无机及分析化学第十一章 分光光度法课件

1、第八章分光光度法本章内容第四节 分光光度法测量误差和测量条件 的选择第二节 显色反应和显色条件的选择第三节 分光光度法的方法及特点 第五节 吸光光度光法的应用第一节 分光光度法的基本原理 红外吸收光谱法：吸收光波长范围2.51000 m ,主要用于有机化合物结构鉴定。 紫外分光光度法：吸收光波长范围200400 nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和定量分析。 可见分光光度法：吸收光波长范围400750 nm ，主要用于有色物质的定量分析。分光光度法的类型 吸光光度法是基于被测物质对光具有选择性吸收而建立起来的分析方法。它包括比色法和吸光光度法。1.灵敏度高，吸光光度法常用于测定物质中的适用于微

2、量分析(0.0010.0001%)下限为10-5 10-6 mol/L。2.准确度较高，相对误差为2% 5%。由于光度法多是用来测定微量组分的，故由此引出的绝对误差并不大，完全能够满足微量组分的测定要求。 3.快速简便,一般只经过显色和测量吸光度两个步骤 4.应用广泛,几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可直接或间接地用吸光光度法测定。例如生物体内微量组分的测定、药物分析、环境及卫生分析等。吸光光度法的特点 吸光光度法主要应用于测定试样中微量组分的含量，所以与化学分析法相比，其特点是：第一节 分光光度法的基本原理一、 有色溶液对光的选择性吸收二、 光吸收基本原理回本章目录实验证明：溶液呈现的颜

3、色是由于溶液中的有色物质吸收了某一波长的光所造成的。可见物质呈现的颜色是物质对不同波长的光选择性吸收的结果，即溶液呈现吸收光的互补色。 如KMnO4吸收绿色光，因此KMnO4溶液呈现紫色。白光青蓝青绿黄橙红紫蓝溶液对光的选择性吸收 将不同波长的光依次透过某浓度一定的溶液，测量不同波长下溶液对光的吸光度，用A作图，该曲线称为吸收曲线或吸收光谱 。KMnO4溶液的吸收曲线3、吸收曲线 溶液浓度越大，对光的吸收强度愈大；溶液浓度越小，对光的吸收强度愈小。（3）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在max处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。 （4）在max处吸光

4、度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。回本节目录1、透光率T与吸光度A一束平行单色光照射溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。Io = I + Ia + Ir若入射光强度为Io，吸收光的强度为Ia，透过光强度为I，反射光的强度为Ir，它们的关系是Io = I +Ia简化为：二、光吸收基本定律透光率从上式可以看出： 溶液的透光率越大，说明对光的吸收越小，浓度低；相反，透光率越小，溶液对光的吸收越大，浓度高。 朗伯(Lambert) 1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。Ab 1852年比耳(Beer)又提出了光

5、的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。A c 2、朗伯比尔定律数学表达式： A = K b c 朗伯比尔定律：一束平行单色光通过溶液时，溶液的吸光度A与溶液 的浓度c 和液层厚度b成正比。 K为常数，表示物质对光的吸收能力，与吸光物质的本性，入射光的波长及温度等因素有关，与浓度c无关，数值随c选择的单位变化。 摩尔吸光系数反映了溶液对某一波长的光的吸收能力，常用来衡量显色反应的灵敏度。值愈大，表示该显色反应的灵敏度愈高；反之，值愈小，表示显色反应的灵敏度愈低。 第二节 显色反应和显色条件的选择一、选择显色反应的一般标准 二、显色条件的选择回本章目录在分光光度分析中，利用显色反应把待测组分

6、X 转变为有色化合物，然后再进行测定。使试样中的被测组分与化学试剂作用生成有色化合物的反应叫显色反应。mX（待测物）nR（显色剂）XmRn（有色化合物）一、选择显色反应的一般标准显色反应主要有配位反应和氧化还原反应，其中绝大多数是配位反应。1、灵敏度高 选择 较大(104105)的显色反应。避免共存组分干扰。2、选择性好 显色剂只与被测组分反应。或干扰离子容易被消除 3、有色物组成固定 如： Fe3+ + 磺基水杨酸 三磺基水杨酸铁(黄色) （组成固定） Fe3+ + SCN - FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + （组成不固定）4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。5、显色过程易于控制

