第十章吸光光度法学习教案

1、会计学1第十章第十章 吸光光度法吸光光度法第一页，共45页。光的电磁波性质(xngzh)射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可 见 光一、光的基本(jbn)性质第1页/共45页第二页，共45页。波动性粒子(lz)性 E光的折射(zhsh)光的衍射(ynsh)光的偏振光的干涉光电效应hchEE：光子的能量（J, 焦耳） ：光子的频率（Hz, 赫兹）：光子的波长（nm）c：光速（2.9979X1010cm.s-1）h：plank常数（6.6256X10-34 J.s ） 第2页/共45页第三页，

2、共45页。单色光复合(fh)光光的互补(h b)单一波长的光由不同波长的光组合而成的光若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。蓝黄紫红绿紫黄绿绿蓝橙红蓝绿下一页第3页/共45页第四页，共45页。物质(wzh)的颜色与光的关系完全(wnqun)吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光第4页/共45页第五页，共45页。光作用于物质(wzh)时，物质(wzh)吸收了可见光，而显示出特征的颜色，这一过程与物质(wzh)的 性质及光的性质有关。 吸收光与电子(dinz)跃迁第5页/共45页第六页，共45页。hchEEE02hS2S

3、1S0S3E2E0E1E302EEhhhh第6页/共45页第七页，共45页。物质的电子结构不同(b tn)，所能吸收光的波长也不同(b tn)，这就构成了物质对光的选择吸收基础。例：A物质(wzh)B 物质evEE5 . 201EhcA191034106 . 1)(5 . 21031062. 6ev)(10774. 45cmnm4 .477evEE0 . 201EhcBnm6 .620同理，得：1 ev = 1.6?10-19 J.第7页/共45页第八页，共45页。定性分析(dngxngfnx)基础定量分析(dnglingfnx)基础物质对光的选择吸收ABA)(maxA)(maxB在一定的实验

4、条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。AC增大第8页/共45页第九页，共45页。透过(tu u)率 Transmittance透射率定义(dngy)：0IITtT 取值为0.0 % 100.0 %全部吸收T = 0.0 %全部透射T = 100.0 %入射光 I0透射光 It第9页/共45页第十页，共45页。I0dbbItII-dIdI I adnN ：薄层：薄层(bo cn)中的吸光粒子中的吸光粒子数数dn = N0 csdb N0 ：阿伏加德罗常数：阿伏加德罗常数(chngsh) dA：捕获：捕获(bhu)面积，薄层中被光照射的面积。面积，薄层中被光照射的面积。c：吸光溶液的浓度：吸光

5、溶液的浓度bIIcdbkIdIt00kcbIIt0ln积分得KcbkcbIIt303. 2lg0或AKcbTlg得-dI/I=kCdb第10页/共45页第十一页，共45页。AKcbTlgT ： 透射率A： 吸光度(gungd)1.00.50ACA100500T %TKbcAT1010T = 0.0 %= T = 100.0 %= 0.0= 0.434T = 36.8 %第11页/共45页第十二页，共45页。KcbA b ：吸光液层的厚度：吸光液层的厚度(hud)，光程，光程， 厘米厘米c：吸光物质：吸光物质(wzh)的浓度，的浓度， g / L, mol/ LK：比例常数：比例常数入射光波长物

6、质的性质温度取值与浓度的单位相关c：摩尔：摩尔/ L 摩尔吸光系数， L mol1 cm-1c：g / La 吸光系数， L g 1 cm-1cbAacbA c：g / 100 mL比吸光系数%11cmEcbEAcm%11MaEcm1010%11相互关系第12页/共45页第十三页，共45页。MS 第13页/共45页第十四页，共45页。物理因素：1.非单色光引起的偏离2.非平行(pngxng)入射光引起的偏离3.介质不均匀引起的偏离化学因素引起的偏离(pinl)1.溶液年度过高引起的偏离(pinl)2.化学反应引起的偏离(pinl)第14页/共45页第十五页，共45页。设入射光由 1 和 2 两

