第10章 吸光光度法(2013-3)
分析化学第六版第10章 吸光光度法自测题
第十章吸光光度法自测题一、选择题1．下列说法正确的是( )A．摩尔吸光系数ε随浓度的增大而增大B．透光率T随浓度的增大而增大C．朗伯-比耳定律中适用于单色光D．Fe2+-邻二氮菲溶液为红色，应选择红色波长的光作为测定时的入射光E．物质的特征吸收峰随浓度增大而增大，但最大吸收波长不变F．摩尔吸光系数ε越大，说明显色反应越灵敏2．物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长的光所致。
KMnO4显紫红色是由于它吸收白光中的( )A．紫红色光B．绿色光C．黄色光D．.蓝色光3．吸收曲线是( )A、吸光物质浓度与吸光度之间的关系曲线；B、吸光物质浓度与透光度之间的关系曲线；C、入射光波长与吸光物质溶液厚度之间的关系曲线；D、入射光波长与吸光物质的吸光度之间的关系曲线。
4．下列因素中，影响摩尔吸光系数（ε）大小的是( )A、有色配合物的浓度B、入射光强度C、.比色皿厚度D、入射光波长5．有一浓度为C的溶液，吸收入射光的40%（即透光率为60%），在同样条件下，溶液浓度为0.5C 的同一溶液的透光度为( )A、30%B、20%C、77%D、36%6．某试液用2cm 比色皿测量时，T=20%，若改用1cm比色皿测量，则A和T分别为( ) A、0.35和40% B、0.22和36% C、0.35和45% D、0.35和100%7．在吸光度测量中，参比溶液的( )A、.吸光度为0.434B、吸光度为无穷大C、透光度为100%D、透光度为0%8．某有色物质的溶液50ml，含溶质0.10mg，用1.0cm吸收池在某一波长下测得T=10%，则吸光系数K为: ( ) L.g-1.cm-1A、1.0×102B、1.0×103C、2.0×102D、5.0×102E、5.0×1039．在吸光度测量过程中，若要求测量的相对误差最小，则透光度为( )A、0.368B、0.386C、0.638D、0.86310．光光度测定中，工作曲线弯曲的原因可能是( )A．溶液浓度太大B．溶液浓度太稀C．参比溶液有问题D．仪器有故障11．示差法要求( )A．以纯水作参比溶液B．用含显色剂的溶液作参比C．用稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比D．参比溶液的浓度应高于待测溶液的浓度12．双波长分光光度计与单波长分光光度计的主要区别在于( )A．光源的种类B．检测器的个数C．吸收池的个数D．使用单色器的个数13．甲基橙在pH＜2.0时和pH＞4.5时,分别以HA和A-形式存在，在一定条件下测得吸光度值如下表：pH 1.00 3.00 5.00A 0.890 0.692 0.260则甲基橙的pKa值为A．2.34 B．3.34 C．4.34 D．5.3414．邻二氮菲光度法测Fe含量，当浓度为C时，测其透光度为T0，若将此溶液稀释一倍，则透光度为( )A．T0/2 B．2T0 C．(T0)1/2D．T0215．现有不同浓度的KMnO4溶液A、B，在同一波长下测定，若A用１cm比色皿，B用2cm比色皿，而测得的吸光度相同，则它们浓度关系为( )A．C A=C B B．C A=2C B C．C B=2C A D．0.5 C B=C A16．某显色剂在pH=3-6时，呈黄色，pH=6-12时呈橙色，pH>12时呈时红色，该显色剂与金属离子的配合物呈红色，则该显色反应在何种条件下进行。
第五版分析化学上册课后答案
第1章分析化学概论第2章分析试样的采集与制备第3章分析化学中的误差与数据处理第4章分析质量的控制与保证第5章酸碱平衡和酸碱滴定法1．写出下列溶液的质子条件式。
a．c1 mol·L -l NH3 + c2 mol·L -l NH4Cl；组合法MBE：c2=[Cl-] (1)[NH3]+[NH4+]=c1+c2 (2)CBE: [H+]+[NH4+]=[OH-]+[Cl-] (3)将（1）代入（3）质子条件式为：[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]解：a. 对于共轭体系，由于构成了缓冲溶液，所以可以将其视为由强酸（HCl和弱碱（NH3）反应而来，所以参考水准选为HCl, NH3和H2O质子条件式为：[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]即[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]b. c1 M NaOH+c2 M H3BO3组合法MBE：c1=[Na+] (1)[H3BO3]+[B(OH)4-]=c2 (2)CBE: [Na+]+[H+]=[B(OH)4-]+[OH-] (3)将（1）代入（3）质子条件式为：[ H+ ] + c1 = [B(OH)4-] + [OH-]b. 参考水准选为NaOH, H3BO3和H2O质子条件式为：[ H+ ] + c1 = [B(OH)4-] + [OH-]c．c1 mol·L-l H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH；解：c. 直接取参考水平：H3PO4 , HCOOH , H2O质子条件式：[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-] d. 0.01 M FeCl 3MBE ： [Cl-] = 0.03 (1)(2)CBE:(3)将（3）- (2) ×3,质子条件式为：[H +]2=δn [H +]2+ [H +]K a1+K a1K a2[H +] K a1δ1[H +]2 + [H +]K a1+K a1K a2=δ0[H +]2 + [H +]K a1 +K a1Ka2K a1K a2４.CO 32-HCO 3-H 2CO 39. 解：（mol/L ）已知p Ka=5.30，pH=5.60设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L ，故得x=0.35则原缓冲溶液pH=16. 解：据题意：K b c ≥ 10K w, c /K b ≥ 100→19. 用 0.1 M 滴定HAc 至。
