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文檔簡介
1、光的吸收定律 一、透光率和吸光度 二、Lambert-Beer定律 三 偏離Lambert-Beer定律的原因一、透光率和吸光度 當(dāng)一束單色光通過均勻的溶液時(shí),光的一部分被吸收,一部分透過溶液,還有一部分被器皿表面反射。設(shè)入射光強(qiáng)度為I0,吸收光強(qiáng)度為 ,透射光強(qiáng)度為It,反射光強(qiáng)度為Ir,則: 在分光光度法中,通常將被測溶液和參比溶液分別置于兩個(gè)材料和厚度的吸收池中,因此上式可簡化為: 透射光的強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比稱為透光率,用T表示: 透光率越大,溶液對光的吸收越少;反之,透光率越小,溶液對光的吸收越多。 透光率的負(fù)對數(shù)稱為吸光度,用A表示。A越大,溶液對光的吸收越多。 二、Lam
2、bert-Beer定律(1)Lambert定律適用條件:對所有的均勻介質(zhì)(即低濃度 溶液)都適用測定條件:在濃度一定的條件下關(guān)系式為: b: 液層厚度;k1:比例系數(shù),(2)Beer定律適用條件:僅適用于單色光測定條件:在液層厚度一定的條件下關(guān)系式為: A=k2C c:物質(zhì)的量濃度;k2:它與被測物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長、溶劑、液層厚度及溫度有關(guān)。等有關(guān)的常數(shù)。(3) Lambert-Beer定律 當(dāng)一適當(dāng)波長的單色光通過溶液時(shí),若液層厚度一定,則吸光度與溶液濃度成正比,并且與吸光物質(zhì)種類、溶劑、入射光波長、液層厚度和溶液溫度有關(guān),且對所有的均勻介質(zhì)(即低濃度溶液)和單色光都適用。 b的單位為
3、cm, c為物質(zhì)的量濃度(molL-1) 為摩爾吸光系數(shù),單位為Lmol-1cm-1。 如果溶液中存在兩種或兩種以上對光有吸收的物質(zhì),在同一波長下只要共存物質(zhì)不互相影響,即不因共存物的存在而改變本身的吸光系數(shù),則吸光度是各共存物質(zhì)吸光度之和,即: 式中A為總吸光度,Aa、Ab、Ac.為溶液中共存物質(zhì)各組分a、b、c等的吸光度。例:已知某化合物的相對分子質(zhì)量為251,將此化合物用乙醇作溶劑配制成濃度為0.150mmolL1的溶液,在480nm波長處用2.00cm吸收池測得透光率為39.8,求該化合物在上述條件下的摩爾吸光系數(shù)及質(zhì)量吸光系數(shù) 。解:由Lambert-Beer定律可得 已知c=0.1
4、5010-3molL1,b=2.00cm,T=0.398代入三 偏離Lambert-Beer定律的原因 根據(jù) Lambert-Beer 定律,以 A 為縱坐標(biāo),以 cB或B 為橫坐標(biāo)作圖,應(yīng)得到一條通過原點(diǎn)的直線。 但在實(shí)際測定中,常會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線的現(xiàn)象,曲線向上或向下發(fā)生彎曲,這種現(xiàn)象稱為偏離 Lambert-Beer 定律。標(biāo)準(zhǔn)曲線的偏離 引起偏離 Lambert-Beer 定律的原因有物理因素和化學(xué)因素兩大類。(一)物理因素引起的偏離1. 非單色光引起的偏離 假設(shè)入射光僅由波長為 和 的兩種單色 光組成, 其強(qiáng)度分別為 I01 和 I02 ,當(dāng)通過濃度 為cB,厚度為d 的吸光物
5、質(zhì)溶液后,透射光的強(qiáng) 度分別為 I1 和 I2。對波長為 的單色光:對波長為 的單色光:實(shí)際測定時(shí),只能測得它們的總吸光度 A總。由于總?cè)肷涔鈴?qiáng)度為 I01I02,總透射光強(qiáng)度為 I1I2 ,故:若 ,則有: 2. 非平行入射光引起的偏離 若入射光束為非平行光,就不能保證光束全部垂直通過吸收池,可能導(dǎo)致光束通過吸收池的實(shí)際平均光程大于吸收池的厚度,使實(shí)際測得的吸光度大于理論值,從而導(dǎo)致與Beer 定律產(chǎn)生正偏離。 3. 介質(zhì)不均勻引起的偏離 若溶液中生成溶膠或發(fā)生渾濁,當(dāng)入射光通過該溶液時(shí),除一部分被吸光物質(zhì)吸收外,還有一部分被溶膠粒子和粗分散粒子散射而損失,使透光率減小,實(shí)測的吸光度偏高,從而對 Lambert-Beer 定律產(chǎn)生正偏離。1. 溶液濃度過高引起的偏離 若吸光物質(zhì)溶液的濃度較高時(shí),吸光粒子之間的相互作用較強(qiáng),改變了吸光粒子對光的吸收能力,使溶液的吸光度與溶液濃度之間的線性關(guān)系發(fā)生了偏離。2. 化學(xué)反應(yīng)引起的偏離 Lambert-Beer 定律中的濃度是指吸光物質(zhì)的平衡濃度,而在實(shí)際工作中常用吸光物質(zhì)的分析濃度來代替。當(dāng)吸光物質(zhì)的平衡濃度等于其分析濃度或與分析濃度成正比時(shí),A 與 cB的關(guān)系服從Lambert-Beer 定律。(二)化學(xué)因
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