7、而且有色化合物与显色剂之间的颜色差别应尽可能大。回本节目录1、显色剂用量 ，适当过量。 M 十 R MR (被测离子) (显色剂) (有色化合物)二、 显色反应条件的选择 吸光度与显色剂浓度c的关系3、温度4、时间5、溶剂6、共存干扰离子的影响及消除(a) 控制酸度； (b) 加入掩蔽剂； (c) 改变干扰离子价态； (d) 分离干扰离子。回本节目录回本章目录第三节 分光光度法的方法及特点一、 分光光度法的原理和方法二、 分光光度计的主要部件回本章目录 先配制一系列浓度不同的标准溶液，然后在同一条件分别测得这些标准溶液的吸光度。以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到一条通过原点的直线

8、，称为标准曲线或工作曲线，然后在相同的条件下，测定待测溶液的吸光度，在标准曲线上即可查得相应的浓度cx。 cA标准工作曲线图Axcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A5(1)、标准（工作）曲线法同条件下分别测定未知液与标准溶液的吸光度Ax和A标，根据朗伯-比尔定律，应有下式：(2) 比较法因为：所以：回本节目录二、 分光光度计回本节目录回本章目录1.分光光度计的测定原理 分光光度计的基本原理是用棱镜或光栅作为分光器，得到高纯度的单色光，通过狭缝分出波长范围很窄的一束光，使其通过有色溶液后，透过光投射到光电元件上，把光讯号转变为电讯号，产生光电流，光电流的大小与透过光的强度成正比。光电流的大

9、小可用灵敏检流计测定，在检流计上可显示出相应的吸光度或透光率，再求得待测组分的含量。 1、光源：应有足够的发射强度而且稳定，如钨丝灯、氘灯等。 2、单色器：采用棱镜或光栅获得单色光。 3、吸收池：比色皿，厚度有0.5、1、 2、3 cm等。 4、检测系统：光电池或光电管。光源单色器检测系统吸收池回本节目录回本章目录2.分光光度计的主要部件 第四节 分光光度法的测量误差和 测量条件的选择一、 分光光度法的误差来源二、 测量条件的选择回本章目录一、 分光光度法的误差来源1、偏离朗伯-比尔定律引起的误差(1)单色光纯度不够引起的误差CA标准工作曲线图正误差负误差(2)溶液中化学反应引起的偏离回本节目

10、录（3）介质不均匀引起的偏离 待测溶液是胶体溶液、乳浊液或悬浮液时，吸光介质不均匀，入射光通过溶液后，会产生光的散射现象，使溶液对光的吸收程度降低，偏离朗伯-比尔定律。2、显色反应条件不同引起的误差3、仪器误差回本节目录 显色反应的条件，如溶液的酸度、显色温度、显色剂的用量、显色时间和加入试剂的顺序等，对显色反应都有一定的影响。 仪器的测量误差属于偶然误差。 二、 测量条件的选择4、选择不同厚度的比色皿。1、选择合适波长的入射光。选择溶液最大吸收波长（max）的入射光。 2、控制吸光度在适宜的范围内 (A = 0.2-0.8)。3、选择适当的参比溶液。 在光度分析中利用参比溶液（空白溶液）来调节仪器的零点以消除比色皿、溶剂和试剂对入射光的反射和吸收带来的误差。 回本节目录回本章目录参比溶液的选择(1)纯溶剂作空白 试液、试剂、显色剂均无色(2)试剂空白 试液无色、试剂或显色剂有色(3)试液空白 试液有色、试剂和显色剂均无色返回入射光的波长的选择返回第五节 吸光光度法的应用铁的测定 邻二氮菲是目前测定微量铁的一种较好试剂。在pH值为2-9的条件下Fe2+离子与邻二氮菲反应生成稳定的橘红色配合物，反应式如下： 由于Fe3+离子与邻二氮菲