第10章 吸光光度分析
无机及分析化学
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3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
无机及分析化学
12
质量吸光系数，摩尔吸光系数
• 质量吸光系数 a: 当一定波长的单色光，通过浓度 为 1g/L，吸收池的液层厚度为 1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.g-1.cm-1
• 摩尔吸光系数ε • 物理意义：当一定波长的单色光，通过浓度为 1mol/L，吸收池的液层厚度为1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.mol-1.cm-1
比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的， 因此仅在稀溶液（c < 10-2 mol/L )的情况下才适用。
(2)非单色光引起的偏离
朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但 在实际工作中，入射光是具有一定波长范围的。
无机及分析化学
18
化学因素
溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。
不同的显色反应的适宜 pH 是通过实验确定的。 无机及分析化学
24
3 、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定 过程中温度一致。
4 、显色时间：通过实验确定合适的显色时间， 并在一定的时间范围内进行比色测定。
5、溶 剂：有机溶剂降低有色化合物的解离度， 提高显色反应的灵敏度。 6、共存离子的影响
无机及分析化学
偏离朗伯—比尔定律。
无机及分析化学
19
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂
显色剂
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。
吸光光度法分析化学
第10章吸光光度法基本内容1概述1.1吸光光度法的特点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,可见紫外吸光光度法和红外光谱法等。
1.1.1.光的基本性质：光是一种电磁波。
具有同一波长的光称为单色光，由不同波长组成的光称为复合光。
波长在200nm～400nm范围的光称为紫外光，人的眼睛能感到波长在400nm～750nm范围的光叫可见光。
白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种单色光按一定强度比例混合而成的。
实验证明：将适当的两种单色光按一定强度比例混合，也可得到白光，这两种单色光互称为互补色光。
1.1.2.物质对光的选择性吸收：溶液呈不同的颜色是由于溶液中的吸光质点选择性吸收了某种颜色的光所引起的。
当白光通过某一均匀的溶液时，若该溶液对可见光波段的光都不吸收，则溶液无色透明；若溶液对不同波长的光全部吸收，则溶液呈黑色；若溶液对各种波长的光呈选择性吸收，则溶液呈现的是与吸收光成互补色光的颜色。
如硫酸铜溶液呈蓝色是因为溶液吸收了白光中的黄色光，高锰酸钾溶液因吸收了白光中的绿光而呈紫色等。
1.1.3.光吸收曲线：任何一种溶液对不同波长的光的吸收程度不同，若将各种波长的单色光依次通过某一浓度的溶液，测量每一波长下溶液对光的吸收程度，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标绘画，所得曲线叫光吸收曲线。
由光吸收曲线可知：溶液对各种波长的单色光的吸收程度是不同的，在某一波长处有一最大吸收，这一波长称为最λ表示；不同浓度的同一种物质的溶液，光吸收曲线的形状相似，最大吸收波长，用max大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。
1.2光吸收的基本定律当一束平行的单色光通过含有吸光物质的溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度b成正比，即A=Kbc此式就是光吸收定律的数学表达式，也叫朗伯—比尔定律，K 为比例常数。
当溶液的浓度用物质的量浓度(mol·L -1)，吸收层厚度用cm 为单位时，则比例常数用ε表示，称为摩尔吸光系数，其单位为L·mol -1·cm -1。
第10章 吸光光度法
价电子
分子振动 分子转动
钨灯
碳化硅热棒 电磁波发生器
比色及可见光度法
红外光度法 微波光谱法 核磁共振光谱法
2. 分子吸收光谱产生原理
吸收光谱是由物质对不同波长的光具有选择性吸收 作用而产生的。 由物质的价电子能级跃迁 （能量差在1~20eV）而 产生的吸收光谱，是紫外及可见分光光度法——本章 研究内容。 由物质的分子振动能级（能量差约0.05~l eV）和 转动能级（能量差小于0.05 eV）的跃迁而产生的吸收 光谱，为红外吸收光谱法——用于分子结构的研究。 说明：物质只有对特定波长(能量)的光才能有吸收。
△T为透光率读数的绝对误差，一般为± 0.01。
Er-T 关系图： Er ≤±4%时:
T: 15%~65 %
A: 0.2~0.8
T = 36.8 %，A = 0.434 时误差最小。
10.5 示差吸光光度法
1. 示差吸光光度法的原理 (高浓度) 常规法: 以试剂空白为参比
A bCx
示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比 (Cs＜Cx)
3. 有色溶液对光的选择性吸收
① 单色光、复合光、互补光 单色光:具有同一波长的光
复合光:包含不同波长的光 互补光: 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， 这两种单色光为互补 光。 绿
蓝绿
黄
绿蓝
橙
蓝 紫
红
② 有色溶液对光的吸收
吸收黄色光
复合光
完全透过
