吸光光度法解析PPT教学课件

1、 吸光光度法2020/10/161教学要求光的基本性质及在分析化学中的应用;可见光吸收光谱的产生及特征。吸光光度法的基本原理。比色和分光光度法仪器的原理、构造。显色反应及影响因素。光度法测量误差及测量条件的选择。吸光光度法在定量分析中的应用。2020/10/162参考书目武汉大学 分析化学 第三版 高等教育出版社彭崇慧等 定量分析化学简明教程 第2版 北京大学出版社高华寿等 化学平衡与滴定分析 高等教育出版社张锡瑜等 化学分析原理 科学出版社林邦A著分析化学中的络合作用 戴明译 高等教育出版社林树昌 胡乃非 分析化学（化学分析部分）高等教育出版社等等2020/10/163 基于被测物质的分子对

2、光具有选择吸收的特性而建立的分析方法。 包括比色法、可见及紫外分光光度法、红外光谱法等。 一. 定义二. 特点(1) 灵敏度高：检测下限10-510-6 mol/L,微量组分(2) 准确度高：相对误差25%(3) 应用广泛：测多数无机物和许多有机物(4) 操作简便，快速，仪器设备易普及第一节 吸光光度法概述2020/10/164第二节 吸光光度分析基本原理一、物质的颜色和对光的选择性吸收 1光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。波动性： = c ； s = 1/ = /c粒子性： 光的能量不是均匀连续分布的,而是集中在光子上. E = h = h c / （h = 6.626 10 -3

3、4 J S )2020/10/165射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可 见 光波长/nm400430430480480500500560560590590620620760颜色紫色蓝色青色绿色黄色橙色红色2020/10/1662. 吸收光谱产生的原理* 吸收光谱是物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。 * 分为：原子吸收光谱和分子吸收光谱。1234Sunlight AtmosphereSun(1)原子吸收光谱 由原子外层电子选择性地吸收某些波长的电磁波而引起线状光谱。2020/1

4、0/167分子具有三种不同能级：电子能级振动能级转动能级 (2) 分子吸收光谱 带状光谱 电子能级跃迁: 产生紫外及可见吸收光谱。分子振动能级和转动能级的跃迁: 产生红外吸收光谱。2020/10/168吸收光谱原子内电子跃迁S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子内电子跃迁带状光谱线状光谱A2020/10/169(3)物质对光的选择吸收 E = E2 - E1= h 物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。例：A 物质B 物质同理，得：1 eV = 1.610-19 J2020/10/1610* 单色光：具同一波长的光。* 复合光：由不

5、同波长的光组成的光。* 紫外光：波长200400 nm。* 可见光：人眼能感觉到的光，波长400750 nm。由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成。* 波段：各种色光的波长范围。* 互补色光：两种颜色的光按一定比例混合，得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。3.基本概念2020/10/16114、物质的颜色 物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。物质吸收黄光，透过蓝光，显蓝色。物质吸收蓝光，透过黄光。显蓝色。 互补光: 蓝光和黄光2020/10/16125.光吸收曲线（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长ma

6、x。Amax2020/10/1613(a)(b)(c)(d) 220 240 260 280 nm A0000联苯（己烷溶剂）；苯（己烷溶剂）；苯蒸汽；(d) Na蒸汽。（2）不同物质，吸收曲线不同。作为物质定性分析的依据之一。2020/10/1614(3)不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似,max不变。(4)不同浓度的同一种物质，在任一波长下吸光度 A 有差异，但在max处吸光度A 的差异最大，即在max处A随浓度变化的幅度最大。测定最灵敏。此特性可作为物质定量分析的依据。2020/10/1615定性分析与定量分析的基础定性分析基础定量分析基础物质对光的选择吸收在一定的实验条件下，物质

7、对光的吸收与物质的浓度成正比。ABAAc增大2020/10/16161)透光度(透光率,透射比)T描述入射光透过溶液的程度 T = I t / I0 （T：01）描述入射光被溶液吸收的程度 A lg（I0/It)2)吸光度 A1.基本概念吸光度A与透光度T 的关系: A = -lgT二、光的吸收定律I0IaIt溶液2020/10/1617 2.朗伯-比耳定律 1760年朗伯(Lambert J H):Ab 1852年比耳(Beer A):Ac 朗伯-比耳定律:一束平行单色光通过有色溶液，溶液的吸光度与溶液的浓度和厚度成正比. A lg（I0/It) = Kb c K：与吸光物质性质、入射光波长

