紫外可見光度分析相關(guān)材料課件

第二部分

紫外-可見分光光度法

(UltravioletandVisibleSpectrophotometry,UV-Vis)利用被測物質(zhì)的分子對紫外-可見光選擇性吸收的特性而建立起來的方法。2.1紫外-可見吸收光譜2.2吸收光譜的測量-----Lambert-Beer定律2.3紫外-可見光度計(jì)儀器結(jié)構(gòu)2.4分析條件選擇2.5UV-Vis分光光度法的應(yīng)用2.6納氏試劑比色法測水中氨氮紫外--可見光在電磁波譜中的位置電磁輻射本質(zhì)是一樣的，區(qū)別在于頻率不一樣。

按波長不同排列起來就形成電磁波譜。

高能輻射區(qū)γ射線能量最高，來源于核能級躍遷χ射線來自內(nèi)層電子能級的躍遷光學(xué)光譜區(qū)紫外光來自原子和分子外層電子能級的躍遷可見光紅外光來自分子振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷波譜區(qū)微波來自分子轉(zhuǎn)動能級及電子自旋能級躍遷無線電波來自原子核自旋能級的躍遷(10-3~10nm)(10nm~10μm)(0.1cm~1000m)電磁波譜：γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線波10-20.1nm10nm102nm103nm0.1cm100cm1cm103m|||||||波長

短長在分子中存在著電子的運(yùn)動，以及組成分子的各原子間的振動和分子作為整體的轉(zhuǎn)動。分子的總能量可以認(rèn)為等于這三種運(yùn)動能量之和。一．分子吸收光譜的產(chǎn)生即：E分子=E電子+E振動+E轉(zhuǎn)動分子中的這三種運(yùn)動狀態(tài)都對應(yīng)有一定的能級。即在分子中存在著電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級。這三種能級都是量子化的。其中電子能級的間距最大（每個能級間的能量差叫間距或能級差），振動能級次之，轉(zhuǎn)動能級的間距最小。如果用△E電子，△E振動以及△E轉(zhuǎn)動表示各能級差，則：△E-電子＞△E-振動＞△E-轉(zhuǎn)動由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖：由圖可見，在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一個振動能級上又有許多間距更小的轉(zhuǎn)動能級。由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。同理，處于同一電子能級和同一振動能級上的分子，由于轉(zhuǎn)動能量不同而處于不同的能級上。當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而由較低的能級E躍遷到較高能級E‘上，所吸收的光的能量就等于兩能級的能量之差：△E=E’－E其光的頻率為：γ=△E/h或光的波長為：λ=hc/△E其中Ee最大：1-20eV;Ev次之：0.05-1eV;Er最小：0.05eV可見，電子能級間隔比振動能級和轉(zhuǎn)動能級間隔大1-2個數(shù)量級，在發(fā)生電子能級躍遷時，伴有振-轉(zhuǎn)能級的躍遷，形成所謂的帶狀光譜。由于分子選擇性的吸收了某些波長的光，所以這些光的能量就會降低，將這些波長的光及其所吸收的能量按一定順序排列起來，就得到了分子的吸收光譜。過程：運(yùn)動的分子外層電子--------吸收外來輻射------產(chǎn)生電子能級躍遷-----分子吸收譜。二、分子吸收光譜類型

遠(yuǎn)紅外光譜、紅外光譜及紫外-可見光譜三類。分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷，需吸收波長為遠(yuǎn)紅外光，因此，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動光譜或遠(yuǎn)紅外光譜。分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同時有分子的轉(zhuǎn)動運(yùn)動。這樣，分子振動產(chǎn)生的吸收光譜中，包括轉(zhuǎn)動光譜，故常稱為振-轉(zhuǎn)光譜。由于它吸收的能量處于紅外光區(qū)，故又稱紅外光譜。電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外-可見吸收光譜。三．有機(jī)化合物的紫外—可見吸收光譜（一）、躍遷類型主要有σ→σ*、n→σ*、n→π*、π→π*

