比色分析的基本原理朗伯比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数
比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)说课材料
比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数 )比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有6 0%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuSO4溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。
比色分析的基本原理朗伯比尔定律
比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
有色溶液的颜色是被吸溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，同理，CuSO4收光颜色的补色。
吸收越多，则补色的颜色越深。
比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
比色分析的基本原理
(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数 )比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuSO4溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。
吸收越多，则补色的颜色越深。
比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
朗伯比尔定律讲解
标准曲线的偏离
引起偏离 Lambert-Beer 定律的原因有物理因 素和化学因素两大类。
（一）物理因素引起的偏离
1. 非单色光引起的偏离 假设入射光仅由波长为 和 的两种单色
1和 I 光组成， 其强度分别为 I 2 ，当通过浓度 02 01
为cB，厚度为d 的吸光物质溶液后，透射光的强 度分别为 I1 和 I2。
（2）Beer定律
适用条件：仅适用于单色光 测定条件：在液层厚度一定的条件下 关系式为：
A=k2C
c:物质的量浓度；k2：它与被测物质 的性质、入射光的波长、溶剂、液层 厚度及温度有关。等有关的常数。
（3） Lambert-Beer定律
当一适当波长的单色光通过溶液时，若液 层厚度一定，则吸光度与溶液浓度成正比， 并且与吸光物质种类、溶剂、入射光波长、 液层厚度和溶液温度有关，且对所有的均 匀介质（即低浓度溶液）和单色光都适用。
b的单位为cm, c为物质的量浓度（mol· L-1） ε为摩尔吸光系数，单位为L· mol-1· cm-1。
A bc
如果溶液中存在两种或两种以上对光 有吸收的物质，在同一波长下只要共存物质 不互相影响，即不因共存物的存在而改变本 身的吸光系数，则吸光度是各共存物质吸光 度之和，即：
A Aa Ab Ac .......
对波长为 1 的单色光：
I 01 A1 lg 1dcB I1
I1 I0110
1dcB
对波长为 2 的单色光：
I 02 A2 lg 2 dcB I2
I 2 I0210
2 dcB
实际测定时，只能测得它们的总吸光度 A总。 由于总入射光强度为 I01＋I02，总透射光强度 为 I1＋I2 ，故：
比色分析的基本原理
（朗伯-比尔定律,吸光度，消光度，吸光系数）（关键词：比色分析，吸光光度法，光电比色法，分光光度法，朗伯-比尔定律，吸光度，消光度，吸光系数）比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1〜10-4mg-L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%- 5%的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400~ 700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMn0溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuS04溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。
吸收越多，则补色的颜色越深。
比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
比尔-朗伯定律
比尔－朗伯定律比尔-朗伯定律（Beer–Lambert law），又称比尔定律、比耳定律、朗伯-比尔定律、布格-朗伯-比尔定律（Bouguer–Lambert–Beer law），是光吸收的基本定律，适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质，包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。
