第十章-分光光度法.ppt

1、1、化学分析：常数成分(1% )、Er 0.1%0.2%通过化学反应，使用玻璃器械，比较化学分析和器械分析方法，器械分析：微量成分(1% )、Er 1%5%通过物理或物理化学性质。 重量法m(Fe2O3)0.14mg，不准确，容量法V(K2Cr2O7)0.02mL，不准确，光度法结果0.048%0.052%，满足要求，精度高，灵敏度高，2，我们着重研究了可见光区的吸光光度法。 3、1 .光的基本性质电磁波的波粒二像性、c真空中光速2.99792458108m/s 3.0 108m/s波长、单位： m、cm、mm、m、nm、1m=10波动性、4、微粒性、h普朗克常数6.62610-34Js频率e

2、的光量子所具有的能量5、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。 真空中3360，6，6，光谱区域，10nm200nm，200nm 380nm，380nm 780nm，780 nm 2.5 m，2.5 m 50 m，50 m 300 m，7，*单色光：复合光：由不同波长组成的光。 紫外光：波长200400 nm。 可见光：人眼感觉到的光，波长为400750 nm。 红、橙、黄、绿、蓝、蓝、紫等各色光以一定比例混合的*波段：各色光的波长范围不同。 补色光：以一定比例混合，得到白色光。 溶液中的溶质分子是由于光的吸收和吸收光谱、不同颜色的可见光波长及其

3、互补光、物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的。9，*吸收光谱曲线或光吸收曲线(absorption curve ) :绘制波长为横轴，吸光度为纵轴。 最大吸收波长(maximum absorption wavelengh ) :光吸收程度最大的波长，在max中*吸光度为可见光，KMnO4溶液对波长525 nm附近的绿色光的吸收最强，紫色和max=525 nm。 浓度不同时，光吸收曲线的形状相同，max不变，吸光度不同。 (10 )、苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱、11 )、吸收曲线的研究： (1)同一物质对不同波长光的吸光度不同。 与吸光度最大的地方对应的波长被称为最大

4、吸收波长max (2)的不同浓度的同一物质，其吸收曲线的形状如max那样不变。 吸收曲线的形状和max因物质而异。 (3)吸收曲线提供了物质的结构信息，可以作为物质定性分析的依据之一。 12、(4)浓度不同的同一物质在某一定波长下吸光度a有差异，在max下吸光度a的差异最大。 这个特性是物质定量分析的依据。 (5)max中吸光度的浓度变化幅度最大，因此测定最敏感。 吸收曲线是在定量分析中选择入射光的波长的重要依据。13，3 .目视比色法和吸光光度法的特点、特征灵敏度高：测定下限达到10-510-6mol/L，10-4 -5 %精度可满足微量成分的测定要求：相对误差25 (12 )操作简便快速应

5、用广泛的c。 如图6-3所示，设人的出射光强度为I0、吸收光强度为Ia、透射光强度为It、反射光强度为Ir。 6.1.2光吸收的基本规律、15、吸光光度分析法中，将试验液和空白溶液分别放入相同品质材料和厚度的吸收单元中，使强度I0的单色光分别通过这两个吸收单元，测定其透射光的强度。此时反射光强度大致一定，可以抵消其影响。 16、透射率或透射率透射光强度it与人的出射光强度Io的比称为透射率或透射率，用t表示。 溶液的透过率越大，表示光的吸收越小；相反，透过率越小，表示光的吸收越大。 17、朗伯(Lambert J H )和比尔(Beer A )分别于1760和1852年研究了光吸收、溶液层厚度

