第六章分光光度法
分析化学-原子吸收与原子荧光
（二） Graphite furnace atomizer 石墨炉原子化器
1. 构造：
2. 分析过程
T
Time drying ashing atomizing cleaning
干燥-----灰化-----原子化----净化
paring with flame atomizer
原子化原理 原子化效率 试样体积 固体进样 灵敏度 重现性 背景干扰 分析速度
1. Hollow cathode lamp
2. Electrodeless discharge lamp
mg MX
400Pa Ar 3 ~ 8 cm
10mm
As, Cd, Pb, Se, Zn, Hg, P, Sn, Te, Tl…...
二、 原子化器 Atomizer
M（* 激发态原子）
MX（试样）
消除方法： 1. 稀释待测溶液 2. 采用标准加入法进行定量 3. 配制与试样溶液物理性质相似的
标准溶液
五、背景吸收 Background absorption
背景吸收包括： 分子吸收、光散射、火焰气体吸收。 背景吸收干扰主要存在于石墨炉原子化器。
减小背景吸收的方法：
减小进样量 增加灰化温度和灰化时间 增加石墨管内气流 采用基体改进剂 (增加共存物的挥发性或 降低待测元素的挥发性）
Characteristics: ☆Sensitivity ☆Selectivity ☆Analysis speed ☆Application:
determination of (metal) elements
§1. 原子吸收光谱法基本原理
一、原子吸收光谱的产生 1.原子能级跃迁 Atomic energy level transition
分光光度法
分光光度法
与不同波长相对应的吸收强度。
如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。
利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。
用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。
上述的紫外光区与可见光区是常用的。
但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。
波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。
、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。
为保证测量的精密度和准确度，所有仪器应按照国家计量检定规程或本附录规定，定期进行校正检定。
基本原理当一束强度为I0的单色光垂直照射某物质的溶液后,由于一部分光被体系吸
收,因此透射光的强度降至I,则溶液的透光率T为:。
分光光度法
基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法，称为吸光光度法。包括：比色法、可见及紫外吸光光度法和红外光谱法。本章重点介绍：可见吸光光度法。在选定波长下，被测溶液对光的吸收程度与溶液中的吸光物质的浓度有简单的定量关系。吸收光波范围是紫外，可见和红外光区。它所测量的是物质的物理性质－物质对光的吸收，测量所需的仪器是特殊的光学电子学仪器，所以光度法不属于传统的化学分析法，而属于近代的仪器分析，这里只是按照我国现行教学习惯把可见光的光度法作为化学分析部分的一章。
(一)朗伯一比耳定律的推导
当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿表面反射。设入射的单色光强度为I0，反射光强度为Ir，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，则它们之间的关系为：
I0=Ir+Ia+It
因为λ射光常垂直于介质表面射λ，Ir很小(约为λ射光强度的4％)又由于进行光度分析时都采用同样质料，同厚度的吸收池盛装试液及参比溶液，反射光的强度是不变的。因此，由反射所引起的误差可校正，抵消。故上式可简化为：
ΔE=hc/λ
这里，ΔE=E2-E1，表示某一能吸级差的能量。由于不同物质的分子其组成与结构不同，它们所具有的特征能级不同，能级差也不同，所以不同物质对不同波长的光的吸收就具有选择性，有的能吸收，有的不能吸收。在电子能级发生变化时,不可避免地也伴随着分子的振动和转动能级的变化.分子光谱又成为带状光谱.
