吸光光度法.ppt

1、第6章吸光光度法6.1概要6.1.1吸光光度法的特征6.1.2光吸收基本法则6.1.3比色法和光度法及其仪器6.2光度分析法的设定修订6.2.1显色反应6.2.2显色条件的选择6.2.3测定波长和吸光率范围的选择6分析法的误差6.3.1兰伯特大楼法则的偏差6.3.2吸光率测定的误差6. 光光度法及光度分析法的应用6.4.1差示吸光光度法6.4.2二波长吸光光度法6.4.3弱酸性弱盐化学基解离常数测定6.4.4配合物组成6本章学习包括： (1)光吸收规律及其包含的内容：光吸收规律的适用条件，偏离比尔定律的原因，不同吸光系数的意义和相互关系(2)吸光光度法的定性量化分析依据，光度法(3)吸光光度法

2、的机器检验误差(4)分光光度补正的基本组成和光路图。 6.1概述6.1.1吸光光度法的特征1、光的基本性质(1)电磁辐射特性电磁辐射包括电磁辐射的共同之处C=v(2)光的波粒二象性光的波粒二象性h=6.625610-34 Js (普朗特数)，2、吸收谱及其产生原理(1)吸收电磁辐射作用于粒子， 粒子选择性地吸收某频率的放射能，从低能量水平向高能量水平转变： M hv M* (量子化)基态E1激发态E2分子内能量E=E电子e振动e旋转=Ee Ev Er当量e=。 (3)由最大吸收波长max(4)的吸收曲线得到的信息：物质对光选择性地吸收max或各吸收峰(谷)的值不同的物质(定性)对同一物质被鉴定

3、，在c不同的情况下，max变化，在max中，AC为物质含量(定量) 在测量的max中，是测量吸光率a的灵敏度最高的波长选择的依据，定性分析是吸收谱的波长分布由乐队的迁移能级间的能量差决定，反映分子内部能级分布状况，是物质定性分析的依据。 量化分析基于吸收乐队的强度与该物质分子吸收的光子数成比例的化学基，成为量化分析的依据。 物质的颜色(光的互补性) (1)单色光：由单一波长的光组成。 (2)复合光：由不同波长的光组成。 例：日光钨丝灯光(白色光)。 (3)相补光：将2种适当颜色的光单色光以一定强度比例混合得到白色光，将这些个的2种光称为相补光。 物质的颜色是由物质有选择地吸收不同波长的光产生的

4、。 5、吸光光度法的特点(1)灵敏度高的方法适用于微量和微量物质的测定，检测下限为105 %，甚至105 %； (2)精度高的方法误差2%5% (精密机器1%2% )、比色5%； (3)能够广泛测量无机物、有机物，能够定性、定量和结构测量低含量物质和高含量物质两者的配合物组成和平衡常数等；(4)仪器简单，操作简单，快速。 6.1.2当平行于光吸收基本定律的单色光垂直于某一均匀的非散射吸收介质(s，l，g )时，物质吸收一部分光能，所以降低透射介质的光强，把这种现象称为“介质吸收光的作用”。 假设某入射光的光强在选择参照适当的空白对照时基本抵消：或者(透光率或T%透光率) t越大，介质对光的吸收

5、作用越小，介质对光的吸收作用越大。6.1.2光吸收的基本规律1 .兰伯特啤酒法则手册(Bouguer )和兰伯特(Lambert )在1729年和1760年阐明了光吸收的程度和吸收层厚度的关系： Ab兰伯特法则，1852年啤酒(。 描述溶液对光的吸收程度的b :液层的厚度(光路长度)，通常为cm单位； c :溶液浓度、单位摩尔；摩尔消光系数、单位Lmolcm； 或者： Alg(I0/It)=-lgT=a b c c :溶液浓度、单位gL a :吸光系数、与单位Lgcm a的关系为a=/M (M为摩尔质量) lambertbeers，LambertBeers Law也适用于均匀且非散射的g、s，

