第1-2节吸光光度法的基本原理
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光吸收的基本定律
色皿，所测得的吸光度
单位
L/g·cm
L/ mol ·cm
某有色溶液在某一波长下用2cm吸 收池测得吸光度为0.750，若改用 1cm吸收池，则吸光度为（）
例 ： 已知含[Fe2+]=500μg/L的溶液，当用邻二氮
杂菲为显色剂测定铁时，用2cm比色皿，在波长 508nm处测得吸光度A为0.19。请计算铁的摩尔吸 光系数。
解： Ar Fe 55.85g / mol
[Fe 2+ ] = 500 ×10-6 = 8.9 ×10-6 mol • L-1 55.85
A = κbc
∴κ
=
A cb
=
0.19 8.9 ×10-6
×2
=
1.1×104 L
•
mol-1
•
cm -1
d. 在同一波长下，各组分吸光度具有加和性；
A总=组分测定
20.3.4
5
3. 吸光系数的二种表示形式
A=abc
吸光系数a
A= bc
摩尔吸光系数
意义 浓度为1g·L-1的溶液，在 浓度为1mol·L-1的溶液，
某波长时，用1cm的比色 在某波长时，用1cm的比
皿，所测得的吸光度
物理意义：
当一束单色光平行照射并通过均匀的、非散射的吸光 物质的溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚 度b的乘积成正比。
A、T% 和c 的关系
A= Kbc - lgT% = A
= abc
A、T% 、c 。
2. 朗伯-比尔定律的适用条件
a. 入射光是单色光；
b. 溶液是稀溶液（ 浓度增大，分子之间作用增强）； c. 该定律适用于固体、液体、气体样品；
吸光光度法-原理介绍PPT
2、摩尔吸光系数ε的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变。在温度和波 长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关；
（3）可作为定性鉴定的参数； （4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸 收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示。εmax表明了该 吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质
1.显色剂用量
吸光度A与显色剂用量CR 的关系会出现如图所示的几种 情况。选择曲线变化平坦处。
2.反应体系的酸度
在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件 下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且 恒定的平坦区所对应的pH范围。
3.显色时间与温度
实验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定，
三、共存离子干扰的消除
(4)不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性 可作为物质定量分析的依据。 (5)在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以 测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波 长的重要依据。
二、光的吸收定律 1.朗伯—比耳定律
•
布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和
应控制A：0.2~0.8之间。控制方法：
吸收曲线的讨论：
（1）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 （2）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。（动画）
吸收曲线的讨论：
(3)吸收曲线可以提供物质的 结构信息，并作为物质定性 分析的依据之一。
第一节 吸光光度法的基本原理第二节 光吸收的基本定律第三节 吸光
要依据。
第二节 光吸收的基本定律
一、Lambert-Beer 定律 二、偏离 Lambert-Beer 定律的原因
一、Lambert-Beer 定律
吸光度和透光率的定义分别为：
A def lg I0 I
T def I I0
吸光度与透光率的关系为：
A =－lgT
1760 年， Lambert 指出：一束平行单色光通 过有色溶液后，光的吸收程度与溶液液层的厚度 成正比。
吸光度与显色剂用量的关系
2. 溶液的酸度 溶液的酸度对显色反应的影响主要表现在
以下三个方面： （1）溶液的酸度对被测组分存在状态的影
响： 大多数被测金属离子易水解，当溶液 pH 增大时，可能生成各种类型的氢氧基配合物， 甚至生成氢氧化物沉淀，使显色反应不能进行 完全。
（2）溶液的酸度对显色剂的平衡浓度和颜 色的影响：大多数显色剂是有机弱酸或有机弱 碱，当溶液的 pH 变化时，将影响显色剂的平 衡浓度，并影响显色反应的完全程度。另外， 有一些显色剂本身就是酸碱指示剂，它们在不 同 pH 的溶液中具有不同的结构，而产生不同 的颜色，所以对显色反应也有影响。
（3）仪器设备简单，操作简便、快速，选 择性好。由于新的显色剂和掩蔽剂不断发现， 提高了选择性，一般不需分离干扰物质就能进 行测定。
（4）应用广泛。几乎所有的无机离子和具 有共轭双键的有机化合物都可以直接或间接地 用吸光光度法进行测定。
第一节 吸光光度法的基本原理
一、光的基本性质 二、物质对光的选择性吸收 三、吸收曲线
三、吸收曲线
如果将不同波长的光通过一定浓度的某一溶 液，分别测定溶液对各种波长的光的吸光度。以 入射光的波长 λ 为横坐标，相应的吸光度 A 为 纵坐标作图，可得到一条吸光度随波长变化的曲 线，称为吸收曲线或吸收光谱。
第二节 光吸收的基本定律
一、Lambert-Beer 定律 二、偏离 Lambert-Beer 定律的原因
一、Lambert-Beer 定律
吸光度和透光率的定义分别为：
A def lg I0 I
T def I I0
吸光度与透光率的关系为：
A =－lgT
1760 年， Lambert 指出：一束平行单色光通 过有色溶液后，光的吸收程度与溶液液层的厚度 成正比。