溶液的颜色与其吸收掉光的颜色为互补色。 有色溶液呈现不同颜色的原因: 物质的电子结构不同，价电子跃迁所需能量不同， 所吸收光的波长不同，因此溶液对光的选择性吸收， 使其呈现不同颜色。
a. 选择性好
吸光度
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 常用的吸光光度法
10.1 概述
吸收光谱 发射光谱 散射光谱
分子光谱
原子光谱
吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收。
10.2 吸光光度法基本原理
1 光谱产生的原因
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.4 显色反应及影响因素
1 显色反应 没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量 生成有色化合物再测定－－ 显色反应 要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 化学性质稳定 d. 反应物和产物有明显的颜色差别 (l>60nm)
单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅 样品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区 石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器 作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器： 光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
AsO3 H2
N N HO3S OH OH H2 O3 As N N SO3H
5 影响因素 a 溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变Δl
第10章 吸光光度法
当：c的单位用mol·L-1表示时，用ε表示. ε－摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A＝εbc ＝ 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
（一）光学因素 （二）化学因素
（一）光学因素
1．非单色光的影响： 非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 ， 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 （ 2 − k1） A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论： 结论： • 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑ • 选λmax作为测定波长
长
波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 （二）分类： 分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 光谱法：利用物质与电磁辐射作用时， 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱
分析化学(第五版) 第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 10.6 吸光光度法的误差 10.7 常用的吸光光度法 10.8 吸光光度法的应用
10.1 概述 吸收光谱 发射光谱 散射光谱 分子光谱 原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种， 吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法， 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
e 溶剂 有机溶剂，提高灵敏度、 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率 f 干扰离子 消除办法： 消除办法： 提高酸度，加入隐蔽剂， 提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比 铬天菁S测 ，氟化铵褪色，消除锆、 钴干扰) 褪色空白(铬天菁 测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰 选择适当波长
10.5 光度分析法的设计
2 物理化学因素 非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射， 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测 吸光度增加， 吸光度增加，导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式 的偶氮－ 的偶氮
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统 光源 单色器 样品池 检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光） 红外 原子光谱 各种谱学手段
第10章 吸光光度法
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
3. 波粒二象性
c E=h = h n
长(频率越低)，光量子的能量越低。
结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 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。
电磁波谱的波段如何划分?
