分析化学分光光度法
紫外可见分光光度法 郎伯比尔定律 分析化学课件
吸光系数
摩尔吸光系数ε 与百分吸光系数E 关系为： M为被测物质的摩尔质量
为吸光物质的特征参数。样品实际检测中常用百分吸光系数。 吸光系数是吸光物质在一定条件下的特征常数。K值与物质的性质、入 射光波长、溶剂等有关。
影响光吸收定律的因素
标准曲线 正常情况下应是一条通过坐标原点的直线。 偏离 被测物质浓度与吸光度不成线性关系的现象。
吸光系数
摩尔吸光系数ε和百分吸光系数
E1% 1cm
c: mol/L A = e cL
c:
A
g/100mL
E11c%mcL
ε表示物质的浓度为1mol/L ，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。 单位：L/mol ·cm
是指溶液浓度为1% (g/100ml)，液层厚度为1cm时的吸光度。 单位：ml/g ·cm
朗伯-比尔定律是分光光度法进行定量分析的理论依据。
郎伯比尔定律
郎伯比尔定律
光的吸收定律（朗伯-比尔定律）不仅适用于有色 溶液，也适用于无色溶液及气体和固体的非散射均匀 体系；不仅适用于可见光区的单色光，也适用于紫外 和红外光区的单色光。
光的吸收定律成立条件：入射光必须是平行单色 光；均匀、无散射的稀溶液（浓度小于0.01mol/L）； 吸收过程中，吸收物质间不发生相互作用。
影响光吸收源自文库律的因素
物理因素
单色光不纯、非平行入射光、介质不均匀等。
第十章 分光光度法
[FeR 3 ] lg [Fe]
pH3～8为适宜
的酸度范围
40
（6）干扰及其消除方法
a. 控制溶液酸度 b.加入掩蔽剂 选取的条件是掩蔽剂不与待测离子作 用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的颜色 应不干扰待测离子的测定。 c.利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态 d.利用校正系数 e.用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。 f.选择适当的波长 g.当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过 增加显色剂的用量来消除干扰。 h.分离 以上方法均不奏效时，采用预先分离的方法。
在可见光，KMnO4溶液 对波长525 nm附近绿色光 的吸收最强，而对紫色和 红色的吸收很弱。λmax= 525 nm。浓度不同时， 光吸收曲线形状相同， λmax不变，吸光度不同。
9
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10
吸收曲线的讨论：
25
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)
单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。
棱镜:玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm
分光光度法
一、光的基本性质(波料二象性)
光是一种电磁波，如果按照波长或频率排列，
光具有二象性：波动性和粒子性。波动性是指光按波动形式传播。
例如：光的反射、折射、衍射、偏振和干涉等现象，就明显地表现其波动性。光的波长入，频率υ与速度c的关系为：
λυ＝c
式中：λ以cm表示；υ以H2表示；C为光速，在真空中等于2.9979×1010cmS-1，约为3×1010cm/S。
3、吸收曲线
为了更精细地研究某溶液对光的选择性吸收情况，通常要做该溶液的吸收曲线，即该溶液对不同波长处的光的吸收程度的形象化表示。吸收程度用吸光度A表示，后面将详细讨论。A越大，表明溶液对某波长的光吸收越多。图6-2就是KMnO4溶液的吸收曲线。可见MnO4-对波长525nm附近的绿色吸收最多，而对与绿色光互补的400nm附近的色光则几乎不吸收，所以KMnO4溶液呈等紫红色。吸收曲线中吸光度最大处的波长称为最大吸收波长，以λmax表示，如KMnO4的λmax＝525nm。
2、溶液有色的原因。
