第10章吸光光度法(2013-3)

1、第第1010章章 吸光光度法吸光光度法Absorption Photometry2022-4-3022. 显色反应条件显色反应条件(reaction condition)溶液的酸度溶液的酸度o 影响影响显色剂显色剂的平衡浓度和颜色的平衡浓度和颜色 o 影响影响配合物配合物的组成的组成和颜色和颜色 o 影响被测影响被测金属离子金属离子的存在状态的存在状态 通过实验确定通过实验确定 2022-4-303在在pH23 Fe(ssal)+在在pH47 Fe(ssal)22-在在pH810 Fe(ssal)3在在pH12 Fe(OH)3棕橙色棕橙色 沉沉 淀淀黄黄 色色紫红色紫红色2022-4-304显

2、色剂用量显色剂用量显色反应进行完全，不引起副作用显色反应进行完全，不引起副作用 c(R)A显色剂适当过量显色剂适当过量通过实验确定通过实验确定 2022-4-305显色剂适当过量显色剂适当过量c(R)Ac(R)A显色剂适当过量，控制浓度显色剂适当过量，控制浓度2022-4-306温度温度 通过实验找出适宜的温度范围通过实验找出适宜的温度范围时间时间 在颜色稳定的时间范围内进行比色测定在颜色稳定的时间范围内进行比色测定溶剂溶剂 有机溶剂会降低有色物的离解度，从而提高有机溶剂会降低有色物的离解度，从而提高显色反应的灵敏度显色反应的灵敏度时间与温时间与温度相关度相关 2022-4-3073. 共存离

3、子的影响及消除方法共存离子的影响及消除方法(a) 控制酸度，使干扰离子不显色控制酸度，使干扰离子不显色 (b) 加入掩蔽剂加入掩蔽剂 如用如用SCN-测定测定Co2+时，时， Fe3+有干有干扰，加扰，加 入入 F- ， Fe3+ + 6F- = FeF63- ， Fe3+被掩蔽。被掩蔽。(c) 改变干扰离子价态改变干扰离子价态 用铬天菁用铬天菁S测测Al3+时，时， Fe3+有干扰，加入有干扰，加入Vc使使 Fe3+ Fe2+ 。(d) 分离干扰离子分离干扰离子 用萃取、沉淀、电解、离子交用萃取、沉淀、电解、离子交换等方法。换等方法。2022-4-308五、测定条件选择五、测定条件选择sel

4、ection of measurement conditions 2022-4-309原则：最大吸收、最小干扰原则：最大吸收、最小干扰灵敏度高、减少或消除非单色光引起的偏离灵敏度高、减少或消除非单色光引起的偏离 1. 波长的选择波长的选择(selection of wavelength)a.丁二酮肟镍，丁二酮肟镍，b.酒石酸铁酒石酸铁 2022-4-3010A 2022-4-3011o 选择原则：有效消除被测溶液中非被测物产生选择原则：有效消除被测溶液中非被测物产生的吸收和其他影响因素的吸收和其他影响因素o 选择方法：选择方法： 1）试液及显色剂均无色）试液及显色剂均无色 可用蒸馏水作参比溶可

5、用蒸馏水作参比溶液液 2）显色剂有颜色）显色剂有颜色 不加试样溶液的试剂空白作不加试样溶液的试剂空白作参比。参比。 2. 参比溶液的选择参比溶液的选择(reference solu.)根据颜色根据颜色判断判断 2022-4-3012 3）显色剂为无色，试液中共存离子有色）显色剂为无色，试液中共存离子有色 可用不可用不加显色剂的被测试液作参比溶液加显色剂的被测试液作参比溶液 ；改变加入试剂；改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，以此溶液作的顺序，使被测组分不发生显色反应，以此溶液作为参比。为参比。如：如：KIO4 氧化显色法测定含钴试样中的氧化显色法测定含钴试样中的锰。锰。 4）显色剂和

