【教学课件】第九章吸光光度法.ppt

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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 显色反应与显色条件的选择9.4 吸光度测量条件的选择9.5 吸光光度法的应用,9.1.1 物质对光的选择性吸收,不同颜色的可见光波长及其互补光,不同物质吸收光谱的形状以及max不同定性分析的基础同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状相同，Amax不同定量分析的基础,光的吸收基本定律:朗伯-比尔定律,朗伯定律:(1760)A=lg(I0/It)=k2b意义:当入射光的,吸光物质的c和溶液的t一定时,溶液的吸光度A与液层厚度b成正比.,光吸收基本定律:朗伯-比尔定律,比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k4c意

2、义:当入射光的,液层厚度b和溶液的t一定时,溶液的吸光度A与吸光物质的c成正比.,光吸收基本定律:朗伯-比尔定律,意义:当一束平行单色光通过均匀、非散射的溶液时，其吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比.,A=lg(I0/It)=kbc,T透光率（透射比）（Transmittance）,A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT=kbc,吸光度A、透射比T与浓度c的关系,1968年IUPAC规定用4个量 A,T,b,当吸光物质浓度为1molL-1,液池厚1cm时，一定波长的光通过溶液时的吸光度值。是物质本性决定的，表示灵敏度。5105 高,物理意义：,最常用的形式：Abc,A、T、b、

3、k的名称,AkbcA吸光度 Absorbance光密度 Optical Density 用D或O.D表示消光度 Extinction 用E表示T 透射比 Transmission 透光度（率）Transmittanceb 样品光程（Sample Path Length),单位为cm。一般为吸收池厚度。,K 吸光系数 Absorptivity 消光系数 Extinction Coefficient 吸收指数 Absorbancy Index当c的单位用gL-1表示时，用a表示，Aabc当c的单位用molL-1表示时，用表示.A bc 摩尔吸光系数 Molar Absorptivity 或称摩尔吸

4、光指数 Molar Absorbancy Index当c的单位用g100mL-1表示时，用 表示，A bc，叫做比消光系数(Specific Extinction Coefficient).,吸光度与光程的关系 A=bc,0.00,光源,检测器,吸光度,A=bc,A=bc,A=bc,吸光度与浓度的关系 A=bc,A=bc,吸光度与波长的关系A=bc,吸光度与波长的关系 A=bc,吸光度与波长的关系 A=bc,9.1.3 偏离朗伯-比尔定律的原因,当溶质浓度很高（一般0.01mol/L)时，分子之间的距离与分子大小相比，静电作用影响摩尔吸光系数的偏离样品中粒子的散射待测样品在测定波长下发荧光或磷

5、光在高浓度的电解质溶液中，折射指数发生变化随着浓度的增加，化学平衡发生移动非单色光发射，尽量选用max处测定杂散光,光不纯引起的对Beer定律的偏离（1）,2,max,max,2,max处，基本不变2处，变化较大,A,A,/nm,c/mol/L,应尽量选择max作为测定波长（？）,吸光度的加和性,在含有多组分体系的吸光分析中，往往各组分对同一波长的光有吸收。溶液的吸光度等于各组分的吸光度之和：,A=A1+A2+An,目视比色法,通过眼睛观察比较溶液深浅来确定物质含量的方法。,观察方向,722型分光光度计结构方框图,9.2 光度分析的方法和仪器,分光光度法的基本部件,分光光度计的主要部件（1）,

6、光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够 的光强度且不随而改变。稳定。可见光区：钨灯，碘钨灯 紫外区：氢灯，氘灯单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。分光元件：滤光片，棱镜，光栅吸收池：(比色皿)用于盛待测及参比溶液。可见光区：光学玻璃 紫外区：石英,分光光度计的主要部件（2）,检测器：利用光电效应，将光强度转换成 电流讯号。光电池，光电管，光电倍增管检流计（指示器）：将信号以适当方式显示 或记录。低档仪器：刻度显示 中高档仪器：记录仪，数字显示,分光元件（1）,棱镜：依据不同波长光通过棱镜时有不同的 折射率而将不同波长的光分开。玻璃：3503200nm石英：1854000nm,

