第十章吸光光度法

1、分析化学教案第十章吸光光度法要求： 1.掌握吸光光度法的基本原理，朗伯比耳定律和偏离比耳定律的原因；2 .了解金属离子与显色剂发生显色反应的原理和影响显色反应的因素，掌握选择显色反应的一般原则；3 .了解几种常用的显色剂；4 .了解光度测量条件的选择，提高分析结果的准确度；5 .掌握吸光光度法的应用。进程：§ 10-1 概述吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，它包括比色分析法、可见及紫外吸收光度法以及红外光谱法等。本章着重讨论可见光区的吸光光度法（又称分光光度法，简称光度法）。一、分光光度法的特点分光光度法同化学分析法中的滴定分析法、重量分析法

2、相比，有以下特点：1 . 灵敏度高分光光度法测物质的浓度下限（最低浓度）一般可达10-510-6mol/L ,相当于含量低于0.0010.0001%的微量组分。如果将被测组分加以富集，灵敏度还可提高12 个数量级。该方法适用于微量组分的测定。举例：略（见课件）2 .准确度较高一般分光光度法的相对误差为25%。3 .操作简便，测定速度快分光光度法的仪器设备不复杂，操作也简便。如果采用灵敏度高，选择性好的显色剂， 再采用掩蔽剂消除干扰，可以不经分离直接测定，而且速度快。4 .应用广泛吸光光度法既可测定绝大多数无机离子，也能测定具有共轲双键的有机化合物。主要用于测定微量组分，也能测定含量高的组分（用

3、示差光度法或光度滴定）。还可测定络合物的组成、酸（碱）以及络合物的平衡常数。 二、物质的颜色和光的选择性吸收物质呈现的颜色与光有着密切的关系。光是一种电磁波，如果按照波长或频率排列，则可得电磁波谱图（四师P.275表10-1）。光具有两象性：波动性和粒子性。波动性就是指光按波动形式传播。例如：光的折射、衍射、偏振和干涉现象，就明显地表现其波动性。入 Y = C式中：入一波长（cm）; y 一频率（赫兹）；c光速（3x 1010cm/s）光的粒子性：如光电效应就明显地表现其粒子性。光是由“光微粒子”（光量子或光子）所组成。光量子的能量与波长的关系为：E = h y =hc/ 入式中：E光量子的能

4、量（尔格）；Y 一频率（赫兹）；h普朗克常数（6.6262 X 10-34J 秒） 1.光色的互补关系首先要明确什么叫单色光、复合光、可见光。理论上将具有单一波长的光称为单色光；由不同波长的光组合而成的光称为复合光；人眼能感觉到的光称为可见光（其波长范围大约在400750nm之间）。日光、白炽灯光等可见光都是复合光。便分解为红、 橙、黄、绿、青、55O73Q 紫 450-4®如果让一束白光（日光）通过棱镜，于是发生折射作用， 蓝、紫等颜色的光。（各色光之间没有明显的界限）。各种色光的近似波长（见课件）。反之，这些颜色的光按一 定强度比例混合便能形成白光。如果把两种适当颜色的单色光按一

5、定强度比例混合后， 就能得到白光。我们便称这两种单色光为互补色光。日光、白炽灯光等就是一对对互补色光按一定适当比例 组合而成的。互补色光的关系可用右图表示。5 .物质对光的选择吸收光的互补色示意图t入加n）对固体物质来说，当白光照射到物质上时，如果物质对 各种波长的光完全吸收，则呈现黑色；如果完全反射，则呈现白色；如果对各种波长的光均匀吸收，则呈现灰色；如果选择地吸收某些波长的光，则呈现反射或透射光的颜色。对溶液来说，溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的质点（离子或分子）对不同波长的光具有选择性吸收而引起的。当白光通过某种溶液时，如果它选择性地吸收了白光中某种色光，则溶液呈现透射光的 颜色，也就是

6、说，溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。例如：当一束白光通过硫氟酸铁（Fe（SCN）3）溶液时，它选择性地吸收了白光中的蓝青色光，其它色光均透过溶液。铜钱络离子的溶液因选择地吸收了白光中的黄色光而呈现蓝色。溶液呈现不同颜色乃是由于物质对光的选择吸收所造成的。当一束白光（强度为I0）通过下列几种溶液，溶液呈现的颜色和吸收光的关系如下图:KMnO.紫色光I*-红色光嗯收吉洋暗灰色I * 吸收绿光如果将各种波长的单色光依次通过某一固定浓度的有色溶液，测定每一波长下有色溶液对光的吸收程度（即吸光度A）,然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得一曲线，称为吸收光谱曲线（简称吸收曲线）。四师P.276