6、试液均有颜色）显色剂和试液均有颜色 加入适当掩蔽剂掩蔽加入适当掩蔽剂掩蔽被测组分，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其被测组分，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液他试剂均按试液测定方法加入。测定方法加入。如：以铬天青如：以铬天青S为为显色剂测定含干扰离子显色剂测定含干扰离子Ni2+、Cr3+、Co 2+ 中的中的Al3+，加加NH4F掩蔽掩蔽Al3+。 2022-4-30133. 吸光度大小的控制吸光度大小的控制o 原则：尽量减少仪器测量误差原则：尽量减少仪器测量误差 控制试样量或稀释程度控制试样量或稀释程度 选择不同厚度的比色皿选择不同厚度的比色皿o A为为0.20.8误差较小误

7、差较小2022-4-3014六、测定方法及应用六、测定方法及应用measurement methods and application 2022-4-30151. 测定方法测定方法(quantitive methods)o 校准曲线法校准曲线法(working curve/ calibration curve)CA校准曲线校准曲线工作曲线工作曲线与标准曲与标准曲线有差别线有差别 Axcx2022-4-3016Attentiono 校准曲线有时不通过原点校准曲线有时不通过原点o 校准曲线弯曲校准曲线弯曲2022-4-3017o 标准加入法标准加入法 A=b(cx + c ) A=0, cx=-c

8、cxAc适合试样适合试样类型？类型？ 2022-4-3018xxAbc标标cbA标标ccAAxx/因为：因为：标标cAAcxx所以：所以：o 标准比较法标准比较法(comparison method) 同条件下分别测定未知液与标准溶液的吸光度同条件下分别测定未知液与标准溶液的吸光度Ax和和A标标，根据朗伯，根据朗伯-比尔定律，应有下式：比尔定律，应有下式：不及前者不及前者准确准确 2022-4-3019【例】：将【例】：将1.000g钢样用钢样用HNO3溶解，钢中的锰用溶解，钢中的锰用KIO4氧化成高锰酸钾，并稀释到氧化成高锰酸钾，并稀释到100.0ml，用，用1.00cm比色皿在波长比色皿在

9、波长525 nm测得此溶液的吸光度为测得此溶液的吸光度为0.700。一标准一标准KMnO4溶液的浓度为溶液的浓度为1.5210-4 molL- -1，在，在同样的条件下测得的吸光度为同样的条件下测得的吸光度为0.350，求试液中锰的，求试液中锰的浓度。浓度。 解：解：根据根据 关系有：关系有： SxSxccAA 41052135007000 .c.x141004324 Lmol.cccMnKMnOx2022-4-3020o 解方程组法解方程组法 在不同在不同波长测定波长测定A值值 根据根据LB关系式关系式例方程求解例方程求解 适合多组分测定适合多组分测定xxAb c222xyAbcbc111x

10、yAbcbc2022-4-3021o 示差法示差法(differential method)高含量组分高含量组分测定测定 用浓度稍用浓度稍低的标准溶液低的标准溶液 cr做参比，调节做参比，调节T%为为100（A = 0），来测定试样的浓度），来测定试样的浓度cx 。 Ar = bcr Ax = bcx A =Ax Ar = b（cxcr） = bc两溶液的吸光度差两溶液的吸光度差A与浓度差与浓度差c成比例成比例2022-4-3022示差工作曲线法示差工作曲线法同条件下测同条件下测Ax.从差示工作曲线中查出从差示工作曲线中查出cx cx = cx + crAcAxcx差示工作曲线差示工作曲线20

11、22-4-3023o 标尺放大倍数标尺放大倍数nTr=10%, Tx=7%; Tr=100%, Tx=70%; n=Tr/Tr=Tx/Tx对仪器光源对仪器光源要求较高要求较高 2022-4-3024Remarkso 示差法示差法的测量误差的测量误差 o 两个溶液的浓度两个溶液的浓度差差 c（即（即cx-cR），如测量误），如测量误差为差为x，所得结果为，所得结果为cx(cx-cR) x%2022-4-3025o 导数光度分析法导数光度分析法(derivative spectrophotometry) o 在双波长分光光度计上，如果使用的两个波长在双波长分光光度计上，如果使用的两个波长1和和2很

