PPT319注册公用设备工程师基础考试水分析化学精编附带习题及答案61

14.6吸收光光谱法法•吸收光光谱原原理•比色法•分光光度度法一、吸收收光谱原原理1.吸收收光谱法法：在光谱分分析中，，依据物质对光光的选择择性吸收而建立起起来的分分析方法法。又称称吸光光光度法。。主要有:红外吸收收光谱法法：吸收光波波长范围围2.5-1000nm,主要用于有机机化合物物结构鉴鉴定。紫外吸收收光谱法法：吸收光波波长范围围200-400nm（近近紫外区），可用于于结构鉴鉴定和定定量分析析。可见吸收收光谱法法：吸收光波波长范围围400-750nm，主要用于有色色物质的的定量分分析。2.物质质的颜色色与光吸吸收的关关系（1）互互补色光光：若两种颜色色的光按某适当当的强度比例例混合后可可成为白白光,则这两两种色光光成为互补补色光。。例如,黄光和和蓝光。。（2）物物质的颜颜色与光光吸收的的关系物质之所所以呈现现不同的的颜色是是物质对对光选择性吸收收造成的的。黑色;全吸收,无色透明明:全不不吸收颜色：若吸收了了白光中中的某种种色光,则呈现现透射光的颜色色,即被吸收光光的互补补色。例如,KMnO4溶液吸收收波长500—560nm的绿绿色光,呈现紫色;K2Cr2O7溶液吸收收篮紫色色光,而而呈现黄黄色;硫酸铜溶溶液呈现现蓝色是是由于它它吸收了了白光中中的黄色光波.（3）吸吸收曲线线：在同样的的条件下下依次将将各种波长的的单色光光通过某某物质溶溶液,并并分别测测定每个波长长下溶液液对光的的吸收程程度(吸吸光度A),以以波长为横横坐标,吸光度度为纵坐坐标得到到的A～～λ曲线,称为该溶溶液的吸吸收曲线线，又称称吸收光光谱。吸收曲线线的讨论论:①同一种种物质对对不同波波长光的的吸光度度不同。。吸光度最最大处对应的波波长称为为最大吸收收波长λmax。②不同浓度度的同一一种物质质，其吸吸收曲线线形状相相似λmax不变。而对于不同物质质，它们的的吸收曲曲线形状和λmax则不同。③吸收曲曲线可以以提供物物质的结结构信息息，并作作为物质定性分析析的依据据之一。④在λmax处吸光度随随浓度变变化的幅幅度最大大，所以以测定最灵敏。。吸收曲曲线是定量分析析中选择入射射光波长的的重要依据。3.光的的吸收定定律（1)朗朗伯－比比耳定律律:当一束平平行的单单色光通通过均匀匀溶液时,溶液的吸吸光度与与溶液浓浓度（c）和液液层厚度度（b）的的乘积成成正比。。是吸光光度法法定量分析的的依据。其数学表达式式为：A=kbcA：吸光度(I0：入射光强度度,It：透过光强度度)k：吸光系数;当b—以cm为单位位；c—以mol·L－１为单位；k=εA＝εbcIoItA=lgε称摩尔吸光光系数物理意意义：当某一波长光光通过浓度为1mol/L、液液层厚度为1cm溶液的的吸光度。单位L/mol.cm（2）摩尔吸吸光系数ε的讨论：①ε是吸收物质在一一定波长下的的特征常数。。温度和波长等条条件一定时，，ε仅与吸光物质质本性有关，而与其其浓度c和光程长度b无关；②可作为定性鉴定的参参数；③同一吸收物物质在不同波长下的的ε值是不同的。。ε越大表明该物物质对某波长长的光吸收能能力越强，用光度法法测定该物质质的灵敏度越越高。ε代表测定方方法的灵敏度度。ε>104为强，ε<103为小，（3）透光度度(透光率)T:描述入射光透透过溶液的程程度,取值范围围0～100%。吸光度A与透光度T的关系:1TA=lg=−lgTtoIIT=IoItA=lg4.偏离朗伯伯—比耳定律的原原因朗伯—比耳定律知,吸光度与溶液液的浓度成正比,即A～～C呈线性关关系,标准曲线法测测定未知溶液的浓度度时发现：标准曲线常发发生弯曲（尤其当溶液浓度较高高时），这种现象象称为对朗伯—比耳定律的偏偏离。引起这种偏离离的因素（两两大类）：（1）物理性性因素朗伯—比耳定律的前前提条件之一一是入射光应为单色光。。分光光度计计只能获得得近乎单色色的狭窄光带。。复合光可导导致对朗伯伯—比耳定律的的正或负偏离离。(2)化学性因素素朗伯—比耳定律的的假定：所所有的吸光光质点之间不发生生相互作用用。故：朗伯—比耳定律只只适用于稀溶溶液(浓度度大,易发发生偏离)。溶液中存在着离解解、聚合、、互变异构构、配合物物的形成等化学平衡衡时,使吸吸光质点的的浓度发生生变化，影响吸光度度。5.显色反反应及显色色反应条件件的选择（1）对显显色反应的的要求：灵敏度高、、选择性高、生成物物稳定、显显色剂在测测定波长处处无明显吸收，两种种有色物最最大吸收波波长之差：：“对比⑵显色反应应条件的选选择①显色剂用用量：选择择吸光度A与显色剂用用量的关系变化平坦坦处。