2005-8-30
第10章
吸光光度法
10.1 吸光光度法概述
一、方法与特点
吸 光 光 度 法 (Absorption Photometry) 是 一 种 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种 分析方法。 特点： (一)灵敏度高 测定下限可达10-4%～10-5% (二)准确度较高 相对误差2～5％(1～2％) (三)操作简便，测定速度快 (四)应用广泛
第10章 吸光光度法 第十八章 吸光光度法
第10章 吸光光度法
10.1 吸光光度法概述 10.2 物质对光的选择性吸收
目 录
10.3 10.4 10.5 10.6
2018/11/12
光吸收的基本定律
吸光光度法及其仪器
光度法分析及误差控制
光度法分析的应用
1
分 析 学习 习 分 析化 化学学 指指 导导
/
2018/11/12
16
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
小结： （1）在T和等条件一定时，ε仅与吸收物质本 身的性质有关，与待测物浓度无关。
质的本性有 关，而与浓
度无关。可
C 作为定性的 参数。
2018/11/12
11
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
《分析化学》下册武汉大学等编(第五版)作业参考答案
《仪器分析》作业参考答案第2章 光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成？它们的作用分别是什么？ 参考答案：（1）稳定的光源系统—提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发，产生光谱； （2）试样引入系统（3）波长选择系统（单色器、滤光片）—将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带； （4）检测系统—是将光辐射信号转换为可量化输出的信号； （5）信号处理或读出系统—在显示器上显示转化信号。
2-2 单色器由几部分组成，它们的作用分别是什么？ 参考答案：（1）入射狭缝—限制杂散光进入；（2）准直装置—使光束成平行光线传播，常采用透镜或反射镜； （3）色散装置—将复合光分解为单色光；（4）聚焦透镜或凹面反射镜—使单色光在单色器的出口曲面上成像； （5）出射狭缝—将额定波长范围的光射出单色器。
2-5 对下列单位进行换算：（1）150pm Z 射线的波数（cm －1） （2）Li 的670.7nm 谱线的频率（Hz ）（3）3300 cm －1波数对应的波长（nm ） （4）Na 的588.995nm 谱线相应的能量（eV ） 参考答案：（1）171101067.61015011---⨯=⨯==cm cm λσ （2）)(1047.4)(107.670100.314710Hz Hz c⨯=⨯⨯==-λν （3）)(3030)(1003.3)(3300114nm cm cm =⨯===-νλ （4）)(1.2)(10602.110995.588100.310625.6199834eV eV ch E =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---λ 2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量（eV ）范围各是多少？（1）原子内层电子跃迁； （4）分子振动能级跃迁； （2）原子外层电子跃迁； （5）分子转动能级跃迁； （3）分子的电子跃迁 参考答案跃迁类型 波长范围 能量范围/eV 原子内层电子跃迁 10－1 ～ 10nm 1.26×106 ～1.2×102原子外层电子跃迁 200 ～ 750nm 6～1.7 分子的电子跃迁 200 ～ 750nm 6～1.7 分子振动能级跃迁 0.75 ～ 50μm 1.7～0.02 分子转动能级跃迁50 ～ 1000μm2×10－2～4×10－7第10章 吸光光度法（上册）2、某试液用2cm 吸收池测量时，T=60%。
第10章吸光光度法
• • • • • • • • • • 本章主要内容： 第一节 概述 一、吸光光度法的特点 二、光吸收的基本定律 三、比色法和吸光光度法及其仪器 第二节 光度分析法的设计 一、显色反应 二、显色条件的选择 三、测量波长和吸光度范围的选择 四、参比溶液的选择
续前
• 第三节 光度分析法的误差
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400 500 600 700
/nm
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10.2 光吸收基本定律
1. 光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
800
λ1
白光
600
500
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度
等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。 原理： 利用光通过光栅时
平面透 射光栅 透 镜
光屏
M1
发生衍射和干涉现象而 分光.
M2
光栅衍射示意图
出 射 狭 缝
检测器
-kbc -A T = 10 = 10
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T = 10
-kbc
T
A=kbc
c
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g· L-1表示时，用a表示，
A＝abc
a的单位: L· g-1· cm-1
当c的单位用mol· L-1表示时，用表示.
(完整版)分析化学武大第五版思考题答案
分析化学（第五版）上册武汉大学主编第一章概论第二章分析试样的采集与制备第三章分析化学中的误差与数据处理第四章分析化学中的质量保证与质量控制第五章酸碱滴定第六章络合滴定第七章氧化还原滴定第八章沉淀滴定法与滴定分析小结第九章重量分析法第十章吸光光度法第十一章分析化学中常用的分离与富集方法第一章概论1、答：定义:分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取相关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学。
任务：定性、定量、结构。