吸光度与显色剂用量的关系
2. 溶液的酸度 溶液的酸度对显色反应的影响主要表现在
以下三个方面： （1）溶液的酸度对被测组分存在状态的影
响： 大多数被测金属离子易水解，当溶液 pH 增大时，可能生成各种类型的氢氧基配合物， 甚至生成氢氧化物沉淀，使显色反应不能进行 完全。
（2）溶液的酸度对显色剂的平衡浓度和颜 色的影响：大多数显色剂是有机弱酸或有机弱 碱，当溶液的 pH 变化时，将影响显色剂的平 衡浓度，并影响显色反应的完全程度。另外， 有一些显色剂本身就是酸碱指示剂，它们在不 同 pH 的溶液中具有不同的结构，而产生不同 的颜色，所以对显色反应也有影响。
（3）仪器设备简单，操作简便、快速，选 择性好。由于新的显色剂和掩蔽剂不断发现， 提高了选择性，一般不需分离干扰物质就能进 行测定。
（4）应用广泛。几乎所有的无机离子和具 有共轭双键的有机化合物都可以直接或间接地 用吸光光度法进行测定。
第一节 吸光光度法的基本原理
一、光的基本性质 二、物质对光的选择性吸收 三、吸收曲线
三、吸收曲线
如果将不同波长的光通过一定浓度的某一溶 液，分别测定溶液对各种波长的光的吸光度。以 入射光的波长 λ 为横坐标，相应的吸光度 A 为 纵坐标作图，可得到一条吸光度随波长变化的曲 线，称为吸收曲线或吸收光谱。
分析化学(第四版_高职高专化学教材编写组) 第九章 吸光光度法
第二节 吸光光度法的基本原理
一、物质对光的选择性吸收
（一）光的基本特性 1.电磁波谱：光是一种电磁波
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
光
2.可见光、单色光和互补色光
物质呈现不同的颜色其本质是对光的选择性吸收；
颜色深浅随浓度而变化是对光的吸收程度不同。
通过比较溶液颜色的深浅来测定物质的含量的方法，称为 目视比色法。
目前普遍采用分光光度计测量吸光度以代替比较颜色深浅， 应用分光光度计的分析方法称为分光光度法。 分光光度法根据物质对不同波长的单色光的吸收程度不同
进行定性和定量分析。按照研究的波谱区域不同，可分为：
分光光度法
紫外分光光度法——200-400nm
可见分光光度法—— 400-780nm 红外分光光度法——780-3.0×104nm
吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的 分析方法。
吸光光度法
比色分析法 分光光度法
二、吸光光度法特点
理解分光光度计的基本结构和工作原理。
掌握定量分析方法和测量条件的选择。
能力目标 能绘制吸收曲线。 能正确选择显色条件和光度测量条件。 能应用吸光光度法对样品中的微量成分进行定量分析。
知识回顾
前面所学滴定分析和质量分析都属于化学分析法，适用于 含量高于1%常量组分的测定，测定结果的相对误差可控制在 0.2%以内。但不宜测定含量低于1%的微量成分。 实例：含Fe约0.05%的样品 称0.2 g试样, 则mFe≈0.1 mg
原子吸收分光光度法
解：已测得 s'(Cu2） 0.08mg/ L，s'(Mg2) 0.06mg/ L
原子吸收的适宜吸光度A： 0.15-0.6
c1
s' 0.15 0.0044
34 s'
2.72mg / L
s' 0.6 c2 0.0044 136 s' 10.88mg/ L
Cu2+较适宜的测定范围c：2.7-10.9mg/L,上述所得
第十三章 原子吸收分光光度法
第一节 概述 第二节 原子吸收分光光度法的基本原理 第三节 原子吸收分光光度计 第四节 实验方法
第一节 概述（generalization）
原子吸收分光光度法： 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射 下，原子外层电子对光的特征吸收的现象所 建立的方法 。
特点： (1) 检出限低，10-9-10-12 g·mL-1； (2) 准确度高，1%-5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）
单位mg/L
检出限越低，仪器的性能越好，对元素的检出能 力越强。
四、 定量分析方法
1.校准曲线法 配制一系列不同浓度的标
准溶液，由低到高依次测定 ，将获得的吸光度A对应于浓 度作校准曲线，在相同条件 下测定试样的吸光度A，从校 标准曲线上查出对应的浓度 值。
或由标准溶液吸光度和浓度计算出 线性方程，将测定试样的吸光度A数 据带入方程中计算。
消除：加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制 待测元素的电离。 例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离。
（三）、化学干扰
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学 缓冲剂来抑制或减少化学干扰： （1）释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物使 待测元素释放出来。
原子吸收分光光度法的基本原理
原子吸收分光光度法的基本原理原子吸收分光光度法是一种利用原子对特定波长的光的吸收量来测量样品中特定元素浓度的分析方法。
其基本原理如下：1. 原子的能级结构：原子吸收分光光度法是基于原子的能级结构进行的。
原子在基态下，电子处于最低能量的能级，称为基态。
当外界能量作用于原子时，电子可以吸收这些能量，跃迁到较高的能级，形成激发态。
激发态是不稳定的，电子会迅速返回到基态并释放能量。
2. 吸收光谱：每个元素的原子有特定的能级结构和能级间的跃迁能量。
根据波尔定律，原子吸收特定波长的光，与波长的倒数成正比。
当特定波长的光通过样品中的原子时，原子会吸收与其能级结构匹配的能量，使得光减弱。
3. 法则兰伯特-比尔法：根据法则兰伯特-比尔法（Lambert-Beer's law），吸收光的强度与溶液中溶质浓度成正比。
即吸光度与浓度之间存在线性关系。
基于以上原理，原子吸收分光光度法一般的操作步骤如下：1. 选择适当的光源：根据待测元素的波长，选择适当的光源。
常用的光源有中空阴极灯或者激光。
2. 校准仪器：使用标准溶液，根据波尔定律建立标准曲线，确定吸光度与浓度之间的关系。
3. 准备样品：将待测样品溶解成适当浓度的溶液，并进行必要的预处理，如稀释、酸化等。
4. 进行测量：将样品溶液放入原子吸收光度计中，选择特定波长的光线照射样品，测量吸光度。
5. 计算浓度：根据标准曲线和测得的吸光度，计算样品中待测元素的浓度。
