分析化學(xué)吸光光度法資料

1、第10章 吸光光度法,吸光光度法: 基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸 收而建立起來的分析方法. 本章重點(diǎn)討論可見光區(qū)的吸光光度法。,.1.,吸光光度法的分類,（1）根據(jù)所用儀器的不同：,目視比色法、光電比色法和分光光度法。,（2）根據(jù)所吸收的波長(zhǎng)范圍不同：,紫外分光光度法(波長(zhǎng)200400nm),可見分光光度法(400750nm),紅外光譜法(7502500nm),.2.,.3.,特點(diǎn):,靈敏度高：常用于測(cè)定試樣中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%10-5 的微量組分，甚至可以測(cè)定低至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-610-8的痕量組分。 準(zhǔn)確度高： 應(yīng)用廣泛：幾乎所有的無機(jī)離子和許多有機(jī)化合物都可以直接或間接地用吸光度法進(jìn)行測(cè)定。 儀器

2、簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、快速。,比色分析，相對(duì)誤差510%，,分光光度法，25%，12%；,.4.,10.1 吸光光度法的基本原理,10.1.1 光的基本性質(zhì),光的波粒二象性,波動(dòng)性,粒子性, ,e,光的折射,光的衍射,光的偏振,光的干涉,光電效應(yīng),e：光子的能量（j, 焦耳）, ：光子的頻率（hz, 赫茲）, ：光子的波長(zhǎng)（cm）,c：光速（2.99791010 cm.s-1）,h：plank常數(shù)（6.625610-34 j.s 焦耳. 秒）,5,光的電磁波性質(zhì),.6.,電磁波譜范圍表,7,單色光、復(fù)合光、光的互補(bǔ),單色光,復(fù)合光,光的互補(bǔ),單一波長(zhǎng)的光,由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光,若兩種不同顏色的

3、單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。,8,互補(bǔ)色,.9.,10.1.2 吸收光譜產(chǎn)生的原理,物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收,物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系,完全吸收,完全透過,吸收黃色光,光譜示意,表觀現(xiàn)象示意,復(fù)合光,10,物質(zhì)對(duì)光的吸收,物質(zhì)對(duì)光的吸收滿足plank 條件,當(dāng)用頻率為v電磁輻射照射分子，若電磁輻射的能量hv恰好等于該分子的較高能級(jí)與較低能級(jí)能量差e時(shí)，在微觀上出現(xiàn)分子由較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)；在宏觀上則體現(xiàn)在透射光的強(qiáng)度變?nèi)酢?11,物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收 selected absorption,物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同，所能吸收光的波長(zhǎng)也不同，這就

4、構(gòu)成了物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收基礎(chǔ)。,例：,a 物質(zhì),b 物質(zhì),同理，得：,1 ev = 1.610-19 j.,.12.,吸收光譜的分類 吸收光譜有原子吸收光譜和分子吸收光譜。 原子吸收光譜是由原子外層電子選擇性地吸收某些波長(zhǎng)的電磁波而引起的。 分子吸收光譜比較復(fù)雜，由于分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性所引起的。 分子的能量： e分子=e電子+e振動(dòng)+e轉(zhuǎn)動(dòng),.13.,分子內(nèi)部三種不同運(yùn)動(dòng)涉及三種躍遷能級(jí) 三種能級(jí)躍遷所需能量大小的順序?yàn)?e電子e振動(dòng) e轉(zhuǎn)動(dòng) 所以需要不同能量（波長(zhǎng)）的電磁輻射使它們躍遷，即在不同的光學(xué)區(qū)出現(xiàn)吸收譜帶： e電子（120ev）對(duì)應(yīng)的是紫外及可見光譜； e振動(dòng)（0.051ev）對(duì)應(yīng)的

5、紅外光譜e轉(zhuǎn)動(dòng)（0.0050.05ev）,.14.,3) 吸收曲線 當(dāng)分子的價(jià)電子能級(jí)發(fā)生躍遷常伴隨著振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，故價(jià)電子在每?jī)蓚€(gè)能級(jí)間的躍遷所對(duì)應(yīng)的能量差往往不是象原子那樣表現(xiàn)為一個(gè)確定的數(shù)值，而是表現(xiàn)為多個(gè)彼此相差很小的數(shù)值，因此，紫外可見光譜為帶狀光譜。,15,純 電子能態(tài) 間躍遷,分子內(nèi)電子躍遷,帶狀光譜,銳線光譜,.16.,如果測(cè)量某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，可得到一條吸收光譜曲線。 光吸收程度最大處的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)，用max表示。 濃度不同時(shí)，光吸收曲線形狀相同，最大吸收波長(zhǎng)不變，只是相應(yīng)的吸光度大小不同.,17,吸收