具有单一波长的光称为单色光，在可见光中，通常所说的白光是由许多不同波长的可见光组成的复合光。由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这些不同波长的可见光按照一定的比例混合得到白光。进一步的研究又表明，只需要把两种特定颜色的光按一定比例混合，就可以得到白光，如绿光和紫光混合，黄光和蓝光混合，都可以得到白光。
分析化学-第九章_分光光度法
2）溶液因素
仪器因素：仪器难以获得真正的单色光
分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带，复合光导 致对朗伯—比耳定律的偏离。
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：
A1＝lg（Ｉ01 /Ｉt1 ）＝ ε1 bc A2＝lg(Ｉ02 /Ｉt2 ）＝ ε2 bc
而总吸光度A不与浓度c成正比。
试剂空白：不加试样溶液的试剂溶液作参比溶液； ⑶ 若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸 收：
试样空白：不加显色剂的试液作参比溶液； ⑷ 若显色剂、试液中其他组分在测量波长处有吸收：
褪色空白：可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分 掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。
3 吸光度读数范围的选择
由公式 A lgT b c (1)
光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
光的基本性质——电磁波的波粒二相性
E = h c = h n
真空中:E h c
*** 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。
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。
§9.1 吸光光度法基本原理
即朗伯-比尔定律 A lg I0 lg 1 bc
IT
朗伯-比尔定律的数学表达式
注意量纲
无机及分析化学第十一章 分光光度法
第十二章 分光光度法
摩尔吸光系数反映了溶液对某一波长的光的 吸收能力，常用来衡量显色反应的灵敏度。ε值 愈大，表示该显色反应的灵敏度愈高；反之，ε 值愈小，表示显色反应的灵敏度愈低。
第十二章 分光光度法
第二节 显色反应和显色条件的选择
一、选择显色反应的一般标准
二、显色条件的选择
器的零点．以消除比色皿、溶剂和试剂对入射光的反
射和吸收带来的误差。 4、选择不同厚度的比色皿。
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第十二章 分光光度法
参比溶液的选择
(1)纯溶剂作空白 试液、试剂、显色剂均无色
(2)试剂空白 试液无色、试剂或显色剂有色
(3)试液空白 试液有色、试剂和显色剂均无色
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第十二章 分光光度法
（组成不固定）
第十二章 分光光度法
4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。
5、显色过程易于控制 而且有色化合物与显
色剂之间的颜色差别应尽可能大。
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第十二章 分光光度法
二、 显色反应条件的选择
1、显色剂用量 ，适当过量。
M (被测离子) 十 R ＝ MR (有色化合物)
(显色剂)
吸光度与显色剂浓度c的关系
1、透光率T与吸光度A
•一束平行单色光照射溶液时，光的一部分被吸收， 一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。 •若入射光强度为Io，吸收光的强度为Ia，透过光 强度为I，反射光的强度为Ir，它们的关系是 Io = I + Ia + Ir 透光率 简化为： Io = I +Ia
分光光度法的原理
分光光度法的原理
分光光度法是一种常用的分析化学方法，它通过测量溶液中物质对特定波长的光的吸收或透射来确定物质的浓度。这种方法在化学、生物学、环境科学等领域都有广泛的应用，是一种非常重要的分析技术。
