吸光光度法专题知识讲座

1、吸光光度法专题知识讲座吸光光度法专题知识讲座第1页吸光/分光光度法 是基于物质分子对光选择性吸收而建立起来分析方法。按物质吸收光波长不一样，可分为比色法、可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。 依据试样颜色深浅程度与已知标准溶液比较来确定物质含量方法称为比色法。 用分光光度计进行比色分析方法称为吸光/分光光度法。吸光光度法专题知识讲座第2页化学分析与光度分析方法比较 光度法 ： 结果0.048%0.052%, 满足要求容量法： V(K2Cr2O7 ,浓度1.6x10-3mol/L)0.02mL, 测不准重量法： m(Fe2O3)0.14mg, 称不准例: 含Fe约0.05%样品, 称

2、0.2g, 则 m(Fe)0.1mg光度分析：微量组分(10-310-6), 相对误差2%5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊仪器化学分析：常量组分(1%),相对误差 0.1%0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器 准确度高灵敏度高吸光光度法专题知识讲座第3页分光光度法特点：1 灵敏度高。检测下限可达105106 mol/L，适合用于微量分析；2 比色法相对误差510； 分光光度法相对误差25 （满足微量要求） 3 操作简便、检测快速；4 应用广泛，几乎全部没有机物和多数有机物均可检测。吸光光度法专题知识讲座第4页远紫外近紫外可见近红外中红外 远红外（真空紫外）10nm200nm200nm

3、 380nm380nm 780nm780 nm 2.5 m2.5 m 50 m50 m 300 m光学光谱区吸光光度法专题知识讲座第5页 物质颜色与光关系单色光: 只含有一个波长光。混合光: 由两种以上波长组成光。白光:由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种 单色光按一定百分比混合而成。吸光光度法专题知识讲座第6页 光互补:两种不一样颜色单色光按一定强度百分比混合得到白光，称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光互补。蓝黄紫红绿紫黄绿绿蓝橙红蓝绿4吸光光度法专题知识讲座第7页物质颜色:物质对不一样波长光含有选择性吸收作用。 吸收光在可见光区,吸收光与透过光颜色为互补关系,物质展现透过光颜色。CuS

4、O4溶液：吸收白光中黄色光而呈蓝色；KMnO4溶液：吸收白光中绿色光而呈紫色。 如吸收光在紫外区，则物质不展现颜色。光互补性与物质颜色吸光光度法专题知识讲座第8页91 吸光光度法基础原理一 物质对光选择性吸收溶液对光作用示意图I0吸收后 I吸光光度法专题知识讲座第9页分子、原子、离子含有不连续量子化能级 当照射光子能量hv与被照射粒子基态和激发态能级差 E=E激 E基 hv =hc/ 相等时才能发生吸收。不一样物质微粒结构不一样，量子化能级能量差E也不一样， 则 也不一样，所以物质对光吸收含有选择性选择性：不一样物质对特定波长光含有最大吸收。物质对光选择性吸收原因吸光光度法专题知识讲座第10页

5、 吸收曲线: 将不一样波长光经过某一固定浓度和厚度有色溶液,测量每一波长下吸光度横坐标：波长纵坐标：吸光度A 作图,即可得一曲线.这种曲线描述了物质对不一样波长光吸收能力,称吸收曲线。，邻二氮杂菲亚铁溶液吸收曲线max吸光光度法专题知识讲座第11页吸收光谱或吸收曲线KMnO4溶液对波长525nm附近绿色光吸收最强，而对紫色光吸收最弱。光吸收程度最大处波长叫做最大吸收波长，用max表示。不一样浓度KMnO4溶液所得吸收曲线都相同。KMnO4溶液吸收曲线(cKMnO4:abcd) max吸光光度法专题知识讲座第12页苯(254nm)甲苯(262nm)A230 250 270 苯和甲苯在环己烷中吸收

6、光谱 形状及max均不一样吸光光度法专题知识讲座第13页吸收光谱或吸收曲线定性分析基础 不一样物质，其吸收曲线形状和最大吸收波长各不相同，可对物质进行定性分析。定量分析基础 不一样浓度同一物质，其max不变，在吸收峰及附近处，吸光度随浓度增大而增大，呈一定百分比关系。可对物质进行定量分析。KMnO4溶液吸收曲线(cKMnO4:abc 60 nm。4 化学性质稳定。吸光光度法专题知识讲座第38页二、显色反应条件选择1 显色剂用量显色反应 为了保障反应完全，且对反应无不利影响，需经过试验确定适当显色剂用量吸光光度法专题知识讲座第39页 确定方法：将待测组分浓度c及其它条件固定， 加入不一样量显色剂

