分析化學(xué)吸光光度法課件

化學(xué)分析儀器分析準(zhǔn)確度高，靈敏度低靈敏度高，準(zhǔn)確度低常量組分(>1%),Er0.1%～0.2%微量組分(<1%),Er1%～5%根據(jù)化學(xué)反應(yīng)依據(jù)物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)As2O3:w(As)=75%,滴定分析±0.2％，74.85-75.15％儀器分析±5％，71.25-78.75％土壤中的w(As)=10-6,儀器分析±0.95

10-6-1.05

10-6適用范圍不同；儀器分析離不開化學(xué)分析的原理和技術(shù)光學(xué)分析法電化學(xué)分析色譜分析法其它（質(zhì)譜、核磁，

XPS,X-ray,等）儀器分析第七章吸光光度法匯報人：某某某匯報時間：2024.X.X吸光光度法基于被測物質(zhì)的分子對光具有選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。當(dāng)一束光照射到某物質(zhì)的溶液時，物質(zhì)對光的吸收具有選擇性，只有當(dāng)照射光的光子能量與被照射物質(zhì)的分子、原子或離子由基態(tài)到激發(fā)態(tài)之間的能量之差相等時，這個波長的光才被吸收，由此可以得到某一物質(zhì)的吸收曲線。特點(diǎn)靈敏度高：測定下限可達(dá)10-5～10-6(10-9)mol/L,10-4%～10-5%;準(zhǔn)確度:能夠滿足微量組分的測定要求：相對誤差2～5％（1～2％）；操作簡便快速；應(yīng)用廣泛。7.1吸光光度法的基本原理1.光的基本性質(zhì)

電磁波的波粒二象性結(jié)論:一定波長的光具有一定的能量，波長越長(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長)的光?；旌瞎猓壕哂胁煌芰?不同波長)的光復(fù)合在一起（復(fù)合光）。2.光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫外）10nm~200nm200nm

~380nm380nm

~780nm780nm~2.5

m2.5

m

~50

m50

m

~300

m不同物質(zhì)為什么能表現(xiàn)出其特征的顏色？

/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)綠不同顏色的可見光波長及其互補(bǔ)光物質(zhì)受不同能量的電磁波照射時，它們會吸收或發(fā)射不同波長的光；物質(zhì)對光的吸收具有選擇性；當(dāng)入射光的光量子能量正好等于分子內(nèi)兩個能級差時，分子吸收能量，本身激發(fā)到高能態(tài)；由于分子的振動、轉(zhuǎn)動能級差較小，吸收光譜連在一起，呈現(xiàn)帶狀的連續(xù)光譜。吸收光譜：測量某溶液對不同波長單色光的吸收程度，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到的曲線。560-580nm黃綠紫Cr2O72-，MnO4-的吸收光譜300400500600700

/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance3503.溶質(zhì)分子對光的吸收與吸收光譜500-560nm綠紅紫由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，對不同的光具有選擇性吸收，從而具有特征的吸收波長，借此可以鑒定各物質(zhì)。最大吸收波長4.溶液吸收光定律:

Lambert-Beer定律ItI0bdxII-dIs朗伯定律(1760)

A=lg(I0/It)＝lg(1/T)=k1b比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c透光率（透射比）（Transmittance）A=εbc表達(dá)式：A=lg(I0/It)=abc介質(zhì)厚度(cm)吸光度Lambert-Beer定律ε：摩爾吸光系數(shù)，單位－L·mol-1·cm-1反映了物質(zhì)對該波長光吸收能力的大小，ε越大，分光光度法測定的靈敏度越高。吸光度A、透射比T與濃度c的關(guān)系A(chǔ)TcA=εbc吸光度與光程的關(guān)系A(chǔ)=

