第十一章 吸光光度法
吸光光度法概述(一)
吸光光度法概述（一）10.1.1吸光光度法概念许多物质本身具有显然的色彩，例如，高锰酸钾溶液呈紫红色，硫酸铜溶液呈蓝色。
有些物质本身无色或是浅色，但碰到某些试剂后，变成了有色物质，如淡黄色的Fe3+与SCN-反应生成血红色的协作物，淡绿色的Fe2+与邻二氮菲作用生成橙红色的协作物等。
物质展现不同的色彩是因为物质对不同波长的光挑选性汲取的结果，而色彩的深浅是山于物质对光的汲取程度不同而引起的。
基于物质对光的挑选性汲取而建立起来的分析办法称为吸光光度法。
对于有色溶液来说，溶液色彩的深浅在一定条件下与溶液中有色物质的含量成正比关系。
吸光光度法利用这一关系，通过分光光度计测得溶液中有色物质对光的汲取程度而对物质举行定性和定量分析。
与经典化学分析办法相比，吸光光度法的特点有：①敏捷度高。
吸光光度法适用于测定微量物质，被测组分的最低浓度为10-5～10-6mol/L。
②精确度高。
吸光光度法的相对误差通常为2％～5％，常量组分的精确度的确不如滴定分析法和分量分析法高，但对微量组分，化学分析法是无法举行的，而吸光光度法则彻低能满足要求。
③操作简便。
吸光光度法的仪器设备容易，操作简便。
若采纳敏捷度高、挑选性好的显色剂，再采纳相宜的掩蔽剂消退于扰，有的样品可不经分别挺直测定。
完成一个样品的测定普通只需要几分钟到十几分钟，有的甚至更短。
④应用范围广泛。
几乎全部的无机离子和许多有机化合物均可挺直或间接地用吸光光度法测定。
吸光光度法已经成为生产、科研、环境监测等部门的一种不行缺少的测试手段。
通常状况下，吸光光度法可以分为以下几种：①可见吸光光度法。
基于物质对420～760 nm可见光区的挑选性汲取而建立的分析办法，也称为可见分光光度法，是微量分析的简便而通用的办法。
②红外吸光光度法。
利用物质对0.78～1000um红外光区电磁辐射的挑选性汲取的特性来举行结构分析、定性分析和定量分析的一种分析办法，又称为红外汲取光谱法和红外分光光度法。
紫外-可见分光光度法习题答案
第十一章紫外－可见分光光度法思考题和习题1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。
2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。
这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。
由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。
3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。
而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。
分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。
在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。
4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。
Beer定律的一个重要前提是单色光。
也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。
非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。
浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素（1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于 mol/L测定（2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。
分析化学第十次、十一次课 吸光光度法
光区
4、检测器：接收透射光，利用光电效应，将光能 转换成电流讯号。 光电池，光电管，光电倍增管
检测器
h Au，Ag Ag、Au
半导体
Se
硒光电池
光电管
h Ni环（片）
碱金属 光敏阴极
红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm
光电倍增管
160-700 nm
待扫描
1个光电子可产生106～107个电子
一般通过试验确定
显色剂用量（c(M)、pH一定）
拐点
c(R)
Mo(SCN)32+ 浅红 Mo(SCN)5 橙红 Mo(SCN)6- 浅红
c(R)
c(R)
Fe(SCN)n3-n
当生成不太稳定的有色配合物时， 必须加入相当过量的试剂，以保证 获得足够的有色配合物并有可观的 吸光度。 有时显色剂的用量过大，反而会 引起副反应，对光度测定不利。应 严格控制显色剂的用量，以保证得 到正确的结果。通常，显色剂的用 量是根据实验结果来确定的。
标准曲线法