2、溶液有色的原因。
具有单一波长的光称为单色光，在可见光中，通常所说的白光是由许多不同波长的可见光组成的复合光。由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这些不同波长的可见光按照一定的比例混合得到白光。进一步的研究又表明，只需要把两种特定颜色的光按一定比例混合，就可以得到白光，如绿光和紫光混合，黄光和蓝光混合，都可以得到白光。
分光光度法原理
分光光度法原理
分光光度法是一种利用物质对特定波长的光吸收特性进行分析和测定的方法。
该方法利用了物质对特定波长光的吸收现象，通过测量光线通过样品溶液后的光强度的差异来分析溶液中物质的含量或浓度。
分光光度法的原理基于比尔－朗伯定律，该定律认为物质对光的吸收量与光通过物质的路径长度和物质溶液中物质的摩尔浓度成正比。
根据比尔－朗伯定律，光的吸收量与样品中物质的浓度存在线性关系。
通过测量样品溶液对特定波长光的吸收强度，可以推断出溶液中物质的浓度。
分光光度法的实验步骤一般包括以下几个方面：首先，选择适合的波长进行测量，波长的选择要使得被测物质对光的吸收峰值较大；其次，通过一束光线照射样品溶液，光线经过溶液后，通过一个光电传感器测量光线透过样品溶液后的强度；然后，将测得的光强度与参比溶液的光强度（即溶液中被测物质浓度为零时的光强度）进行比较，得到样品溶液中被测物质的浓度；最后，根据相关的浓度与光吸光度定量关系，计算出样品溶液中被测物质的精确浓度。
分光光度法具有灵敏度高、测量范围广、操作简便等优点。
由于可以选择不同波长的光进行测量，在不同波长下对不同物质的测量具有选择性。
这使得分光光度法在许多领域中被广泛应用，如生物化学、药学、环境科学等。
大连理工分析化学课件-第6章 紫外-可见分光光度法
生色团：
最有用的紫外–可见光谱是由π→π* 和 n→π* 跃迁产生的。这两种跃迁均要求有 机物分子中含有不饱和基团。这类含有π键 的不饱和基团称为生色团。简单的生色团 由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、 亚硝基、偶氮基－N＝N－、乙炔基、腈基 －C≡N等。
助色团：
有一些含有n电子的基团(如-OH、-OR、NH2、-NHR、-X等)，它们本身没有生色功 能（不能吸收λ>200 nm的光），但当它们 与生色团相连时，就会发生 n–π共轭作用， 增强生色团的生色能力（吸收波长向长波 方向移动，且吸收强度增加），这样的基 团称为助色团。
电荷转移跃迁在跃迁选律上属于允许跃迁，其摩 尔吸收系数一般都较大（约104），适宜于微量金 属的检出和测定。
电荷转移跃迁在紫外区或可见光呈现荷移光谱， 荷移光谱的最大吸收波长及吸收强度与电荷转移 的难易程度有关。
例：Fe3+与SCN-形成血红色配合物，在490 nm处 有强吸收峰。其实质是发生了如下反应：
分为：光谱分析法和非光谱分析法。
光谱分析法是指在光（或其他能量）的作用下， 通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的 波长和强度来进行分析的方法。 吸收光谱分析 发射光谱分析 分子光谱分析 原子光谱分析
在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法称为吸收光度法，主要有：
红外吸收光谱（IR）：分子振动光谱，吸收光波长 范围2.5～1000 μm ，主要用于有机化合物结构鉴定。
紫外区：氢、氘灯。发射185～400 nm的连续光谱。
基本组成（续）
2、单色器
将光源发射的复合光分解成 单色光并可从中选出任一波 长单色光的光学系统。
色散元件是其核心部分，多采用棱镜或光栅。
仪器分析 第6章 原子吸收分光光度法
(3)火焰： 提供一定的能量使雾滴蒸发，干燥产生气态。
Mx（试样）==Mx（气态）==M（基态原子）+x（气态） 火焰的温度能使分子游离成基态原子即可，不希望离解成
离子，∴要根据元素的性质来选择不同类型的火焰。
2、非焰原子化法： 火焰原子化法缺点：原子利用率低，气流量较大，原子 化效率低等，而非火焰原子化法可提高原子化效率与灵敏度。 （1）石墨炉原子化法： 石墨管5cm长、4mm径、由于试样在容积很小的石墨管
二、原子在各能的分布
在一定火焰下，待测元素的原子不可能全部处
于基态，当热平衡时，基态与激发态原子数目之比
符合玻尔斥曼分布：
Nj N0
gj g0