bc

光源檢測器0.00吸光度檢測器b樣品光源0.22吸光度光源檢測器0.44吸光度b樣品b樣品吸光度與濃度的關(guān)系

A=

bc

吸光度0.00光源檢測器

吸光度0.22光源檢測器b

吸光度0.44光源檢測器b例7.1：某物質(zhì)水溶液，對λ＝460nm的單色光，A=0.60.若測定時液層厚度b=1cm，溶液濃度c=2.010-5mol/L，則該溶液對λ＝460nm的摩爾吸光系數(shù)為多少？解：朗伯-比爾定律的適用條件單色光（紫外，紅外光）應(yīng)選用

max處或肩峰處測定2.吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變離解、絡(luò)合、締合會破壞線性關(guān)系應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介質(zhì)等)3.均勻的非色散溶液，氣體，均勻物質(zhì)濃度不能太大。

x104

(nm)亞甲藍(lán)陽離子水溶液的吸收光譜a.6.36×10-6mol/Lb.1.27×10-4mol/Lc.5.97×10-4mol/L亞甲藍(lán)陽離子單體

max=660nm二聚體

max=610nm二聚體的生成破壞了A與c的線性關(guān)系朗伯-比爾定律的分析應(yīng)用1.吸收光譜－鑒定物質(zhì)結(jié)構(gòu)；選擇最大吸收波長以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，做吸收曲線，找出最大吸收波長。吸收光譜是吸光光度法中選擇測量波長的依據(jù)；不同濃度的同一物質(zhì)最大吸收波長不變，吸光度隨濃度的增大而增大，在最大吸收波長處測定吸光度靈敏度最高。無干擾存在時，一般選擇最大吸收波長作為測量波長。

01234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.202.溶液濃度的測定；A＝

bca.工作曲線法以最大吸收波長為入射光，測定一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，做工作曲線；相同條件下，測定未知濃度溶液的吸光度，在曲線上找出相應(yīng)的濃度。b.校準(zhǔn)曲線法條件：標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測溶液的濃度相接近。吸光度的加和性與吸光度的測量

A=A1+A2+…

+An

用參比(空白)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。7.2光度分析的方法和儀器

7.2.1光度分析的幾種方法方便、靈敏，準(zhǔn)確度差。常用于限界分析。觀察方向1.目視比色法c4c3c2c1c1c2c3c42.光電比色法通過濾光片得一窄范圍的光(幾十nm)光電比色計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖靈敏度和準(zhǔn)確度較差3.吸光光度法和分光光度計(jì)光源單色器吸收池檢測系統(tǒng)穩(wěn)壓電源分光光度法的基本部件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(zhǔn)確度高.分光光度計(jì)的主要部件光源：發(fā)出所需波長范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠 的光強(qiáng)度,穩(wěn)定。

可見光區(qū)：鎢燈，碘鎢燈(320～2500nm)

紫外區(qū)：氫燈，氘燈(180～375nm)單色器：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的 裝置。

棱鏡:玻璃350～3200nm,石英185～4000nm

光柵:波長范圍寬,色散均勻,分辨性能好,使用方便棱鏡：依據(jù)不同波長光通過棱鏡時折射率不同單色器入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400光柵：在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬度等間距條痕(600、1200、2400條/mm)。M1M2出射狹縫光屏透鏡平面透射光柵光柵衍射示意圖原理：利用光通過光柵時發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光.吸收池：(比色皿)用于盛待測及參比溶液。 可見光區(qū)：光學(xué)玻璃池 紫外區(qū)：石英池檢測器：利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換成電流訊號。 光電池，光電管，光電倍增管指示器： 低檔儀器：刻度顯示中高檔儀器：數(shù)字顯示，自動掃描記錄檢測器SeAu，Ag半導(dǎo)體h

