分析化学-第09章吸光光度法-考研试题资料系列

1、分析化学-第09章吸光光度法-考研试题资料系列吸光光度法一 概述 吸光光度法: 基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法。分类：根据物质所吸收光的波长范围不同，分为紫外、可见及红外分光光度法。基本方法：有色物质浓度 颜色深浅 吸收光程度通过比较颜色深浅吸收光程度，测定物质的浓度。方法的评价适用面广快速、简便分析有色、无色、浅色物溶液状态、均质固态样品灵敏度高：浓度下限达10-510-6 molL-1准确度高：相对误差通常为25一 概述用于化学平衡等的研究适用于分析半微量和微量的物质二 吸光光度法的基本原理1. 可见光与颜色阳光棱镜连续光谱物质不连续光谱可见光区的划分 :400 450 500

2、550 600 650 760/nm互补光的对应关系光的互补：蓝黄二 吸光光度法的基本原理光谱示意表观现象示意2. 物质对光的选择性吸收 二 吸光光度法的基本原理物质的颜色与光的关系复合光完全吸收完全透过吸收黄色光复合光 3同一物质c不同时吸收曲线不同, max 不变; 4 max有特征性，可作为定性依据。1同一物质对不同波长光的吸收程度不同;2每种物质都有一个最大吸收波长(max);信息：物质对光的选择性吸收及吸收曲线Ac1c2max二 吸光光度法的基本原理三. 光吸收定律Beer - Lambert定律Lambert 定律 :, c, T一定A 光程距离 (b)A 物质的浓度c - dI

3、I db- dI = k1 I db吸光度二 吸光光度法的基本原理, b, T一定Beer定律 : Beer - Lambert定律光吸收定律A吸光度 Io 入射光强度a吸光系数 I透射光强度 b光程距离 c浓度 当一束平行单色光通过溶液时，溶液的吸光度A与溶液的c和b成正比。A bc 当 b 一定时， A c， 可以定量二 吸光光度法的基本原理 吸收光 ， A ， 物质浓度 。 注意 :1 物质不吸光， I=Io ， A=0 物质吸收部分光， IIo， A02 A具有加和性，A总=A1+A2+ +An3入射光的：可见光, 紫外光, 红外光4光吸收定律的应用条件 稀溶液 入射光为单色光二 .

4、吸光光度法的基本原理5也可以用透射光强度（透射率T%）表示T %的含义：物质不吸收光 I=Io ， T% =100%物质吸收部分光， IIo ，T%100%T% ，物质的浓度 。二 . 吸光光度法的基本原理6 吸光系数的两种表示形式浓度为1gL-1的溶液，在某波长时，用1cm的比色皿，所测得的吸光度浓度为1molL-1的溶液，在某波长时，用1cm的比色皿，所测得的吸光度吸光系数a摩尔吸光系数 意义单位L/gcmL/ mol cmA=abcA= bc二 . 吸光光度法的基本原理1 在数值上等于c=1 mol L-1、b=1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。是吸收物质在一定波长和溶剂下的特征常数。

5、（2）不随c和b的改变而改变。在温度和波长等条件一定时， 仅与吸收物质本身的性质有关，故 可作为定性鉴定的参数。摩尔吸收系数 的讨论二 . 吸光光度法的基本原理3是物质的吸光能力的度量。同一吸收物质在不同波长下的值不同。在max处的max表明了吸收物质最大限度的吸光能力，反映了测定可能达到的最大灵敏度。 （4）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 = 104103：中等灵敏 103：不灵敏二 . 吸光光度法的基本原理例 ： 已知含Fe2+=500g/L的溶液，当用邻二氮杂菲为显色剂测定铁时，用2cm比色皿，在波长5

6、08nm处测得吸光度A为0.19。请计算铁的摩尔吸光系数。解：二 . 吸光光度法的基本原理4. 偏离Beer-Lambert定律的原因 出现的现象： Ac 产生原因：1 单色光不纯在高浓度端，工作曲线呈弯曲状。A与c偏离线性现有仪器无法获得纯单色光，只能获得小范围的复合光。二 . 吸光光度法的基本原理按光吸收定律:IoIo1Io2I1I2I试样 若入射光包含1和2二种波长光, 当照射试样后二 . 吸光光度法的基本原理讨论 :当为纯单色光时，A总= 1bc当单色光不纯时，1=21= 2A总 c线性破坏结论：单色光纯度越差，线性越差1=21= 2二 . 吸光光度法的基本原理21A1A2例1=2 但

7、 A1 ） A2 0减少单色光不纯引起偏差方法 在max处测量在max 处单色光不纯但 2=0测量误差较小二 . 吸光光度法的基本原理2溶液本身引起的偏差1若溶液浓度大于0.01molL-1时，粒子间的相互作用2溶液以胶体、乳浊、悬浮状态存在时，有反射、散射作用二 . 吸光光度法的基本原理例 :(橙色)(黄色)max=450nmA总包括离解、缔合、生成新物质、形成异构体使原物质浓度改变吸光度值变化产生偏离pH ， 平衡 移,3溶液内部的化学变化二 . 吸光光度法的基本原理分光光度法 :仪器分光光度计基本组成：光源单色器样品室显示器检测器三. 仪器和方法 光源 (钨灯、氢灯、氘灯能发射紫外光区或