原子吸收分光光度法具有高选择性、高灵敏度和广泛的应用范围，可以用于分析各种样品中的多种元素。
继续分析原子吸收分光光度法的基本原理：6. 原子吸收：样品中的原子处于基态时，吸收特定波长的光。
这些波长通常与原子的特定能级跃迁相对应。
当光通过样品时，一部分光被吸收，而未被吸收的光通过。
吸收的光量与原子的浓度成正比，即浓度越高，吸收越多。
7. 比色效应：通过测量样品中的吸光度来评估原子吸收量。
吸收光通过进入光电检测器，将其转化为电信号。
分析化学第九章吸光光度法
3. 分光光度计及其基本部件：
光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显
（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或 氘灯：紫外 160－350nm （2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。 b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃 棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200 条/mm, 衍射、干涉原理。
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱 单色 单一波长的光 光 光 复合光 由不同波长的光组合而成的光
两种不同颜色的单色光按一定的强度比 光的互补 例混合得到白光，那么就称这两种单色 光为互补色光
光的互补示意图
KMnO4溶液的 吸收曲线 (cKMnO4:a<b<c <d)
分子、原子、离子具有不连续的量子化能级，仅 能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n因为不同物质微粒的结构不同， 共有不同的量子化能级，其能量差也不相同,因此 对光的吸收具有选择性。若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ，测量不同 λ下的 A ，以吸光 度 A 对吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线， 即吸收光谱。 初步定性分析：不同物质吸收曲线的形状与最大 吸收波长不同。 定量分析：不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C ↑而增大，吸收曲线是吸光光度法中选择测 定波长的主要依据。
3.温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下 进行。 4.溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高 显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42－在水中大 部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。
5.显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。
6.干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物， 正干扰；生成无色络合物，负干扰。 干扰的消除：
第七章 吸光光度法
2、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度相 等的两束光，一束通过参比池，一束通过样 品池。光度计能自动比较两束光的强度，此 比值即为试样的透射比，经对数变换将它转 换成吸光度并作为波长的函数记录下来。 双光束分光光度计一般都能自动记录吸 收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比
池和样品池，还能自动消除光源强度变化所 引起的误差。
-6
-3
-3
3. 偏离朗伯比尔定律的原因
吸光光度法的步骤： （1）配制标准系列溶液
（2）显色
（3）测定其吸光度值
（4）作 A ~ C工作曲线 有时又叫作标准曲线
（5）测样品的吸光值 样品的吸光值为 Ax
（6）通过标准曲线上求得样品的浓度 C
工作曲线 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 浓度(mg/L) 1.5 y = 0.5837x + 0.0005 R 2 = 0.9996 系列1 线性 (系列 1)
第三节 紫外和可见分光光度计
一、主要部件的性能与作用 基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统 ↑ 样品
1
光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源用于可见光区，如钨灯和 卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如 氢灯和氘灯。
2 单色器
单色器的主要组成：入射狭缝、出射 狭缝、色散元件和准直镜等部分。
第一节 概述
当光与某种物质溶液或蒸气相互作用时，由 于物质对某些波长的光的吸收，使得某些波长的 光强度减弱，减弱的程度与该物质含量呈现一定 量的关系，利用该方法进行分析被称为吸光光度 法。 比色法 （用眼睛比色） 根据分析方法分为： 分光光度法（用分光光度计分析）
第八章 吸光光度法
第四节 吸光度测量条件的选择
一、入射光波长的选择
吸收大，灵敏度高 1、原则： 对朗伯-比尔定律偏离小 一般选λ max处 如有干扰，要避开。 “吸收最大，干扰最小”。
选500nm进行测定 选520nm进行测定
2013-7-14
二、参比溶液的选择 显色剂、其他试剂均无色时 用蒸馏水作参比； 显色剂有色、其他试剂无色时 用同样浓度的显色剂作参比； 显色剂无色、其他试剂有色时 用其他试剂作参比； 显色剂、其他试剂均有色时 用不加待测离子的试剂和显色剂混合溶液作参比。
二、光吸收的基本定律（朗伯-比尔定律） 1、透光率和吸光度 透光率 T 取值为0.0 % ~ 100.0 % 全部吸收 T = 0.0 % 全部透射 T = 100.0 % 吸光度 A lg T A 取值为0 ~ +∞ 全部吸收 A = + ∞
2013-7-14
全部透射
