可见分光光度法

广东省精品在线开放课程AnalyticalTestingTechniquesRepository分析检验技术资源库AnalyticalTestingTechniquesRepositoryvisiblespectrophotpmetry可见分光光度法授课专业：

仪器分析Instrumentalanalysis主讲老师：左奇

博士Dr.ZuoQiAnalyticalTestingTechniquesRepository分析检验技术资源库AnalyticalTestingTechniquesRepository一、显色反应三、显色反应中的干扰及消除方法四、测量条件的选择五、单一组分定量测定可见分光光度法二、显色条件的确定六、定性分析七、定量方法八、多组分的定量测定回顾：光谱图与定性分析光谱图：连续的光线入射，测量其吸光度形成谱图定性：不同的基团对特定波长的入射光线有较强的吸收，形成谱图上的特定吸收峰。特点：缺乏精细结构，粗略判断。01234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.20回顾：朗伯-比尔定律与定量分析溶液浓度的测定A＝εbc工作曲线法(校准曲线)光源碘钨灯氘灯单色器测量池参比池样品池光电倍增管数据处理和仪器控制回顾：紫外可见分光光度计的结构第三单元：可见分光光度法学习要求掌握显色反应的选择条件开发新方法验证方法掌握显色反应的干扰因素与消除方法掌握测量条件的确定掌握单组分样品分析方法掌握多组分定量分析方法了解高含量组分的定量分析方法思考：紫外分光光度法——紫外区有吸收，样品溶液为无色紫外分光光度法和可见分光光度法的异同？可见分光光度法——可见光区有吸收，样品溶液为有色问题：许多物质在紫外区没有吸收，本身无色或者颜色很浅，对可见光区不产生吸收或者吸收很小如亚硝酸根离子。如何解决？通过适当的化学处理，是该物质转化为能对可见光产生较强吸收的有色化合物，再进行光度测定。——显色反应一、显色反应氧化还原反应例如：钢中微量锰的测定，Mn2＋不能直接进行光度测定2Mn2＋＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4－

+10SO42-＋16H+将Mn2＋

氧化成紫红色的MnO4－后，在525nm处进行测定。一、显色反应配位反应显色反应的选择

灵敏度高，一般κ>104;选择性好;显色剂在测定波长处无明显吸收,反应生成的有色化合物组成恒定，稳定;显色条件易于控制，重现性好.：：：：助色团－NH，－OH，－X（孤对电子）ne显色剂O生色团：－N＝N－，－N＝O，OC=S,－N（共轭双键）πe无机显色剂p77表2-4有机显色剂p78表2-5多元络合物（略）是由三种或三种以上的组分所形成的络合物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种配位体所组成的三元络合物。三元混配络合物金属离子与一种络合剂形成未饱和络合物，然后与另一种络合剂结合，形成三元混合配位络合物。例如，钒V(V)，H2O2和吡啶偶氮间苯二酚(PAR)形成1:1:1的有色络合物，可用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好。离子缔合物金属离子先与络合剂生成络阴离子或络阳离子，再与带反电荷的离子生成离子缔合物。主要用于萃取光度法。如，Ag+与1，10-邻二氮菲形成阳离子，再与溴邻苯三酚红的阴离子形成深蓝色的离子缔合物。用F-、H2O2、EDTA作掩蔽剂，可测定微量Ag+。

三元胶束配合物金属离子与显色剂形成二元配合物，再加入长碳链的有机表面活性剂。胶束：表面活性剂在一定浓度下，长碳链部分由疏水性而聚集，极性端向外，形成多分子聚集体。增加配合物在水中的溶解度；最大吸收波长向长波方向移动（红移）。特点：水溶性好，灵敏度高。二、显色条件的确定c(R)c(R)c(R)1.显色剂用量（c(M)、pH一定）Mo(SCN)32+

浅红Mo(SCN)5

橙红Mo(SCN)6-浅红Fe(SCN)n3-n2.显色反应酸度（c(M)、c(R)一定）1、酸度不同时，生成配位数不同的不同颜色的化合物：如Fe3+与水杨酸自不同pH条件下，生成配位比不一样的化合物。2、酸度过高时，会降低配合物的稳定性。3、溶液酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。因为多数有机显色剂往往是一种酸碱指示剂。本身颜色随pH变化。2.显色反应酸度（c(M)、c(R)一定）pH1<pH<pH2pH邻二氮菲-铁酸度的影响25℃50℃t/minAc(M)、c(R)、pH一定另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等.3.显色温度及显色时间通过试验测定溶液在某波长下的吸光度随时间变化的曲线，以确定显色反应所需的最佳时间。3．显色温度一般均在室温下进行。显色反应最适宜的温度也是通过实验测定吸光度与温度的变化曲线来选择。要求待测溶液与标准溶液在相同温度下进行测定4．显色时间三、显色反应中的干扰及消除方法Co2+,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(蓝)⑴NaFSCN－Co2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN－测Co2＋