根据朗伯－比耳定律，保持 液层厚度，入射光波长和其它测 量条件也不变，则在一定浓度范 围内，所测得吸光度与溶液中待 测物质的浓度成正比。因此，配 制一系列已知的具有不同浓度的 标准溶液，分别在选定波长处测 其吸光度A，然后以标准溶液的 浓度c为横坐标，以相应的吸光 度A为纵坐标，绘制出A－c关系 曲线。如果符合光的吸收定律， 则可获得一条直线，称为标准曲 线或称工作曲线。在相同条件下 测量样品溶液的吸光度，就可以 从标准曲线上查出样品的浓度。
显色条件
1.显色剂的用量
被测物质与显色剂的反应可用下列一般式表 示： M 十 R ＝ MR （被测物） （显色剂） （有色配合物） 为了使显色反应尽可能完全，一般应加 入过量的显色剂。如果配合物稳定度高，而 且在一定条件下能保持稳定，显色剂不必大 量过量。在分析实践中，由于待测物质的浓 度未知，稍过量的显色剂是必要的。
无机及分析化学 (黄蔷蕾 呼世斌 著) 中国农业出版社 课后答案 第十一章 吸光光度分析法
第十一章吸光光度分析法本章要求1、掌握吸光光度法的基本原理及朗伯比尔定律；2、了解分光光度计的基本构造及功能；3、了解显色反应及条件选择、仪器测量误差及条件选择；了解分光光度法的应用。
基本内容如果将各种波长的单色光依次通过一定浓度的某一溶液，测定该溶液对各种单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，可以得到一条曲线，该曲线称为光吸收曲线或吸收光谱曲线。
光吸收程度最大处的波长，称为最大吸收波长，常用λ最大或λmax表示。
4、光吸收的基本定律⑴朗伯—比尔定律透过光的强度It 与入射光的强度I之比为透光率（也称透光度、透射比），用T表示：T=IIt吸光度A与透光率T的关系为：A =lgT 1= –lg T =lg tI I 0溶液的透光率越小，吸光度越大，表明溶液对光的吸收越强；相反溶液的透光率越大，吸光度越小，表明溶液对光的吸收越弱。
光的吸收定律：朗伯—比尔定律，其数学表达式为：A =Kbc式中K 值随浓度c ，液层厚度b 所取单位的不同而不同。
当浓度以g •L -1表示，液层厚度用cm 表示时，则常数K 用a 表示，a 称为吸光系数，其单位为L •g -1•cm -1。
此时朗伯—比尔定律表示为：A =abc当浓度以mol •L -1表示，液层厚度用cm 表示时，则常数K 用ε表示，ε称为摩尔吸光系数，其单位为L •mol -1•cm -1。
此时朗伯—比尔定律表示为：A =εbc （12–7）摩尔吸光系数ε在数值上等于浓度为1moL •L –1、光程（液层厚度）为1cm 溶液的吸光度。
ε是吸光物质在特定波长下的特征常数，它与入射光波长、溶液的性质以及温度等因素有关，而与溶液的浓度及液层厚度无关，ε值愈大，表明物质对此波长光的吸收程度愈强，显色反应的灵敏度愈高。
一般认为，ε＜104属低灵敏度，104＜ε＜5×104属中等灵敏度，ε＞5×104属高灵敏度。
在实际分析中，为了提高灵敏度常选择ε值较大的有色化合物为待测物质，通常选择有最大ε值的光波max λ作为入射光。
吸光光度法 PPT
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
吸光光度法(职高)
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
光的互补:若两种不同颜色的单色光按一定的强度比 例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光， 这种现象称为光的互补。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。
第11章 吸光光度法
k——比列系数
分析化学
其中，浓度c的单位有两种表示方法： 1、以质量浓度（g· -1）为单位，相应k称 L
为吸收系数用“a”表示，则：A=abc
2、以物质的量浓度（mol· -1）为单位，相 L
应k称为摩尔吸收系数，用“κ”表示，则：
A=κbc
较常用，下面 的讨论均为此 种关系
分析化学
分析化学
不同的物质，对光的吸收性能不同，其κmax 也不同。显然，κmax越大的物质，在相同浓度下 的吸光度越大，其测定的灵敏度也越高。即： κmax∝灵敏度。 通常情况下，为获得较好的测量效果，一般 要求：κmax＞104 L· -1· -1 mol cm
吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数κmax表示外， 还常用桑德尔灵敏度表示。其定义见P280，常用符号S表示， S与κmax的关系为：
S=M/κ
M——被测物的摩尔质量
分析化学
二、吸光度A—浓度c的关系曲线：
按朗伯—比尔定律，当物 质一定，波长一定，吸收层 厚度一定时，A—c应呈线性 关系（如右图）： 但实践中，若处理不好， 关系曲线常有偏离——分正偏 差、负偏差两种情况： 正偏差（A测＞A理）； 负偏差（A测＜A理）。
分析化学
A A A
t0
t
t0
t
t1
t2
t
