《吸光光度法工》PPT课件.ppt
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1、1,第九章 吸光光度法 9.1 吸光光度法的基本原理 9.2 光度计及其基本部件 9.3 显色反应及显色条件的选择 9.4 吸光度测量条件的选择 9.5 吸光光度法的应用,2,9.1 吸光光度法的基本原理 一、概述:比色法:比较溶液颜色的深浅确定组分含量的一种 方法。,吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。,3,经证明:不论溶液有无颜色,当一定波长的光通过该溶液时,总有一定程度的吸光作用。并且随单位体积内溶液中该物质的质点数目增多,对光的吸收越强。分光光度法:测量物质对一定波长光线的吸收程度确定组分含量的方法。,4,特点:,灵敏度高:测定下限可达10510
2、6molL-1,10-4%10-5%准确度能够满足微量组分的测定要求:相对误差25 操作简便快速应用广泛,5,化学分析与仪器分析方法比较,化学分析:常量组分(1%),Er 0.1%0.2%依据化学反应,使用玻璃仪器,准确度高,仪器分析:微量组分(1%),Er 1%5%依据物理或物理化学性质,需要特殊的仪器,灵敏度高,例:含Fe约0.05%的样品,称0.2g,则m(Fe)0.1mg,重量法 m(Fe2O3)0.14mg,称不准,容量法 V(K2Cr2O7)0.02mL,测不准,光度法 结果0.048%0.052%,满足要求,6,二、光的基本性质 电磁波的波粒二象性,波动性,光的传播速度:,c真空
3、中光速 2.99792458108m/s3.0 108m/s波长,单位:m,cm,mm,m,nm,1m=10-6m,1nm=10-9m,1=10-10m频率,单位:赫兹(周)Hz 次/秒 n折射率,真空中为1,7,与物质作用,电场向量,磁场向量,传播方向,Y,Z,8,微粒性,光量子,具有能量。,h普朗克(Planck)常数 6.62610-34Js频率E光量子具有的能量 单位:J(焦耳),eV(电子伏特),9,波粒二象性,结论:一定波长的光具有一定的能量,波长越 长(频率越低),光量子的能量越低。单色光:具有相同能量(相同波长)的光。混合光:具有不同能量(不同波长)的光复合 在一起。,10,光
4、学光谱区,10nm200nm,200nm 400nm,400nm 780nm,780 nm 2.5 m,2.5 m 50 m,50 m 300 m,11,三.溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱,不同颜色的可见光波长及其互补光 p238溶质分子对光的吸收:具有选择性,12,吸收曲线:P239 将不同波长的单色光透过某一固定浓度和厚度的有色溶液,测得每一波长下溶液对光的吸收程度(即吸光度A),然后将A对波长作图,即可得吸收曲线(吸收光谱,absorption spectrum)。该图显示了物质对不同波长光的吸收能力。最高吸收峰对应下的波长称之为最大吸收波长,用max表示。定性分析:据物质不同吸收曲
5、线的形状和最大吸收峰各不相同。定量分析:同一物质,最大吸收峰位置不变,其吸光度随浓度增大而增大。,13,Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱,300,350,400,500,525 545,MnO4-,600,700,/nm,350,Cr2O72-,14,苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱,15,16,四、光吸收基本定律:、Lambert-Beer定律,朗伯定律(1760年)A=lg(I0/It)=k1b,比尔定律(1852年)A=lg(I0/It)=k2c,A=lg(I0/It)=kbc,17,、T透光率(透射比)(Transmittance),A=lg(I0/I)=lg(1/T)=-lgT=ab
6、c(9-1),18,吸光度A、透射比T与浓度c的关系,19,、a 吸光系数 Absorptivity,当c的单位用gL-1表示时,用a表示,A abc(9-1)a的单位:Lg-1cm-1,当c的单位用molL-1表示时,用表示。摩尔吸光系数 Molar Absorptivity A bc(9-2)的单位:Lmol-1cm-1,当c的单位用g100mL-1 表示时,用 表示,A bc,叫做比消光系数,20,:数值上等于浓度为1molL-1吸光物质在1光程中的吸光度。P240 是物质吸光能力的量度。仅与波长、物质的性质、溶剂有关。物质不同,吸光系数不同 定性分析 同一物质,随波长、显色剂的变化而变
7、化定量分析,21,,方法的灵敏度。由实验结果计算时,因以总浓度代替吸光物质的实际浓度,得出的是表观摩尔吸收系数。=a(9-3)Lambert-Beer定律不仅适用溶液,也适用其他均匀非散射的吸光物质(气体、固体)。是各类吸光光度法定量分析的依据。,22,.吸光度的加和性,A=A1+A2+An(9-4),用参比溶液调T=100%(A=0),再测样品溶液的吸光度,即消除了吸收池对光的吸收、反射,溶剂、试剂等对光的吸收等。,23,吸光度与光程的关系 A=bc,24,吸光度与浓度的关系 A=bc,25,朗伯-比尔定律的分析应用,溶液浓度的测定,A bc,工作曲线(标准曲线),26,五、偏离朗伯比耳(尔
8、)的原因、非单色光引起的偏离朗伯比耳定律只适用单色光 p241仪器仅能提供波长范围较窄的复合光,27,物质对不同波长光的吸收能力不同,而导致偏离。P241 减免:在max处测量 较好的仪器,单色能力好 2、化学因素引起的偏离,28,2、化学因素引起的偏离 吸光物质的性质和数目决定溶液对光的吸收。还假设吸光粒子之间无相互作用。稀溶液能很好的满足要求。高浓度溶液中粒子之间距离较近,每个粒子都可能影响邻近粒子的电荷分布,而使它们的吸光能力发生改变。溶液中的吸光粒子常因离解、缔合、配 合形成新的化合物或互变异构体,而改变粒的性质、浓度,对光的吸收产生偏离。C,偏离。减免:配稀溶液,29,减免:配稀溶液
9、,避免溶液产生胶体与混浊1单色光(见p241证明)应选用max处或肩峰处测定 2.吸光质点形式不变 离解、络合、缔合会破坏线性关系 应控制条件(酸度、浓度、介质等)3.稀溶液 浓度增大,分子之间作用增强,30,亚甲蓝阳离子单体 max=660 nm二聚体 max=610 nm,二聚体的生成破坏了A与c的线性关系,亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱a.6.3610-6 molL-1b.1.2710-4 molL-1c.5.9710-4 molL-1,31,9.2 光度计及其基本部件 P242 9.2.1 分光光度计的类型,32,光电二极管阵列(通常具有316个硅二极管)photodiode array
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