作用：略2、答：略3、答：取样→分解→测定→计算及评价注：取样的原则：应取具有高度代表性的样品；分解的原则：①防止式样损失；②防止引入干扰。
4、答：Na2B4O7·10H2O的摩尔质量比Na2CO3的大，故选择硼砂作为标定盐酸的基准物质可以使称量误差减小，但是硼砂含10个结晶水不稳定，而碳酸钠摩尔质量小，性质稳定。
6、答：a.偏低b.偏低c.偏低d.无影响e.偏大f.偏小g.偏大h.可能偏大也可能偏小7、答：偏低NaOH O H O C H OH O C H NaOH V M m C 1210002422242222⨯⨯=••因为失水后的H 2C 2O 4中含有比同样质量H 2C 2O 4·2H 2O 更多的能与NaOH 作用的H +，这样测定时消耗V NaOH 增大，所以C NaOH 偏小。
8、答：偏高第二章 分析试样的采集与制备（略）1、答：不对。
应将原始试样全部送交分析部门，再由分析人员对原始试样采用四分法进行缩分，依据经验公式取样，再分解、测定等。
2、答：分解无机试样和有机试样的主要区别在于：无机试样的分解时将待测物转化为离子，而有机试样的分解主要是破坏有机物，将其中的卤素，硫，磷及金属元素等元素转化为离子。
3、答：用NaOH 溶解试样，Fe ，Ni ，Mg 形成氢氧化物沉淀，与Zn 基体分离。
4、答：测硅酸盐中SiO 2的含量时采用碱熔法，用KOH 熔融，是硅酸盐中的硅转化为可溶性的K 2SiO 3，再用容量法测定：测定硅酸盐中Fe ，Al ，Ca ，Mg ，Ti 的含量时，用HF 酸溶解试样，使Si 以SiF 4的形式溢出，再测试液中Fe ，Al ，Ca ，Mg ，Ti 的含量。
第10章 吸光光度法
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E h c h
h －普朗克(Planck)常数 6.63×10-34J·s
c －真空中光速 2.99792458×108m/s~3.0 ×108m/s
－波长，单位：m,cm,mm, m,nm,Å
1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
用不同波长的单色光照射溶液，测其吸光度，以A对λ作
图，得吸收曲线，即吸收光谱。
10
第
不同物质吸收曲线的形状，λmax位置不同。
章
——定性分析
吸 光
最大吸收波长（λmax）—吸光度A最大处对应的波长。
光
度
法
第
10
章
同一物质在同一波长下吸光度A随着浓度的增
吸
大而增大 。
光
光
——定量分析
度
法
❖ 物质的分子结构与吸收光谱的关系
E
E2
E1
h
hc
不同物质分子因结
构不同而能级不同，故
各能级间的能级差也不
相同，因而选择吸收的
性质反映了分子内部结
第
构的差异。
章 吸 光 光 度 法
10
10.1.3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
入射光
I0
It
透射光
b
透射比（透光度） T It I0
第
吸光度
A lg I0 lg 1 lg T
章
② 吸光物质为均匀非散射体系；
吸 光
③ 吸光质点之间无相互作用（稀溶液） ；
光 度
④ 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程。
第10章 吸光光度法
第10章吸光光度法1. 某试液用2cm吸收池测量时,T=60%,若改用1 cm或3cm 吸收池,T及A等于多少?解：A=-lgT=Kbc当b=2cm时,A=-log0.60=0.222;当b=1cm,A=0.222/2=0.111,lgT=-0.111∴T=0.77=77%;当b=3cm，A=0.222×3/2=0.333，lgT=-0.333∴T=0.46=46%2. 浓度为25.5ug /50mL的Cu2+溶液,用双环己酮草酰二腙光度进行测定,于波长600 nm处用2cm吸收池进行测量,测得T=50.5%,求摩尔吸收系数ε、桑德尔灵敏度S. 解：A=-lgT=-lg50.5%=0.297,c=25.5×10-6×103/(50M)=8.18×10-6mol/L K稳ε=A/bc=0.297/(2×8.18×10-6)=1.91×104L/(mol.cm)s=M/ε=3.3×10-8ug/cm23. 配制一系列溶液,其中Fe2+含量相同(各加入7.12×10-4mol.L-1Fe2+溶液2.00mL),分别加入不同体积的7.12×10-4 .L-1的邻二氮杂菲(Phen)溶液,稀解：此为饱和法测定络合物组成，以配位试剂Phen与Fe2+的浓度比[R]/[M]为横坐标，以吸光度A为纵坐标作图。
图中曲线转折点不敏锐，所以运用外推法得一交点，从交点向横坐标作垂线，对应的[R]/[M]值就是络合物的配比。
由图示可见，络合物的组成为Fe（Phen）3，即M：R=1：34. 用一般吸光度测量0.0010mol.L-1锌标准溶液和含锌的试液，分别测得A=0.700和A=1.000，两种溶液的透射比相差多少？如用0.0010 mol.L-1锌标准溶液作参比溶液，试液的吸光度是多少？与示差吸光光度法相比，读数标尺放大了多少倍？解： A=0.700=-lgT1,T1=20%;A=1.00=-lgT2,T2=10%，ΔT=10%;A以0.00100mol/L溶液为参比时，测得试样的透射比为T2，则20%/100%=10%/T2T2=50%，试样的吸光度为A=-lgT2=-lg0.50=0.301;标尺放大倍数n=100%/20%=55. 10.Ti和V与H2O2作用生成有色络合物，今以50mL1.06×10-3mol.L-1的钛溶液发色后定容为100mL;25mL6.28×10-3mol.L-1的钒溶液发色定容为100mL。
分析化学第10章-吸光光度法
电磁辐射波谱图
• 能 谱：波长很短(小于10nm)、能量大于102eV(如γ射线和X射线) 的电磁波谱，粒子性比较明显，称为能谱。——能谱分析法。 • 波 谱：波长大于1mm、能量小于10-3eV(如微波和无线电波)的电 磁波谱，波动性比较明显，称为波谱。——波谱分析法。 • 光学光谱：波长及能量介于以上两者之间的电磁波谱，通常借助 于光学仪器获得，称为光学光谱。——光谱分析法。 • 复合光：物质发出的光，是包含多种频率成分的光。 • 单色光：光谱分析中，常常采用一定的方法获得只包含一种频率 成分的光(单色光)来作为分析手段。 • 单色性：单色光的单色性通常用光谱线的宽度(或半宽度)表示。
波长范围/nm
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-700
物质颜色和吸收光颜色的关系
(2) 物质对光的选择性吸收(CuSO4溶液为何只吸收黄色光?)