分光光度法的原理基于比尔定律，即溶液中物质对光的吸收与物质的浓度成正比。当一束光通过溶液时，溶液中的物质会吸收部分光线，其吸收量与物质的浓度成正比。根据比尔定律，吸光度与浓度之间存在线性关系，因此可以通过测量吸光度来确定溶液中物质的浓度。
分光光度法的核心设备是分光光度计，它能够测量样品对特定波长光的吸收或透射。在进行分光光度测定时，首先需要选择适当的波长，使得样品对该波长光具有较大的吸光度。然后将样品置于分光光度计中，测量其吸光度。根据比尔定律，可以通过吸光度与浓度的线性关系来计算样品的浓度。
分光光度法的优点之一是其灵敏度高，可以测量极微量的物质。此外，分光光度法还具有快速、准确、简便的特点，适用于各种类型的溶液样品。因此，分光光度法在实验室和工业生产中都得到了广泛的应用。
在实际应用中，分光光度法还可以与其他分析方法相结合，如色谱法、电化学法等，以提高分析的准确性和可靠性。此外，分光光度法还可以用于监测环境中的污染物质、检测生物样品中的代谢产物等，具有重要的环境和生物应用价值。
总之，分光光度法是一种重要的分析化学方法，它基于比尔定律，通过测量溶液中物质对光的吸收或透射来确定物质的浓度。分光光度法具有灵敏度高、快速、准确、简便等特点，在化学、生物学、环境科学等领域有着广泛的应用前景。通过不断的技术创新和方法改进，分光光度法将会在更多领域发挥重要作用，为科学研究和工业生产提供有力支持。
分光光度法的原理及应用
分光光度法的原理及应用
1. 原理介绍
分光光度法是一种常见的分析化学技术，用于测量溶液中化合物的浓度和吸收光谱。分光光度法基于分子在特定波长下对光的吸收现象，通过测量被溶液吸收的光强度来确定溶液中化合物的浓度。
1.1 光吸收现象
分子在特定波长的光照射下，能够吸收光的能量，使得分子内部电子发生激发跃迁，从基态到激发态。这种吸收是根据化合物的分子结构和电子能级之间的能量差异来决定的。
1.2 分光光度计
分光光度计是用于测量溶液吸收光强度的仪器。它包含一个光源、一个选择特定波长的单色仪、一个样品室和一个光电探测器。分光光度计能够通过测量样品吸收光的强度来确定溶液中的化合物浓度。
2. 应用
分光光度法在许多领域中得到广泛的应用，包括环境监测、食品安全、药物分析等。以下是一些常见的应用：
2.1 环境监测
分光光度法常被用于环境中有害物质的检测和监测。例如，通过测量水样中某种化学物质的吸光度，可以确定水体中的污染程度。这种方法在水质监测和环境保护中起着重要的作用。
2.2 食品安全
分光光度法可以用于检测食品中的添加剂、农药残留物和重金属等有害物质。常见的应用包括测量食品中的某种营养成分的含量以及检测污染物的浓度。
2.3 药物分析
在药物研究和制造过程中，分光光度法用于测量药物的浓度和纯度，以及监测反应的进程。这种方法是药物研究和制造中常用的一种分析手段。
2.4 生物化学
分光光度法在生物化学研究中也具有重要的应用。例如，通过测量生物样品中
特定化合物的吸光度，可以确定样品中的含量，进而研究生物反应的机制和动力学。
比色法和分光光度法
光栅:色散元件, 利用光的衍射和干 涉原理制成。当白光通过密刻平行条 痕的光栅后, 将不同波长的光色散成 连续光谱。具有波长范围宽、色散均 匀、分辨本领高等优点。
c. 吸收池(比色皿) 用于盛装被测试液和参比溶液。 按制作材料不同分为石英吸收 池和玻璃吸收池。
d. 检测器 作用: 是将光强度信号转换为可 测电信号, 常见检测器有光电池和 光电管。 光电池: 国产581-G型光电比色 计及72型分光光度计。
第二节 比色法和可见分光光度法
一. 概述 (1) 比色法和可见分光光度法的特点 比色法: 在分析化学中, 利用比较 有色溶液颜色的深浅来测定物质含 量的分析方法称为比色法。过去大 多用眼睛观察比较, 故又称目视比 色法。
光电比色法(分光光度法): 随着近代分析仪器的发展, 目前已 普遍使用光电比色计(分光光度计)通 过测量有色溶液对入色光的吸收程度 对物质进行分析, 称为光电比色法(分 光光度法)。
所以分光光度计采用适当的光源 和检测器, 使测量的范围不只局限于 可见光区。如用红外光作为光源成 为红外分光光度法; 用紫外线作为光 源称为紫外分光光度法。