A=0
2、朗伯-比尔定律 当单色光通过均匀的溶液 时，吸光度与溶液的浓度 和液层的厚度成正比。 表示为：A=Kbc A——吸光度 光度法定 K——比例常数 量的依据 b——液层厚度，比色皿 厚度 c——溶液浓度 单色光 2013-7-14 均匀溶液
2013-7-14
2、单色器
作用：将光源发出的复合光转变为所需波长的单色光。 分为棱镜和光栅两种。
2013-7-14
光栅的分辨率比棱镜大， 可用的波长范围也较宽。
3、吸收池（比色皿）
作用：用来盛放待测溶液。 光学玻璃制成的无色透明的长方体容器，规格 有0.5，1.0，2.0，5.0cm等。
2013-7-14
显色反应及显色条件的选择
将待测组分转变为有色化合物的反应。 与待测组分形成有色化合物的试剂。
吸光光度分析
吸光光度分析法基于物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法，称为吸光光度分析法。
本章重点讨论可见光区的吸光光度分析。
第一节吸光光度分析概述吸光光度分析法(absorption spectrophotometry)，包括比色分析法、可见分光光度法、紫外分光光度法和红外分光光度法等。
与经典的化学分析方法相比，吸光光度法具有以下几个特点：1．灵敏度高吸光光度法主要用于测定试样中微量或痕量组分的含量。
测定物质浓度下限一般可达10—5～10—6 mol·L—1，若被测组分预先加以富集，灵敏度还可以提高。
2．准确度高比色法测定的相对误差为5%～10%，分光光度法测定的相对误差为2%～5%，完全可以满足微量组分测定的准确度要求。
若采用精密分光光度计测量，相对误差可减小至1%～2%。
3．仪器简便，测定速度快吸光光度法虽然需要用到专门仪器，但与其它仪器分析法相比，比色分析法和分光光度法的仪器设备结构均不复杂，操作简便。
近年来由于新的高灵敏度、高选择性的显色剂和掩蔽剂的不断出现，常常可以不经分离而直接进行比色或分光光度测定，使测定显得更为方便和快捷。
4．应用广泛吸光光度法能测定许多无机离子和有机化合物，既可测定微量组分的含量，也可用于一些物质的反应机理及化学平衡研究，如测定配合物的组成和配合物的平衡常数，弱酸、弱碱的离解常数等。
第二节吸光光度分析的基本原理一、溶液的颜色和对光的选择性吸收1．光的基本性质光是一种电磁波。
电磁波范围很大，波长从10—1 nm～103 m，可依次分为X–射线、紫外光区、可见光区、红外光区、微波及无线电波，见表8—1。
表8-1电磁波谱区域λ/ nmX –射线10-1～10远紫外光区10～200近紫外光区200～400可见光区400～760近红外光区760～5×104远红外光区5×104～1×106微波1×106～1×109无线电波1×109～1×1012注：1 m = 109 nm人的眼睛能感觉到的光称为可见光(visible light)。
吸光光度分析的基本原理
弯曲，这是因[ Cr2O]72−
较低时，上述平衡右
浙 江
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ移，使[ CrO ]4−增大，
师 范
而
[
Cr
2
O
2 7
−
降] 低。
大
学
仪 器
[Cr2O72− ]
分
平衡效应的影响
析
②酸效应
被测组分通过显色反应，生成一种吸光物质，而溶
液的酸度往往会影响吸光物质的产生、分解和性质，
而使吸收曲线的形状和最大吸收波长发生变化，从而 导致对朗伯—比耳定律的偏离。
浙 江
T = It I0
师
显然，T越大，说明对光的吸收越弱；相
范 大 学
反，T越小，对光的吸收越强。实验证明，溶 液对光的吸收程度与溶液的浓度、液层的厚
仪
度及入射光的波长等因素有关，若何持入射
器
光波长一定，光的吸收程度与溶液浓度及液
分 析
层厚度有关。
1. 朗伯定律
♦ 设某一波长的单色光，
通过液层厚度为b的均
仪 器
重要标志。
分 析
ε >104 L/ mol.cm —灵敏 ε <103L/mol⋅cm—不灵敏
桑德尔（Sandell）灵敏度
当产生0.001的吸光度时对应的单位截面 积光程内吸光物质的量（μg/cm2）
即：A=0.001=εb C
b ⋅C = 0.001 → cm× µg / cm3 ε
浙 江
+ε2
)bc
= 1 lg
I
2 0
2 I1 ⋅ I2
A平与吸光物质的浓度和液层厚度的乘
浙 江 师 范
积成正比，即依然符合L-B定律，只不过
分析化学-原子吸收分光光度法
非吸收线干扰是一种背景吸收（background absorption）。
现象：
原子化过程中生成的气体分子、氧化物、盐类等对共振线 的吸收及微小固体颗粒使光产生散射而引起的干扰。
消除方法：
邻近线法、连续光源（在紫外光区通常用氘灯）法、塞 曼（Zeeman）效应法等。
化学干扰 （chemical interference）
∝ 基态原子数N
这是原子吸收法的重要理论基础，如能准确测量积分吸 收，即可求得原子浓度。
峰值吸收法 (peak absorption)
采用锐线光源，通过测定吸收线中心频率的峰值吸收系 数计算待测元素的原子数。
2 ln2 2 ln 2 K K d ν KN K0～N 0 ν Δ ν π ν π
原子从基态激发到能量最低的激发态（称为第一 激发态），为共振激发，产生的谱线称为共振吸 收线。 共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。常用元 素最灵敏的第一共振吸收线作为分析线。原子吸收 线一般位于光谱的紫外区和可见区。
原子在各能级的分布
理论研究和实验观测表明，在热平衡状态时，激发态原子数 Nj 与基态原子数No的关系可用玻尔兹曼 （Boltzmann）方程表示
压力变宽(pressure broadening)
由于吸光原子与蒸气原子相互碰撞而引起能级稍微变 化，发射或吸收光量子频率改变而导致的变宽。
• 赫鲁茲马克变宽（Holtsmark broadening， ν R ） 又称共振变宽，同种原子间碰撞引起的谱线变宽，它随 试样原子蒸气浓度增加而增加。
检测器的作用是将单色器分出的光信号进行 光电转换，常用光电倍增管。
原子吸收分光光度计的类型
原子吸收分光光度法
是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上 两点之间频率或波长的距离。