稳定型：产物一 旦产生，便非常 稳定（最理想的 类型，可在t0以 后测定）
不稳定型：产 物形成后逐渐 分解（不能用 于吸光分析）
半稳定型：产物较 稳定，经一段时间 放臵后才逐渐分解 （应抓紧时间在t1 至t2测定）
分析化学
④温度： 不同的显色反应需不同的温度，有的常温下即可 进行，有的需加热，有的在高温下要分解，故应根 据不同情况选择适宜温度。
第十一章吸光光度法
吸光度A与透光度T的关系:
A ＝ lg(1/T) =－lg T
朗伯—比耳定律数学表达式
A= Kbc
b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位
c：溶液的浓度，单位mol· L－１或g· L－１等；
单位L· mol－１· cm－１或L· g－１· cm－１ 等 朗伯-比尔定律的物理意义： 当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时， 其吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收介质厚度b成正比。
朗伯—比耳定律数学表达式
当溶液浓度c以g· L－１为单位，厚度b以cm为单位时， K用a表示，称吸光系数，单位： L· g－１· cm－１ A= abc 当溶液浓度c以mol· L－１为单位，厚度b以cm为单位时， K用κ表示，称摩尔吸光系数，单位：L · mol－１· cm－１ A= κbc
κ表示物质的浓度为l mol· L-1，液层厚度为l cm时溶液的吸光度。
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器 仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器 例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准 光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
（四）吸收曲线（吸收光谱）
让不同波长的单色光依次照射某一吸光物质， 并测量该物质在每一波长处对光的吸收程度的大小 （吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作 图可得吸光度随波长变化的曲线，称之为吸收光谱 曲线。
（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
第十一章紫外可见分光光度法第十一章紫外
第十一章紫外-可见分光光度法第十一章紫外-可见分光光度法第一节概述1．电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中，根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法，统称为光学分析法。
根据物质与辐射能间作用的性质不同，光学分析法又分为光谱法和非光谱法。
当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。
利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法(spectroscopic analysis)，简称光谱法。
光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。
如按作用物是分子或原子，可分为分子光谱法和原子谱法；物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向)，可分为吸收光谱法和发射光谱法；按辐射源的波长不同，可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。
非光谱分析法是物质受辐射线照射时，改变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。
这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁，如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。
2．物质对光的选择性吸收当辐射能通过某些吸光物质时，物质的原子或分子吸收与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态，这种由物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
几种常用的吸收光谱是：原子吸收光谱、分子吸收光谱、核磁共振光谱等。
各种色光的波长范围在可见光中，紫色光的波长最短能量最大，红色光的波长最长能量最小。
除此之外，波长小于400nm 的光称为紫外光，波长大于760nm 的光称为红外光。
如果适当选配两种颜色的光按一定的强度比例混合，也可以获得白光，则这两种色光称为互补色光。