6、定律與吸收光譜的關(guān)系,吸光定律,吸收光譜,三維譜圖,18,定性分析與定量分析的基礎(chǔ),定性分析基礎(chǔ),定量分析基礎(chǔ),物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收,在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，物質(zhì)對(duì)光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。,.19.,10.1.3 光吸收的基本定律,朗伯-比爾定律 當(dāng)一束平行單色光通過任何均勻、非散射的固體、液體或氣體介質(zhì)時(shí)，一部分被吸收，一部分透過介質(zhì)，一部分被器皿的表面反射。 i0 = ia + it + ir,.20.,在吸光光度法中，通常將試液和空白溶液分別置于同樣質(zhì)料及厚度的吸收池中，然后讓強(qiáng)度為i0的單色光分別通過這兩個(gè)吸收池，再測(cè)量其透過光的強(qiáng)度。此時(shí)反射光強(qiáng)度基本上是不變的，且其影響可以相互抵消，

7、故上式可簡(jiǎn)化為： i0 = ia + it,.21.,透過光強(qiáng)度it與入射光強(qiáng)度i0之比稱為透射比或透光度，用t表示：,溶液的透射比愈大，表示它對(duì)光的吸收愈??；相反，透射比愈小，表示它對(duì)光的吸收愈大,t 取值為0.0 % 100.0 %,全部吸收,t = 0.0 %,全部透射,t = 100.0 %,.22.,實(shí)踐證明，溶液對(duì)光的吸收程度，與溶液濃度、液層厚度及入射光波長(zhǎng)等因素有關(guān)。保持入射光波長(zhǎng)不變，朗伯(lambert j h)和比爾(beer a)分別研究了光的吸收與溶液層的厚度及溶液濃度的定量關(guān)系，二者結(jié)合稱為朗伯-比爾定律，也稱為光的吸收定律。,.23.,當(dāng)一束強(qiáng)度為i0的平行單色光

8、垂直照射到長(zhǎng)度為b的液層、濃度為c的溶液時(shí)，由于溶液中吸光質(zhì)點(diǎn)的吸收，通過溶液后光的強(qiáng)度減弱為i，則,a:吸光度，k:比例常數(shù)， b:溶液厚度，c:溶液濃度,上式是朗伯-比爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。它表明：當(dāng)一束單色光通過含有吸光物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。這是進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)。式中比例常數(shù)k與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。,注意： 平行單色光 均相介質(zhì) 無反射、散射或光化學(xué)反應(yīng),24,吸收定律的推導(dǎo),i0,it,di n i,n ：薄層中的吸光粒子數(shù),n = n0 c ds db,n0 ：阿伏加德羅常數(shù),ds ：捕獲面積，薄層中光照射的面積,c

9、：吸光溶液的濃度,n = k c db,故 di n i = i k c db,di = - i k c db ,di / i = - k c db,積分,得,或,得,25,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 %,吸光度a與溶液的透射比的關(guān)系為：,.26.,a1 = e1bc1 a2 = e2bc2 a = e1bc1+ e2bc2,根據(jù)吸光度的加和性可以進(jìn)行多組分的測(cè)定以及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定,在某一波長(zhǎng)，溶液中含有對(duì)該波長(zhǎng)的光產(chǎn)生吸收的多種物質(zhì)，那么溶液的總吸光度等于溶液中各個(gè)吸

10、光物質(zhì)的吸光度之和,吸光度的加和性,如溶液中含有a1、a2兩物質(zhì)，對(duì)波長(zhǎng)為的光均有吸收，則,.27.,摩爾吸收系數(shù)和桑德爾靈敏度,摩爾吸收系數(shù) 當(dāng)濃度c用moll-1，液層厚度b用cm為單位表示，則k用另一符號(hào)來表示。稱為摩爾吸收系數(shù)，其單位為lmol-1cm-1，它表示物質(zhì)的量濃度為1moll-1，液層厚度為1cm時(shí)溶液的吸光度。 a= bc 反映吸光物質(zhì)對(duì)光的吸收能力，也反映用吸光光度法測(cè)定該吸光物質(zhì)的靈敏度。它只與波長(zhǎng)有關(guān)，而與溶液的濃度及液層的厚度無關(guān)。,.28.,c: g/l,k a,a = e bc,a = kbc,c: mol/l,a = abc a: 吸光系數(shù),k ,l g 1

