第8章吸光光度法

1、8.1 概概 述述 1Lmg 8.2.1 光的基本性质光的基本性质光的电磁波性质光的电磁波性质 射射线线x射射线线紫紫外外光光红红外外光光微微波波无无线线电电波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm8.2 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理可可 见见 光光( 400750nm ) 单色光单色光 复合光复合光 光的互补光的互补单一波长的光。单一波长的光。由不同波长的光组合而成的光。由不同波长的光组合而成的光。蓝蓝黄黄紫红紫红绿绿绿蓝绿蓝橙橙红红蓝绿蓝绿8.2.2 溶液对光的吸收与吸收曲线溶液对光的吸收与吸收曲线物质溶液的颜色

2、与光的选择性吸收的关系物质溶液的颜色与光的选择性吸收的关系完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意复合光定性分析与定量分析的基础定性分析与定量分析的基础定性分析基础定性分析基础定量分析基础定量分析基础BAA)(maxA)(maxBA c增增大大0IITt TTA1lglg吸光度吸光度AKcbTA lg朗伯朗伯- -比耳定律：比耳定律：公式意义：公式意义：一定温度下波长为一定温度下波长为吸光度吸光度与与吸光吸光物质的浓度物质的浓度及光通过的及光通过的液层厚度成正比液层厚度成正比。c吸光物质的浓度吸光物质的浓度 K 比例常数比例常数 b 液层厚度

3、液层厚度KcbA b ：吸光液层的厚度，光程，吸光液层的厚度，光程， cm。c：吸光物质的浓度，吸光物质的浓度， K：比例常数：比例常数入射光波长入射光波长物质的性质物质的性质温度温度cbAacbA cbA 8.2.4 吸光度的加合性吸光度的加合性 (2) 由由A1= -lgT1= bc1 ； A= -lgT2= bc得得21212121ccbcbcAA A2=2A1=0.44 lgT2=-0.44 T2=36% Ac对吸收定律偏离对吸收定律偏离1. 非单色光引起的偏离非单色光引起的偏离2. 溶液本身的原因引起溶液本身的原因引起的偏离的偏离朗伯朗伯比尔定律的应用条件：比尔定律的应用条件：8.3

4、.2 仪器本身引入的误差仪器本身引入的误差8.3.3 吸光度测量误差引起的浓度测量误差吸光度测量误差引起的浓度测量误差 依据依据 A = -lgT = bc dA= -0.434dT/T= bdc TTldT.AdAcdcErg43430 Er= c/c=dc/c透光率读数误差为透光率读数误差为 T=0.010.021. 显色反应显色反应OH-M + nR = MRnH+例：磺基水杨酸例：磺基水杨酸 Fe 3+pH = 2 3FeR紫红色pH = 4 8FeR2橙色 pH = 8 11FeR3黄色RH = R- + H+ 1 2ApH 显色剂的用量显色剂的用量M + nR = MRnAcRa

5、b 显色温度显色温度实际工作中，作实际工作中，作 A T 曲线，寻找适宜反应温度曲线，寻找适宜反应温度ATATAT 显色反应时间显色反应时间实际工作中，作实际工作中，作 A t 曲线，寻找适宜反应时间。曲线，寻找适宜反应时间。 溶剂以及共存干扰离子影响溶剂以及共存干扰离子影响A 有干扰有干扰A (2) “吸收最大吸收最大, 干扰最小干扰最小”原则原则 如如: MnO4-、Cr2O72-共存时共存时, 选用选用 max(MnO4-)=525nm时时, Cr2O72-有干扰有干扰,故选用故选用 =545nm A=0.20.8或或T=1565% (1)(1)试液试液、显色剂均在测量波长处无吸收时、显

6、色剂均在测量波长处无吸收时, ,一般用蒸馏水或纯一般用蒸馏水或纯溶剂作参比溶剂作参比“溶剂空白溶剂空白” 3. 选择适当参比溶液选择适当参比溶液 A (样样) = A (待测物质待测物质) + A (其它其它)+ A (比色皿比色皿)若使若使A (参比参比) = A (其它其它)+ A (比色皿比色皿)(2)(2)试液在测量波长处无吸收试液在测量波长处无吸收, , 而显色剂、溶剂有吸收而显色剂、溶剂有吸收, , 以以不加不加样品样品的的溶剂和溶剂和显色剂溶液作参比显色剂溶液作参比“试剂空白试剂空白”(3)(3)试液在测量波长处有吸收试液在测量波长处有吸收, , 而显色剂、溶剂无吸收而显色剂、溶

