶质对光的吸收满足下列式子：A = a b c式中A为吸光度；a 为该质的吸光系数；b为光所经过的液层厚度；c为溶液的浓度。吸光度的大小说明了物质对光的吸收程度，根据朗伯比耳定律，在一定条件下，溶液的浓度越大，则对光的吸收程度越大。摩尔吸光系数：当吸光溶液的液层厚度为1 cm，溶液浓度为1 molL-1时，吸光物质对某一单色光的吸光度。表示为。3. 显色反应为了使许多颜色较浅，吸光系数小的物质的测量的灵敏度提高，可以采用一定的化学反应（显色反应）使被测物质转化为颜色较深的有色物质，再进行有色物质吸光度的测量。显色反应满足以下几个条件：（1）定量进行；（2） 选择性好；（3） 灵敏度高；（4） 生成的有色物质具有一定的稳定性。控制适当的条件，可以使显色结果满足测量的要求，这些条件包括显色时间、显色剂的用量、溶液的酸度和温度等。一般可以利用实验来确定。4光度测量的误差（1） 读数误差实际测量时，仪器读数误差一定，由此误差引起的测量结果（浓度）误差在溶液的吸光度为0.434 3时最小，这时溶液的透光率为36.8%。（2） 偏离吸收定律引起的误差如果入射光的单色性不好、溶液浓度过大、溶液对光产生反射、散射等都会使吸收情况不符合朗伯比耳定律，因此产生误差。（3） 仪器误差由于仪器的精度、稳定性、及杂散光引起的误差。5测量条件测量时在确定了适当的显色反应和显色条件后，还须选择适当的光度测量条件：（1） 入射光的波长以所选波长的光有较高的吸收灵敏度和较低的干扰为原则。（2） 吸光度范围通过调节浓度，选择不同厚度的比色杯使测得的吸光度在0.20.8之间。这样所产生的误差可以满足一般的测量要求。（3） 参比溶液被测溶液的吸光度与参比溶液的吸光度之差是被测组分或有色物质的真实吸光度。参比溶液是不含被测物质的“被测溶液”。6测量方法（1） 定性测量利用物质都有其特定形状的吸收曲线，用标准物质和被测物质的吸收曲线对比进行定性。（2）定量测量a. 比较法：选一浓度（cs）与被测溶液浓度(cx)相近的标准溶液与被测溶液在同样的条件下，测定两者的吸光度，得到As= b csAx= b cx两式相除则cx=AxcsAsb. 标准曲线法：配制一系列不同规定的标准溶液，与被测溶液在相同的条件下测量它们的吸光度，然后做出标准曲线。根据被测溶液的吸光度在曲线上查得其浓度。（二） 本章难点本章的难点是朗伯比耳定律数学表达式的建立。二、 习题1. 若一溶液的吸光度为0.390，则其透光率为多少？若将此溶液的浓度增大一倍，则其透光率又为多少？2. 某一分光光度计读数平均误差T=0.05%，求当溶液的透光率分别为20%，36.8%和56.2%时，测得的浓度的相对误差。3. 两份某物质的溶液的透光率分别为20%和40%，当两溶液等体积混合时，混和溶液的透光率为多少？4. 某标准溶液的浓度为2.510-3molL-1，若在1 cm的比色杯中测得其吸光度为0.463，那么当浓度为1.510-3 molL-1时，在2 cm的比色杯中测得的吸光反应为多少？5. 欲使某样品的溶液用1 cm的比色杯测量的吸光度在0.20.8之间，若该物质的摩尔吸光系数为4.0104 cm-1LmoL-1，则样品溶液的浓度范围为多少？6. 浓度为0.50 gmL-1的Cu2+溶液，经显色后在600 nm波长测量，用2 cm的比色杯测得其吸光度为0.690，求有色物质的吸光系数。7