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文档简介

1、第二章第二章 分子吸光分析法(吸光光度法)分子吸光分析法(吸光光度法)学习基本要求学习基本要求了解光的本质与溶液颜色之间的关系了解光的本质与溶液颜色之间的关系了解并掌握光的吸收曲线了解并掌握光的吸收曲线理解并掌握朗伯比尔定律理解并掌握朗伯比尔定律理解并掌握摩尔吸光系数含义理解并掌握摩尔吸光系数含义学会使用学会使用722型分光光度计型分光光度计 ,了解分光光度计,了解分光光度计 的工作原理的工作原理掌握标准曲线法测量物质含量的原理与方法掌握标准曲线法测量物质含量的原理与方法第一节第一节 光谱分析法导论光谱分析法导论原子光谱:吸收、发射、荧光原子光谱:吸收、发射、荧光线状光谱线状光谱 分子光谱:紫

2、外、可见、红外等吸收光谱分子光谱:紫外、可见、红外等吸收光谱带状光谱带状光谱 I远紫外远紫外近紫外近紫外可见可见近红外近红外中红外中红外 远红外远红外(真空紫外)(真空紫外)10nm200nm200nm 400nm400nm 750nm750 nm 2.5 m2.5 m 50 m50 m 300 m光学光谱区光学光谱区光谱分析法:基于物质对不同波长光的吸收、发射等现象而建立光谱分析法:基于物质对不同波长光的吸收、发射等现象而建立起来的一类光学分析法。起来的一类光学分析法。紫外紫外-可见吸收分光可见吸收分光(吸光)光度法吸光)光度法是基于被测物质的是基于被测物质的分子分子对对200750nm的光

3、具有的光具有选择性吸收选择性吸收的特的特性而建立起来的分析方法。性而建立起来的分析方法。 特点特点 灵敏度高:灵敏度高:测定下限可达测定下限可达10-510 -6molL-1, 10-4%10-5%准确度准确度能够满足微量、痕量组分的测定要求:能够满足微量、痕量组分的测定要求: 相对误差相对误差25 (12)操作操作简便快速简便快速应用广泛应用广泛第二节第二节 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理 单色光:单色光: 理论上,指具有单一波长的光,通常意义上的单理论上,指具有单一波长的光,通常意义上的单色光是指其波长处于很窄的某一范围的光。色光是指其波长处于很窄的某一范围的光。复合光:复合光: 由

4、两种或两种以上不同波长的光组成的光由两种或两种以上不同波长的光组成的光如:白光属于复合光,波长如:白光属于复合光,波长400-750 nm 互补色光:互补色光:两种适当颜色的单色两种适当颜色的单色光按一定强度比例混光按一定强度比例混合可成为白光,这两合可成为白光,这两种单色光称为互补色种单色光称为互补色光。处于直线关系的光。处于直线关系的两种光即为互补色光。两种光即为互补色光。400-450nm500-580nm580-600nm600-650nm650-750nm450-480nm480-490nm490-500nm1 复合光和单色光复合光和单色光 一一 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性

5、吸收 物质的颜色是由于物质对不同波长的可见光具有选择性吸收作物质的颜色是由于物质对不同波长的可见光具有选择性吸收作用而产生的。用而产生的。如:硫酸铜溶液如:硫酸铜溶液吸收白光中的部分吸收白光中的部分黄色黄色光,透过光,透过蓝色蓝色光光高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液吸收白光中的部分吸收白光中的部分绿青绿青色光,透过色光,透过紫红光紫红光溶液物质溶液物质呈现的颜色呈现的颜色和和吸收的光的吸收的光的颜色颜色之间是之间是互补关系互补关系;物质的颜色;物质的颜色由其由其所吸收光的互补色光所吸收光的互补色光决定,即透过光决定。决定,即透过光决定。全部吸收为黑色;全部反射为白色;全部吸收为黑色;全部反射为白色;全

6、部透过为无色。全部透过为无色。2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收 各物质只能吸收与他们分子内部能级差相当的光辐射。各物质只能吸收与他们分子内部能级差相当的光辐射。溶液颜色的深浅决定于溶液颜色的深浅决定于溶液对光的吸收程度溶液对光的吸收程度,即取决于,即取决于吸光吸光物质浓度的高低物质浓度的高低。 紫外紫外-可见吸收分光光度法可见吸收分光光度法是基于被测物质的是基于被测物质的分子分子对对200750nm的光具有的光具有选择性吸收选择性吸收的特的特性而建立起来的分析方法。性而建立起来的分析方法。I0It分光分光光度计光度计分光光度法分光光度法的应用:的应用:定定量测定与定量测定与定性分析

