分光光度法PPT课件

.,1,第九章分光光度法,分析化学第九章分光光度法,什么是分光光度法？基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。包括比色法、可见分光光度法、紫外分光光度法。,使用中用到分光光度计，因此是一种仪器分析方法,.,2,化学分析：常量组分(1%),Er0.1%0.2%依据化学反应,使用玻璃仪器,化学分析法与仪器分析方法有什么不同？,仪器分析：微量组分(105：超高灵敏；=(610）104：高灵敏；=104103：中等灵敏；60nm)。,分析化学第九章分光光度法,.,34,9.3.2显色反应条件的选择,1.显色剂用量吸光度A与显色剂用量cR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。,2.反应体系的酸度在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。3.显色时间与温度实验确定4.溶剂,分析化学第九章分光光度法,.,35,9.3.3显色剂,无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵等。有机显色剂：种类繁多偶氮类显色剂：性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大，应用最广泛。偶氮胂III、PAR等。三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等,分析化学第九章分光光度法,.,36,9.3.4三元配合物在光度分析中的应用特性简介,由一种金属离子同时与两种不同的配位体形成的三元配合物具有下列分析特性：1.稳定，可提高分析测定的准确度和重现性例:Ti-EDTA-H2O2三元配合物的稳定性，比Ti-EDTA和Ti-H2O2二元配合物的稳定性，分别增强约1000倍和100倍。2.比二元配合物具有更高的灵敏度和更大的对比度灵敏度通常可提高12倍，有时甚至提高5倍以上。3.比二元体系具有更高的选择性减少了金属离子形成类似配合物的可能性。,分析化学第九章分光光度法,.,37,9.4吸光度测量条件的选择,9.4.1选择适当的入射波长一般应该选择max为入射光波长如果max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。例:如图,该如何选工作波长?,分析化学第九章分光光度法,.,38,9.4.2参比溶液的选择,为什么需要使用参比溶液？以通过参比池的光强度I参比代替入射光强度I0的,以消除比色皿器壁对光的反射,非待测物质对光的吸收等。相当于在待测溶液的吸光度中减去非待测溶液引起的吸光度值,选择参比溶液所遵循的一般原则：谁干扰以谁为参比若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其他所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；,分析化学第九章分光光度法,.,39,若显色剂或其他所加试剂在测定波长处略有吸收,而试液本身无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液；若显色剂、试液中其他组分在测量波长处有吸收,则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。,分析化学第九章分光光度法,.,40,9.4.3吸光度读数范围的选择,不同的透射比读数，产生的误差大小不同：A=lgT=bc(1)微分：(2),(2)式除以(1)式得：,c/c不仅与仪器的透射比读数误差T有关，而且与其透射比读数T的值也有关。是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？,分析化学第九章分光光度法,.,41,最佳读数范围与最佳值:,当：T=0.5%，c/cT关系曲线最佳读数范围:T在70%10%,A在0.11.0之间时,浓度相对误差约小于2%,浓度相对误差最小时的透射比Tmin为：Tmin36.8%,Amin0.434如何保证使吸光度读数处在适宜范围:通过改变吸收池厚度待测液浓度,分析化学第九章分光光度法,.,42,9.5吸光光度法的应用,9.5.1普通分光光度法1.单组分的测定A-c标准曲线法定量测定。,2.多组分的同时测定各组分的吸收曲线不重叠各组分的吸收曲线互有重叠根据吸光度的加合性求解联立方程组得出各组分的含量。