8、可见光谱区的连续光谱；足够的辐射强度、稳定性较好、使用寿命较长基本要求 :常用的光源 :可见光区: 钨灯 (辐射波长为320nm2500nm)紫外区: 氢灯、氘灯(辐射波长为185nm400nm)三. 仪器和方法 单色器作用 : 将光源发射的复合光分解成单色光的光学系统棱镜或光栅三. 仪器和方法组成 :棱镜或光栅等色散元件及狭缝和透镜等棱镜分光三. 仪器和方法入射狭缝：光源的光由此进入单色器准光装置：透镜或反射镜使入射光成为平行光束聚焦装置：将分光后的单色光聚焦至出口狭缝 透镜或凹面镜色散元件：将复合光分解成单色光光栅分光原理三. 仪器和方法 利用不同波长入射光产生干涉条纹的衍射角不同而将复合

9、光分成单色光。 样品室用于放置各种类型的吸收池(比色皿)和相应的池架附件三. 仪器和方法比色皿厚度: 0.5, 1, 2, 3, cm比色皿:石英池和玻璃池 检测器作用:通过光电效应，使透过吸收池的光信号变成可测的电信号的装置。光电管或光电倍增管三. 仪器和方法要求：对测定波长范围内的光有快速、灵敏的响应，产生的光电流应与照射于检测器上的光强度成正比。(1)光电管(2)光电二极管阵列 (1)光电管三. 仪器和方法涂光敏材料光照光敏材料产生电子产生电流电压光强度大电流大(2)光电二极管阵列三. 仪器和方法电容器充电电容器放电光照射再次充电测量周期 电容器充电的电量每个二极管检测到的光子数目成正比

10、光子数与光强度成正比。通过测量整个波长范围内光强的变化就可得到吸收光谱。显示器由检流计、数字显示、微机组成的自动控制和结果处理系统三. 仪器和方法 四、显色反应和显色条件的选择1.显色剂作用 2. 显色反应的选择3. 影响显色反应的因素4. 显色剂的分类1.作用无色或浅色试样有色物+显色剂比色显色反应配合反应氧化还原反应缩合反应重氮化偶氮化反应 四、显色反应和显色条件的选择2.显色反应的选择灵敏度高 =104105(2) 选择性好(3) 有色物组成恒定，化学性质稳定(4) 显色剂在测定波长处无明显吸收对比度=max有色物 -max显色剂60nm 四、显色反应和显色条件的选择3.影响显色反应的因

11、素(1) 显色剂用量根据吸光度A与显色剂浓度cR的关系来确定cR选择引起A变化最小处的cR即曲线平坦处M + R MR 四、显色反应和显色条件的选择例：Fe(ssal)+ 紫红色pH=1.82.5pH=48Fe(ssal)-2 橙红色pH=811.5Fe(ssal) 3 3- 黄色显色时间和温度由实验得出溶剂一般选择水作溶剂(2) 显色溶液的pH值 测定不同pH值下，显色溶液的吸光度A，以A为纵坐标，pH为横坐标，制图。选择曲线平坦处pH 四、显色反应和显色条件的选择(3) 共存离子的干扰 可能存在的几种情况：本身有颜色 与显色剂反应生成有色物消除的方法：* 加掩蔽剂掩蔽剂不与被测离子反应，本

12、身及反应产物不影响测定* 选择合适的显色反应条件* 分离干扰离子 与显色剂 与被测物生成更稳定的有色物共存离子 四、显色反应和显色条件的选择显色剂的种类 :无机显色剂过氧化氢钼酸铵硫氰酸盐等有机显色剂生色基团：偶氮基、硫羰基、亚硝基等助色基团：含胺基、羟基等 四、显色反应和显色条件的选择1. 入射光波长的选择2. 参比溶液的选择 3. 读数范围的选择五. 测量条件的选择1. 入射光波长的选择 :一般选择最大吸收波长max若有干扰按实际情况而定波长选择适当，可提高灵敏度和准确性原则： 吸收最大，干扰最小五. 测量条件的选择2.参比溶液的选择在测定波长处溶剂空白试样空白试剂空白试样+掩蔽剂+显色剂

13、无色无色无色有色无色无色无色略有略有试样显色剂其他试剂参比溶液有色有色其他组分有色五. 测量条件的选择选择的原则选择的意义：扣除非待测组分的吸收，可获得被测定溶液真实的吸光度。3. 读数范围的选择选择的原因 :因为吸光度透光度刻度时的误差（A的标尺是对数标尺，刻度不均匀）。（bc）浓度相对误差透光度读数绝对误差五. 测量条件的选择结论 ：T%=10%70%A=1.00.15不同透光度的相对误差 T=1T% T% T% 95 20.8 60 3.3 20 3.290 10.7 50 2.9 10 4.380 5.6 40 2.7 5 6.770 4.0 30 2.8 1 22.0透光度TA的读数范围为：T=1由读数引起的浓度相对误差最小Tmin= 36.8%Amin=0.434T与浓度读数误差的关系曲线 ：36.8%五. 测量条件的选择1. 单组分含量测定3. 高含量的组分测定示差法六. 具体应用2. 多组分含量测定1、单组分含量的测定Ac/molL-1Axcx步骤:注意 :标准溶液和样品的配制方法，工作曲线的制作和样品测定时，所使用的仪器、条件必须一致。c1A测量六. 具体应用1选择显色反应2）选择显色剂3）优化显色反应条件4）选择检测波长5）选择合适的浓度6）选择参比溶液7）建立标准