A126基础化学 第十三章 分光光度法ppt课件.ppt

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1、,可见分光光度法和紫外分光光度法,第十三章,孙静 化学教研室,1.光的性质及物质对光的选择性吸收(了解)2. 分光光度法的基本原理, Lambert-Beer 定律及有关计算(掌握)3. 分光光度计的基本构造, 熟悉标准曲线法(了解)4. 提高测量灵敏度和准确度的方法(了解)5. 紫外分光光度法的一般概念(了解),本章内容,分光光度法的基本原理及Lambert-Beer 定律可见分光光光法的测量方法。,-重点,分光光度法,（spectrophotometry),定义：根据物质的吸收光谱及光的吸收定律对物质进行定性、定量分析的一种方法,原理： 吸收光谱 物质结构的内部特征,定量分析：确定某一成份

2、或某一化合物存在多少,定性分析：确定某一成份某一化合物是否存在,分光光度法的分类,光源波长范围( nm) 类型,380780 可见分光光度法,200380 紫外分光光度法,7803105 红外分光光度法,分光光度法特点：, 灵敏度高: 10-510-6mol/L最低浓度, 准确度较高, 操作简便、快速, 应用广泛,分光光度法的应用,例：阿司匹灵（乙酰水杨酸）片剂中水杨酸的鉴别,阿司匹灵易吸收空气中的水份而水解产生水杨酸，而水杨酸容易刺激胃。国家药监局规定：水杨酸的含量 0.1,紫外分光光度法，在max=312nm 处进行测定,例2：紫外分光光度法广泛用于生物试样中蛋白质（max=280 nm

3、），核酸的纯度分析（max=260 nm）,例3：食品(果酱、果汁、肉制品)中苯甲酸盐、山梨酸盐含量的测定,山梨酸盐等常用作食品添加剂以抑制酵母和霉菌的生长,食品工业上对其用量一般有严格限定(如：果酱 0.1 ),苯甲酸盐的石油醚溶液(max=225 nm )处有最大吸收峰；山梨酸盐的石油醚溶（max=250nm ）处有最大吸收峰。,第一节 物质的吸收光谱,1、光的基本性质光是一种电磁波，具有波 粒二象性。 光的波长（）、频率（）与速度（c）的关系如下：,E=h=h c/ c 波长短，能量大，穿透力强；波长长，能量小，穿透力弱。,一、物质对光的选择性吸收,2. 物质对光的选择性吸收,物质对光的

4、吸收具有选择性,例：石英 可见光 几乎不吸收,光学：物质对光的吸收是物质的普遍性质,红外光 强烈吸收,物质对光的吸收是物质(分子、原子、离子等)与辐射能相互作用的一种形式，只有当入射光的能量同吸光物质的基态和激发态能量差相等时才会被吸收,物质对光的吸收： E = 光子能量(h),M (基态) + h M (激发态),2. 物质对光的选择性吸收, 物质呈现的颜色与光有着密切的关系，不同波长的可见光可使眼睛感觉到不同的颜色。,可见光,各种颜色光有波长范围,紫外,紫,蓝,青,绿,黄,橙,红,红外,400,450,480,500,560,600,650,760,800nm,3.物质颜色与吸收光的关系,

5、单色光：具有单一波长的光,复合光：由不同波长光组成的光,白光（日光、白炽灯光等）：由不同颜色的 光按一定强度比例混合而成,互补色光：两种颜色的光按适当的强度比例混合可成白光，则这两种光互称为,三个概念,物质对光的吸收有选择性,溶液对各种色光,不吸收,全吸收, 溶液的颜色 溶液选择吸收了某种颜色的光，则溶液呈现吸收光的互补色光的颜色,无色透明,黑色,图示： CuSO4溶液呈蓝色,复合光 黄色光被吸收 溶液呈蓝色 硫酸铜溶液,红,橙,黄,绿,青,青蓝,蓝,紫,对角上的颜色 称为互补色光,物质的颜色与 吸收光颜色为 互补色光, 物质颜色与吸收光颜色的关系,白光,物质的颜色和其吸收光颜色的关系,物质的

6、颜色,吸收光,颜色,黄绿,黄,橙,红,紫红,紫,蓝,绿蓝,蓝绿,黄绿,黄,橙,红,紫,蓝,绿蓝,蓝绿,绿,/nm,400450450480480490490500500560560580580600600650650760,吸收光谱(吸收曲线) ( absorption spectrum),图12-3 不同波长KMnO4溶液吸收光谱, 当浓度改变时,max位置不变 (525nm),物质种类 max A C,0.2,0.4,0.6,0.8,400,450,500波长,550,600,650,20mgL 40mgL 60mgL,nm,A,二、物质的吸收光谱,？,定性分析：由于不同物质结构不同，因此

7、，吸 收的紫外光波长也不同，利用这一 性质可以鉴别物质。定量测定：同一物质的稀溶液，浓度大的吸光度 的值较大，反之则较小，利用这一性 质可进行定量测定。,max是定性分析的依据 A 是定量分析的依据,第二节 分光光度法基本原理,一、透光率和吸光度,图13-3 光通过溶液的情况,I0,It,b,I0 = Ia + It + Ir,I0 = Ia + It,T ItI0,T:透光度(transmittance) 或百分透光率( T%),A:吸光度 (absorbance) A= -lgT = lgI0It,二、朗伯-比尔定律（光吸收定律） Lambert-Beer定律,I0,It,b,Lamber