7、，测定其吸光度绘制吸光度A浓度CR关系曲线，得到三种曲线.吸光光度法专题知识讲座第40页2.反应体系酸度 在相同试验条件下，分别测定不一样pH值条件下显色溶液吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定平坦区所对应pH范围。3.显色时间与温度 试验确定4.溶剂5.干扰消除吸光光度法专题知识讲座第41页三 显色剂1 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵等。2 有机显色剂：种类繁多（1）偶氮类显色剂：性质稳定、显色灵敏度高、选择性好、对比度大，应用最广泛。偶氮胂III、PAR等。（2）三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等吸光光度法专题知识讲座第42页94 吸光度测量条件选择一 选择适当入射波长 普通应该选择max为入射

8、光波长 假如max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能防止干扰入射光波长。 如图选500nm波长测定，灵敏度虽有所下降，却消除了干扰，提升了测定准确度和选择性。吸光光度法专题知识讲座第43页二 参比溶液选择 参比溶液: 在吸光度测定时用来调节仪器零点,消除因为比色皿、溶剂、试剂、其它组分对于入射光反射和吸收所带来误差。 标准： 试液吸光度能真正反应待测物浓度。吸光光度法专题知识讲座第44页参比溶液选择标准(1)假如仅待测物与显色剂反应产物有吸收,可用纯溶剂作参比溶液.(2)假如显色剂或其它试剂略有吸收,应用空白溶液(不加试样溶液)作参比溶液(3)如试样中其它组分有吸收,但不与显色剂反

9、应,则当显色剂无吸收时,可用试样溶液作参比溶液,当显色剂略有吸收时,可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂,以此溶液作参比溶液.吸光光度法专题知识讲座第45页三 吸光度读数范围选择 在光度计中,透光度T标尺刻度均匀,吸 光度A读数不均匀.AC，A读数不均匀，C误差也不均匀 不一样吸光度A下,相同吸光度读数误差对测定带来浓度误差是不一样.吸光光度法专题知识讲座第46页 经过对误差进行推导, 以有限制表示浓度相对误差： 其中: : 浓度相对误差 T: 透光度绝对误差. 这么以C/C对溶液透光度T作图得以下曲线:吸光光度法专题知识讲座第47页浓度相对误差曲线 从曲线可见,透光度T=36.

10、8%或A=0.434时,相对误差最小,数值为1.4%,而在20%65%(吸光度0.20.7)范围内误差较小,且彼此靠近.所以分光光度计测量读数范围以吸光度介于0.20.7之间为宜.吸光光度法专题知识讲座第48页95 吸光光度法应用一 高含量组分测定示差法 选取浓度稍低于待测样品标准溶液作参比溶液,调整T=100%,测定待测样品相对吸光度Ar及相对透光度Tr 以普通光度法,纯溶剂或空白作参比,测定试样及标准溶液吸光度Ax，As；Tx， Ts吸光光度法专题知识讲座第49页作图：Ar C，由Cx = Cs + C计算试样浓度。ArC吸光光度法专题知识讲座第50页示差法为何能较准确地测定高浓度组分呢？

11、 普通光度法（空白作参比）： cs : Ts = 10%， cx : Tx=5%， 示差法 （标准作参比）： cs : Ts =100%， cx : Tr=50%， 透光度读数标尺扩充了十倍。读数落入适宜读数 范围内，提升了测量准确度。吸光光度法专题知识讲座第51页二.多组分同时测定 各组分吸收曲线不重合 各组分吸收曲线互有重合 寻找两处A差值较大位置，分别测吸光度A1，A2依据吸光度加合性求解联立方程组得出各组分含量。 A1 = x1 bcx y1bcy A2 = x2 bcx y2bcy 各可用x或y纯溶液测得。 1 2吸光光度法专题知识讲座第52页三 光度滴定分光光度法确定滴定终点。 波