7、图10-2是四个不同浓度 KMnO4溶液的光吸收曲线。从图上可以看到：KMnO 4溶液对不同波长的光吸收程度不同。对波长为525nm的绿色光吸收最多，在吸收曲线上有一高峰（相应波长称为最大吸收波长），而对红色光和紫色光吸收很少，几乎能完全透过，因此 KMnO 4溶液呈紫红色（即 透射光的颜色）。光吸收程度最大处的波长称为最大吸收波长（常以 入最大或入max表示）。不同浓度KMnO 4溶液的吸收曲线形状相似，最大吸收波长不变。不同物质的吸收曲线形状和最大吸收波长都各不相同。但对某一种物质来说， 尽管浓度不同，其吸收曲线形状相似，最大吸收波长相同。因此各种物质都有特征的吸收曲线和最大 吸收波长。这

8、些特性可作为物质定性分析的依据。同一物质不同浓度的溶液，在一定波长处吸光度随浓度增加而增大（这个特性可作 为物质定量分析的依据）。若在最大吸收波长处测定吸光度，灵敏度最高。§ 10-2光吸收的基本定律一、朗伯一比耳定律当一束平行单色光照射到任何均匀、 非散射的介质（固体、液体或气体），例如溶液时， 光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。如果入射光的强度为I。,吸收光的强度为 L透过光的强度为It,反射光的强度为Ir,则I。= Ia+ It + Ir?（1）在吸光光度法中，测量时都是采用同样质料的比色皿，反射光的强度基本上是不变的，其影响可以相互抵消，于是式可简化为

9、：I0= Ia + It（2）透过光强度It与入射光强度I。之比称为透光度或透光率。用 T表示。即ItIo溶液的透光度愈大，说明对光的吸收愈小； 相反，透光度愈小，则溶液对光的吸收愈大。 实践证明，溶液对光的吸收程度，与溶液的浓度、液层厚度以及入射光的波长等因素有关。如果保持入射光的波长不变，光吸收的程度则与溶液的浓度、液层厚度有关。（朗伯、比耳找出了它们的关系）朗伯定律当一束单色光通过溶液后，由于溶液吸收了一部分光能，光的强度就要减弱。设入射光 的强度为Io,透过浓度为c,液层厚度为b的溶液，透过光的强度为 It,由于一部分光被吸 收，所以It<Io,如果溶液的浓度保持不变，当液层越厚

10、时，光在溶液中通过的路程越长，则 光被溶液吸收的程度就越大，透过光的强度就越小。为了求得吸光度A,现将厚度为b的液层分为许多厚度相等的薄层，每一薄层的厚度为db,如下图（或四师 P.277图10-3）:照射在薄层上的光强度为I,当光线通过该薄层后，被吸收的光强度（即减弱的光强度）-dI与db及I成正比：-dai db-dI = k i I db （ki为比例常数）其入射光强度为Io,透过光强度为It,溶液总厚度为b,将上式进行变数分离并定积分:-1Ib0 db- ln1t -lnI0 )=k1 bIni 0 - Ini t = k1b1110 ki1gb = k2 b1t 2.303该式表示当

11、溶液浓度 一定时，光的吸收与 液层厚度的关系，称 为朗伯定律。% H+dC =diln- =k1 b Itlg"* bI 该式表示当溶液浓度一定时，光的吸收与液层 厚度的关系，称为朗伯定律。Ic 1A = 1g丁 = 1g- = k2 bA称为吸光度（也称光密度 D或消光度E）,该式说明了当溶液浓度一定时，光的吸收 与液层厚度的关系，称为朗伯定律。比耳定律对于液层厚度一定而浓度不同的溶液（即颜色深浅不同的溶液）来说，光的吸收是与溶液的浓度（C）及入射光的强度成正比，即入射光的强度减弱的情况与浓度固定而改变厚度 的情况完全相似。如图所示：当溶液的浓度由 照在dC上的光强度-di与C增加