比尔-朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。
概述一束单色光照射于一吸收介质表面，在通过一定厚度的介质后，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就要减弱。
吸收介质的浓度愈大，介质的厚度愈大，则光强度的减弱愈显著，其关系为：其中：•：吸光度；•：入射光的强度；•：透射光的强度；•：透射比，或称透光度；•：系数，可以是吸收系数或摩尔吸收系数，见下文；•：吸收介质的厚度，一般以 cm 为单位；•：吸光物质的浓度，单位可以是 g/L 或 mol/L。
比尔-朗伯定律的物理意义是，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，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。
当介质中含有多种吸光组分时，只要各组分间不存在着相互作用，则在某一波长下介质的总吸光度是各组分在该波长下吸光度的加和，这一规律称为吸光度的加合性。
系数：•当介质厚度以 cm 为单位，吸光物质浓度以 g/L 为单位时，用表示，称为吸收系数，其单位为。
这时比尔-朗伯定律表示为。
•当介质厚度以 cm 为单位，吸光物质浓度以 mol/L 为单位时，用表示，称为摩尔吸收系数，其单位为。
这时比尔-朗伯定律表示为。
两种吸收系数之间的关系为：。
历史物质对光吸收的定量关系很早就受到了科学家的注意并进行了研究。
皮埃尔·布格（Pierre Bouguer）和约翰·海因里希·朗伯（Johann Heinrich Lambert）分别在1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度和吸收介质厚度之间的关系；1852年奥古斯特·比尔（August Beer）又提出光的吸收程度和吸光物质浓度也具有类似关系，两者结合起来就得到有关光吸收的基本定律——布格－朗伯－比尔定律，简称比尔－朗伯定律。
比色计原理
当单色光通过厚度相同，而浓度很小的溶液时，根据朗伯—比尔定律，光被溶液吸收的程度，称为吸收度，与溶液的浓度成正比，与溶液的厚度成正比，即A=εCL，式中：A为吸收度，C为溶液的浓度，L为溶液的厚度，ε为消光系数。
由朗伯—比尔定律得，当一束单色光通过一溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱。
若溶液的浓度（或厚度）不变，则溶液的厚度（浓度）愈大，光线强度的减弱也愈明显。
用同样的方法配制的标准溶液和待测溶液，其浓度分别为C1和C2，对同类溶液ε相同，当厚度也相同时则：A1=εC1LA2=εC2LC2=（A2/A1）*C1式中A1,A2可由罗维朋比色计直接读出，C1为标准溶液的已知浓度，据此可算出待测溶液的浓度。
朗伯—比尔定律许多化学物质的溶液具有颜色（无色的化合物也可以加显色剂经反应生成有色物质），当有色溶液的溶度改变时，颜色的深浅也随之改变，浓度愈大，颜色愈深。
因此，可以用比较溶液颜色深浅的方法来测定有色溶液的浓度。
这种方法叫做比色分析法。
一、朗伯—比尔定律当一束单色光通过有色溶液时，入射光线的一部分被器皿反射回来，一部分被溶液吸收，另一部分则透过溶液，如图所示。
它们之间有以下关系：o=Ia+Ir+It1-1式中：Io—入射光强度，Ia—吸收光强度，Ir—反射光强度，It—透过光强度由于在实际测定时，所用的比色皿都是同质料用规格的。
反射光的强度为一定值，不会引起测量误差，所以反射光的影响可以不加考虑。
则上式可简化为：Io=Ia+It1-2从式1-2可知：当入射光强度Io为一定时，被吸收光强度Ia愈大，则透过光强度It愈小。
也就是说：光强度的减弱仅与有色溶液对光线的吸收有关。
那么，溶液对光线的吸收与哪些因素有关呢？实验证明：溶液的浓度C愈大，液层厚度L愈厚（即光线在溶液中所经过的路程愈长），则溶液对光线吸收的愈多。
它们之间的关系有下式决定：lg = KCL1-3这个公式就是朗伯—比尔（Lambert---Beer）定律。
朗伯—比尔定律
朗伯—比尔定律
朗伯—比尔定律又称比尔定律、比耳定律、朗伯-比尔定律（Beer-Lambert Law）、布格-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和所有的吸光物质，包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。
比尔-朗伯定律是比色分析及分光光度法的理论基础。
光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。
比尔—朗伯定律数学表达式:
A=lg(1/T)=Kbc
A为吸光度,T为透射比(透光度),是出射光强度（I）比入射光强度(I0). K为摩尔吸光系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.
