無機(jī)及分析化學(xué)第十一章 分光光度法課件

1、第八章分光光度法本章內(nèi)容第四節(jié) 分光光度法測(cè)量誤差和測(cè)量條件 的選擇第二節(jié) 顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇第三節(jié) 分光光度法的方法及特點(diǎn) 第五節(jié) 吸光光度光法的應(yīng)用第一節(jié) 分光光度法的基本原理 紅外吸收光譜法：吸收光波長(zhǎng)范圍2.51000 m ,主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。 紫外分光光度法：吸收光波長(zhǎng)范圍200400 nm（近紫外區(qū)） ，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。 可見分光光度法：吸收光波長(zhǎng)范圍400750 nm ，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。分光光度法的類型 吸光光度法是基于被測(cè)物質(zhì)對(duì)光具有選擇性吸收而建立起來的分析方法。它包括比色法和吸光光度法。1.靈敏度高，吸光光度法常用于測(cè)定物質(zhì)中的適用于微

2、量分析(0.0010.0001%)下限為10-5 10-6 mol/L。2.準(zhǔn)確度較高，相對(duì)誤差為2% 5%。由于光度法多是用來測(cè)定微量組分的，故由此引出的絕對(duì)誤差并不大，完全能夠滿足微量組分的測(cè)定要求。 3.快速簡(jiǎn)便,一般只經(jīng)過顯色和測(cè)量吸光度兩個(gè)步驟 4.應(yīng)用廣泛,幾乎所有的無機(jī)離子和許多有機(jī)化合物都可直接或間接地用吸光光度法測(cè)定。例如生物體內(nèi)微量組分的測(cè)定、藥物分析、環(huán)境及衛(wèi)生分析等。吸光光度法的特點(diǎn) 吸光光度法主要應(yīng)用于測(cè)定試樣中微量組分的含量，所以與化學(xué)分析法相比，其特點(diǎn)是：第一節(jié) 分光光度法的基本原理一、 有色溶液對(duì)光的選擇性吸收二、 光吸收基本原理回本章目錄實(shí)驗(yàn)證明：溶液呈現(xiàn)的顏

3、色是由于溶液中的有色物質(zhì)吸收了某一波長(zhǎng)的光所造成的?？梢娢镔|(zhì)呈現(xiàn)的顏色是物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光選擇性吸收的結(jié)果，即溶液呈現(xiàn)吸收光的互補(bǔ)色。 如KMnO4吸收綠色光，因此KMnO4溶液呈現(xiàn)紫色。白光青藍(lán)青綠黃橙紅紫藍(lán)溶液對(duì)光的選擇性吸收 將不同波長(zhǎng)的光依次透過某濃度一定的溶液，測(cè)量不同波長(zhǎng)下溶液對(duì)光的吸光度，用A作圖，該曲線稱為吸收曲線或吸收光譜 。KMnO4溶液的吸收曲線3、吸收曲線 溶液濃度越大，對(duì)光的吸收強(qiáng)度愈大；溶液濃度越小，對(duì)光的吸收強(qiáng)度愈小。（3）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度 A 有差異，在max處吸光度A 的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。 （4）在max處吸光

4、度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)?；乇竟?jié)目錄1、透光率T與吸光度A一束平行單色光照射溶液時(shí)，光的一部分被吸收，一部分透過溶液，一部分被器皿的表面反射。Io = I + Ia + Ir若入射光強(qiáng)度為Io，吸收光的強(qiáng)度為Ia，透過光強(qiáng)度為I，反射光的強(qiáng)度為Ir，它們的關(guān)系是Io = I +Ia簡(jiǎn)化為：二、光吸收基本定律透光率從上式可以看出： 溶液的透光率越大，說明對(duì)光的吸收越小，濃度低；相反，透光率越小，溶液對(duì)光的吸收越大，濃度高。 朗伯(Lambert) 1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。Ab 1852年比耳(Beer)又提出了光

5、的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A c 2、朗伯比爾定律數(shù)學(xué)表達(dá)式： A = K b c 朗伯比爾定律：一束平行單色光通過溶液時(shí)，溶液的吸光度A與溶液 的濃度c 和液層厚度b成正比。 K為常數(shù)，表示物質(zhì)對(duì)光的吸收能力，與吸光物質(zhì)的本性，入射光的波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)，與濃度c無關(guān)，數(shù)值隨c選擇的單位變化。 摩爾吸光系數(shù)反映了溶液對(duì)某一波長(zhǎng)的光的吸收能力，常用來衡量顯色反應(yīng)的靈敏度。值愈大，表示該顯色反應(yīng)的靈敏度愈高；反之，值愈小，表示顯色反應(yīng)的靈敏度愈低。 第二節(jié) 顯色反應(yīng)和顯色條件的選擇一、選擇顯色反應(yīng)的一般標(biāo)準(zhǔn) 二、顯色條件的選擇回本章目錄在分光光度分析中，利用顯色反應(yīng)把待測(cè)組分