12、接近进行同时扫描，并保持两波长差很接近进行同时扫描，并保持两波长差 （或（或d）不变，便可获得一阶导数光谱）不变，便可获得一阶导数光谱 o 即吸光度随波长变化率对波长的曲线。对即吸光度随波长变化率对波长的曲线。对n阶阶导导数而言，导数光谱即数而言，导数光谱即 曲线曲线 ddnnA2022-4-3026o 原理原理ddddnnnnAbc非双波长仪非双波长仪亦可得到亦可得到 2022-4-3027o 特点特点 能够分辨两个或两个以上严重重叠的吸收峰。能够分辨两个或两个以上严重重叠的吸收峰。 能够分辨吸光度随波长急剧上升处所掩盖的弱能够分辨吸光度随波长急剧上升处所掩盖的弱吸收峰。吸收峰。 确定组分数

13、，减少测定干扰确定组分数，减少测定干扰2022-4-3028一般用校准一般用校准曲线定量曲线定量 2022-4-3029o 催化光度法催化光度法(catalytic photometry) 催化反应速率在一定范围内与催化剂浓度成比例关催化反应速率在一定范围内与催化剂浓度成比例关系，以光度法检测催化反应速率。系，以光度法检测催化反应速率。 A + B cat. C + D 产物有色产物有色 若若A, B浓度大，基本不变化，则浓度大，基本不变化，则 v = dcD/dt = kccat 积分得：积分得：cD= kccatt =At/Db = kA A = Kccatt 定量：固定时间，测定不同定量

14、：固定时间，测定不同ccat时的时的A，作校准曲线，作校准曲线 反应物或产反应物或产物之一有色物之一有色 2022-4-3030o 若若反应物反应物A有色，检测有色，检测A的变化，的变化，B大量过量大量过量时，时， A + B cat. C + D 反应物有色反应物有色 则有则有 lg(A0/At) = Kccatt 与间接法相与间接法相似似2022-4-3031o 目视比色法目视比色法 眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量 标准标准1 2 3 4 x 某些显色反应不符合朗伯比尔定律时，仍可某些显色反应不符合朗伯比尔定律时，仍可用该法进行测定用该法进

15、行测定 简单、灵敏、简单、灵敏、半定量半定量2022-4-3032浓度太大，颜色较深时误差比较大浓度太大，颜色较深时误差比较大2022-4-3033o 比浊法比浊法 沉淀微粒对光的反射、散射作用沉淀微粒对光的反射、散射作用相当于溶相当于溶液吸收光。液吸收光。 在一定条件下：在一定条件下： A = kc c沉淀粒子密度沉淀粒子密度 目视比较亦目视比较亦可可2022-4-30342. 吸光吸光光度法的应用光度法的应用(applications)o 定量分析定量分析o 无机物无机物 微、痕量无机离子，主要为金属离子微、痕量无机离子，主要为金属离子 o 有机、生物有机、生物 临床、食品、药物等临床、食

16、品、药物等 如：如：血清中总蛋白血清中总蛋白碱性介质，蛋白质分子中多碱性介质，蛋白质分子中多 肽键与铜离子作用生成紫红色络合物，一个铜肽键与铜离子作用生成紫红色络合物，一个铜 离子与离子与6个肽键形成配位键个肽键形成配位键 2022-4-3035 血清、血浆葡萄糖血清、血浆葡萄糖 + GOD 葡萄糖酸葡萄糖酸 + 过氧化氢过氧化氢 + 酚酚 + 4-氨基安替吡啉氨基安替吡啉 + 过氧化物过氧化物酶酶(POD) 生成红色醌类化合物生成红色醌类化合物 胆色素、苏丹红、孔雀石绿胆色素、苏丹红、孔雀石绿有些需生化有些需生化反应反应2022-4-3036o 弱酸、弱碱解离常数的测定弱酸、弱碱解离常数的测

