分析化学光度分析

1、8-1 8-1 概述概述 光度分析是利用物质对光具有选择性吸收的性质来进行分析的方法。第八章第八章 光度分析法光度分析法 比色分析可见红外紫外，荧光等 光度分析光度法光电比色（光电比色计）分光光度法 分光光度计待测组分显色剂有色溶液 Fe2+NNNNFe2+3一、目视比色法一、目视比色法准确度不高的常规分析法准确度不高的常规分析法 同种材料，大小、形状相同的比色管 色阶C2C3C4C5CXC1分光光度法的特点：分光光度法的特点： （1）灵敏度高：110-3微量分析，甚至达10-410-5痕量 （2）准确度高：相对误差520比色，25分光光度，一般不超过6 （3）应用广泛：几乎所有的无机离子和许

2、多有机化合物 （4）操作简便，快速，仪器设备不复杂 二、分光光度法二、分光光度法 8.2 8.2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收光是一种电磁波，同时具有波动性和微粒性。光是一种电磁波，同时具有波动性和微粒性。1.光的波动性：解释光的传播，如光的折射、衍射、偏振和干涉等现象。 参数：（波长）（频率）c（光速） 关系：c = 2.光的微粒性：解释光电效应、光的吸收、发射等现象，把光看作是带有能量的微粒流。 微粒：光子、光量子 能量：E决定于，3.波粒关系：chhEE小 紫外10380nmE大可见380760nm红外7603000nm 单色光由能量和波长相同的光所组成的光子流，（波长相同的

3、光） 复合光波长不同的光所组成的光，例如白光 400780nm由各种波长和能量的光所组成的红橙黄可见光 二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收白光入射反射 反射光很小吸收散射 均匀溶液可忽略透射刺激人眼而使人感觉到颜色的存在 看见的光是不被吸收而透过的光（眼睛所观察到的）吸收的光不被看见透射光吸收光（互补色光）物质颜色与吸收光颜色的互补关系 物质颜色吸收光颜色波长/nm黄绿黄橙红红紫紫蓝绿蓝蓝绿紫蓝绿蓝绿黄绿黄橙红380435435480480500500560560580580595595650650780浓度越大，吸收越大（A越大） A最大最大所对应的波长为最大吸收波长（max）

4、 max不随浓度的变化而变化 定性分析基础定性分析基础物质对光的选择吸收物质对光的选择吸收ABA )(maxA)(maxB定量分析基础定量分析基础在一定的实验条在一定的实验条件下，物质对光件下，物质对光的吸收与物质的的吸收与物质的浓度成正比。浓度成正比。A C增增大大8.3 8.3 光的吸收基本定律光的吸收基本定律一、朗伯一、朗伯比耳定律比耳定律1.朗伯定律：当一束平行单色光通过浓度一定均匀的吸收溶液时，该溶液对光的吸收程度与液层厚度b成正比。2.比耳定律：当单色光通过液层厚度一定的均匀的吸收溶液时，该溶液对光的吸收程度与溶液中吸光物质的浓度c成正比。加合起来 入射光入射光 I0透射光透射光

5、I 物理定义：当一束平行单色光通过均匀的、非散射的X吸收溶液时，溶液对光的吸收程度与吸光物质的浓度和液层厚度的乘积成正比。 3. 朗伯比耳定律说明几点问题：（1）表达式中的K为比例常数，与温度、有色溶液的性质等有关；（2）朗伯比耳定律不仅适用于可见光区，也适用于紫外、红外；不仅适用于溶液，也适用于任何均匀的、非散射的吸光物质；（4）浓度c的单位为molL-1，则 ：摩尔吸光系数，L/（molcm） 与a的关系： = a M（3）浓度c的单位为gL-1，则a：吸光系数，L/（gcm） （5）是吸光物质在一定条件下，一定和溶剂情况下的特征常数。在max处的以max表示。（6）同一物质与不同显色剂生

6、成不同的显色化合物，具有不同的。 越大，表示该有色物质对入射光的吸收能力越强，显色反应越灵敏（6104）。（7）光度分析的一般步骤 配标准系列做吸收曲线，确定max 做标准曲线测定未知样，数据处理 （8 8）吸收曲线（）吸收曲线（A-A-）：）：c c一定，一定，b b一定，改变波长一定，改变波长，测得相应的，测得相应的A A，做做A A与与的关系曲线，目的：确定的关系曲线，目的：确定maxmax。（9 9）标准曲线（）标准曲线（A-cA-c）：）：一定，一定，b b一定，改变标准样的浓度一定，改变标准样的浓度c c，测得，测得相应的相应的A A，做，做A A与与c c的关系曲线，目的关系曲线