7、性分析物质对光有选择性物质对光有选择性吸收吸收 光的吸收程度与光的吸收程度与物质浓度的系?物质浓度的系?朗伯朗伯-比尔定律比尔定律测量光的测量光的吸收程度吸收程度思考:分光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收思考:分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。的特性而建立起来的分析方法。那么,利用分光光度计测定吸光溶液的吸光程度时,该溶液必那么,利用分光光度计测定吸光溶液的吸光程度时,该溶液必须是有色溶液吗?须是有色溶液吗?必须有色,当待测试样颜色较深时,可直接进行测定;若原始待必须有色,当待测试样颜色较深时,可直接进行测定;若原始待测试样无色或颜色较浅,

8、则需通过化学反应生成颜色较深的有色测试样无色或颜色较浅,则需通过化学反应生成颜色较深的有色物质再进行测定。物质再进行测定。 A + L(显色剂)(显色剂) C(有色物质)(有色物质)吸光度:吸光度: 反映了物质对光的吸收程度,用反映了物质对光的吸收程度,用A (Absorbance)表示。)表示。透射比:透射比: 溶液透过光的强度溶液透过光的强度It 与入射光与入射光I0的强度之比称为透射比的强度之比称为透射比(透光率)(用百分率表示时称为百分透射比),用(透光率)(用百分率表示时称为百分透射比),用 符号符号T(Transmittance)表示。表示。二二 光的吸收定律光的吸收定律 1 基本

9、概念基本概念 I0It入射光入射光透过光透过光t0=ITI- 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律2 光的吸收定律光的吸收定律- 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律朗伯比尔定律:朗伯比尔定律:当当一束平行的单色光垂直一束平行的单色光垂直通过通过均匀、无散射现象的吸光溶液均匀、无散射现象的吸光溶液时,时,在单色光强度、溶液的温度等条件不变的情况下,溶液吸光度在单色光强度、溶液的温度等条件不变的情况下,溶液吸光度与溶液的浓度及液层厚度的乘积成正比。与溶液的浓度及液层厚度的乘积成正比。A = -lgT Kbc是紫外是紫外-可见分光光度法、红外吸收光谱法定量分析的理论基础;可见分光光度法、红外吸收光谱法定量分析的理论基

10、础;不仅适用于溶液,也适用于气体和固体吸收介质。不仅适用于溶液,也适用于气体和固体吸收介质。A = -lgT Kbc光吸收定律的应用条件光吸收定律的应用条件 均一的稀溶液(通常浓度小于均一的稀溶液(通常浓度小于0.01mol/L)、入射光)、入射光为单色光。为单色光。3)当)当b、k一定时,一定时,Ac,定量依据,定量依据4)物质不吸光,)物质不吸光,T=1,A=0 物质全部吸收光,物质全部吸收光, T=0,A= 1)入射光:可见光、紫外光、红外光,(平行的单色光)入射光:可见光、紫外光、红外光,(平行的单色光)注意:注意:2)吸光物质为均匀非散射体系)吸光物质为均匀非散射体系-=10=10K

11、bcAT5)一有色溶液的浓度为一有色溶液的浓度为c,透光率为,透光率为T。求浓度为原来的。求浓度为原来的1/2时,透时,透光率为多少?光率为多少? 有色溶液的液层厚度增加一倍后,透光率和吸光度改变为多少?有色溶液的液层厚度增加一倍后,透光率和吸光度改变为多少?解:解: -lgT = kbc-lgT2 = 1/2kbc-lgT = kbcT2=T1/2解:解: A = -lgT = bcb T A2b T2 2A 每每100mL中含有中含有0.701mg溶质的溶液,在溶质的溶液,在1.00cm吸收池中测的吸收池中测的透光率为透光率为40%,试计算(,试计算(1)此溶液的吸光度;()此溶液的吸光度

