工科分析化學(xué)紫外-可見(jiàn)分光隨堂講義

1、第第1313章章紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法Ultraviolet and Visible Spectrophotometry第第1313章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）定義定義： 通常是指研究通常是指研究200-780nm光譜區(qū)光譜區(qū)域內(nèi)，物質(zhì)分子或離子對(duì)光輻射吸域內(nèi)，物質(zhì)分子或離子對(duì)光輻射吸收的一種方法，也稱(chēng)為收的一種方法，也稱(chēng)為吸光光度法吸光光度法或或分光光度法。分光光度法。 利用有色溶液對(duì)可見(jiàn)光的吸收來(lái)利用有色溶液對(duì)可見(jiàn)光的吸收來(lái)進(jìn)行定量測(cè)定，進(jìn)行定量測(cè)定， 稱(chēng)為稱(chēng)為比色法比色法。

2、第第1313章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）歷史（歷史（1）公元公元60年年 古希臘古希臘 普里尼普里尼 五倍子浸出液估測(cè)醋中五倍子浸出液估測(cè)醋中Fe十九世紀(jì)十九世紀(jì)30-40年代年代 比色是一種普遍分析方法比色是一種普遍分析方法 利用金屬離子本身顏色或無(wú)機(jī)顯色劑利用金屬離子本身顏色或無(wú)機(jī)顯色劑 MnO4- NH3 使使Cu2+ Co2+顯色顯色 方法：目視比色法方法：目視比色法 系列標(biāo)樣系列標(biāo)樣 Cs C2s C3s C4s C5s Cx 比較顏色深淺比較顏色深淺 第第1313章章 紫外可見(jiàn)分光光

3、度法紫外可見(jiàn)分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）歷史（歷史（2）1852年年 Beer定律定律1868年年 布特列洛夫布特列洛夫 1870年年 杜包斯克杜包斯克 目視比色計(jì)目視比色計(jì) 浦氏光度計(jì)浦氏光度計(jì)1911年年 貝格爾貝格爾 硒光電池比色計(jì)硒光電池比色計(jì)1918年年 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局 第一臺(tái)分光光度計(jì)第一臺(tái)分光光度計(jì)20世紀(jì)世紀(jì)30-40年代年代 E.B.Sandell“痕跡金屬比色測(cè)定痕跡金屬比色測(cè)定” 20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代 有機(jī)顯色劑有機(jī)顯色劑近二、三十年年 信息技術(shù)，高新技術(shù)，聯(lián)用技術(shù)信息技術(shù)，高新技術(shù)，聯(lián)

4、用技術(shù)第第1313章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）13-1 選擇吸收及吸收光譜的獲得選擇吸收及吸收光譜的獲得 13-2 紫外可見(jiàn)吸收光譜的主要類(lèi)型紫外可見(jiàn)吸收光譜的主要類(lèi)型 13-3 光的吸收定律及定量分析方法光的吸收定律及定量分析方法 13-4 顯色反應(yīng)與光度測(cè)量顯色反應(yīng)與光度測(cè)量 13-5 吸光光度的其他分析技術(shù)吸光光度的其他分析技術(shù) 13-6 分光光度法在化學(xué)研究中的應(yīng)用分光光度法在化學(xué)研究中的應(yīng)用 第第1313章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法（Ultraviolet and Vis

5、ible Spectrophotometry） 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 光的吸收定律及定量分析光的吸收定律及定量分析方面方面光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 1. 1. 選擇吸收選擇吸收宏觀現(xiàn)象宏觀現(xiàn)象 KMnO4 ( (紫紅色紫紅色) ) 吸收白光中的吸收白光中的 黃綠色黃綠色 CuSO4 ( (藍(lán)色藍(lán)色) ) 吸收白光中的吸收白光中的 黃色黃色 互補(bǔ)色互補(bǔ)色 結(jié)論結(jié)論同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光表現(xiàn)出不同的吸同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光表現(xiàn)出不同的吸收能力，稱(chēng)之謂選擇吸收現(xiàn)象

6、。收能力，稱(chēng)之謂選擇吸收現(xiàn)象。不同的物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收性質(zhì)是不同的。不同的物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收性質(zhì)是不同的。溶液的顏色并不是某一個(gè)波長(zhǎng)，而是一個(gè)波溶液的顏色并不是某一個(gè)波長(zhǎng)，而是一個(gè)波長(zhǎng)帶。長(zhǎng)帶。量子解釋?zhuān)孔咏忉專(zhuān)?）入射光的能量入射光的能量 能級(jí)間的能量差能級(jí)間的能量差 h h = hc/hc/ = E E2 2- -E E1 1 = E E 普朗克條件普朗克條件 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 1. 1. 選擇吸收選擇吸收 E E ？一個(gè)分子的總能量一個(gè)分子的總能量 E E = =E E內(nèi)能內(nèi)能+ + E E平動(dòng)能平動(dòng)能+

7、 + E E電電+ + E E振振+ + E E轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 固有固有 連續(xù)變化連續(xù)變化 量子化量子化 E E = = E E電電+ + E E振振+ + E E轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)量子解釋?zhuān)孔咏忉專(zhuān)?） E E = = E E電電+ + E E振振+ + E E轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)110eV 0.051eV 10-40.05eV 10 101005eV 0.1eV 0.005eV n V 250nm 5nm 0.25nm J=1 V=1 n=1 J J=1 V=1 J=1 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 1. 1. 選擇吸收選擇吸收量子解釋?zhuān)孔咏忉專(zhuān)?）(1)

8、 物質(zhì)對(duì)光呈現(xiàn)選擇吸收的原因物質(zhì)對(duì)光呈現(xiàn)選擇吸收的原因： 單一吸光物單一吸光物質(zhì)的分子或離子只有有限數(shù)量的量子化能級(jí)質(zhì)的分子或離子只有有限數(shù)量的量子化能級(jí)的緣故。的緣故。(2) 選擇吸收的性質(zhì)選擇吸收的性質(zhì)：反映了分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差反映了分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，各物質(zhì)分子能級(jí)千差萬(wàn)別，內(nèi)部各能級(jí)異，各物質(zhì)分子能級(jí)千差萬(wàn)別，內(nèi)部各能級(jí)間的間隔也不相同。間的間隔也不相同。形成吸收帶：形成吸收帶：電子躍遷時(shí)不可避免要同時(shí)發(fā)電子躍遷時(shí)不可避免要同時(shí)發(fā)生振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。生振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 1.