如图11-1所示，处于直线相连的两种色光互为补色光，如绿色光与紫色光互补，蓝色光与黄色光互补等等。
第二节 基本原理1．吸收光谱光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为激发态，只有当分子红橙黄绿青青蓝蓝紫白光的能量(hν)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(∆E)相等时才能被吸收。
福建 专升本 无机与分析化学 第十一章、吸光光度分析法
第十一章吸光光度分析法一、概述吸光光度法:依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。
主要有:•红外吸收光谱：吸收光波长范围2.5~1000 μm ,主要用于有机化合物结构鉴定。
•紫外吸收光谱：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。
•可见吸收光谱：吸收光波长范围400~750 nm ，主要用于有色物质的定量分析1、光的性质光是一种电磁波。
可见光：人的眼睛能感觉到的波长范围在400～760 nm的光单色光：只具有一种波长的光互补色光：如果将两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合，可以得到白光，通常将这两种颜色的单色光2、物质对光的选择性吸收：当一束白光通过某溶液时，如果溶液对各种颜色的光均不吸收，则溶液是无色的；如果溶液只吸收了白光中一部分波长的光，而其余的光都透过溶液，则溶液呈现出透过光的颜色即呈现出吸收光的互补色光的颜色例如，CuSO4溶液选择性地吸收了白光中的黄色光而呈现蓝色；KMnO4溶液选择性地吸收了白光中的绿色光而呈现紫红色。
3、吸收光谱物质的光吸收曲线或吸收光谱:以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到的曲线最大吸收波长（maximum absorption）：对应于光吸收程度最大处的波长称最大吸收波长，以λ最大或λmax表示由图可见：•在可见光范围内，KMnO4水溶液对不同波长的光的吸收情况不同•四条曲线的最大值均出现在525 nm波长处，即KMnO4水溶液的最大吸收波长λmax = 525 nm，不随浓度的变化而改变，且不同浓度KMnO4水溶液的吸收光谱形状是完全相似的。
•不同浓度的同种物质的溶液，在一定波长处吸光度随溶液浓度的增加而增大。
二、光吸收基本定律1、朗伯一比耳定律透光率或透光度T :透过光强度It与入射强度I0之比T=I t/I0溶液的透光率愈大，表示它对光的吸收愈小；相反，透光率愈小，表示它对光的吸收愈大。
吸光度A的定义为：A=lg（I0/I t）=lg1/T=-lgT显然，A大，则吸收程度大，A小则吸收程度小。
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。
分析化学第十一章吸光光度法
10
第十一章 吸光光度法
A
0.300
0.200 0.100 400 500
吸收曲线的特点： 不同的物质因其分子结 构不同而具有不同形状的吸 收曲线； 同一物质，浓度不同，其 吸收曲线的形状和λmax的位 置不变，但在同一波长下吸 光度随浓度的增大而增大。
λ
6波长的依据。
可
见
光 3
可见光：λ＝400－750nm
第十一章 吸光光度法
光波具有波粒二象性。 其波长λ 、频率ν与速度c之间的关系为： E=ħν = ħc/λ ħ为普朗克常数，其值为6.63×10-34J· s。 普朗克方程表示了光的波动性和粒子性之 间的关系。 显然，不同波长的光具有不同的能量， 波长愈短，能量愈高；波长愈长，能量愈 低。
16
第十一章 吸光光度法
•
S与κ及吸光物质摩尔质量M的关
系为：
S
M
可见，某物质的摩尔吸光系数k越大，其桑
德尔灵敏度S越小，即该测定方法的灵敏度 越高。
17
第十一章 吸光光度法
朗伯—比尔定律的物理意义和适用范围
当一束平行单色光垂直通过某一均匀非 散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的 浓度c及吸收层厚度b成正比。这正是吸光光度 法进行定量分析的理论依据。 朗伯 — 比尔定律是光吸收的基本定律， 适用于所有的电磁辐射与所有的吸光物质 ( 可 以是气体、固体、液体、原子、分子和离子 ) 间的作用。但由推导过程中所确定的假设可 知，朗伯—比尔定律的成立是有前提的，即(1) 入射光为平行单色光且垂直照射； (2) 吸光物 质为均匀非散射体系； (3) 吸光质点之间无相 互作用； (4) 辐射与物质之间的作用仅限于光 吸收过程，无荧光和光化学现象发生。 18
吸光光度法的基本原理
吸光光度法的基本原理具体来说，吸光光度法使用的是一束单色光通过样品溶液后的光强的测量。
单色光通过样品中时，有一部分光被吸收，另一部分光透射通过样品。
被吸收的光子的数量与样品中的分子或离子的数量成正比。