*

n*

n***nσ→σ*

躍遷主要發(fā)生在真空紫外區(qū)。b.π→π*

躍遷吸收的波長較長，孤立的π→π*躍遷一般在200nm左右C、n→π*

躍遷一般在近紫外區(qū)（200~400nm），吸光強(qiáng)度較小，n→σ*

躍遷吸收波長仍然在150~250nm范圍，因此在紫外區(qū)不易觀察到這類躍遷。在以上幾種躍遷中，只有-*和n-*兩種躍遷的能量小，相應(yīng)波長出現(xiàn)在近紫外區(qū)甚至可見光區(qū)，且對光的吸收強(qiáng)烈，是研究的重點(diǎn)。（二）、常用術(shù)語1.生色團(tuán):有機(jī)物中含有n→π*或π→π*躍遷的基團(tuán)；2.助色團(tuán):助色團(tuán)是指帶有非鍵電子對的基團(tuán)；可使生色團(tuán)吸收峰向長波方向移動并提高吸收強(qiáng)度的一些官能團(tuán)，常見助色團(tuán)助色順序?yàn)椋?F<-CH3<-Br<-OH<-OCH3<-NH2<-NHCH3<-NH(CH3)2<-NHC6H5<-O-3，紅移與藍(lán)移（紫移）某些有機(jī)化合物經(jīng)取代反應(yīng)引入含有未共享電子對的基團(tuán)之后，吸收峰的波長將向長波方向移動，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)。在某些生色團(tuán)如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波長會向短波方向移動，這種效應(yīng)稱為藍(lán)移（紫移）效應(yīng)。如-R，-OCOR，四．溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。改變?nèi)軇┑臉O性，還會使吸收帶的最大吸收波長發(fā)生變化。下表為溶劑對一種丙酮紫外吸收光譜的影響。

正己烷CHCl3CH3OHH2O

*230238237243n

*

329315309305由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進(jìn)行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸收波長1．吸收曲線：每一種物質(zhì)對不同波長光的吸收程度是不同的。如果讓各種不同波長的光分別通過被測物質(zhì)，分別測定物質(zhì)對不同波長光的吸收程度。以波長為橫坐標(biāo)，吸收程度為縱坐標(biāo)作圖所得曲線。例：丙酮

max=279nm(=15)

nm300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜-胡羅卜素咖啡因阿斯匹林丙酮幾種有機(jī)化合物的分子吸收光譜圖。2、吸收峰和最大吸收波長max吸收曲線表明了某種物質(zhì)對不同波長光的吸收能力分布。曲線上的各個峰叫吸收峰。峰越高，表示物質(zhì)對相應(yīng)波長的光的吸收程度越大。其中最高的那個峰叫最大吸收峰，它的最高點(diǎn)所對應(yīng)的波長叫最大吸收波長，用λmax表示。

3．物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點(diǎn)：

1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長不同。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：1．可見光的顏色和互補(bǔ)色：在可見光范圍內(nèi)，不同波長的光的顏色是不同的。平常所見的白光（日光、白熾燈光等）是一種復(fù)合光，它是由各種顏色的光按一定比例混合而得的。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等不同顏色的單色光。白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色的光按一定比例復(fù)合得到。能復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互補(bǔ)色光。/nm顏色互補(bǔ)光400-450紫黃綠450-480藍(lán)黃480-490綠藍(lán)橙490-500藍(lán)綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍(lán)610-650橙綠藍(lán)650-760紅藍(lán)綠2．物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系：當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時，如果物質(zhì)對白光中某種顏色的光產(chǎn)生了選擇性的吸收，則物質(zhì)就會顯示出一定的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補(bǔ)色。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)合光物質(zhì)顏色吸收光物質(zhì)顏色吸收光顏色波長范圍（nm）顏色波長范圍(nm)黃綠紫400～450紫綠560～580黃藍(lán)450～480藍(lán)黃580～600橙綠藍(lán)480～490綠藍(lán)橙600～650紅藍(lán)綠490～500藍(lán)綠紅650～760紫紅綠500～560

1．基本概念：當(dāng)強(qiáng)度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir，余下的則通過待測物的溶液It即有：I0=Ia+It+Ir二、光吸收定律—朗伯—比耳定律（Lambert-BeerLaw）如果吸收介質(zhì)是溶液（測定中一般是溶液），式中反射光強(qiáng)度主要與器皿的性質(zhì)及溶液的性質(zhì)有關(guān)，在相同的測定條件下，這些因素是固定不變的，并且反射光強(qiáng)度一般很小。所以可忽略不記，這樣：Io=Ia+It即：一束平行單色光通過透明的吸收介質(zhì)后，入射光被分成了吸收光和透過光。待測物的溶液對此波長的光的吸收程度可以用透光率T和吸光度A來表示透光率——透光率表示透過光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的比值，用T來表示，計(jì)算式為：T=It/IoT常用百分比（T%）表示。吸光度——透光率的倒數(shù)的對數(shù)叫吸光度。用A表示：A=-lgT二、朗伯—比耳定律：（一）定律內(nèi)容：當(dāng)用一束強(qiáng)度為Io的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：A=-lgT=Kbc