12、为C+dC,则透过光强度由It减为It- di,则减弱的光强度 I及浓度的增量dC成正比：-diI - dC-di = k 3 , I , dCd- =k3 dc将上式积分得1t diC 一 =k3 0 dcIoI0I 0 ln k3 cII-ln£ = k3 cI 3如果用I表示透过光强度，则上式改为:Ig' =k4 c 或式中k4为比例常数，与入射光波长及溶液的性质、温度有关。比耳定律表明：当入射光的波长、液层厚度和溶液温度一定时，溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。朗伯一比耳定律如果要求同时考虑溶液浓度C和液层厚度b对光吸收的影响，可将朗伯定律和比耳定律合并为朗伯一比耳定律

13、。A = lg 卜=lg " = K c b这是光吸收定律的数学表达式。也叫比色公式。式中 K是比例常数，与入射光波长、物质 的性质和溶液的温度等因素有关。上式表明：当一束单色光通过均匀溶液时，其吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比。这个规律通常称为朗伯一比耳定律。也称光吸收定律。二、吸光系数、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度朗伯一比耳定律中的常数 K值随c、b所用单位不同而不同，有两种表示方式。1 .吸收系数a当浓度c的单位为g/L,液层厚度b用“cm”表示时，常数K以a表示，称为吸光系数。 单位为L/g cm。此时，朗伯一比耳定律变为：A = a b, c2 .摩尔吸收系数K当浓度c的

14、单位为mol/L,液层厚度b用“cm”表示时，则 K用另一符号k表示。k 称为摩尔吸光系数，单位为L/mol cm。此时，朗伯一比耳定律为：A = k - b , ck表示浓度为1mol/L的有色溶液在1cm的比色皿中，在一定波长下溶液对光的吸收能力(即 在一定波长下测得的吸光度数值)。它是每个有色化合物在一定波长下的特征常数，在比色 分析中用它来衡量显色反应的灵敏度，k值越大，则该显色反应越灵敏。例：已知含Fe2+浓度为500微克/升的溶液，用邻二氮菲比色测定铁， 比色皿长度为2cm, 在波长508nm处测得吸光度 A=0.19 ,计算摩尔吸光系数。解：Fe原子量为55.85 一 £

15、; 2500 106Fe = =8.9 10 (m ol/L)-655.85A =0.19 = k bc=冗父2 M8.9 父10= 1.1 1040.196 662 8.9 10 上3 .桑德尔灵敏度S （又叫桑德尔指数）桑德尔灵敏度本来是指人眼借助颜色反应，在单位截面积液柱内能够检出的物质最低含量，以微克/厘米2表示。将此概念推广到各种光度仪器， 则规定仪器的检测极限为 A = 0.001 时，单位截面积光程内所能检测出来的被测物质的最低含量，同样以微克/厘米2表示。S与K的关系可推导如下：A = 0.001A = 0.001 = k bc0.001 c b =S = c b mM 父10

16、6 =c b M 103(1 g/cnm) 1000g/cm)S =q：001xmx103( mS m (g/crm) 例：已知用邻二氮菲比色法测定Fe2+时，k =1.1 x 104 L mol-1 cm-1,求桑德尔灵敏度。M55.852、S =4 =0.0050( li .0cm )k1.1父104三、偏离朗伯一比耳定律的原因由于非单色光引起的偏离在吸光光度分析中，通常固定吸收层的厚度不变，用比色计或分光光度计测量一系列标准溶液的吸光度（即配制一系列已知浓度的标准溶液，在一定条件下进行显色， 使用同样厚度的比色皿，在一定波长时测定各溶液的吸光度），根据朗伯一比耳定律：吸光度与吸光物质的浓

17、度成正比，故以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标作图，应得到KCrO浓度(10 moUL)一通过原点的直线，称为标准曲线或工作曲线。偏离朗伯一比耳定律的原因，主要有以下三方面：由于非单色光引起的偏离由于介质不均匀引起的偏离由于化学变化而引起的偏离以上只是引起朗伯一比耳定律发生偏离的几个主要原因。在实 践中可能遇到的情况并不止这些。例如：显色剂的纯度、干扰离子 的存在等，也会影响到应用朗伯一比耳定律的准确性，至于哪个因 素起主要作用，尚须在实践中根据具体情况进行具体分析。§ 10-3吸光光度法的仪器、分光光度法的原理和特点分光光度法是以光的吸收定律（朗伯一比耳定律）作为基础的。分光光度法借助