exp(
E j E0 KT
)
gj—激发态原子统计数量。 go---基态原子统计数量，g=2J+1 Nj/No~T与火焰的温度有关。
例： 2500K 和 2510K 火焰中钠原子激发态 3 2 P3/2 和基态
2 、 Doppler 变宽，热变宽，由原子无规则运动而产生（由
声波引申而来） 例：火车迎面开来，鸣笛声渐响，频率大
火车离我而去，鸣笛声渐粗，频率小
同样，当火焰中的基态原子背向检测器运动时，被检测到 的频率比静止波原发出的频率低——波长红移； 同样，当火焰中的基态原子向着检测器运动时，被检测到 的频率比静止波源发出的频率高——波长紫移。
应控制，当局外元素源子度小时，主要受Doppler效应控制。
由于谱线变宽将使测定灵敏度下降，吸收效率低。是 原子收中值得注意的问题。
四、吸收定律
经推导：A=KNL=K’C（K 原子总数） 吸收度与被测试样中被测组分的浓度成线性关系。（类 似于L-B要求单色光、稀溶液）原子吸收条件。 条件：
仪器分析第六章UVVIS
C
O
CH3
—环己烷 …水
异丙叉丙酮的紫外-可见光谱
二、溶剂极性对吸收光谱精细结构的影响 例如：对称四嗪在不同溶剂中的吸收光谱
Ⅰ：在蒸汽态中 Ⅱ：在环己烷中 Ⅲ：在水中
★
三、正确选择溶剂 溶剂对紫外-可见吸收光谱影响很大，因此选择溶
剂应注意下列要求： 1.对试样有很好的溶解力，且对试样应是惰性的； 2.在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的
二、配位场跃迁
过渡金属离子及其化合物除了电荷迁移跃 迁外，还有配位场跃迁。
配位场跃迁的产生：过渡金属离子配合物 在配体的配位场作用下，5个能量相等的d 轨道或7个能量相等的f轨道裂分成几组能 量不等的d轨道或f轨道，当物质吸收光能 后，处于低能级的d电子或f电子可分别跃 迁至高能级的d轨道或f轨道，产生吸收光 谱。
最大吸收峰所对应的波长λmax是化合物中电 子能级跃迁时吸收的特征波长，对鉴定化 合物尤为重要，与λmax相应的εmax也是定性 和定量分析的另一重要参数。
整个吸收光谱的形状决定于物质的性质， 反映物质分子内部能级分布状况，是物质 定性的依据。
▲
6.2有机化合物紫外—可见吸收光谱
一、有机化合物电子跃迁类型 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电
能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物 质所显示的颜色是吸收光的互补色。
KMnO4的颜色及吸收光谱
▲
6.1 分子吸收光谱基本原理
一、电子跃迁产生紫外—可见吸收光谱 分子和原子一样，也有它的特征分子能级，
这些能级是由分子内部运动决定的。
①价电子的运动
分子内部运动
②分子内原子在平衡 位置附近的振动
使电子从给予体外层轨道向接受体相应的 轨道跃迁产生吸收光谱，此过程又称内氧 化-还原。
分光光度法的概念
分光光度法是一种常用的化学分析方法，它利用物质对光的吸收、反射、散射等特性，通过测量光强度的变化来测定物质的浓度。
这种方法具有灵敏度高、操作简便、适用范围广等优点，因此在化学分析、生物分析、环境监测等领域得到了广泛应用。
分光光度法的原理是，当一束平行光通过某一均匀的溶液时，光线会被溶液中的物质吸收，导致光强减弱。
不同物质对光的吸收能力不同，因此可以通过测量光强度的变化来推算出物质的浓度。
这种方法被称为比色法或吸光光度法。
在分光光度法中，常用的仪器是分光光度计。
分光光度计由光源、单色器、样品池和检测器等部分组成。
光源发出的光线经过单色器后，被分解成不同波长的单色光。
样品池中的溶液会吸收这些单色光，导致光强减弱。
检测器将检测到的光信号转化为电信号，再经过放大和处理后，输出测量结果。
分光光度法的应用非常广泛。
在化学分析中，可以用于测定各种无机和有机化合物的浓度。
在生物分析中，可以用于测定蛋白质、核酸、酶等生物大分子的浓度和活性。
在环境监测中，可以用于测定水体中的重金属离子、有机物、营养物等污染物的浓度。
虽然分光光度法具有许多优点，但也存在一些局限性。
例如，对于某些物质，其吸收光谱可能与其他物质重叠，导致测量结果不准确。
此外，分光光度法只能测定溶液中的物质浓度，而不能直接测定固体样品中的物质含量。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法进行测定。