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类 是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外 界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。
整理课件
5
第一节 基本原理
• 二、原子吸收光谱的测量 1，积分吸收 在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸 收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能 量。若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但 是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分 辨率非常高的色散仪器。
最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下， 激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以
忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。
一、原子吸收光谱轮廓
原子吸收光谱线有一定宽度。一束不同频率强度为I0的
整理课件
3
第一节 基本原理
平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过
（一）火焰原子化器
火焰原子化法中，常用的是预混合型原子化器，它是由雾化器、 雾化室和燃烧器三部分组成。用火焰使试样原子化是目前广泛应用 的一种方式。它是将液体试样经喷雾器形成雾粒，这些雾粒在雾化 室中与气体（燃气与助燃气）均匀混合，除去大液滴后，再进入燃 烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气。
整理课件
13
第二节 原子吸收分光光度计
（二）非火焰原子化器
非火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。 石墨炉原子化法的过程是将试样注入石墨管中间 位置，用大电流通过石墨管以产生高达2000 ~ 3000℃的高温使试样经过干燥、蒸发和原子化。
与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法主要 具有如下特点：
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类 是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外 界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。
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5
第一节 基本原理
• 二、原子吸收光谱的测量 1，积分吸收 在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸 收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能 量。若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但 是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分 辨率非常高的色散仪器。
最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下， 激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以
忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。
一、原子吸收光谱轮廓
原子吸收光谱线有一定宽度。一束不同频率强度为I0的
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第一节 基本原理
平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过
（一）火焰原子化器
火焰原子化法中，常用的是预混合型原子化器，它是由雾化器、 雾化室和燃烧器三部分组成。用火焰使试样原子化是目前广泛应用 的一种方式。它是将液体试样经喷雾器形成雾粒，这些雾粒在雾化 室中与气体（燃气与助燃气）均匀混合，除去大液滴后，再进入燃 烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气。
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第二节 原子吸收分光光度计
（二）非火焰原子化器
非火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。 石墨炉原子化法的过程是将试样注入石墨管中间 位置，用大电流通过石墨管以产生高达2000 ~ 3000℃的高温使试样经过干燥、蒸发和原子化。
与火焰原子化法相比，石墨炉原子化法主要 具有如下特点：
第十一章_吸光光度法[1]
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第⼗⼀章_吸光光度法[1]第⼗⼀章吸光光度法第⼀节吸光光度法概述吸光光度法是光学分析法的⼀种，也称为吸收光谱法。
它是基于物质对光的选择性吸收⽽建⽴起来的分析⽅法。
吸光光度法包括⽐⾊法、可见光分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法和原⼦吸收分光光度法。
吸光光度法根据分⼦的特征吸收光谱可以进⾏定性分析, 根据分⼦的吸光程度⼤⼩可以进⾏定量分析。
吸光光度法的特点如下：（１）灵敏者度⾼可⽤于测定微量组分的含量，测定下限可达10-5~10-6mol·L-1。
若被测组分在测定前先进⾏分离和富集，实验的灵敏度还可以提⾼。
（２）准确度较⾼⽐⾊法的相对误差为5%~20%，分光光度法的相对误差为2%~5%。
吸光光度法的准确度虽然不如滴定分析法⾼，但对微量组分的测定，已完全能满⾜要求。
（３）简便快速吸光光度法所使⽤的仪器设备简单，价格便宜，⼀般实验室都能具备。
仪器的操作简单，易于掌握。
