(分析化学)第七章：吸光光度法

1、Analytical chemistry第七章：吸光光度法第七章：吸光光度法 (Spectrophotometry)7-1 概述7-2 光吸收定律 7-3 分光光度计7-4 显色反应及其影响因素7-5 光度测量误差和测量条件的选择7-6 吸光光度法的应用习题第一页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2927.1: 概述一、吸光光度法基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。许多物质呈现颜色，而且颜色深浅与浓度有关 二、方法特点：1、灵敏度高，能测c2c1是光谱定量的依据 (3)同一物质分子运动的形式相同，结构相同，在不同浓度下，吸收曲线的

2、形状相同，且max位置不变 (4)不同物质的吸收曲线形状不同，决定了物质的结构分析的依据 第九页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2910(5)若选择在max处测量A，则灵敏度高 Cr2O72- MnO4-2、物质的颜色 第十页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2911 溶液呈现的颜色与吸收光颜色及波段的关系 物质的颜色吸收光 颜色波长范围( l ,nm)黄绿黄橙红紫红紫蓝绿蓝蓝绿紫蓝绿蓝蓝绿绿黄绿黄橙红400-450450-480480-490490-500500-560560-580

3、580-600600-650650-750 溶液呈现的颜色是其吸收光的互补光的颜色。 第十一页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29127.2: 光吸收定律一、朗伯-比耳定律 当一束强度为I0的平行单色光入射到厚度为b的溶液上，一部分光被吸收（强度为Ia），剩余的光透过（强度为It）ta0III%1000tIIT透光率吸光度0t-lglgIITA第十二页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry当物质对光完全透光时，T=1，A=0当物质对光全部吸收时，T=0，A=朗伯-比尔定律的数学表达式KbcA I0IrIt

4、Ia单色光垂直照射含有吸光物质的溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度及液层的厚度成正比。第十三页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2914其中，A:吸光度，T:透射比， K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度注意： 平行单色光 均相介质 无发射、散射或光化学反应二、吸光系数、摩尔吸光系数1、吸光系数a 和摩尔吸光系数( Molar absorptivity) A= Kbc (1)当 c= g/L时：b=cm； K=a = Lg-1cm-1 (2)当 c=mol/L时：b=cm； K=Lmol-1cm-1 第十四页，编辑于星期一：七点 三十

5、六分。Analytical chemistry2021-11-2915 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。单位： (Lmol-1 cm-1) 影响值大小的因素 (1)入射光波长 (2)与被测物质有关 (3)温度，酸度，介质，有色物结构，(4)不随 c或b值变化 第十五页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2916 2、桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：g/cm2 氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30g，用2cm比

6、色池，在650nm测定光吸收，A0.43，求(Nb原子量92.91)。mol/L5091.92101000306c114cmmolL103 . 3bcA第十六页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2917三、吸光度A的加和性 若溶液中含有不止一种吸光物质，则总吸光度等于各个组分吸光度之和： A=A1+A2+.+An = 1bc1+ 2bc2 + .+nbcnMS 第十七页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29187.3 分光光度计0.575光源单色器吸收池检测器显示第十八页，编辑于星期一：

7、七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29191、光源(Source)：75W钨灯，发射出360-800nm波长的连续光谱 2、单色器(Monochromator)：将连续光谱分解为按波长排列的单色光 3、比色皿（吸收池）：材质相同的玻璃，石英制成0.5，1.0，2.0，3.0cm 4、检测器(Detector)：接受比色皿透过的光强，转换为电信号，并放大显示，读取 T，A，c 光电管：产生光电流，在电阻两端产生电压降 第十九页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29207.4 显色反应及影响因素一、 显色反

8、应没有颜色的或颜色较浅的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定 显色反应。MRR M 被测物 显色剂 有色化合物对显色反应的要求：1、选择性好2、灵敏度高 (104)第二十页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29213、 产物的化学组成稳定4、 化学性质稳定5、 显色剂和产物有明显的颜色差别 (60nm)二、显色剂1、 无机显色剂: 过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾2、 有机显色剂： （1）偶氮类：偶氮胂III第二十一页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2922（2）三苯甲烷类 三

9、苯甲烷酸性染料 铬天菁S （3）邻菲罗啉类：新亚铜灵 第二十二页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2923（4）肟类：丁二肟 三、 多元络合物混配化合物 Nb-5-Br-PADAP-酒石酸 离子缔合物 AuCl4-罗丹明B金属离子-配体-表面活性剂体系 Mo-水杨基荧光酮-CTMAB 第二十三页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2924四、 影响显色反应的因素1、 溶液酸度（pH值及缓冲溶液）u 影响显色剂的平衡浓度及颜色，u 影响待测离子的存在状态，防止沉淀u 影响络合物组成 2、显色

10、剂的用量稍过量，处于平台区 3 、显色反应时间 针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定第二十四页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29254、 显色反应温度加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解5、溶剂6、干扰离子 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率消除办法： 改变酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比 选择适当波长 第二十五页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29267.5 吸光光度分析条件的选择与误差的控制