9、 1. 選擇吸收選擇吸收透光度：透光度： T= I / I0 I0 I 吸光度：吸光度： A=lgT-1=lg(I0/I) 透射光譜：透射光譜： T 圖圖 吸收吸收光譜：光譜：A 圖圖 max Amax 吸收峰值波長(zhǎng)吸收峰值波長(zhǎng) 吸收峰值吸光度吸收峰值吸光度 吸收帶寬吸收帶寬 max （半峰寬）（半峰寬） 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) 物質(zhì)的能量特征物質(zhì)的能量特征 強(qiáng)度特征強(qiáng)度特征第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 2. 2. 吸收吸收光譜光譜 KMnO4吸收吸收光譜：光譜： A - A - 圖圖 525n m 第第13章章 紫外可見(jiàn)

10、分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 2. 2. 吸收吸收光譜光譜 CaryCary分光光度計(jì)分光光度計(jì)第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得 HPHP分光光度計(jì)分光光度計(jì)第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)有五部分組成紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)基本結(jié)構(gòu)有五部分組成主要類(lèi)型有：主要類(lèi)型有：手動(dòng)型手動(dòng)型1 1、單波長(zhǎng)、單光束分光光度計(jì)

11、、單波長(zhǎng)、單光束分光光度計(jì) I I0 0 I I I I0 0 A A光源光源 單色光器單色光器 吸收池吸收池 檢測(cè)器檢測(cè)器 顯示記錄顯示記錄鎢燈鎢燈 濾光片濾光片 光電池光電池 電表電表鹵鎢燈鹵鎢燈 單色器單色器- - 光柵光柵 光電管光電管 記錄儀記錄儀氫燈或氘燈氫燈或氘燈 棱鏡棱鏡 光電倍增管光電倍增管 計(jì)算器系統(tǒng)計(jì)算器系統(tǒng) 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得 單色器后單束平行光，參比液和樣品液輪流進(jìn)入光路。單色器后單束平行光，參比液和樣品液輪流進(jìn)入光路。 常用于簡(jiǎn)易型的儀器。常用于

12、簡(jiǎn)易型的儀器。 適合定波長(zhǎng)的吸光度測(cè)量，進(jìn)行定量分析。適合定波長(zhǎng)的吸光度測(cè)量，進(jìn)行定量分析。掃描型掃描型2 2、單波長(zhǎng)、單波長(zhǎng)、雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì) I I0 0 I I I I0 0 A A 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得單波長(zhǎng)、單波長(zhǎng)、雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì) 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得3 3、雙雙波長(zhǎng)、波長(zhǎng)、 雙光束分雙光束分 光光度計(jì)光光度計(jì) A

13、 A 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得陣列型陣列型4 4、全全波長(zhǎng)波長(zhǎng)光度計(jì)光度計(jì) 多多色儀色儀 檢測(cè)器檢測(cè)器 二極管陣列二極管陣列 CCD(Charge coupled device)CCD(Charge coupled device)第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸

14、收吸收光譜的獲得光譜的獲得第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 3. 3. 吸收吸收光譜的獲得光譜的獲得不同的物質(zhì)對(duì)光有不同的選擇吸收不同的物質(zhì)對(duì)光有不同的選擇吸收有何規(guī)律有何規(guī)律 max ， max 描述描述概念概念生色團(tuán)生色團(tuán) 助色團(tuán)助色團(tuán) 紅移紅移 ( (向紅向紅) ) max 藍(lán)移藍(lán)移 ( (向藍(lán)向藍(lán)) ) 濃色效應(yīng)濃色效應(yīng)( (增色效應(yīng)增色效應(yīng)) ) 淺色效應(yīng)淺色效應(yīng)( (減色效應(yīng)減色效應(yīng)) )強(qiáng)帶強(qiáng)帶 ( ( maxmax10104 4) )較強(qiáng)帶較強(qiáng)帶 (10 (104 4 maxmax 10 103 3) ) max

15、 弱帶弱帶 ( ( maxmax 10 104例如：例如： h Fe3+CNS Fe2+CNS 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 4.4. 光譜類(lèi)型光譜類(lèi)型 類(lèi)型類(lèi)型 無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶 maxmax=10=10-1-1-10-102 2 弱帶弱帶 maxmax 可見(jiàn)光區(qū)（可見(jiàn)光區(qū)（少量落在紫外及近紅外光區(qū)）少量落在紫外及近紅外光區(qū)） d-d 躍遷躍遷（吸收峰較寬）（吸收峰較寬） f-f 躍遷躍遷（吸收峰較窄）（吸收峰較窄） 過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬 鑭系和錒系元素鑭系和錒系元素 3d，4d電子電子 4 f，5