7、剂无吸收, , 以以不不加显色剂加显色剂的试液作参比的试液作参比“试样空白试样空白”= 0A (测测) = A (待测物质待测物质) + 0 = A(待测物质待测物质) 注意注意 ： 标准溶液与试液浓度接近标准溶液与试液浓度接近 测定条件相同测定条件相同 同样条件下同样条件下, 分别测定标准溶液和待测溶液吸光度分别测定标准溶液和待测溶液吸光度 标准溶液标准溶液 As= bcs 未知溶液未知溶液 Ax= bcxxsxsccAA sxsxAAcc AxcxAc 绘制工作曲线绘制工作曲线标准溶液浓度标准溶液浓度 c1, c2 , c3, c4, c5 吸光度吸光度 A1, A2 , A3 , A4

8、, A5 相同条件下测未知液相同条件下测未知液 Ax 查未知液浓度查未知液浓度cx Ax+k= b(cx+ ck) 取一待测试液测其吸光度：取一待测试液测其吸光度：Ax= bcx 另取一等量待测试液并加入一定量含待测组分的标准另取一等量待测试液并加入一定量含待测组分的标准溶液（使待测组分浓度增加溶液（使待测组分浓度增加ck），相同条件下测定该混），相同条件下测定该混合溶液的吸光度：合溶液的吸光度：xkxxkxAAAcc kxxkxxcccAA 钨灯、氘灯钨灯、氘灯基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定。基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定。作用：将复合光色散成单色光。作用：将复合光色散成单色光。

9、单色器由色散元件和狭缝系统组成。单色器由色散元件和狭缝系统组成。色散元件：棱镜；光栅。色散元件：棱镜；光栅。又称比色皿，由玻璃，光学玻璃或石英制成，用于又称比色皿，由玻璃，光学玻璃或石英制成，用于盛放参比溶液和待测溶液。盛放参比溶液和待测溶液。作用：将光信号转换为电信号，并放大。作用：将光信号转换为电信号，并放大。光电池、光电管，光电倍增管等。光电池、光电管，光电倍增管等。信号输出，标尺或数字显示。信号输出，标尺或数字显示。8.5.3 分光光度计基本构造分光光度计基本构造光源光源吸收池吸收池检测器检测器0.575显示显示单色器单色器bcTIIAt lglg0入射光入射光 I0透射光透射光 It

10、A XY 1 2yyybcA xxxbcA 8.6 吸光光度法的应用吸光光度法的应用8.6.1 多组分的测定多组分的测定 (1) 吸收曲线不重叠吸收曲线不重叠在在1测定测定x的吸光度的吸光度在在2测定测定y的吸光度的吸光度利用标准比较法或标准曲线利用标准比较法或标准曲线法法分别求出分别求出x和和y的浓度。的浓度。(2) 吸收曲线单向重叠吸收曲线单向重叠yyxxyxbcbcA222 xxxbcA11 在在1测定测定x的吸光度的吸光度在在2测定溶液的吸光度测定溶液的吸光度。和和yx22 利用标准比较法或标准曲线利用标准比较法或标准曲线法法可求出可求出x的浓度。的浓度。A XY 1 2（3）吸收曲线

11、双向重叠）吸收曲线双向重叠yyxxyxbcbcA111 yyxxyxbcbcA222 解联立方程，可求得解联立方程，可求得cx , cy。 分别在分别在1和和2处测定溶液总的吸光度处测定溶液总的吸光度8.6.2 示差分光光度法示差分光光度法1. 基本原理基本原理常规法常规法以试剂空白为参比以试剂空白为参比xxbc A示差法示差法 )(sxccbsxAAA cb sxccc AccxA2.示差法定量方法示差法定量方法（1）标准曲线法）标准曲线法 配制标准溶液浓度配制标准溶液浓度 c1, c2 , c3, c4, c5, c6c1为参比溶液，测量其他各标准溶为参比溶液，测量其他各标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，以各标准溶液与液的吸光度，以吸光度为纵坐标，以各标准溶液与c1的浓度差的浓度差作为纵坐标，绘制标准曲线。作为纵坐标，绘制标准曲线。相同条件下测量未知液的吸光度相同条件下测量未知液的吸光度A。查未知液相应查未知液相应cx，计算出未知液的浓度，计算出未知液的浓度cx=cx+c （2）两点比较法）两点比较法 同样条件下同样条件下, 以以c1为参比溶液分别测定浓度为为参比溶液分