11、 cm -1,摩爾吸光系數(shù)， l mol 1 cm -1,相互關(guān)系,.29.,桑德爾靈敏度s,s是指當(dāng)儀器的檢測(cè)極限為a=0.001時(shí)，單位截面積光程內(nèi)所能檢測(cè)出來的吸光物質(zhì)的最低含量。 單位：mgcm-2， s與及吸光物質(zhì)摩爾質(zhì)量m的關(guān)系為：,.30.,例,鐵（）濃度為5.010-4 gl-1 的溶液，與 1，10-鄰二氮菲反應(yīng)，生成橙紅色絡(luò)合物。該絡(luò)合物在波長(zhǎng)508nm，比色皿厚度為2cm時(shí)，測(cè)得a=0.19。計(jì)算1，10-鄰二氮菲鐵的 。,解：,已知 m (fe)=55.85,.31.,練習(xí)題,1、人眼能感覺到的光稱為可見光，其波長(zhǎng)范圍是,a. 400780nm b. 200320nm

12、c. 200780nm d. 2001000nm,a,2 、符合比爾定律的一有色溶液，當(dāng)其濃度增大時(shí)，最大吸收波長(zhǎng)和吸光度分別是,a. 不變，增加 b. 不變，減少 c. 增加，不變 d. 減少，不變,a,.32.,3、下列表述不正確的是,a. 吸收光譜曲線，表明了吸光度隨波長(zhǎng)的變化關(guān)系 b. 吸收光譜曲線中,最大吸收處的波長(zhǎng)為最大吸收波長(zhǎng) c. 吸收光譜曲線，以波長(zhǎng)為縱坐標(biāo),以吸光度為橫坐標(biāo) d. 吸收光譜曲線，表明了吸光物質(zhì)的吸收特性,c,4、影響有色物質(zhì)摩爾吸收系數(shù)的因素是,a. 吸收池厚度 b. 入射光波長(zhǎng) c. 有色物質(zhì)溶液的濃度 d. 入射光的強(qiáng)度,b,.33.,5、某有色物質(zhì)溶液

13、，遵守比爾定律，當(dāng)其濃度為c 時(shí)，用1.00cm比色皿測(cè)得其透光度為t，當(dāng)濃度減小為0.50 c 時(shí)，在同樣條件下測(cè)定，其透光率應(yīng)為,a. t 2 b. 2t c. t 1/2 d. t / 2,c,6、紫外可見分光光度計(jì)在可見區(qū)測(cè)量時(shí)所用光源是,a. 氫燈 b. 鎢燈 c. 空心陰極燈 d. 紅外燈,b,.34.,7、在光度計(jì)的檢流計(jì)上刻有a 和t，二者關(guān)系為,8、某有色物質(zhì)溶液，遵守比爾定律，當(dāng)其濃度為c 時(shí)，吸光度a = 0.30，那么當(dāng)濃度為2 c 時(shí)，該溶液的吸光度a =,0.60,.35.,10.2.1. 吸光光度法 借助分光光度計(jì)來測(cè)量一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后根

14、據(jù)被測(cè)試液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得被測(cè)物質(zhì)的濃度或含量。,10.2 吸光光度法及其儀器,分光光度計(jì)的主要部件有哪些？各部件的作用是什么？,分光光度法（紫外-可見分光光度法）uv-vis,ultraviolet visual spectroscopy,光源,單色器,吸收池,檢測(cè)器,顯示,i0,it,參比,樣品,10.2.2. 吸光分析法的儀器簡(jiǎn)介,.36.,.37.,分光光度計(jì)的基本部件有：光源、單色器、比色皿、檢測(cè)器和顯示裝置。,光源：通常用612v鎢絲燈作可見光區(qū)的光源，發(fā)出的連續(xù)光譜在360800nm范圍內(nèi)。光源應(yīng)該穩(wěn)定。,.38.,常用光源,.39.,b. 單色器：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜

