基础化学-可见分光光度法和紫外分光光度法-课件

第十三章可见分光光度法和紫外分光光度法VisibleSpectrophotometryandUltravioletSpectrophotometry1ppt课件内容提要物质的吸收光谱分光光度法基本原理透光率和吸光度Lambert-Beer定律可见分光光度法分光光度计测定方法提高测量灵敏度和准确度的方法紫外分光光度法简介2ppt课件教学基本要求了解光的基本性质及物质对光的选择性吸收。了解吸收光谱的意义。掌握分光光度法的基本原理，Lambert-Beer定律以及透光率、吸光度、摩尔吸光系数、质量吸光系数等基本概念及相互关系。了解光的加和性。了解分光光度计的基本构造，熟悉可见分光光度法的测定方法­标准曲线法和标准对照法，了解比吸光系数比较法和差示分光光度法。了解提高测量灵敏度和准确度的方法。了解紫外分光光度法的一般概念3ppt课件第一节物质的吸收光谱分光光度法：根据物质的吸收光谱及光的吸收定律，对物质进行定性、定量的一种分析方法。分类：可见分光光度法（380~780nm）紫外分光光度法（10~380nm）红外分光光度法（780~3×10

5nm）特点：灵敏度高（最低可测浓度10-5~10-6mol/L)

相对误差（2%~5%，精密仪器1%）4ppt课件第一节物质的吸收光谱一、物质对光的选择性吸收光照射某物质，物质能够吸收光，组成该物质的分子、原子或离子等粒子与光子作用，光子的能量发生转移，使这些粒子由低能量轨道跃迁到高能量轨道，使原有的基态转为激发态，只有当光子的能量(h)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(E)相等时才能被吸收。M(基态)+hM*(激发态)5ppt课件第一节物质的吸收光谱

不同物质的基态和激发态的能量差不同，选择吸收光子的能量也不同，即吸收的波长不同。光的能量与波长成反比，波长越短，能量越高。物质对光的吸收具有选择性，若溶液选择性地吸收了某种颜色的光，则溶液呈吸收光的互补光。

6ppt课件第一节物质的吸收光谱单色光：单一波长的光。例：激光复色光：由不同波长的光组合而成的光。例如：日光；灯光等。互补色光：两种颜色的光按适当的强度比例混合可成为白光，则这两种不同颜色的光互称为互补色。处于同一直线上的两种色光为互补色光。如：红和青，紫和绿。7ppt课件第一节物质的吸收光谱8ppt课件第一节物质的吸收光谱二、物质的吸收光谱将不同波长的单色光依次通过有色溶液，测量溶液的吸光度A(absorbance)。以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得吸收曲线，或称吸收光谱。吸收光谱中，吸光度最大处的波长为最大吸收波长，用max表示。一般，max是定性鉴别物质的基础。不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰值成正比，这是进行定量分析的依据。9ppt课件第一节物质的吸收光谱三(邻二氮菲)合铁(II)离子的吸收光谱图max=510nm不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰值成正比。10ppt课件第二节分光光度法基本原理一、透光率和吸光度入射光强度I0，吸收光强度Ia，透过光强度It，反射光强度为IrI0

═Ia+It+Ir被测溶液和参比溶液的吸收池同样材料和厚度，反射光强度影响相互抵消，上式简化为I0═Ia+It11ppt课件第二节分光光度法基本原理一、透光率和吸光度透射光的强度It与入射光强度I0之比称为透光率(transmittance)，用T表示

透光率愈大，溶液对光的吸收愈少；反之，透光率愈小，溶液对光的吸收愈多透光率的负对数称为吸光度，用符号A表示。A愈大，溶液对光的吸收愈多。12ppt课件第二节分光光度法基本原理溶液对光的吸收除与溶液本性有关外，还与入射光波长、溶液浓度、液层厚度及温度等因素有关。二、Lambert-Beer定律1、Lambert定律

A=k1b

b为液层厚度，k1为比例系数，它与被测物质性质、入射光波长、溶剂、溶液浓度及温度有关

Lambert定律对所有的均匀介质都是适用的。13ppt课件第二节分光光度法基本原理2、Beer定律

A=k2c

c为物质的量浓度(或质量浓度)，k2为与吸光物质种类、溶剂、入射光波长、液层厚度和溶液温度有关的常数。

Beer定律仅适用于单色光14ppt课件第二节分光光度法基本原理3、Lambert-Beer定律：A=bc

溶液厚度b，单位cm；浓度c，单位molL-1；摩尔吸光系数，单位Lmol-1cm-1

若用质量浓度

代替cA═ab

质量吸光系数a的单位Lg-1cm-1

a和可通过下式相互换算═aM

M表示被测物质的摩尔质量15ppt课件第二节分光光度法基本原理

(或a)是通过标准物质稀溶液测得的，它的数值愈大，表明溶液对入射光愈容易吸收，测定的灵敏度就愈高。一般值大于103即可进行分光光度法测定。16ppt课件第二节分光光度法基本原理4、透光率与溶液浓度(或液层厚度)之间关系