总之，分光光度法是一种重要的化学分析方法，它通过测量物质对光的吸收和反射等特性来推算出物质的浓度。
这种方法具有灵敏度高、操作简便、适用范围广等优点，因此在化学分析、生物分析、环境监测等领域得到了广泛应用。
同时，也需要根据具体情况选择合适的方法进行测定，以确保结果的准确性和可靠性。
分光光度法原理
分光光度法原理分光光度法是一种常用的分析化学方法，它通过测量样品对特定波长的光的吸收或透射来确定样品中特定物质的浓度。
该方法广泛应用于药品分析、环境监测、食品安全等领域，具有操作简便、准确性高的特点。
分光光度法的原理是基于比尔定律，即溶液中溶质对单色光的吸收与其浓度成正比。
当光线通过溶液时，溶质吸收部分光线，其吸收量与浓度成正比。
通过测量吸收光强度的变化，再根据比尔定律计算出溶质的浓度。
在实际操作中，分光光度法通常使用分光光度计进行测量。
分光光度计通过选择特定波长的光源，使其通过样品溶液，然后测量出射光的光强度。
根据比尔定律，吸光度与浓度成正比，因此可以通过测量吸光度来确定溶质的浓度。
分光光度法的优点在于操作简便、测量速度快、准确度高。
同时，该方法还可以应用于多种溶液和固体样品的分析，具有较强的通用性。
因此，分光光度法在化学分析领域得到了广泛的应用。
然而，分光光度法也存在一些局限性，比如在样品中存在多种吸收物质时，会导致吸收光谱的叠加，难以准确测定各种物质的浓度。
此外，溶液的颜色、浑浊度等因素也会影响测量结果的准确性，需要进行适当的处理和校正。
总的来说，分光光度法是一种重要的分析化学方法，它通过测量溶质对特定波长光的吸收来确定其浓度，具有操作简便、准确度高的优点。
在实际应用中，我们需要充分了解该方法的原理和操作技巧，以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，也需要注意分光光度法的局限性，避免在实际应用中出现误差。
通过不断的学习和实践，我们可以更好地掌握分光光度法，并将其应用于化学分析实践中，为科学研究和工程实践提供有力支持。
分光光度法的原理是什么
分光光度法的原理是什么分光光度法是一种用于测定物质浓度或溶液中某种物质含量的方法，它利用物质对光的吸收或透射特性来进行分析。
这种方法是化学分析中常用的一种定量分析方法，具有灵敏度高、准确度高、操作简便等优点。
分光光度法的原理主要涉及光的吸收、透射和比色原理。
首先，我们来看光的吸收。
当物质处于激发态时，它会吸收特定波长的光，这种吸收是由于物质分子内部的电子跃迁所引起的。
分子吸收光的能力与其分子结构、电子能级、分子振动等因素有关。
根据分子的吸收特性，我们可以利用分光光度法来测定物质的浓度。
其次，光的透射也是分光光度法的原理之一。
当光通过物质时，部分光会被物质吸收，而剩余的光则会透射出来。
透射光强度与物质的浓度成正比，这为我们提供了一种测定物质浓度的方法。
通过测量透射光强度，我们可以推断出物质的浓度，从而实现定量分析。
最后，比色原理也是分光光度法的重要原理之一。
在分光光度法中，我们常常会使用比色皿或比色皿来进行测定。
这种比色皿可以使我们测量样品溶液的吸光度，进而推断出物质的浓度。
比色皿的选择、使用方法和测量条件都会对实验结果产生影响，因此在进行分光光度法分析时需要严格控制这些因素。
总的来说，分光光度法是一种基于物质对光的吸收或透射特性进行定量分析的方法。
它的原理涉及光的吸收、透射和比色原理，通过测量样品溶液的吸光度或透射光强度，我们可以推断出物质的浓度。
分光光度法具有操作简便、准确度高、灵敏度高等优点，因此在化学分析领域得到了广泛的应用。
通过深入了解分光光度法的原理，我们可以更好地掌握这种分析方法，为科研工作和实验室分析提供有力的支持。
第六章-分光光度法
i. 配体→金属电荷转移 ii. 金属→配体电荷转移 iii.金属→金属电荷转移
II.生色团和助色团
生色团：具有π→π*跃迁旳不饱和基团 助色团: 含非键电子旳杂原子基团。 如-NH2, -OH, -CH3…
与生色团相连时，会使吸收峰红移，吸收强度增强
III. 吸收光谱与分子构造：红移和紫移（蓝移）
吸光度标尺刻度不均匀 A＝0.434 ，T＝36. 8% 时，测量旳相对误差最小
A=0.2~0.8, T=15~65%，相对误差<4%
2. 误差旳计算
dc/c= dA/A=dT/TlnT＝0.434 dT/TlgT
6.6 常用旳吸光光度法
1.示差吸光光度法