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的分子、 原子或离子与光子发生 “碰撞”，光子的能量就转移到分子、 原子上，使这些粒子由最低能态（基态）跃迁到较高能态 （激发态）： M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光
分子光谱——气态或溶液中的分子---电子能级、振动能级和转动 能级跃迁 --- 发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐 射组成的带状光谱。 分子光谱有三个层次： 转动光谱－反映分子纯转动能级跃迁引起的转动能量的变化。 分子转动能量小于 0.05 eV ，相当于远红外光的能 量，在远红外波段。 振动光谱－反映分子纯振动能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子振动能量为0.05-1.0 eV，位于中红外波段。 电子光谱－反映分子纯电子能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子转动能量小于 1.0-20 eV ，位于可见或紫外光波段。 固体光谱——炽热的固体物质及复杂分子受激后---发射出波长范 围相当广阔的连续光谱。
摩尔吸光系数
→由电子能级跃迁而产生吸收光谱Ee[能量差在 1~20(eV)]，是紫外及可见分光光度法(UV/Vis Spectrophotometry)
→ 由分子振动能级Ev (能量差约0.05~l eV)和转动能级 Er (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(Infrared Spectrophotometry) 。用 于分子结构的研究。
S2
h S1 S0
A
分子内电子跃迁 带状光谱
河北农大化学系 臧晓欢
光的基本性质
光的电磁波性质
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
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm
河北农大化学系 臧晓欢
分子的能级
在紫外光的照射下， En 不变，Et和Ei较小。所 以，体系吸收能量而发 生跃迁时： △E=△Ee+△Ev+△Er 三种能级都是量子化的 ，且各自具有相应的能 量ΔEe(1~20eV)
>ΔEv (0.05~1eV) >ΔEr (0.005~0.05eV)
河北农大化学系 臧晓欢
灵敏度高（测定下限可达10-5～10-6mol/L） 准确度高（满足微量组分的测定要求：RE:2～5％(1～2％) 简便快速 （在适当条件下，不经分离可直接测定） 应用广泛（无机、有机成分、农药残留、生物体内的微量成分、
药物分析、环境卫生分析）。
河北农大化学系 臧晓欢
分析化学-吸光光度法
Analytical Chemistry 分析化学
2、物质对光选择性吸收的实质
一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与 光子发生碰撞，光子的能量转移至分子、原子或离 子上，使这些粒子发生能级变化，由基态跃迁至较 高能态，这个过程即为吸收。
光是否被物质吸收，取决于
光子的能量 物质的结构 只有当能级差△E 与光子能量h相当时物质吸收光。
（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。
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 16
Analytical Chemistry 分析化学
（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
A1 = 1/2A=0.150
由于A1 = –lgT1 则 T1 =10-0.15 = 0.708=70.8%
10.6 吸光光度法的误差
10.7 常用的吸光光度法
10.8 吸光光度法的应用
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 2
Analytical Chemistry 分析化学
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
准确度高
灵敏度高 仪器分析：微量组分(<1%)， Er 2%-5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 12
Analytical Chemistry 分析化学
吸收光谱
光作用于物质时，物质吸收了可见光，而 显示出特征的颜色，这一过程与物质的性 质及光的性质有关。
吸光光度法(1)
2.摩尔吸光系数ε 的讨论
吸收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，ε 仅与吸收物质本身的性质有关； 可作为定性鉴定的参数； 同一吸收物质在不同波长下的ε 值是不同的。在最大吸 收波长λ
max处的摩尔吸光系数，常以ε max表示，表明
单色器
吸收池
检测系统
显示系 统
分光光度计的基本组成
分光光度计的主要部件
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度, 稳定。 可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm) 氙灯：紫外、可见光区均可用作光源
强 A 度 氙灯（气体放电光源） 钨灯（热辐射光源）
三、光的吸收定律
吸光度A：描述溶液对入射光的吸收程度，A= lg（I o/ It） 透光度T ： 描述入射光透过溶液的程度: 吸光度A与透光度T的关系: A ＝ －lg T T = I t/ I0
1.朗伯—比耳定律
布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年
阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。
朗伯-比尔定律的适用条件
（1） 平行单色光 应选用max处或肩峰处测定.