根据比尔－朗伯定律，这一吸收过程的强度可以通过下式来表示：A = εlc其中，A表示吸光度，ε是摩尔吸光系数（也称为摩尔吸光度），l是样品溶液的光程，c是溶液中的物质浓度。
吸光度单位通常使用“摩尔吸光度/厘米”或“摩尔吸光度/毫升”来表示，而浓度单位则可以是摩尔/升、克/升或百分比等。
1.光源：吸光光度法通常使用单色光源，如钠灯、汞灯或LED。
选择不同波长的光源可以针对不同化学分析问题。
2.样品：经过光源的光束通过溶液中的样品，在其透射或吸收一定量的光线之后，进入光电器件进行检测。
3.检测：光电器件通常是一个光电二极管或光电倍增管，用来测量透射或吸收的光线强度。
通过比较样品溶液的吸光度与标准溶液的吸光度，可以计算出样品中的物质浓度。
在实际应用中，吸光光度法常用于分析药物、环境污染物、食品成分、金属离子浓度等。
通过选择适当的光源和光电检测装置，可以实现对特定化合物的高灵敏度和选择性分析。
需要注意的是，吸光光度法在实际应用中对于样品的准备和处理非常重要。
避免杂质的干扰和保证测量条件的准确性是确保吸光光度法测量结果准确性的关键。
此外，还需要合适的标准溶液来建立测量曲线和校准方法。
总之，吸光光度法是一种常用的分析方法，其基本原理是根据溶液中物质吸光的特性来测量溶液中物质的浓度。
通过光源和光电器件的选择，可以实现高灵敏度和选择性的分析。
在使用吸光光度法进行分析时，需要注意样品的准备和处理以及校准方法的建立，以确保测量结果的准确性。
吸光光度法讲解
吸光光度法讲解吸光光度法是化学分析中常用的一种分析方法，用于测定物质溶液中某种物质的浓度。
其原理是利用物质对特定波长的光吸收的特性，通过测量光的透射或反射来推算出物质的浓度。
吸光光度法的基本原理是比尔定律，即物质溶液对光的吸收与其浓度成正比。
根据比尔定律，当光通过物质溶液时，其强度将减弱，而减弱的程度与物质的浓度成正比。
比尔定律的数学表达式为：A=εlc，其中A表示吸光度，ε表示摩尔吸光系数，l表示光程长度，c表示溶液浓度。
在使用吸光光度法进行分析之前，首先需要选择适当的波长。
每种物质对光的吸收有其特定的波长范围，称为吸收峰。
选择适当的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
吸光光度法的实验步骤通常包括以下几个步骤：1. 准备样品：根据需要测定的物质选择相应的样品，并将其溶解在适当的溶剂中，以得到一个浓度在可测范围内的溶液。
2. 校准仪器：使用一系列已知浓度的标准溶液，通过测量它们的吸光度与浓度之间的关系，建立起一条标准曲线。
这条曲线可以用来根据样品的吸光度推算出其对应的浓度。
3. 测量样品：将校准好的仪器置于样品测量位，并使样品溶液通过光路。
根据仪器的操作方法，控制光源的强度，选择波长，并记录下通过样品溶液的光的吸收强度。
4. 计算浓度：根据标准曲线上对应的吸光度值，利用比尔定律的数学关系，计算出样品的浓度。
需要注意的是，在进行吸光光度法测量时，还需要注意以下几个因素：1. 光程长度：光程长度会直接影响到吸光度的数值。
因此，在进行测量时，要保持光程长度一致，以避免测量结果的误差。
2. 溶剂选择：溶剂选择要适合样品的性质，并且要尽量选择透明度高的溶剂，以减少光的吸收。
同时，还要注意溶剂对标准溶液的影响，以保证测量结果的准确性。
3. 波长选择：选择合适的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
通常情况下，选择物质的吸收峰为测量波长是一个比较好的选择。
4. 仪器校准：在进行样品测量之前，需要对仪器进行校准。
校准的目的是建立起样品吸光度与浓度之间的关系，以便后续计算浓度。
无机分析第十一章吸光光度法
(1)单色光：某一波长的光
紫
红 橙
(2)白 光：七色光按不同比
例混合的复合光
蓝
白光
黄
(3)互补光：按一定比例混合
为白光的两种光。如：黄光
和蓝光；紫光和绿光。
青蓝
绿
青
二、物质对光的选择性吸收
当光束照射到有色物质上时，光与物质发生相互 作用，于是就产生光的反射、散射、吸收、透射等 现象。
反射 反射光很小 刺激人眼而使人感觉 到颜色的存在。
小结
1.可见光的波长范围：400-750nm
2.互补光
3.吸收曲线(A-λ)与标准曲线(A-c)
4. T I I0
A lg I0 lg T I
A和T之间的换算，T=100%，A=0; T=50%, A=?
5. 朗伯-比尔定律 A=Kbc
吸光系数a，摩尔吸光系数ε
练习
一、选择题
1.在符合朗伯—比尔定律的范围内，有色物的 浓度(c) ，最大吸收波长()和吸光度(A)的关 系是__________.
A.c增加、 增加、 A增加
VB.c减小、 不变、 A减小
C.c减小、 增加、 A增加 D.c增加、 不变、 A减小
2.吸光度A与透光率T的关系为： __________.
A.1/T= A
VB. lg1/T=A
C. lgT=A
D.T=lg1/A
3.某试液用2.0cm比色皿测时,T=60%. 若改用 1.0cm比色皿测量,T和A分别为_____.
