第八章吸光光度法

第八章吸光光度法

白光(太阳光)：由400-760nm波长的各种单色光组成的复合光单色光：单波长的光

肉眼观察到的颜色？

红外区：770nm-1mm可见光区：400-760nm近紫外区：200-400nm远紫外区：10-200nm一吸光光度法的基本原理（一）光知识基础（红光：620～760nm）实验证明：溶液的颜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。——溶液所呈现的颜色是其对不同波长的可见光选择性吸收的结果。互补色光：如果把适当颜色的两种单色光按一定强度比例混合，可以成为白光，这两种颜色称为互补色。

光知识基础

溶液呈现的是与它吸收的光成互补色的光的颜色

一束平行单色光Io照射溶液时，光的一部分被吸收或被器皿的表面反射

，一部分透过溶液It

。透光率T（透光度）：

描述入射光透过溶液的程度，即透过光强度It与入射光强度Io之比，用T表示：

溶液的透光度越大，说明对光的吸收越小，透光度越小，说明溶液对光的吸收越大。吸光度A：描述溶液对光的吸收程度A值越大，溶液中吸光物质对单色光λ的吸收程度越大；反之亦然。

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～λ作图（二）光吸收曲线某溶液的光吸收曲线光吸收曲线的讨论：

1相同浓度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λmax。同一种物质的最大吸收波长相同。2不同浓度的同一种物质，吸光度随浓度增大而增大，在λmax处差异最大，此特性可作为物质定量分析的依据。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。525不同浓度高锰酸钾溶液光吸收曲线3

不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。——定性分析依据MnO4-Cr2O72-（三）光吸收定律

1透光率T与吸光度A

若光全部透过溶液：T＝1（100%），It=I0，A=0若全部被吸收：T＝0（0%），It=0，A=∞

吸光度A与透光度T的关系:

A＝－lgT

2朗伯—比耳定律布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)：A∝b（液层厚度）1852年比耳(Beer)：A∝c

（溶液浓度）

二者的结合称为朗伯—比耳定律。2朗伯—比耳定律

朗伯—比尔定律(只适用于稀溶液)

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：A=KbcA：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；

b：液层厚度(光程长度)

c：溶液的浓度；

K：吸光系数，表示物质对光的吸收能力,（与入射光的波长、物质性质、溶液温度有关）根据朗伯—比尔定律，溶液在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系，因此可以利用溶液的吸光度求出浓度。

——朗伯—比耳定律只适用于稀溶液（0.01mol/L以下）非单色光或溶液浓度太高等原因均可能引起朗伯－比耳定律的偏离。A=Kbc二吸光光度法

比色分析法：利用比较溶液颜色的深浅来测定物质浓度的方法称为比色分析法。(可见光)分光光度法：若使用分光光度计进行分析测定称为分光光度法。吸光光度法吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。

（一）比色分析法

（包括目视比色法和光电比色法）标准系列法（常用）：比色管目视比色法特点a.利用自然光，目测，方法简便，无需特殊仪器;b.比色管液层厚，灵敏度较高;c.准确度低（与分光光度法相比）;d.不可分辨多组分.（二）分光光度法（1）工作曲线法（标准曲线法）（2）标准试样计算法或比较法（3）计算分光光度法

——多组分的定量方法（了解）1测定方法

先配制一系列标准溶液，在最大吸收波长处，测出它们的吸光度（分光光度计）。cA标准工作曲线图Axcxc1c2c3c4c5A1A2A3A4A5（1）工作曲线法

作图，得到一条直线，称为标准曲线或工作曲线，同条件测未知液的吸光度，从标准曲线上查出未知液的浓度。例：磺基水杨酸分光光度法测定铁的含量

不同浓度标准铁（Fe3+）溶液加入有关试剂后（在pH8～11的氨性溶液中→黄），（420nm）测得吸光度。0.02.04.06.08.010.012.00.0000.0970.2000.3040.4080.5100.613空白液调零，相同条件下，测得试样溶液的吸光度为0.413，求试样溶液中的铁含量。(用作图纸或用回归直线方程进行计算)标准铁溶液浓度（µg/mL）吸光度（2）标准试样计算法或比较法（对照法）A标＝K标·b标·

c标A样＝K样·b样·

c样因是同种物质，同台仪器，相同厚度吸收池及同一波长测定，故：K标＝K样，b标＝b样:

注：为了减少误差，比较法配制的标准溶液浓度常与样品溶液的浓度相接近。用分光光度法测铁，在一定条件下测得浓度为4.0mg/mL铁标准溶液的吸光度为0.400。在同样条件下，测得试样的吸光度为0.385，试求试样的铁含量为多少？2分光光度法特点分光光度计入射光为单色光灵敏度高准确度较高可同时多组分测定而无需分离可以测无色物质（三）分光光度计722型分光光度计可见分光光度计：721、722、723（可见光区：400－760nm）紫外－可见分光光度计：751、752、754、UV2501等（近紫200－400nm）（主要用于测物质含量。)红外分光光度计（红外区），(一般用于有机物结构分析。)基本组成1光源

在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯。紫外区：氢、氘灯。

将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任何波长单色光的光学系统。滤光片分光棱镜（折射）光栅（衍射和干涉）

2单色器棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝白光红紫λ1λ28006005004003吸收池（样品室）

样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4检测器利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，并转化为吸光度。常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5结果显示记录系统

检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理注：普通分光光度计使用的A值最适宜读数范围为0.2～0.8（考虑到仪器透光度读数误差）几种光路类型的

紫外－可见分光光度计分类：

1单波长分光光度计：单光束分光光度计双光束分光光度计

2双波长分光光度计双光束分光光度计光源单色器参比溶液检测器样品溶液特点：对参比信号和试样信号的测量几乎是同步进行的，补偿了光源和检测系统的不稳定性。同步旋转镜调制器双波长分光光度计

光源单色器单色器切光器吸收池检测器λ1λ2特点：采用双单色器，可通过波长选择校正背景吸收，适用于混浊液和多组分定量分析。三显色反应和测量条件的选择使试样中的待测物与化学试剂（显色剂）作用生成有色化合物的反应叫显色反应。

mX＋nR＝XmRn

（待测物）

（显色剂）

（有色化合物）

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。

（一）显色反应影响显色反应的因素(1)显色剂用量（2）溶液的酸度（3）显色时间（4）显色温度（5）溶剂（6）共存干扰离子的影响（二）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（灵敏度高）（也可考虑灵敏度较低但干扰较少的波长）2参比溶液的选择（考虑因素：样液、显色剂、加入的其他试剂是否有干扰）（1）溶剂空白——蒸馏水（2）试样空白——样液+蒸馏水（3）试剂空白——显色剂+试剂+蒸馏水3吸光度测量范围的控制适宜读数：0.2~0.8控制手段：（1）选择合适的比色皿厚度（2）调整试样溶液的浓度四吸光光度法的应用1微量磷的测定原理：磷酸盐＋钼酸铵酸性溶液磷钼酸（黄色）磷钼酸还原剂（Sncl2或抗坏血酸）磷钼蓝（蓝色）（690－700nm）步骤：含磷标准溶液→显色→比色（测吸光度）→绘制标准曲线被测液→显色→比色（测吸光度）

→查曲线，计算邻菲啰啉分光光度法测定水中微量铁（国标法）Fe2++邻菲啰啉（pH＝2~9）→→橙红色配位化合物（510nm处，吸光度与浓度呈线性关系）该法选择性高，大部分金属离子不影响，若待测液中含有Fe3+离子，则可预先用还原剂还原，测定Fe2+和Fe3+总量。2微量铁的测定通常测定时用缓冲溶液将pH调到5，减少干扰第八章要求掌握知识点1复合光与单色光、可见光波长范围、物质呈现颜色的原因、互补光。2光吸收曲线要点、最大吸收波长3朗伯－比耳定律的理解：

A=Kbc＝－lgT

吸光系数的物理意义和影响因素4分光光度计组成：光源、单色器、吸收池、检测器、数据显示。5标准曲线法的理解与应用（实验的理解）(1)人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是A400~760nmB200~320nmC200~780nmD200~1000nm(2)有色物质溶液呈色的原因是:A.吸收可见光

B.选择吸收紫外线

C.选择吸收可见光

D.选择吸收红外线思考(3)符合比尔定律的一