12、长745nm处,CuY有吸收,BiY无吸收. 用Y连续滴定Bi3+（先）,Cu2+（后）第一化学计量点前,吸光度不发生改变,第一化学计量点（铋）后,吸光度不停增加,第二化学计量点（铜）后,吸光度不再发生改变吸光光度法专题知识讲座第53页四 酸碱离解常数测定 分光光度法可用于测定酸(碱)离解常数.它是研究酸碱指示剂及金属指示剂主要方法. 对于一元弱酸HL,其电离平衡常数吸光光度法专题知识讲座第54页 首先配制一系列总浓度(c)相等,而pH不一样HL溶液,用酸度计测定各溶液pH.在酸式(HL)或碱式(L-)有最大吸收波长处,用1cm比色皿测定各溶液吸光度A，则 A=HLHL+L-L- (a)测定方

13、法及计算吸光光度法专题知识讲座第55页 假设高酸度时,弱酸全部以酸式形式存在,即c=HL,测得AHL.则 AHL=HLc HL=AHL/c 同理,低酸度时AL-=L-c L-=AL-/c将HL、L-、HL、 L- 代入a式吸光光度法专题知识讲座第56页 作图或代入数据即可.吸光光度法专题知识讲座第57页五 配合物组成及稳定常数测定 设金属离子M与配合剂L反应生成对光有吸收配合物MLn 固定cM，改变cL得到不一样吸光度.以A为纵坐标，cL/cM为横坐标作图.吸光光度法专题知识讲座第58页当cL/cMn时,A几乎不改变; 两条线交点所对应横坐标cL/cM比值若为n,则组成1:n.吸光光度法专题知

14、识讲座第59页稳定常数 对于ML: CM=M+ML CL=L+ML A=MLML(b=1cm) ML由cL/cM比值较高时恒定吸光度A0得到, ML=A0/cM(此时全部M已转化为ML即cM=ML )吸光光度法专题知识讲座第60页例:用普通光度法测得4.00 x10-4mol/LKMnO4溶液透光度为0.132，以此标准溶液作参比溶液，测得未知浓度KMnO4溶液透光度为0.50，计算未知溶液中KMnO4浓度？（两种方法测定所用吸收池厚度相同）吸光光度法专题知识讲座第61页解:用普通光度法测定时，标准溶液吸光度为 As=-lgT=-lg0.132=0.879用示差法测定时，未知溶液吸光度A=-l

15、gT=-lg0.50=0.301设未知KMnO4溶液浓度为Cx，若用普通光度法测定时，吸光度为Ax标准KMnO4溶液浓度用Cs表示.由示差法原理可得A相对=Ax-As=b(Cx-Cs) (1)由公式A=bC可得Ax/As=Cx/Cs (2)式(2)可变为(Ax-As)/As=(Cx-Cs) (3)吸光光度法专题知识讲座第62页综合式(1)和式(3)可得A相对/As=(Cx-Cs)/CsCx=A相对/AsxCs+Cs (4)将相关数据代入上式得到Cx=0.301/0.879x4.00 x10-4+4.00 x10-4 =5.37x10-4mol/L吸光光度法专题知识讲座第63页例:用普通分光光度

16、法测量0.0010mol/L锌标准溶液和含锌试液，分别测得A=0.700和A=1.00，两种溶液透光度相差多少？假如用0.0010mol/L锌标准溶液作为参比溶液，试液吸光度是多少？示差分光光度法与普通分光光度法相比较，读数标尺放大了多少倍？吸光光度法专题知识讲座第64页解:依据公式 A=-lgT当A=0.700时,T=20%当A=1.00时,T=10%故两种溶液透光度之差:T=20%-10%=10%若将标准溶液透光度20%作为100%计,则试液透光度T=1.0 x0.10/0.20=50%A=-lgT=-lg50/100=0.301示差法将读数标尺放大倍数为100/20=5倍吸光光度法专题知

17、识讲座第65页六 双波长分光光度法两束光交替照射：试液本身作参比液。主要应用：(1)多组分混合物测定(2)混浊样品测定(3)反应动力学过程研究吸光光度法专题知识讲座第66页9-6 紫外吸收光谱法介绍 一 有机化合物电子跃迁类型 有机化合物三种价电子：、n 电子。 分子轨道理论：一个成键轨道反键轨道。外层电子均处于分子轨道基态(成键或非键轨道)。外层电子吸收紫外或可见辐射后，从基态向激发态(反键轨道)跃迁。四种跃迁: n n 吸光光度法专题知识讲座第67页1.跃迁 所需能量最大。饱和烷烃分子吸收光谱出现在远紫外区(max 104Lmol -1 cm -1以上，强吸收。不饱和烃、共轭烯烃和芳类均可