② 光电比色计和可见分光光度计的 基本部件 光 源 单色器 指示器 吸收池 检测器
a. 光源 要求: 光源须具有足够的辐射强度, 且稳定性好。 钨灯是可见分光光度计常用 的光源。
与目视比色法相比, 光度法的特点: ① 灵敏度高;10-5 ~ 10-6mol/L ② 准确度较高; ③ 仪器设备较简单, 操作简便、 快速； ④ 应用广泛。
无机与分析化学课件比色法和分光光度法
概述
一、分光光度法及其特点 比色法：利用有色溶液颜色的深度测定该溶液的浓度。 目视比色法：用肉眼直接比较样品和标准溶液的颜色深浅。 分(吸)光光度法：用光电比色计或分光光度计测量溶液吸光度。
分光光度法的特点：
• 灵敏度高。10-3 －10-6 mol/L。 • 准确度高。相对误差2－5％。 • 仪器设备简单、操作简便。 • 应用范围广。
12
2. 分光光度计的基本部件
单 色 器 吸 收 池 检 测 系 统 结 果 显 示
光 源
光源： 在可见和近红外区使用钨灯或碘钨灯，波长范围320-2500nm； 在紫外区使用氢灯或氘灯，波长范围180-375nm。使用稳压器 保证光强稳定。
13
单色器
•色散元件：将连续光谱分解为单色光的元件，如棱镜、光栅； •单色器：由入射狭缝、准直透镜、色散元件、聚焦透镜和出射 狭缝构成。 •玻璃吸收紫外光，所以玻璃棱镜仅用于350-3200nm波长范围，
11
§20.3
比色法和分光光度法及其仪器
1. 光度分析方法
• 目视比色法：
• 光电比色法：用光电比色计测定未知溶液和标准溶液的吸 光度。
• 分（吸）光光度法：用分光光度计测定未知溶液和标准溶 液的吸光度。
光电比色计用滤光片得到较窄波长范围的入射光； 分光光度计用棱镜或光栅做分光元件得到单色入射光。
分析化学-分光光度法的灵敏度与准确度
c) x,y组分不能直接测定
A1=εxλ1bcx+ εyλ1bcy(在λ1处测得A1) A2 =εxλ2bcx+ εyλ2bcy(在λ2处测得A2)
εxλ1, εyλ1, εxλ2, εyλ2由x,y标液 在λ1, λ2处分别测得
20
3. 光度滴定
NaOH滴定 对硝基酚 pKa=7.15 ∆ pKa 间硝基酚 pKa=8.39 =1.24
λ1
λ2
30
7. 导数分光光度法(不要求)
A~λ图
∆A
∆λ
∼
λ图
混合物导数光谱
4 3 2 1 0
31
常药降压片中氢氯噻嗪含量的测定
A
4
1
2 3
∆A
1
∆λ
1.氢氯噻嗪. 2.硫酸双肼肽嗪 3. 盐酸可乐定 4.常药降压片
2
250
290
330 λ
32
肝中茚满二酮类抗凝血杀鼠剂的固相萃取
A
d2 A
d
E11c%m = 0.38/2.0 ×10-4 = 1.9 ×103
or
E1% 1cm
=
10ε
/M
=
1.1×105
/55.85
=
1.9
×103
3
二. 准确度—仪器测量误差
紫外分光光度法的原理
紫外分光光度法的原理
紫外分光光度法是一种常用的分析化学方法，它利用物质对紫外光的吸收特性来测定物质的浓度。其原理是基于分子在紫外光区域的吸收特性，当分子受到紫外光的照射时，会发生电子跃迁，从而吸收一定波长的光线。根据分子的结构和化学性质，它们会吸收不同波长的光线，因此可以通过测量吸收光线的强度来确定物质的浓度。紫外分光光度法的测量原理是基于比尔-朗伯定律，即吸光度与物质浓度成正比。比尔-朗伯定律表明，当光线通过一个溶液时，溶液中的物质会吸收一定量的光线，吸收的光线量与物质的浓度成正比。因此，可以通过测量吸收光线的强度来确定物质的浓度。
在紫外分光光度法中，通常使用紫外可见光谱仪来测量吸收光线的强度。该仪器可以发出一定波长的光线，并测量样品溶液中吸收光线的强度。通过比较样品溶液和标准溶液的吸收光线强度，可以确定样品溶液中物质的浓度。
紫外分光光度法的应用非常广泛，可以用于测定各种物质的浓度，如蛋白质、核酸、药物等。它具有灵敏度高、准确性好、操作简便等优点，因此被广泛应用于生物化学、药物化学、环境监测等领域。紫外分光光度法是一种基于物质对紫外光的吸收特性来测定物质浓度的分析化学方法。它的原理是基于比尔-朗伯定律，通过测量吸收光线的强度来确定物质的浓度。该方法具有灵敏度高、准确性好、
操作简便等优点，被广泛应用于生物化学、药物化学、环境监测等领域。
分析化学-原子吸收分光光度法
A K N
A K c
峰值吸收测量的吸光度与试样中被测组分的浓度呈线性