第十一章 吸光光度法
Spectrophotometry
本章学习重点： 1.朗伯比尔定律； 2.吸光系数； 3.单一组分的分析。
本章学习难点： 1.吸光光度分析的测量条件控制 2.测量误差 3.多组分分析
第四版第十一章 吸光光度法
10
可见光的特性：
可见光
• 互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理， 青光和橙光混合得到的也是白光； • 颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光，甚至可以从次近 邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是 红光和绿光混合成为黄光； • 如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生 活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三原色光。光学中的三原色为 红、绿、蓝。这里应注意，颜料的三原色为红、黄、蓝。但是，三原色的选 择完全是任意的； • 当太阳光照射某物体时，某波长的光被物体吸取了，则物体显示的颜色（反 射光）为该色光的互补色。如太阳光照射到物体上，若物体吸取了波长为 400 ～ 435nm 的紫光，则物体呈现黄绿色。
当It 0, T 0，A ，表明入射光全部被吸收，无光透过；
Lamber Beer定律的数学表达式 A lg 1 Kbc （11-3） T
26
讨论： 1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提） 入射光为单色光且垂直照射 溶液是稀溶液（均匀非散射；吸光质点无相互作用） 2．该定律适用于固体、液体和气体样品 3．辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象。 4.在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 应用：多组分测定 A A A A (11 5)
dI k 1IdS k 1Iadn
《吸光光度法教案》课件
《吸光光度法教案》PPT课件第一章：引言1.1 吸光光度法的定义1.2 吸光光度法在分析化学中的应用1.3 吸光光度法的原理1.4 吸光光度法的仪器与操作步骤第二章：吸光光度法的原理2.1 光的吸收与发射2.2 朗伯-比尔定律2.3 摩尔吸光系数2.4 吸光度的计算与单位第三章：分光光度计的结构与操作3.1 分光光度计的组成部分3.2 分光光度计的操作步骤3.3 光谱仪的使用与维护3.4 波长的选择与调整第四章：标准曲线的制备与分析4.1 标准曲线的制备方法4.2 标准曲线的绘制与分析4.3 样品浓度的计算与误差分析4.4 实际案例分析：药物含量测定第五章：吸光光度法的应用5.1 环境监测中的应用5.2 生物化学中的应用5.3 食品分析中的应用5.4 临床诊断中的应用第六章：吸光光度法的准确度与精确度6.1 准确度的评估6.2 精确度的评估6.3 干扰因素及其影响6.4 提高吸光光度法准确度的方法第七章：溶液的制备与处理7.1 溶液的配制方法7.2 溶液的浓度与体积的计算7.3 样品的前处理与分离7.4 样品分析中的常见问题与解决方法第八章：光散射与吸光光度法8.1 光散射现象的介绍8.2 光散射对吸光光度法的影响8.3 光散射的测定与分析8.4 光散射在吸光光度法中的应用案例第九章：吸光光度法在药物分析中的应用9.1 药物分析中的重要性9.2 药物的紫外吸收特性9.3 药物含量测定的方法与步骤9.4 实际案例分析：药物制剂中主成分的测定第十章：现代吸光光度法技术进展10.1 光纤吸光光度法10.2 微透析吸光光度法10.3 激光吸光光度法10.4 在线监测与自动化分析技术第十一章：吸光光度法在有机合成中的应用11.1 有机化合物的紫外吸收特性11.2 有机合成中光催化反应的监控11.3 有机物含量的测定与分析11.4 实际案例分析：有机合成产物的纯度测定第十二章：吸光光度法在材料科学中的应用12.1 材料科学中的光吸收现象12.2 吸光光度法在材料合成与表征中的应用12.3 材料性能与吸光性质的关系研究12.4 实际案例分析：纳米材料粒径的测定第十三章：吸光光度法在生命科学中的应用13.1 生物大分子的紫外吸收特性13.2 蛋白质浓度与纯度的测定13.3 核酸的定量分析与监测13.4 实际案例分析：细胞培养中的营养物质监测第十四章：吸光光度法在环境监测中的应用14.1 环境污染物的紫外吸收特性14.2 水质分析与监测14.3 大气污染物分析与监测14.4 实际案例分析：水体中有机物的总量测定第十五章：实验与练习15.1 吸光光度法的基本实验操作15.2 标准曲线与样品分析的实验操作15.3 常见干扰因素的实验探究15.4 综合实验练习：饮料中维生素C含量的测定重点和难点解析重点：1. 吸光光度法的定义、原理及其在分析化学中的应用。
第11章 吸光光度法
36.8
30 20 10 5
0.434
0.523 0.699 1.000 1.301
±2.72
±2.77 ±3.11 ±4.34 ±6.70
±1.36
±1.39 ±1.56 ±2.17 ±3.43
33
（1）T = 36.8% （A=0.434） c/c有最小值。 （2）T = 65%~20%（A=0.2~0.7) c/c < 2% 。 （3） 20% >T>65% （0.2 >A > 0.7）
1
主要内容
1
概述
光吸收定律 吸光光度分析的方法和仪器 显色反应和显色条件的选择
2 3
4
5
吸光度测量条件的选择