c为吸光物质的浓度,单位为mol/L，b为吸收层厚度，单位为.【b也常用L替换，含义一致】
物理意义;
物理意义是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，而与透光度T成反相关。
比色分析和分光光度法课件
分析实验结果
根据实验测量结果，进行 分析和处理，得出实验结
论。
05
比色分析与分光光度法的比较
实验原理的比较
比色分析
利用有色物质对特定波长光的吸收特性进行定量分析的方法。
分光光度法
利用物质对不同波长光的吸收特性进行定量分析的方法。
实验方法的比较
比色分析
通常使用比色皿进行实验，需要测量样品在特定波长下的吸光度。
分光光度法实验操作流程
校准仪器
在实验开始前，对仪器进 行校准，以确保实验结果
的准确性。
进行实验测量
将处理后的样品放入比色 皿中，并在分光光度计下 进行测量，记录吸光度等
光学性质。
01
02
03
04
05
准备实验仪器
根据实验需求，准备相应 的实验仪器，如分光光度
计、比色皿等。
制备标准溶液
根据实验需求，制备标准 溶液，以便在实验中进行
比色分析的特点
比色分析具有操作简便、准确度 高、重现性好等优点，适用于各 种不同类型样品中目标物质的定 量分析。
比色分析的应用范围
食品检测
用于测定食品中的添加剂、营养 成分、农药残留等物质的含量。
化工分析
用于测定各种化学物质如有机物 、无机物、配合中各种污染物如重金属、有机物 、氮磷营养盐等的含量。
确定实验参数
根据实验目的，选择合适 的实验参数，如波长、浓 度等。
设计实验步骤
根据实验参数，设计具体 的实验步骤，包括样品的 选取、处理和测试等。
样品处理
样品选取
根据实验目的和参数，选取具有 代表性的样品。
样品处理
对选取的样品进行处理，以满足 实验要求，如破碎、溶解等。
工业分析技术专业《朗伯比尔定律》
朗伯比尔定律教学要点：朗伯定律比尔定律朗伯比尔定律一、朗伯定律吸光度与光程长度成正比A=1b二、比尔定律吸光度与浓度成正比A=2c三、朗伯比尔定律朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即A= κbc式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。
K可用a〔吸光系数〕或ε〔摩尔吸光系数〕表示。
c为吸光物质浓度，b为透光液层厚度。
朗伯和比尔分别研究了吸光度与液层厚度和吸光度与浓度之间的定量关系，合称朗伯-比尔定律，其数学表达式为：A=lgI0/It=κbc 物理意义: 当一束平行单色光通过均匀、透明的吸光介质时，其吸光度与吸光质点的浓度和吸收层厚度的乘积成正比——吸光光度法定量分析的理论根底吸光系数与摩尔吸光系数A = b c 比例常数的取值与浓度的单位有关①当c的单位为g·L-1时，比例常数用a 表示，称为质量吸光系数A＝a b ρ a 的单位: L·g-1·cm-1②当c的单位用mol·L-1时，比例常数用ε表示,称为摩尔吸光系数A＝εb c ε的单位: L·mol-1·cm-1ε=M a摩尔吸光系数的物理意义：溶液浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时物质对光的吸收程度〔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和液层厚度b的改变而改变。
〔3〕同一吸光物质在不同波长下的ε值是不同的。
在最大吸收波长λma处的摩尔吸光系数，常以εma表示，说明了该吸收物质最大限度的吸光能力。
朗伯-比尔定律的应用条件：朗伯-比尔定律不仅适用于紫外光、可见光，也适用红外光；在同一波长下，各组分吸光度具有加和性。
〔1〕入射光必须为单色光〔2〕被测样品必须是均匀介质〔3〕在吸收过程中吸收物质之间不能发生相互作用。
朗伯-比尔定律 原理
朗伯-比尔定律原理朗伯-比尔定律（Lambert's Beer Law），也被称为比尔-朗伯定律，是一种描述光在透明介质中吸收的现象的定律。
这个定律是由德国科学家约翰·海因里希·朗伯和法国科学家皮埃尔·比尔于19世纪初提出的。
朗伯-比尔定律在化学、光学、分析化学和生物医学等领域有广泛的应用。
朗伯-比尔定律可以用下面的公式表示：A = εlc其中，A是物质溶液的吸光度（absorbance），ε是摩尔吸光度（molar absorptivity），l是光程（path length），c是溶液的浓度。
根据朗伯-比尔定律，当光通过一个透明介质时，光的强度会随着介质中吸收物质的浓度增加而减弱。
这是因为介质中的吸收物质会吸收部分光的能量，使光的强度降低。
吸收物质的浓度越高，吸收的光的能量就越多，光的强度减弱的程度也就越大。
摩尔吸光度（ε）是一个物质的固有属性，表示单位浓度下该物质对光的吸收能力。
摩尔吸光度越大，说明物质对光的吸收能力越强。
不同物质的摩尔吸光度是不同的，这也是朗伯-比尔定律可以用于定量测量物质浓度的基础。
光程（l）是光在透明介质中传播的距离，一般以厘米作为单位。
光程越长，光通过介质时被吸收的能量就越多，光的强度减弱的程度也就越大。
溶液的浓度（c）是指单位体积溶液中溶质的质量或摩尔数。
浓度越高，溶液中的吸收物质的数量就越多，光通过溶液时被吸收的能量也就越多。
朗伯-比尔定律可以用于分析化学中测量溶液中吸收物质浓度的定量分析方法，这种方法被称为分光光度法。
在分光光度法中，通过测量物质溶液的吸光度，再利用朗伯-比尔定律的公式，就可以计算出溶液中物质的浓度。
朗伯-比尔定律在生物医学领域也有广泛的应用。
例如，血红蛋白是血液中的一种重要成分，可以通过测量血红蛋白溶液的吸光度，利用朗伯-比尔定律的公式，计算出血红蛋白的浓度。
这对于临床诊断和疾病监测具有重要意义。
总之，朗伯-比尔定律是描述光在透明介质中吸收现象的定律。
比色分析的基本原理
第一节比色分析的基本原理比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg/L的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
