分光光度课件

第7章吸光光度法7.1概述7.2吸光光度法基本原理7.3分析方法和仪器7.4显色反应及影响因素7.5光度分析法的设计7.6吸光光度法的误差7.7吸光光度法的应用吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光度法，属于分子吸收光谱分析方法

基于外层电子跃迁7.1概述吸收光谱发射光谱散射光谱分子光谱原子光谱7.2吸光光度法基本原理一、

吸收光谱产生的原因光谱名称波长范围X射线0.1~10nm远紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可见光400~750nm近红外光0.75~2.5um中红外光2.5~5.0um远红外光5.0~1000um微波0.1~100cm无线电波1～1000m当光子的能量与分子的E匹配时，就会吸收光子

E=hu=hc/l光:一种电磁波,波粒二象性单色光：具有相同能量(相同波长)的光.混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起。例如：CuSO4溶液5吸收黄光透过蓝光白光→人眼CuSO4实验证明：CuSO4溶液浓度越高，对黄色光的吸收越多，表现为透过的蓝色越强，溶液的蓝色也越深。吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小

A～l关系最大吸收波长lmax：光吸收最大处的波长三、一些基本名词和概念lmax对比度(Δl):络合物最大吸收波长(lMRmax)与试剂最大吸收波(lRmax)之差ΔlCr2O72-、MnO4-的吸收光谱300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350原子光谱为线光谱分子光谱为带光谱电子跃迁能级分子振动能级分子转动能级四、朗伯-比尔定律I0=Ir+It+IaI0=It+IaI0IrItIaT=It/I0,

T:透射比或透光度

A=lg(I0/It)＝lg(1/T),

A:吸光度朗伯定律:(1760)A=lg(I0/It)=k1b

当入射光的

,吸光物质的c一定时,溶液的吸光度A与液层厚度b成正比.比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c

当入射光的,液层厚度b一定时,溶液的吸光度A与吸光物质的c成正比.吸光度A、透射比T与浓度c

的关系13AT(%)cA=kbc1.00.80.60.40.2100

80

60

40

20灵敏度表示方法摩尔吸光系数eA=e

bcA=Kbcc:mol/Lε

表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。单位：

(L•mol-1•cm-1)

c:g/LA=abca:吸光系数溶液浓度的测定A＝bc工作曲线法(校准曲线)朗伯-比尔定律的分析应用01.02.03.04.0c(mg/mL)A。。。。*0.800.600.400.200.00Axcx五、吸光度的加和性与吸光度的测量17

A=A1+A2+…+An

用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸收等。方便、灵敏，但准确度差，常用于限界分析。187.3分析方法和仪器一、目视比色法观察方向空白c1c2c3c4二、光电比色法光电比色计结构示意图通过滤光片得一窄范围的光(几十nm)三、

分光光度法和分光光度计21通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光，波长可调,故选择性好,准确度高。光源单色器样品池检测器读出系统1.分光光度计的基本原件常用光源光源波长范围(nm)适用于氢灯185~375紫外氘灯185~400紫外钨灯320~2500可见，近红外卤钨灯250~2000紫外，可见，近红外氙灯180~1000紫外、可见（荧光）能斯特灯1000~3500红外空心阴极灯特有原子光谱激光光源特有各种谱学手段氙灯氢灯钨灯检测器

作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号常用检测器：光电管光电倍增管光二极管阵列光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长1)单光束分光光度计2.分光光度计的基本类型0.575光源单色器吸收池检测器显示7.4显色反应及影响因素要求：a.选择性好b.灵敏度高(ε>104)c.产物的化学组成稳定d.化学性质稳定e.反应和产物有明显的颜色差别(l>60nm)没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定－－显色反应一、

显色反应二、

显色反应的影响因素（显色反应条件）a溶液酸度（pH值及缓冲溶液）影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变Δl

影响待测离子的存在状态，防止沉淀影响络合物组成形式pHλmax(nm)形式pHλmax(nm)H4L+1.2462-465Sn4+1.0530H3L4.8-5.2462,490Ga3+5.0550H2L-8.4-9.0512HL2-11.4-12.0532-538pH对苯芴酮及其络合物的颜色影响b显色剂的用量稍过量，处于平台区c显色反应时间针对不同显色反应确定显示时间显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定d显色反应温度加热可加快反应速度，但易导致许多显色剂或产物分解e溶剂f干扰离子

有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率消除共存离子干扰的方法：提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态选择合适参比

