分析化学 第八章 吸光光度法(北大)

1、1 第八章第八章 吸吸 光光 光光 度度 法法 2 化学分析化学分析：常量组分：常量组分(1%), Er 0.1%0.2% 依据化学反应依据化学反应, 使用玻璃仪器使用玻璃仪器 化学分析与仪器分析方法比较化学分析与仪器分析方法比较 仪器分析仪器分析：微量组分：微量组分(105为高灵敏度为高灵敏度; 10104 4 * *选择性好选择性好 * *显色剂在测定波长处无明显吸收。显色剂在测定波长处无明显吸收。 对照性好对照性好, , max max60 nm . 60 nm . * *反应生成的有色化合物反应生成的有色化合物组成恒定，稳定组成恒定，稳定。 * *显色条件易于控制，显色条件易于控制，重

2、现性好重现性好。 45 8.4.2 显色条件的确定显色条件的确定 c(R)c(R) c(R) 1. 显色剂用量显色剂用量（c(M)、pH一定）一定） Mo(SCN)32+ 浅红浅红 Mo(SCN)5 橙红橙红 Mo(SCN)6- 浅红浅红 Fe(SCN)n3-n 46 2. 显色反应酸度显色反应酸度（c(M)、 c(R)一定）一定） pH1pHpH2 pH 47 邻二氮菲亚铁反应完全度与邻二氮菲亚铁反应完全度与pH的关系的关系 Fe2+3R R(H) Fe(A) 33 33 3 FeR FeR 3 3Fe(A)R(H) FeR lglglg3lg3lgR Fe H H A 柠檬酸柠檬酸 c(R

3、)R =10-4molL-1 31021.3 3 FeR3 48 3 FeR lg Fe pH38为适宜为适宜 的酸度范围的酸度范围 49 3. 显色温度及显色时间显色温度及显色时间 另外，还有介质条件、有机溶剂、另外，还有介质条件、有机溶剂、 表面活性剂等表面活性剂等 T1() T2() t(min) A 50 8.4.3 8.4.3 干扰及消除干扰及消除 Co2 , Fe3+ Co2+ FeF63- Co(SCN)2 (蓝蓝) NaF SCN Co2+ Fe2+,Sn4+ (2)Sn2+ Co(SCN)2 SCN 测测Co2 (含 含Fe3+) : (掩蔽法掩蔽法) 1.1.化学法化学法

4、51 Co2+, Zn2+, Ni2+, Fe2+ CoR,ZnR NiR,FeR CoR, Zn2+ , Ni2+ , Fe2+ 钴试剂钴试剂R H+ 测测Co2 :(生成络合物性质不同 生成络合物性质不同) 如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除干扰，如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除干扰， 则需采取分离法。则需采取分离法。 测测Fe3 :(控制 控制pH) Fe3+, Cu2+ FeSS （紫红）（紫红） Cu2+ pH 2.5 SS 52 2. 物理法物理法 选择适当的测定波长选择适当的测定波长 515655 415500 钍钍-偶氮砷偶氮砷III 钴钴-亚硝基红盐亚硝基红盐 AA 络合物

5、络合物 络合物络合物 试剂试剂 试剂试剂 53 1. 1. 仅络合物有吸收，仅络合物有吸收，溶剂溶剂作参比。作参比。 如如 phenphenFeFe2+ 2+ 标准曲线标准曲线 2.2.待测液也有吸收待测液也有吸收，被测液被测液作参比。作参比。 如如 测汽水中的测汽水中的 FeFe 3. 3. 显色剂或其他试剂也有吸收，显色剂或其他试剂也有吸收，空白溶液空白溶液作参比作参比 例例: :邻二氮菲光度法测邻二氮菲光度法测Li2CO3中的中的 Fe， 参比溶液为不含参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂样品的所有试剂。 4. 4. 干扰组分与显色剂有反应干扰组分与显色剂有反应, ,又无法掩蔽消除时