12、;(2)如果此溶)如果此溶液的浓度是液的浓度是0.420mg/100mL,其吸光度和百分比透光率各是多少?其吸光度和百分比透光率各是多少? (1) A = -lgT = -lg0.4 = 0.3979(2)浓度比等于吸光度比)浓度比等于吸光度比 A2=A1*C2C1 = 0.39790.4200.701 = 0.2384 又又A = -lgT T2 = 0.578 =57.8%A = -lgT Kbc K为吸光系数,物理意义是吸光物质在单位浓度、单位液为吸光系数,物理意义是吸光物质在单位浓度、单位液 层厚度时的吸光度。层厚度时的吸光度。 K值随值随b、c的单位不同而不同。的单位不同而不同。 当

13、当b的单位为的单位为cm,c的单位为的单位为g/L,K用用表示,称为(质量)表示,称为(质量) 吸光系数;吸光系数; Aa b c 当当b的单位为的单位为cm,c的单位为的单位为mol/L,K用用表示,称为摩表示,称为摩 尔吸光系数。尔吸光系数。 A = -lgT =bca 的单位的单位: Lg-1cm-1 的单位的单位: Lmol-1cm-13 吸光系数吸光系数 A = -lgT = bc摩尔吸光系数与入射光的波长、被测组分的本性和温度及溶摩尔吸光系数与入射光的波长、被测组分的本性和温度及溶剂有关,剂有关,对某一化合物在一定对某一化合物在一定 温度和波长下是一常数,是物温度和波长下是一常数,

14、是物质的特性常数之一,是定性分析的重要参数指标,质的特性常数之一,是定性分析的重要参数指标,也可估量也可估量定量方法的灵敏度,定量方法的灵敏度, 越大,方法的灵敏度越高。一般认为,越大,方法的灵敏度越高。一般认为, 104Lmol-1cm-1的方法是较灵敏的。的方法是较灵敏的。 4 吸光度的加和性吸光度的加和性如果溶液中同时含有如果溶液中同时含有n种吸光物质,只要各组分之间无相互作种吸光物质,只要各组分之间无相互作用(不因共存而改变本身的吸光特性),则某一波长下,介质用(不因共存而改变本身的吸光特性),则某一波长下,介质的总吸光度是各组分在该波长下吸光度的加和。的总吸光度是各组分在该波长下吸光

15、度的加和。 A = A1 + A2 + +An根据这一特点,可进行多组分同时测定。根据这一特点,可进行多组分同时测定。 下列说法正确的是下列说法正确的是_。A 溶液的颜色是由吸收光决定的溶液的颜色是由吸收光决定的B 分光光度法定量分析测定某吸光溶液的吸光度时,该溶液必须分光光度法定量分析测定某吸光溶液的吸光度时,该溶液必须 是有色溶液是有色溶液C 分光光度法,在某一波长处测得某溶液的分光光度法,在某一波长处测得某溶液的T=1,说明该物质说明该物质 对该波长处光全部吸收对该波长处光全部吸收 D 吸光度不具有加和性吸光度不具有加和性B三三 紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱 吸收光谱吸收光谱 :又

16、称:又称吸收曲线吸收曲线,是将不同波长的单色光依次照射,是将不同波长的单色光依次照射某一吸光物质,测出该物质对各种单色光的吸光度。然后以波某一吸光物质,测出该物质对各种单色光的吸光度。然后以波长为横坐标,以吸光度长为横坐标,以吸光度A为纵坐标,可得到一条吸光度随波长为纵坐标,可得到一条吸光度随波长变化的曲线,称之为吸收曲线或吸收光谱。变化的曲线,称之为吸收曲线或吸收光谱。紫外紫外-可见吸收光可见吸收光谱谱 测量测量波长范围波长范围200 750 nm。最大吸收峰对应最大吸收峰对应的波长称为的波长称为最大最大吸收波长吸收波长max 紫外紫外-可见吸收曲线的可见吸收曲线的形状取决于形状取决于 物质

17、的结构物质的结构,物质分子结构不同,物质分子结构不同, 具有不同的吸收曲线具有不同的吸收曲线-定性分析定性分析 同种物质不同浓度同种物质不同浓度的吸收曲线的吸收曲线 形状和最大吸收波长不变形状和最大吸收波长不变;只是在;只是在 同一波长下同一波长下吸光度随着浓度的增大吸光度随着浓度的增大 而增大而增大-定量分析。定量分析。 同一吸光物质在不同波长下的同一吸光物质在不同波长下的 是不同的。在是不同的。在最大吸收波长最大吸收波长 maxmax 处摩尔吸光系数最大,处摩尔吸光系数最大,表明该物质表明该物质 此时吸光能力最强,次峰次之。此时吸光能力最强,次峰次之。用用 maxmax 或次峰所对应的波长