例如绿与紫、黄与蓝互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就呈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuSO4溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。
吸收越多，则补色的颜色越深。
比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
表1-1列出了溶液的颜色与吸收光颜色的关系。
表1-1 溶液的颜色与吸收光颜色的关系溶液颜色绿黄橙红紫红紫蓝青蓝青吸收光颜色紫蓝青蓝青青绿绿黄橙红波长／nm400～450450～480480～490490～500500～560560～580580～600600～650650～760二、朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律当一束平行单色光（只有一种波长的光）照射有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液（图1-1）。
比色分析的基本原理朗伯比尔定律吸光度消光度吸光系数定稿版
比色分析的基本原理朗伯比尔定律吸光度消光度吸光系数精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数 )比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
比色分析的基础A
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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。
单色器质量的优劣，主要决定于色散 元件的质量。 色散元件常用棱镜和光栅。
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3 吸收池
吸收池又称比色皿或比色杯，用无 色、透明、耐腐蚀的材料制造，可分为 玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用 于紫外区。 吸收池的种类很多，其光径可在 0.1~10cm之间，其中以1cm光径吸收池 。 最为常用。
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紫外-可见分光一、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
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分光光度计的主要部件
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分光光度计的光学系统
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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。
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4 检测器 检测器的作用是检测光信号，并将 光信号转变为电信号。 现今使用的分光光度计大多采用光电 管或光电倍增管作为检测器。
5 信号显示系统显示器： • 电表指针 • 数字显示 • 荧光屏显示等 • 显示方式：A、T(%)、c 等
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二、紫外-可见分光光度计的类型 按其光学系统可分为单波长分光光度 计和双波长分光光度计。 单波长、单光束分光光度计（721、 722、752 型等） 一个单色器；一种波长的单色光；一 束单色光。
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例如，测定维生素B12时，可预先绘制 维生素B12的A-c标准曲线，再用完全 相同的方法和步骤测定被测溶液的吸 光度，即可从标准曲线上找出被测溶 液的浓度或含量。
标准曲线可在固定仪器和方法的条件 下多次使用，适合于经常性工作。 但若仪器不同或测定方法及条件改变， 测得的标准曲线不同。因此在更换任 何测定条件时都需重新绘制标准曲线。
吸光度的原理
吸光度的原理
吸光度是指物质对光的吸收程度，是衡量物质对光吸收能力的一个物理量。
它是通过测量物质对特定波长的光的吸收量来计算的。
吸光度的原理可以用朗伯-比尔定律来解释。
朗伯-比尔定律是一个描述物质对光吸收的基本定律。
该定律指出，当一束单色光通过一种均匀的、非散射的溶液时，光的吸收程度与溶液的浓度和光通过的路径长度成正比。
具体来说，朗伯-比尔定律可以表示为：
A = εLC
其中，A 表示吸光度，它是光的吸收程度的度量；ε 表示摩尔吸光系数，它是一个与物质的性质和光的波长有关的常数；L 表示光通过的路径长度，通常是通过溶液的光路长度；C 表示溶液的浓度。
在实际应用中，通常使用分光光度计来测量吸光度。
分光光度计是一种可以将光分成不同波长的仪器，并测量每个波长下物质的吸光度。
通过对吸光度的测量，可以计算出溶液的浓度，也可以用于物质的定性和定量分析。
朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
朗伯一比尔（Lambert-Beer ）定律当入射光波长一定时， 待测溶液的吸光度 A 与其浓度和液层厚度成正比， 即k 为比例 系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。
Lambert-Beer 定律是分光光度定量分析 的基 础。
