分光光度課件

第7章吸光光度法7.1概述7.2吸光光度法基本原理7.3分析方法和儀器7.4顯色反應及影響因素7.5光度分析法的設計7.6吸光光度法的誤差7.7吸光光度法的應用吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱分光光度法，屬于分子吸收光譜分析方法

基于外層電子躍遷7.1概述吸收光譜發(fā)射光譜散射光譜分子光譜原子光譜7.2吸光光度法基本原理一、

吸收光譜產(chǎn)生的原因光譜名稱波長范圍X射線0.1~10nm遠紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可見光400~750nm近紅外光0.75~2.5um中紅外光2.5~5.0um遠紅外光5.0~1000um微波0.1~100cm無線電波1～1000m當光子的能量與分子的E匹配時，就會吸收光子

E=hu=hc/l光:一種電磁波,波粒二象性單色光：具有相同能量(相同波長)的光.混合光：具有不同能量(不同波長)的光復合在一起。例如：CuSO4溶液5吸收黃光透過藍光白光→人眼CuSO4實驗證明：CuSO4溶液濃度越高，對黃色光的吸收越多，表現(xiàn)為透過的藍色越強，溶液的藍色也越深。吸收光譜曲線：物質(zhì)在不同波長下吸收光的強度大小

A～l關(guān)系最大吸收波長lmax：光吸收最大處的波長三、一些基本名詞和概念lmax對比度(Δl):絡合物最大吸收波長(lMRmax)與試劑最大吸收波(lRmax)之差ΔlCr2O72-、MnO4-的吸收光譜300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350原子光譜為線光譜分子光譜為帶光譜電子躍遷能級分子振動能級分子轉(zhuǎn)動能級四、朗伯-比爾定律I0=Ir+It+IaI0=It+IaI0IrItIaT=It/I0,

T:透射比或透光度

A=lg(I0/It)＝lg(1/T),

A:吸光度朗伯定律:(1760)A=lg(I0/It)=k1b

當入射光的

,吸光物質(zhì)的c一定時,溶液的吸光度A與液層厚度b成正比.比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c

當入射光的,液層厚度b一定時,溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)的c成正比.吸光度A、透射比T與濃度c

的關(guān)系13AT(%)cA=kbc1.00.80.60.40.2100

80

60

40

20靈敏度表示方法摩爾吸光系數(shù)eA=e

bcA=Kbcc:mol/Lε

表示物質(zhì)的濃度為1mol/L,液層厚度為1cm時溶液的吸光度。單位：

(L?mol-1?cm-1)

c:g/LA=abca:吸光系數(shù)溶液濃度的測定A＝bc工作曲線法(校準曲線)朗伯-比爾定律的分析應用01.02.03.04.0c(mg/mL)A。。。。*0.800.600.400.200.00Axcx五、吸光度的加和性與吸光度的測量17

A=A1+A2+…+An

用參比溶液調(diào)T=100%（A=0），再測樣品溶液的吸光度，即消除了吸收池對光的吸收、反射，溶劑、試劑對光的吸收等。方便、靈敏，但準確度差，常用于限界分析。187.3分析方法和儀器一、目視比色法觀察方向空白c1c2c3c4二、光電比色法光電比色計結(jié)構(gòu)示意圖通過濾光片得一窄范圍的光(幾十nm)三、

分光光度法和分光光度計21通過棱鏡或光柵得到一束近似的單色光，波長可調(diào),故選擇性好,準確度高。光源單色器樣品池檢測器讀出系統(tǒng)1.分光光度計的基本原件常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈185~400紫外鎢燈320~2500可見，近紅外鹵鎢燈250~2000紫外，可見，近紅外氙燈180~1000紫外、可見（熒光）能斯特燈1000~3500紅外空心陰極燈特有原子光譜激光光源特有各種譜學手段氙燈氫燈鎢燈檢測器

作用：接收透射光，并將光信號轉(zhuǎn)化為電信號常用檢測器：光電管光電倍增管光二極管陣列光電管分為紅敏和紫敏，陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用625－1000nm波長；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200－625nm波長1)單光束分光光度計2.分光光度計的基本類型0.575光源單色器吸收池檢測器顯示7.4顯色反應及影響因素要求：a.選擇性好b.靈敏度高(ε>104)c.產(chǎn)物的化學組成穩(wěn)定d.化學性質(zhì)穩(wěn)定e.反應和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(l>60nm)沒有顏色的化合物，需要通過適當?shù)姆磻可捎猩衔镌贉y定－－顯色反應一、

顯色反應二、

顯色反應的影響因素（顯色反應條件）a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變Δl

影響待測離子的存在狀態(tài)，防止沉淀影響絡合物組成形式pHλmax(nm)形式pHλmax(nm)H4L+1.2462-465Sn4+1.0530H3L4.8-5.2462,490Ga3+5.0550H2L-8.4-9.0512HL2-11.4-12.0532-538pH對苯芴酮及其絡合物的顏色影響b顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)c顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間顯色反應快且穩(wěn)定；顯色反應快但不穩(wěn)定；顯色反應慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應慢但不穩(wěn)定d顯色反應溫度加熱可加快反應速度，但易導致許多顯色劑或產(chǎn)物分解e溶劑f干擾離子