褪色空白(铬天菁S测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰)

选择适当波长（一）、无机显色剂钼酸铵法(测P、Si、W)，过氧化氢法(测V5＋、Ti4＋)（二）有机显色剂（主要使用）1、O，O给电子螯合剂：铬天菁S（CAS）、苯基荧光酮（PF）2、O，N给电子螯合剂：偶氮胂III等三、分光光度法常用的显色剂3、N，N给电子基团：邻二氮杂菲（测Fe）等4、带含硫基团的螯合剂：双硫腙（测Cu、Pb、Zn、Cd、Hg等）7.5光度分析法的设计a

选择合适的入射光波长，无干扰时选择最大吸

收峰波长max。b

确定线性区间。c

控制吸光度读数范围在0.2~0.8之间。d

选择适当的参比溶液进行测量。7.6吸光光度法的误差非单色光引起的偏移物理化学因素：非均匀介质及化学反应吸光度测量的误差

对朗伯-比尔定律的偏移一、非单色光引起的偏移复合光由l1和l2组成，对于浓度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一样，浓度大，复合光引起的误差大，故在高浓度时线性关系向下弯曲。非均匀介质

胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增加，导致线性关系上弯二、物理化学因素离解、缔合、异构等如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42-PAR的偶氮－醌腙式化学反应吸光度标尺刻度不均匀三、吸光度测量的误差A＝0.434

，T＝36.8%

时，测量的相对误差最小A=0.2~0.8,T=15~65%，相对误差<4%

dc/c=dA/A=dT/TlnTEr=dc/c×100％=dA/A×100％=dT/TlnT×100％测量误差公式推导:dA=d(－lgT)=d(－0.434lnT)=－0.434dT/T40A=－

lgT

TlgT最大时，即(TlgT)′=0时误差最小,

算得lgT=－

0.434,

T=36.8%,A=0.434411086420204060800.70.40.20.1AT%Er(36.8)0.434浓度测量的相对误差与T(或A)的关系实际工作中，应控制T在15～65％,

A在0.2～0.8之间

实际工作中为使测量的浓度相对误差较小，吸光度A控制在0.2~0.8之间。措施：

通过富集、稀释和增减比色皿长度，使测量的吸光度范围在0.2~0.8之间。7.7吸光光度法的应用一、

单一组分测定1)金属离子:Fe-Ssal,Ni-丁二酮肟2)蛋白质测定—溴甲酚绿、考马司亮蓝等3)氨基酸测定—茚三酮(紫色化合物)4)水质检测:NH4+、NO2-、Mn2+、Fe2+、Hg2+5)药物含量测定—比吸光系数定量；荷移光谱法测定。二、多组分的测定xl1,eyl1,exl2,eyl2由x,y标液在1,2处分别测得.在1处测组分x,在2处测组分y.b)在1处测组分x;在2处测总吸收,扣除x吸收,可求y.c)x,y组分不能直接测定

A1=exl1bcx+eyl1bcy(在1处测得A1)

A2=exl2bcx+eyl2bcy(在2处测得A2)三、高浓度溶液的示差光度法测定标准溶液：cs待测溶液：cx

cx>csAx=abcx

As=abcs

ΔA=ab(cx–cs)=abΔc操作

以cs（浓度低于未知溶液）为参比溶液，调节T=100%(A=0);

测定一系列浓度高于cs的标准溶液的吸光度A(即ΔA）；以ΔA

～Δc作工作曲线；测定未知溶液的吸光度Ax（即ΔAx

）；

cx

=cs+Δc

原理:参比溶液与未知溶液透光度的比值恒定示差法提高准确度的实质常规法TxT051050100

落在测量误差较大的范围T051050100TrTsTs

落在测量误差较小的范围结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度示差法四、

光度滴定48NaOH滴定对硝基酚pKa=7.15

间硝基酚pKa=8.39pKa=1.24V1V2V(NaOH)/mL对硝基酚间硝基酚酸形均无色.碱形均黄色典型的光度滴定曲线49依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。Vsp滴定剂吸收Vsp被滴物吸收Vsp滴定剂与待测物均吸收Vsp产物吸收五、络合物组成的测定1.摩尔比法:固定cM,改变cR

1:13:1c(R)/c(M)A1.02.03,0

2.等摩尔连续变化法:M:R=1:10.50.33cM/ccM/cM:R=1:200.20.40.60.8100.20.40.60.8