目旳：提升光度分析旳精确度和精密度 处理高（低）浓度组分（i.e. A在0.2~0.8以外）问题
第六章 吸光光度法
吸光光度法是分子光谱分析法旳一种，又称分光光度法. 属于分子吸收光谱分析措施
基于外层电子跃迁，电子光谱
6.1 吸光光度法基本原理
吸收光谱产生旳原因
光: 一种电磁波
当光子旳能量与分子旳 E匹 配时，就会吸收光子
光谱名称 X射线
远紫外光 近紫外光 可见光 近红外光 中红外光 远红外光
4. 选择检测波长：“吸收最大，干扰最小”原则 5. 选择合适旳浓度：A＝0.2~0.8
测量条件选择
6. 选择参比溶液:试样空白、试剂空白、褪色空白
7. 建立原则曲线
6.5 吸光光度法旳误差
1. 对朗伯－比尔定律旳偏移
➢ 非单色光引起旳偏移 ➢ 物理化学原因：非均匀介质及化学反应 ➢ 吸光度测量旳误差
＝1.96×10-4(g) 已知某钢含镍约0.12％，则应称取试样质量为：
分光光度法
吸收 外观有颜色的药物在可见光区有特征吸收 都可用紫外-可见分光光度法进行分析。
仪器
可见分光光度计
721型分光光度计
仪器
紫外-可见分光光度计
一、基本组成
光源
单色器
样品室
检测器
显示器
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光
把分子吸收能量随波长变化的情况记录下来所得 的图谱为吸收光谱。
利用物质的吸收光谱进行定性、定量及结构分析 的方法称为吸收光谱法, 简称光谱法。
三、光的吸收定律
（一）百分透光率（T）和吸收度（A） 入射光 I0 → 吸收Ia → 透射It
I0 = Ia + It 透光率（描述入射光透过溶液的程度）
一、光的性质与波长范围
光的性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性，即波动性和 粒子性。
光在传播时表现了光的波动性
一定的光波具有一定的波长 、频率 、光速c等 参数来描述:
c=
续前:
波长: 相邻两波峰或波谷之间的距离，波长的单位 可用纳米（nm），微米（um）表示:
1nm=10-3um=10-6mm=10-7cm=10-9m 频率（ ）: 是每秒内光波的振动次数，单位是
A=－lgT=ECL 朗伯-比尔定律适用于无色溶液、有色溶液及气
体和固体的非散射均匀体系。
（三）吸收系数
吸光物质在单位浓度、单位液层厚度时的吸收度。 A
E= CL
当溶液的浓度C的单位不同时，吸收系数的意义和表 示方法也不同，常用的表示方法有两种：
1、摩尔吸收系数：是指在一定波长下，溶液浓度为 1mol/L，液层厚度为1cm时的吸收度，用ε表示。
第六章分光光度法
根据A=Kbc=K ′c
• 测出待测组分的吸光度值A，在标准曲线中查 出对应的浓度c
未知物的 吸光度
未知物的 浓度
46
6.3 光度分析法的误差 P229
6.3.1对朗伯—比耳定律的偏离
物理因素
1.非单色光引起的偏离
A1
a
A2
A3 A4
b
标准曲线
2 1 3
非单色光的影响
v c E hv hc /
3
电磁波谱范围表 P215
光谱名称 波长范围
跃迁类型
分析方法
X 射线 0.1~10nm K 和 L 层电子
X 射线光谱法
远紫外线 10~200nm 中层电子
真空紫外光谱法
近紫外线 200~400nm
价电子 可 见 光 400~750nm
紫外光谱法 可见光度法
32
§6.2 光度分析法的设计 P221
6.2.1显色反应
P221
1.显色反应的选择
a.选择性好,灵敏度高(＞104 )
b.有色化合物的组成恒定
c.有色化合物的性质足够稳定
d.有色化合物与显色剂的颜色差别“对比度” 要大于60nm
△ = maxMR — maxR
33
2.显色剂
P222
• 无机显色剂
30
d．检测器
• 检测器的作用是接受从比色皿发出的透射光并转换 成电信号进行测量。分为光电管和光电倍增管。
• 光电管是一个真空或充有少量惰性气体的二极管。 阴极是金属做成的半圆筒，内侧涂有光敏物质，阳 极为一金属丝。光电管依其对光敏感的波长范围不 同分为红敏和紫敏两种。红敏光电管是在阴极表面 涂银和氧化铯，适用波长范围为625—1 000nm；紫 敏光电管是阴极表面涂锑和铯，适用波长范围为 200—625nm。
分光光度法的原理
分光光度法的原理分光光度法是一种广泛应用于化学分析和生物化学领域的分析方法，它利用物质对光的吸收、散射或透射特性来定量分析物质的含量。