6、和溶液浓度的定量关系，两者的耦合又称朗伯比尔定律，又称光吸收定律。 对长度为b的液层、浓度为c的溶液垂直照射强度为I0的平行单色光时，通过溶液中的吸光质点(分子或离子)的吸收，溶液通过后的光的强度变弱为It :A=lg(I0/It)=kbc，18，吸光度降低，105为高灵敏度，104为低灵敏度，21，2 .摩尔在温度和波长等条件的时机，与被测定物的浓度无关，可以设为仅与吸收物质自身的性质有关的(3)定性鉴定的残奥仪表(4)同一吸收物质在不同波长下的值不同。 最大吸收波长max下的摩尔吸光系数始终以max表示。 max显示了该吸收物质的最大吸光能力，也反映了光度法对该物质可达到的最大灵敏度的测定

7、。22、雷达灵敏度(s ) :定义机器的检测极限为A=0.001时，在每单位截面积的光路内检测的光吸收物质的最低含量。 公式： S=Cminb(C: g/cm3； b: cm )推导式： S=M/(g/cm2)，23，6.1.3比色法和吸光光度法与仪器方便、敏锐、准确度差。 常用于极限分析。1 .目视比色法、24、2 .吸光光度法和分光光度校正可以通过棱镜或光栅得到近似的单色光，因此，选择性好、精度高。 碘钨灯(3202500nm )紫外区：氢灯、氘灯(180375nm )单色仪：将来自光源的连续光谱分解为单色光的装置。 棱镜3360玻璃3503200nm，石英1854000nm光栅3360波

8、长范围宽，色散均匀，分辨率好，易于使用，27，用于吸收单元：(比色盘)测量和加入参考溶液。 可见光区域：光学玻璃单元紫外区域：石英单元检测器：利用光电效应，将光能转换为电流信号。 光电池、光电管、光电倍增管指示器：低速设备：刻度显示(p307，图8.12 )中高级设备：数字显示、自动扫描记录、28、棱镜：不同波长的光通过棱镜时的折射率差异、单色仪、29、灰度原理：利用光通过光栅时产生的衍射和干涉现象进行分光，30、检测器、硒光电池、Ag、Au、31、光电管、红敏管625-1000 nm蓝敏管200-625 nm、32，光电倍增对照性好，max60 nm . *反应显色条件的控制容易，再现性出色

9、。6.2光度分析法的设定修订、6.2.1发色反应、34、2 .发色剂、无机发色剂： SCN- Fe(SCN)2 H2O2 TiOH2O22、有机发色剂：35实验条件为：溶液酸度、发色剂使用量、试剂添加顺序、发色时间、发色温度、有机络合物的(1)溶液的酸度M HR=MR H *影响显色剂的平衡浓度和颜色*影响被测金属离子的存在状态*影响络合物的组成pH和吸光度的关系曲线决定pH范围。 6.2.2显色条件的选择、37、(2)显色剂的使用量m (被检成分) r (显色剂)=MR (有色络合物)为了使显色反应完全进行，需要添加过剩的显色剂。 但是，显色剂并不是越多越好。 有些显色反应如果显色剂的添加量

10、过多，反而会引起副反应，不利于测定。 在实际工作中，根据实验结果确定显色剂的使用量。 c(R )、c(R )、c(R )、38、(3)显色反应时间稍微显色反应瞬间完成，溶液的颜色立即达到稳定状态，长时间不变化。 有些显色反应可以迅速完成，但有色络合物的颜色立即开始褪色，显色反应的进行很慢，溶液的颜色稳定需要时间。 确定制作吸光度-时间曲线的适当时间。 (4)显色反应温度：显色反应多在室温下进行。 但是，有些显色反应必须加热到一定的温度才能完成。 (5)溶剂：有机溶剂可以降低有色化合物的解离度，提高显色反应的灵敏度。 在Fe(SCN)3的溶液中加入丙酮，颜色就会变深。 提高显色反应的速度，也有可

11、能影响有色络合物的溶解度和组成等。 39、o-二氮杂菲反应完全度与pH的关系，Fe2 3R、c(r)r=10-4moll-1、31021.3、40、pH38为适当的酸性范围，利用41、(6)的c .氧化还原反应，使干扰离子的价态d变化f .在适当的波长g .溶液中存在消耗显色剂的干扰离子时，可以通过增加显色剂的使用量来消除干扰。 h .分离以上方法均无效时，采用预先分离的方法。42、6.2.3测定波长和吸光度范围的选择、(1)测定波长的选择为了使测定结果具有高灵敏度，将被测定物质的最大吸收波长的光选择为入射光称为“最大吸收原则”(maximum absorption )。 如果使用这样的波长的