②反应体系系的酸度在相同实验验条件下，，分别测定定不同pH值条件下显色溶液液的吸光度度。选择曲曲线中吸光光度较大且恒定的平平坦区所对对应的pH范围。度，要求”λ>60nm。。③显色时间间与温度:实验确定④溶剂：一一般尽量采采用水相测测定。⑤共存离子子干扰的消消除a.加入掩掩蔽剂b.选择适适当的显色色反应条件件c.分离干干扰离子6.测定条条件的选择择（1）选择择适当的入入射光波长长:一般应该选选择λmax为入射光波波长。如果λmax处有有共存组分分干扰时，则应考考虑选择灵灵敏度稍低低但能避免免干扰的入射光波长长。（2）选择择合适的参参比溶液选择参比溶溶液的目的的：消除溶剂和和试剂等非非测定物质对入射射光吸收的的影响,使使测得的吸吸光度真正正反映待测溶液液吸光强度。。参比溶液的选选择一般遵循循以下原则：：①若仅待测组组分与显色剂剂反应产物在在测定波长处处有吸收，其它所所加试剂均无无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；；②若显色剂或或其它所加试试剂在测定波波长处略有吸吸收，而试液本本身无吸收，，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参参比溶液；③若待测试液液在测定波长长处有吸收，，而显色剂等等无吸收，则可用用“试样空白”(不加显色剂剂)作参比溶溶液；④若显色剂、、试液中其它它组分在测量量波长处有吸吸收，则可在试液中加入入适当掩蔽剂剂将待测组分分掩蔽后再加显色色剂，作为参参比溶液。（3）控制适适宜的吸光度度（读数范围围）最佳读数范围围：用仪器测定时时,应尽量使吸光度：A=0.80～0.20透光度值:T=15～65%二、比色法1.目视比色色法：采用直接用眼眼睛比较标准准溶液与被测溶液液颜色色的深深浅,来测测定物物质含含量的的方法法成为为目视比色色法。。测量量的是是透过过光的的强度度。2.光电比比色法法：利用光光电比比色计计测定定溶液液吸光光度并并进行定定量分分析的的方法法。光电比比色计计组成成：光源→滤光片→→比色皿→光电池→检流计（1）光源源:常用钨丝灯灯,发射400～1100nm的连续续光谱。（2）滤光片:滤光片最易易透过的光光应是有色色溶液最易吸收的光光,即滤光光片的颜色色与被测有有色溶液颜颜色互为补色。。（3）比色皿:盛试液和空空白溶液的的吸收池,有玻璃和和石英两种,常用规格格有0.5cm、1cm、3cm、5cm。(操作时,需拿拿毛面,有有色溶液注注到比色皿皿高度的4/5处)（4）光电电池:将光信号转转换成电信信号的装置置。常用硒硒光电池。（5）检流计:测量光电流流的仪器,上有透光光度（T%）和吸光度（（A）两种种刻度。光电比色法法优点:（1）仪器器代替人眼眼,消除主主观误差,提高准确确度。（2）采用用滤光片和和参比溶液液消除干扰扰,提高选选择性。光电比色法法局限性:只限于可见见光区400～800nm,滤光片获得单色色光,不纯纯,影响准准确度和灵灵敏度。三、分光光光度法:利用分光光光度计测定定溶液吸光光度进行定量量分析的方方法成为分分光光度法法。1.分光光光度计组成成光源→单色器→比色皿→光电池→检流计除了单色器器以外,其其他与光电电比色计构构件相同。。单色器：即分光系统统,是将混混合的光按按波长顺序序分散为不同波长长的单色光光的装置。。其主要部部件是棱镜(或光栅)+狭缝。2.分光光光度法特点点:（1)采用用棱镜或光光栅等分光光器将复合合光变为单单色光,可获得得纯度较高高的单色光光,进一步步提高了准准确度和灵敏敏度。（2）扩大大了测量的的范围:测测量范围由由可见光区区扩展到紫外光光区和红外外光区。3.分光光光度计类型型:可见分光光光度计（工工作范围360～800nm）;紫外—可见分光光光度计（200～1000nm）;红外分光光光度计计（760～800nm）。。4.定量量方法:常用标准曲线线法(或或工作曲曲线法)：配制不同浓浓度的标标准溶液液,分别别测定各各浓度的吸光度度,以浓浓度为横横坐标,吸光度度为纵坐标,绘绘制A-C标标准曲线线（工作作曲线））。待测试液液在相同同条件下下显色,并测定定吸光度,然后后在工作作曲线上上求出其其浓度。。