6、：又无法掩蔽消除时： 1 1）掩蔽被测组分掩蔽被测组分，再加入显色剂，作参比，再加入显色剂，作参比. . 2 2）加入等量干扰组分加入等量干扰组分到空白溶液中到空白溶液中, ,作参比作参比. . - - 选择适当的参比溶液选择适当的参比溶液 54 8.5 吸光光度法的应用吸光光度法的应用 1. 单一组分测定单一组分测定 1) 金属离子金属离子: Fe-phen, Ni-丁二酮肟丁二酮肟, Co-钴试剂钴试剂 2) 磷的测定磷的测定: DNA中含中含P9.2%, RNA中含中含P9.5%, 可得核酸量可得核酸量. H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3 =(NH4)3PO412MoO

7、3+12NH4NO3+12H2O 磷钼黄磷钼黄( 小小) 磷钼磷钼(V)蓝蓝( 大大) Sn2+ 55 3) 蛋白质测定蛋白质测定溴甲酚绿、考马司亮蓝等溴甲酚绿、考马司亮蓝等 4) 氨基酸测定氨基酸测定茚三酮茚三酮(紫色化合物紫色化合物) 5) 水质检测水质检测: NH4+、NO2-、Mn2+、Fe2+、 SO42-、Hg2+- 6) 药物含量测定药物含量测定比吸光系数定量；荷移比吸光系数定量；荷移 光谱法测定光谱法测定. 7) 紫外吸收紫外吸收(UV): NO2-、NO3-、SO42-、 SO32-、CO32-、SCN-、酪氨酸、色氨酸、酪氨酸、色氨酸、 苯丙氨酸、蛋白质等。苯丙氨酸、蛋白质

8、等。 56 2. 多组分的测定多组分的测定 x 1, y 1, x 2, y 2由由x,y标液标液 在在 1, 2处分别测得处分别测得 在在 1处测组分处测组分x, 在在 2处测组分处测组分y b) 在在 1处测组分处测组分x; 在在 2处测总吸处测总吸 收收,扣除扣除x吸收吸收,可求可求y c) x,y组分不能直接测定组分不能直接测定 A1= x 1bcx+ y 1bcy(在在 1处测得处测得A1) A2 = x 2bcx+ y 2bcy(在在 2处测得处测得A2) 57 3. 3. 光度滴定光度滴定 NaOH滴定滴定 对硝基酚对硝基酚 pKa=7.15 间硝基酚间硝基酚 pKa=8.39

9、pKa =1.24 V1 V2 V(NaOH)/mL 对硝基酚对硝基酚 间硝基酚间硝基酚 酸形均酸形均 无色无色. . 碱形均碱形均 黄色黄色 58 典型的光度滴定曲线典型的光度滴定曲线 依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。 Vsp 滴定剂吸收滴定剂吸收 Vsp 被滴物吸收被滴物吸收 Vsp 滴定剂与待滴定剂与待 测物均吸收测物均吸收 Vsp 产物吸收产物吸收 59 4. 4. 络合物组成的测定络合物组成的测定 (1)(1)摩尔比法摩尔比法: : 固定固定cM , ,改变改变c cR R 1:13:1 c(R)/c(M)

10、A 1.0 2.0 3,0 60 (2)(2)等摩尔连续变化法等摩尔连续变化法: : M:R=1:1 0.5 0.33 cM/c cM/c M:R=1:2 MRMR n n MR (ccc）常数常数 61 表观形成常数的测定表观形成常数的测定 (设设M、R均无吸收均无吸收) 0.5 cM/c M:R=1:1 A0 A 0 0 - = A A A c(M)=c(R)=c ) 2 MR(1-1- = M R c K cc c MmRn型型 ? 62 5.5.一元弱酸离解常数的测定一元弱酸离解常数的测定 p330p330 HL H L HL HLL =HL+L Kc c A KK + L + a a

11、a (HL) H (HL) =+ +H +H KaH+L/HL 高酸度下，几乎全部以高酸度下，几乎全部以HL存在，可测得存在，可测得AHLHLc(HL)； 低酸度下，几乎全部以低酸度下，几乎全部以L存在，可测得存在，可测得AL Lc(HL). 代入整理：代入整理： AA K A A +HL a L - =H - HL L L HL AA K AA a - p= pH+lg - 或或 配制一系列配制一系列c相同相同,pH不同的溶液不同的溶液,测测A. 63 MO吸收曲线吸收曲线 Aa(HL) Ab (L) 1 2 3 4 5 6 Ab6 5 4 3 2 1 Aa 3504004505005506