7、种波长组成(z chn)，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律 1bcIIA11011lgbcII110011 2bcIIA 22022lgbcII210022 1 + 2210201lgIIIIAbcbcIIII211010lg0201020121bcA1或bcA221bcA1或bcA2第15页/共45页第十六页，共45页。对吸收光谱(x shu un p)而言，b 和 c 固定，iKA反映了 随波长变化(binhu)的情况，单一波长， 固定；不同波长， 不同。因此，非单色光将导致对吸光定律的偏离。A或 1 2在实际工作中，入射光通常具有一定的带通。为了避免非单色光带来的影响(y

8、ngxing)，一般选用峰值波长进行测定。? ?1 对应的 ? ?1较小? ?2 对应的 ? ?2较大选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。第16页/共45页第十七页，共45页。hchEEEi02、物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成(guchng)了物质对光的选择吸收基础。3、在一定的实验条件下，物质对光的吸收(xshu)与物质的浓度成正比。KbcAT1010KbcAIITt0lglg吸光定律c：mol / L摩尔吸光系数， L mol 1 cm -1cbAK c：g / LK a吸光系数， L g 1 cm -1acbA 0.575bCTIIIIAtlglglg0）（参比样

9、品）第17页/共45页第十八页，共45页。紫外-可见分光(fn un)光度计组件光源(gungyun)单色器样品池检测器信号输出氢灯，氘灯，185 350 nm； 卤钨灯，250 2000 nm.基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定作用：将复合光色散成单色光棱镜光栅玻璃， 350 2500 nm, 石英，185 4500 nm平面透射光栅， 反射光栅玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管（多道分析器）表头、记录仪、屏幕、数字显示第18页/共45页第十九页，共45页。分光(fn un)光度法（紫外-可见分光(fn un)光度法）UV-vi

10、s0.575I0参比样品(yngpn)bCTIIAtlglg0入射光 I0透射光 It请注意与定义比较未考虑吸收池和溶剂(rngj)对光子的作用第19页/共45页第二十页，共45页。0.575光源单色器吸收池检测器显示第20页/共45页第二十一页，共45页。比值光源单色器吸收池检测器显示光束分裂器第21页/共45页第二十二页，共45页。第22页/共45页第二十三页，共45页。第23页/共45页第二十四页，共45页。第24页/共45页第二十五页，共45页。M + nR = MRnnnRMMRnlglglgRnMMRnn定量(dngling)反应%9.99MMRn3lglgRnnnRnlg3lg实

11、际(shj)工作中，作 A CR 曲线，寻找适宜 CR 范围。ACR（二）、显色反应条件(tiojin)的选择第25页/共45页第二十六页，共45页。酸度的影响(yngxing)副反应M + nR = MRnOH-H+存在(cnzi)型体的变化RH = R- + H+ 1 2生成不同配比的络合物例，磺基水杨酸 Fe 3+pH = 2 3FeR紫红色pH = 4 7FeR2橙色pH = 8 10FeR3黄色第26页/共45页第二十七页，共45页。理论(lln)计算nnRMMRnlglglgRnMMRnnlglglglgR(H)M(OH)RnnnpHR(H)M(OH)，pHlgMMRn以作图，可得

12、适宜(shy)pH范围实际工作中，作 A pH 曲线，寻找适宜 pH 范围。ApHM + nR = MRnOH-H+第27页/共45页第二十八页，共45页。实际(shj)工作中，作 A T 曲线，寻找适宜 反应温度。ATATATATAT4.反应时间的选择(xunz)实际工作中，作 A t 曲线，寻找适宜 反应时间。第28页/共45页第二十九页，共45页。吸光定律(dngl)cbA根据(gnj)误差传递公式，有 cdcAdATAlg又Tln434.0TdTdA434. 0TTdTAdAlnTTdcdcETrln得浓度(nngd)测量的相对偏差0)ln(TT令得T = 0.368 = 36.8 %

