吸光光度法

20
40
60
80
T%
6.4.3 吸光度A读数范围的选择
4. 最佳A值 (ΔT为常数时)
10 8
c T c T ln T
达最大时Δc/c最小
T ln T
dT ln T
T =36.8%
6
4
dT
ln T 1 0
E r%
2
0.70 0.40
热
0.22 0.10
0 0
A
20
40
60
80
T%
凡进入半角为α的光线，都能在纤芯内按同角度全反射传播
hν 出射光
n0 n1(纤芯) n2(包层)
α
α hν
入射光
在线/难进入光谱仪的/生物/环境
浸入式光纤探针
6.5.5 新技术－漫反射光谱 diffuse reflectance spectrometry
漫反射光线四散，必须收集各个角度的反射光线
直射光源 直射光线反射出口
6.5.2 定量分析:示差法为什么能提高准确度？
普通光度法:
示差法:
cs: Ts = 10%， cx :
cs : Ts =100%， cx :
Tx=5%，
Tr=50%，
T读数增大了十倍。A的合适范围内。
A
∞ 1.5 1.0 0.8
0.6 0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
第六章 吸光光度法
6.1 光谱分析概述 6.2 基本理论 6.3 仪器 6.4 测定条件 6.5 应用
6.4 测定条件的选择
6.4.1 显色反应及显色条件
6.4.2 入射光波长 6.4.3 吸光度A的读数范围
6.4.5 参比溶液
6.4.1 显色反应及显色条件
显色反应
2类仪器
待测物必须在一定波长范围内有吸收 可见光范围有吸收，则有色，但概念应推广至UV 使无/很小吸收的组分经适当试剂反应而显色
6.4.4 参比溶液的选择
1. 目的 以参比溶液为参考，调节仪器A=0，T=100%
消除吸收池及溶剂等 产生的反射/吸收等影响
存在吸收池反射 池和溶剂等背景吸收
I0
I他吸
I参
I反射
6.4.4 参比溶液的选择
2. 消除原理
参比与测量：相同容器(比色皿)
保持参比液/样品比色皿等一致 反射、溶剂吸收等等影响抵消了！
1. 光度误差
偏离比尔定律讨论中提到仪器误差：单色性因素
这是仪器误差的另一种形式
A
∞ 1.5
1.0
0.8
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
A lg T 对数刻度, A不同, 其测量绝对误差也不同
T/%
因此要找出适当的A的范围，使Δc/c较小
图 6-2 A与T的关系图
=13.5% 0.70 0.40 40 0.22 60 0.10 80
E r%
0.5
A
0.0
0 20
T%
Δc/c与ΔT的关系图
仪 器 更 新 了
更新
知 识 没 更 新
Agilent 8453 DAD,所谓先进仪器
0.434
No！
新仪器是大势所趋，0.434我也纳闷很长时间 实践，A到2仍然准的
背景中为大家在实验室用到的722. 更老土的指针式 知识不能及时更新 , 本课程大问题 的 大问题 数显/不太落后。 0.434适用 , 也是普遍 0.434 适用
6.4.1 显色反应及显色条件
显色条件
显色剂用量
上图举例 / 选稳定区域
pH值 时间温度
ε大且稳定的酸度范围
实验决定，反应动力学问题为主
溶剂
溶剂不同，吸收曲线不同
6.4.1 显色反应及显色条件
显色剂 无机
SCN-经典，Fe3+/Mo(V)
有机 多元
常用，好多系列 ε更大
选择性好，灵敏度高
分析化学讲稿
许多含双键结构的有机物有强紫外吸收π→π*跃迁
特别是含苯环的化学物，如食用色素
金属离子常通过显色反应显色，在Vis区测量
6.4.1 显色反应及显色条件
显色反应 配位显色反应：对反应及显色剂要求
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
选择性好 灵敏度高
稳定 色差大
最好仅与待测物发生显色反应 生成有色产物在特定波长处ε大
有色产物组成与性质稳定, 吸收曲线不变 显色剂与产物λmax差异大. △ > 60 nm
第六章 吸光光度法
HOOC
http://chemcenter.tong /analchem
6.4.1 显色反应及显色条件
偶 氮 与 三 苯 甲 烷 类 染 料
CAS-Al3+
N N
COOH
OH
显色剂
H3C Cl
COOH
C
O
CH3 Cl
SO3H
邻二氮菲-Fe2+
OH N OH N C CH3
π→π*跃迁
4
σ→σ*跃迁
电荷转移跃迁 n→π*跃迁 π→π*跃迁
3
n→σ*跃迁
λmax红移 εmax增大
2
1
配位体场跃迁
0
100
200
300
400
500
600
700
800
波长λ/nm