16、 f電子電子 配合物的結(jié)構(gòu)研究配合物的結(jié)構(gòu)研究 ?1 ?2 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 4.4. 光譜類(lèi)型光譜類(lèi)型 類(lèi)型類(lèi)型 無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶為什么在配位場(chǎng)作用下才可能發(fā)生為什么在配位場(chǎng)作用下才可能發(fā)生d -d ，f-f 躍遷呢？躍遷呢？ 過(guò)渡元素、鑭系和錒系元素在真空下，原子、離子的過(guò)渡元素、鑭系和錒系元素在真空下，原子、離子的d軌道軌道和和f軌道是簡(jiǎn)并的。軌道是簡(jiǎn)并的。 在配位體場(chǎng)影響下，簡(jiǎn)并能級(jí)發(fā)生分裂成不同能量組軌道。在配位體場(chǎng)影響下，簡(jiǎn)并能級(jí)發(fā)生分裂成不同能量組軌道。第第13章章 紫外

17、可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 4.4. 光譜類(lèi)型光譜類(lèi)型 類(lèi)型類(lèi)型 無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶無(wú)機(jī)物中配位體場(chǎng)吸收帶為什么為什么d-dd-d躍遷的吸收峰較寬，躍遷的吸收峰較寬，f-ff-f躍遷的吸收峰躍遷的吸收峰較窄呢？較窄呢？ 外層外層d電子躍遷時(shí)容易受外界環(huán)境（溶劑、配位體）的影響電子躍遷時(shí)容易受外界環(huán)境（溶劑、配位體）的影響 f電子在內(nèi)層，受外層軌道電子的屏蔽，不易受溶劑、配位體影電子在內(nèi)層，受外層軌道電子的屏蔽，不易受溶劑、配位體影響響 Ce58 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f 2 5s2

18、 5p6 6s2 Pr59 4f 3 Nd60 4f 4 Ho67 4f 11第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-1 選擇吸收及吸收光譜選擇吸收及吸收光譜 4.4. 光譜類(lèi)型光譜類(lèi)型 小結(jié)小結(jié) 波數(shù)波數(shù)cm-1lg 100000 50000 33000 25100000 50000 33000 25000 20000 16667 14286 12500000 20000 16667 14286 12500 6 6 遠(yuǎn)遠(yuǎn)UV UV Vis UV UV Vis 5 5 * 共軛共軛 電荷轉(zhuǎn)移電荷轉(zhuǎn)移 4 * n 雜環(huán)雜環(huán) * 3 n * 2 n * 共軛共軛 1 1 配位體場(chǎng)

19、吸收帶配位體場(chǎng)吸收帶 10 100 200 300 400 500 600 700 800nm1. 吸收定律及吸收定律及影響因素影響因素 BeerBeer定律定律 ( (Lambert-BeerLambert-Beer定律定律) ) A = a b c吸光度吸光度 改為改為 mol/L 時(shí)時(shí)A=lgT-1 吸光系數(shù)吸光系數(shù) 吸收光程吸收光程 濃度濃度 A = b c=lg(I0/I) (吸收池厚度吸收池厚度)無(wú)量綱無(wú)量綱 cm-1 (g/L)-1 cm g/L 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) cm-1 (mol /L)-1 A.Beer, Ann.der Physik.Chemie, (3), 26

20、, 78(1852). 133第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素 BeerBeer定律定律 入射入射 吸光質(zhì)點(diǎn)行為相互無(wú)關(guān)吸光質(zhì)點(diǎn)行為相互無(wú)關(guān)Lambert定律定律 Beer定律定律 -dIx=kxIxdx -dIc=kcIcdc -dIx/Ix=kx dx -dIc/Ic=kcIcdc積分，積分，I0Ix 0b I0 Ix 0 c ln(I0/I) = kx b ln(I0/

21、I) = kc c A = lg(I0/I) = k1 b A = lg(I0/I) = k2c 合并合并 A = lg(I0/I) = a b c Lambert-Beer定律定律 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)Beer定律定律第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1.吸收定律及影響因素 BeerBeer定律定律 用量子觀點(diǎn)推導(dǎo)用量子觀點(diǎn)推導(dǎo)Beer定律定律 吸光質(zhì)點(diǎn)總數(shù)吸光質(zhì)點(diǎn)總數(shù) n I0 IX I 吸光體的總截面積吸光體的總截面積 s dx b 分子的俘獲截面分子的俘獲截面 從統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)看從統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)看 dIx dn 光的俘獲

22、分?jǐn)?shù)光的俘獲分?jǐn)?shù) = 俘獲光子的幾率俘獲光子的幾率 Ix s第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1.吸收定律及影響因素 BeerBeer定律定律( 用量子觀點(diǎn)推導(dǎo)用量子觀點(diǎn)推導(dǎo)Beer定律定律 )光束通過(guò)光束通過(guò)b厚度厚度 ，積分。，積分。 由由吸光度的定義：吸光度的定義： I0 n A = lg = I 2.303s ns = V / b A = 0.4343 NA b NA V dm3 Avogadro常數(shù)常數(shù) cm 吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度c（mol dm 3） A = 0.4343 6.023 1023

23、 10 3 b c = 2.614 1020 b c A = b c 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1.吸收定律及影響因素 BeerBeer定律定律 幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明 推導(dǎo)推導(dǎo)BeerBeer定律的四點(diǎn)假定定律的四點(diǎn)假定 加和性加和性 A = b （ 1 c1 + 2 c2 + 3 c3+ + n cn） （1 1）n 種互不作用的吸光物質(zhì)種互不作用的吸光物質(zhì) （2 2）同一波長(zhǎng)）同一波長(zhǎng) = 2.614 1020 = (1/3) 統(tǒng)計(jì)常數(shù)統(tǒng)計(jì)常數(shù) 分子大小截面分子大小截面 躍遷幾率躍遷幾率 10-15cm2