6、X 轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔铮缓笤龠M(jìn)行測(cè)定。使試樣中的被測(cè)組分與化學(xué)試劑作用生成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。mX（待測(cè)物）nR（顯色劑）XmRn（有色化合物）一、選擇顯色反應(yīng)的一般標(biāo)準(zhǔn)顯色反應(yīng)主要有配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，其中絕大多數(shù)是配位反應(yīng)。1、靈敏度高 選擇 較大(104105)的顯色反應(yīng)。避免共存組分干擾。2、選擇性好 顯色劑只與被測(cè)組分反應(yīng)?；蚋蓴_離子容易被消除 3、有色物組成固定 如： Fe3+ + 磺基水楊酸 三磺基水楊酸鐵(黃色) （組成固定） Fe3+ + SCN - FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + （組成不固定）4、有色物穩(wěn)定性高 其它離子干擾才小。5、顯色過程易于控制

7、而且有色化合物與顯色劑之間的顏色差別應(yīng)盡可能大。回本節(jié)目錄1、顯色劑用量 ，適當(dāng)過量。 M 十 R MR (被測(cè)離子) (顯色劑) (有色化合物)二、 顯色反應(yīng)條件的選擇 吸光度與顯色劑濃度c的關(guān)系3、溫度4、時(shí)間5、溶劑6、共存干擾離子的影響及消除(a) 控制酸度； (b) 加入掩蔽劑； (c) 改變干擾離子價(jià)態(tài)； (d) 分離干擾離子。回本節(jié)目錄回本章目錄第三節(jié) 分光光度法的方法及特點(diǎn)一、 分光光度法的原理和方法二、 分光光度計(jì)的主要部件回本章目錄 先配制一系列濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在同一條件分別測(cè)得這些標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一條通過原點(diǎn)的直線

8、，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線或工作曲線，然后在相同的條件下，測(cè)定待測(cè)溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上即可查得相應(yīng)的濃度cx。 cA標(biāo)準(zhǔn)工作曲線圖Axcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A5(1)、標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線法同條件下分別測(cè)定未知液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度Ax和A標(biāo)，根據(jù)朗伯-比爾定律，應(yīng)有下式：(2) 比較法因?yàn)椋核裕夯乇竟?jié)目錄二、 分光光度計(jì)回本節(jié)目錄回本章目錄1.分光光度計(jì)的測(cè)定原理 分光光度計(jì)的基本原理是用棱鏡或光柵作為分光器，得到高純度的單色光，通過狹縫分出波長(zhǎng)范圍很窄的一束光，使其通過有色溶液后，透過光投射到光電元件上，把光訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào)，產(chǎn)生光電流，光電流的大小與透過光的強(qiáng)度成正比。光電流的大

9、小可用靈敏檢流計(jì)測(cè)定，在檢流計(jì)上可顯示出相應(yīng)的吸光度或透光率，再求得待測(cè)組分的含量。 1、光源：應(yīng)有足夠的發(fā)射強(qiáng)度而且穩(wěn)定，如鎢絲燈、氘燈等。 2、單色器：采用棱鏡或光柵獲得單色光。 3、吸收池：比色皿，厚度有0.5、1、 2、3 cm等。 4、檢測(cè)系統(tǒng)：光電池或光電管。光源單色器檢測(cè)系統(tǒng)吸收池回本節(jié)目錄回本章目錄2.分光光度計(jì)的主要部件 第四節(jié) 分光光度法的測(cè)量誤差和 測(cè)量條件的選擇一、 分光光度法的誤差來源二、 測(cè)量條件的選擇回本章目錄一、 分光光度法的誤差來源1、偏離朗伯-比爾定律引起的誤差(1)單色光純度不夠引起的誤差CA標(biāo)準(zhǔn)工作曲線圖正誤差負(fù)誤差(2)溶液中化學(xué)反應(yīng)引起的偏離回本節(jié)目

10、錄（3）介質(zhì)不均勻引起的偏離 待測(cè)溶液是膠體溶液、乳濁液或懸浮液時(shí)，吸光介質(zhì)不均勻，入射光通過溶液后，會(huì)產(chǎn)生光的散射現(xiàn)象，使溶液對(duì)光的吸收程度降低，偏離朗伯-比爾定律。2、顯色反應(yīng)條件不同引起的誤差3、儀器誤差回本節(jié)目錄 顯色反應(yīng)的條件，如溶液的酸度、顯色溫度、顯色劑的用量、顯色時(shí)間和加入試劑的順序等，對(duì)顯色反應(yīng)都有一定的影響。 儀器的測(cè)量誤差屬于偶然誤差。 二、 測(cè)量條件的選擇4、選擇不同厚度的比色皿。1、選擇合適波長(zhǎng)的入射光。選擇溶液最大吸收波長(zhǎng)（max）的入射光。 2、控制吸光度在適宜的范圍內(nèi) (A = 0.2-0.8)。3、選擇適當(dāng)?shù)膮⒈热芤骸?在光度分析中利用參比溶液（空白溶液）來調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn)以消除比色皿、溶劑和試劑對(duì)入射光的反射和吸收帶來的誤差。 回本節(jié)目錄回本章目錄參比溶液的選擇(1)純?nèi)軇┳骺瞻?試液、試劑、顯色劑均無色(2)試劑空白 試液無色、試劑或顯色劑有色(3)試液空白 試液有色、試劑和顯色劑均無色返回入射光的波長(zhǎng)的選擇返回第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用鐵的測(cè)定 鄰二氮菲是目前測(cè)定微量鐵的一種較好試劑。在pH值為2-9的條件下Fe2+離子與鄰二氮菲反應(yīng)生成穩(wěn)定的橘紅色配合物，反應(yīng)式如下： 由于Fe3+離子與鄰二氮菲