18、发生该类跃迁。乙烯*跃迁max为162 nm， max为: 1104 L mol-1cm -1共轭烯炔中跃迁吸收峰称 K 吸收带。苯环上跃迁产生三个谱带：E1带（ max 180nm， max 104 ），E2带（ max 200nm， max 104）和 B带（ max 278nm， max = 10103）。用于芳香化合物判别。吸光光度法专题知识讲座第69页4. n 跃迁需能量最低，吸收波长max 200nm。属禁阻跃迁。摩尔吸收系数：10100 Lmol-1 cm-1，强度较弱。 分子中孤对电子和键同时存在时发生 n 跃迁。 丙酮n max 为 275nm, max 为 22 Lmol-

19、1 cm -1吸光光度法专题知识讲座第70页二影响紫外吸收光谱原因溶剂影响：改变光谱形状(精细结构)和吸收波长 。极性大溶剂会使*跃迁谱带红移；使n*跃迁谱带向蓝移。溶剂pH值影响：含有酸或碱性基团时影响较大。空间效应影响：存在空间妨碍，影响了较大共轭体系生成，则吸收波长max较短， 小。吸光光度法专题知识讲座第71页红移与蓝移 有机化合物吸收谱带经常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强度发生改变。max向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移 (或紫移)。吸收强度即摩尔吸收系数增大或减小现象分别称为增色效应或减色效应。吸光光度法专题知识讲座第72页三 紫外吸收光谱法应用1

20、.化合物结构判定 与标准谱图对比。含有相同生色团不一样分子结构,有时会产生相同紫外吸收光谱，但它们吸收系数是有差异。2.计算最大吸收波长max吸光光度法专题知识讲座第73页思索题1. 为何物质对光会发生选择性吸收？2. 朗伯-比耳定律物理意义是什么？什么是透射比？什么是吸光度？二者之间关系是什么？3. 摩尔吸收系数物理意义是什么？其大小和哪些原因相关？在分析化学中有何意义？4. 什么是吸收光谱曲线？什么是标准曲线？它们有何实际意义？利用标准曲线进行定量分析时可否使用透射比T和浓度c为坐标？吸光光度法专题知识讲座第74页5. 当研究一个新显色剂时，必须作哪些试验条件研究？为何？6. 分光光度计有

21、哪些主要部件？它们各起什么作用？7. 测定金属钴中微量锰时，在酸性液中用KIO3将锰氧化为高锰酸根离子后进行吸光度测定。若用高锰酸钾配制标准系列，在测定标准系列及试液吸光度时应选什么作参比溶液？吸光光度法专题知识讲座第75页8. 吸光度测量条件怎样选择？为何？普通光度法与示差法有何异同？9. 光度分析法误差主要起源有哪些？怎样减免这些误差？试依据误差分类分别加以讨论。10. 常见电子跃迁有哪几个类型？11. 在有机化合物判定和结构判断上，紫外-可见吸收光谱提供信息含有什么特点？吸光光度法专题知识讲座第76页习题答案作业268页 2、3、5、6、9、13 2、用双硫腙光度法测定Pb2+.Pb2+

22、浓度为0.08mg/50mL,用2cm比色皿在520nm下测得T=53%,求.吸光光度法专题知识讲座第77页解:A=-lgT=abc-lg0.53=ax2cmx0.08mg/50mLa=86.25Lg-1cm-1=Ma=207.2gmol-1x86.25Lg-1cm-1=1.8x104Lmol-1cm-1吸光光度法专题知识讲座第78页3、用磺基水杨酸法测定微量铁.标准溶液是由0.2160gNH4Fe(SO4)212H2O溶于水中稀释至500mL配制成.依据以下数据,绘制标准曲线.标准铁溶液体积V/mL 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0吸光度 0.0 0.165 0.320 0.480 0.630 0.790某试液5.00mL,稀释至250mL.取此稀释液2.00mL,与绘制标准曲线相同条件下显色和测定吸光度.测得A=0.500.求试液铁含量(单位：mgmL-1).铁铵矾相对分子质量为482.178.吸光光度法专题知识讲座第79页解:作A-V标准曲线图,在图上找出A=0.500对应加入标准溶液体积,依据标准溶液浓度.A-V标准曲线吸光光度法专题知识讲座第80页从曲线上查得:V=6.3mL试液中铁含量为:吸光光度法专题知识讲座第81页5、用普通光度