《仪器分析技术》课件-项目二 可见分光光度法

仪器分析技术项目一绪论项目二可见分光光度法项目三紫外分光光度法项目四原子吸收分光光度法项目五电位分析法课程内容：任务1-认识实训室项目二学习目标：实训室的定义精密仪器的管理分光光度实训室的环境要求分光光度实训室的管理规范实训室的定义对给定的产品、材料、设备、生物体、物理现象、工艺过程或服务，按规定的程序实施技术操作，以确定一种或多种特性或性能的实验室。气相色谱室精密仪器实验室:液相色谱室原子吸收室光学仪器分析室配套的样品预处理室大型精密仪器每台建立技术档案：1、仪器说明书、装箱单、零配件清单2、安装、调试、性能鉴定、验收记录、索赔记录3、使用规程、保养维修规程图2.1某单位岛津气质色谱仪的校准证书图2.2气相色谱-质谱联用仪校准规范使用登记本、维修记录图2.1岛津气质联用色谱仪的校准证书大型精密仪器每台建立技术档案：图2.2气相色谱-质谱联用仪校准规范分光光度实训室的环境要求①温度要求常温，建议安装空调设备，无回风口；②湿度一般在45%~60%；③可配置1~2个水龙头；④配置废液收集桶，集中处理；⑤设置单相插座若于，设置独立的配电盘、通风柜开关；一般需安装稳压电源；⑥无特殊要求无需用气；⑦避免强光照射；⑧合成树脂台面，防振，工作台应离墙，以便于检修仪器；⑨配置灭火器；⑩属于第三类防雷建筑物；⑪设置良好接地；⑫有精密电子仪器设备，需进行有效的电磁屏蒰；⑬

配置通风柜，要求具有良好通风。分光光度实训室管理规范1、化验员应做好实验室的清洁卫生工作，严禁无关人员进入实验室；2、检测用仪器、量具、卡具应按类进行设置、摆放3、实验室的精密仪器要建档保管，做到防震、防尘、防腐蚀，并定时校验；4、所有的化学药品都必须用规定的器具盛放；5、配制化学药品或化验物品时，必须按操作程序进行规范操作，杜绝违规产生的意外事故；6、在化验或检测物品过程中，实验室应随时保持有人在监视或测量7、化验员应对化验数据和结论负责，并如实、准确填写报告单；8、对实验器皿要合理的存放，常用常洗，保持干净、干燥；9、工作期间必须按要求做好自身安全防护，防止出现安全事故。分光光度实训室管理规范图2.3实验室相关管理规范标准总结分光光度实训室的环境要求实训室的定义分光光度实训室的管理规范精密仪器的管理任务2-食品添加剂碳酸钠中铁含量的测定项目二主要内容原理——反应条件的确定——标准系列溶液的配制——仪器的相关操作——测定条件的确定——数据处理——报告目标：1、拆解经典案例，了解紫外可见分光光度法需要掌握的主要知识点和技能点2、根据岗位需求和操作规程或者国家标准，独自完成相近的分析任务图2.4食用碱案例分解：1、测定方法：紫外-可见分光光度法——知识点2、分析任务的原理——知识点图2.5标准系列3、显色反应条件的确定——知识点4、标准溶液系列的配制——技能点案例分解：5、分光光度计——知识点、技能点6、测定条件的选择——知识点7、定量方法及数据处理图2.6UV1800紫外可见分光光度计总结原理反应条件的确定标准系列溶液的配制仪器的相关操作测定条件的确定数据处理报告思考题：01食品添加剂碳酸钠中铁含量的测定参考的是哪个国标呢？02测定步骤步骤包括哪些呢？任务3-可见分光光度法-概述项目二提出疑问为什么用这种方法分析时，被分析的物质需要有颜色？没有颜色的物质能否用分光光度法来分析呢？什么是分光光度法？这种方法的特点和应用又有哪些呢？1.1目视比色法：1、比色分析法：利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法用人的眼睛来检测溶液颜色深浅的方法；1.2光电比色法：以光电转换器件(如光电池)为检测器来区别颜色深浅的方法；分光光度法(又称吸收光谱法)根据物质对不同波长的单色光的吸收程度不同而对物质进行定性和定量分析的方法；可见分光光度法(400～780nm)紫外分光光度法(200～400nm)红外分光光度法(3×103～3×104nm)特点及应用1、灵敏度高下限可达10-5～10-6mol·L-1适用于微量组分的测定2、准确度高3、测量范围宽4、分析速度快、操作简便、价格低廉5、应用领域宽6、应用前景广总结比色分析法分光光度法定义分光光度法的特点及应用思考题：01分光光度法定义？02为什么食品添加剂碳酸钠中铁含量的测定属于可见分光光度法？任务4-光的基本性质项目二学习目标：掌握光的波粒二象性了解电磁波谱掌握单色光、复合光、互补光的定义光和光谱1.1波动性光速

