物质对光的选择性吸收.ppt

1、11-1 物质对光的选择性吸收 11-2 光的吸收定律 11-3 吸光光度法的仪器 11-4 吸光光度法的应用,第十一章 吸光光度法,吸光光度法 是基于被测物质的分子 对光 具有选择吸收的特性而建立的分析方法。,光的电磁波性质,一、光的基本性质,11-1 物质对光的选择性吸收,光的波粒二象性,波动性,粒子性,E,光的折射,光的衍射,光的偏振,光的干涉,光电效应,E：光子的能量（J, 焦耳）, ：光子的频率（Hz, 赫兹）,：光子的波长（nm）,c：光速（2.9979X1010cm.s-1）,h：plank常数（6.625610-34 J.s ）,单色光、复合光、光的互补,单色光,复合光,光的互

2、补,单一波长的光,由不同波长的光组合而成的光,若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。,二、 物质对光的选择性吸收,物质的颜色与光的关系,完全吸收,完全透过,吸收黄色光,光谱示意,表观现象示意,复合光,物质对光的吸收与电子跃迁,物质对光的吸收满足条件,物质对光的选择吸收,物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。,例：,A物质,B 物质,同理，得：,1 ev = 1.6?10-19 J.,11-2 光的吸收定律,一、透光度 Transmittance,透光度定义：,T 取值为0.0 % 100

3、.0 %,全部吸收,T = 0.0 %,全部透射,T = 100.0 %,结论：溶液的透光度越大，表示它对光的吸收越小；相反，透光度越小，表示它对光的吸收越大。,二、吸光度 A,吸光度定义：,实践证明，溶液吸光度，与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有关。,吸光度与透光度的关系,三、吸收曲线,吸收曲线与最大吸收波长 max 用不同波长的单色光照射，测吸光度A值。,吸收曲线的讨论：,同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长max 不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似max不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和max则不同。,吸收曲线可以提供物质的结构信

4、息，并作为物质定性分析的依据之一。,不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在max处吸光度A 的差异最大。浓度越大，吸光度也越大。此特性可作作为物质定量分析的依据。 在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。,四、朗伯比耳定律 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。 Ab,1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。 A c,二者的结合称为朗伯比耳定律。,朗伯-比耳定律数学表达式,A b c 式中A：吸光度；描

5、述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位molL； ：摩尔吸光系数，单位Lmolcm； 与所用入射光的波长及物质的本性有关。 或: Aa b c c：溶液的浓度，单位gL a：吸光系数，单位Lgcm a与的关系为： a =/M （M为待测物质的摩尔质量）,例：某有色溶液在2.00cm吸收池中，测得T=50%，若改用1cm的吸收池，其T和A各为多少？,解：先求有色溶液在2.00cm吸收池中吸光度A， A=-lgT=-lg50%=0.30 由于吸光度与液层厚度成正比，可求得厚度为1cm 时吸光度， b=1cm, A=0.30/2.001.00=

6、0.15 T=10-0.15=71%,定性分析与定量分析的基础,定性分析基础,定量分析基础,物质对光的选择吸收,在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。,11-3 吸光光度法的仪器,紫外-可见分光光度计组件,光源,单色器,样品池,检测器,信号输出,氢灯，氘灯，185 350 nm； 卤钨灯，250 2000 nm.,基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定,作用：将复合光色散成单色光,棱镜,光栅,玻璃， 350 2500 nm, 石英，185 4500 nm,平面透射光栅， 反射光栅,玻璃，光学玻璃，石英,作用：将光信号转换为电信号，并放大,光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管

7、（多道分析器）,表头、记录仪、屏幕、数字显示,仪器实物,分光光度计（紫外-可见分光光度计）UV-vis,I0,参比,样品,未考虑吸收池和溶剂对光的作用,单波长单光束分光光度计,参比液的选择,原则：,扣除非待测组分的吸收,以显色反应为例进行讨论,M + R = M-R,试液 显色剂 溶剂 吸光物质 参比液组成,无吸收,无吸收,光学透明,溶剂,基质吸收,无吸收,吸收,不加显色剂的试液,无吸收,吸收,吸收,显色剂,基质吸收,吸收,吸收,吸收,显色剂 + 试液 + 待测组分的掩蔽剂,若欲测 M-R 的吸收,A （样） = A （待测吸光物质） + A （干扰）+ A （池）,A （参比） = A （干扰）+ A （池）,一、单组分的测定 1. A-C 标准曲线法,11-4 吸光光度法的应用,2. 标准比较法 应用于待测试样浓度与标准溶液浓度相近的情况。,二、多组分的同时测定 若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长处分别进行测