6.5.1 定性分析
已知苯的B带吸收 λ 苯胺
λ ε
max=280nm max=1400
max=254nm
ε max=200
积分球 integrating sphere 应用
仪 器 购 买 ing
检测器
固体表面
缓冲阻
粉末样品
样品
积分球 原理
混浊试样(乳浊液、悬浊液 )
与
红移 /增色 ？
苯胺盐
λ ε
max=254nm max=160
NH2中N上的非键n电子产生n-π共轭 NH3+中N上倒欠一个电子，无 n-π共轭
苯酚和苯酚盐呢？上网查一下！增再增！
6.5.1 定性分析
推断: 1,2-二苯乙烯的反式(a)和顺式(b)结构
H C C H
平 位 面 阻 好 小
H C C
6.4.4 参比溶液的选择
3. 调节A=∞，T=0% 方法: 关闭光路，强制透过光强I=0 参比T=100% ，关闭光路T=0% 就象一支无刻度温度计冰水沸水定位 没有参比溶液？ 就象用无刻度温度计测温度！
6.4.4 参比溶液的选择
4. 比色皿选择 材料/规格/性质经尽可能一致的一套 如何确认一致？同溶液测试，误差范围内
6.4.3 吸光度A读数范围的选择
2. Δc/c与ΔT的关系
AΔ lg T bc 与 c/c 及 T都有关
c T c T ln T
0.434 d lg T 0.434d ln T dT bdc T
2式相除
dc 0.434 dT c T lg T
c 0.434T c T lg T
80
90
100
T/%
6.5.2 定量分析:示差法为什么能提高准确度？
/BBS
特别补充： 仪器厂家改进仪器。 A<8, 均符合线性关系！ 买100m绳子的故事 这年头，压力大啊！
6.5.4 在线动力学检测
Flower
Reaction
6.5.5 新技术－光导纤维 optical fiber 光导纤维的波导作用：
例如：钢中微量锰的测定
2 Mn2+ ＋5 S2O82-＋8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42-＋ 16H+
6.4.2 入射光波长的选择
最常λmax
灵敏度高 ε变化小,偏离比尔定律倾向小
吸收最大，干扰最小
尽可能消除干扰 图中显色剂(常过量)有干扰 选λ=500nm
6.4.3 吸光度A读数范围的选择
最 T=e-1=0.368
Δc/c与ΔT的关系图
佳 A=0.434
6.4.3 吸光度A读数范围的选择
5. A的适当范围：
T T 时
好多教材没提及 但却是更有用的概念
还有更厉害的，A<8
新世纪，新仪器。ΔT主要受散粒效应噪声影响 上式
2.0
适当A: 0.1～2.0
1.5 1.0
最佳T=0.135 T A=0.86
掩蔽法：更复杂的情况
6.5 吸光光度法应用
6.5.1 定性 6.5.2 定量:示差法/多组分
6.5.3 化学平衡研究 6.5.4 在线动力学研究 6.5.4 新技术
6.5.1 定性分析
有机最主要: π→π*
6 5
跃迁类型
有机最主要: 配位场/荷移
远紫外光区 近紫外光区 可见光区
lgε
更多的双键 更大的共轭
H
大共轭 why？
λ ε
max=280nm max=10500
λ ε
max=295nm max=27000
6.5.2 定量分析: 示差法
cx大→Ax大→ 误差大 用cs略小于cx的标准溶液作参比测Ar
Ar =ΔＡ=Ａx－Ａs =εb(cx－cs ) =ε bΔc
Ar的值通常不大，提高了准确度
cx =Δc + cs
N
SO3H
OH
磺基水杨酸 -Fe3+
S
H3C
C
N
C
NH
NH
丁二酮肟-Ni2+
双硫腙-Pb2+/Zn2+/Hg2+
6.4.1 显色反应及显色条件
显色反应 有时用氧还反应 强氧化剂生成 Mn(VII)/Cr(VI)
A
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 c (KMnO4)=3.7x10-4 250 350 450 λ /nm 550 650
6.4.3 吸光度A读数范围的选择
3. A的适当范围：ΔT为常数时
10
ΔT通常 0.002 ～0.01
普及型及中等性能的仪器T的误差ΔT与T无关为常数
8
6
4
适当范围： A: 0.2～0.8 T: 15% ～65%
T =36.8%
0.70 0.40 0.22 0.10
E r%
2
0 0
A
Δc/c与ΔT的关系图
不要说完全相同 p120/ 允许误差范围 吸收/反射等完全相同了吗？ 可仅用一个。 也有误差！方向也有关啊！
6.4.4 参比溶液的选择
5. 参比溶液选择
单组分标准曲线法全用溶剂也可行，不通过0点 溶剂：仅待测组分有吸收时 无试样的空白溶液：显色剂和其他试剂有吸收时 无显色剂的试样：显色剂无，干扰组分有