:(掩蔽法)1.化学法pH、掩蔽、氧化还原、分离Co2+,Zn2+,Ni2+,Fe2+

CoR,ZnRNiR,FeRCoR,Zn2+

,Ni2+

,Fe2+

钴试剂RH+测Co2＋:(生成络合物性质不同)消除干扰，也可采取分离法。Fe3+,Cu2+FeSSal（紫红）Cu2+pH=2.5SSal测Fe3＋:(控制pH)2.物理法—选择适当的测定波长515655415500钍-偶氮砷III

钴-亚硝基红盐

AA络合物络合物试剂试剂

/nm

/nm3、选择适当的参比溶液（重点）仅络合物有吸收，溶剂作参比。如phen—Fe2+

标准曲线2.待测液也有吸收，被测液作参比。如测汽水中的Fe3.显色剂或其他试剂也有吸收，空白溶液作参比

例:邻二氮菲光度法测Li2CO3中的Fe，参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂。4.干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时：1）掩蔽被测组分，再加入显色剂，作参比2）加入等量干扰组分到空白溶液中,作参比.

四、测量条件的选择选择波长吸光系数足够大、干扰吸收尽量小选择参比溶液吸光度读数范围0.2～0.8最佳读数范围与最佳值

设：ΔT=1%，则可绘出溶液浓度相对误差Δc/c与其透光度T的关系曲线。如图所示：当：ΔT=1%，T在20%～65%之间时，浓度相对误差较小，即最佳读数范围(吸光度A=0.80～0.20)。可通过改变试样量、稀释溶液或改变比色皿厚度等方法来调节吸光度大小。

可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为：

Tmin＝36.8%,Amin＝0.434

如果光度计读数误差为1％，浓度测量的相对误差小于5％，最佳的吸光度范围在0.2-0.7。这种情况仅是对比较简单的低、中档仪器而言。现在较高档的分光光度计的检测器使用光电倍增管或硅二极管阵列检测器(可使读数误差小于1％)，使得可用透光率范围得到扩展，因此在吸光度高达2.0，甚至3.0时，也可以保证浓度测量的相对误差小于5％。五、单一组分定量测定：

六、定性分析定性依据：

主要根据光谱上一些特征吸收，包括最大吸收波长、最小吸收波长、肩峰、吸收系数、吸光度比值等，特别是最大吸收波长

max及吸收系数

max

，其中

max是鉴定物质的常用物理常数。

六、定性分析方法：

1、比较光谱的一致性(未知试样的鉴定)

⑴两个化合物若是相同，其吸收光谱应完全一致。在鉴定时，试样和标准品以相同浓度配制在相同溶剂中，分别测定吸收光谱，比较光谱图是否一致。

⑵如果没有标准品，也可以和现成的标准品光谱图(有专门杂志收载，常称为标准图谱)相比较。若光谱图一致，那么两者可能是同一物质了。

与标准吸收光谱谱图的比较时注意：相同化学环境与测量条件七、定量方法（重点）：

依据：朗伯-比耳定律

吸光度：A=

bc透光度：-lgT=

bc

1、标准曲线法

在选择的实验条件下分别测量一系列不同含量的标准溶液的吸光度，以标准溶液中待测组分的含量为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到一条通过原点的直线，称为标准曲线，测量待测溶液的吸光度，在标准曲线上就可以查到与之相对应的被测物质的含量。（见右上图）2、标准样品对照法（比较法，标准曲线法简化）

只配制一个标准溶液，在同样测量条件下测量标准溶液及待测样品溶液，吸光度分别为A标和A样，根据比耳定律可得到：

式中：C标是已知的，因此待测样品溶液的浓度C样可计算出来。这种方法的误差比标准曲线法要大些，但不需做标准曲线因而要简便些。该方法只有在测定浓度处于线性范围，且C样与C标大致相当时，才可得到准确结果。八、多组分的定量测定不重叠——在

1处测组分x,在

2处测组分y2.单向重叠——在

1处测组分x;在

2处测总吸收,扣除x吸收,可求y3.双向重叠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)

xl1,eyl1,exl2,eyl2由x,y标液在

1,

2处分别测得8、示差吸光光度法示差分光光度法以一个与被测试液浓度接近的标准溶液显色后作为参比溶液进行测量，从而求得被测物含量的分析方法。比较普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量较高时，需采用示差法。即提高入射光强度，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比溶液。设：待测溶液浓度为cx，标准溶液浓度为CS(CS<CX)。则：Ax=εbCx，As=εbCsΔＡ=Ａx－Ａs=εb(Cx－Cs）=εbΔc测得的吸光度相当于