第二节比色法和分光光计分析法演示文稿

第二节比色法和分光光度计分析法演示文稿本文档共58页；当前第1页；编辑于星期六\11点10分优选第二节比色法和分光光度计分析法本文档共58页；当前第2页；编辑于星期六\11点10分与目视比色法相比,光度法的特点:①灵敏度高;10-5~10-6mol/L②准确度较高;③仪器设备较简单,操作简便、快速；④应用广泛。本文档共58页；当前第3页；编辑于星期六\11点10分(2)光的性质和物质的颜色光的性质:光是一种电磁波,具有波粒二象性。光的波动性可用波长来描述,其单位常用纳米(nm)表示,波长越短,能量越高。本文档共58页；当前第4页；编辑于星期六\11点10分具有同一波长的光称为单色光,由不同波长光组成的光称为复合光。本文档共58页；当前第5页；编辑于星期六\11点10分

互补色光:若将两种颜色的光按适当的强度比混合可成白光,那么这两种光称为互补色光。本文档共58页；当前第6页；编辑于星期六\11点10分物质的颜色:

物质对光的吸收是具有选择性的。当一束白光通过溶液时,若溶液对各种色光都不吸收,则白光全部通过,

溶液呈无色透明;若各种色光几乎全被吸收,则溶液呈黑色;若溶液只吸收某种色光,则溶液呈透过光的颜色,也就是说,溶液呈吸收光的互补色光的颜色。本文档共58页；当前第7页；编辑于星期六\11点10分例如,白光通过CuSO4溶液时,溶液颜色为蓝色。本文档共58页；当前第8页；编辑于星期六\11点10分吸收曲线:为了精确表明溶液对不同波长光的吸收情况,可将不同波长的单色光依次通过某一固定浓度的有色溶液,测量该溶液对各单色光的吸收程度,即吸光度,以波长为横坐标,

吸光度为纵坐标作图所得曲线,即为吸收曲线,或称吸收光谱。本文档共58页；当前第9页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第10页；编辑于星期六\11点10分二、朗伯-比尔定律

(1)朗伯-比尔定律透光度(透光率T):吸光度(A):朗伯-比尔定律:本文档共58页；当前第11页；编辑于星期六\11点10分此式表明:当一束平行的单色光通过吸光物质的均匀溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。

K:比例常数,与入射光波长,溶液中吸光物质的本性及溶液的温度有关。本文档共58页；当前第12页；编辑于星期六\11点10分(2)吸光系数当b以cm,c以g/L为单位,K为吸光系数,用符号a表示,单位为L/g·cm

A=abc

当b以cm,c以mol/L为单位时,K为摩尔吸光系数,用符号ε表示,单位为L/mol·cm

A=εbc

a与ε的关系:本文档共58页；当前第13页；编辑于星期六\11点10分比吸光系数():指质量浓度为1%(g/mL),b为1cm时的吸光度值,单位为mL/g·cm

同一物质的ε与之间的关系:本文档共58页；当前第14页；编辑于星期六\11点10分例1一含Fe2+浓度为0.5mg/L的溶液,用邻二氮菲显色测定,吸收池厚度为2cm,在508nm处测得吸光度为

0.19,求其摩尔吸光系数和比吸光系数。本文档共58页；当前第15页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第16页；编辑于星期六\11点10分(3)偏离朗伯-比尔定律的原因标准曲线:根据朗伯-比尔定律,当吸收池厚度不变,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标作图时,应得到一条通过原点的直线,称为校正曲线或标准曲线。本文档共58页；当前第17页；编辑于星期六\11点10分偏离朗伯-比尔定律的主要原因:①定律仅适用于稀溶液②化学变化引起的偏离(正偏离)③非单色入射光引起的偏离(负偏离)本文档共58页；当前第18页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第19页；编辑于星期六\11点10分三.方法和仪器

(1)目视比色法目视比色法:

用眼睛观察比较溶液颜色深度以测量物质含量的分析方法称为目视比色法。本文档共58页；当前第20页；编辑于星期六\11点10分标准系列法的原理:朗伯-比尔定律对标准系列法原理的解释:

A=εsbscs=εxbxcx本文档共58页；当前第21页；编辑于星期六\11点10分标准系列法的优点:①仪器简单,操作简便,适宜于大批试样分析②适宜于稀溶液中微量组分的测定③某些不完全符合朗伯-比尔定律的显色反应,仍可用此法进行测定。标准系列法的缺点:准确度较差。本文档共58页；当前第22页；编辑于星期六\11点10分(2)光电比色法和可见分光光度法①光电比色法的原理:所用仪器为光电比色计。光源→滤光片→一定波长范围的近似单色光→有色溶液→透过光→光电池→检流计的标盘本文档共58页；当前第23页；编辑于星期六\11点10分可见分光光度法所用的仪器称为分光光度计,它是利用分光能力很强的棱镜或光栅的原理,作为单色器,可连续获得不同波长的单色光,其波长范围比用滤光片获得的更窄。因此用分光光度计可连续测量某一定浓度有色溶液在不同波长下的吸光度,从而可得其吸收光谱,通过吸收光谱可选择最适宜的测定波长。本文档共58页；当前第24页；编辑于星期六\11点10分所以分光光度计采用适当的光源和检测器,使测量的范围不只局限于可见光区。如用红外光作为光源成为红外分光光度法;用紫外线作为光源称为紫外分光光度法。本文档共58页；当前第25页；编辑于星期六\11点10分②光电比色计和可见分光光度计的基本部件光源单色器吸收池检测器指示器本文档共58页；当前第26页；编辑于星期六\11点10分a.光源要求:光源须具有足够的辐射强度,

且稳定性好。钨灯是可见分光光度计常用的光源。本文档共58页；当前第27页；编辑于星期六\11点10分b.单色器光电比色计:用滤光片获得单色光。选择滤光片的原则是:滤光片最易透过的光应是有色物质最易吸收的光,即滤光片的颜色与溶液的颜色应为互补色;也可以使用不同的滤光片测量同一有色溶液的吸光度,测得吸光度最大时所用的滤光片就是最适宜的滤光片。本文档共58页；当前第28页；编辑于星期六\11点10分分光光度计:单色器由棱镜或光栅、狭缝和准直镜等部分组成。

棱镜:色散元件,有石英或玻璃两种,它们对不同波长光具有不同的折射率。石英棱镜对紫外光分光效果好,玻璃棱镜对可见光分光效果好,因为玻璃对紫外光有吸收,故不能用于紫外光区。本文档共58页；当前第29页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第30页；编辑于星期六\11点10分

光栅:色散元件,利用光的衍射和干涉原理制成。当白光通过密刻平行条痕的光栅后,将不同波长的光色散成连续光谱。具有波长范围宽、色散均匀、分辨本领高等优点。本文档共58页；当前第31页；编辑于星期六\11点10分c.吸收池(比色皿)

用于盛装被测试液和参比溶液。按制作材料不同分为石英吸收池和玻璃吸收池。本文档共58页；当前第32页；编辑于星期六\11点10分d.检测器作用:是将光强度信号转换为可测电信号,常见检测器有光电池和光电管。光电池:国产581-G型光电比色计及72型分光光度计。本文档共58页；当前第33页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第34页；编辑于星期六\11点10分优点:光电池灵敏度较高,产生的光电池不需要经过放大便可直接用灵敏检流计测量。缺点:光电池经强光照射或连续使用时间过长,易产生“疲劳现象”,导致灵敏度降低,遇此情况,应暂停使用并避光放置,待其复原后再用。本文档共58页；当前第35页；编辑于星期六\11点10分光电管:国产721型分光光度计本文档共58页；当前第36页；编辑于星期六\11点10分e.指示器本文档共58页；当前第37页；编辑于星期六\11点10分(3)常用光电比色计和分光光度计光电比色计:国产581-G型,仪器通常配有红色、绿色、蓝色三块滤光片,其透过光的最大波长分别在650、