其原理是利用物质对特定波长的光的吸收特性来确定物质的浓度，是一种非常重要的分析方法。
首先，我们来了解一下分光光度法的基本原理。
分光光度法是利用物质对特定波长的光的吸收特性来进行定量分析的一种方法。
当物质处于基态时，它会吸收特定波长的光，使得物质内部的电子跃迁至激发态，这种吸收是有选择性的，只有特定波长的光才能被吸收。
根据比尔-朗伯定律，物质吸收光的强度与物质的浓度成正比，因此可以通过测量吸收光的强度来确定物质的浓度。
其次，分光光度法的原理还涉及到光的衰减规律。
当光通过含有物质的溶液时，部分光会被溶液吸收、散射或透射，导致光的强度减弱。
根据比尔-朗伯定律，溶液中物质的浓度越高，光的衰减越严重，因此可以通过测量衰减后的光强度来确定溶液中物质的浓度。
另外，分光光度法还需要考虑到光的色散效应。
由于不同波长的光在物质中的吸收程度不同，因此需要使用具有一定波长范围的光源，并通过光栅或棱镜将光分解成不同波长的光，然后选择特定波长的光进行测量。
这样可以避免由于光的色散效应而导致的测量误差。
总的来说，分光光度法的原理是基于物质对特定波长光的吸收特性来进行定量分析。
通过测量吸收光的强度、分析光的衰减规律以及考虑光的色散效应，可以准确地确定物质的浓度。
这种分析方法具有灵敏度高、准确性高、操作简便等优点，因此在化学分析和生物化学领域得到了广泛的应用。
在实际应用中，分光光度法可以用于测定各种物质的浓度，如溶液中金属离子、有机物质、生物分子等的含量。
它不仅可以用于定性分析，还可以用于定量分析，具有广泛的应用前景。
综上所述，分光光度法是一种重要的分析方法，其原理基于物质对光的吸收特性来进行定量分析。
通过测量吸收光的强度、分析光的衰减规律以及考虑光的色散效应，可以准确地确定物质的浓度。
这种分析方法具有灵敏度高、准确性高、操作简便等优点，在化学分析和生物化学领域得到了广泛的应用。
第6章分光光度法
K：与吸光物质的性质、入射光波长及温度 有关，称为吸光系数或吸收系数。 与吸光物质的浓度、吸收池的厚度、材料 无关。
K取值与单位取决于c、b的单位：
当 c：mol/L，b：cm ， 用ε表示，摩尔吸收系数 L·mol-1·cm-1
A＝lg(1/T)=κbc 当 c：g/L，b：cm ， 用a表示，吸收系数 L·g-1·cm-1
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material
•选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） •选λmax作为测定波长（Δκ↓，S↑且成线性）
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material
3.由介质的不均匀引起的偏离
朗伯－比耳定律适用于均匀、非散射溶液。 当被测溶液是胶体溶液、悬浊液或乳浊液时， 入射光通过溶液后除一部分被吸收外，还有 一部分因溶液中存在微粒的散射作用而损失， 并使透光度减小。向吸光度轴弯曲-正偏离。
HEBEI NORMAL UNIVERSITY, College of Chemistry & Material Science
S与ε的关系
A=0.001， A = 0.001 = ε bc ，
Cb 0.001
mol/L×cm→(mol/1000cm3)×c
m
故bc为单位截面积光程内的物质量。
S cbM106 1000
S M（gcm2）
S越小，灵敏度越高。
例 已知双硫腙光度法测Cd2+时
ε 520=8.8×104，求桑德尔灵敏度 MCd=112.4
6.分光光度法
第六节分光光度法(一)基础知识分类号：W6-0一、填空题1．分光光度法测定样品的基本原理是利用朗伯—比尔定律，根据不同浓度样品溶液对光信号具有不同的，对待测组分进行定量测定。
答案：吸光度(或吸光性，或吸收)2．应用分光光度法测定样品时，校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的，并通过适当方法进行修正，以消除因波长刻度的误差引起的光度测定误差。
答案：符合程度3．分光光度法测定样品时，比色皿表面不清洁是造成测量误差的常见原因之一，每当测定有色溶液后，一定要充分洗涤。
可用涮洗，或用浸泡。
注意浸泡时间不宜过长，以防比色皿脱胶损坏。