7、入射狭缝,准直透镜,棱镜,聚焦透镜,出射狭缝,白光,红,紫,单色器,1,2,滤光片（用在光电比色计上）,吸收滤光片：只允许指定的窄范围波长光通过，其他波长的光均被吸收的滤光片(用于可见光区)。,分光元件（3）,国产581型光电比色计,检测器-硒光电池（Barrier-layer photocell）,适用于300-800 nm,在500-600 nm范围最灵敏。,Se,阴极Au，Ag,半导体,h,阳极,检测器-光电管,h,（片）,检测器-光电管,红敏管 625-1000 nm蓝敏管 200-625 nm,9.3 显色反应及显色条件的选择,9.3.1 显色反应 反应条件的确定 测定中的干扰以及消

8、除方法,显色反应的选择,灵敏度高，一般104选择性好显色剂在测定波长处无明显吸收。对照性好,max60 nm.反应生成的有色化合物组成恒定，稳定。显色条件易于控制，重现性好。,9.3 显色反应及显色条件的选择,显色条件的选择1.确定显色剂用量（c(M)、pH一定）,c(R),c(R),c(R),2.确定显色反应酸度（c(M)、c(R)一定）,pH1pHpH2,pH,3.确定显色温度及显色时间(c(M)、c(R)、pH一定),另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等,显色剂,有机显色剂,丁二酮肟NN型：CH3CCCH3 HON NOH,N,N,OH,COOH,SO,3,H,OO型：磺基水杨酸,

9、ON型：,（PAR）,S型：,（双硫腙）,邻二氮菲亚铁反应完全度与pH的关系（2）,消除干扰（物理法）,-选择适当的测定波长,515,655,415,500,钍-偶氮砷III,钴-亚硝基红盐,A,A,络合物,络合物,试剂,试剂,当T=dT一定时，何时Er最小?(即TlgT最大，应(TlgT)=0)lgT+0.434T/T=0算得 lgT0.434即T36.8，A0.434，Er最小。,仪器测量误差,在实际工作中，应控制T在1070 A在0.151.0,9.4吸光度测量条件的选择,不同T(或A)值时浓度测量的相对误差Er,10.3 5.3 2.8 2.0 0.80 1.63 1.44 1.37

10、1.36 0.54 1.39 1.56 2.17 0.87 3.34,20.5 10.6 5.6 4.01 3.26 2.88 2.73 2.72 2.77 3.11 4.34 6.7,0.0220.0450.0970.1550.2220.3010.3980.4340.5230.6991.0001.301,959080*70605040*36.83020*10 5,T=0.5 0.20,T=1.0,Er=c/c=0.434T/TlgT(%),A,T,%,9.4.2 测定波长的选择,A(380nm),A(350nm),K2Cr2O7的工作曲线与吸收曲线,0.4,0.0,0.8,0.0,0.4,0

11、.8,350 380,/nm,c,c,试剂、干扰、显色剂均无吸收，用溶剂作参比。试剂、显色剂无吸收，被测液中的干扰有吸收，但不与显色剂反应，用被测液作参比。显色剂有吸收，试剂及被测液中的干扰无吸收，且干扰与显色剂无反应，用全部显色剂溶液作参比显色剂有吸收，被测液中的干扰与显色剂有反应：1）应加入掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，再加入显色剂，以此作参比。2）若干扰组分的量已知，可将等量的干扰组分加入显色 剂中，作参比。参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂。,9.4.3 参比溶液的选择：,9.5 吸光光度法的应用9.5.1 示差光度法9.5.2 多组分的测定9.5.3 光度滴定 酸碱离解常数的测定

12、 络合物组成的测定 双波长分光光度法,示差光度法,标准溶液cs作参比，待测样品cx，而且cx cs Ax=bcx,As=bcs A=A=Ax-As=b(cx-cs)=bc则 cx=cs+c,高吸收法,5,示差光度法,示差光度法要求光源的发射强度要足够强。,多组分的测定,在1处测组分x,在2处测组分y在1处测组分xx,y组分不能直接测定A1=exl1bcx+eyl1bcy(在1处测得A1)A2=exl2bcx+eyl2bcy(在2处测得A2)xl1,eyl1,exl2,eyl2由x,y标液 在1,2处分别测得,光度滴定,典型的光度滴定曲线,依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。,一元弱酸离解常数的测定,HL HL（HL、L颜色不同）,KaH+L/HL,高酸度下，几乎全部以HL存在，可测得AHLHLc(HL)；低酸度下，几乎全部以L存在，可测得AL Lc(HL).代入整理：,HL,L,或,络合物组成的测定-连续变化法,络合物组成的测定摩尔比法,固定cM,M+R MR,吸光光度法特点,灵敏度高：测定下限可达105106mol/L,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（12）操作简便快速应用广泛,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。,