硒光電池Ag、Au光電管Ni環(huán)（片）堿金屬光敏陰極h

光電倍增管待掃描160-700nm1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子陽極發(fā)射陰極光電倍增管7.2.2分光光度計(jì)的類型多通道儀器（MultichannelInstruments）其他類型分光光度計(jì)纖維光度計(jì)722型分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)方框圖光源吸收池檢測系統(tǒng)分光系統(tǒng)7.3.1測定過程1.利用標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制合適的濃度溶液，測定不同波長下的吸光度，找出最大吸收波長（吸收光譜）；7.3吸光度的測定A=

bc

=A/bc(L·mol-1·cm-1)

越大,靈敏度越高:

104～5×104為中等靈敏度;

>105為高靈敏度;

<104為低靈敏度.2.a）利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，作出A-c工作曲線，在相同條件下，配制被測溶液，測定其吸光度Ax,根據(jù)Ax在工作曲線上查出待測液的濃度cx;b)標(biāo)準(zhǔn)比較法：

Ax/As=cx/cscx=Axcs/As

7.3.2測定誤差及條件的選擇測定誤差方法誤差儀器測量誤差儀器測量誤差:光源不穩(wěn)，單色器分辨能力弱，比色皿透光度不一致,透光率與吸光度標(biāo)尺不準(zhǔn)等。光度計(jì)的讀數(shù)誤差一般為0.2～2％(ΔT),由于T與濃度c不是線性關(guān)系，故不同濃度時的ΔT引起的誤差不同。100806040200T%

c1

c2

c3

T

T

T-透光率讀數(shù)誤差

c

c1c1

c2c2

c3c3><對于給定的光度計(jì)來說，透光率或吸光度的讀數(shù)誤差是決定結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素。1086420204060800.70.40.20.1AT%Er(36.8)0.434濃度測量的相對誤差與T(或A)的關(guān)系實(shí)際工作中，應(yīng)控制T在15～65％,

A在0.2-0.8之間(調(diào)c,b,

)非單色光；吸光質(zhì)點(diǎn)間的相互作用；非均勻溶液（散射作用等）；化學(xué)反應(yīng)（吸光組分的締合、離解互變異構(gòu)）；濃度過高。方法誤差(偏離朗伯-比爾定律)測定條件的選擇選擇合適波長的入射光；干擾最小，靈敏度最高；選擇合適的吸光度范圍（0.2-0.8）；控制試樣用量，稀釋度，比色皿的厚度等；選擇適當(dāng)?shù)膮⒈热芤海幌杀壬蟆⑷軇?、及試劑對入射光的吸收和反射等帶來的誤差；溶劑空白；試液空白；試劑空白300400500600700

/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance3507.4顯色反應(yīng)7.4.1顯色劑與顯色反應(yīng)無機(jī)顯色劑:SCN-

[Fe(SCN)]2+H2O2

[TiO·H2O2]2+顯色劑：與被測組分反應(yīng)生成有色物質(zhì)的試劑。NNOHCOOHSO3HNHNHNSN雙硫腙鄰二氮菲磺基水楊酸有機(jī)顯色劑:顯色反應(yīng)的選擇*靈敏度高，一般ε>104L·mol-1·cm-1；*選擇性好：干擾少，或干擾易消除；*色差大，顯色劑在測定波長處無明顯吸收，

λmax>60nm.*穩(wěn)定性好：反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定，穩(wěn)定；*顯色條件易于控制，重現(xiàn)性好。顯色反應(yīng)：使無色被測物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)的反應(yīng)，一般為配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)。c(R)c(R)c(R)1.顯色劑用量（c(M)、pH一定）Mo(SCN)32+

淺紅Mo(SCN)5

橙紅Mo(SCN)6-淺紅Fe(SCN)n3-n7.4.2顯色條件的確定2.顯色反應(yīng)酸度（c(M)、c(R)一定）pH1<pH<pH2pH3.顯色溫度另外，還有介質(zhì)條件、有機(jī)溶劑、表面活性劑等。4.顯色時間5.溶劑7.4.3干擾及其消除化學(xué)方法：掩蔽法，調(diào)節(jié)合適的pH。物理方法：1.選擇適當(dāng)?shù)臏y定波長；