答案：相应的溶剂(1+3)HNO3二、判断题1．分光光度计可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同类型的光度计。
( )答案：正确2．应用分光光度法进行试样测定时，由于不同浓度下的测定误差不同，因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。
一般来说，透光度在20％～65％或吸光值在0.2～0.7之间时，测定误差相对较小。
( )答案：正确3．分光光度法主要应用于测定样品中的常量组分含量。
( )答案：错误正确答案为：分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分。
4．应用分光光度法进行样品测定时，同一组比色皿之间的差值应小于测定误差。
( ) 答案：错误正确答案为：测定同一溶液时，同组比色皿之间吸光度相差应小于0.005，否则需进行校正。
5．应用分光光度法进行样品测定时，摩尔吸光系数随比色皿厚度的变化而变化。
( ) 答案：错误正确答案为：摩尔吸光系数与比色皿厚度无关。
三、选择题1．利用分光光度法测定样品时，下列因素中不是产生偏离朗伯—比尔定律的主要原因。
( )A．所用试剂的纯度不够的影响B．非吸收光的影响C．非单色光的影响D．被测组分发生解离、缔合等化学因素答案：A2．分光光度计波长准确度是指单色光最大强度的波长值与波长指示值。
( )A．之和B．之差C．乘积答案：B3．分光光度计吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标，一般常用标准溶液进行吸光度校正。
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组分的测定，可测10-4～ 10-5 % 的痕量成分。
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§6.1.2光吸收的基本定律
• 1. 朗伯—比耳定律 入射光为平行单色光
P217
透光率 T
db
I 0
It T I0
Ia
b
It
I
Ir
I0 Ia I t
I 0 Ia It Ir
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1.朗伯—比耳定律
I0 A lg Kbc I 吸光度A与溶液的透射比的关系 为 I0 1 A lg lg I T
6
E分子内能=E电子位能+E震动能+E转动能
电子能级1～20eV （可见紫外光谱， 电子光谱） 振动能级0.05～1eV 转动能级＜0.05eV
（红外光谱，分子 的振-转光谱）
7
分子吸收光谱 可见光：400-750nm 单色光：具有同一波长的光 复合光：由不同波长组成的光 白光是一种复合光。 物质的颜色是因 物质对不同波长的 光具有选择性吸收 作用而产生的。
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吸光光度法的特点
P219
• 吸光光度法的特点是：因入射光是纯度较高的单色 光，故使偏离朗伯—比尔定律的情况大为减少，标 准曲线直线部分的范围更大，分析结果的准确度较 高。 • 因可任意选取某种波长的单色光，故利用吸光度的 加和性，可同时测定溶液中两种或两种以上的组分。 由于入射光的波长范围扩大了，许多无色物质，只 要它们在紫外或红外光区域内有吸收峰，都可以用 吸光光度法进行测定。
-1
数
15
吸光系数反应物质对光的吸收能力，
也反应用吸光光度法测定该物质的灵敏度
。在一定的条件下为一常数，同一物质与
不同显色剂生成不同的有色化合物时具有
不 桑德尔灵敏度 S
• 桑德尔灵敏度 S就是规定仪器的检测极限为 A =
0.001时，单位截面积光程所能检测出来的吸光物质
P219
用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质 含量的方法称为目视比色法。 其优点是仪器简单，操作简便，适宜于大批 试样的分析。灵敏度高，因为是在复合光— 白光下进行测定，故某些显色反应不符合朗 伯—比尔定律时，仍可用该法进行测定。其 主要缺点是准确度不高，标准系列不能久存， 需要在测定时临时配制。
S
M
(μ g cm )
2
18
例题 • 已知含Cd 2+浓度为140g.L-1 的溶液，用双硫
腙法测定镉，液层厚度为2cm, 在max=520nm
处测定的吸光度为0.22，计算，摩尔吸光系 数及桑德尔灵敏度S。