吸光光度法的应用 荧光分析法
6 7
本章学习要求
1. 了解溶液颜色与光吸收的关系。 2. 了解吸光光度法的基本概念和特点，掌握吸收曲线 的特点，了解其应用。 3. 掌握Lambert-Beer定律的原理和应用，掌握吸光系 数 a和摩尔吸光系数ε，了解Lambert-Beer定律的偏 离情况。 4. 掌握显色反应的特点、显色条件和测量条件的选择。 5. 掌握吸光光度法的应用，了解吸光光度法的仪器。
1. 钼蓝法测磷 磷钼酸 PO43-+12MoO42-+27H+=H7 [P(Mo2O7) 6]+12H2O SnCl2 c(H+) = 0.4~0.8 mol· L-1，室温，10 min。 反应灵敏度高，显色快，但稳定性差。 38 磷钼蓝
钼锑抗法稳定性好，但Vc液须新鲜配制。
2. 邻菲罗林法测Fe2+
3
本章学习重点
朗伯比尔定律；吸光系数；单一组分的分析
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第十一章 吸光光度法习题11-1 朗伯-比尔定律的物理意义是什么？答：溶液的吸光度A 与液层厚度b 成正比，与溶液浓度c 成正比，即kbc A = 。
习题11-2 摩尔吸光系数ε的物理意义是什么？它与哪些因素有关？答：摩尔吸光系数ε数值上等于吸光物质浓度为1.0mol·L -1, 液层厚度为1.0cm 时溶液的吸光度。
它与吸光物质的性质有关。
习题11-3 将下列透光度换算成吸光度 ① 10% ② 60% ③100% 解： A = -lg T① T =10% A = –lg10% = 1 ② T = 60% A = –lg60% = 0.22 ③ T =100% A = –lg100% = 0习题11-4 某试液用2.0 cm 的比色皿测量时，T = 60%，若改用1.0 cm 或3.0 cm 比色皿，T 及A 等于多少？解：① T 1 = 60% A 1 = 0.22,若改用1.0 cm 比色皿 A 2 = 0.11 T 2 = 10-A = 10-0.11 = 78% ②若改用3.0 cm 比色皿 A 3 = 0.33 T 3 = 10-A = 10-0.33 = 47%习题11-5 5.0×10-5 mol·L -1KMnO 4溶液，在λmax = 525 nm 处用3.0 cm 吸收皿测得吸光度A = 0.336 ① 计算吸光系数a 和摩尔吸光系数ε；② 若仪器透光度绝对误差ΔT = 0.4%，计算浓度的相对误差cc∆。
解：① ε =A/bc = 0.336/(5.0⨯10-5 ⨯3.0) = 2.2 ⨯103 L·mol -1·cm -1c = 5.0 ⨯ 10-5 ⨯ 158.04 = 7.9 ⨯ 10-3 a = 0.336 / (7.9 ⨯ 10-3 ⨯ 3.0) = 14 L ·g -1·cm -1 ② T = 10-0.336 = 0.461%1.1461.0lg 461.0%4.0434.0-=⨯⨯=∆c c 习题11-6 某钢样含镍约0.12%，用丁二酮肟比色法（ε =1.3×104）进行测定。
试样溶解后，显色、定容至100.0 mL 。
取部分试液于波长470 nm 处用1.0 cm 比色皿进行测量，如希望此时测量误差最小，应称取试样多少克？ 解： 154L m o l 103.3103.11434.0--⋅⨯=⨯⨯=c m = 3.3 ⨯ 10-5 ⨯ 0.100 ⨯ 58.69 = 1.94 ⨯ 10-4 g%12.01094.14=⨯-mm = 0.16 g习题11-7 5.00×10-5 mol·L -1的KMnO 4溶液在520 nm 波长处用2.0 cm 比色皿测得吸光度A = 0.224。
称取钢样1.00 g 溶于酸后，将其中的Mn 氧化成4MnO -，定容100.00 mL 后，在上述相同条件下测得吸光度为0.314。
求钢样中锰的含量。
解： 1135cm mol L 1024.21000.52224.0---⋅⋅⨯=⨯⨯=ε 155L mol 1001.721024.2314.0)(---⋅⨯=⨯⨯=⋅=b A xc ε ω(Mn) =7.01⨯ 10-5 ⨯ 0.100 ⨯ 54.9/1.00 = 3.9⨯10-4习题11-8 准确称取0.536 g NH 4Fe (SO 4)2·12H 2O ，溶于水后定容500.00 mL ，再取不同体积溶液在50.0 mL 比色管内用邻二氮菲显色，定容后在510 nm 处测得吸光度如下： V (Fe 2+)/mL0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 A0.120.250.380.510.63取1.00 mL 未知含Fe 2+溶液稀释到100.00 mL ，再取稀释液5.00 mL ，在50.0 mL 比色管内用同样方法显色定容后测得吸光度A = 0.47。
求未知溶液中Fe 2+的浓度。
解：0.536 g NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O ，溶于水后定容500.00 mL, 溶液浓度为c (NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O ) =1.07×10－3 g·mL －1, 亦为c (Fe 2+) =1.24×10-4 g·mL -1。
NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 系列溶液的吸光度A对V (Fe 2+)作图得工作曲线，在工作曲线上查得A (x )= 0.47处V (x ) = 3.70 mL 。