15、分解為單色光的裝置。分為棱鏡和光柵。,光柵的分辨率比棱鏡大， 可用的波長(zhǎng)范圍也較寬。,.40.,c. 比色皿：也稱吸收池。 用于盛放試液的容器。,厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5cm 材質(zhì)：玻璃比色皿可見光區(qū) 石英比色皿可見、紫外光區(qū),.41.,d. 檢測(cè)器：接受從比色皿發(fā)出的透射光并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。分為光電管和光電倍增管。,光電管分為紅敏和紫敏， 陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用6251000nm波長(zhǎng)；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200625nm波長(zhǎng)。,.42.,e. 顯示裝置：把放大的信號(hào)以吸光度a或透射比t的方式顯示或記錄下來。 分光光度計(jì)常用的顯示裝置是檢流計(jì)、微安

16、表、數(shù)字顯示記錄儀。,.43.,722型分光光度計(jì)光學(xué)系統(tǒng)圖,.44.,721型可見分光光度計(jì),特點(diǎn)： 棱鏡單色器。 t.a直讀。 使用消光片，可供高含量比色測(cè)定。 技術(shù)指標(biāo)： 波長(zhǎng)范圍：360800nm 波長(zhǎng)精度：3nm(360600nm) 表面刻度：（t）0100（a）02,.45.,.46.,722型可見分光光度計(jì),特點(diǎn)： 能在可見光譜區(qū)域內(nèi)對(duì)物質(zhì)作定性定量分析。 采用光柵單色器、具有波長(zhǎng)精度高，單色性好等優(yōu)點(diǎn)。 采用3 位led數(shù)字顯示，t.a.c直讀。 波長(zhǎng)范圍：330800nm 波長(zhǎng)準(zhǔn)確度：2nm,.47.,單波長(zhǎng)單光束分光光度計(jì),.48.,單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì),.49.,50,

17、.51.,10.3 光度分析法的設(shè)計(jì),1. 選擇顯色反應(yīng) 2. 選擇顯色劑 3. 顯色條件的選擇 4. 選擇檢測(cè)波長(zhǎng) 5. 選擇合適的濃度 6. 選擇參比溶液 7. 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)量條件選擇,.52.,將無色或淺色化合物轉(zhuǎn)化為有色化合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)，所用的試劑稱為顯色劑。 顯色反應(yīng)的選擇 a. 選擇性好，干擾少，靈敏度足夠高，有色 物質(zhì)的應(yīng)大于104。 b. 有色化合物的組成恒定，符合一定的化學(xué)式。 c. 有色化合物的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)足夠穩(wěn)定，至少 保證在測(cè)量過程中溶液的吸光度基本恒定。 d. 有色化合物與顯色劑的顏色差別要大(l60nm)。,10.3.1 顯色反應(yīng),.53.,1. 無機(jī)顯色

18、劑,應(yīng)用不多，因其生成絡(luò)合物不穩(wěn)定，靈敏度選擇性也不高。,目前有使用價(jià)值的主要有：,硫氰酸鹽：,測(cè)定fe3+、mo()、w()、nb5+等。,鉬酸銨：,測(cè)定p、si、w等。,過氧化氫：,測(cè)定v5+、ti4+等,10.3.2 顯色劑,.54.,2. 有機(jī)顯色劑：,特點(diǎn)：,有機(jī)顯色劑大多能與金屬離子生成極其穩(wěn)定的螯合物，具有特征顏色，其選擇性，靈敏度均高。不少螯合物易溶于有機(jī)溶劑，可以進(jìn)行萃取比色。,有機(jī)顯色劑多是含有生色團(tuán)和助色團(tuán)的化合物,.55.,生色團(tuán)：,含有不飽和鍵的基團(tuán)，,如-n=n-,c=c,-n=o, c=o, c=s、醌基等。,助色團(tuán)：,某些含有孤對(duì)電子的基團(tuán),如-oh, -rh,

19、 -nh2, -nhr, -sh, -cl, -br, -i等。,它們與生色團(tuán)上的不飽和鍵相互作用,影響其吸收,使顏色加深（紅移）。,.56.,類型：,偶氮類：,偶氮胂，偶氮氯膦，par等,三苯甲烷類：,鉻天青s，二甲酚橙，結(jié)晶紫等,其它型：,oo, nn, 含s型等,.57.,fe3+,ni2+,fe2+,cu2+，pb2+,th(iv), u(iv),al3+,tl3+,.58.,3. 多元絡(luò)合物,多元絡(luò)合物是由三種或三種以上的組分所形成的絡(luò)合物。目前應(yīng)用較多的是由一種金屬離子與兩種配位體所組成的三元絡(luò)合物，三元絡(luò)合物在吸光光度分析中應(yīng)用較普遍。,主要特點(diǎn)：,1、穩(wěn)定性強(qiáng),2、對(duì)比度和靈敏

