(二)化学因素朗伯—比尔定律的假定

A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－ k bc ) (1) k= 0； 即： k1= k2 = k 则： A总 ＝lg（Ｉo/Ｉt）＝ kbc (2) k≠0 若 k<0 ；即k 2< k1 ； － kbc>0, lg(1＋10 k bc )值随c值增大而增大，则标准曲线偏离直线 向c 轴弯曲，即负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏离。
（1）物理性因素，即仪器的非理想引起的；
（2）化学性因素。
三、偏离朗伯—比耳定律的原因
（一）物理性因素
1.非单色光
朗—比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对 朗伯—比耳定律的正或负偏离。 非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯— 比耳定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起的 偏离。
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
A＝ kbc A＝ bc 标准曲线（工作曲线） 通过原点的直线
C
有时标准曲线不通过原点。
可能是由于参比溶液选择不当 ，吸收池厚度不等，吸收池位 置不妥，吸收池透光面不清洁 等原因所引起的。找出原因， 加以避免。 标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），
这种现象称为对朗伯—比耳定律的偏离。
引起这种偏离的因素（两大类）：
摩尔吸光系数κ的讨论
物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； 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，κ 仅与吸收物质本身的性质有关； 可作为定性鉴定的参数； 同一物质在不同波长下的κ值不同。在最大吸收波长λmax处 的摩尔吸光系数，常以κmax表示。κmax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可能达到的 最大灵敏度。 κmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物 质的灵敏度越高。κ>105：超高灵敏；κ=(6～10）×104 ：高 灵敏；κ<2×104 ：不灵敏。 κ在数值上等于浓度为1mol/L、液定κ。
二、 朗伯-比尔定律
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，一部分被吸收，一部分透过介质，
一部分被器皿的表面反射。如图所示，设入射光强度
为I0，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，反射光强度
为Ir。
透射比(透光度) 透过光强度It与入射光强度Io之比。 T=It/I0 透射比愈大，表示它对光的吸收愈小; 透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。 A＝lg（I0/It) = Kbc A：吸光度； 描述溶液对光的吸收程度；
吸光光度法的灵敏度可用摩尔吸光系数κ表示
桑德尔灵敏度(灵敏度指数) 用S来表示。S是指当仪器的检测极限A=0.001时，单位
截面积（1cm2）光程内所能检测出来的吸光物质的最低
含量，其单位为μg·cm-2 S与κ及吸光物质摩尔质量M的关系为：S=M/κ
κ越大，S越小，其灵敏度越高。
朗伯-比尔定律的适用条件： 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， A 无荧光和光化学现象
溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学 平衡时，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡： CrO42- ＋2H＋ = Cr2O72- ＋H2O
溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相
同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。
亚甲蓝阳离子 单体 max= 660 nm 二聚体 max= 610 nm
（二）单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单色光的光学系统。 ①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或反射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅； ④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光 聚焦至出射狭缝； 800 ⑤出射狭缝。
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
棱镜有玻璃和石英两种材料。
由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于350 ~ 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域内。 石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从185 ~ 4000nm，即可 用于紫外、可见和近红外三 个光域。
光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的，它可用于
λ1
600 500 白光
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
狭缝的大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减弱光强。
单色器其核心部分是色散元件，起分光的作用。单色器的
性能直接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏 度度、选择性及校准曲线的线性关系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。
(nm)
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱 a. 6.36×10-6 mol/L b. 1.27×10-4 mol/L c. 5.97×10-4 mol/L
二聚体的生成破坏 了A与c的线性关系
第二节 吸光光度法的仪器
一、分光光度计的构成
（一）光源 在所需的光谱区域内能够发射连续辐射，有足够的辐射强度和 良好的稳定性，而且辐射能量随波长的变化应尽可能小。 配有稳压装置
（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。
（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。
（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 。
准确度高
第一节 吸光光度法基本原理
一、物质对光的选择性吸收 （一）光的基本性质 电磁波的波粒二象性
E=h
c

= h
h－普朗克常数 6.63×10-34 J·s E－光量子具有的能量
λ －波长 单位：J(焦耳)，eV(电子伏特) c－速度 －频率
一定波长的光具有一定的能量， 波长越长(频率越低)，光量子的能量越低。
第十一章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
吸光光度法
吸光光度法基本原理 吸光光度法的仪器 显色反应及其影响因素 吸光度的测量及误差控制 吸光光度分析法
第六节
吸光光度法的应用
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，包括比色法、可见及紫外吸光光
度法及红外光谱法等。
• 特点
– 灵敏度高：测定下限可达10－5～10－6mol/L, 10-4%～10-5% – 准确度高：能够满足微量组分的测定要求 相对误差2～5％ （1～2％） – 操作简便快速 – 应用广泛
2.
3.
(二) 化学因素
1. 浓度
朗伯—比尔定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作 用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等 相互作用，直接影响了对光的吸收。 朗伯—比耳定律只适用于稀溶液
2. 化学反应
假设由波长为λ1和λ2的两单色光
组成的入射光通过浓度为c的溶液，则： A 1＝lg(Ｉo1 /Ｉt1 ）＝κ1bc A 2＝lg(Ｉo2 /Ｉt2 ）＝κ2bc 故：
I t1 I O1 10
1bc
; I t 2 I O1 10
2bc
因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得A1和A2
（三）物质的颜色与光吸收的关系 物质的颜色正是由于物质对于不同的波长的光具有 选择性吸收作用而产生的。 物质呈现的颜色是其所吸收光的互补色
CuSO4吸收黄色光，显蓝色 KMnO4吸收青绿色光，显紫红色 吸收白光中所有颜色的光，显黑色 反射所有颜色的光，显白色； 透过所有颜色的光，显无色 颜色的深浅，取决于溶液对光的吸收程度， 即取决于吸光物质浓度的高低
A总 ＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2） ＝ lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-κ1bc +Ｉo210-κ2bc ） 令： κ1-κ2 ＝ κ ；设： Ｉo1 ＝Ｉo2 A总 ＝ lg(2Io1)/Ｉt1(1＋10 - κbc ） ＝ A 1 + lg2 - lg(1＋10 - κbc )
（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
单色光：具有相同能量(相同波长)的光。 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在 一起。
光学光谱区
远紫外
（真空紫外）
近紫外
可见
近红外
中红外
远红外
10nm~200nm 200nm ~400nm
400nm 750 nm ~ 750nm ~ 2.5 m
2.5 m ~ 50 m
50 m ~300 m
不同光谱区间对应的分析方法
可见光区的光 特性：光的互补性 按一定比例混合，得到白光。