18、分光光度计来测量一系列标准溶液的吸光度, 被测试液的吸光度，从标准曲线上求得其浓度或含量。分光光度法的特点：1 .由于入射光是纯度较高的单色光，因此，用分光光度法可以得到十分精确细致的吸收光谱曲线。通过选择最合适的波长进行测定，使偏离朗伯一比耳定律的情况大为减少，标准曲线直线部分的范围更大，分析结果的灵敏度和准确度都较高。2 .由于可以任意选取某种波长的单色光，在一定条件下，利用吸光度加和性，可以同时测定溶液中两种或两种以上的组分。3 .由于入射光的波长范围扩大了，故许多无色物质，只要它们在紫外光或红外光区域内有 适当的吸收峰，也可以用分光光度法加以测定。二、分光光度计的基本部件北源一单色器一

19、胸耐一检测器一砺B1 .光源在可见、近红外区进行测定时，常采用鸨灯或碘鸨灯作光源，它们的辐射使用范围为 3202500nm。但因其发射光谱的强度分布受电源电压变化的影响较大，故需使用稳压器提 供稳定的电源电压，以保证光源输出的稳定性。在近紫外区测定时，常采用氢灯或笊灯，它们在180375nm波长范围产生连续光谱。2 .单色器分光光度计中，单色光是靠单色器获得的，常用的单色器是棱镜和光栅。 棱镜 一般是由玻璃或石英材料制成的，是根据不同波长的光通过棱镜时，具有不同的折射率。从而将复合光按波长顺序分解为单色光的一种色散元件。光栅它是利用光的衍射与干涉作用制成的一种色散元件。优点是适用波长范围宽、色

20、散均匀、分辨本领高、便于保存和仪器的设计制造。缺点是各级光谱会有重迭而 相互干扰、需选适当的滤光片以除去其它级的光谱。3 .吸收池它是由无色透明的光学玻璃或石英制成的，用作盛待测溶液和参比溶液的容器。可见区光度法使用玻璃制的吸收池，紫外区光度法则须用石英制的吸收池。每台仪器通常配备有厚度为0.5、1.0、2.0、3.0cm等规格的吸收池以备选用。同一规格的吸收池彼此之间的透光率 误差应小于0.5%,使用时应保持吸收池的光洁，特别要注意透光面不受磨损。4 .检测器它是测量光线透过溶液以后光强度变化的一种装置。通常利用光电效应使光照在检测器上产生光电流。光度计常用的光电转换器有光电池、光电管或光电

21、倍增管。5 .指示器它的作用是把放大的信号，以适当方式显示或记录下来。低档分光光度计常采用悬镜或光点反射检流计测量光电流。其灵敏度约为10-9安培/格。在检流计的标尺上有两种刻度，等刻度的是百分透光率 T,对数刻度的是吸光度 A （四师P.286图10-5）所示。中、高档的 分光光度计采用记录仪、数字显示器或电传打字机。三、分光光度计的类型分光光度计的种类很多。紫外、 可见分光光度计主要用于无机物和有机物含量的测定，红外分光光度计主要用于结构分析。1. 单光束分光光度计72 型、 721 型、 722 型分光光度计751 型分光光度计723G 型分光光度计72 型分光光度计是简易型直读式可见分

22、光光度计，供420700nm 的可见光区内作比色分析之用。此仪器构造简单，应用广泛。72 型分光光度计结构简单，使用方便，读数稳定，测定结果重现性好。不仅用于光度分析，也可测定简单的吸收光谱，应用广泛。缺点是色散能力差。721、 722 型分光光度计是在72 型基础上改装的。751型分光光度计是一种手动式紫外-可见分光光度计，其波长范围是2001000nm,不仅用于可见区，也能用于紫外及近红外区的分析。它的波长精度、稳定性和重现性都比72型高。723G 型分光光度计（新型）使用分光光度计要注意保护比色皿的透光面，勿使产生斑痕，否则影响透光度。拿比色皿时只能捏住它的毛玻璃面。每次用完后，应用自来

