吸光光度分析法

吸光光度分析法第1页，课件共49页，创作于2023年2月吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光度法，属于分子吸收光谱分析方法基于外层电子跃迁10.1概述吸收光谱发射光谱散射光谱分子光谱原子光谱第2页，课件共49页，创作于2023年2月10.2吸光光度法基本原理1

吸收光谱产生的原因光:一种电磁波,波粒二象性

光谱名称波长范围X射线0.1~10nm远紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可见光400~750nm近红外光0.75~2.5um中红外光2.5~5.0um远红外光5.0~1000um微波0.1~100cm无线电波1～1000m当光子的能量与分子的E匹配时，就会吸收光子

E=hu=hc/l第3页，课件共49页，创作于2023年2月原子光谱为线光谱分子光谱为带光谱电子跃迁能级分子振动能级分子转动能级第4页，课件共49页，创作于2023年2月物质的颜色吸收光颜色波长范围(l,nm)黄绿黄橙红紫红紫蓝绿蓝蓝绿紫蓝绿蓝蓝绿绿黄绿黄橙红400-450450-480480-490490-500500-560560-580580-600600-650650-7502物质颜色和其吸收光关系互补色第5页，课件共49页，创作于2023年2月吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小

A～l关系最大吸收波长lmax：光吸收最大处的波长3一些基本名词和概念lmax对比度(Δl):络合物最大吸收波长(lMRmax)与试剂最大吸收波(lRmax)之差Δl第6页，课件共49页，创作于2023年2月4朗伯-比尔定律光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律I0=Ir+It+IaI0=It+IaI0IrItIa

T=It/I0,T:透射比或透光度A=lg(I0/It)＝lg(1/T),A:吸光度朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓度成正比第7页，课件共49页，创作于2023年2月当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成正比关系－－－朗伯比尔定律－－－光吸收定律数学表达：A＝lg(1/T)=Kbc其中，A:吸光度，T:透射比，K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度注意：平行单色光均相介质无发射、散射或光化学反应第8页，课件共49页，创作于2023年2月摩尔吸光系数e灵敏度表示方法A=e

bcA=Kbcc:mol/Le

表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。单位：

(L•mol-1•cm-1)c:g/LA=abca:吸光系数第9页，课件共49页，创作于2023年2月桑德尔(Sandell)灵敏度：S当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光程内所能检测到的吸光物质的最低含量。单位：mg/cm2

S=M/e

第10页，课件共49页，创作于2023年2月氯磺酚S测定钢中的铌50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm测定光吸收，A＝0.43,求S.(Nb原子量92.91)。有两种做法：根据A=εbC,求ε＝3.3×104L·mol-1·cm-1

第11页，课件共49页，创作于2023年2月吸光度的加和性A1=e1bc1A2=e2bc2A

=e1bc1+e2bc2

根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及某些化学反应平衡常数的测定在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收的多种物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的吸光度之和第12页，课件共49页，创作于2023年2月1分光光度计的组成光源单色器样品池检测器读出系统10.3吸光光度计第13页，课件共49页，创作于2023年2月常用光源光源波长范围(nm)适用于氢灯185~375紫外氘灯185~400紫外钨灯320~2500可见，近红外卤钨灯250~2000紫外，可见，近红外氙灯180~1000紫外、可见（荧光）能斯特灯1000~3500红外空心阴极灯特有原子光谱激光光源特有各种谱学手段第14页，课件共49页，创作于2023年2月单色器作用:产生单色光常用的单色器：棱镜和光栅样品池（比色皿）

厚度(光程):0.5,1,2,3,5…cm

材质：玻璃比色皿－－可见光区石英比色皿－－可见、紫外光区第15页，课件共49页，创作于2023年2月检测器

作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号常用检测器：光电管光电倍增管光二极管阵列光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长第16页，课件共49页，创作于2023年2月目视比色法—比色管光电比色法—光电比色计

光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计分光光度法与分光光度计722型分光光度计光学系统图1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅9.比色池；10.光电管第17页，课件共49页，创作于2023年2月10.4显色反应及影响因素要求：a.选择性好b.灵敏度高(ε>104)c.产物的化学组成稳定d.化学性质稳定e.反应物和产物有明显的颜色差别(l>60nm)没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定－－显色反应1显色反应第18页，课件共49页，创作于2023年2月络合反应氧化还原反应2显色反应类型第19页，课件共49页，创作于2023年2月离子缔合反应成盐反应第20页，课件共49页，创作于2023年2月褪色反应

Zr(IV)-偶氮胂III络合物测定草酸吸附显色反应

达旦黄测定Mg(II),Mg(OH)2吸附达旦黄呈红色第21页，课件共49页，创作于2023年2月3显色剂无机显色剂:过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾有机显色剂：偶氮类：偶氮胂III第22页，课件共49页，创作于2023年2月三苯甲烷类三苯甲烷酸性染料铬天菁S三苯甲烷碱性染料结晶紫第23页，课件共49页，创作于2023年2月邻菲罗啉类：新亚铜灵肟类：丁二肟第24页，课件共49页，创作于2023年2月4多元络合物混配化合物Nb-5-Br-PADAP-酒石酸V-PAR-H2O离子缔合物