530和440mm左右。本文档共58页；当前第38页；编辑于星期六\11点10分可见光光度计:国产721型分光光度计本文档共58页；当前第39页；编辑于星期六\11点10分四、显色反应及其影响因素显色反应:将被测组分转变为有色化合物的反应称为显色反应。显色剂:使被测组分显色的试剂称为显色剂。本文档共58页；当前第40页；编辑于星期六\11点10分(1)对显色反应的要求①选择性好②灵敏度高③有色化合物组成恒定④有色化合物的化学性质稳定⑤显色剂在测定波长处无明显吸收本文档共58页；当前第41页；编辑于星期六\11点10分(2)显色剂显色剂可分为无机显色剂和有机显色剂两大类。由于大多数有机显色剂能与金属离子形成稳定的有特征颜色的螯合物,灵敏度较高,选择性也较好。因此,在比色分析和光度分析中主要选用有机显色剂。本文档共58页；当前第42页；编辑于星期六\11点10分两种常用的有机显色剂：①邻二氮菲其结构式为这是目前广泛用于测定Fe2+的较好的显色剂。先用盐酸羟胺把待测试液中的Fe3+还原为Fe2+,然后在pH5~6的条件下,与邻二氮菲反应,生成稳定的橙红色配合物，配合物的λmax为508nm.反应是特效的,灵敏度也较高，摩尔吸光系数ε为1.1×104L/mol.cm。本文档共58页；当前第43页；编辑于星期六\11点10分②.双硫腙其结构式为本文档共58页；当前第44页；编辑于星期六\11点10分(3)影响显色反应的因素：①显色剂的用量：显色反应表示式:M+RMR(被测组分)(显色剂)(有色配合物)

显色剂的用量应当适宜,其用量是通过实验确定。本文档共58页；当前第45页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第46页；编辑于星期六\11点10分实验方法为：固定被测组分的浓度和其它条件,改变显色剂在溶液中的浓度cR,分别测量吸光度(A),绘制A-cR曲线。本文档共58页；当前第47页；编辑于星期六\11点10分本文档共58页；当前第48页；编辑于星期六\11点10分②溶液的酸度适宜酸度范围确定方法：固定显色剂和被测组分的浓度,

改变溶液的pH值,分别测量吸光度,

绘制A-pH曲线。曲线平坦部分所对应的pH值即为适宜的酸度范围。本文档共58页；当前第49页；编辑于星期六\11点10分③显色时间作吸光度-时间曲线,确定适宜的显色时间。④显色温度⑤溶剂的性质⑥共存离子的干扰及其消除本文档共58页；当前第50页；编辑于星期六\11点10分

消除共存离子干扰的方法：

a.控制溶液的酸度

b.加入掩蔽剂

c.分离干扰离子本文档共58页；当前第51页；编辑于星期六\11点10分五、光度测量条件的选择

(1)选择合适波长的入射光①选被测有色物质的λmax为入射光②如在λmax处显色剂或干扰组分有明显的吸收,则应选灵敏度较低但能避免干扰的适宜波长的光作为入射光。本文档共58页；当前第52页；编辑于星期六\11点10分(2)选择适宜的参比溶液①.当被测溶液、显色剂及所用其他试剂均无色,可用纯溶剂作为参比溶液,称为溶剂空白。②.当显色剂无色而被测试液中存在其他有色离子时,可用不加显色剂的被测试液作为参比溶液,称为试样空白。③.当显色剂或其他试剂有色,可用显色剂或其他试剂作为参比溶液,称为试剂空白。本文档共58页；当前第53页；编辑于星期六\11点10分④.用不含被测组分的试样,在相同条件下与被测试样同时进行处理,测吸光度时以前者所得溶液为参比溶液,称为平行操作空白。如临床上进行某种药物浓度的监测,取正常人血样和