12、00 /nm A 曲线曲线pHpH 1 11.10, 1.381.10, 1.38 2 22.652.65 3 33.063.06 4 43.483.48 5 53.983.98 6 65.53,6.805.53,6.80 由每份溶液的一由每份溶液的一 对对pH、A，可求，可求 得一个得一个Ka, 取平取平 均值即可均值即可. 64 MO离解常数的测定离解常数的测定 作图法作图法 L HL a ppHlg AA K AA HLL 2 AA A AHL 3.32(pKa) 123456 A pH=pKa pH pHA曲线曲线 AL L HL lgpH AA AA 曲曲线线 0.6 0.4 0.2

13、 0 -0.2 -0.4 -0.6 3.04.0 pH HL L HL lgg L l AA AA 3.34 65 6. 双波长分光光度法消除干扰双波长分光光度法消除干扰(不要求不要求) 在在 2， A 2 = Ax2+Ay2 在在 1， A 1= Ax1+Ay1 A= A 2 - A 1 = Ax2+Ay2 (Ax1+Ay1) = Ax2 Ax1 = Ax Ay2 Ay1 Ax =( x2 x1)bcx 消除了消除了y的干扰的干扰 X被测被测 Y干扰干扰 2 1 1 Ay1 AX1 Ay2 AX2 A /nm 66 双波长分光光度法消除浑浊背景干扰双波长分光光度法消除浑浊背景干扰 1 2 A

14、 A 1 -A 2 = A Ac 例例 牛奶中微量牛奶中微量 Fe的测定的测定 67 7. 导数分光光度法导数分光光度法(不要求不要求) A 图图 混合物导数光谱混合物导数光谱 0 1 2 3 4 A 图图 68 常药降压片中氢氯噻嗪含量的测定常药降压片中氢氯噻嗪含量的测定 1.氢氯噻嗪氢氯噻嗪. 2.硫酸双肼肽硫酸双肼肽 嗪嗪 3. 盐酸可乐定盐酸可乐定 4.常药降压片常药降压片 250 290 330 4 1 2 3 1 2 A A 69 肝中茚满二酮类抗凝血杀鼠剂的固相萃取肝中茚满二酮类抗凝血杀鼠剂的固相萃取 方法：肝匀浆用乙腈浸提，浸提液用方法：肝匀浆用乙腈浸提，浸提液用6的的 HCl

15、O4稀释，然后用稀释，然后用GDX100大孔树脂萃大孔树脂萃 取，用二氯甲烷取，用二氯甲烷5mL洗脱杀鼠剂，洗脱杀鼠剂，40 挥干，剩余物用挥干，剩余物用0.1molL-1NaOH4mL溶溶 解后，紫外导数光谱测定。解后，紫外导数光谱测定。 A 2 2 d d A 0.0 c d a b D a.空白肝普通光谱空白肝普通光谱 b.2.5 mg/L敌鼠溶液的普通光谱敌鼠溶液的普通光谱 c.空白肝二阶导数光谱空白肝二阶导数光谱 d.2.5 mg/L敌鼠溶液的二阶导数光谱敌鼠溶液的二阶导数光谱 70 8.1 了解分子对光的吸收与溶液颜色的关系了解分子对光的吸收与溶液颜色的关系. 吸收曲线吸收曲线定定 性分析的基础。性分析的基础。 定量分析的基础定量分析的基础朗伯朗伯-比尔定律：比尔定律：A= bc=-lgT 式中各参式中各参 数的物理意义，定量计算。数的物理意义，定量计算。 8.2 了解目视比色法、分光光度法的特点，分光光度计的了解目视比色法、分光光度法的特点，分光光度计的 基本部件。基本部件。 8.3 灵敏度的表示灵敏