17、定+aaHBHBH + BH B = HBHBp= pH + lgB = HB + B KKc需有颜色需有颜色 /或用紫外或用紫外2022-4-3037o 用用1 cm 的吸收池在某一定的波长下，测量其吸的吸收池在某一定的波长下，测量其吸光度光度 o 调调pH比较低时测（比较低时测（pKa + 2 ），为），为A B- A = A B- = B-B- = B-c 即即 B- = AB-/c 将将HB = AHB/c，B- = AB-/c 代人代人A= 式得式得-HBBA- Aplg+pHA - AaK 2022-4-3039o 络合比的测定络合比的测定 饱和法（又称摩尔比法）饱和法（又称摩尔比

18、法） M + nR = MRn A & cMRn 配制相应的试剂 空白作参比液 2022-4-3040连续变化法（又称等摩尔系列法）连续变化法（又称等摩尔系列法） A & cMRn 络合物的解离度为络合物的解离度为 = (A A )/A 2022-4-3041Remarkso 互补色互补色o A, T, LB定律表达式定律表达式o 仪器结构与各部分的作用仪器结构与各部分的作用o 误差及减免方法（仪器参数选择、参比、测量误差及减免方法（仪器参数选择、参比、测量方式等）方式等）2022-4-3042Questions & Problemso 稳定常数小的有色络合物稳定常数小

19、的有色络合物可用于光度分析吗可用于光度分析吗?o 何谓显色剂的加重效应何谓显色剂的加重效应?o 测定不同溶液的吸光度时测定不同溶液的吸光度时,一般应控制在大致相一般应控制在大致相同的时间内完成，为什么同的时间内完成，为什么?o 根据根据pH试纸的功能，想想它的成分可能是什么试纸的功能，想想它的成分可能是什么？o 为何在为何在A=0.434时仪器测定误差最小？时仪器测定误差最小？2022-4-3043o 思考题思考题o 用银量法测定下列试样中的用银量法测定下列试样中的Cl时，选用什么时，选用什么指示剂指示滴定终点最合适？指示剂指示滴定终点最合适？o (1) CaCl2 (2) BaCl2 (3)

20、 FeCl2 (4) NaCl + Na3PO4o (5) NH4Cl (6) NaCl + Na2SO4 (7)PbNO3 + NaCl (8) CuCl2o 为何为何BaSO4沉淀要用水洗涤，而沉淀要用水洗涤，而AgCl沉淀要用沉淀要用稀稀HNO3洗涤？洗涤？第第1111章章 分析化学中常用的分离和分析化学中常用的分离和富集方法富集方法Currently used separation and preconcentration methods in analytical chemistry一、概一、概 述述brief introduction2022-4-30461. 分离富集的作用、目的

21、分离富集的作用、目的 (effect & purpose)o 分离分离 将被测组分或者各组分分开，以便测定、将被测组分或者各组分分开，以便测定、提纯提纯要分离，则需使其处不同相中或在时要分离，则需使其处不同相中或在时空上产生距离空上产生距离o 富集富集 使目标物的体积变小或集中、含量提高，使目标物的体积变小或集中、含量提高，以达到分析方法可检测的程度，或用于提取某以达到分析方法可检测的程度，或用于提取某些成分些成分o 分离与富集一般同时进行。分离的过程即是富分离与富集一般同时进行。分离的过程即是富集的过程，反之亦然。集的过程，反之亦然。2022-4-30472. 对分离富集的要求对分离富集的要求 (requirements)o 分离后待测组分的损失要小分离后待测组分的损失要小回收率应足够回收率应足够高，接近高，接近100%o 干扰组分分离完全干扰组分分离完全o 富集效率高富集效率高o 实验方法简便、快速实验方法简便、快速o 仪器分析对此的要求因方法而异仪器分析对此的要求因方法而异2022-4-30483. 回收率回收率 (reco