18、做入射光,进行定量分析。或次峰所对应的波长做入射光,进行定量分析。 吸收曲线也是吸光光度法选择测量波长的依据。吸收曲线也是吸光光度法选择测量波长的依据。下列说法不正确的是下列说法不正确的是_。A 同种物质不同浓度的吸收曲线形状相似,最大吸收波长不变同种物质不同浓度的吸收曲线形状相似,最大吸收波长不变B 同一吸光物质在不同波长下的摩尔吸光系数是不同的,最大同一吸光物质在不同波长下的摩尔吸光系数是不同的,最大 吸收波长吸收波长max处摩尔吸光系数最大处摩尔吸光系数最大C紫外紫外-可见吸收曲线的形状取决于物质的结构,物质分子结构可见吸收曲线的形状取决于物质的结构,物质分子结构 不同,具有不同的吸收曲

19、线不同,具有不同的吸收曲线D 紫外紫外-可见吸收曲线可用来定量分析可见吸收曲线可用来定量分析D1 入射光波长的选择入射光波长的选择第三节第三节 分光光度法分析条件的选择分光光度法分析条件的选择测定波长的选择影响测定结果的测定波长的选择影响测定结果的灵敏度和准确度。一般情况下,灵敏度和准确度。一般情况下,应选择被测物质的应选择被测物质的最大吸收波长最大吸收波长的光的光作为入射光。这是因为在此作为入射光。这是因为在此波长处测定有较高的灵敏度。波长处测定有较高的灵敏度。若在最大吸收波长处存在干扰若在最大吸收波长处存在干扰物质时,依据物质时,依据“吸收最大,干吸收最大,干扰最小扰最小”,即干扰物质在此

20、波即干扰物质在此波长下不吸收或吸收很弱。此时,长下不吸收或吸收很弱。此时,测定的灵敏度可能有所降低,测定的灵敏度可能有所降低,但能有效减少或消除共存物质但能有效减少或消除共存物质的干扰,提高测定的准确度。的干扰,提高测定的准确度。选择方法:绘制光的吸收曲线选择方法:绘制光的吸收曲线确定最佳波长。确定最佳波长。曲线曲线A为钴配合物的吸收曲线;为钴配合物的吸收曲线;曲线曲线B为为1-亚硝基亚硝基-2-苯酚苯酚-3,6-磺酸磺酸显色剂的吸收曲线显色剂的吸收曲线420nm处显色剂和钴配合物均有最大处显色剂和钴配合物均有最大吸收,会干扰测定而降低测定的准确吸收,会干扰测定而降低测定的准确度。选择度。选择

21、500nm波长测定,灵敏度虽波长测定,灵敏度虽有所下降,却消除了干扰,提高了测有所下降,却消除了干扰,提高了测定的准确度和选择性。定的准确度和选择性。2 参比(空白)溶液的选择参比(空白)溶液的选择 参比溶液:又称参比溶液:又称空白溶液空白溶液,用以调节仪器的工作零点(,用以调节仪器的工作零点(A=0),以),以消除由于消除由于比色皿、溶剂和试剂等对光吸收、反射或散射比色皿、溶剂和试剂等对光吸收、反射或散射带来的误差。带来的误差。如果参比溶液选择得当,还可以消除某些共存物质的干扰。如果参比溶液选择得当,还可以消除某些共存物质的干扰。选择参比溶液的原则选择参比溶液的原则:使试液的吸光度真正反映待

22、测组分的浓度。使试液的吸光度真正反映待测组分的浓度。溶剂参比(溶剂空白)溶剂参比(溶剂空白):试样溶液、:试样溶液、显色剂及所用其他试剂在测显色剂及所用其他试剂在测定波长处均无吸收定波长处均无吸收,仅待测组分与显色剂的生成物有吸收时,可,仅待测组分与显色剂的生成物有吸收时,可用纯溶剂做参比溶液,如蒸馏水。用纯溶剂做参比溶液,如蒸馏水。试剂参比(试剂空白)试剂参比(试剂空白):试液无吸收,显色剂或加入其他试试液无吸收,显色剂或加入其他试剂在测定波长处略有吸收剂在测定波长处略有吸收,应采用试剂空白(不加待测试样而,应采用试剂空白(不加待测试样而其余试剂照加的溶液)做参比。(实践中应用最多)其余试剂