8、t定律：A= k1b,A=bc,Beer定律： A= k2c Lambert-Beer定律：,T= 10-bc,A= -lgT,图13-3 光通过溶液的情况,公式适用范围, 单色光 均匀溶液(稀溶液) 气相、均相固体 可见光区，紫外、红外区,式中b的单位cm c为物质的量浓度，单位为mol L-1 称为摩尔吸光系数 单位: L mol-1cm-1,A = -lgT = -lg It /I0 =bc,若用质量浓度(g L-1)代替物质的量浓度c，则,A = ab,a为质量吸光系数 单位 L . g-1.cm-1, = aMB,A = bc, (a)：衡量吸光光度法的灵敏度, 是有色物质的特征常数

9、, (或 a )值说明：,与c、b无关,与,入射光波长,物质本性,溶剂，温度,有关;,测定时，取max，值最大,显色反应最灵敏（104105）,测定使用的值，如不特别注明，通常指在max条件下测定的,化合物组成不明，物质的相对分子质量( M )不知道，物质的量的浓度无法确定，无法使用摩尔吸光系数(),医学上常用比吸光系数,符号：,比吸光系数（specific absorptivity),E1%表示,单位：mLg-1.cm-1,与关系：,时的吸光值,浓度: 1%(gmL-1) b: 1cm,1cm,E1% = 10,1cm,MB,与 a关系：a = 0.1,E1%,1cm,三、吸收度的加和性,内

10、容：多组分体系中(a,b,c, )，在某一波长()，如果各种对光有吸收的物质之间没有相互作用，则体系在该波长的总吸光度等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性。,表示式： A总Aa + Ab + Ac +,分光光度法中分析测定混合物中各组分的依据,意义 ?,四、相关计算,1. A = -lgT = -lg It /I0 = bc,2. a ,= aMB,例1：已知Fe2+ ：500gL-1 b：2 cm A：0.19 (508nm）,求，E1% ?,1cm,解：,c(Fe2+) =,= 8.910-6molL-1,A=bc,50010-6,55.85,bc,=1.1104 (Lmol-1cm-

11、1),= 0.19 / (28.910-6),=,10 ,=2.0 103(mLg-1cm-1),1.1104,55.85,E1cm,1 %,= 10/M,例13-1：教材P252 已知某化合物的相对分子质量为251，将此化合物用乙醇作溶剂配成浓度为0.150mmolL-1的溶液，在480nm波长处用2.00cm吸收池测得透光率为39.8 ，求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数和质量吸光系数a ？,bc,解:已知 c0.150 10-3molL-1,b2.00cm，T0.398,代入公式:,= lg 0.398 (1.50 10-4molL-12.00cm ),a = M, = 1.33 10

12、3 L mol -1 cm -1,据公式:,= 1.33 103 251,= 5.30 L g-1 cm-1,例13-1：教材P252 已知某化合物的相对分子质量为251，将此化合物用乙醇作溶剂配成浓度为0.150mmolL-1的溶液，在480nm波长处用2.00cm吸收池测得透光率为39.8 ，求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数和质量吸光系数a ？,小结：,2. Lambert-Beer定律,A = -lgT = -lg It /I0 = bc,三个吸光系数：,a,1.物质对光的选择吸收,第三节 可见分光光度法 (spectrophotometry), 原理和特点,原理：根据Lambert

13、-Beers law,白光单色光有色溶液 A值求被测物含量,一、分光光度计( spectrophotometer),主要部件,1、光源：钨丝灯（3203200nm） 稳定，足够光强度,2、单色器：获取单色光 棱镜或光栅,3、吸收池：比色皿（石英、玻璃）,4、 检测器： 光电管,5、讯号处理及显示器：指针式微安表,图13-4 (b) 混合光在棱镜中的色散,600,600,2、单色器,准直镜,棱镜,出光狭缝入光狭缝,白光入光狭缝准直镜棱镜或光栅 色散后的光准直镜出光狭缝转动棱镜或光栅 出光狭缝处获单色光,图13-4 (a) 单色器示意图,2、单色器,4、检测器 ：光电管,两极间加电压，线路中产生电

14、流，光电流大小与照射光强度成正比,光电管工作线路示意图,入射光,放大器,记录器,+,-,阳极,阴极(光敏材料如氧化铯),高电阻,5、指示器,图13-5 吸光度与透光率标尺,-721型分光光度计采用指针式的微安表-,A的刻度不均等 ?,配制一系列标准溶液,显色,分别测定其A值（max）,绘制标准曲线,测A待测(条件同上),从标准曲线上求c待测,A,二、 测定方法,（一）标准曲线法,选择适宜的空白溶液（参比溶液）,用空白（参比）溶液调节透光度为100%,以消除吸收池壁及溶剂对入射光反射 和吸收带来的误差,（二）标准对照法,cx=,Ax,As, cs,配制标准溶液 cs,测As,同条件下测被测液 Ax,按上式求算 cx,注意： （1）溶液符合朗伯-比尔定律 （2） cs和cx尽量接近,第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法,第五节 紫外分光光度法简介,(自学),本章要求,分光光度法（分光光度计）：,原理、特点、基本概念,1. 吸收定律及其计算,2. 仪器的主要组成部件及其作用,3. 标准曲线的绘制方法及其应用,A= - lg T = Kbc,A=abA=bc,E1%,Mr,=aM,本章作业：P261 第6 ， 10题,