23、水冲洗，如洗不净时，可用盐酸或适当溶剂处理，然后用自来水冲洗，最后用纯水洗净，擦干，放回比色皿盒内。切不可用碱溶液和氧化剂洗，因它们能腐蚀玻璃或使比色皿粘结处脱胶。2. 双光束分光光度计§ 10-4 吸光光度法分析条件的选择一、显色反应及其条件的选择 显色反应和显色剂在分光光度分析中，很少利用金属水合离子本身的颜色进行光度分析，因为它们的吸光系数值都很小。一般都是选适当的试剂，首先利用显色反应把待测组分转变为有色化合物，然后进行测定。将待测组分转变为有色化合物的反应叫显色反应，与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。对显色反应的要求：应有较高的灵敏度与选择性；形成的有色配合物应组成

24、恒定、性质稳定；显色条件易于控制；有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。显色剂主要分为无机显色剂和有机显色剂两大类：1. 无机显色剂无机显色剂在比色分析中应用得并不很多，主要原因是生成的络合物不够稳定；灵敏度和选择性也不高。目前应用较多的主要有硫氟酸盐（测定Fe、Mo（VI）、W（V）、Nb等），铝酸镂（测定Si、P、W等和过氧化氢（测定 Ti（IV）。2. 有机显色剂大多数有机显色剂与金属离子生成极其稳定的螯合物，而且具有特征的颜色，因此， 选择性和灵敏度都较高。不少螯合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取比色，这对进一步提高灵敏度和选择性很有利。有机显色剂大多是含有生色团和助色团的化合物。在有机

25、化合物分子中，一些含有不饱和键的基团，它们能吸收大于200nm波长的光，这种基团称为广义的生色团。某些含有孤对电子的基团，它们与生色团上的不饱和键相互作用，可以影响有机化合物对光的吸收，使颜色加深，这些基团称为助色团。有机显色剂的种类极其繁多，简单介绍了几种：邻二氮菲属于NN型螯合显色剂，是目前测定 Fe2+较好的试剂。双硫腺（即二苯硫腺）属于含S的显色剂，是分光光度分析中最重要的显色剂，是目前萃取比色测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等很多重金属离子的重要试剂。二甲酚橙（缩写为 XO,结构式三师 P.325）二甲酚橙属三苯甲烷显色剂，是配位滴定中常用的指示剂，也是光度分析中

26、良好的显色剂。在酸性溶液中能与多种金属离子生成红色或紫红色的配合物。 偶氮肿出（又称为铀试剂出）属偶氮类螯合显色剂。它可以在强酸性溶液中，与Th（IV）、Zr（IV）、U（ IV）等生成特别稳定的有色络合物。在此酸度下金属离子的水解现象可不考虑，因而简化了操作手续，提高了测定结果的重现性和可靠性。目前偶氮肿出已广泛用于矿石中铀、牡、错以及钢铁和各种合金中稀土元素的测定。铭天蓝S （也称铭天菁S,简称为CAS）属于三苯甲烷类螯合显色剂，是测量铝的很好试剂。影响显色反应的因素1 .显色剂用量生成有色配合物的显色反应一般可用下式表示：M+nRMRn（被测组分）（显色剂）（有色化合物）MRnMR nB

27、nMRnM=Bn R对稳定性较高的配合物， 只要加入稍过量的试剂，显色反应即能定量进行。对于有些显色反应，显色剂如果加入太多，有时反而会引起副反应，对测定不利。必须严格控制试剂的 用量。例如：以SCN -作显色剂测定铝时，是要求生成红色的Mo（SCN） 5配合物，当SCN -浓度过高时，可生成浅红色的 Mo（SCN）6配合物，反而使其吸光度降低。Mo（SCN） 32+L Mo（SCN） 5 -L Mo（SCN） 6（浅红）（橙红）（浅红）而以SCN -作显色剂测定Fe3+时，随SCN-浓度增大，逐步生成颜色更深的不同配位数的配 合物，使吸光度值增大。对上述两种情况，就必须严格控制显色剂的用量，

28、才能得到准确的结果。在实际工作中，通常根据实验结果来确定显色剂的用量。通常有下列三种情况： 该曲线较常见。该曲线与第一种曲线不同的地方是曲线的平坦区域较窄。 该曲线与前两种情况完全不同。2 .溶液的酸度C吸光度和溶液器度的关系)酸度对显色反应的影响主要有以下几方面： 影响显色剂的浓度和颜色Me+ + HR - MeR + H + 影响被测金属离子的存在状态Al(H 20)63+1 Al(H 2O)5OH2+ + H +2Al(H 2O)5OH 2+ - - Al 2(H 2O) 6(0H) 33+影响配合物的组成对于某些生成逐级配合物的显色反应，酸度不同，配合物的配位比不同， 其色调也不同。例