和频率

与波长

的关系为式中：频率，光速，真空中为波长，光和光谱1.2粒子性实际应用案例：已知可见光的波长范围是400—780nm，求该波长光对应的能量范围？光是一种粒子，具有能量式中能量普朗克常数，将各种电磁波按照波长或者能量的高低进行排列，可以构成由短波射线到长波微波的各种类型的光谱。1.3电磁波谱：单色光、复合光和互补光1、不同色光的波长范围单色光：具有同一波长的光2、单色光、复合光和互补光复合光：含有多种波长的光红光是单色光吗？白光和白炽灯的光属于哪种光？互补光:如果把适当颜色的两种光按照一定强度比例混合，可以称为白光，这两种颜色的光即为互补光总结光的波粒二象性了解电磁波谱单色光、复合光、互补光的定义思考题：01已知紫外光的波长范围时10-400nm，试求其能量范围时多少？任务5-物质对光的选择性吸收项目二学习目标：掌握物质颜色产生的原因掌握吸收光谱曲线的绘制过程及结论物质颜色的产生动画1规律：若某溶液选择性的吸收了可见光区某波长的光，则该溶液即呈现出被吸收光的互补色光的颜色。重铬酸钾溶液为什么呈现黄色呢？无色溶液？黑色溶液？吸收光谱曲线吸收光谱曲线绘制过程：将不同波长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测出它们对各种波长光的吸收程度(用吸光度A表示)，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，面出曲线，此曲线即称为该物质的光吸收曲线（或吸收光谱曲线)，吸收光谱曲线吸收光谱曲线绘制过程：①高锰酸钾溶液对不同波长的光的吸收程度是不同的，对波长为525nm的绿色光吸收最多，在吸收曲线上有一高峰（称为吸收峰）。光吸收程度最大处的波长称为最大吸收波长(常以表示）。在进行光度测定时，通管都是选取在的波长处来测量，因为这时可得到最大的灵敏度②不同浓度的高锰酸钾溶液，其吸收曲线的形状相似，最大吸收波长也一样。所不同的是吸收峰峰高随浓度的增加而增高。③不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波长各不相同——定性分析分子吸收光谱产生的机理(1）分子运动及其能级跃迁分子内部三种运动方式：电子运动：分子内电子相对原子核的运动——电子能级；分子振动：分子内原子在其平衡位置上的振动——振动能级；分子转动：以及分子本身绕其重心的转动——转动能级吸收光谱跃迁的一般原理(2）分子吸收光谱的产生一个分子的内能

是它的转动能

、振动能

和电子能

之和，即总结物质颜色产生的原因物质的吸收光谱曲线分子吸收光谱产生的机理思考题：01高锰酸钾的吸收光谱曲线的绘制过程，我们基本已经掌握，请大家通过查找资料设计一个实验，做出硫酸铜溶液的吸收光谱曲线？任务6-朗伯比尔定律项目二学习目标：掌握朗伯-比尔定律掌握朗伯--比尔定律的影响因素朗伯（"𝑆.H.Lambet"）定律：当一束平行的单色光垂直照射到一定浓度的均匀透明溶液时，入射光被溶液吸收的程度与溶液厚度成正比，具体的关系为：式中:必为入射光通量;

办为通过溶液后透射光通量;

为溶液的液层厚度，也称光程长度;

为比例常数，与入射光波长，溶液性质，浓度和温度有关;透射比透射光通量与入射光通量之比办，为溶液对光的透射程度，即透射比;吸光度单色光通过溶液时被吸收的程度比尔（𝐵𝑒𝑒𝑟）定律：当一束平行单色光垂直照射到同种物质不同浓度、相同液层厚度的均匀透明溶液时，入射光被溶液吸收的程度与溶液浓度成正比，具体关系为：式中:k‘为比例常数，它与与入射光波长，液层厚度，溶液性质，浓度和温度有关C为溶液浓度:注意：由于浓度过高或者过低时，溶液中的溶质会发生电离或聚合而产生误差，所以比尔定律只能在一定浓度范围内才适用！朗伯-比尔定律当一束平行的单色光垂直入射通过均匀、透明的吸光物质的稀溶液时，溶液对光的吸收程度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。式中：𝐾——比例常数，它与入射光波长，物质的性质，溶液的温度等因素有关；应用条件：1、入射光必须是单色光；2、吸收发生在均匀的介质中；3、吸收过程中，吸收物质互相不发生作用；吸光系数𝐾的物理意义：单位浓度的溶液液层厚度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度；当单色光波长、组分性质、温度和溶剂一定时，𝐾一定；1、不同物质在同一波长下𝐾可能不同（选择性吸收），但同一物质在不同波长下𝐾一定不同；2、𝐾越大，物质对光吸收能力越强，测定灵敏度越高。3、𝐾是定性、定量分析的依据，在一定条件下是常数！摩尔吸光系数：物理意义注意溶液的浓度为，于光程为1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度；1.ε表示物质对某一特定波长光的吸收能力;ε越大，吸收能力越强，测定的灵敏度就越高。2.测定是选择ε大的有色化合物进行测定，选定具有最大ε值波长的单色光作为入射光3.通常灵敏度低中等灵敏度高灵敏度摩尔吸光系数：物理意义适用条件溶液的浓度为，于光程为1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度；质量吸光系数适用于摩尔质量未知的化合物吸光度的加和性当溶液中含有多种对光产生吸收的物质，且各组分之间不存在相互作用时，则该溶液对波长λ光的总吸光度等于溶液中每一成分的吸光度之和，即吸光度具有加和性。可用下式表示：朗伯--比尔定律的影响因素1、非单色光：Lambert-Bear定律的一个重要前提是单色光，但事实上真正的单色光是难以得到的。如在分光光度计中，从光源发出的光不是真正的单色光，而是包括了所需波长的光和附近波长的光，即：有一定波长范围的光，范围越小，单色性越好，仪器越精密。测定时应选择适当的