吸光光度法解析PPT教學(xué)課件

1、 吸光光度法2020/10/161教學(xué)要求光的基本性質(zhì)及在分析化學(xué)中的應(yīng)用;可見光吸收光譜的產(chǎn)生及特征。吸光光度法的基本原理。比色和分光光度法儀器的原理、構(gòu)造。顯色反應(yīng)及影響因素。光度法測(cè)量誤差及測(cè)量條件的選擇。吸光光度法在定量分析中的應(yīng)用。2020/10/162參考書目武漢大學(xué) 分析化學(xué) 第三版 高等教育出版社彭崇慧等 定量分析化學(xué)簡(jiǎn)明教程 第2版 北京大學(xué)出版社高華壽等 化學(xué)平衡與滴定分析 高等教育出版社張錫瑜等 化學(xué)分析原理 科學(xué)出版社林邦A(yù)著分析化學(xué)中的絡(luò)合作用 戴明譯 高等教育出版社林樹昌 胡乃非 分析化學(xué)（化學(xué)分析部分）高等教育出版社等等2020/10/163 基于被測(cè)物質(zhì)的分子對(duì)

2、光具有選擇吸收的特性而建立的分析方法。 包括比色法、可見及紫外分光光度法、紅外光譜法等。 一. 定義二. 特點(diǎn)(1) 靈敏度高：檢測(cè)下限10-510-6 mol/L,微量組分(2) 準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差25%(3) 應(yīng)用廣泛：測(cè)多數(shù)無(wú)機(jī)物和許多有機(jī)物(4) 操作簡(jiǎn)便，快速，儀器設(shè)備易普及第一節(jié) 吸光光度法概述2020/10/164第二節(jié) 吸光光度分析基本原理一、物質(zhì)的顏色和對(duì)光的選擇性吸收 1光的基本性質(zhì)光是一種電磁波，具有波粒二象性。波動(dòng)性： = c ； s = 1/ = /c粒子性： 光的能量不是均勻連續(xù)分布的,而是集中在光子上. E = h = h c / （h = 6.626 10 -3

3、4 J S )2020/10/165射線x射線紫外光紅外光微波無(wú)線電波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可 見 光波長(zhǎng)/nm400430430480480500500560560590590620620760顏色紫色藍(lán)色青色綠色黃色橙色紅色2020/10/1662. 吸收光譜產(chǎn)生的原理* 吸收光譜是物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收作用而產(chǎn)生的。 * 分為：原子吸收光譜和分子吸收光譜。1234Sunlight AtmosphereSun(1)原子吸收光譜 由原子外層電子選擇性地吸收某些波長(zhǎng)的電磁波而引起線狀光譜。2020/1

4、0/167分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)振動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) (2) 分子吸收光譜 帶狀光譜 電子能級(jí)躍遷: 產(chǎn)生紫外及可見吸收光譜。分子振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷: 產(chǎn)生紅外吸收光譜。2020/10/168吸收光譜原子內(nèi)電子躍遷S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜線狀光譜A2020/10/169(3)物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收 E = E2 - E1= h 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 J2020/10/1610* 單色光：具同一波長(zhǎng)的光。* 復(fù)合光：由不

5、同波長(zhǎng)的光組成的光。* 紫外光：波長(zhǎng)200400 nm。* 可見光：人眼能感覺到的光，波長(zhǎng)400750 nm。由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各種色光按一定比例混合而成。* 波段：各種色光的波長(zhǎng)范圍。* 互補(bǔ)色光：兩種顏色的光按一定比例混合，得到白光，這兩種顏色的光稱為互補(bǔ)色光。3.基本概念2020/10/16114、物質(zhì)的顏色 物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收作用而產(chǎn)生的。物質(zhì)吸收黃光，透過(guò)藍(lán)光，顯藍(lán)色。物質(zhì)吸收藍(lán)光，透過(guò)黃光。顯藍(lán)色。 互補(bǔ)光: 藍(lán)光和黃光2020/10/16125.光吸收曲線（1）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)ma

6、x。Amax2020/10/1613(a)(b)(c)(d) 220 240 260 280 nm A0000聯(lián)苯（己烷溶劑）；苯（己烷溶劑）；苯蒸汽；(d) Na蒸汽。（2）不同物質(zhì)，吸收曲線不同。作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。2020/10/1614(3)不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似,max不變。(4)不同濃度的同一種物質(zhì)，在任一波長(zhǎng)下吸光度 A 有差異，但在max處吸光度A 的差異最大，即在max處A隨濃度變化的幅度最大。測(cè)定最靈敏。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。2020/10/1615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)

7、對(duì)光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。ABAAc增大2020/10/16161)透光度(透光率,透射比)T描述入射光透過(guò)溶液的程度 T = I t / I0 （T：01）描述入射光被溶液吸收的程度 A lg（I0/It)2)吸光度 A1.基本概念吸光度A與透光度T 的關(guān)系: A = -lgT二、光的吸收定律I0IaIt溶液2020/10/1617 2.朗伯-比耳定律 1760年朗伯(Lambert J H):Ab 1852年比耳(Beer A):Ac 朗伯-比耳定律:一束平行單色光通過(guò)有色溶液，溶液的吸光度與溶液的濃度和厚度成正比. A lg（I0/It) = Kb c K：與吸光物質(zhì)性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)