24、 (0.05 0.5) 可以估算得可以估算得 105 , 實(shí)際情況實(shí)際情況 在在 104103。 科學(xué)啟示科學(xué)啟示第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 物質(zhì)物質(zhì) 信號(hào)信號(hào) A = b c 令令b=1cm A = c 能量能量 樣品溶液因素樣品溶液因素 基本限制基本限制 0.01 mol / L 濃度濃度分子或離子間距縮小分子或離子間距縮小電荷分布改變電荷分布改變吸收能力吸收能力 高濃度高濃度 n 改變改變 改變改變 溶劑影響溶

25、劑影響 “非真非真”吸收吸收 試劑，溶劑中的雜質(zhì)試劑，溶劑中的雜質(zhì) 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 樣品溶液因素樣品溶液因素 溶液組分間的相互作用不可避免-即平衡影響-化學(xué)誤差 ： 例一例一 CrCr2 2O O7 72-2-離子在水溶液中存在著二聚平衡離子在水溶液中存在著二聚平衡 Cr2O72-+H2O 2HCrO42- 2H+ + 2CrO42- 橙橙 黃黃 吸收綠藍(lán)吸收綠藍(lán) 光（光（450nm） 吸收藍(lán)吸收藍(lán) 光（光（375nm） A 比爾定律比爾定律 發(fā)生了正偏差發(fā)生了正偏差 0.033 0.050 0.100 c第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可

26、見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 樣品溶液因素樣品溶液因素 溶液組分間的相互作用不可避免-即平衡影響-化學(xué)誤差 例例: : FeFe3+ 3+ - - 水楊酸受水楊酸受 pH pH 影響影響pHpH 4 4 9 9 12 12 Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3) )+ + Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3) )2 2- - Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3) )3 33-3- Fe(OH) Fe(OH)3 3 紫

27、色紫色 紅色紅色 黃色黃色第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 儀器的單色光儀器的單色光 單色器提供的單色光單色器提供的單色光 0 0 是具有是具有一定的通帶寬度，一定的通帶寬度，( (即帶寬）即帶寬） 定量分析時(shí)取定量分析時(shí)取 為吸收峰寬

28、為吸收峰寬 的的1/81/10時(shí)，誤差可不計(jì)時(shí)，誤差可不計(jì)a.a.對(duì)對(duì)測(cè)測(cè)量的量的具體具體影響影響 0 0一定一定 A A A實(shí)實(shí) - -A真真 = = A A為二次方為二次方影響影響 A實(shí)實(shí)A真真 ， A0不切實(shí)際不切實(shí)際 0 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 儀器的單色光儀器的單色光 A1a.a.對(duì)對(duì)測(cè)量的測(cè)量的具體具體影響影響 A2 一定一定不同不同 0， A不同不同 0101：峰峰 A1小小 A影響影響小小 02：陡坡：陡坡 A2大大 A影響影響大大 0， 一定一定 A 正比于正比于c 02 01 A 隨

29、隨( A)2變化，使變化，使A -c 曲線(xiàn)（向曲線(xiàn)（向c 彎曲）彎曲）第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影響因素第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 儀器的單色光儀器的單色光b b. .狹縫對(duì)提供單色光性能的關(guān)系狹縫對(duì)提供單色光性能的關(guān)系 I 1 0 2 1 0 2 1 0 2

30、 入射狹縫入射狹縫S S1 1出射狹縫出射狹縫S S2 2 S S1 1 =S=S2 2 S S1 1 S S2 2 單色光不純單色光不純 0 0 , ,I Imaxmax 光不純光不純 , ,I I 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 光光程問(wèn)題程問(wèn)題 光束傾斜光束傾斜 試樣容器的窗面試樣容器的窗面平行平行 n n n R A/A % 0.02mm 20 0.020 R 50 0.11 100 0.38 內(nèi)反射損失內(nèi)反射損失第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光

31、的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 雜散光雜散光定義定義表示法：雜散光分?jǐn)?shù)表示法：雜散光分?jǐn)?shù) S = Is / I0雜散光存在時(shí)的測(cè)量值雜散光存在時(shí)的測(cè)量值 1 I + Is 1+S 1+S A M =lg = lg =lg - = lg TM I0 + Is (I/I0)+S T +S幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明： 一臺(tái)高質(zhì)量

32、的紫外可見(jiàn)光光度計(jì)，雜散光應(yīng)很小一臺(tái)高質(zhì)量的紫外可見(jiàn)光光度計(jì)，雜散光應(yīng)很小 在儀器光譜感應(yīng)區(qū)的極端，雜散光引起的誤差較大在儀器光譜感應(yīng)區(qū)的極端，雜散光引起的誤差較大 高吸光度時(shí)，雜散光引起的相對(duì)誤差大高吸光度時(shí)，雜散光引起的相對(duì)誤差大第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 光度誤差光度誤差 /c A = -lgT = a b c c/c = (0.4343 T)/(T lgT

33、) T 與與 T 的關(guān)系的關(guān)系 T = k1 a.暗電流，放大器噪聲，暗電流，放大器噪聲，0%T值的不精確性值的不精確性 b.熱噪聲熱噪聲 c.有限讀出分辨率有限讀出分辨率 T= k2(TT2)1/2 d.信號(hào)的散粒噪聲信號(hào)的散粒噪聲 T = k3 T e.e.光源的閃變?cè)肼暪庠吹拈W變?cè)肼?f.f.吸收池定位的不精確性吸收池定位的不精確性 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素

34、） 光度誤差光度誤差 /c 低中檔儀器低中檔儀器 c(有限讀出分辨率有限讀出分辨率)為主要因素為主要因素 T = k1 = 0.005 c/c = 1.5 - 3 % 0.003 c/c = 1 2 % 在在 10-80% T 即即 0.1-1.0 A）時(shí)時(shí)，誤差小誤差小第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 1. 吸收定律及影提供響因素 影響因素影響因素吸收定律的適應(yīng)性及可靠性吸收定律的適應(yīng)性及可靠性 能量測(cè)量因素（儀器因素）能量測(cè)量因素（儀器因素） 光度誤差光度誤差 /c 高級(jí)分高級(jí)分光光度計(jì)光光度計(jì) d. f.為