19
140 10 6 [Cd ] 1.25 10 112.41
6 2
A cb 0.22 0.22 6 2 1.25 10 8.8 10 L mol cm
4 1 1
112.41 2 S 0 . 0013 μ g cm 4 8.8 10
20
M
§6.1.3 比色法和分光光度法及其仪器 1. 目视比色法
的最低含量，以 μ g.cm-2 表示。由于此时仪器的信 号检测能力已经确定，则S仅与物质的吸光能力有
关，S与 的关系可推导如下：
17
A 0.001; A 0.001 cb 0.001 cb 6 2 cb ;S M 10 (μ g cm ) 1000 0.001 3 S M 10
8
溶液的光吸收曲线 • 物质的颜色与吸收光颜色的关系 互补色光(P354 ) 最大吸收波长 max
吸 收 强 度
P216
max
/ nm
max=525nm
9
物质颜色和吸收颜色的关系
10
11
3.分光光度法的特点 灵敏度高：常用于含量在1%～10-3 %的微量 准确度较高：Et为2～5% 应用广泛 操作简便
波长的电磁波而引起的。原子吸收分光光度法就是
根据原子的这一性质建立起来的。
5
分子吸收光谱 分子吸收光谱比较复杂。这是由分子结构的复 杂性所引起的。图6—1是双原子分子的能级示 意图。从图中可看出，在同一电子能级中有几 个振动能级，而在同一振动能级中又有几个转 动能级。电子能级间的能量差一般为1—20电 子伏特(eV)。因此，由电子能级跃迁而产生吸 收光谱，位于紫外及可见光部分。这种由价电 子跃迁而产生的分子光谱称为电子光谱。
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2.吸光光度法 • 吸光光度法是借助分光光度计来测量一系列标
准溶液的吸光度，绘制标准曲线，然后根据被
测试液的吸光度，从标准曲线上求得被测物质
的浓度或含量。
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• 吸光光度法与目视比色法在原理上并不完全一 样。吸光光度法是比较有色溶液对某一波长光 的吸收情况，目视比色法则是比较透过光的强 度。例如，测定溶液中KMnO4：的含量时， 吸光光度法测量的是KMnO4溶液对黄绿色光 的吸收情况，目视比色法则是比较KMn04溶液 透过红紫色光的强度。
吸光度具有加和性。A = A1 + A2 + A3 + …
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2. 吸光系数、摩尔吸光系数与桑德尔灵敏度 P218
• 吸光系数 a
P218
A=Kbc; A = abc -1 • c — g.L ;b—cm; a 称为吸光系数
• 摩尔吸光系数
A=bc
• c — mol.L ;b—cm; 称为摩尔吸光系
第六章 分光光度法
•要求学生认识物质对光选择吸收的基础；
本章要点
•掌握朗伯—比耳定律是分光光度法的定量依据；
•掌握分光光度法进行定量分析原理和方法； •了解一般分光光度计的构造原理及使用方法。
2
§6-1概述
P215
比色法
吸光光度法 可见自外分光光度法
红外光谱法
1.光的基本性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性
E hv hc /
v c
3
电磁波谱范围表 P215
光谱名称
X 射线
波长范围
0.1~10nm
跃迁类型
K 和 L 层电子 中层电子 价电子
分析方法
X 射线光谱法 真空紫外光谱法 紫外光谱法 可见光度法 近红外光度法
远紫外线 10~200nm 近紫外线 200~400nm 可 见 光 400~750nm 近红外光 0.75~2.5μ m
分子振动 中红外光 2.5~5.0μ m 中红外光度法 远红外光 5.0~1000μ m 分 子 转 动 和 低 位 振 远红外光度法 动 微 波 0.1~ 100cm 分子转动 微波光谱法 无线电波 1~1000m 核磁共振光谱法
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2.吸收光谱的原理
原子吸收光谱 分子吸收光谱
吸收光谱产生的原理
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱。 原子吸收光谱是由原子外层电子选择性地吸收某些