20、度高,3、選擇性好,.59.,10.3.3 顯色條件的選擇,溶液的酸度 酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響主要表現(xiàn)為： a.影響顯色劑的平衡濃度和顏色 顯色劑很多都是有機(jī)弱酸，酸度會(huì)影響顯色劑的平衡濃度，并影響顯色反應(yīng)的完全程度。如二甲酚橙。 b.影響被測(cè)金屬離子的存在狀態(tài) 金屬離子在低酸度下易水解。 c.影響絡(luò)合物的組成。,.60.,顯色反應(yīng)的適宜酸度是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。具體方法是：固定溶液中被測(cè)組分與顯色劑的濃度，調(diào)節(jié)溶液不同的ph值，測(cè)定溶液的吸光度值。,.61.,2. 顯色劑的用量,3. 顯色反應(yīng)時(shí)間 配制一份顯色溶液,從加入顯色劑起計(jì)算時(shí)間,每隔幾分鐘測(cè)量一次a，制作at曲線，根據(jù)曲線來確定適宜的

21、時(shí)間。,稍過量，處于平臺(tái)區(qū),.62.,4. 顯色反應(yīng)溫度,通常，顯色反應(yīng)大多數(shù)在室溫下進(jìn)行，有些反應(yīng)必需加熱至一定溫度才能完成。 5. 溶劑 有機(jī)溶劑常降低有色化合物的解離度，從而提高了顯色反應(yīng)的靈敏度。 6. 干擾及其消除方法 干擾組分本身有顏色或與顯色劑反應(yīng)； 干擾物質(zhì)在測(cè)量條件下從溶液中析出，使溶液變渾濁。,.63.,顯色反應(yīng)的干擾及消除方法：,a.控制酸度： b.加入掩蔽劑：掩蔽劑不與待測(cè)離子作用，掩蔽劑以及它與干擾組分形成的絡(luò)合物的顏色應(yīng)不干擾待測(cè)離子的測(cè)定。 c.改變干擾離子的價(jià)態(tài)：利用氧化還原反應(yīng)，改變干擾離子的價(jià)態(tài)： d.選擇合適的參比溶液：利用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色

22、離子的干擾利用校正系數(shù)： e. 分離：,.64.,10.3.4 測(cè)量波長(zhǎng)的選擇,最大吸收原則：選擇被測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)的光作為入射光，此時(shí)，不僅靈敏度高，而且能夠減少或消除由非單色光引起的對(duì)朗伯-比爾定律的偏離。 吸收最大、干擾最小原則：適用于在最大吸收波長(zhǎng)有其他波長(zhǎng)物質(zhì)干擾測(cè)定的情況。,.65.,選520nm進(jìn)行測(cè)定,10.3.5 選擇合適的濃度 一般應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測(cè)試液的濃度，使其吸光度在0.20.8范圍內(nèi)。,.66.,10.3.6 參比溶液的選擇,在進(jìn)行光度測(cè)量時(shí)，利用參比溶液來調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn)，可以消除由于吸收池壁及溶劑對(duì)入射光的反射和吸收帶來的誤差，并扣除干擾的影響。 a.當(dāng)試液

23、及顯色劑均無色時(shí)，可用蒸餾水作參比溶液。 b.顯色劑為無色，而被測(cè)試液中存在其他有色離子，可用不加顯色劑的被測(cè)試液作參比溶液。(試液空白),.67.,c.顯色劑有顏色，可選擇不加試樣溶液的試劑空白作參比溶液。 d.顯色劑和試液均有顏色，可將一份試液加入適當(dāng)掩蔽劑，將被測(cè)組分掩蔽起來，使之不再與顯色劑作用，而顯色劑及其他試劑均按試液測(cè)定方法加入，以此作為參比溶液，這樣就可以消除顯色劑和一些共存組分的干擾 。(褪色空白) e.改變加入試劑的順序，使被測(cè)組分不發(fā)生顯色反應(yīng)，可以此溶液作為參比溶液。(不顯色空白),.68.,理論基礎(chǔ)：朗伯-比爾定律,10.3.7 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,再測(cè)量待測(cè)溶液的吸光度，