当浓度以g/L 表示时，称k 为吸光系数，以 a 表示，即A abc当浓度以mol/L 表示时，称 k 为摩尔吸光系数，以 e 表示，即A bc比耳定律成立的前提条件是： （i ）入射光是单色光；（2 ）吸收发生在均匀的介质中； （3 ）吸收过 程中，吸收物质互相不发生作用 入射光 透射光I透射率定义：T 取值为0.0 % ~ 100.0 %全部吸收T = 0.0 %全部透射T = 100.0 %lg T KCb A吸光度与透射率 '以百分透光度和吸光度分别对溶液浓度作图得一条通过原点的直线和一条指数曲线根据比尔定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线的截距为零，斜率为 kb 。
实 际上，吸光度与浓度的关系有时是非线性的， 或者不通过原点，这种现象称为偏离比尔定律。
引起偏离比尔定律的因素 T ・10"A ・10・K bcT :透射率 A :吸光度样品吸光度 A 与光程b 总是成正比。
但当 b 一定时，A 与c 并不总是成正比, 即偏离L-B 定律！这种偏离由样品性质和仪器决定。
1•样品性质影响a ）稀溶液。
待测物高浓度 --吸收质点间隔变小一质点间相互作用一对特定辐射的吸收能力发生变化---e 变化；b ）稳定溶液。
试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配体数目改 变等，会引起待测组份吸收曲线的变化；c ） 溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰强度及位置产生影响；d ） 均匀溶液。
胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。
2.仪器因素仪器因素包括光源稳定性以及入射光的单色性等。
a ）入射光的非单色性：不同波长的光所产生的吸收不同，可导致测定偏差。
比尔-朗伯定律
比尔-朗伯定律（Beer–Lambert law）又称比尔定律、比耳定律、朗伯-比尔定律、布格-朗伯-比尔定律（Bouguer–Lambert–Beer law），是光吸收的基本定律，适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质，包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。
比尔-朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。
概述一束单色光照射于一吸收介质表面，在通过一定厚度的介质后，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就要减弱。
吸收介质的浓度愈大，介质的厚度愈大，则光强度的减弱愈显著，其关系为：其中：∙：吸光度；∙：入射光的强度；∙：透射光的强度；∙：透射比，或称透光度；∙：系数，可以是吸收系数或摩尔吸收系数，见下文；∙：吸收介质的厚度，一般以 cm 为单位；∙：吸光物质的浓度，单位可以是 g/L 或 mol/L。
比尔-朗伯定律的物理意义是，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，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。
当介质中含有多种吸光组分时，只要各组分间不存在着相互作用，则在某一波长下介质的总吸光度是各组分在该波长下吸光度的加和，这一规律称为吸光度的加合性。
系数：∙当介质厚度以 cm 为单位，吸光物质浓度以 g/L 为单位时，用表示，称为吸收系数，其单位为。
这时比尔-朗伯定律表示为。
∙当介质厚度以 cm 为单位，吸光物质浓度以 mol/L 为单位时，用表示，称为摩尔吸收系数，其单位为。
这时比尔-朗伯定律表示为。
两种吸收系数之间的关系为：。
历史物质对光吸收的定量关系很早就受到了科学家的注意并进行了研究。
皮埃尔·布格（Pierre Bouguer）和约翰·海因里希·朗伯（Johann Heinrich Lambert）分别在1729年和1760年阐明了物质对光的吸收程度和吸收介质厚度之间的关系；1852年奥古斯特·比尔（August Beer）又提出光的吸收程度和吸光物质浓度也具有类似关系，两者结合起来就得到有关光吸收的基本定律——布格－朗伯－比尔定律，简称比尔－朗伯定律。
朗伯比尔定律内容
朗伯比尔定律内容
朗伯比尔定律 (Lambert-Beer law) 是光吸收的基本定律，它描述了物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系。
该定律由约翰·亨利·朗伯 (John 亨德里克·Lambert) 于 1852 年提出，被称为朗伯 - 比尔定律 (Lambert-Beer law)。
比尔 - 朗伯定律的数学表达式为:
A = eb*l*C
其中，A 表示吸光度，eb 表示摩尔吸光系数 (molar absorptivity),l 表示吸光物质的厚度，C 表示吸光物质的浓度。
比尔 - 朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。
它被广泛应用于化学、生物学、环境科学等领域的科学研究和工业检测。
拓展:
摩尔吸光系数 (molar absorptivity) 是指单位浓度、单位吸光度下，物质对某一波长光吸收的强弱。
它通常被表示为 OD/mmol/L。
在比尔 - 朗伯定律中，摩尔吸光系数是一个常数，它与吸光物质的浓度及吸光物质的厚度无关。
比尔 - 朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。
吸光光度法是指利用吸光物质在光作用下的吸收特性，通过测量吸光度来确定物质的浓度和分析参数的方法。
比色分析法是指利用不同颜色物质在光作用下的颜色差异，通过比较样品颜色与标准颜色的差异来确定物质的浓度和分析参数的方法。