A1=a1bcab1bcbA2=a2bcab2bcb,分析化学第九章分光光度法,.,43,9.5.2高含量组分的测定示差法,设：待测溶液浓度为cx，标准溶液浓度为cs(cscx)。则：Ax=bcxAs=bcsAr=xs=b(cxcs）=bc绘制Arc工作曲线，再根据cx=cs+c计算试样浓度。实际中,是以标准溶液cs为参比,则测得的Ax实际为,分析化学第九章分光光度法,.,44,示差法为什么能较准确地测定高浓度组分呢？,普通光度法:cs:Ts=10%，cx:Tx=5%，示差法:cs:Ts=100%，cx:Tr=50%，透射比读数标尺扩大了十倍。读数落入适宜读数范围内，提高了测量的准确度。,分析化学第九章分光光度法,.,45,9.5.3光度滴定,光度测量用来确定滴定终点。灵敏，并可克服目视滴定法中的干扰。终点由直线外推法得到，可用于平衡常数较小的滴定反应。,分析化学第九章分光光度法,.,46,9.5.4酸碱离解常数的测定,用于测定对光有吸收的弱酸（碱）的离解常数。HL=H+L-,(1)配制一系列总浓度(c)相等，而pH不同的HL溶液(2)测定各溶液的pH值。(3)在酸式(HL)或碱式(L-)最大吸收波长处，测吸光度。,分析化学第九章分光光度法,.,47,根据分布系数的概念,(4)假设高酸度时，弱酸全部以酸式形式存在，则:AHL=HLc(5)在低酸度时，弱酸全部以碱式形式存在，则:AL=Lc,分析化学第九章分光光度法,.,48,光度法测定一元弱酸离解常数的基本公式。,分析化学第九章分光光度法,实验过程:每改变一个pH,测定一个吸光度A;思考:AL和AHL如何得到?,.,49,9.5.5配合物组成及稳定常数的测定,摩尔比法M+nL=MLn(1)测定金属离子浓度cM固定，而配位体浓度cL逐渐改变的不同溶液的吸光度。作图,(2)当cL/cMn时，配位不完全当cL/cMn时，配位完全,分析化学第九章分光光度法,思考:吸光光度法测定配合物组成的条件是什么?,.,50,9.5.6双波长分光光度法,两束光交替照射：,试液本身作参比液。主要应用：(1)多组分混合物的测定(2)混浊样品的测定(3)反应动力学过程研究,分析化学第九章分光光度法,.,51,9.6紫外吸收光谱法简介,9.6.1有机化合物电子跃迁的类型有机化合物三种价电子：、n电子。分子轨道理论：一个成键轨道反键轨道。外层电子均处于分子轨道的基态(成键或非键轨道)。,外层电子吸收紫外或可见辐射后，从基态向激发态(反键轨道)跃迁。四种跃迁:nn200nm。属禁阻跃迁。摩尔吸收系数：10100Lmol-1cm-1，强度较弱。,分子中孤对电子和键同时存在时发生n跃迁。丙酮nmax为275nm,max为22Lmol-1cm-1,分析化学第九章分光光度法,.,55,9.6.2影响紫外吸收光谱的因素,溶剂的影响：改变光谱形状(精细结构)和吸收波长。极性大的溶剂会使*跃迁谱带红移；使n*跃迁谱带向蓝移。溶剂pH值的影响：具有酸或碱性基团时影响较大。空间效应的影响：存在空间阻碍，影响了较大共轭体系的生成，则吸收波长max较短，小。,分析化学第九章分光光度法,.,56,红移与蓝移,有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强度发生变化。,max向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。吸收强度即摩尔吸收系数增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应。,分析化学第九章分光光度法,.,57,9.6.3紫外吸收光谱法的应用,1.化合物结构鉴定与标准谱图对比。具有相同生色团的不同分子结构,有时会产生相同的紫外吸收光谱，但它们的吸收系数是有差别的。初步鉴定:仅在280nm范围内有弱吸收,则说明有不饱和结构和n电子.2.计算最大吸收波长max,分析化学第九章分光光度法,.,58,思考题,1.为什么物质对光会发生选择性吸收？2.朗伯-比耳定律的物理意义是什么？什么是透射比？什么是吸光度？二者之间的关系是什么？3.摩尔吸收系数的物理意义是什么？其大小和哪些因素有关？在分析化学中有何意义？4.什么是吸收光谱曲线？什么是标准曲线？它们有何实际意义？利用标准曲线进行定量分析时可否使用透射比T和浓度c为坐标？,分析化学第九章分光光度法,.,59,思考题,5.当研究一种新的显色剂时，必须作哪些实验条件的研究？为什么？6.分光光度计有哪些主要部件？它们各起什么作用？7.测定金属钴中微量锰时，在酸性液中用KIO3将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度的测定。若用高锰酸钾配制标准系列，在测定标准系