AuCl4--罗丹明B金属离子-配体-表面活性剂体系Mo-水杨基荧光酮-CTMAB第25页，课件共49页，创作于2023年2月5影响因素a溶液酸度（pH值及缓冲溶液）影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变Δl影响待测离子的存在状态，防止沉淀影响络合物组成第26页，课件共49页，创作于2023年2月b显色剂的用量稍过量，处于平台区c显色反应时间针对不同显色反应确定显示时间显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定d显色反应温度加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解第27页，课件共49页，创作于2023年2月e溶剂f干扰离子有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率消除办法：提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态选择合适参比选择适当波长第28页，课件共49页，创作于2023年2月10.5光度分析法的设计1.选择显色反应2.选择显色剂3.优化显色反应条件4.选择检测波长5.选择合适的浓度6.选择参比溶液7.建立标准曲线测量条件选择第29页，课件共49页，创作于2023年2月1测定波长选择选择原则：“吸收最大，干扰最小”灵敏度选择性第30页，课件共49页，创作于2023年2月2测定浓度控制控制浓度吸光度A：0.2～0.8减少测量误差第31页，课件共49页，创作于2023年2月3参比溶液选择仪器调零消除吸收池壁和溶液对入射光的反射扣除干扰试剂空白试样空白褪色空白第32页，课件共49页，创作于2023年2月参比溶液的选择方法：（1）如果仅所测物质有吸收，其它试剂均无吸收，则可用纯溶剂做参比溶液；（2）如果显色剂或其它试剂略有吸收，应用空白溶液（不加试样溶液）做参比溶液；（3）如果试样中其它组分有吸收，但不与显色剂反应，则当显色剂无吸收时，可用试样溶液做参比溶液；当显色剂略有吸收时，或干扰离子也与显色剂反应时，可在试液中加入掩蔽剂后再加显色剂，以此溶液作为参比。第33页，课件共49页，创作于2023年2月4标准曲线制作理论基础：朗伯-比尔定律相同条件下测定不同浓度标准溶液的吸光度AA～c作图第34页，课件共49页，创作于2023年2月10.6吸光光度法的误差非单色光引起的偏移物理化学因素：非均匀介质及化学反应吸光度测量的误差

对朗伯-比尔定律的偏移第35页，课件共49页，创作于2023年2月1非单色光引起的偏移复合光由l1和l2组成，对于浓度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一样，浓度大，复合光引起的误差大，故在高浓度时线性关系向下弯曲。第36页，课件共49页，创作于2023年2月非均匀介质

胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增加，导致线性关系上弯2物理化学因素离解、缔合、异构等如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42-PAR的偶氮－醌腙式化学反应第37页，课件共49页，创作于2023年2月吸光度标尺刻度不均匀3吸光度测量的误差A＝0.434

，T＝36.8%时，测量的相对误差最小A=0.2~0.8,T=15~65%，相对误差<4%

dc/c=dA/A=dT/TlnTEr=dc/c×100％=dA/A×100％=dT/TlnT×100％第38页，课件共49页，创作于2023年2月令ST=0.01,计算T不同值时的Sc/c，当TlnT对T进行微分时，其值为零时，Sc/c最小，此时T=0.368。第39页，课件共49页，创作于2023年2月1.示差吸光光度法目的：提高光度分析的准确度和精密度解决高(低)浓度组分(i.e.A在0.2~0.8以外)问题分类：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差示吸光度法特点：以标准溶液作空白原理：A相对=A=bcx-bc0=bc准确度：读数标尺扩展,相对误差减少,

c0愈接近cx,准确度提高愈显著10.7常用的吸光光度法第40页，课件共49页，创作于2023年2月例：硫脲还原－硫氰酸盐比色法测定钢铁中的钼。酸溶，硫酸－高氯酸介质中，硫脲还原铁（III）为铁(II),除干扰，还原钼（VI）为五价，2.00mg/100ml的钼标准溶液为参比溶液，用2.00-2.30mg/100ml的钼标准溶液，绘制工作曲线和测定样品溶液的吸光度,480nm测定A。第41页，课件共49页，创作于2023年2月2.双波长吸光光度法目的：解决浑浊样品光度分析消除背景吸收的干扰多组分同时检测原理：A=Al1-Al2=（l1-l2）bc波长对的选择：等吸光度点法第42页，课件共49页，创作于2023年2月选l1为参比波长,l2为测量波长得Al1=xl1bcx+

yl1bcyAl2=

xl2bcx+

yl2bcyΔA=Al2-Al1=(

xλ2bcx+

yl2bcy)-(

xl1bcx+

yl1bcy)在等吸光度的位置(G,F),

yl2＝

yl1，则上式成为

ΔA=(

xl2-

xl1）bcxΔA与cx成正比,可用于测定例,苯酚与2,4,6-三氯苯酚(y)混合物中苯酚(x)的双波长分光光度法测定。第43页，课件共49页，创作于2023年2月3.导数吸光光度法目的：提高分辨率去除背景干扰

原理：dnA/dln~l

第44页，课件共49页，创作于2023年2月10.8吸光光度法的应用1测定弱酸和弱碱的离解常数

AHB和AB-分别为有机弱酸HB在强酸和强碱性时的吸光度，它们此时分别全部以[HB]或[B-]形式存在。HB＝H++B