（2） 吸光质点形式不变
离解、络合、缔合会破坏线性关系, 应控制条件(酸度、浓度、介质等).
（3） 稀溶液
浓度增大，分子之间作用增强.
3.偏离朗伯—比耳定律的原因
A =εbc
标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：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）：一类是物理性因素， 即仪器的非理想引起的；另一类是化学性因素。
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2014-3-9 39
连续变化法（又称等摩尔系列法）
A & cMRn 络合物的解离度为 α = (A – A’ )/A
2014-3-9
40
Remarks
互补色 A, T, L—B定律表达式 仪器结构与各部分的作用 误差及减免方法（仪器参数选择、参比、测量 方式等）
2014-3-9 28
催化光度法(catalytic photometry) 催化反应速率在一定范围内与催化剂浓度成比例关 系，以光度法检测催化反应速率。 A + B cat. C + D 产物有色
若A, B浓度大，基本不变化，则 v = dcD/dt = kccat 积分得：cD= kccatt =At/εDb = k’A A = Kccatt 定量：固定时间，测定不同ccat时的A，作校准曲线
有机、生物 临床、食品、药物等 如：血清中总蛋白——碱性介质，蛋白质分子中多 肽键与铜离子作用生成紫红色络合物，一个铜 离子与6个肽键形成配位键
2014-3-9 34
血清、血浆葡萄糖—— + GOD →葡萄糖酸 + 过 氧化氢→ + 酚 + 4-氨基安替吡啉 + 过氧化物酶 (POD) →生成红色醌类化合物
调pH比较高时测（ >pKa + 2 ），为A BA = A B- = εB-[B-] = εB-c 即 εB- = AB-/c
将εHB = AHB/c，εB- = AB-/c 代人A=… 式得
pK a
2014-3-9
A HB - A lg + pH
A - A
B-
38
络合比的测定 饱和法（又称摩尔比法） M + nR = MRn
2014-3-9
41
Questions & Problems
稳定常数小的有色络合物可用于光度分析吗?
何谓显色剂的加重效应? 测定不同溶液的吸光度时,一般应控制在大致相 同的时间内完成，为什么? 根据pH试纸的功能，想想它的成分可能是什么？ 为何在A=0.434时仪器测定误差最小？
分离 将被测组分或者各组分分开，以便测定、 提纯——要分离，则需使其处不同相中或在时 空上产生距离 富集 使目标物的体积变小或集中、含量提高， 以达到分析方法可检测的程度，或用于提取某 些成分 分离与富集一般同时进行。分离的过程即是富 集的过程，反之亦然。
2014-3-9 46
2. 对分离富集的要求 (requirements)
2014-3-9 29
反应物或产 物之一有色
若反应物A有色，检测A的变化，B大量过量 时， A + B cat. C + D 反应物有色
则有
lg(A0/At) = Kccatt
与间接法相 似
30
2014-3-9
目视比色法 眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量
简单、灵敏、 半定量
标准1 2 3 4 x 某些显色反应不符合朗伯－比尔定律时，仍可 用该法进行测定
Ax b cx
适合多组分测定
2014-3-9 20
示差法(differential method)——高含量组分 测定 用浓度稍低的标准溶液 cr做参比，调节T%为 100（A = 0），来测定试样的浓度cx 。
Ar = εbcr
Ax = ε bcx
△A =Ax – Ar = ε b（cx－cr） = ε b△c
3）显色剂为无色，试液中共存离子有色 可用不 加显色剂的被测试液作参比溶液 ；改变加入试剂 的顺序，使被测组分不发生显色反应，以此溶液作 为参比。如：KIO4 氧化显色法测定含钴试样中的 锰。 4）显色剂和试液均有颜色 加入适当掩蔽剂掩蔽 被测组分，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其 他试剂均按试液测定方法加入。如：以铬天青S为 显色剂测定含干扰离子Ni2+、Cr3+、Co 2+ 中的Al3+， 加NH4F掩蔽Al3+。
温度 时间与温 通过实验找出适宜的温度范围 度相关 时间 在颜色稳定的时间范围内进行比色测定 溶剂 有机溶剂会降低有色物的离解度，从而提高 显色反应的灵敏度
2014-3-9 6
3. 共存离子的影响及消除方法