（４）应⽤范围⼴⼏乎所有的⽆机离⼦和有机化合物都可直接或间接的⽤分光光度法进⾏测定。
⽬前分光光度法在实验室中是⼀种常规的分析⽅法。
本章主要介绍其中的⽬视⽐⾊法和可见光分光光度法。
第⼆节基本原理⼀、光的本质与溶液的颜⾊光是⼀种电磁波，通常⽤频率或在真空中的波长来描述。
不同波长（或频率）的光，能量不同。
波长短的光能量⼤，波长较长的光能量⼩。
如按波长⼤⼩顺序排列即得表11－1所⽰的电磁波谱。
表11－1 电磁波谱区域波长范围跃迁类型光谱类型ｘ射线10-3~10（nm）内层电⼦跃迁ｘ射线吸收、发射、衍射，荧光光谱、光电⼦能谱远紫外10~200（nm）价电⼦和⾮键电⼦跃迁远紫外吸收光谱，光电⼦能谱紫外200~400（nm）紫外-可见吸收和发射光谱可见光400~750（nm）近红外0.75~2.5（µm）分⼦振动近红外吸收光谱红外 2.5~1000（µm）分⼦振动红外吸收光谱微波0.1~100（cm）分⼦转动、电⼦⾃旋微波光谱，电⼦顺磁共振⼈的⾁眼可按颜⾊分辨在可见光区域内不同波长的光，在可见光区各种有⾊光与波长范围如表11-2所⽰。
第十三章 吸光光度法
Ax cx cs As
二、多组分的测定
对于含有多种被测组分的试液，如果吸光 物质之间没有相互作用，且服从 Lambert-Beer 定律，此时系统的吸光度等于各组分的吸光度 之和。 吸收光谱通常有以下两种情况。 （1）吸收峰互不重叠： （2）吸收峰重叠：
吸收峰不重叠
吸收峰重叠
A( 2)
其中，A:吸光度，T:透光率，
κ :摩尔吸收系数，d:溶液厚度，cB:溶液摩尔浓度
1 A lg κ T
•
d • cB
注意：平行单色光
均相介质 无发射、散射或光化学反应
摩尔吸收系数κ的讨论
κ 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1dm时溶
液在某一波长下的吸光度(单位：dm2 •mol-1)
def
I0 lg I
T def
A 与 T 的关系为：
I I0
A =－lgT
2、朗伯－比尔定律
朗伯定律(1760年): 光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律(1852年): 光吸收与溶液浓度成正比
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶 液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度） 成正比关系－－朗伯比尔定律(光吸收定律) 数学表达：
第十三章 吸光光度法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 吸光光度法的基本原理 光吸收的基本定律 吸光光度法分析条件的选择 分光光度计 吸光光度法的测定方法
本章重点
吸收曲线 朗伯－比尔定律
根据物质对光吸收的波长的不同，吸光 光度法主要可分为:
☺比色法 ☺可见吸光光度法（400～750nm） ☺紫外吸光光度法（10～400nm） ☺红外光谱法（760～1×106nm ）
KMnO4 的吸收曲线
吸光度 原理
吸光度原理
吸光度是一种光学测量方法，用于检测物质溶液中溶质的浓度。
吸光度的测量基于比尔-朗伯定律，该定律表明了溶液中溶质
浓度与其对特定波长光线的吸收量之间的关系。
比尔-朗伯定律表示为：A = εbc，其中A是溶液的吸光度，ε
是摩尔吸光系数（与溶质有关），b是光线通过溶液的路径长度，c是溶质的浓度。
根据比尔-朗伯定律，溶质浓度与吸光度成正比。
溶质在溶液
中吸收光线的程度取决于其浓度和摩尔吸光系数。
通过测量溶液对特定波长光线的吸光度，可以确定溶液中溶质的浓度。
吸光度测量通常使用分光光度计进行，该仪器可以发出特定波长的光线，并测量光线通过样品溶液后的强度。
通过与未经溶质处理的纯溶剂的吸光度进行比较，可以计算出溶质的浓度。
吸光度法广泛应用于生物化学、环境分析、药物研发、食品检测等领域。
它具有高灵敏度、非破坏性、简单快速的特点，因此在许多科学研究和工业应用中得到广泛使用。
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2011-5-29
在光谱分析中， 在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的 分析方法称为吸光光度法,主要有: 分析方法称为吸光光度法,主要有: 红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长范围 ∼ 红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长范围2.5∼1000 主要用于有机化合物结构鉴定。 µm ,主要用于有机化合物结构鉴定。 主要用于有机化合物结构鉴定 紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200∼400 ∼ nm（近紫外区） ，可用于结构鉴定和定量分析。 （近紫外区） 可用于结构鉴定和定量分析。 可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围 可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围400∼750 ∼ nm ，主要用于有色物质的定量分析。 主要用于有色物质的定量分析。 本章主要讲授紫外可见吸光光度法。 本章主要讲授紫外可见吸光光度法。
n →π＊ < π→π＊ < n →σ＊ < σ→σ＊
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四、光的吸收定律
1.朗伯— 1.朗伯—比耳定律 朗伯
• 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和 和朗伯 先后于1729 1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。 1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝b 年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系 动画1） （动画 ） • 1852年比耳 Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物 年比耳( 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物 浓度之间也具有类似的关系。 浓度之间也具有类似的关系。A∝ c • （动画2） 动画 ） 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表达式为： 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表达式为： 或 A＝lg（I0/It)= a b c ＝ （