12、光进行分析，不仅灵敏度高，而且还能够降低或消除非单色光引起的朗伯维尔定律的偏差。 但是，在最大吸收波长下有其他吸收物质干涉测定时，请遵循入射光的波长吸收最大、干涉最小的原则。 43、例丁基酮肟光度法测定钢中的镍，络合物丁基酮肟镍的最大吸收波长为470 nm，试样中的铁被酒石酸钠掩蔽后，即使470 nm也有一定的吸收，妨碍了镍的测定。 为了避免铁的干扰，可以选择波长520 nm进行测定，虽然镍测定的灵敏度降低，但酒石酸铁不干扰镍的测定。 44、(2)从吸光度范围的选择机器的测定误差的观点出发，为了得到高精度的测定结果，一般将标准溶液和被检液的吸光度控制在0.20.8的范围内。 可以通过控制溶液浓

13、度或选择不同厚度的吸收单元来达到目的。 45、6.2.4参考溶液的选择，利用参考溶液调节机器零点，可以消除吸收室壁和溶剂对入射光反射和吸收带的误差，减去干扰的影响。 参照溶液的选择： a试验液及显色剂为无色，以蒸馏水为参照溶液。 b显色剂为无色，被试验液中存在其他有色离子，以不添加显色剂的被试验液作为参照溶液。 c显色剂有颜色，可以选择不加入试料溶液的试剂空白作为参照溶液。46、d显色剂和试验液均有颜色，将1份试验液放入适当的掩蔽剂中，掩蔽被检成分，不与显色剂作用，用试验液的测定方法放入显色剂和其他试剂，作为参照溶液，可以消除显色剂和部分共存成分的干扰。e改变加入试剂的顺序，使被测定成分不发生

14、显色反应，可以将该溶液作为参照溶液除去干扰。47、溶液浓度的测定、A bc、工作曲线法(标准曲线)、6.2.5标准曲线的制作(p229 )、48、6.3光度分析法的误差、1对朗伯维尔法则的偏差在吸光光度分析中，标准曲线不常出现，这被称为偏离朗伯维尔法则。 用曲线的弯曲部分定量，会引起很大的误差。 偏离朗伯维尔法则的原因主要是设备和溶液的实际条件不符合朗伯维尔法律要求的理想条件。 (49 )、(1)非单色光产生的偏差*朗伯维尔定律仅适用于单色光，但由于单色器的色散能力的限制和出口狭缝需要保持一定的宽度，因此，目前通过各分光光度校正得到的入射光实际上是具有某一波段的复合光。 由于物质对不同波长光的

15、吸收程度不同，导致朗伯维尔定律的偏差。 克服50、*非单色光引起的偏差措施通过使用较好的单色仪，可以得到纯度高的“单色光”，标准曲线的直线范围扩大。 人的出射光的波长选择在被检物质的最大吸收部位确保高灵敏度，这里的吸收曲线平坦，这里的最大吸收波长附近的各波长的光的值大致相等，非单色光引起的偏差远小于其他波长。 为了使吸光度的读取值在标准曲线的直线范围内，请选择适当的浓度范围进行测量。 51、(2)由于介质的不均匀，来自朗伯维尔定律的光吸收物质的溶液要求均匀。 在被测溶液不均匀、为胶体溶液、乳浊液或悬浊液的情况下，入射光通过溶液时，一部分被测液被吸收，另外一部分因散射现象而丢失，透射率减少，因此实测吸光度增加，标准曲线偏离直线，弯曲到吸光度轴。 因此，光度法应避免溶液产生胶体和混浊。 (52 )、溶液本身的化学反应引起的溶液中的光吸收物质