23、照加的溶液)做参比。(实践中应用最多)样品空白(试液空白)样品空白(试液空白):显色剂和其他试剂在测量波长处无吸收,:显色剂和其他试剂在测量波长处无吸收,但待测试液中共存的其他组分有吸收且其他组分不与显色剂作用,但待测试液中共存的其他组分有吸收且其他组分不与显色剂作用,用不加显色剂的试液做参比用不加显色剂的试液做参比,消除有色离子的干扰。,消除有色离子的干扰。任何光度分析仪器都有一定的测量误差,其来源有光源不稳定、任何光度分析仪器都有一定的测量误差,其来源有光源不稳定、光电池测量不准等,为了减少仪器引起的误差,使测定结果的光电池测量不准等,为了减少仪器引起的误差,使测定结果的准确度提高,一般将

24、待测试样测量的吸光度控制在准确度提高,一般将待测试样测量的吸光度控制在0.20.8(0.150.8)范围内,吸光度太高或太低都会影响分析结果的准确。范围内,吸光度太高或太低都会影响分析结果的准确。方法方法(1)控制待测溶液的浓度,如改变取样量、改变显色后)控制待测溶液的浓度,如改变取样量、改变显色后 溶液的体积等;溶液的体积等; (2)使用厚度不同的比色皿,以调节吸光度的大小。)使用厚度不同的比色皿,以调节吸光度的大小。3 吸光度范围的选择吸光度范围的选择 吸收池在使用过程中受吸收池在使用过程中受化学腐蚀或受摩擦的程度不同化学腐蚀或受摩擦的程度不同,因此,因此在相同条件下测定的本底吸光度有差异

25、,在相同条件下测定的本底吸光度有差异,差异最小的同一规格差异最小的同一规格的吸收池称为配对池的吸收池称为配对池。工作时,用空气空白或蒸馏水空白在一定波长下测定吸光度值,工作时,用空气空白或蒸馏水空白在一定波长下测定吸光度值,选择配对池投入使用。选择配对池投入使用。或使用同一个吸收池进行测量。或使用同一个吸收池进行测量。4 配对池的选择配对池的选择 在相同条件下配制样品溶液和标准溶液,在最佳波长处和线性在相同条件下配制样品溶液和标准溶液,在最佳波长处和线性范围内测定二者的吸光度范围内测定二者的吸光度A样样和和A标标,进行比较。,进行比较。1单组分的定量单组分的定量(1)比较法)比较法 第四节第四

26、节 紫外紫外-可见吸收光谱法的应用可见吸收光谱法的应用分光光度法主要用于微量和痕量组分的测定,几乎所有无机离子分光光度法主要用于微量和痕量组分的测定,几乎所有无机离子和许多有机化合物都可以和许多有机化合物都可以直接或间接直接或间接用分光光度法进行定量分析,用分光光度法进行定量分析,既可以单组份定量,也可用于多组分的测定,理论依据为朗伯既可以单组份定量,也可用于多组分的测定,理论依据为朗伯-比比尔定律。尔定律。测定时根据具体情况采用标准曲线法、比较法等。测定时根据具体情况采用标准曲线法、比较法等。 标准溶液标准溶液 AsKsbscs待测溶液待测溶液 AxKxbxcx因是同种物质,同台仪器,相同因

27、是同种物质,同台仪器,相同厚度吸收池及同一波长测定,厚度吸收池及同一波长测定,故故KsKx,bsbx,所以:,所以:xsXSccAA SXxAAc cs为了减少误差,比较法配制的标为了减少误差,比较法配制的标准溶液浓度常与样品溶液的浓准溶液浓度常与样品溶液的浓度相接近。度相接近。有一标准有一标准Fe3+溶液,浓度为溶液,浓度为6.00ug/mL,其吸光度为,其吸光度为0.304,而试,而试样溶液在同一条件下测得吸光度为样溶液在同一条件下测得吸光度为0.510,求试样溶液中,求试样溶液中Fe3+的含的含量(量(mg/L).xsXSccAA SXxAAc cs解:根据解:根据= 0.5106.00