（二）比例常數(shù)K的幾種表示方法：吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式中的比例常數(shù)叫“吸收系數(shù)”，它的大小可表示出吸光物質(zhì)對某波長光的吸收程度它與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長及溫度等因素有關(guān)。另外，K的值隨著b和c的單位不同而不同。1．吸光系數(shù)：當(dāng)溶液濃度c的單位為g/L,溶液液層厚度b的單位為cm時，K叫“吸光系數(shù)”，用a表示，其單位為L/g·cm，此時：A=abc由式可知：a=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1g/L、b=1cm時溶液的吸光度。2．摩爾吸光系數(shù)：當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度b的單位為cm時，K叫“摩爾吸光系數(shù)”，用ελ表示，其單位為L/mol·cm，此時：A=ελbc由此式可知：ελ=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1mol/L，b=1cm時，物質(zhì)對波長為λ的光的吸光度。對于K的這兩種表示方法，它們之間的關(guān)系為：ελ=aMM為吸光物質(zhì)的分子量。ελ和a的大小都可以反映出吸光物質(zhì)對波長為λ的單色光的吸收能力。但更常用和更好的是用ελ來表示吸光物質(zhì)對波長為λ的光的吸收能力。摩爾吸光系數(shù)越大，表示物質(zhì)對波長為λ的光的吸收能力越強(qiáng)，同時在分光光度法中測定的靈敏度也越大。