35、主要因素為主要因素 一般一般 k2 = = 0.003 0.003 誤差小誤差小 0.2 - 2.5 A k3 = = 0.003 0.003 A c/c 0 綜合綜合 k2， k3 一般一般在在 0.8 - 1.5 0.8 - 1.5 A c/c 小小 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面 定量測(cè)定的溶液體系定量測(cè)定的溶液體系 在測(cè)量條件下，僅有在測(cè)量條件下，僅有單一物質(zhì)單一物質(zhì)有吸收有吸收被被測(cè)測(cè)物質(zhì)本身有較大吸收，即物質(zhì)本身有較大吸收，即 maxmax 大大 物質(zhì)溶液體系物質(zhì)溶液體系直接直接

36、測(cè)量測(cè)量 A A被被測(cè)測(cè)物質(zhì)本身吸收小，無(wú)物質(zhì)本身吸收小，無(wú) 物質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為有色物測(cè)量為有色物測(cè)量 A A 顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 顯色劑顯色劑-無(wú)機(jī)顯色劑無(wú)機(jī)顯色劑 有機(jī)顯色劑（具有不飽和鍵基團(tuán)）有機(jī)顯色劑（具有不飽和鍵基團(tuán)） N=N C=O C=S NO2 N=O 影響顯色反應(yīng)因素影響顯色反應(yīng)因素 絡(luò)合物穩(wěn)定性絡(luò)合物穩(wěn)定性, , 顯色劑用量顯色劑用量, , pH , , 溫度溫度, , 時(shí)間時(shí)間, , 溶劑溶劑第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面 定量測(cè)定的溶液體系定量測(cè)定的溶液體系 在測(cè)量條件

37、下，僅有單一物質(zhì)有吸收在測(cè)量條件下，僅有單一物質(zhì)有吸收 在測(cè)量條件下，體系內(nèi)有在測(cè)量條件下，體系內(nèi)有多種物質(zhì)多種物質(zhì)有吸收有吸收 物質(zhì)分離各組分 第四篇第四篇 物質(zhì)的化學(xué)掩蔽 滴定分析中有討論滴定分析中有討論 信息分離處理 見(jiàn)下面見(jiàn)下面13-313-3內(nèi)容內(nèi)容 定量測(cè)定的定量測(cè)定的光度光度測(cè)量測(cè)量波長(zhǎng)波長(zhǎng) max 單色器寬度單色器寬度 單單 (1/81/10）吸吸 A 值值 落在落在 c/c 較較小區(qū)域小區(qū)域參比液參比液 消除除消除除測(cè)測(cè)定組分外引起吸收變化的影響定組分外引起吸收變化的影響溶劑溶劑 溶解能力溶解能力, ,吸收峰吸收峰, ,穩(wěn)定性穩(wěn)定性, ,對(duì)被對(duì)被測(cè)測(cè)吸收峰的影響吸收峰的影響

38、A=1=1時(shí)，短波長(zhǎng)端臨界波長(zhǎng)值（時(shí)，短波長(zhǎng)端臨界波長(zhǎng)值（nm） 200 210 230 245 265 280 305 330200 210 230 245 265 280 305 330 水水 甲醇甲醇 甘油甘油 氯仿氯仿 四氯化碳四氯化碳 苯苯 吡啶吡啶 丙酮丙酮 正己烷正己烷 乙醇乙醇 二氯甲烷二氯甲烷 正庚烷正庚烷 異丙醇異丙醇 環(huán)己烷環(huán)己烷第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方

39、面 2. 定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 xi xi 編碼編碼 解碼解碼 間接法間接法 直接法直接法 用標(biāo)準(zhǔn)物校正用標(biāo)準(zhǔn)物校正 用確定的用確定的 y=f(x) 計(jì)算計(jì)算 定函數(shù)定函數(shù) y=f(x) A = a 1%1cm, max c定量基本關(guān)系式定量基本關(guān)系式 A = bc = K c 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)吸光系數(shù)吸光系數(shù) 待定待定 絕對(duì)法絕對(duì)法 與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān) （吸光系數(shù)法）（吸光系數(shù)法） 定量校正方法定量校正方法 單組份單組份測(cè)定測(cè)定 A = K c 外標(biāo)法外標(biāo)法 單個(gè)標(biāo)樣單個(gè)標(biāo)樣cs -直接比較法直接比較法-求求待定系數(shù)待定系數(shù)K-解析法解析法 （標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法）（標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法）

40、cx=(Ax cs)/As 系列標(biāo)樣系列標(biāo)樣-標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法曲線(xiàn)法-求求K 的平均的平均-圖解法圖解法 （工作（工作曲線(xiàn)法）曲線(xiàn)法） 作作As cs 圖，圖，求求K 由由圖查圖查Ax 的的c cx x 值值 解析法解析法 擬合擬合線(xiàn)性方程，線(xiàn)性方程，定定K 由由方程方程解解Ax 的的cx 值值 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 單組份單組份測(cè)定測(cè)定 外標(biāo)法外標(biāo)法 注意點(diǎn)注意點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)樣標(biāo)準(zhǔn)樣cs 的確定的確定 單個(gè)標(biāo)樣時(shí)單個(gè)標(biāo)樣時(shí)cs 應(yīng)與應(yīng)與cx 值接近值接近 系列