标准曲线线(工作曲线线)例题1、吸收收曲线是是（C）A,A—C关系图B,A—pH关系图C,A--λ关系图D,A---ε关系图2、今有有甲乙两两个不同同浓度的同一一有色物物质的溶溶液，用用同一波长的的光，同同一厚度度的比色色皿测得得吸光度度为：甲0。2，乙0。3，如果果甲的浓浓度为4．0××10-4mol/L，则乙的浓度度为（C）mol/LA、2．．0×10-4;C、6.0×10-4;B、4.0×10-4;D、8.0××10-4.3.在分光光光度法中中，吸光光度和透透光度的的关系是是下列四四个中的哪一个个（B）A、A=1gT;B、A=1g（（1/T）;C、T=1gA;D、A=1n（（1/T）.4.在分分光光度度法中，，理想的的显色剂剂应该满满足（A）。A、灵敏敏度高、、选择性性和稳定定性好B、灵敏敏度高、、显著性和和稳定性性好C、灵敏敏度高、、选择性性和显著著性好D、灵敏敏度高、、显著性和准确确度好5.某试液用用2.0cm的比色皿,测得T=60%,若改用1.0cm的比色皿,测得得T为（D）A15%B30%C39%D77%6.在分光光度法法中，宜选用用的吸光度读读数范围为：：A、0~0.2；B、0.1~0.3；C、0.3~1.0；D、0.2~0.77.某物质的摩尔尔吸光系数ε很大，则表明明：(D)A、该物质溶液液的浓度很大大；B、光通过该物质质溶液的光程长；C、测定该物质质的灵敏度低低；D、测定该物质质的灵敏度高；C、21gT0；D、lgT08.某金属离子X与R试剂形成一有有色络合物，若溶液中中X的浓度为1.0×10-4mol·L-1，用1cm比色皿在525nm处测得吸光度度为0.400，则此络合物物在525nm处的摩尔吸光系数为：：(B)A、4×10-3；B、4×103；C、4×10-4；D、4×104。9.某符合比耳定律律的有色溶液液，当浓度为为c时，其透光光度为T0；若浓度增大大1倍，则此溶液的透光光度的对数为为：(C)。A、T0/2；B、2T0；1210.在吸光光度法法中，透过光光强度（It）与入射光强强度（I0）之比，即It/I0，称为(C)A、吸光度；B、消光度；C、透光度；D、光密度。11.有甲、乙两个个不同浓度的的同一有色物物质水样，用用同一波长进行测定。当当甲水样用1cm比色皿，乙用用2cm比色皿，测定定的吸光度相同同，则它们的的浓度关系是是：CA、甲是乙的1/2；B、甲是乙的4倍；C、乙是甲的1/2；D、乙是甲的4倍。12.用双硫腙光度度法测定Pb2+(其摩尔质量为为207.1g/mol),若50ml溶液液中中,含有有0.1mgPb2+.用1cm比色色皿皿在在520下,测得得透透光光度度为为10%,则此此有有色化化合合物物的的摩摩尔尔吸吸光光系系数数为为()A、1.0×102；B、1.0×103；C、1.0×104；D、1.0×10513、相相同同质质量量的的Fe3+和Cd2+[Ar(Fe)=55.85,Ar(Cd)=112.4]各用用一一种种显显色色剂剂在在同同样样体体积积溶溶液中中显显色色,用分分光光光光度度法法测测定定,前者者用用2cm比色色皿皿,后者者用用1cm比色色皿皿,测得得的的吸吸光光度度相相同同,则两两有有色络络合合物物的的摩摩尔尔吸吸光光系系数数为为()(A)基本本相相同同(B)Fe3+为Cd2+的两两倍倍(C)Cd2+为Fe3+的两两倍倍(D)Cd2+为Fe3+的四四倍倍提示示:A=εFe×2×m/55.85A=εCd×1×m/112.414.某有有色色配配合合物物的的溶溶液液投投射射比比为为T=9.77%,则吸吸光光度度值值lg(1/T)为：：CA，1.0；B，1.01；C，1.010；D，1.010115.比色色分分析析时时,下述述操操作作中中正正确确的的是是()A、比比色色皿皿外外壁壁有有水水珠珠；；B、手捏捏比比色色皿皿的的毛毛面面；；C、用普普通通白白纸纸察察试试比比色色皿皿外外壁壁的的水水；；D、待测测溶溶液液注注到到比比色色皿皿的的三三分分之之二二高高度度处处16.分光光光光度度法法与与普普通通光光度度法法的的不不同同点点是是:CA、测量量范范围围不不同同；；B、检测测器器不不同同；；C、获得得单单色色光光的的方方法法不不同同；；D、光源源不不同同。。17.符合合比比尔尔定定律律的的某某有有色色溶溶液液稀稀释释时时,其最最大大吸吸收收峰峰的的波波长位位置置:(C)A、向向短短波波方方向向移移动动;B、向向长长波波方方向向移移动动;C、不移移动,但高峰峰值降降低;D、不移移动,但高峰峰值增增大