分析化学吸光光度法课件

化学分析仪器分析准确度高，灵敏度低灵敏度高，准确度低常量组分(>1%),Er0.1%～0.2%微量组分(<1%),Er1%～5%根据化学反应依据物质的物理或物理化学性质As2O3:w(As)=75%,滴定分析±0.2％，74.85-75.15％仪器分析±5％，71.25-78.75％土壤中的w(As)=10-6,仪器分析±0.95

10-6-1.05

10-6适用范围不同；仪器分析离不开化学分析的原理和技术光学分析法电化学分析色谱分析法其它（质谱、核磁，

XPS,X-ray,等）仪器分析第七章吸光光度法汇报人：某某某汇报时间：2024.X.X吸光光度法基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。当一束光照射到某物质的溶液时，物质对光的吸收具有选择性，只有当照射光的光子能量与被照射物质的分子、原子或离子由基态到激发态之间的能量之差相等时，这个波长的光才被吸收，由此可以得到某一物质的吸收曲线。特点灵敏度高：测定下限可达10-5～10-6(10-9)mol/L,10-4%～10-5%;准确度:能够满足微量组分的测定要求：相对误差2～5％（1～2％）；操作简便快速；应用广泛。7.1吸光光度法的基本原理1.光的基本性质

电磁波的波粒二象性结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越长(频率越低)，光量子的能量越低。单色光：具有相同能量(相同波长)的光。混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起（复合光）。2.光学光谱区远紫外近紫外可见近红外中红外远红外（真空紫外）10nm~200nm200nm

~380nm380nm

~780nm780nm~2.5

m2.5

m

~50

m50

m

~300

m不同物质为什么能表现出其特征的颜色？

/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿不同颜色的可见光波长及其互补光物质受不同能量的电磁波照射时，它们会吸收或发射不同波长的光；物质对光的吸收具有选择性；当入射光的光量子能量正好等于分子内两个能级差时，分子吸收能量，本身激发到高能态；由于分子的振动、转动能级差较小，吸收光谱连在一起，呈现带状的连续光谱。吸收光谱：测量某溶液对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到的曲线。560-580nm黄绿紫Cr2O72-，MnO4-的吸收光谱300400500600700

/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance3503.溶质分子对光的吸收与吸收光谱500-560nm绿红紫由于物质的分子结构不同，对不同的光具有选择性吸收，从而具有特征的吸收波长，借此可以鉴定各物质。最大吸收波长4.溶液吸收光定律:

Lambert-Beer定律ItI0bdxII-dIs朗伯定律(1760)

A=lg(I0/It)＝lg(1/T)=k1b比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c透光率（透射比）（Transmittance）A=εbc表达式：A=lg(I0/It)=abc介质厚度(cm)吸光度Lambert-Beer定律ε：摩尔吸光系数，单位－L·mol-1·cm-1反映了物质对该波长光吸收能力的大小，ε越大，分光光度法测定的灵敏度越高。吸光度A、透射比T与浓度c的关系ATcA=εbc吸光度与光程的关系A=

bc

光源检测器0.00吸光度检测器b样品光源0.22吸光度光源检测器0.44吸光度b样品b样品吸光度与浓度的关系

A=

bc

吸光度0.00光源检测器

吸光度0.22光源检测器b

吸光度0.44光源检测器b例7.1：某物质水溶液，对λ＝460nm的单色光，A=0.60.若测定时液层厚度b=1cm，溶液浓度c=2.010-5mol/L，则该溶液对λ＝460nm的摩尔吸光系数为多少？解：朗伯-比尔定律的适用条件单色光（紫外，红外光）应选用

max处或肩峰处测定2.吸光质点形式不变离解、络合、缔合会破坏线性关系应控制条件(酸度、浓度、介质等)3.均匀的非色散溶液，气体，均匀物质浓度不能太大。

x104

(nm)亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱a.6.36×10-6mol/Lb.1.27×10-4mol/Lc.5.97×10-4mol/L亚甲蓝阳离子单体

max=660nm二聚体

max=610nm二聚体的生成破坏了A与c的线性关系朗伯-比尔定律的分析应用1.吸收光谱－鉴定物质结构；选择最大吸收波长以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，做吸收曲线，找出最大吸收波长。吸收光谱是吸光光度法中选择测量波长的依据；不同浓度的同一物质最大吸收波长不变，吸光度随浓度的增大而增大，在最大吸收波长处测定吸光度灵敏度最高。无干扰存在时，一般选择最大吸收波长作为测量波长。

01234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.202.溶液浓度的测定；A＝

bca.工作曲线法以最大吸收波长为入射光，测定一系列标准溶液的吸光度，做工作曲线；相同条件下，测定未知浓度溶液的吸光度，在曲线上找出相应的浓度。b.校准曲线法条件：标准溶液与待测溶液的浓度相接近。吸光度的加和性与吸光度的测量