28、/0.304=10.1ug/mL=10.1mg/L得:得: 测定时,先取与被测物质含有测定时,先取与被测物质含有相同组分相同组分的的标准样品标准样品,配成一系列配成一系列浓度不同的标准溶液,浓度不同的标准溶液,置于相同厚度的吸收池中,在最佳波长处置于相同厚度的吸收池中,在最佳波长处分别测其吸光度。然后以溶液浓度分别测其吸光度。然后以溶液浓度c为横坐标,以相应的吸光度为横坐标,以相应的吸光度A为纵坐标,绘制为纵坐标,绘制Ac曲线图,即为标准曲线(工作曲线)。曲线图,即为标准曲线(工作曲线)。2 标准曲线法标准曲线法 颜色由浅到深的标准色阶颜色由浅到深的标准色阶 2.1 定义定义 在相同条件下测出

29、在相同条件下测出样品溶液的吸光度,样品溶液的吸光度,从标准曲线上便可从标准曲线上便可查出与此吸光度对查出与此吸光度对应的样品溶液的浓应的样品溶液的浓度。度。c(mg/mL)AAxcx标准溶液数一般为标准溶液数一般为5至至7个点,个点, 但至少要保证有但至少要保证有5个点;个点; 标准溶液的浓度范围要有一标准溶液的浓度范围要有一 个比较大的跨度,保证样品个比较大的跨度,保证样品 的浓度要在标准曲线浓度范的浓度要在标准曲线浓度范 围之内,包括上限和下限;围之内,包括上限和下限;浓度差距最好是成倍增加浓度差距最好是成倍增加 或等级增加;或等级增加;检测标准溶液时,应检测标准溶液时,应按浓度递增按浓度

30、递增顺序进行,以减少高浓度顺序进行,以减少高浓度 对低浓度的影响,提高准确性;对低浓度的影响,提高准确性; 2.2 标准曲线的绘制标准曲线的绘制 c(mg/mL)AAxcxc(ug/mL)0.0040.00120.0080.00160.00200.001.003.002.004.005.000.1000.5000.3000.4000.200自来水中铁含量测定自来水中铁含量测定 0.600A绘制坐标轴,且所代表的物理量、单位必须标明;绘制坐标轴,且所代表的物理量、单位必须标明;取单位距离,确保取单位距离,确保实验数据仅最后一位为估读数据;实验数据仅最后一位为估读数据;描点,且各点描点,且各点必须

31、标示必须标示出来;出来;绘制标准曲线(绘制标准曲线(过原点过原点),若各点不在一直线,则可通过原),若各点不在一直线,则可通过原 点,尽可能使直线点,尽可能使直线通过更多通过更多 点点,同时使不在直线上的点尽量,同时使不在直线上的点尽量 均匀地分布在直线的两边均匀地分布在直线的两边;直线斜率直线斜率接近接近1,最好为,最好为1,以确保工作曲线的灵敏度;,以确保工作曲线的灵敏度;标准曲线上查得待测溶液浓度标准曲线上查得待测溶液浓度;(注意有效数字);(注意有效数字)曲线下方注明实验项目的名称。曲线下方注明实验项目的名称。绘制标准曲线:一般应作绘制标准曲线:一般应作二次或三次二次或三次以上的平行测

32、定,以上的平行测定,重复性重复性良好曲线方可应用良好曲线方可应用.应用范围:绘制好的标准曲线只能供以后在应用范围:绘制好的标准曲线只能供以后在相同条件下相同条件下操作测操作测定定相同物质相同物质时使用。当时使用。当更换仪器、移动仪器位置、调换试剂及更换仪器、移动仪器位置、调换试剂及室温室温有明显改变时,标准曲线需重新绘制。有明显改变时,标准曲线需重新绘制。注意注意 2.3 偏离朗伯偏离朗伯-比尔定律的原因比尔定律的原因 标准曲线向标准曲线向上上弯,弯,正偏离正偏离;标准曲线向;标准曲线向下下弯,弯,负偏离负偏离。1) 仪器方面原因仪器方面原因:入射光束不纯入射光束不纯,并非真正的单色光,并非真