6、紫外光溶液中含有多个光吸收物质，即吸光率具有加法性(非常有用的性质)。 即，AC是量化分析的依据的注意： t和c之间不是直线关系，不能用于量化分析，2，摩尔吸声系数和粉磨机灵敏度S(1)摩尔吸收(光)系数在A=K b c中： bcm，Cmol/L时，k=。 说明：通常，测定一定的c时的a值(b一定)不是从测定1 mol/L溶液的a开始，而是表示物质对由补正算得到的光的吸收能力的大小：a，与此相应地分析灵敏度，因此在作为选择显色反应的根据的一定条件下是常数，=f () 在与能量也有关的bcm、Cg/L的情况下，考虑到K=a(L/gcm )吸光系数、溶液中有其他的副反应(错形成、解离、会合等)，条

7、件摩尔吸声系数。 (2)Sandell灵敏度(或Sandell指数、灵敏度指数) S S的原意：人眼可以根据颜色的变化，在单位截面积(cm2)的液柱内检测出物质的最低含量(g/cm2)。 如果使用机器，当机器的检测限为A=0.001 (规定)时，在每单位截面积的光路内能够检测出的物质的最低含量被称为“样品灵敏度”s。 与s的关系：如果A=b c=0.001，则通过： b c=0.001/(1)或者(2)式(2)得到： S=M/。 (1)方法(标准系列法) (2)的原理是，将I0入射光(相同) I0设为相同，对于同一物质，s=x，如果观察到Is=Ix，则需要Cs=Cx。 Ix在Is1和Is2之间

8、时： (所以目视比色法比较透射光的光强)、(3)方法的特征简便，不需要仪器，适用于大量样品分析的灵敏度高，液晶层的厚度大，因此适用于微量成分的测定的适用范围宽，能够在复合光下进行，因此一部分显色反应为lamma (4)缺点：灰度不匹配精度差，相对误差为5 %。 2、吸光光度法(分光光度法)使用光强稳定的钨丝灯，通过棱镜项目、光栅等的分光元件得到一束单色光，用光电池或者光电管测定一系列标准溶液的吸光率a，求出被测量物的含量的方法称为“吸光光度法”。 注意：此方法与目测比色法的原理不同。 如：所以，吸光光度法比较吸收光的光强。 吸光光度法的特点(1)测量精度高：由于仪器可以得到比较单纯的单色光，所

9、以减少了偏差，增加了线性范围。(2)应用范围更广：可以任意入射波长的单色光，因此可以利用a的加法性测定多成分物质的含量，不仅可以测定选择性提高的可见光区域有吸收的物质，还可以测定紫外红外区域有吸收的物质。3、分光光度修正及其基本零配件(1)分光光度修正分类(2)分光光度修正的基本零配件、6.2光度分析法的设定修正6.2.1显色反应1、显色反应是选择适当的试剂将被测定络离子变换为有色物质的反应称为显色反应，使用的试剂称为显色反应，例如被测定络离子显色剂有色物的(2)有色配合物的组成固定，符合一定的化学式(3)有色配合物的性质稳定(4)有色配合物与显色剂之间的色差对一盏茶大(即，显色剂在测定波长下

10、没有明显的吸收，两种有色物的最大吸收波长之差：要求康托拉斯、60nm )； (5)显色反应条件的控制容易(为了保证测定结果的良好的再现性)。 3、显色剂的光度分析中多使用有机试剂作为显色剂，一般的有机显色剂分子中含有生色团、助色团。 (1)生色团：能够吸收紫外可见光的化学基。 这些个的化学基都包含不饱和键，容易引起价电子迁移(以及n迁移)。 例如，在乙烯基化学基、乙炔基化学基、羰基化学基、偶氮化学基、亚硝基化学基、腈化学基等(2)助色团：包含孤电子对(n电子)的化学基中，有其自身没有发色功能(不能吸收200nm的光)，而与发色团连接时例如： OH、cl (3)有机显色剂的种类(略)无机显色剂：