41、標(biāo)樣時(shí)系列標(biāo)樣時(shí)cx 值應(yīng)處于系列溶液濃度中間值應(yīng)處于系列溶液濃度中間 用于簡(jiǎn)單試樣體系用于簡(jiǎn)單試樣體系 系列標(biāo)樣比單個(gè)標(biāo)樣更準(zhǔn)確系列標(biāo)樣比單個(gè)標(biāo)樣更準(zhǔn)確第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 單組份單組份測(cè)定測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（試樣試樣）加（減）入法）加（減）入法 增（減）量法增（減）量法 單個(gè)標(biāo)樣加入單個(gè)標(biāo)樣加入-標(biāo)準(zhǔn)加入標(biāo)準(zhǔn)加入法法 解析法解析法 （試樣）（減） cx= (Vs cs/ V）Ax / （As+ x -Ax） 系列標(biāo)樣加入系列標(biāo)樣加入-系列標(biāo)準(zhǔn)加入系列標(biāo)準(zhǔn)

42、加入法法-圖解法圖解法 （連續(xù)標(biāo)樣加入） （連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)加入法）作作A Vs 圖，求圖，求A=0 時(shí)時(shí)Vs 值值 由由 cx= -Vs cs/ V 計(jì)算計(jì)算 解析法解析法 擬合擬合線(xiàn)性方程，線(xiàn)性方程，由由方程方程解解A Ax x時(shí)的時(shí)的V Vs s 值值 由由 cx= Vs cs/ V 計(jì)算計(jì)算 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2 . 定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 單組份單組份測(cè)定測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)( (試樣試樣) )加加( (減減) )入法入法 增增( (減減) )量法量法 注意點(diǎn)注意點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)樣標(biāo)準(zhǔn)樣cs

43、 的確定的確定 加入標(biāo)準(zhǔn)樣加入標(biāo)準(zhǔn)樣cs cx 100，VsV/100 保持各保持各測(cè)測(cè)試溶液濃度在同一數(shù)量級(jí)，基體相似試溶液濃度在同一數(shù)量級(jí)，基體相似 用于復(fù)雜試樣體系，或試樣量少場(chǎng)合。用于復(fù)雜試樣體系，或試樣量少場(chǎng)合。 系列標(biāo)樣加入比單個(gè)標(biāo)樣加入更準(zhǔn)確。系列標(biāo)樣加入比單個(gè)標(biāo)樣加入更準(zhǔn)確。第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2.定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 多組份體系多組份體系測(cè)定（信號(hào)重疊時(shí)）測(cè)定（信號(hào)重疊時(shí)） 加和性原則加和性原則 m 個(gè)波長(zhǎng)處，建個(gè)波長(zhǎng)處，建 m 個(gè)方程個(gè)方程 1 A1=A1a+A

44、1b+ =K1a ca+K1b cb+ a 2 A2=A2a+A2b+ =K2a ca+K2b cb+ b m Am =Ama+Amb+ =Kma ca+Kmb cb+ 1 2 m m n m n Aj = Aji = (Kji ci) j=1,2, m 波長(zhǎng)點(diǎn)數(shù)波長(zhǎng)點(diǎn)數(shù) j=1 j=1 i=1 j=1 i=1 i=1,2, n 組份組份數(shù)（數(shù)（mn）第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2.定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 多組份體系多組份體系測(cè)定測(cè)定( (信號(hào)重疊時(shí)）信號(hào)重疊時(shí)） 外標(biāo)法外標(biāo)法 單組單組 (

45、 (n個(gè)組份個(gè)組份) )混合標(biāo)樣混合標(biāo)樣 csi , , 測(cè)定測(cè)定Asj , 求求Kji （j=1,2, m ，i=1,2, n ） 測(cè)定測(cè)定Axj , 求求cxi 系列組系列組 ( (n個(gè)組份個(gè)組份) )混合標(biāo)樣混合標(biāo)樣 csi 組數(shù)組數(shù) 測(cè)定測(cè)定Asj 組數(shù)組數(shù), 求平均求平均Kji （j=1,2, m ，i=1,2, n ） 測(cè)定測(cè)定Axj , 求求cxi 求解方程組：求解方程組： m = n 方法方法 m n 方法方法 標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法? ?第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-2 光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面 2. 定量分析方面1.1.

46、 定量分析中的兩個(gè)重要摡念定量分析中的兩個(gè)重要摡念 靈敏度靈敏度 一般定義一般定義 S=dY/dX 吸吸光度法中光度法中 S=dA/dc 或或 S= A/ c 當(dāng)當(dāng) b=1 時(shí)，時(shí)， S = 桑德?tīng)枺ㄉ５聽(tīng)枺⊿andellSandell）靈敏度靈敏度S 定義定義 一定波長(zhǎng)，一定帶寬，光程一定波長(zhǎng)，一定帶寬，光程1cm時(shí)，時(shí)， 測(cè)得吸光度為測(cè)得吸光度為0.001， 每毫升溶液所含吸光物質(zhì)的微克數(shù)，單位每毫升溶液所含吸光物質(zhì)的微克數(shù)，單位 g cm-2。 = F/S第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用 注意點(diǎn)注意點(diǎn)1 同一同一

47、值，不同元素，因其值，不同元素，因其 F 值不同，值不同，S 不同。不同。2 經(jīng)顯色反應(yīng)，組份變?yōu)槲馕镔|(zhì)，使用經(jīng)顯色反應(yīng)，組份變?yōu)槲馕镔|(zhì)，使用S 時(shí)并不要求時(shí)并不要求知道吸光物質(zhì)組成。知道吸光物質(zhì)組成。3 一般元素一般元素 S 值為值為 0.001 0.01 g cm-2。4 最小檢測(cè)濃度最小檢測(cè)濃度 cmin= S / b = F / b ( g cm-3) 例：例：Fe2+-鄰二氮菲鄰二氮菲 F：55.85 : 1.1104 b:1 cm cmin= 0.0050 g cm-3 =110-7 mol/L5 使用靈敏度使用靈敏度摡摡念時(shí)，要區(qū)分光度念時(shí)，要區(qū)分光度(顯色顯色)反應(yīng)靈敏度和