故未知溶液中Fe 2+的浓度c (Fe 2+) =1.24×10－4×3.70×100.00 /5.00×1.00= 9.18×10－3 g·mL－1习题11-9 普通光度法分别测定0.50 ×10-4，1.0×10-4 mol·L -1Zn 2+标液和试液的吸光度A 为0.600，1.200，0.800。
① 若以0.50 ×10-4 mol·L -1Zn 2+标准溶液作参比溶液，调节T →100%，用示差法测定第二标液和试液的吸光度各为多少？② 两种方法中标液和试液的透光度各为多少？ ③ 示差法与普通光度法比较，标尺扩展了多少倍？④ 根据①中所得有关数据，用示差法计算试液中Zn 的含量(mg·L -1） 解：① A r = ΔA = εb Δc = K ΔcA rs2 = 1.200 – 0.600 = 0.600A r x = 0.800 – 0.600 = 0.200 ② 普通法： T s2 = 10-1.200 = 6.31% T x = 10-0.800 = 15.8% T s1= 10-0.600 = 25.1% 示差法： T s1=100%T rs2= 10-0.600 = 25.1%T r x = 10-0.200 = 63.1% ③ 扩展4倍 ④)()()()(x c s c x A s A ∆∆=∆∆444105.0)(105.0100.1200.0600.0---⨯-⨯-⨯=x cc ( x )– 0.5 ⨯ 10-4 = 0.17 ⨯ 10-4 c (x ) = 0.67 ⨯ 10-4 mol·L -1c (Zn) = 0.67 ⨯ 10-4 ⨯ 65.39 = 4.4 ⨯ 10-3 g·L -1 = 4.4 mg·L -1习题11-10 用分光光度法测定含有两种配合物x 和y 的溶液的吸光度(b =1.0 cm ），获得下列数据：溶液浓度 c /mol·L -1吸光度A 1 吸光度A 2λ=285 nmλ=365 nm x 5.0×10-4 0.053 0.430 y 1.0×10-3 0.950 0.050 x +y未知0.6400.370计算未知液中x 和y 的浓度。
解：λ = 285 nm 时11228511228532854285cm mol L 105.9cm mol L 101.10.1100.1950.00.1100.5053.0------⋅⋅⨯=⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=εεεεyx y xλ = 365 nm 时11336511236533654365cm mol L 10050.0cm mol L 106.80.1100.1050.00.1100.5430.0------⋅⋅⨯=⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=εεεεyx y x285 nm 0.640 =1.1 ⨯ 102c (x )+ 9.5 ⨯ 102c (y ) 365 nm 0.370 = 8.6 ⨯ 102c (x )+ 0.050 ⨯ 103c (y ) c (x ) = 3.9 ⨯ 10-4 mol·L -1c (y ) = 6.3 ⨯ 10-4 mol·L -1习题11-11 A solution containing iron (as the thiocyanate complex) was observed to transmit 74.2% of the incident light with λ=510 nm compared to an appropriate bland. ① What is the absorbance of this solution? ② What is the transmittance of a solution of iron with four times as concentrated? 解：① A 1 = –lg T = –lg74.2% = 0.130② A 2 = 4 A 1 = 0.520习题11-12 Zinc(II) and the ligand L form a product cation that absorbs strongly at 600 nm. As long as the concentration of L excess that of zinc (II) by a factor of 5, the absorbance of the solution is only lined on the cation concentration. Neither zinc (II) nor L absorbs at 600 nm. A solution that is 1.60×10-6 mol·L -1 in zinc (II) 1.00 mol·L -1 in L has an absorbance of 0.164 in a 1.00cm cell at 600 nm. Calculate① the transmittance of this solution. ② the transmittance of this solution in a 3cm cell. ③ the molar absorbance of the complex at 600 nm. 解： ① T 1 = 10-A = 10-0.164 = 68.5%② A 2 = 3A 1 = 0.492T 2 = 10-A = 10-0.492 = 32.2% ③ ε = A/bc = 0.164/(1.0⨯1.60×10-6) = 1.03×105 L·mol -1·cm -1。