24、在標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可以查到與之相對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的含量。,在選擇的實(shí)驗(yàn)條件下，從低濃度到高濃度分別測(cè)量一系列（不少于5）不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一條通過原點(diǎn)的直線，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線（或工作曲線）。,.69.,10.4 光度分析法的誤差,吸光光度法的誤差主要來自兩方面： 一是偏離朗伯-比爾定律； 二是吸光度測(cè)量引起的誤差。,10.4.1 對(duì)朗伯-比爾定律的偏離,在吸光光度分析中，經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線不呈直線的情況，特別是當(dāng)吸光物質(zhì)濃度較高時(shí)，明顯地看到通過原點(diǎn)向濃度軸彎曲的現(xiàn)象，這種情況稱為偏離朗伯-比爾定律。,.70.,1. 非單色光引起的偏離

25、,嚴(yán)格說，朗伯-比爾定律只適用于單色光，但由于單色器色散能力的限制和出口狹縫需要保持一定的寬度，所以目前各種分光光度計(jì)得到的入射光實(shí)際上都是具有某一波段的復(fù)合光。由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度的不同，因而導(dǎo)致對(duì)朗伯-比爾定律的偏離。 措施：1、使用好的單色器；2、應(yīng)將入射光波長(zhǎng)選擇在被測(cè)物質(zhì)的最大吸收處。,.71.,復(fù)合光由l1和l2組成，對(duì)于濃度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一樣，濃度大，復(fù)合光引起的誤差大，故在高濃度時(shí)線性關(guān)系向下彎曲。,.72.,2. 介質(zhì)不均勻引起的偏離,被測(cè)溶液不均勻，會(huì)使一部分入射光因散射而損失，使透射比減少，因而實(shí)測(cè)吸光度增加，使標(biāo)準(zhǔn)曲線向吸光度軸彎曲。

26、3. 由于溶液本身的化學(xué)反應(yīng)引起的偏離 溶液對(duì)光的吸收程度決定于吸光物質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)目，溶液中的吸光物質(zhì)常因解離、締合、形成新化合物或互變異構(gòu)體等化學(xué)變化而改變其濃度，因而導(dǎo)致偏離朗伯-比爾定律。,.73.,10.4.2 吸光度測(cè)量的誤差,測(cè)量結(jié)果的精度常用濃度相對(duì)誤差表示，即：,據(jù)朗伯-比爾定律：a=bc,兩邊微分：,.74.,對(duì)給定的分光光度計(jì)來說，透光率讀數(shù)誤差dt是一個(gè)常數(shù)，約為0.010.002，但同樣大小的dt在不同透光率時(shí)，所引起的濃度相對(duì)誤差是不一樣的。,.75.,透光率在什么范圍內(nèi)具有較小的濃度測(cè)量誤差？,a = -lgt = -0.434lnt,對(duì)此式微分：,.76.,可見，

27、濃度測(cè)量的誤差不僅與儀器的讀數(shù)誤差dt有關(guān)，還與其本身的透光率有關(guān)。,實(shí)測(cè)表明：只有使待測(cè)溶液的透射比t在15%65%之間，或吸光度a在0.20.8之間，才能保證測(cè)量的相對(duì)誤差較小。,.77.,當(dāng)透光率為36.8%，或吸光度為0.434時(shí)，濃度測(cè)量才有最小的相對(duì)誤差。,對(duì)式,求導(dǎo)可得：,只有當(dāng)lge+lgt=0時(shí)，er有極值，測(cè)量誤差最小。 此時(shí)，-lgt=lge=0.434=a，t=0.368,.78.,1、在光度分析中，選擇參比溶液的原則是,a一般選蒸餾水 b一般選試劑溶液 c根據(jù)加入試劑和被測(cè)試液的顏色性質(zhì)選擇 d一般選褪色溶液,c,2、下列幾組吸光度范圍，測(cè)量相對(duì)誤差較小的是,a0.2

