第十章吸光光度法.ppt

1、第十章 吸光光度法,主要内容,一、吸光光度法的分类及特点 二、吸光光度法的原理 三、显色反应和显色的条件 四、测量条件的选择 五、目视比色法和分光光度法 六、吸光光度法的应用,分类： 1、比色分析法 2、可见分光光度法 3、紫外分光光度法 4、红外分光光度法,一、吸光光度法的特点,特点： 1、灵敏度高 2、准确度高 3、操作简单，测定速度快 4、应用广泛,吸光光度法是基于被测物质对光的选择吸收而建立的分析方法。,1、物质的颜色及对光的选择性吸收,二、吸光光度法的原理,（1）物质的颜色与光的关系,单色光、复合光、光的互补,单色光,复合光,光的互补,单一波长的光,由不同波长的光组合而成的光,若两种

2、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。,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,黑色,白色,蓝色,（2）吸收曲线,由刚才的flash可以得出：,不同浓度的KMnO4溶液的光吸收曲线形状类似，而最大吸 收波长不变。,在可见光范围内，KMnO4溶液对波长为525nm的绿光吸收 能力最大，对紫光和红光吸收少。,不同浓度的KMnO4溶液在相同波长下的吸光度随溶液浓度 的增大而增大。,（定性分析）,（定量分析）,2、光吸收定律,透光率 （透射比）Transmittance,透光率定义：,T 取值为

3、0.0 % 100.0 %,全部吸收,T = 0.0 %,全部透射,T = 100.0 %,吸光度 与透光率 Absorbance and transmittance,T ： 透光率,A： 吸光度,T,T = 0.0 %,A = ,T = 100.0 %,A = 0.0,A = 0.434,T = 36.8 %,吸光系数 Absorptivity,b ：吸光液层的厚度，光程， cm,c：吸光物质的浓度， g / L, mol / L,K：比例常数,入射光波长,物质的性质,温度,取值与浓度的单位相关,c：mol / L,K ,c：g / L,K a,c：g / 100 mL,K ,比吸光系数,相

4、互关系,Molar Absorptivity,Absorptivity,3、偏离朗伯比尔定律的原因,对吸收定律偏离,主要原因,非单色光,吸光质点的相互作用,非单色光引起的对吸光定律的偏离,设入射光由 1 和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律,1,2,或,或,吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离,质点间的静电作用,质点间的缔合作用,质点间的化学反应,三、显色反应和显色条件的选择,1、显色反应要求,2、显色反应条件的选择,（1）显色剂用量,（2）溶液的酸度,（3）显色时间,（4）显色温度,（5）溶剂,（6）共存干扰离子的影响,（1）显色剂用量,方法：在一系列浓

5、度相同的溶液中，加 入不同量的显色剂，在相同条件下，分 别测定其吸光度，作ACR曲线，取其 中适宜的CR范围。,返回,（2）溶液的酸度,酸度的影响,副反应,M + nR = MRn,OH-,H+,存在型体的变化,RH = R- + H+,1,2,生成不同配比的络合物,例，磺基水杨酸 Fe 3+,pH = 2 3,FeR,紫红色,pH = 4 7,FeR2,橙色,pH = 8 10,FeR3,黄色,方法：取若干份浓度相同的被测溶液在不 同pH的缓冲溶液中进行显色，分别测其吸 光度，作A pH 曲线，曲线上的平直部分 所对应的pH区间，即为合适的酸度范围。,返回,（3）显色时间,方法：从在溶液中加

6、入显色剂开始计时， 每隔一段时间测定依次吸光度，作At曲 线，曲线上平直所对应的时间，即为测定 吸光度的最佳显色时间。,返回,实际工作中，作 A T 曲线，寻找适宜 反应温度。,（4）显色温度,返回,（5）溶剂,有机溶剂可以降低有色化合物的解离度，从而提高测定的灵敏度。,（6）共存干扰离子的影响,共存离子本身有颜色，会干扰比色测定,共存离子会与显色剂发生反应,共存离子的消除办法：,控制溶液的酸度,选择合适的测定波长和适当的分离方法,利用参比溶液消除显色剂和干扰离子的影响,通过氧化还原反应，改变干扰离子的价态,添加掩蔽剂,四、测量条件的选择,1、入射光波长的选择,3、吸光度读数范围的选择,2、参

7、比溶液的选择,1、入射光波长的选择,无干扰，选择,max,有干扰,控制,A = 0.15 1,T = 70 % 10%,方法,选择 C,选择 b,1、非单色光影响小,2、灵敏度高,待测溶液吸光度的选择,返回,2、参比溶液的选择,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,max,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,max,A （样） = A （待测吸光物质） +

8、A （干扰）+ A （池）,A （参比） = A （干扰）+ A （池）,返回,3、吸光度读数范围的选择,由图可知：当透光率T36.8%或吸光度A0.430时， 测量误差最小。为达到测量的相对误差5的要求， 0.20.8的吸光度范围是适宜的测量范围。,五、目视比色法和分光光度法,特点,利用自然光,比较吸收光的互补色光,准确度低（半定量）,不可分辨多组分,方法简便，灵敏度高,1、目视比色法,2、分光光度法,光源,单色器,吸收池,检测器,显示,I0,It,参比,样品,未考虑吸收池和溶剂对光子的作用,分光光度计基本部件,光源,单色器,样品池,检测器,信号输出,氢灯，氘灯，185 350 nm； 卤钨

9、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（多道分析器）,表头、记录仪、屏幕、数字显示,六、吸光光度法的应用,常规法,以空白溶剂为参比,示差法,以浓度为 Cs 的标准溶液为参比,（Cx Cs）,适宜 高 浓度的测定,1、示差分光光度法,示差法的误差,方法,定量原理,相对误差,常规法,示差法, Tr Tx, I0 Is,有,结论：示差法提高了准确度,例题,已知 dT = 0.01, 样品Tx = 2.00 %, 标准 Ts = 10.0 %,示差法,常规法误差,示差法误差,已知 dT = 0.01, 样品Tx = 2.00 %, 标准 Ts = 5.00 %,示差法提高准确度的实质,常规法,Tx,落在测量误差较大的范围,示差法,Tr,Ts,Ts,落在测量误差较小的范围