11、一、测定波长选择选择原则：“吸收最大，干扰最小”灵敏度选择性第二十六页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2927二、 标准曲线制作0123456780.000.050.100.150.200.250.300.35Aconcentration理论基础：朗伯-比尔定律 相同条件下测定不同浓度标准溶液的吸光度AAc 作图第二十七页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2928三、偏离朗伯-比尔定律 的原因正偏离负偏离1、由于非单色光引起的偏离 因物质对不同波长的光的吸收程度不同，而导致偏离。 第二

12、十八页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2929复合光由 1和 2组成，对于浓度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一样，浓度大，复合光引起的误差大，故在高浓度时线性关系向下弯曲。 第二十九页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29302、溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 (1)溶液介质不均匀引起的 (2)溶液中的副反应发生而引起的 (3)反应条件影响显色反应 例如 Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H+2CrO4- 橙色 黄色 1max=350nm max=375nm 2ma

13、x=450nm 第三十页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2931四、 吸光度测量的误差TTKbcAln434. 0lgTTdTAAcclndd第三十一页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29320ln1)ln(TTTT=0.368，A=0.434 测量误差最小为了减少测量误差，控制溶液的吸光度范围 A = 0.2 0.8T = 65 15 %五、参比溶液的选择： 选合适的参比溶液，调仪器A =0，T=100% (1)当试液，显色液，在此波段无吸收，可用纯水作参比；第三十二页，编辑于星期

14、一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2933(2)试剂有色，以试剂的空白为参比； (3)显色剂，待测物有吸收，应掩蔽，使其不与显色剂作用。第三十三页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29347.6: 其它光度法 一、目视比色法对样品的粗略测定 适合对准确度要求不太高的大批量样品的分析。二、示差分光光度法-高含量组分的测定 1、原理： 以稍低于待测组分浓度的标准溶液作为参比溶液，然后测试液的吸光度，再从A求c，从而提高准确度。 参比液 cs cx样品液 xxssbc A bcA第三十四页，编辑于星期一：

15、七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2935cbccbAAA Asxsx)(-r用参比液调吸光度为“0”，此时，被测液的吸光度为吸光度的差与浓度差成正比。cc csx如果标准溶液的T%=10，用此溶液做参比，调成100%(A=0)，等于把仪器透光率扩10倍，测量误差变小了。 第三十五页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2936例 以试剂为空白参比调T=100%，测某有色液A=1.301，假设T=0.003，求光度测量误差Er=？%501010301. 1AT2%lg0.050.050.0030.434lg

16、0.434ErTTTcc第三十六页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2937若以T=10%为参比，示差光度法测该试液的T=？此时Er又为多少？% 50% 10%5.0% SxrTTTsxrrln434. 0-lg TTTbcA0.2%lg0.10)00.50(lg0.50.0030.434 )lg (lg 0.434 ErSrrTTTTccr434. 0dTTcb第三十七页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2938例例12. 锌标液锌标液cZn=0.00100mol/L和含和含Zn样品各

17、测样品各测A=0.700和和A=1.000，问两种溶液透射率相差多少？如果用，问两种溶液透射率相差多少？如果用0.00100mol/L Zn 标液作参比，试液的标液作参比，试液的A=？示差法与？示差法与普通光度法相比，读数标尺放大了多少倍？普通光度法相比，读数标尺放大了多少倍？ 解：解： 1、A= - lgT，则，则T1=10-A=10-0.700=0.200=20.0% T2=10-1.000=0.1000=10.0% 故透光率相差故透光率相差10.0%第三十八页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2939 2、A相对相对=A=bc=1.0

18、00-0.700=0.300 3、则、则T相对相对=10-0.300=0.50=50% 标尺放大倍数为：标尺放大倍数为：5%10%50三、光度滴定 由于在选定的波长下，被滴定的溶液各组分的吸光情况不同，曲线形状不同 第三十九页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2940(a)滴定剂对选用波长的光有很大吸收，待测物和产物不吸收，如MnO4-滴 Fe2+(b)待测物有吸收滴定剂和产物不吸收，如EDTA滴水扬酸铁 第四十页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2941(c)产物有吸收，滴定剂与待测物

19、无吸收，如NaOH滴对溴苯酚(d)滴定剂和待测物 有吸收，产物无吸收 如 KBrO3 -KBr滴 Sb3+-HCl液 第四十一页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-29427.7: 吸光光度法的应用 一、标准曲线法测单一组分 1、选择合适的显色反应和显色条件 2、绘出被测组分的吸收光谱曲线(用标液），找出最大吸收波长。 A3、在max下测一系列标准溶液的A值，绘制工作曲线A-c第四十二页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry4、与工作曲线相同的方法，测未知物Ax ， 从工作曲线上查cx Ax CxA二、多组分的测定第四十三页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2944yxAAA111yyxxbcbc11yxAAA222AXY12 为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。解联立方程，可求得cx, cyyyxxbcbc22第四十四页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical chemistry2021-11-2945三、配合物组成的测定 1、摩尔比法 固定 cM，改变 cR，就可得一系列 cR/ cM值不同的溶液，测A作图n第四十五页，编辑于星期一：七点 三十六分。Analytical c