7、，目的：据未知样的的：据未知样的A A未未确定确定c c未未。AC A P216例1：Fe2+浓度为5mg/L的溶液1mL，与邻二氮菲显色后，定容为10mL。该络合物在波长580nm，比色皿厚度为2cm时，测得A=0.190。计算。 二、桑德尔灵敏度 1.定义：产生0.001的吸光度时，单位截面积（cm2）的光程内所含吸光物质的微克数，单位g/cm2。 2.公式：A=0.001=abc S=bc103 S=1/a = a M S=M/ 越大，S越小，灵敏度越高。三、偏离比尔定律的原因： 理想状态下，当波长和强度一定的入射光通过光程长度固定的有色溶液时，Ac。 正常正偏负偏CCX0AXA2.化学

8、因素：高浓度时，粒子间有相互作用力，不能独立存在，使吸光能力发生改变，一般小于0.01molL-1溶液适于比色 1.非单色光：严格讲朗伯比尔定律只适用于具有一定波长的单色光，但实际上单色器提供的波长范围比较窄的光带。 近代的仪器型号 方法仪器单色器检测器型号光电比色法 光电比色计硒光电池581G分光光度法 分光光度计玻璃棱镜硒光电池72型石英棱镜光电管721石英棱镜光电倍增751光栅光电倍增710，730一、分光光度计的基本组成 光源、单色器、样品室、检测器、显示仪表或记录仪8.4 8.4 吸光度的测量吸光度的测量 二、测量条件的选择1.入射光波长的选择 （1）吸收曲线Amax处max 高的灵

9、敏度，对比耳定律的偏离较小（2）若max不在仪器可测内或干扰物在max有强烈吸收，可选非峰值处的，但不易改变的。 Amax2.吸光度测量范围的选择 仪器表头上，A值引起微小误差，会导致CC的误差 浓度相对误差 一般选择A=0.20.7 （T为2065），在A=0.434（T=36.8）时，测量的相对误差最小。如果不在此范围，根据A=bc，改变bc，使A处于要求范围内。 从朗伯比尔定律推导： 透光度的相对误差0.22% 今假定T=0.5%，则用上式算出下表 浓度相对误差100CC浓度相对误差100CC透光度T/%吸光度A透光度T/%吸光度A950.022（）10.2400.3991.36900.

10、0465.3300.5231.38800.0972.8200.6991.55700.1552.0101.0002.17600.2221.6331.5234.75500.3011.4421.6996.38C/C(%)T(%)20 36.8 653.参比溶液，调节仪器 A总=A待测物+A显色剂+A溶剂+A辅+A比色皿参比调A=0，T=100% A=A待测物=bc3.参比溶液的选择待测组分显色剂等试剂参比溶液无无纯溶剂（如蒸馏水）无有不加试样的“试剂空白试剂空白”有无不加显色剂的“试样空白试样空白”有有试液+掩蔽剂+显色剂及其它试剂（让待测组分不显色）三、多组分的同时测定 在多组分体系中，如果各种吸

11、光物质之间无相互作用力，这个体系的总吸光度等于各组分吸光度之和。 8.5 8.5 显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择一、显色反应的要求化合物（有色）显色反应显色剂待测离子MRRM氧化还原反应络合反应 显色反应用的最多的反应23223)(phenFephenFeHClOHNHFe络合 pH=29橘红色lgK稳=21.3 =1.1104 max=510nm 因为一种被测物质组分可能和多种显色剂反应，生成不同的有色物质，因此要考虑最适宜的显色反应，从以下因素考虑： 1.灵敏度高，选大的显色反应2.选择性好，显色剂仅与一种组分发生显色反应，3.对比度大。4.MR组成恒定，化学性质稳定，保

12、证测量中吸光度基本不变，否则影响A的再现性。AbpHa固定组分及显色剂浓度，改变pH值测A，作A-pH图，取平坦曲线下的pH值为测定此组分的最佳pH。 酸度影响情况：显色剂的颜色与pH有关；对被测离子存在状态有影响。 二、显色反应条件的选择 一般的讲：R越多，利于形成MR，但过量太多也不好。请看下面几种情况（固定其他条件，只改变R的用量，然后测定A，以A-CR作图） 0CRbaaA温度时间溶剂共存离子的影响8.6一、差示分光光度法普通分光光度法中，当待测液的浓度过大或过低，测量误差都较大。1.定义：用已知浓度的标准溶液的显色液作参比，代替普通光度法中以试剂空白作参比测量吸光度的方法2.优点：改善普通分光光度法的测量误差 提高测量的灵敏度3.分类：根据参比溶液，分为浓溶液差示法、稀溶液差示法和高精密度差示法4.原理：有色溶液c1T2（1）普通光度法：空白为参比，调A=0，T=100% c1：A1=bc1 c2：A2=bc2（2）差示光度法：c1为参比，调A=0c2：A相对=