29、如：磺基水扬酸与 Fe3+的显色反应，在不同酸度条件下，可能生成1：1, 1：2, 1：3三种颜色不同的配合物，故测定时应控制溶液的酸度。t3 .显色时间人所以，为了测得准有些有色化合物能迅速形成，但是不太稳定，放置过程中 颜色会改变，故吸收光度法测定不能搁置太长。有些有色化合 物形成很快，而且相当稳定。在这种情况下，最利于进行吸收 光度分析。有些有色化合物形成较慢，必须放置一段时间后才 能进行吸收光度测定。总之，不同的显色反应颜色达到最大的 吸收强度所需时间是不同的，而且保持颜色稳定的时间范围也是不同的。确的结果，应在保持颜色稳定的时间内测定吸光度。4 .温度的影响显色反应的进行与温度有很大

30、关系。一般显色反应可在室温下完成。 但是有的在室温下进行得很慢，需要加热促使反应迅速完成。有的显色反应所形成的配合物在温度高时发生分解或褪色。有的需放置一段时间才能使反应进行完全。显然，对于不同的显色反应，应选择适宜的温度进行反应，使反应能进行完全。同样，标样和试样显色时，其温度应很近似，以减小其误差。5 . 溶剂的影响有机溶剂会降低有色化合物的离解度，从而提高显色反应的灵敏度。同时， 有机溶剂还可能提高显色反应的速度以及影响有色配合物的溶解度和组成。6 . 干扰离子的影响干扰离子的存在对光度测定的影响大致有以下三种情况： 干扰离子本身有颜色，在被测物所选用的波长附近有明显的光吸收，但不因加入

31、试剂而改变。 干扰离子（不论本身有无颜色）能与显色剂生成有色化合物。 干扰离子阻止被测离子与显色剂的反应，致使显色反应进行不彻底，而产生负干扰。消除干扰作用一般有以下几种方法： 控制酸度 选择适当的掩蔽剂 利用生成惰性络合物 选择适当的测量波长 选用适当的参比溶液分离二、吸光光度法的测量误差及测量条件的选择 仪器测量误差对给定的光度计，透光度与吸光度的读数误差是衡量测定结果的主要因素。对于一给定的光度计，透光度读数误差T基本是一常数，约为 0.010.02。但是当透光度（T）不同时，同样大小的 T所引起的浓度误差 C是不同的，这可从透光度与浓度的关系图或相对误差与透光度的关系图中可看到。如：T

32、%=1020% 时（ T=10）, A 0.3;T%=8090% 时（T=10）, A0.05。可以看出，A值越大， T引起的 A就越大。当 T=0.368 时（即 A=0.434） ，测量误差最小。在T=2065% （即 A=0.20.7 ）范围内，浓度测量的相对误差较小。透光度T 太小或太大，误差会急剧增大。所以对于光度的测定，尽可能落在透光度为2065%（即吸光度为0.20.7）的这一个范围内，测量才较准确。 测量条件的选择1. 入射光波长的选择为了使测定结果有较高的灵敏度，一般情况下，入射光的波长应选择待测溶液有最大吸收的波长。2. 控制适当的吸光度范围可以控制溶液的浓度使其A 值落在

33、 0.20.7 范围内。3. 选择适当的参比溶液当显色剂及制备试液时所用的其它试剂均为无色，而且被测试液中又无其它有色离子存在时，可用蒸馏水（或纯溶剂）作参比溶液。如果显色剂为无色，而被测试液存在其它有色离子时，应采用不加显色剂的被测试液作参比溶液。如果显色剂和试剂均有颜色时，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，显色剂及其它试剂均按试液测定方法加入，以作为参比溶液，这样还可以消除一些共存组分的干扰。选好参比溶液后，可测定一系列标准溶液的吸光度，作出工作曲线，然后测出被测试液的吸光度。在工作曲线上找到其被测物的浓度。§ 10-5 吸光光度法的应用一、定

