吸光光度法--东北师范大学.ppt

第十章吸光光度法,比色法、紫外可见吸光光度法、红外光谱法。,吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。,1灵敏度高，1103,2仪器设备简单、操作方便。,3准确度高，相对误差25。,4应用广泛。,特点,第一节物质对光的选择性吸收,一、光的基本性质,单色光、复合光、光的互补,单色光,复合光,光的互补,单一波长的光,由不同波长的光组合而成的光,若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。,二、物质对光的选择性吸收,（一）物质对光产生选择性吸收的原因,物质对光的吸收满足Plank条件,物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。,（二）物质的颜色与吸收光的关系,1物质呈现的颜色是它所吸收光的互补色。,2物质对光的吸收程度与它的浓度有关。,（三）吸收曲线（吸收光谱）,定性分析基础,定量分析基础,物质对光的选择吸收,在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。,第二节光吸收的基本定律,一朗伯比尔定律,(一)朗伯比尔定律,透射比定义：,T取值为0.0%100.0%,全部吸收,T=0.0%,全部透射,T=100.0%,（1）入射光为平行单色光且垂直照射；,朗伯-比尔定律的成立的前提,（2）吸收物质为均匀非散射体系；,（3）吸光质点之间无相互作用；,（4）辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象发生。,(二)吸收系数和桑德尔灵敏度,1吸收系数,最大吸收波长max下的摩尔吸收系数max是物质的一个重要特征参数,可用来衡量光度法的灵敏度，max越大，测定灵敏度越高，书写时应注明波长,2、桑德尔灵敏度S,定义为，当光度仪器的检测极限为A=0.001时，单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量，其单位为gcm-2。,吸光物质的k越大，其S越小，灵敏度越高。,（三）标准曲线的绘制及其应用,2非平行入射光引起的偏离,3介质不均匀引起的偏离胶体和混浊会引起光的散射，吸光度增大。,二、引起偏离朗伯-比尔定律的因素,（一）物理因素,(二）化学因素,1溶液浓度过高引起的偏离,浓度过高，分子或离子之间的相互作用增强，改变了它们对光的吸收能力，即改变了吸光系数。,2化学反应引起的偏离,吸光物质会因解离、缔合、形成新的化合物和互变异构的化学反应引起浓度的变化，从而影响对光的吸收能力。,第三节吸光光度法的仪器,一分光光度计的基本部件,（一）光源,低压钨灯612V，4002500nm氢灯或氘灯185375nm,(二)单色器,1滤光片2棱镜3光栅,单色器由入射狭缝、准直镜、色散元件（棱镜或光栅）、聚焦镜和出射狭缝组成。,(三)吸收池,比色皿,(四)检测系统,(五)信号显示系统,检流计、微安表、数字电压表、函数记录仪、示波器,紫外-可见分光光度计UV-2450/2550,二吸光度的测量原理,三分光光度计的类型,波长范围：可见分光光度计、紫外可见分光光度计和红外分光光度计,仪器结构：单光束、双光束和双波长,单波长双光束分光光度计,单波长单光束分光光度计,第四节分光光度法分析条件的选择,一显色反应及其条件的选择,（一）显色反应和显色剂,Mn2+-MnO4-;Fe2+,将被测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应，能与被测组分反应使之生成有色物质的试剂称为显色剂。,1显色反应氧化还原反应和络合反应,1选择性要好。,选择光度分析的显色剂和显色反应时应注意以下几点:,2灵敏度要高。,3对比度要大。有色物质与显色剂两者的最大吸收波长的差别要大（60nm)。,4有色化合物要稳定，组成要恒定。,5显色反应的条件要易于控制。,2显色剂无机显色剂和有机显色剂。,灵敏度：增大有机分子的共轭体系（生色团）和在显色分子中引入取代基（助色团）可增大显色反应的灵敏度。,有机显色剂,（二）显色反应条件的选择,1显色剂的用量,（3）对络合物组成和颜色的影响。三价铁和水杨酸pH9,1:3黄色络合物,2溶液的酸度,酸度的影响：,（1）对被测物质存在状态的影响。金属离子的水解。,（2）对显色剂浓度和颜色的影响。影响显色剂各形体的浓度和络合物之间颜色的对比度。,3时间和温度,温度：温度影响络合物的稳定性、显色反应时间。,4有机溶剂和表面活性剂,有机溶剂可降低有色络合物的解离度，从而提高显色反应的灵敏度。,表面活性剂的加入可提高显色反应的灵敏度，增加有色络合物的稳定性。,时间：显色时间和稳定时间。A-t;A-T,5共存离子的干扰,（1）控制酸度4-(5-氯-2-吡啶)偶氮-1,3-二氨基苯测定Co2+,Cu2+,Ni2+，Cr3+,Fe3+可用络合法和氧化法消除。用SCN-测Co2+时，Fe3+的干扰可用F-的络合效应消除。用铬天箐S法测定Al3+时，Fe3+的干扰可用抗坏血酸的还原作用消除。,（2）加入掩蔽剂掩蔽剂有络合剂、氧化剂和还原剂。,二吸光光度法的测量误差及测量条件的选择,对于普通分光光度计：T是一定的（绝对误差）（0.002-0.01),（一）仪器测量误差,仪器测量误差指在测量吸光度和透射比时所产生的误差。,假定某仪器的dT=0.005,透射比读数落在15%70%（即吸光度为0.150.80）范围内时，由dT引起的|Er|较小,（二）测量条件的选择,（1）测量波长的选择原则：A最大吸收波长B吸收最大，干扰最小,（2）吸光度范围的控制0.150.80,D若显色剂和试液都有吸收，或显色剂与试液中共存组分的产物有吸收，可加入适当试剂将被测组分掩蔽起来，然后按测量方法加入显色剂和其它试剂，以此溶液作参比液。,（3）参比溶液的选择,A当试样溶液、显色剂和所用其它试剂在测定波长无吸收时，选蒸馏水作参比液。,B当试样中其它组分有吸收，显色剂无吸收且不与其它组分作用，选择不加显色剂的试样作参比液。,C若显色剂或其它试剂对入射光有吸收，应选试剂空白作参比液。,用锰标准溶液制作标准曲线时，用蒸馏水作参比液；,用KIO4氧化显色法测定含钴试样中的锰时：,测定试样时，应选用不加显色剂的试液作参比液。,第五节吸光光度法的应用,一定量分析,2示差分光光度法,（一）单组分的测定,一般方法,试样中只有一种组分在测量波长处产生吸收，采用标准曲线法测定。,用于常量组分的测定。,以一个浓度比待测试液cx稍低的标准溶液cs为参比液，也就是把cs溶液的透射比调解为100，吸光度为0。,试液的吸光度（示差吸光度）Af,各测定组分在吸收曲线上都有自己独立的吸收峰，彼此完全或部分不重叠，可按单组分方法逐一测定。,（二）多组分的同时测定,2如各测定组分的吸收曲线互相重叠，可利用吸光度的加和性解联立方程。,二络合物组成和酸碱解离常数的测定,（一）络合物组成的测定,摩尔比法适用于解离度较小、络合比高的络合物组成的测定。,1摩尔比法,2等摩尔连续变化法,保持溶液中cM+cR为常数，连续改变cR和cM之比,配制出一系列显色溶液。,