8、及温度等因素有关朗伯-比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。2020/10/1618 Alg（I0/It)= b c A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的物质的量浓度，单位molL； ：摩尔吸收系数，单位Lmolcm； 朗伯-比耳定律数学表达式 ：浓度为1 mol/L、液层厚度为1cm的溶液在某一波长下的吸光度。2020/10/16193、摩尔吸收系数（1）吸收物质在一定波长和温度条件下的特征常数；（2）不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变；（3）可作为定性鉴定的参数；（4）同一吸收物质在不同波长下的值是不同的。在最大吸收波

9、长max处的摩尔吸收系数，常以max表示。max表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。 （5）max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。 105：超高灵敏； = (610）104 ：高灵敏； 0.8时，稀释后测量； A0.8时，选择光程小的吸收池； A0.2时，选择光程大的吸收池。2020/10/1645透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大。待测溶液的透射比T在15%65%之间，或使吸光度A在0.20.8之间，才能保证测量的相对误差较小。当A=0.434(或透射比T=36.8%)时，测量的相对误差最小。 2020/10/1

10、646四、 参比溶液的选择消除由吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，扣除干扰的影响。参比溶液选择：a 试液及显色剂均无色，蒸馏水作参比溶液。b 显色剂为无色，被测试液中存在其他有色离子，用不加显色剂的被测试液作参比溶液。c 显色剂有颜色，可选择不加试样溶液的试剂空白作参比溶液。2020/10/1647d 显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消除显色剂和一些共存组分的干扰。e 改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除干扰。2020/

11、10/1648五、 测量方法：标准曲线法定量依据: A=ebc具体方法: 在选择的实验条件下,分别测量一系列不同含量的标准溶液的A;作标准曲线A-c;测量待测溶液的Ax;在标准曲线上查到与之相对应的被测物质的含量cx。cAAxcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A52020/10/1649第六节 其他吸光光度法及吸光光度法的应用1 .示差吸光光度法2 .双波长吸光光度法3 .弱酸和弱碱解离常数的测定4 .络合物组成的测定2020/10/16501. 示差吸光光度法待测组分浓度过高或过低，吸光度超出了准确测定的读数范围。分类：高浓度示差吸光光度法、低浓度示差吸光光度法、精密示差吸光光度法20

12、20/10/1651（1）原理 参比溶液：比待测溶液浓度稍低的标准溶液吸光度差与浓度差成正比把空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲线作为A和c的标准曲线;根据测得的A求出相应的c值;从cx=co+c可求出待测试液的浓度。AccxAx2020/10/1652 普通法： c0:T=10%；cx:T=5% 示差法： 参比:c0 ， c0 :T=100% 标尺扩展10倍 cx:T=50% （2）示差吸光光度法的误差2020/10/16532. 双波长吸光光度法（1）原理使两束不同波长的单色光(1和2)交替地照射同一吸收池，测量并记录两者吸光度的差值(A1-A2) 。从分析波长的信号中扣除来自参比波长的信号

13、，消除各种干扰，得待测组分的含量。2020/10/1654定量依据: A与c成正比只用一个吸收池,不需空白溶液作参比；需要两个单色器获得两束单色光(1和2)；以参比波长2处的吸光度A2作为参比，来消除干扰。在分析浑浊或背景吸收较大的复杂试样时显示出很大的优越性。灵敏度、选择性、测量精密度等方面都比单波长法有所提高。2020/10/1655（2）双波长吸光光度法的应用* 单组分的测定 ： 以络合物吸收峰作测量波长， 参比波长：等吸收点的波长; 有色络合物吸收曲线下端的某一波长；显色剂的吸收峰的波长。* 两组分共存时的分别测定：两组分的吸收曲线互相重叠2020/10/1656以两组分x和y的双波长法测定为例：设：x为待测组分，y为干扰组分X在1和2的吸光度差为: Axy在1和2的吸光度差为: Ay则该体系的总吸光度差Ax+y = A x + A y 2020/10/1657测量波长1 、参比波长2的基本要求：选定的波长1和2处,干扰组分具有相同吸光度， Ay