48、反應(yīng)靈敏度和分析方法靈敏度，光度反應(yīng)靈敏度是分析方法靈敏分析方法靈敏度，光度反應(yīng)靈敏度是分析方法靈敏度的核心。度的核心。第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用1.1. 定量分析中的兩個(gè)重要摡念定量分析中的兩個(gè)重要摡念 靈敏度靈敏度 提高靈敏度的基本途徑提高靈敏度的基本途徑 試樣試樣 改善分子的光度特性改善分子的光度特性 更靈敏的顯色試劑更靈敏的顯色試劑 多元配合物或表面活性劑多元配合物或表面活性劑 利用化學(xué)反應(yīng)利用化學(xué)反應(yīng) 放大反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為放大反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為 大的物質(zhì)大的物質(zhì) 利用動(dòng)態(tài)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法利用動(dòng)態(tài)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)方法 儀

49、器儀器 改進(jìn)測(cè)量技術(shù)改進(jìn)測(cè)量技術(shù) 下降最小下降最小A 值值，下降散射光下降散射光 提高單色性，利用吸收窄峰提高單色性，利用吸收窄峰 加長(zhǎng)吸光光程加長(zhǎng)吸光光程第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用1.1. 定量分析中的兩個(gè)重要摡念定量分析中的兩個(gè)重要摡念 靈敏度靈敏度 選擇性（干擾問(wèn)題）選擇性（干擾問(wèn)題） 選擇性試劑選擇性試劑 特效試劑特效試劑 分離是消除干擾分離是消除干擾 提高分光光度法選擇性的途徑提高分光光度法選擇性的途徑 試樣試樣(1)(1)尋求高選擇性的試劑，引入分析功能團(tuán)尋求高選擇性的試劑，引入分析功能團(tuán) (2) (2

50、)用化學(xué)方法改進(jìn)溶液體系，掩蔽法用化學(xué)方法改進(jìn)溶液體系，掩蔽法 儀器儀器(3)(3)采用新的測(cè)量技術(shù)，包括信息處理技術(shù)采用新的測(cè)量技術(shù)，包括信息處理技術(shù)第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用1.1. 定量分析中的兩個(gè)重要摡念定量分析中的兩個(gè)重要摡念 用于高濃度方向，用于高濃度方向，提高光度法提高光度法測(cè)量精密度（準(zhǔn)確度）測(cè)量精密度（準(zhǔn)確度） 光度滴定光度滴定法法光度滴定法的定量關(guān)系是建立在化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系上光度滴定法的定量關(guān)系是建立在化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系上 滴定過(guò)程中吸光度變化來(lái)指示滴定終點(diǎn)滴定過(guò)程中吸光度變化來(lái)指示滴定終點(diǎn)自學(xué)要

51、點(diǎn)：自學(xué)要點(diǎn)： （1）與一般的滴定分析法（目視定終點(diǎn)）比較）與一般的滴定分析法（目視定終點(diǎn)）比較 （2）與常規(guī)光度法比較）與常規(guī)光度法比較 （3）直接光度滴定法的滴定曲線(xiàn)形狀）直接光度滴定法的滴定曲線(xiàn)形狀 （4）間接光度滴定的滴定終點(diǎn)條件）間接光度滴定的滴定終點(diǎn)條件第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用2.2.光度滴定光度滴定法法及及示差分光光度法示差分光光度法 示差分光光度法示差分光光度法 提高測(cè)量精密度，測(cè)高含量提高測(cè)量精密度，測(cè)高含量 通過(guò)降低讀數(shù)誤差通過(guò)降低讀數(shù)誤差 辦法是擴(kuò)展標(biāo)尺，充分利用儀器的靈敏度辦法是擴(kuò)展標(biāo)尺，

52、充分利用儀器的靈敏度 測(cè)量上的差異測(cè)量上的差異 方法方法 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Td=0% 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Ts=100% 表觀吸光度表觀吸光度 Af G G 普通法普通法 關(guān)光閘關(guān)光閘 溶劑溶劑 Af=A= b cx A A 高高吸光度法吸光度法 關(guān)光閘關(guān)光閘 標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)準(zhǔn)液cs(cx) Af= b(cx cs) B B 低低吸光度法吸光度法 標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)準(zhǔn)液cd (cx) 溶劑溶劑 Afcx 非線(xiàn)性非線(xiàn)性 c 最精密法最精密法 標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)準(zhǔn)液cd (cx) 標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)準(zhǔn)液cs(cx) Afc 非線(xiàn)性非線(xiàn)性第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用2.2.光度

53、滴定光度滴定法法及及示差分光光度法示差分光光度法 示差分光光度法示差分光光度法 標(biāo)尺擴(kuò)展示意標(biāo)尺擴(kuò)展示意 A A C C B B 4%4%10% 40%10% 40%48%48% 60% 90% 60% 90%96%96%0%0%c cx xc cs s c cd d c cx x c cs s c cd d c cx x100%100% 光閘光閘 溶劑溶劑 T TG G普通法普通法 0% 0% 10 20 3010 20 30 48%48% 70 80 9070 80 90 100% 100% 40% 40% 60%60%第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析