13、A = 0.434 时，仪器测量误差最小为了减少测量误差，控制溶液的吸光度 A = 0.15 1（0.20.8）T = 70 10 %第29页/共45页第三十页，共45页。1.测量(cling)波长的选择无干扰(gnro)，选择 max有干扰AA2.待测溶液吸光度的选择控制A = 0.15 1 T = 70 % 10% 方法选择 C选择 b1、非单色光影响小2、灵敏度高第30页/共45页第三十一页，共45页。原则(yunz)：扣除非待测组分(zfn)的吸收以显色反应为例进行讨论M + R = M-R max试液 显色剂 溶剂 吸光物质 参比液组成无吸收无吸收光学透明溶剂基质吸收无吸收吸收不加显

14、色剂的试液无吸收吸收吸收显色剂基质吸收吸收吸收吸收显色剂 + 试液 + 待测组分的掩蔽剂若欲测 M-R 的吸收 maxA （样） = A （待测吸光物质） + A （干扰）+ A （池）A （参比） = A （干扰）+ A （池）第31页/共45页第三十二页，共45页。微量组分(zfn)的测定1.单组分的测定(cdng)2.多组分的测定介绍一种 解联立方程法AXY 1 2原则：根据吸光度加合性yxAAA111yyxxbcbc11yxAAA222yyxxbcbc22解联立方程，可求得Cx, Cy 为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。请设计一个测定两组分的浓度的实验方案ACs(x)x1x2纯

15、物质或共存物质不干扰第32页/共45页第三十三页，共45页。微量铁的测定(cdng)氨基酸的测定(cdng)邻二氮菲法茚三酮法蛋白质的测定考马斯亮蓝法总磷的测定磷钼蓝法海水中营养盐的测定返回第33页/共45页第三十四页，共45页。方法方法(fngf)常规(chnggu)法以空白(kngbi)溶剂为参比xxIIA0lgxbc示差法以浓度为 Cs 的标准溶液为参比)(sxccbxsxIIAlg00IIsxIIII00lglgsxAA xcbsxxcccACCxA（Cx Cs）适宜 高高 浓度的测定思考：（Cx Cs）时情况怎样？第34页/共45页第三十五页，共45页。方法(fngf)定量(dngl

16、ing)原理相对误差常规法xxxTbcAlgsxrIIT 示差法rxcTcbAlgxxTxcTTdcdxlnxrTxcTTdcdxln Tr Tx0IITxx I0 Isxcxccdcdxx有结论：示差法提高了准确度例题第35页/共45页第三十六页，共45页。已知 dT = 0.01, 样品(yngpn)Tx = 2.00 %, 标准 Ts = 10.0 %示差法sxrIIT %0 .200 .1000. 2xxTxcTTdcdxln02. 0lg02. 0434. 001. 0%8 .12xrTxcTTdcdxln常规(chnggu)法误差示差法误差02. 0lg20. 0434. 001.

17、 0%28. 1已知 dT = 0.01, 样品Tx = 2.00 %, 标准 Ts = 5.00 %0IITxr%0 .4000. 500. 2xrTxcTTdcdxln%64. 0sxTT第36页/共45页第三十七页，共45页。常规(chnggu)法TxT0 5 1050100 落在测量误差较 大 的范围(fnwi)示差法T0 5 1050100TrTsTs 落在测量误差较 小小 的范围结论：结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度第37页/共45页第三十八页，共45页。A.摩尔(m r)比法测络合比（饱和法）M + nR = MRnCM, 固定(gdng)；CR, 从 0 开始

18、增大CMRnCR在特定波长测定ACR/CMn第38页/共45页第三十九页，共45页。M + nR = MRn保持(boch) CM+ CR = 常数CM / C 从 0 1连续(linx)改变在特定波长测定A作图00.51.0ACM / C0.33n = 1, CM / C =0.5n = 2, CM / C =0.33第39页/共45页第四十页，共45页。00.51.0ACM / CAA A由于(yuy)络合物离解引起离解(l ji)度AAAaMR = R + M总浓度 C平衡浓度C(1-a)CaCa222)1 ()1 (CaaaCaCK将AAAa代入上式便可求出络合物的条件稳定常数第40页/共45页第四十一页，共45页。HR = H+ + R- HR用光度