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文档简介
1、Absorption Photometry Spectrophotometry,吸光光度法简介,7.1.1 光的基本性质,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,又称分光光 度法,简称光度法。,光的电磁波性质,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,若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光互补色光。,7.1.2 物质对光的吸收,物质的颜色与光的关系,物质吸收了可见光而显示出特征的颜色,该过程与物质的性质及光的性质有关。,吸收光谱的获得Absorption Spectra (Spectrum),表征
2、某物质对不同波长单色光的吸收程度。以波长()为横坐标,吸光度(A)为纵坐标,即吸光度随波长变化的曲线,即为吸收光谱。,吸光光度法定性与定量分析的基础,定性分析基础,定量分析基础,物质对光的选择吸收,在一定实验条件下,物质对光的吸收与物质的浓度成正比。,7.1.3 溶液的吸光定律,若入射光强为I0,则 Ioa + It + Ir 忽略反射光:I0 = Ia + It,透光率 (透射比)Transmittance(常用百分数表示),0.0 % 100.0 %,T越大,说明对光的吸收越弱; 相反,T越小,对光的吸收越强,一、光吸收的基本定律,吸收定律-朗伯-比尔定律 Lambert Beer Law
3、,得,定义溶液对单色光的吸收程度为吸光度A Absorbance,1、吸光度 与 透光率 Absorbance and transmittance,T = 0.0 %,A = ,T = 100.0 %,A = 0.0,A = 0.434,T = 36.8 %,2、朗伯-比尔定律的前提条件,(1)入射光为单色光 (2)吸收发生在均匀介质中(无散射) (3)吸光质点间无相互作用,3、吸光系数 Absorptivity,b :吸光液层的厚度,光程 path lenth , cm,c:吸光物质的浓度, g / L, mol / L,(1)摩尔吸光系数,它表示:L g 1 cm -1 吸光物质浓度为1m
4、ol/L,液层厚度为1cm时溶液对某单色光的吸光度。 是物质吸收能力的量度。 A =b C, 是对吸光物质而言,是由吸光物质的结构特征,吸光面积等因素决定,可作为定性分析的参考。 与入射光波长有关,应用下标注明:max 还可用来衡量灵敏度,例,分光光度法测铜,铜试剂法测 Cu, 426 = 1.28 104 Lmol-1cm-1,双硫腙法测 Cu, 495 = 1.58 105 Lmol-1cm-1,A =b C,(2)吸收系数a, L g 1 cm -1,二者关系: Ma M:吸光物质的摩尔质量,波长一定时,溶液浓度为1( g / 100 mL )光程为1cm的吸光度,相互关系,(3)比吸光
5、系数(百分吸光系数),4、桑德尔灵敏度S,Sandell,S :表示 光程为1 cm 吸收池测得吸光度为 0.001 时,每mL 溶液中待测物质的微克数。单位为 g cm-2。,Sandell 灵敏度与 的关系,5、吸收曲线(吸收光谱) Absorption Spectra (Spectrum),同一物质,浓度不同,吸收曲线形状和最大吸收波长位置不变。,吸收定律与吸收光谱的关系,吸光定律,吸收光谱,6、吸光度的加合性,多组分体系中,如果各组分之间无相互作用,其吸光度具有加合性,即,即吸光光度法用于混合组分同时测定的依据,二、引起朗伯-比尔定律偏离的因素,(一)物理因素,1、非单色光引起的偏离(
6、与仪器有关) 严格地说,朗伯比耳定律要求入射光为单色光。 而使用的是连续光源,经单色器分光后,用狭缝调节光谱带的宽度,即分光后的出射光仍是一个“复合光”,只是这种光的波长范围很窄而已,所以说,单色光并非是一条几何线。,单一波长, 固定; 不同波长, 不同。,在实际工作中,入射光通常具有一定的带通。为了避免非单色光带来的影响,一般选用峰值波长进行测定。, 1 对应的 1较小, 2 对应的 2较大,此外,选用峰值波长,也可以得到较高的灵敏度。,2、非垂直入射引起的偏离, 在紫外一可见分光光度分析中,由于溶液的不均匀,如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时,除有部分入射光被溶液吸收外,还有一部分因散射而损
7、失,使吸光度增大,产生正偏离。,3、入射光被散射引起的偏离,由于入射光不是垂直通过样品池,使光成实际走过的光程大于样品池厚度,产生正偏差。,(二)化学因素,平衡效应,最典型的是K2Cr2O7溶液中发生的平衡效应。,7.2.1 吸光分析的几种方法,一、目视比色法,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,光电比色法,二、分光光度法 (紫外-可见分光光度法)UV-Vis,Ultraviolet Visual Spectroscopy,光源,单色器,吸收池,检测器,显示,I0,It,参比,样品,7.2.2 吸光分析法的仪器简介,一、紫外-可见分光
8、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(多道分析器),表头、记录仪、屏幕、数字显示,1、单波长单光束分光光度计,特点: 使用时来回拉动吸收池 移动误差 对光源要求高 比色池配对,2、单波长双光束分光光度计,特点: 不用拉动吸收池,可以减小移动误差
9、对光源要求不高 可以自动扫描吸收光谱,特点: 利用吸光度差值定量 消除干扰和吸收池不匹配引起的误差,二、吸光度测量的原理及步骤,1、调零 T0或A 的端点,即检测器零点 2、工作零点(吸光度零点)T100或A=0 不含待测组分的参比溶液调节 3、测定,7.5 吸光光度法应用简介,一、单组分的测定,1吸光系数法 2标准曲线法 3对照法:外标一点法,二、多组分的定量方法,分三种情况: 1两组分吸收光谱不重叠(互不干扰) 两组分在各自max下不重叠分别按单组分定量,2两组分吸收光谱部分重叠 1测A1b组分不干扰可按单组分定量测Ca 2测A2a组分干扰不能按单组分定量测Cb,3两组分吸收光谱完全重叠混合样品测定,解线性方程组法,解线性方程组法,步骤:,为物质的特
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