54、的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用2.2.光度滴定光度滴定法法及及示差分光光度法示差分光光度法 示差分光光度法示差分光光度法 表達(dá)式表達(dá)式 A A 高吸光度法高吸光度法 (Td=0)lgTf=Af= b(cx-cs) C C 最精密法最精密法 -lg(TfTs-TfTd+Td)= bcx B B 低吸光度法低吸光度法( (Ts=1) -lg(Tf-TfTd+Td)= bcx 表現(xiàn)透光度表現(xiàn)透光度普通法時(shí)標(biāo)準(zhǔn)液普通法時(shí)標(biāo)準(zhǔn)液 cs 的透光度的透光度 普通法時(shí)標(biāo)準(zhǔn)液普通法時(shí)標(biāo)準(zhǔn)液 cd 的透光度的透光度第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的

55、拓展及其應(yīng)用2.2.光度滴定光度滴定法法及及示差分光光度法示差分光光度法 示差分光光度法示差分光光度法示差法光度誤差示差法光度誤差 以使用較多的高吸光度法為例，導(dǎo)出其以使用較多的高吸光度法為例，導(dǎo)出其光度誤差公式光度誤差公式 cx 0.4343 Tf _ =_ cx Tf lg（Tf Ts ) （同一儀器中同一儀器中 Tf = T）思考思考：第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用2.2.光度滴定光度滴定法法及及示差分光光度法示差分光光度法 問(wèn)題問(wèn)題1:1: 繪制繪制（ cx/cx ）Tf 曲線(xiàn)（曲線(xiàn)（G.A.B.CG.A.B.

56、C 四種方法）四種方法） 已知：已知： T=0.005 , , A: Ts = 10 % B: Td = 90 % C: Ts = 55 % , Ts = 45 %問(wèn)題問(wèn)題2:2:如何證明如何證明 ( cx/cx )G ( cx/cx )示差示差 用數(shù)學(xué)方法，分離混合信號(hào)（信息分離）用數(shù)學(xué)方法，分離混合信號(hào)（信息分離） 多組份體系的光度分析的一般方多組份體系的光度分析的一般方法法 信號(hào)重疊 加和性原則 聯(lián)立方程求解 經(jīng)典方法經(jīng)典方法 m=n 現(xiàn)代方法現(xiàn)代方法 mn參考：參考： (1) (1) 胡鑫堯、孫揚(yáng)名、王心樞，計(jì)算機(jī)在分析化學(xué)中的應(yīng)胡鑫堯、孫揚(yáng)名、王心樞，計(jì)算機(jī)在分析化學(xué)中的應(yīng)用，北京，

57、清華大學(xué)出版社，用，北京，清華大學(xué)出版社，19821982 (2) (2) 李克安、童沈陽(yáng)，分析化學(xué)中的數(shù)值方法李克安、童沈陽(yáng)，分析化學(xué)中的數(shù)值方法計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)在分析化學(xué)中的應(yīng)用，北京，北京大學(xué)出版社，在分析化學(xué)中的應(yīng)用，北京，北京大學(xué)出版社，1990 1990 第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用3. 3. 雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng)分光光度法分光光度法及導(dǎo)數(shù)及導(dǎo)數(shù)光度法光度法 雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng)分光光度法分光光度法（19521952年提出，年提出，70-8070-80年代大發(fā)展）年代大發(fā)展） 等吸收點(diǎn)雙波長(zhǎng)方法等吸收點(diǎn)雙波長(zhǎng)方法 A A 1

58、 1組份組份1 1 A A1 1 A A1 1=A=A1 1 1 1- -A A1 1 2 2 = =（ 1 1 1 1- - 1 1 2 2）bcbc1 1 A A2 2= =0 0 2 2組份組份2 2 令令 A A2 2=A=A2 2 1 1- -A A2 2 2 2 = =（ 2 2 1 1- - 2 2 2 2）bcbc2 2 = 0= 0 組份組份1 1 , ,2 2混合混合 1 1 2 2 A A = A = A 1 1 - - A A 2 2 = = ( (A A1 1 1 1 + + A A2 2 1 1) )- -( (A A1 1 2 2 + + A A2 2 2 2)

59、) = (A = (A1 1 1 1 - - A A1 1 2 2)+()+(A A2 2 1 1 - - A A2 2 2 2) ) 組份組份 2 2 作為干擾被消除作為干擾被消除 = = A A1 1 + + A A2 2 = = 0 0 = kc= kc 定量分析基本關(guān)系式定量分析基本關(guān)系式第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用3. 3. 雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng)分光光度法分光光度法及導(dǎo)數(shù)及導(dǎo)數(shù)光度法光度法 雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng)分光光度法分光光度法 等吸收點(diǎn)雙波長(zhǎng)方法等吸收點(diǎn)雙波長(zhǎng)方法 本本方法關(guān)鍵：如何選擇波長(zhǎng)對(duì)方法關(guān)鍵：如何選擇波長(zhǎng)對(duì)

60、1 1， 2 2 。原則是：原則是：干擾組份干擾組份 A2=0 組份組份 A1 足夠大足夠大 避開(kāi)避開(kāi) dA/d 大處大處 1 ， 2 盡可能接近盡可能接近第第13章章 紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 13-3 光度分析的拓展及其應(yīng)用光度分析的拓展及其應(yīng)用3. 3. 雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng)分光光度法分光光度法及導(dǎo)數(shù)及導(dǎo)數(shù)光度法光度法 提問(wèn)提問(wèn)1 1：如果要測(cè)組份如果要測(cè)組份2 2含量，應(yīng)如何含量，應(yīng)如何選擇波長(zhǎng)對(duì)選擇波長(zhǎng)對(duì) 1 1， 2 2？提問(wèn)提問(wèn)2 2：如果在干擾組份如果在干擾組份2 2的吸收光譜上找不到的吸收光譜上找不到等吸收點(diǎn)，怎么對(duì)等吸收點(diǎn)，怎么對(duì)組份組份1 1定量定量？第第13章章 紫