吸光光度法的应用

1、Analytical Chemistry 10.6 吸光光度法的应用吸光光度法的应用Analytical Chemistry 1.1.单组分的测定单组分的测定 通常采用通常采用 A-CA-C 标准曲线法定量测定。标准曲线法定量测定。2.2.多组分的同时测定多组分的同时测定 若各组分的吸收曲线互不重叠，则若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长处分别进行测定。可在各自最大吸收波长处分别进行测定。这本质上与单组分测定没有区别。这本质上与单组分测定没有区别。 若各组分的吸收曲线互有重叠，则若各组分的吸收曲线互有重叠，则可根据吸光度的加合性求解联立方程组得可根据吸光度的加合性求解联立方程组得

2、出各组分的含量。出各组分的含量。A1= a1bca b1bcb A2= a2bca b2bcb 一、普通分光光度法Analytical Chemistry 普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量较高时，将产生较大的误差含量较高时，将产生较大的误差, ,需采用示差法。需采用示差法。 即提高入射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的即提高入射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液标准溶液作参比溶液。作参比溶液。设：待测溶液浓度为设：待测溶液浓度为c cx x，标准溶液浓度为，标准溶液浓度为c cs s( (c cs s Cs）适

3、宜适宜 高高 浓度的测定浓度的测定Analytical Chemistry 示差法的误差示差法的误差xxxTbcAlgxrsITIrxcTcbAlglnxcTxxxddTcTlnxcrTxxddTcT Tr Tx0 xxITI I0 Isxcxccdcdxx 有有例题例题Analytical Chemistry 例题例题已知已知 dT = 0.01, 样品样品Tx = 2.00 %, 标准标准 Ts = 10.0 %示差法示差法sxrIIT %0 .200 .1000. 2xxTxcTTdcdxln02. 0lg02. 0434. 001. 0%8 .12xrTxcTTdcdxln常规法误差常

4、规法误差示差法误差示差法误差02. 0lg20. 0434. 001. 0%28. 1已知已知 dT = 0.01, 样品样品Tx = 2.00 %, 标准标准 Ts = 5.00 %0IITxr%0 .4000. 500. 2xrTxcTTdcdxln%64. 0sxTTAnalytical Chemistry 示差法提高准确度的实质TxT0 5 1050100 落在测量误差较落在测量误差较 大大 的范围的范围T0 5 1050100TrTsTs结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度Analytical Chemistry 摩尔比

5、法测络合比（饱和法）摩尔比法测络合比（饱和法）M + nR = MRnCM, 固定；固定；CR, 从从 0 开始增大开始增大CMRnCR在特定波长测定在特定波长测定 R = 0, M = 0, MRn 0ACR/CMn R 0, M 0, MRn =0ACR/CMn三、三、络合物的组成及稳定常数的测定Analytical Chemistry 固定固定cMM + R MRAnalytical Chemistry 设设MRn电离度为电离度为 ，则，则nMRnRMnnnnnncAAAnAAAKAAAnccRMMRK1)()(1/ )()(1稳稳其中Analytical Chemistry 例 Mn与

6、Q生成有色络合物，用饱和法测定其组成，如下方法配制一系列溶液，Mn的浓度固定为 2.0 104mol/L ，改变Q浓度，在525nm处用1cm的比色皿测定得到如下数据 cQ 104mol/L 0.500 0.750 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00A 0.112 0.162 0.216 0.372 0.449 0.463 0.470 0.470 求：1.络合物的组成2.络合物在波长525处的摩尔吸光系数3.络合物的温度常数Analytical Chemistry 解：由题意：可计算出 显色剂和Mn浓度的比值为0.250 0.375 0.50 1.00 1.25 1.5

7、0 2.00 ，作图得，由外推法得到一交点，其横坐标比值为1.0，故络合物的组成为1：1Analytical Chemistry 由数据可得，当cQ3.5 104mol/L ，Mn已定量转化为MnQ，此时MnQ Mn 2.0 104mol/L B=1.00cm,求得 MCQMnLmolbAMnQcmmolLbcA /1058. 111035. 2372. 0.1035. 21100 . 2470. 0431134 由图可知，转折点不敏锐，由于络合物的离解所致，可通过求出溶液中MnQ， Mn， Q利用稳定常数的定义公式求出稳定常数。A=0.372 ，溶液中 c MN = CQ3.5 104mol