光电比色法是指利用光电传感器测量吸光物质在光作用下的光电信号，通过测量光电信号的大小来确定物质的浓度和分析参数的方法。
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比色分析的基本原理
(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)
( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)
比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。
有色物质溶液的颜色与其浓度有关。
溶液的浓度越大，颜色越深。
利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。
根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。
比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。
通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。
比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。
但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。
在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。
在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
一、物质的颜色和光的关系
光是一种电磁波。
自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。
如把
两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。
图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。
当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。
如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。
例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。
在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
同理，CuSO4溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。
由此可见，有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。
吸收越多，则补色的颜色越深。
比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。
表8-1列出了溶液的颜色与吸收光颜色的关系。
表8-1 溶液的颜色与吸收光颜色的关系
二、朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律
当一束平行单色光（只有一种波长的光）照射有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液（图8-2）。
图8-2 光吸收示意图
设入射光的强度为I0，溶液的浓度为c，液层的厚度为b，透射光强度为I，则
（8-1）
式中lgI0/I 表示光线透过溶液时被吸收的程度，一般称为吸光度（A）或消光度（E）。
因此，上式又可写为：
A=Kcb（8-2）
上式为朗伯-比尔定律的数学表示式。
它表示一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。
式中，K为吸光系数，当溶液浓度c和液层厚度b的数值均为1时，A=K，即吸光系数在数值上等于c和b均为1时溶液的吸光度。
对于同一物质和一定波长的入射光而言，它是一个常数。
比色法中常把称为透光度，用T表示，透光度和吸光度的关
系如下：
?（8-3）
当c以mol·L-1为单位时，吸光系数称为摩尔吸光系数，用ε表示，其单位是L·mol-1·cm-1。
当c以质量体积浓度（g·ml-1）表示时，吸光系数称为百分吸光系数，用E1%1c
m表示，单位是ml·g-1·cm-1。
吸光系数越大，表示溶液对入射光越容易吸收，当c有微小变化时就可使A有较大的改变，故测定的灵敏度较高。
一般ε值在103以上即可进行比色分析。
如果测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图可得一条曲线，即物质对光的吸收曲线，可准确地描述物质对光的吸收情况。
图8-3是几种不同浓度的KMnO4溶液的吸收曲线，溶液对波长525nm附近的绿光吸收量最强，而对其他波长的光吸收较弱。
光吸收程度最大处的波长叫做吸收波长，用λmax 表示。
不同浓度的KMnO4溶液所得的吸收曲线，最大吸收波长都一致，只是相应的光被吸收的程度不同。
吸收曲线可作为比色分析中波长选定的依据，测定时一般选择λmax 的单色光作为入射光。
这样即使被测物质含量较低也可得到较大的吸光度，因而可使分析的灵每度较高。
若所测定的溶液无色，可在测定前加入适当的显色剂，通过与待测成分的化学反应使溶液晱色即可测定此待测成分。
例如，已知在525nm处KnO4溶液的ε=2235L· mol-1·cm-1，若用2cm比色皿，为使所测得的透光率介于20%～65%之间，溶液的浓度范围应是多少？
图8-3 KMnO４液的吸收光谱曲线
解：若T=20%
则
则c=-lg65%/2235*2.0=4.19*10-5(mol·L-1)。