(a) 控制酸度，使干扰离子不显色 (b) 加入掩蔽剂 如用SCN-测定Co2+时， Fe3+有干 扰，加 入 F- ， Fe3+ + 6F- = FeF63- ， Fe3+被掩蔽。 (c) 改变干扰离子价态 用铬天菁S测Al3+时， Fe3+ 有干扰，加入Vc使 Fe3+ → Fe2+ 。 (d) 分离干扰离子 用萃取、沉淀、电解、离子交 换等方法。
d
2014-3-9 25
原理
d A d bc n n d d
n n
非双波长仪 亦可得到
2014-3-9
26
特点
能够分辨两个或两个以上严重重叠的吸收峰。 能够分辨吸光度随波长急剧上升处所掩盖的弱 吸收峰。
确定组分数，减少测定干扰
2014-3-9 27
A z
p
t
一般用校准 曲线定量
2014-3-9 7
五、测定条件选择 selection of measurement conditions
2014-3-9
8
1. 波长的选择(selection of wavelength)
原则：最大吸收、最小干扰 灵敏度高、减少或消除非单色光引起的偏离
a.丁二酮肟镍，b.酒石酸铁
2014-3-9 9
2014-3-9 12
3. 吸光度大小的控制
原则：尽量减少仪器测量误差
控制试样量或稀释程度
选择不同厚度的比色皿
A为0.2—0.8误差较小
2014-3-9
13
六、测定方法及应用 measurement methods and application
2014-3-9
14
1. 测定方法(quantitive methods)
2014-3-9 31
浓度太大，颜色较深时误差比较大
2014-3-9 32
比浊法
沉淀微粒对光的反射、散射作用——相当于溶 液吸收光。 在一定条件下： A = kc c——沉淀粒子密度 目视比较亦 可
2014-3-9 33
2. 吸光光度法的应用(applications)
定量分析 无机物 微、痕量无机离子，主要为金属离子
分离后待测组分的损失要小——回收率应足够 高，接近100% 干扰组分分离完全 富集效率高 实验方法简便、快速 仪器分析对此的要求因方法而异
2014-3-9
47
3. 回收率 (recovery)
未知数！
分离后待测组分的质量 回收率= ————————————100% 原有试样中待测组分的量
第10章 吸光光度法 Absorption Photometry
2. 显色反应条件(reaction condition)
溶液的酸度
影响显色剂的平衡浓度和颜色 影响配合物的组成和颜色 影响被测金属离子的存在状态
通过实验确定
2014-3-9
2
在pH＝2～3 在pH＝4～7 在pH＝8～10
测定方法：标准试样法（含量已知，分离 后测定）
2014-3-9
加标法（加后再测定）
48
加标回收率测定(standard addition)
分离后测得的Ni的量 回收率= —————————————100% 分离前加入的[Ni]的量
两溶液的吸光度差△A与浓度差△c成比例
2014-3-9 21
△A
示差工作曲线法
同条件下测△Ax. cx = △cx + cr
△Ax
从差示工作曲线中查出△cx
△ cx 差示工作曲线
2014-3-9 22
△c
标尺放大倍数n
Tr=10%, Tx=7%; Tr’=100%, Tx’=70%; n=Tr’/Tr=Tx’/Tx
A
2014-3-9 10
2. 参比溶液的选择(reference solu.)
选择原则：有效消除被测溶液中非被测物产生 的吸收和其他影响因素 选择方法： 1）试液及显色剂均无色 可用蒸馏水作参比溶 液 2）显色剂有颜色 不加试样溶液的试剂空白作 参比。
根据颜色 判断
2014-3-9 11
2014-3-9
42
思考题
用银量法测定下列试样中的Cl－时，选用什么 指示剂指示滴定终点最合适？ (1) CaCl2 (2) BaCl2 (3) FeCl2 (4) NaCl + Na3PO4 (5) NH4Cl (6) NaCl + Na2SO4 (7)PbNO3 + NaCl (8) CuCl2 为何BaSO4沉淀要用水洗涤，而AgCl沉淀要用 稀HNO3洗涤？
A标 b c标
【例】：将1.000g钢样用HNO3溶解，钢中的锰用 KIO4氧化成高锰酸钾，并稀释到100.0ml，用1.00cm 比色皿在波长525 nm测得此溶液的吸光度为0.700。 一标准KMnO4溶液的浓度为1.52×10-4 mol·L-1，在 同样的条件下测得的吸光度为0.350，求试液中锰的 浓度。
A = ε HB [HB] + ε B- [B ]
+
= ε HB
cHB K a cHB [H ] + ε B+ K a +[H ] K a +[H + ]
调pH比较低时测（<pKa - 2），为AHB A = AHB = εHB[HB] =εHBc 即 εHB = AHB/c