8、/L Analytical Chemistry 已知已知b=1 ,cmmolL13.1035. 2 LmolMnQCQMnLmolbAMnQM/1020. 41058. 11000. 2/1058. 111035. 2372. 054443因此络合物的稳定常数为 42541096. 81020. 41058. 1 ）（稳稳QMnMnQKAnalytical Chemistry 等摩尔连续变化法（Job）测络合比M + nR = MRn R = 0, M = 0, MRn 000.51.0ACM / Cn = 2, CM / C =0.3300.51.0ACM / C R 0, M 0, MRn

9、 =0CM / C =0.5， n = 1 Analytical Chemistry 络合物组成的测定络合物组成的测定- -连续变化法连续变化法M:R=1:10.50.33cR/cfcR/cfM:R=1:20.00.20.40.60.81.01.00.80.60.40.20.0MMRccc RMRccc MR(MRMRncccn 常常数数）Analytical Chemistry 条件稳定常数的测定00.51.0ACM / CAA A000AAaAMR = R + Mc(1-a)caca222(1)(1)caaKc aca 00AAaAA0Analytical Chemistry 例例 连续变

10、化法测定连续变化法测定Fe SCN 络合物的组成，二者的浓度均为络合物的组成，二者的浓度均为2.00103mol/L下列方法配制一系列总体积为下列方法配制一系列总体积为10mL 的溶液的溶液,于于480nm处用处用1cm比色皿测量得到下列数据比色皿测量得到下列数据VFe 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00VSCN 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00A 0.00 0.178 0.358 0.463 0.527 0.552 0.519 0.458

11、0.354 0.178 0.002用作图法 求络合物的组成和稳定常数Analytical Chemistry 解：设解：设 cR +cM =c cM =f c 据题意：可计算出一系列的据题意：可计算出一系列的f值为值为 0.00 ，0.100，0.200， 0.300， 0.400， 0.500， 0.600 ，0.700， 0.800 ，0.900 ，1.00 当当 f =0 或或1时，络合物的浓时，络合物的浓度为度为0。 作图得作图得 Analytical Chemistry 曲线最大点曲线最大点B的的A，0.552小于小于B点点A0.866，这是由于，这是由于络合物离解所致，设络合物的离

12、解度为络合物离解所致，设络合物的离解度为，377. 0866. 0552. 0866. 0 AAA 络合物的离解平衡如下：FeSCN2+ Fe3+ + SCN- C(1- ) C C 2321)( CSCNFeSCNFeK 稳稳Analytical Chemistry A=0.552，c1.00103mol/L代入计算得：K稳4.39103Analytical Chemistry 四、弱酸弱碱离解常数的测定HR = H+ + R- HR用光度法可以测定其离解常数用光度法可以测定其离解常数HRRHaKHRppHlgR aK RA HRR HR R用吸光值表征用吸光值表征lgRHR，相对于，相对于

13、pH作图，可求得作图，可求得pKaRHR或或Analytical Chemistry RHRARHRiCAHRHRCAHRHR在上述实验的基础上作数据处理在上述实验的基础上作数据处理对特定对特定 pH b = 1 cmpH pKa+1C = R-代入，得代入，得整理，得整理，得作图，直线截距为作图，直线截距为 pKaHRiiRAAAAlgpHCARRCARRRCAHRCAARHRiHRiiRAAAARHRaHRiiRKAAAAppHlgAnalytical Chemistry MO离解常数的测定离解常数的测定 (1)(1)Aa(HL)Ab123456Ab654321AaAb(L)3504004

14、50500550600 /nmA曲线pH11.10, 1.3822.6533.0643.4853.9865.53,6.80MO吸收曲线吸收曲线Analytical Chemistry MO离解常数的测定离解常数的测定 (2)(2)AHL3.32(pKa)123456AHLL2AAA pH=pKapH0.60.40.20-0.2-0.4-0.6pHpHA曲线曲线LHLappHlgAAKAA AL3.04.0HLLHLlglgLAAAA LHLlgpHAAAA 曲线曲线LHLa3.32lg0pHpAAAAK 时时3.32Analytical Chemistry 例例 浓度为浓度为2.0 104mo