11、硫氰化物、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂：多种多样的偶氮类显色剂：本身是有色物质，具有生成络合物时颜色显着变化的性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、康托拉斯大等优点，应用最广泛。 例如，偶氮摇镜头、PAR等三苯基甲烷类：铬天青s、甲基酚橙等4、多元络合物(略)由3种以上的成分构成的络合物称为“多元络合物”。 (1)三元配合络合物(应用较多的类型):例如，V(H2O2)(PAN )形成条件： m和l都有形成络合物的能力，m的配位数高，对于与l和m的络合形成有适当的空间因素。 (2)络离子缔合体将阳络离子阴络离子阳络离子阴络离子缠绕。 (3)ML界面激活剂阴络离子界面激活剂：溴化十六烷基吡

12、啶(CPB )等； 阳离子表面激活剂：十六烷基磺酸纳金属钍； 非界面激活剂： OP、TritonX100、Toween80等。 (4)复多酸、6.2.2显色条件的选择1、溶液酸度(1)对r和其颜色的影响h为r。 大多数r具有酸碱指示剂的性质，不同的pH值有不同的颜色。 (2)由于对m的存在状态的影响OH，m有可能水解作用或生成碱盐。 (3)这是因为对配合物组成的影响r影响配合物的配位数。 实际上，显色反应的pH值由实验决定，显色反应应用适当的缓冲溶液控制溶液的pH值。 显色剂的使用量为显色反应： r一定时，从m向MR的转化率不变，所以为了使反应完全进行，应该使r过量，但r过量时，可能会引起MR

13、2MRn络合物的生成等其他副反应。 因此，r的使用量也应该通过实验来决定。 例如：3、显色反应的温度(1)影响反应速度(2)影响反应的完全性(3)温度影响光的吸收和溶液的颜色的浓淡，另外根据温度不同(定标曲线的斜率不同) (4)有色配合物的稳定性也影响温度。 一般显色反应在室温下进行，部分显色反应温度由实验决定。4 .显色反应时间不仅影响反应的完整性，还影响有色物质的稳定性。 在实际工作中通过实验决定了。 5 .像溶剂那样加入有机试剂可以降低有色配合物的解离度，提高显色反应灵敏度(增感)，在实际工作中尽量用水相进行测定。 6 .共存络离子的影响常见共存络离子的干扰作用有： (1)干扰作用自身是

14、有色的，或与r形成有色物，在测定条件下有吸收的情况；(2)在显色条件下，干扰物水解作用；(3)干扰物与r或m (被测定)形成稳定的配合物，不进行显色反应。 去除干扰作用的方法： (1)控制溶液的酸度(参照络合滴定) (2)选择适当的掩蔽剂(但是，掩蔽剂不能与被测定物或有色络合物作用，不能生成其他有色物干扰作用测定) (3)利用氧还原反应，改变干扰物的状态(4) 选择适当的测量波长(5)选择适当的参考溶液(6)利用校正因数(7)增加显色剂的使用量(特殊情况) (8)分离干扰物。 6.2.3测量波长和吸光率范围的选择1、测量波长的选择原则：有最大吸收干扰时：“吸收最大，干扰最小”。 2 .吸光率范

15、围的选择是A=0.20.8(T=65% 15% )，保证相对误差小的a的大小控制可以通过改变b或c来实现。 6.2.4参照溶液的选择1、试验液、试剂及显色剂为无色时，蒸馏水参照比2 .试验液为有色，其他试剂及显色剂为无色时，参考不添加显色剂的试样(试样空白对照)3.显色剂为有色，其他试剂及试验液为无色时， 参考不添加试验液的发色溶液(试剂空白对照)4.干扰络离子及发色剂的有色，其他试剂为无色时，参考遮蔽被测定络离子后的发色溶液(试剂空白对照)5.干扰物(生成物)着色时，改变试剂添加顺序后(使被测定物不发色)的发色剂6.2.5创建定标曲线根据选定的最佳条件创建AC曲线：曲线不过是原点时，必须找出原因并避免。 6.3光度分析法的误差从6.3.1兰伯特大厦的法则的偏离，在实际的工作中经常出现定标曲线不能成为直线(哩溜歪斜)的现象，特别是在溶剂液浓度高的情况下(0.01mol/L )，经常发生向c轴的弯曲(负的偏离)