34、量分析（一）单组分的测定1. 一般方法当试液中只有一种被测组分在测量波长处产生吸收时，一般采用标准曲线法进行测定。如： 微量铁的测定： 磷的测定：2. 示差分光光度法吸光光度法一般只适宜于微量组分的测定。当用于高含量组分测定时，既使没有偏离朗伯 -比耳定律的现象，但吸光度超出了准确测量的读数范围，也会引起很大的误差。采用示差分光光度法就可克服这一缺点。用标准溶液代替空白溶液来调节仪器的100%透光度或0%透光度，以提高方法的准确度。这种方法称为示差分光光度法，简称示差法。目前有浓溶液示差法、稀溶液示差法和使用两个参比溶液的示差法，其中以浓溶液示差法应用最多。（ 1 ）高浓度试样的测定（即高含量

35、组分的测定）设有浓度为Cl和C2的有色溶液，按普通分光光度法，用无色空白溶液（ Co）作参比 溶液，得Ai = k - b - ciA 2 = K - b - C2 - 式得： A=A2 - Ai= k b （C2 - Ci） = R - b - AC当 b 一定时，A= J C从该式可知，被测试液与参比溶液的吸光度差值，与两溶液的浓度差成正比。这就是示差法的基本原理。（ 2）低浓度试样的测定先用空白溶液调节仪器的透光度为100%,再用一个浓度比试液稍高（即透光度比试液透光度稍低）的标准溶液调节透光度为0%，然后测量待测试液的透光度。（ 3）浓度适中的试样的测定测定浓度适中的试样，如果希望得到

36、更加准确的读数，则可选择两个组分相同、浓度不同的溶液作参比溶液，试液浓度应介于此两种溶液的浓度之间。调节仪器，使浓度大的参比溶液的透光率为 0%,浓度小的参比溶液的透光度为100%,测一系列标准溶液的吸光度，作工作曲线，并测定试液的透光度。从工作曲线上可找出待测试样的浓度。如下图：010203040 50 (50 70 3D 90 100 (T%)从理论上讲，两个参比溶液浓度之差越小，测定结果越准确，如果试液的透光度约为 36.8%则最佳。如果条件选择合适，用示差法作光芳测定可以提高测定的准确度，并且扩大 了光度法的应用范围。（二）多组分的测定如果溶液中含有多种吸光物质，根据吸光度具有加和性的

37、特点，在同一试样中可以测 定两个以上的组分。如试样中含有x、y两种组分，在一定条件下将它们转化为有色化合物，分别绘制其吸收光谱，会出现三种情况：（a）两组分互不干扰（即混合液中二种组分x及y的吸收光谱不重迭）。可不经分离，在不同的波长下对各组分进行分光光度测定。（b）组分x对组分y的光度测定有干扰，但组分 y对x无干扰，这时可依据吸光度的加和性求得两组分的吸光度值。（c）两组分彼此相互干扰（即x及y二组分的吸收光谱相互重迭）。根据吸光度的加和性原xK A1b cx + Ky b cy则可列出方程:解联立方程求得结果。对含两组分之上的试液，也可用同样方法处理。对很复杂的体系（多组分）可用计算机处

38、理测定结果。二、络合物组成和酸碱离解常数的测定（一）络合物组成的测定1 .摩尔比法（又称为饱和法）摩尔比法是根据在络合反应中金属离子M被显色剂R所饱和的原则来测定络合物组成。设络合反应为：mM + nR 一l MmRn这种方法是通过固定其中一种组分的浓度，逐渐改变另一种组分的浓度，在选定条件和波长下，测定溶液的吸光度。一般操作是固定金属离子M的浓度，改变配位剂 R的浓度，将所得吸光度对R/M作图（四师 P.297）。曲线的转折点所对应的横坐标数值，即为配合 物的配位比n。2 .等摩尔连续变化法（又称等摩尔系列法或Job法或浓度递变法）设配位反应为：M + nR -MRnM为金属离子，R为配位剂，并设 Cr和Cm各为溶液中R和M两组分的浓度。本法是在保持溶液中 Cr + Cm = C （常数）的前提下，改变 Cr和Cm的相对量，制备一 系列溶液，测量这一系列溶液的吸光度。当溶液中配合物MRn浓度最大时，Cr/Cm的比值为 n （即 Cr/Cm = n）。变化法曲线，据此确定配合物浓