（三）吸收定律的適用條件：1．入射光必須為單色光；2．溶液為稀溶液；3．吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性，且對每一組分分別適用，即：A總=A1+A2+A3…+An=ε1bc1+ε2bc2+ε3bc3…+εnbcn4．吸收定律對紫外光、可見光、紅外光都適用例：已知某化合物的相對分子量為251，將此化合物用已醇作溶劑配成濃度為0.150mmol·L-1溶液，在480nm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)和吸光系數(shù)。解：已知溶劑濃度c=0.150mmol.L-1，b=2.00cm,T=0.398,由Lambert-Beer定律得：ε（480nm）=A/cb=-lg0.398/0.150×10-3×2.00=1.33×103(L·mol-1·cm-1)由ε=aM,得:a=ε/M=ε/251=5.30(L·g-1·cm-1)三．實(shí)際溶液對吸收定律的偏離及原因：（一）偏離：被測物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象，如下圖。AC（二）偏離吸收定律的原因：1．入射光為非單色光：嚴(yán)格地說吸收定律只適用于入射光為單色光的情況。但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光，而是一個有限波長寬度的復(fù)合光，這就可能造成對吸收定律的偏離。對非單色光引起的偏離，其原因是由于同一物質(zhì)對不同波長的光的摩爾吸光系數(shù)不同造成的。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。2．非平行光和光的散射：當(dāng)入射光是非平行光時，所有光通過介質(zhì)的光的光程不同，引起小的偏離。另外，當(dāng)溶液中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點(diǎn)時，入射光通過溶液時就會有一部分光因散射而損失掉，使透過光強(qiáng)度減小，測得的吸光度增大，從而引起偏離吸收定律。3．化學(xué)因素引起的偏離：1）離解作用：2）酸效應(yīng)：3）溶劑作用：1）離解作用：在可見光區(qū)域的分析中常常是將待測組分同某種試劑反應(yīng)生成有色配合物來進(jìn)行測定的。有色配合物在水中不可避免的要發(fā)生離解，從而使得有色配合物的濃度要小于待測組分的濃度，導(dǎo)致對吸收定律的偏離。特別是在稀溶液中時，更是如此。2）酸效應(yīng)：如果待測組分包括在一種酸堿平衡體系中，溶液的酸度將會使得待測組分的存在形式發(fā)生變化，而導(dǎo)致對吸收定律的偏離。3）溶劑作用：溶劑對吸收光譜的影響是比較大的，溶劑不同時，物質(zhì)的吸收光譜不同。紫外-可見分光光度計(jì)一．分光光度計(jì)的主要部件和工作原理：0.575光源單色器吸收池檢測器顯示（一）光源：用于提供足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定的連續(xù)光譜。分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340~2500nm。氫燈和氘燈。它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。另外，為了使光源發(fā)出的光在測量時穩(wěn)定，光源的供電一般都要用穩(wěn)壓電源，即加有一個穩(wěn)壓器。（二）分光系統(tǒng)：分光系統(tǒng)也叫單色器。單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的光波且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。（三）吸收池（比色皿）：在紫外可見分光光度法中，一般都是用液體溶液進(jìn)行測定的，用于盛放試液的器皿就是吸收池或比色皿。有玻璃和石英兩種。（四）光檢測系統(tǒng)：用于檢測光信號。利用光電效應(yīng)將光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，也叫光電器件。分光光法中，得到的是一定強(qiáng)度的光信號，這個信號需要用一定的部件檢測出來。檢測時，需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號才能測量得到。光檢測系統(tǒng)的作用就是進(jìn)行這個轉(zhuǎn)換。常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。1、光電池：用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。用得最多的是硒光電池。其結(jié)構(gòu)和作用原理為：硒光電池光電管：它是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上2個電極構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖：12341是光電管的陽極，它由一個鎳環(huán)或鎳片組成；2是光電管的陰極，它由一個金屬片上涂一層光敏物質(zhì)構(gòu)成，如涂上一層氧化銫。涂上的光敏物質(zhì)具有這樣一個特性：當(dāng)光照射到光敏物質(zhì)上時，它能夠放出電子；3為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；4為放大器，放大由光電管產(chǎn)生的電信號；光電管將光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程是這樣的：當(dāng)一定強(qiáng)度的光照射到陰極上時，光敏物質(zhì)要放出電子，放出電子的多少與照射到它的光的大小成正比，而放出的電子在電場的作用下要流向陽極，從而造成在整個回路中有電流通過。而此電流的大小與照射到光敏物質(zhì)上的光的強(qiáng)度的大小成正比。這就是光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的原理。紅敏管625-1000nm藍(lán)敏管200-625nm光電管光電倍增管：它是一個非常靈敏的光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電流。其靈敏度比前2種都要高得多。它是利用二次電子發(fā)射以放大光電流，放大倍數(shù)可達(dá)到108倍。光電倍增管1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子（五）信號指示系統(tǒng)它的作用是放大信號并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計(jì)裝配有微處理機(jī)，一方面可對分光光度計(jì)進(jìn)行操作控制，另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。二、分光光度計(jì)的類型：（一）單光束分光光度計(jì)：0.575光源單色器吸收池檢測器顯示這類分光光度計(jì)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。另外，結(jié)果受電源的波動影響較大。（二）單波長雙光束分光光度計(jì)比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器雙光束分光光度計(jì)是自動比較了透過參比溶液和樣品溶液的光的強(qiáng)度，它不受光源（電源）變化的影響。雙光束分光光度計(jì)還能進(jìn)行波長掃描，并自動記錄下各波長下的吸光度，很快就可得到試液的吸收光譜。所以能用于定性分析。光源單色器單色器檢測器切光器狹縫吸收池（三）雙光束雙波長分光光度計(jì)：雙波長分光光度法21XAY∵∴Y

的存在不干擾X的測定三、分光光度計(jì)的校正通常在實(shí)驗(yàn)室工作中，驗(yàn)收新儀器或?qū)嶒?yàn)室使用過一段時間后都要進(jìn)行波長校正和吸光度校正。建議采用下述的較為簡便和實(shí)用的方法來進(jìn)行校正：鐠銣玻璃或鈥玻璃都有若干特征的吸收峰，可用來校正分光光度計(jì)的波長標(biāo)尺，前者用于可見光區(qū)，后者則對紫外和可見光區(qū)都適用。也可用K2CrO4標(biāo)準(zhǔn)溶液來校正吸光度標(biāo)度。4.顯色反應(yīng)及其影響因素一．顯色反應(yīng)和顯色劑：（一）顯色反應(yīng)：在光度分析中將試樣中的待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)一般分為兩大類：一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)。Fe3＋＋SCN－=FeSCN－；Mn2＋－5e＋4H2O=MnO4－＋8H＋在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。（二）顯色劑：與待測組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑；1．無機(jī)顯色劑：2．有機(jī)顯色劑：1）優(yōu)點(diǎn)：a．具有鮮明的顏色，ε都很大（一般可達(dá)到104以上），所以測定的靈敏度很高；b．生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性很好，一般離解常數(shù)都很小；c．選擇性好d．有些有色配合物易溶于有機(jī)溶劑，可進(jìn)行萃取光度分析，提高了測定的靈敏度和選擇性。3．常見的有機(jī)顯色劑：1．磺基水楊酸：其結(jié)構(gòu)式如下：它可用于測定三價(jià)鐵離子。2．鄰二氮菲（鄰菲羅啉，1，10—二氮菲）：結(jié)構(gòu)式為：直接在PH=3～9時與Fe2+生成紅色螯合物。用于鐵的測定。3．雙硫腙：也叫二苯—硫腙。結(jié)構(gòu)式為：測定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。4．偶氮胂Ⅲ（鈾試劑Ⅲ）：可用于測定鈾、釷、鋯等。其結(jié)構(gòu)式為：