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透光度(透光率) 透光度(透光率)T
透过度T 描述入射光透过溶液的程度: 透过度 : 描述入射光透过溶液的程度 T = I t / I0 吸光度A与透光度 的关系 吸光度 与透光度T的关系 与透光度 的关系: A ＝ －lg T ♥朗伯 比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依 朗伯—比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依 朗伯 应用于各种光度法的吸收测量； 据。应用于各种光度法的吸收测量； ♥ 摩尔吸光系数 .mol-1.cm-1)在数值上等于浓度为 摩尔吸光系数ε(L 在数值上等于浓度为1 在数值上等于浓度为 mol/L、液层厚度为 时该溶液在某一波长下的吸光度； 、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度； 时该溶液在某一波长下的吸光度 ♥ 吸光系数 吸光系数a(L·g-1·cm-1）相当于浓度为 g/L、液层厚度 ）相当于浓度为1 、 时该溶液在某一波长下的吸光度。 为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 时该溶液在某一波长下的吸光度
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二. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同； 分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同；溶液 之所以呈现不同的颜色.是与它对光的选择性吸收有关 之所以呈现不同的颜色 是与它对光的选择性吸收有关 溶液的颜色由透过光的波长所决定 光的互补：蓝 光的互补： 绿 黄 橙 红 紫红
♥（4）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有差异，在 （ ）不同浓度的同一种物质， 有差异，
λmax处吸光度 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。 处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。 处吸光度
♥（5）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸 （ ） 处吸光度随浓度变化的幅度最大， 处吸光度随浓度变化的幅度最大 所以测定最灵敏。
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黄
青 白光 青蓝 蓝
如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、 如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七 种颜色的光，这种现象称为光的色散 每种颜色的光具有一定的波长范围。 光的色散。 种颜色的光， 这种现象称为光的色散。 每种颜色的光具有一定的波长范围 。 我们把白光叫做复合光 把只具有一种颜色的光，叫做单色光 复合光； 单色光。 我们把白光叫做复合光； 把只具有一种颜色的光 ，叫做单色光。 不仅七种 单色光可以混合成白光， 单色光可以混合成白光， 如果把适当颜色的两种单色光按一定的强度比例 混合，也可以成为白光。这两种单色光就叫做互补色 互补色。 混合，也可以成为白光。这两种单色光就叫做互补色。 用不同波长的单色光照射，测吸光度,以吸光度为纵坐标 以吸光度为纵坐标,以光的波长为 用不同波长的单色光照射， 测吸光度 以吸光度为纵坐标 以光的波长为 横坐标作图得到— 吸收曲线与最大吸收波长λ max 横坐标作图得到
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一、紫外可见吸光光度法的特点
• (1)具有较高的灵敏度 一般物质可测到 -10----10-6 具有较高的灵敏度.一般物质可测到 具有较高的灵敏度 一般物质可测到10 mol.L-1.适用于微量组分的测定 适用于微量组分的测定. 适用于微量组分的测定 • (2)有一定的准确度 该方法相对误差为 有一定的准确度 该方法相对误差为2%---5%. • (3)操作简便 快速 选择性好 仪器设备简单 操作简便,快速 选择性好,仪器设备简单 操作简便 快速,选择性好 仪器设备简单. • (4)应用广泛 可测定大多数无机物质及具有共轭 应用广泛 双键的有机化合物. 双键的有机化合物
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♥（5）εmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该 （ 越大表明该物质的吸光能力越强， 物质的灵敏度越高。 超高灵敏； 物质的灵敏度越高。ε>105：超高灵敏； ♥ε=(6～10）×104 ：高灵敏；ε<2×104 ～ ） 高灵敏； × ：不灵敏。 不灵敏。
♥（6）ε在数值上等于浓度为 （ ） 在数值上等于浓度为 在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为 、液层厚度为1cm时该溶 时该溶 液在某一波长下的吸光度。 液在某一波长下的吸光度。 （7）桑德尔灵敏度 ） 吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数ε表示外 表示外， 吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数 表示外，还常用桑德 尔灵敏度S表示 表示。 尔灵敏度 表示。 定义：当光度仪器的检测极限为A=0.001时，单位截面积 定义：当光度仪器的检测极限为 时 光程内所能检出的吸光物质的最低质量（ 光程内所能检出的吸光物质的最低质量（µg·cm-2）。 由桑德尔灵敏度S的定义可得到 的定义可得到： 由桑德尔灵敏度 的定义可得到：A=0.001=εbc2节 基本原理 光的吸收定律 偏离比耳定律的原因