A=A1+A2+…

+An

用参比(空白)溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸收等。7.2光度分析的方法和仪器

7.2.1光度分析的几种方法方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。观察方向1.目视比色法c4c3c2c1c1c2c3c42.光电比色法通过滤光片得一窄范围的光(几十nm)光电比色计结构示意图灵敏度和准确度较差3.吸光光度法和分光光度计光源单色器吸收池检测系统稳压电源分光光度法的基本部件通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光。波长可调,故选择性好,准确度高.分光光度计的主要部件光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够 的光强度,稳定。

可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)

紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。

棱镜:玻璃350～3200nm,石英185～4000nm

光栅:波长范围宽,色散均匀,分辨性能好,使用方便棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同单色器入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝白光红紫λ1λ2800600500400光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度等间距条痕(600、1200、2400条/mm)。M1M2出射狭缝光屏透镜平面透射光栅光栅衍射示意图原理：利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光.吸收池：(比色皿)用于盛待测及参比溶液。 可见光区：光学玻璃池 紫外区：石英池检测器：利用光电效应，将光能转换成电流讯号。 光电池，光电管，光电倍增管指示器： 低档仪器：刻度显示中高档仪器：数字显示，自动扫描记录检测器SeAu，Ag半导体h

硒光电池Ag、Au光电管Ni环（片）碱金属光敏阴极h

光电倍增管待扫描160-700nm1个光电子可产生106～107个电子阳极发射阴极光电倍增管7.2.2分光光度计的类型多通道仪器（MultichannelInstruments）其他类型分光光度计纤维光度计722型分光光度计结构方框图光源吸收池检测系统分光系统7.3.1测定过程1.利用标准溶液，配制合适的浓度溶液，测定不同波长下的吸光度，找出最大吸收波长（吸收光谱）；7.3吸光度的测定A=

bc

=A/bc(L·mol-1·cm-1)

越大,灵敏度越高:

104～5×104为中等灵敏度;

>105为高灵敏度;

<104为低灵敏度.2.a）利用标准曲线法，作出A-c工作曲线，在相同条件下，配制被测溶液，测定其吸光度Ax,根据Ax在工作曲线上查出待测液的浓度cx;b)标准比较法：

Ax/As=cx/cscx=Axcs/As

7.3.2测定误差及条件的选择测定误差方法误差仪器测量误差仪器测量误差:光源不稳，单色器分辨能力弱，比色皿透光度不一致,透光率与吸光度标尺不准等。光度计的读数误差一般为0.2～2％(ΔT),由于T与浓度c不是线性关系，故不同浓度时的ΔT引起的误差不同。100806040200T%

c1

c2

c3

T

T

T-透光率读数误差

c

c1c1

c2c2

c3c3><对于给定的光度计来说，透光率或吸光度的读数误差是决定结果准确度的主要因素。1086420204060800.70.40.20.1AT%Er(36.8)0.434浓度测量的相对误差与T(或A)的关系实际工作中，应控制T在15～65％,

A在0.2-0.8之间(调c,b,

)非单色光；吸光质点间的相互作用；非均匀溶液（散射作用等）；化学反应（吸光组分的缔合、离解互变异构）；浓度过高。方法误差(偏离朗伯-比尔定律)测定条件的选择选择合适波长的入射光；干扰最小，灵敏度最高；选择合适的吸光度范围（0.2-0.8）；控制试样用量，稀释度，比色皿的厚度等；选择适当的参比溶液；消除由比色皿、溶剂、及试剂对入射光的吸收和反射等带来的误差；溶剂空白；试液空白；试剂空白300400500600700

/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance3507.4显色反应7.4.1显色剂与显色反应无机显色剂:SCN-

[Fe(SCN)]2+H2O2

[TiO·H2O2]2+显色剂：与被测组分反应生成有色物质的试剂。NNOHCOOHSO3HNHNHNSN双硫腙邻二氮菲磺基水杨酸有机显色剂:显色反应的选择*灵敏度高，一般ε>104L·mol-1·cm-1；*选择性好：干扰少，或干扰易消除；*色差大，显色剂在测定波长处无明显吸收，

λmax>60nm.*稳定性好：反应生成的有色化合物组成恒定，稳定；*显色条件易于控制，重现性好。显色反应：使无色被测物质转变为有色物质的反应，一般为配位反应和氧化还原反应。c(R)c(R)c(R)1.显色剂用量（c(M)、pH一定）Mo(SCN)32+

浅红Mo(SCN)5

橙红Mo(SCN)6-浅红Fe(SCN)n3-n7.4.2显色条件的确定2.显色反应酸度（c(M)、c(R)一定）pH1<pH<pH2pH3.显色温度另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等。4.显色时间5.溶剂7.4.3干扰及其消除化学方法：掩蔽法，调节合适的pH。物理方法：1.选择适当的测定波长；