二．選擇顯色反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：1．選擇性要好：2．靈敏度要高：3．有色化合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4．顯色劑的顏色與有色化合物的顏色差別要大5．反應(yīng)的條件要易于控制。三．影響顯色反應(yīng)的因素：（一）顯色劑用量：顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表：M＋R=MR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R的用量時，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定產(chǎn)生不利。例如：用SCN-與Fe3+反應(yīng)生成紅色配合物測定鐵時，當(dāng)加入的顯色劑太多時，就會對測定產(chǎn)生不利。對于不同的情況，顯色劑的用量對顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實(shí)際選用時，一般是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。（二）溶液酸度：酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，因?yàn)槿芤核岫戎苯佑绊懼饘匐x子、顯色劑的存在形式和有色化合物的組成、穩(wěn)定性等。1．酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較低時，不利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行。2．酸度對顯色劑濃度的影響：很多顯色劑都是有機(jī)弱酸，在溶液中有如下平衡：HRH+＋R－而顯色反應(yīng)為M＋RMR所以酸度太高對反應(yīng)不利。3．酸度對顯色劑顏色的影響：很多顯色劑本身就是酸堿指示劑，酸度不同時，它們的顏色不同。如果控制不好酸度，就會使指示劑顏色與有色化合物的顏色相近而影響測定。比如：用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH<6.3時為檸檬黃色，而在PH＞6.3時為紅紫色。所以在PH＞6.3時，就無法進(jìn)行測定。4．酸度對配合物組成的影響：有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。如：Fe3+與水揚(yáng)酸的配合物：PH＜4 Fe(C7H4O3)+ 紫色4＜PH＜9 Fe(C7H4O3)2－ 紅色PH＞9 Fe(C7H4O3)

33－黃色由上可見，酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實(shí)驗(yàn)來確定。（三）顯色時間：顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時間才能達(dá)到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過久也會褪色。適宜的顯色時間要由實(shí)驗(yàn)來確定。（四）溫度：一般顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進(jìn)行。而且還有一些有色配合物在室溫下要分解。（五）溶劑的影響：1．影響有色化合物的溶解度；2．影響有色化合物的顏色；3．影響顯色反應(yīng)進(jìn)行的速度；（六）干擾離子的影響和消除方法：

1．與試劑生成有色配合物及大量干擾離子與試劑生成穩(wěn)定的配合物；2．干擾離子本身有色；3．與被測離子形成難離解化合物。消除干擾的方法主要有以下幾種：1．控制酸度：2．加入掩蔽劑；3．分離干擾離子；4．進(jìn)行同時測定；5．利用氧化還原反應(yīng)改變價(jià)態(tài)；

6、用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾；7、選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL；8、分離：以上方法均不奏效時，采用預(yù)先分離的方法。6.光度測量誤差及測量條件的選擇光度分析的誤差來源于兩方面：一方面是各種化學(xué)因素引入的誤差；另一方面是儀器測量不準(zhǔn)引入的誤差。一．儀器測量誤差：任何光度計(jì)都有一定的測量誤差，測量誤差的來源主要是光源的發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定，光電效應(yīng)的非線性，電位計(jì)的非線性，雜散光的影響，單色器的光不純等等因素，T%在80～10%即A=1～0.1時的濃度測量的相對誤差較小。對于精度較好的儀器，當(dāng)T%在60～20%（A=0.2～0.7）時，測量誤差約為1%。當(dāng)T=0.368或A=0.434時，濃度的測量誤差最小。二．測量條件的選擇：1．測量波長的選擇：一般選用待測物質(zhì)的λmax最大吸收波長作為測量波長（入射光