15、l/L的甲基橙溶液，在不同的的甲基橙溶液，在不同的PH条件下，于条件下，于520nm处测定如下数据，计算甲基橙的处测定如下数据，计算甲基橙的Pka值值 pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95 4.89 5.50 A 0.890 0.890 0.692 0.552 0.385 0.260 0.260Analytical Chemistry HInInHKInHHIna 在1.17PH Ay2 -Ay1时时 A= Ax2 Ax1 与背景无关与背景无关 nmI散散射射光光Analytical Chemistry 关键问题关键问题: :关键问题是测量波长关键问题是测量波长2和参比波长和

16、参比波长1的选择与组合。的选择与组合。以两组分以两组分x和和y的双波长法测定为例：的双波长法测定为例：设：设：x为待测组分，为待测组分，y为干扰组分，二者的吸光度差分别为为干扰组分，二者的吸光度差分别为 x和和y，则该体系的总吸光度差，则该体系的总吸光度差x+y为：为： x+y = x + y如何选择波长如何选择波长1 、2有一定的要求。有一定的要求。Analytical Chemistry 选择波长组合选择波长组合1 1 、2 2要求要求 选定的波长选定的波长1 1和和2 2处干扰组分应具有相同吸光度处干扰组分应具有相同吸光度，等吸点等吸点 即：即：A Ay = y = y y22 y y1

17、1 = 0 = 0 故：故： x+y = x+y = x=(x=(x x22x x11) )bcbcx x此时：测得的吸光度差此时：测得的吸光度差只与待测组分只与待测组分x x的浓度呈线性关的浓度呈线性关系，而与干扰组分系，而与干扰组分y y无关。若无关。若x x为干扰组分，则也可用同样的为干扰组分，则也可用同样的方法测定方法测定y y组分。组分。作图法作图法 在选定的两个波长在选定的两个波长1和和2处处待测组分的吸光度应具有待测组分的吸光度应具有足够足够大的差值。大的差值。 x x足够大足够大Analytical Chemistry 光度滴定法 赵彦华赵彦华 高等教育出版社高等教育出版社 1

18、992年年光度滴定法Analytical Chemistry 根据被滴定溶液在滴定过程中吸光度、荧光强度或根据被滴定溶液在滴定过程中吸光度、荧光强度或旋光度的变化以求出滴定终点的方法称为旋光度的变化以求出滴定终点的方法称为光度滴定法光度滴定法 光度滴定法的特点：1.可通过作图来确定计量点，反应体系的完全程度要求可通过作图来确定计量点，反应体系的完全程度要求不需要太高。不需要太高。2.光度滴定的准确度较普通分光光度法高。光度滴定的准确度较普通分光光度法高。3.与普通滴定法比较，能测定很稀溶液中吸光度的微小与普通滴定法比较，能测定很稀溶液中吸光度的微小变化，可测定低含量组分并可用于在变化，可测定低

19、含量组分并可用于在UN-IR区域内有吸区域内有吸光的物质的测定，也可测量底色较深的溶液。光的物质的测定，也可测量底色较深的溶液。4.光度滴定的选择性较好，只要选择适当波长。光度滴定的选择性较好，只要选择适当波长。光度滴定法光度滴定法Analytical Chemistry 光度滴定法常用于低浓度溶液和反应不完全的反应。例如：光度滴定法常用于低浓度溶液和反应不完全的反应。例如：弱酸弱碱的中和反应弱酸弱碱的中和反应和和电位相差不大的氧化还原反应电位相差不大的氧化还原反应；具有；具有中等溶解度的物质的中等溶解度的物质的沉淀反应沉淀反应。 光度滴定法除可用于单组分的测定外，还可用于多组分的光度滴定法除可用于单组分的测定外，还可用于多组分的测定，例如用测定，例如用NaNO2标准溶液连续测定特种钢中的标准溶液连续测定特种钢中的Mn（II)、Cr(VI)及及V(V)。 在生物化学的研究中，诸如核酸结构的研究、酶溶液的厌在生物化学的研究中，诸如核酸结构的研究、酶溶液的厌氧氧化还原滴定以及蛋白质反应的热力学及动力学研究中均氧氧化还原滴定以及蛋白质反应的热力学