有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率消除共存離子干擾的方法：提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態(tài)選擇合適參比

褪色空白(鉻天菁S測Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾)

選擇適當波長（一）、無機顯色劑鉬酸銨法(測P、Si、W)，過氧化氫法(測V5＋、Ti4＋)（二）有機顯色劑（主要使用）1、O，O給電子螯合劑：鉻天菁S（CAS）、苯基熒光酮（PF）2、O，N給電子螯合劑：偶氮胂III等三、分光光度法常用的顯色劑3、N，N給電子基團：鄰二氮雜菲（測Fe）等4、帶含硫基團的螯合劑：雙硫腙（測Cu、Pb、Zn、Cd、Hg等）7.5光度分析法的設計a

選擇合適的入射光波長，無干擾時選擇最大吸

收峰波長max。b

確定線性區(qū)間。c

控制吸光度讀數(shù)范圍在0.2~0.8之間。d

選擇適當?shù)膮⒈热芤哼M行測量。7.6吸光光度法的誤差非單色光引起的偏移物理化學因素：非均勻介質(zhì)及化學反應吸光度測量的誤差

對朗伯-比爾定律的偏移一、非單色光引起的偏移復合光由l1和l2組成，對于濃度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一樣，濃度大，復合光引起的誤差大，故在高濃度時線性關(guān)系向下彎曲。非均勻介質(zhì)

膠體，懸浮、乳濁等對光產(chǎn)生散射，使實測吸光度增加，導致線性關(guān)系上彎二、物理化學因素離解、締合、異構(gòu)等如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42-PAR的偶氮－醌腙式化學反應吸光度標尺刻度不均勻三、吸光度測量的誤差A＝0.434

，T＝36.8%

時，測量的相對誤差最小A=0.2~0.8,T=15~65%，相對誤差<4%

dc/c=dA/A=dT/TlnTEr=dc/c×100％=dA/A×100％=dT/TlnT×100％測量誤差公式推導:dA=d(－lgT)=d(－0.434lnT)=－0.434dT/T40A=－

lgT

TlgT最大時，即(TlgT)′=0時誤差最小,

算得lgT=－

0.434,

T=36.8%,A=0.434411086420204060800.70.40.20.1AT%Er(36.8)0.434濃度測量的相對誤差與T(或A)的關(guān)系實際工作中，應控制T在15～65％,

A在0.2～0.8之間

實際工作中為使測量的濃度相對誤差較小，吸光度A控制在0.2~0.8之間。措施：

通過富集、稀釋和增減比色皿長度，使測量的吸光度范圍在0.2~0.8之間。7.7吸光光度法的應用一、

單一組分測定1)金屬離子:Fe-Ssal,Ni-丁二酮肟2)蛋白質(zhì)測定—溴甲酚綠、考馬司亮藍等3)氨基酸測定—茚三酮(紫色化合物)4)水質(zhì)檢測:NH4+、NO2-、Mn2+、Fe2+、Hg2+5)藥物含量測定—比吸光系數(shù)定量；荷移光譜法測定。二、多組分的測定xl1,eyl1,exl2,eyl2由x,y標液在1,2處分別測得.在1處測組分x,在2處測組分y.b)在1處測組分x;在2處測總吸收,扣除x吸收,可求y.c)x,y組分不能直接測定

A1=exl1bcx+eyl1bcy(在1處測得A1)

A2=exl2bcx+eyl2bcy(在2處測得A2)三、高濃度溶液的示差光度法測定標準溶液：cs待測溶液：cx

cx>csAx=abcx

As=abcs

ΔA=ab(cx–cs)=abΔc操作

以cs（濃度低于未知溶液）為參比溶液，調(diào)節(jié)T=100%(A=0);

測定一系列濃度高于cs的標準溶液的吸光度A(即ΔA）；以ΔA

～Δc作工作曲線；測定未知溶液的吸光度Ax（即ΔAx

）；

cx

=cs+Δc

原理:參比溶液與未知溶液透光度的比值恒定示差法提高準確度的實質(zhì)常規(guī)法TxT051050100

落在測量誤差較大的范圍T051050100TrTsTs

落在測量誤差較小的范圍結(jié)論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度示差法四、

光度滴定48NaOH滴定對硝基酚pKa=7.15

間硝基酚pKa=8.39pKa=1.24V1V2V(NaOH)/mL對硝基酚間硝基酚酸形均無色.堿形均黃色典型的光度滴定曲線49依據(jù)滴定過程中溶液吸光度變化來確定終點的滴定分析方法。Vsp滴定劑吸收Vsp被滴物吸收Vsp滴定劑與待測物均吸收Vsp產(chǎn)物吸收五、絡合物組成的測定1.摩爾比法:固定cM,改變cR

1:13:1c(R)/c(M)A1.02.03,0

2.等摩爾連續(xù)變化法:M:R=1:10.50.33cM/ccM/cM:R=1:200.20.40.60.8100.20.40.60.8