第十章 吸光光度法.ppt

1、第十章 吸光光度法,10-1 吸光光度法,10-2 吸光光度法仪器,制作者：施忠斌 杨敏岚,教学内容：物质对光的选择性吸收、光吸收定律及其应用条件、摩尔吸光系数与灵敏度；显色反应及其影响因素；吸光光度法的特点与应用、吸光光度法仪器 教学重点：吸收光谱、工作波长的确定、线性范围、检出限、准确度与精密度、回收率 教学难点：参比溶液的选择、共存离子干扰、络合物组成的确定,化学分析：常量组分(1%), Er : 0.1%0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器,化学分析与仪器分析方法比较,仪器分析：微量组分(1%), Er : 1%5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器,准确度高,灵敏度高,第十

2、章 吸光光度法,10-1 吸光光度法,特点 灵敏度高：测定下限可达10-510 -6molL-1, 10-4%10-5% 准确度能够满足微量组分的测定要求： 相对误差25 （12） 操作简便快速 应用广泛,吸光光度法是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。,光强的 测量 分光光度计,分光光度法的应用：定量测定与定性分析,测量光强度的减弱,光的性质及物质对光的选择性吸收 光的性质 光具有二象性,即波动性和粒子性,可用普朗克方程表示:,c 真空中光速 2.99792458108m/s 3.0 108m/s 波长，单位：m,cm,mm,m,nm, 1m=10-6m, 1nm

3、=10-9m, 1=10-10m 频率，单位：赫芝(周)Hz 次/秒 n 折射率，真空中为1,光的传播速度:,波动性,h普朗克(Planck)常数 6.62610-34Js 频率 E光量子具有的能量 单位：J(焦耳)，eV(电子伏特) 1eV=1.6021019 J,微粒性,光量子，具有能量。,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. .,波粒二象性,真空中:,分子对光的吸收与吸收光谱,不同颜色的可见光波长及其互补光,吸光度与光程的关系 A = abc,吸光度与浓度的关系 A = abc,吸光度与波长的关系 A = abc,蓝绿光,红光,吸光度A、透射比T与

4、浓度c 的关系, 定律应用的前提条件,入射光不平行， 散射,前提条件： sol 均匀、透明、非散射性,入一定的单色光,C=10 10 （mol/L） 线性,否则 偏离,物理因素,化学因素,单色光不纯,（最主要因素）,导致,-3, 10 负偏离, 10 正偏离,-4,- 3,- 4,1.入一定的单色光即应选用max处或肩峰处测定.,2. sol 均匀、透明、非散射性即吸光质点形式不变 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. C=10 10 （mol/L） 浓度增大，分子之间作用增强.,-3,-4,A,C,（2）公式法：CX=KAX+C1, K=(C1-C2)/

5、A2,例：丁二酮肟 Ni2+ ,且A2=0.47,AX=0.52,求 Ni %,C1=6.12%,C2=11.49%,Ni %=（C1-C2）/A2AX+C1,Ni %=(11.49-6.12)/0.470.52+6.12=12.06 %, 多组分的测定, 测定中的干扰以及消除方法,1.化学法,测Co2 :(生成络合物性质不同),消除干扰，也可采取分离法。,2. 物理法选择适当的测定波长,1. 仅络合物有吸收，溶剂作参比。 如 phenFe2+ 标准曲线 2.待测液也有吸收，被测液作参比。 如 测汽水中的 Fe 3. 显色剂或其他试剂也有吸收，空白溶液作参比 例:邻二氮菲光度法测Li2CO3中

6、的 Fe， 参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂。 4. 干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时： 1）掩蔽被测组分，再加入显色剂，作参比. 2）加入等量干扰组分到空白溶液中,作参比.,3.选择适当的参比溶液,10 2 光度分析的方法和仪器,方便、灵敏，准确度差. 常用于限界分析.,10.2.1 光度分析的几种方法,2. 光电比色法,光电比色计结构示意图,通过滤光片得一窄范围的光(几十nm),滤光片,吸收滤光片：只允许指定的窄范围波长光通过，其他波长的光均被吸收.,选择滤光片的原则： 滤光片透光率最大的光是溶液吸收最大的光, 即滤光片的颜色与有色溶液的颜色互补.,3. 吸光光度法和分光光

7、度计,分光光度计的基本组成,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(3202500nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180375nm) 氙灯：紫外、可见光区均可用作光源,单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。,棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同. 玻璃3503200nm, 石英1854000 nm,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 )。 利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光。,波长

8、范围宽, 色散均匀, 分辨性能好, 使用方便.,平面透射光栅 反射光栅（广泛使用）,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,检流计（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：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,硒光电池（Barrier-layer photocell）,适用于300-800 nm, 在500-600 nm范围最灵敏。,Se,阴极Au，Ag,半导体,h,阳极,光电管(Phototube),h,（片）,红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm,光电倍增管(P

9、hotomultiplier Tube, PMT),1个光子可产生106107个电子,160-700 nm,4.吸光光度法仪器主要差异比较,5.1. 单光束分光光度计,可变波长单光束紫外-可见分光光度计示意图,5. 分光光度计的基本类型,5.2. 双光束分光光度计,双光束型可以消除光源强度变化的影响.,A=A入2 A入1 =lg I1/ I2 = ( k入2k入1 ) bc (与背景吸收无关),5.3. HP 8452A多通道二极管阵列分光光度计,镀铝反射镜,5.4. 纤维光度计示意图,5.5. 纤维光度计,1.光学光谱区,10nm200nm,200nm 380nm,380nm 780nm,780 nm 2.5 m,2.5 m 50 m,50 m 300 m,参考资料,2.光谱种类,黑体辐射：白炽灯、液、固灼热发光,连续光谱,分子光谱：紫外、可见、红外等吸收光谱,3.分子吸光与发光,4.发光机理(Jablonski Diagram),例1蒽的激发光谱（吸收光谱）和发射光谱（荧光光谱）,6.荧光光谱的特点,Stokes位移：分子荧光的发射峰相对于吸收峰位移到较长的波长. 荧光发射光谱的形状与激发波长的选择无关. 镜像规则：荧光发射光谱