）但當(dāng)在最大吸收波長處有干擾時，則應(yīng)根據(jù)“吸收最大干擾最小”的原則來選擇波長。

2．控制適當(dāng)?shù)奈舛确秶河蓽y量誤差可知，當(dāng)吸光度在0.2～0.8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進(jìn)行測定?？刂频姆椒椋?）控制溶液的濃度；2）選用適當(dāng)厚度的比色皿；3．選擇適當(dāng)?shù)膮⒈热芤海篴.如果僅有顯色劑與被測組分反應(yīng)的產(chǎn)物有吸收，則可以用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤?；b.如果顯色劑和其他試劑有顏色，則用試劑溶液作參比液；c.如果顯色劑與試劑中干擾組分反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，則按如下方式配置參比液：(1)吸收較弱時，直接用試劑溶液作參比液；(2)吸收較強(qiáng)時，可選用合適的掩蔽劑將被測組分掩蔽后再加顯色劑和其他試劑，以此配制的溶液作參比液。6.紫外—可見分光光度法的應(yīng)用一．紫外-可見分光光度法在定性分析中的應(yīng)用（一）定性分析：（二）結(jié)構(gòu)分析：（三）分析方法：1．比較光譜法，2．制作試樣的吸收曲線并與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對照；二、定量分析（一）．微量單組分的測定：1．標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制一系列不同含量的待測組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含待測組分的空白溶液為參比，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。并繪制吸光度—濃度曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線（工作曲線），然后再在相同條件下測定試樣溶液的吸光度。由測得的吸光度在曲線上查得試樣溶液中待測組分的濃度，最后計(jì)算得到試樣中待測組分的含量。2．增量法：把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。然后測定各份試液試液的吸光度并繪制吸光度對加入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度（增量）作圖，得一標(biāo)準(zhǔn)曲線：由于每份溶液中都含有待測組分，因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線不經(jīng)過原點(diǎn)。將標(biāo)準(zhǔn)曲線外推延長至與橫坐標(biāo)交于一點(diǎn)，則此點(diǎn)到原點(diǎn)的長度所對應(yīng)的濃度值就是待測組分的濃度。3．對照法：外標(biāo)一點(diǎn)法（二）．多組分的同時測定：在含有多種組分的溶液中，如果要測定多個組分，可以根據(jù)情況的不同，采用不同的方法來進(jìn)行測定。如果溶液中各組分之間的吸收曲線互相不干擾，可以選擇適當(dāng)?shù)牟煌牟ㄩL分別測定。圖a)：X,Y組份最大吸收波長不重迭，相互不干擾，可以按兩個單一組份處理。氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。

動物性有機(jī)物的含氮量一般較植物性有機(jī)物為高。同時，人畜糞便中含氮有機(jī)物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。氨氮主要來源于人和動物的排泄物，雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失也是氮的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水中。納氏試劑比色法

一種測定飲用水、地面水和廢水中銨的方法。其原理是：以游離的氨或銨離子等形式存在的銨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)絡(luò)合物，該絡(luò)合物的色度與銨氮的含量成正比，分光光度法測定時，最低檢出濃度為0.05mg/L，上限濃度為2mg/L。本方法已定為國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法（GB7479-87）。氨氮樣品的保存黃委會流域監(jiān)測中心研究表明：

測氨氮的水樣應(yīng)在4℃左右保存，最好放在暗處或冰箱中，抑制微生物的活動，減緩物理作用和化學(xué)作用的速度。這種保存方法對以后的分析測定沒有影響2.6.氨氮的測定——納氏試劑光度法2K2[HgI4]+3KOH+NH3＝

[Hg2O·NH2]I+2H2O+7KI(一)原理氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色的絡(luò)合物，其色度與氨氮的含量成正比，通常測量用波長在410-425nm范圍。

可在420nm波長下使用光程長為10mm的比色皿比色測定，最低檢出濃度為0.05mg/L。（二）儀器

1．分光光度計(jì)

2．PH計(jì)（三）試劑：

配制試劑用水均應(yīng)為無氨水。1mol/L鹽酸溶液.1mol/L氫氧化納溶液.輕質(zhì)氧化鎂(MgO):將氧化鎂在500℃下加熱,以出去碳酸鹽.0.05%溴百里酚藍(lán)指示液:Ph6.0-7.6.防沫劑,如石蠟碎片.吸收液:(1)硼酸溶液:稱取20g硼酸溶于水,稀釋至1L(2)0.01mol/L硫酸溶液.

納氏試劑:可選擇下列方法之一制備:（1）稱取20g碘化鉀溶于約100mL水中,邊攪拌邊分次少量加入二氯化汞(HgCl2)結(jié)晶粉末(約10g),至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時,改寫滴加飽和二氯化汞溶液,并充分?jǐn)嚢?當(dāng)