-lgT

=

bcT=10-bc

5、比吸光系数E1%1cm:指100ml溶液中含被测物质1g，液层厚度b为1cm时的吸光度值。与a的关系为：a=0.1E1%1cm6、吸光度的加和性：

A=Aa+Ab+Ac+……17ppt课件第三节可见分光光度法一、分光光度计光源单色光器吸收池检测器讯号处理及显示器1、光源(lightsource)：可见分光光度法是以钨灯作光源。钨灯可发出320～3200nm的连续光谱，波长覆盖较宽，最适宜的波长范围为360～1000nm。2.单色光器(monochromatro)：单色光器由棱镜或光栅、狭缝和准直镜等部分组成。提供单色光18ppt课件第三节可见分光光度法(a)自准式单色光器示意图(b)棱镜对光的色散作用19ppt课件第三节可见分光光度法3、吸收池(absorptioncell)分光光度计中用来盛放溶液的容器称为吸收池。可见分光光度计中的吸收池用光学玻璃制成。吸收池的液层厚度有0.5、1.0、2.0、3.0、5.0cm等规格，视分析需要选用。20ppt课件第三节可见分光光度法4、检测器(detector)可见分光光度计中的检测器一般用光电管，它是用一个阳极和一个对光敏感材料制成的阴极所组成的真空二极管，当光照射到阴极时，表面金属发射电子，流向电势较高的阳极而产生电流。光愈强，阴极表面发射的电子愈多，产生的光电流也愈大。光信号电信号21ppt课件第三节可见分光光度法二、测定方法标准曲线法

取系列浓度标准溶液，测定吸光度A，作吸光度A对溶液浓度c的图，得过坐标原点的直线。在相同条件下，测量被测溶液的吸光度，在标准曲线上查得溶液浓度。维生素B12的标准曲线

22ppt课件第三节可见分光光度法二、测定方法标准对照法

预先配制一个与待测液浓度相接近的标准溶液(其浓度用cs表示)，测得其吸光度为As，再测定待测液的吸光度Ax，则待测液浓度cs可从下式求得

23ppt课件第三节可见分光光度法空白溶液（参比溶液）：为了消除溶剂或其它物质对入射光的吸收，以及光在溶液中的散射和吸收池界面对光的反射等与被测物吸收无关的因素的影响，而使用的溶液。24ppt课件第四节提高测量灵敏度和准确度的方法一、分光光度法的误差溶液偏离Beer定律

偏离Beer定律，A-c曲线弯曲。主要原因：化学因素吸光物质发生解离、缔合、溶剂化等现象；光学因素复色光引起对Beer定律的偏离。两种不同吸光系数的混合光对Beer定律的偏离吸光系数差值愈大，偏离愈多25ppt课件第四节提高测量灵敏度和准确度的方法一、分光光度法的误差仪器测定误差

光电管灵敏性差、光源不稳定及读数不准。透光率误差T引起浓度误差c：透光率20%~65%，A为0.2~0.7时，浓度相对误差较小。透光率为36.8%(A=0.434)时所产生的浓度相对误差最小测量误差和透光率的关系26ppt课件第四节提高测量灵敏度和准确度的方法二、选择合适的测定条件波长的选择显色剂的用量溶液的酸度显色时间和温度共存离子的干扰及其消除27ppt课件第五节紫外分光光度法简介一、751-G型分光光度计紫外分光光度法适用测定在近紫外区(200~380nm)有特征吸收的物质。751-G型分光光度计装有可转换的适用于可见分光光度法的钨灯光源和适用于紫外分光光度法的氢(氘)灯光源(发射200~400nm)。紫外光不能透过玻璃，故紫外分光光度计中棱镜、透镜、氢灯和光电管以及吸收池等均须用石英制造。28ppt课件第五节紫外分光光度法简介751-G分光光度计光学系统简图1.钨灯2.氢灯3.凹面反射镜4.平面镜5.狭缝6.准直镜7.石英棱镜8.透镜9.吸收池10.蓝敏光电管11.红敏光电管29ppt课件第五节紫外分光光度法简介二、紫外分光光度法的应用定性鉴别比较max、(max)或a(max)

比较吸光度(或吸光系数的比值)定量测定

在近紫外区，光的吸