33、正的单色光,使得吸收光谱分辨率下降,形成使得吸收光谱分辨率下降,形成负负偏离偏离。单色器内的内反射、光源的。单色器内的内反射、光源的波动、检测器灵敏度的波动等引起波动、检测器灵敏度的波动等引起的偏离。的偏离。其中最主要的是入射光不其中最主要的是入射光不纯引起的偏离。纯引起的偏离。实际工作中,选择优良性能单色器实际工作中,选择优良性能单色器的分光光度计、选择合适波长、的分光光度计、选择合适波长、做空白试验。做空白试验。2)溶液浓度过高引起的偏离)溶液浓度过高引起的偏离 分析浓度偏大(大于分析浓度偏大(大于0.01moL/l)时,吸光物质的分子或离子间)时,吸光物质的分子或离子间的平均距离减小,由

34、于静电作用而使得吸光物质的摩尔吸光系数的平均距离减小,由于静电作用而使得吸光物质的摩尔吸光系数发生变化,进而引起偏离。发生变化,进而引起偏离。3) 化学反应引起的偏离化学反应引起的偏离吸光物质的离解、络合、形成新化合物或互变异构等引起偏离;吸光物质的离解、络合、形成新化合物或互变异构等引起偏离;应严格控制反应条件。应严格控制反应条件。如如Cr2O72-水溶液在水溶液在450nm处有最处有最大吸收,但因存在下列平衡,大吸收,但因存在下列平衡,当当Cr2O72-溶液按一定程度稀释时,溶液按一定程度稀释时, Cr2O72-的浓度并不按相同程度降的浓度并不按相同程度降低,而低,而Cr2O72-、 HC

35、rO4-、CrO42-对光的吸收特性明显不同,导致对光的吸收特性明显不同,导致严重偏离朗伯比尔定律。高酸度严重偏离朗伯比尔定律。高酸度时测量则可消除偏离。时测量则可消除偏离。Cr2O72- + H2O 2HCrO4- 2CrO42- + 2H+溶液不均匀(产生胶体或发生浑浊),当入射光通过该溶液时,溶液不均匀(产生胶体或发生浑浊),当入射光通过该溶液时,一部分光被吸收外,还有部分光会被散射,使得透射比减小,一部分光被吸收外,还有部分光会被散射,使得透射比减小,实测的吸光度偏高,使得实测的吸光度偏高,使得标准曲线发生正偏离。标准曲线发生正偏离。4) 介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离第五节

36、第五节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计 仪器的基本组成仪器的基本组成 光源光源 单色器单色器吸收池吸收池检测系统检测系统信号显示器信号显示器1 光源光源 理想理想光源光源在使用波长范围内有在使用波长范围内有足够的辐射强度足够的辐射强度和明显的和明显的稳定性稳定性辐射光是辐射光是连续连续的,其强度不随波长的变化而发生明显的变化的,其强度不随波长的变化而发生明显的变化 光源的稳定性直接影响测定结果的精密度和准确度光源的稳定性直接影响测定结果的精密度和准确度 可见光区:钨灯,碘钨灯可见光区:钨灯,碘钨灯(3501000nm)紫外区:氢灯,氘灯紫外区:氢灯,氘灯(160375nm),同样条件下

37、氘灯的辐,同样条件下氘灯的辐 射强度比氢灯大射强度比氢灯大4倍左右倍左右 氙灯:紫外、可见氙灯:紫外、可见 光区均可用作光源光区均可用作光源稳压电源稳压电源 /nm钨灯(钨灯(热辐射光源热辐射光源)40040060060080080010001000氙灯氙灯(气体放电光源气体放电光源)氢灯氢灯强强度度氙灯氙灯氢灯氢灯钨灯钨灯单色器由色散元件、狭缝和透镜系统组成;单色器由色散元件、狭缝和透镜系统组成;常用色散元件:棱镜、光栅(常用色散元件:棱镜、光栅(由于玻璃吸收紫外光,紫外由于玻璃吸收紫外光,紫外-可见可见分光光度计采用石英棱镜(光栅分光光度计采用石英棱镜(光栅)。)。2 单色器单色器 单色器:将光源发出的连续光分解为单色光的装置,是仪器的单色器:将光源发出的连续光分解为单色光的装置,是仪器的 核心部分,性能影响光谱带宽、灵敏度及工作曲线的线性范围等。核心部分,性能影响光谱带宽、灵敏度及工作曲线的线性范围等。 棱镜棱镜入射狭缝入射狭缝准直透镜准直透镜棱镜棱镜聚焦透镜聚焦透镜出射狭缝出

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