28、0.8 b0.10.8 c0.30.6 d0.20.6,c,練習(xí)題,.79.,3、下列表述中錯(cuò)誤的是,a吸收峰隨濃度增加而增高，但最大吸收波長(zhǎng)不變 b透射光與吸收光互為補(bǔ)色光，黃色和藍(lán)色互補(bǔ) c比色法又稱分光光度法 d在公式 中， 稱摩爾吸收系數(shù)，其數(shù)值越大，反應(yīng)越靈敏。,c,4、某有色物質(zhì)溶液的吸光度值較小時(shí)，則表明,a該物質(zhì)的濃度較小 b該物質(zhì)摩爾吸收系數(shù)較小 c所用比色皿較薄 d上述三者都可能,d,.80.,5、一有色溶液在一定波長(zhǎng)下，測(cè)定其吸光度為0.740，如果溶液濃度及比色皿寬度都減小一半，則其吸光度為,a2.96 b0.740 c0.370 d0.185,d,6、為使某待測(cè)物質(zhì)測(cè)

29、定的靈敏度較高，則應(yīng)選擇,a較高濃度的待測(cè)溶液 b采用具有較大吸收系數(shù)的體系 c在較長(zhǎng)的波長(zhǎng)下進(jìn)行 d用較強(qiáng)的光源,b,.81.,什么是朗伯-比爾定律？ 簡(jiǎn)述用工作曲線法應(yīng)用該定律的基本過程。,答：,當(dāng)一束單色光通過含有吸光物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度于吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。 在確定的測(cè)量波長(zhǎng)和選擇的實(shí)驗(yàn)條件下分別測(cè)量一系列不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一條通過原點(diǎn)的直線，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線(或工作曲線)。 此時(shí)測(cè)量待測(cè)溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可查到與之相對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的含量。,.82.,什么是光度分析中的顯色反應(yīng)，對(duì)顯色反應(yīng)一

30、般有哪些要求？,答：將無色或淺色的無機(jī)離子轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩x子或絡(luò)合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)。,顯色反應(yīng)一般應(yīng)滿足下列要求： （1）靈敏度足夠高，有色物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)應(yīng)大于104； （2）選擇性好，干擾小，或干擾容易消除； （3）有色化合物的組成恒定，符合一定的化學(xué)式； （4）有色物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)足夠穩(wěn)定，至少保證在測(cè)量過程中溶液的吸光度基本恒定； （5）有色物質(zhì)與顯色劑之間的顏色差別要大，即顯色劑對(duì)光的吸收與有色化合物的吸收有明顯區(qū)別。,.83.,10.4 其他吸光光度法和光度分析法的應(yīng)用,10.4.1 示差吸光度法 1. 示差吸光度法的原理 示差吸光光度法與普通吸光光度法的主要區(qū)別在于所采用的參比

31、溶液不同。示差吸光光度法不是以空白溶液作為參比溶液，而是采用比待測(cè)溶液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比溶液。,.84.,設(shè)用作參比的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為c0，待測(cè)試液濃度為cx，且cx大于c0。則： ax = bcx a0 = bc0 兩式相減：a相對(duì) = a = b(c0-cx) = bc 作a對(duì) c的標(biāo)準(zhǔn)曲線，再據(jù)試液的a求出相應(yīng)的c值，從cx=c0+c可求出待測(cè)溶液的濃度。這就是示差光度法的原理。,.85.,2.示差吸光光度法的誤差,.86.,10.4.2 雙波長(zhǎng)吸光光度法,使兩束不同波長(zhǎng)的單色光以一定的時(shí)間表間隔交替地照射同一吸收池,測(cè)量并記錄兩者吸光度的差值。這樣就可以從分析波長(zhǎng)信號(hào)中扣除來自參比波長(zhǎng)的信號(hào)，消除各種干擾，求得待測(cè)組分的含量。,.87.,1.雙波長(zhǎng)吸光光度法的原理,設(shè)波長(zhǎng)為1和2的兩束單色光的強(qiáng)度相等：,所以,.88.,2.雙波長(zhǎng)吸光光度法的應(yīng)用,a.混濁度液中組分的測(cè)定 混濁試液中組分的測(cè)定在一般吸光光度法中必須使用相同濁度的參比溶液，但在實(shí)際中很難找到合適的參比溶液。 b.單組分的測(cè)定 c.兩組分共存時(shí)的分別測(cè)定 選擇參比波長(zhǎng)和測(cè)定波長(zhǎng)的條件是：待測(cè)組分在兩波長(zhǎng)處的吸光度之差a要足夠，干擾組分在兩波長(zhǎng)處的吸光度應(yīng)相等。,.89.,如測(cè)苯酚和2,4,6-三氯苯酚中的苯酚,選擇苯酚的最大吸收波長(zhǎng)2為測(cè)量波長(zhǎng)，三氯苯酚等吸收