一、紫外可见吸光 光度法特点 二、物质对光的选 择性吸收 三、物质对光吸收 的本质
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第一节、吸光光度法基本原理 第一节、吸光光度法基本原理
基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化学分 析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下， 光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过测 量物质产生的发射光、 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。 分析的方法。
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2.摩尔吸光系数ε的讨论 2.摩尔吸光系数
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； 吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； 特征常数 ♥ （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和 的改变而改变。 波长等条件一定时， 仅与吸收物质本身的性质有关, 波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有关, 与待测物浓度无关； 与待测物浓度无关； ♥ （3）可作为定性鉴定的参数； 可作为定性鉴定的参数； 定性鉴定的参数 ♥ （4）同一吸收物质在不同波长下的 值是不同的。在 值是不同的。 ）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的 最大吸收波长λ 处的摩尔吸光系数，常以ε 表示。 最大吸收波长 max处的摩尔吸光系数，常以 max表示。 εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了 表明了该吸收物质最大限度的吸光能力 吸收物质最大限度的吸光能力， 光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。 光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。
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吸收曲线的讨论： 吸收曲线的讨论：
♥（1）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 不同。吸光度最大处对应的波长称为最大 (动画 动画) 吸收波长λmax; 吸收波长 动画 ♥（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲 （ ）不同浓度的同一种物质， 线形状相似λmax不变。而对于不同物质， 线形状相似 不变。而对于不同物质， 不变 它们的吸收曲线形状和λmax则不同。 则不同。 它们的吸收曲线形状和 则不同 ♥（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，作为物质定性分析的依据之 （ ）吸收曲线可以提供物质的结构信息， 一。
•A＝lg（I0/It)= εb c ＝ （
2011-5-29
A＝lg（I0/It)= εb c ＝ （ 式中: 式中 A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； ：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度 ，通常以 为单位； ：液层厚度 光程长度 通常以cm为单位 光程长度)， 为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol·L－１； ：溶液的摩尔浓度，单位 ε：摩尔吸光系数，单位L·mol－１·cm－１； ：摩尔吸光系数，单位 A＝lg（I0/It)= a b c ＝ （ 式中 : c：溶液的浓度，单位g·L－１ ：溶液的浓度，单位 a：吸光系数，单位L·g－１·cm－１ ：吸光系数，单位 a与ε的关系为： 与 的关系为 的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量） 为摩尔质量） 为摩尔质量
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• 透光度与吸光度关系； 透光度与吸光度关系；
• 透光度；透过光 t占入射光的分数。 透光度；透过光I 占入射光的分数。 • T=It/ I0 或 T%=It/ I0×100 • A=lg(I0/It)=－lg(It/I0)=－lgT=(1/T)=ε·b·c － － ε • 或 T=10－A=10－ε·b·c • A=lg(1/T)=lg(100/T%)=2－lgT%=ε·b·c － ε • 透光度与透光，吸光的关系； 透光度与透光，吸光的关系； I0=It It/I0=1 物质对光无吸收， 物质对光无吸收， A=0, I%=100。 。 物质对光有吸收， 100。 I0﹥It It/I0﹤1 物质对光有吸收， A﹥0, T%﹤100。 I0﹥﹥ t It/I0﹤﹤ 物质对光吸收很多，A很大 T%很小。 ﹥﹥I ﹤﹤1 物质对光吸收很多， 很大 很大, 很小。 很小 • 例题； A=0.474, 求T和T%, 例题； 和 T%=88.4 求A • lgT=－A=－0.474 T=0.336 T%=33.6 或T=－A=10－0.474 － － • A=2－lgT%=2－lg88.4=2－1.946=0.054 － － －