8、及溫度等因素有關(guān)朗伯-比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。2020/10/1618 Alg（I0/It)= b c A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度； b：液層厚度(光程長(zhǎng)度)，通常以cm為單位； c：溶液的物質(zhì)的量濃度，單位molL； ：摩爾吸收系數(shù)，單位Lmolcm； 朗伯-比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式 ：濃度為1 mol/L、液層厚度為1cm的溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。2020/10/16193、摩爾吸收系數(shù)（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溫度條件下的特征常數(shù)；（2）不隨濃度c 和光程長(zhǎng)度b 的改變而改變；（3）可作為定性鑒定的參數(shù)；（4）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值是不同的。在最大吸收波

9、長(zhǎng)max處的摩爾吸收系數(shù)，常以max表示。max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。 （5）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。 105：超高靈敏； = (610）104 ：高靈敏； 0.8時(shí)，稀釋后測(cè)量； A0.8時(shí)，選擇光程小的吸收池； A0.2時(shí)，選擇光程大的吸收池。2020/10/1645透射比很小或很大時(shí)，濃度測(cè)量誤差都較大。待測(cè)溶液的透射比T在15%65%之間，或使吸光度A在0.20.8之間，才能保證測(cè)量的相對(duì)誤差較小。當(dāng)A=0.434(或透射比T=36.8%)時(shí)，測(cè)量的相對(duì)誤差最小。 2020/10/1

10、646四、 參比溶液的選擇消除由吸收池壁及溶劑對(duì)入射光的反射和吸收帶來(lái)的誤差，扣除干擾的影響。參比溶液選擇：a 試液及顯色劑均無(wú)色，蒸餾水作參比溶液。b 顯色劑為無(wú)色，被測(cè)試液中存在其他有色離子，用不加顯色劑的被測(cè)試液作參比溶液。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。2020/10/1647d 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(lái)，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。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消除干擾。2020/

11、10/1648五、 測(cè)量方法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量依據(jù): A=ebc具體方法: 在選擇的實(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A;作標(biāo)準(zhǔn)曲線A-c;測(cè)量待測(cè)溶液的Ax;在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查到與之相對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的含量cx。cAAxcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A52020/10/1649第六節(jié) 其他吸光光度法及吸光光度法的應(yīng)用1 .示差吸光光度法2 .雙波長(zhǎng)吸光光度法3 .弱酸和弱堿解離常數(shù)的測(cè)定4 .絡(luò)合物組成的測(cè)定2020/10/16501. 示差吸光光度法待測(cè)組分濃度過(guò)高或過(guò)低，吸光度超出了準(zhǔn)確測(cè)定的讀數(shù)范圍。分類：高濃度示差吸光光度法、低濃度示差吸光光度法、精密示差吸光光度法20

12、20/10/1651（1）原理 參比溶液：比待測(cè)溶液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度差與濃度差成正比把空白溶液作為參比的稀溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線作為A和c的標(biāo)準(zhǔn)曲線;根據(jù)測(cè)得的A求出相應(yīng)的c值;從cx=co+c可求出待測(cè)試液的濃度。AccxAx2020/10/1652 普通法： c0:T=10%；cx:T=5% 示差法： 參比:c0 ， c0 :T=100% 標(biāo)尺擴(kuò)展10倍 cx:T=50% （2）示差吸光光度法的誤差2020/10/16532. 雙波長(zhǎng)吸光光度法（1）原理使兩束不同波長(zhǎng)的單色光(1和2)交替地照射同一吸收池，測(cè)量并記錄兩者吸光度的差值(A1-A2) 。從分析波長(zhǎng)的信號(hào)中扣除來(lái)自參比波長(zhǎng)的信號(hào)

13、，消除各種干擾，得待測(cè)組分的含量。2020/10/1654定量依據(jù): A與c成正比只用一個(gè)吸收池,不需空白溶液作參比；需要兩個(gè)單色器獲得兩束單色光(1和2)；以參比波長(zhǎng)2處的吸光度A2作為參比，來(lái)消除干擾。在分析渾濁或背景吸收較大的復(fù)雜試樣時(shí)顯示出很大的優(yōu)越性。靈敏度、選擇性、測(cè)量精密度等方面都比單波長(zhǎng)法有所提高。2020/10/1655（2）雙波長(zhǎng)吸光光度法的應(yīng)用* 單組分的測(cè)定 ： 以絡(luò)合物吸收峰作測(cè)量波長(zhǎng)， 參比波長(zhǎng)：等吸收點(diǎn)的波長(zhǎng); 有色絡(luò)合物吸收曲線下端的某一波長(zhǎng)；顯色劑的吸收峰的波長(zhǎng)。* 兩組分共存時(shí)的分別測(cè)定：兩組分的吸收曲線互相重疊2020/10/1656以兩組分x和y的雙波長(zhǎng)法測(cè)定為例：設(shè)：x為待測(cè)組分，y為干擾組分X在1和2的吸光度差為: Axy在1和2的吸光度差為: Ay則該體系的總吸光度差A(yù)x+y = A x + A y 2020/10/1657測(cè)量波長(zhǎng)1 、參比波長(zhǎng)2的基本要求：選定的波長(zhǎng)1和2處,干擾組分具有相同吸光度， Ay