用峰值吸收代替积分吸收进行定量的必要条件
锐线光源的发射线与原子吸收线的 中心频率完全一致。 锐线光源发射线的半宽度比吸收线 的半宽度更窄，一般为吸收线半宽度 的1/5～1/10 。
载气将这些氢化物送入石英管后，在低温下即可进行
原子化检测。
特点：原子化温度低，基体干扰和化学干扰小。
冷蒸气发生器原子化器 （cold atom atomizer）
低温原子化方法（一般700~900゜C）；专门用
于汞的测定 酸性溶液中， SnCl2将无机汞化物还原为金属汞， 它在常温常压下易形成汞原子蒸气。用载气将汞蒸 气导入石英吸收管中进行测定。
现象：
在溶液或气相中由于待测元素与其他共存组分之间发 生化学反应而影响待测元素化合物的离解和原子化。
消除方法：
加入释放剂、加保护剂、适当提高火焰温度等。
灵敏度 （sensitivity）
被测元素浓度含量或改变一个单位，吸光度的变化量。
火焰原子吸收法中常用“特征浓度”表达式：
c 0 . 0044 x S （ μg/ml/ 1 % ） c A
光谱项的多重性
主量子数
（价电子所处电子层）
（分裂能级数目）
分析化学--分光光度法
（3）应用广泛：可测定几乎所有无机物和 许多有机物；
（4）操作简便，仪器设备易普及。
二、物质对光的选择性吸收
1 几个概念 ①复合光：不同波长的单色光按照一定比
例混合而成的光。
②单色光：只有一 种波长的光。
原子吸收光谱(AAS)
光 原子光谱 原子发射光谱(AES)
谱
原子荧光光谱(AFS)
分 析
可见分光光度法400-800nm
法 分子光谱 紫外分光光度法(UV)200-400nm
红外分光光度法(IR)>800nm
电位分析法
电
化
库仑分析法
学
分 析
伏安法
法
电位滴定法
气相色谱法 色
谱
分
析
法
液相色谱法
4 仪器分析的特点
（3）在分析大批试样时，使用标准曲线法 可以简化手续，加快分析速度。
2 基本组成 光源—单色器—吸收池—检测系统
光源
0.575
单色器
检测器 显示
吸收池
3 光电比色法与分光光度法的区别 光电比色法：滤光片 分光光度法：棱镜、光栅
6010紫外/可见分光光度计
722 分光光度计
4 各部件的特点
A。T 2
无机及分析化学第十一章--分光光度法-PPT幻灯片
2、选择性好 显色剂只与被测组分反应。或干扰
离子容易被消除 3、有色物组成固定 如：
Fe3+ + 磺基水杨酸 → 三磺基水杨酸铁( 黄色)
（组成固定） Fe3+ + SCN - → FeSCN2+、 Fe(SCN)2 +
第十二章 分光光度法
4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。 5、显色过程易于控制 而且有色化合物与
显色反应的适宜酸度通常是通过实验 来确定，做pH与吸光度关系曲线，选择曲 线平坦部分的对应pH作为测定时的最佳酸度。
第十二章 分光光度法
3、温度 4、时间 5、溶剂 6、共存干扰离子的影响及消除
(a) 控制酸度； (b) 加入掩蔽剂； (c) 改 变干扰离子价态； (d) 分离干扰离子。
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第十二章 分光光度法
2.分光光度计的主要部件
1、光源：应有足够的发射强度而且稳定，如钨丝灯、
氘灯等。
2、单色器：采用棱镜或光栅获得单色光。
3、吸收池：比色皿，厚度有0.5、1、 2、3 cm等。
4、检测系统：光电池或光电管。
光源
百度文库
单色器
吸收池
检测 系统
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第四节
3、仪器误差
仪器的测量误差属于偶然误差。
分析化学讲义分光光度法
AL A
40
MO离解常数的测定 （1）
A 曲线 pH
1 1.10, 1.38
2
2.65
3
3.06
4
3.48
5
3.98
6 5.53,6.80
1 Aa(HL)
2 3 4
5
Ab
6 5
6
4
Ab
3
Ab(L)
2 1
Aa
350 400 450 500
550 600
/n4m1
MO离解常数的测定 （2）
pK
a
pH
ε<104 （低 ）ε=104~105（中）ε>5×105（高）
11
Lambert-Beer定律的适用性
适用条件：
1. 待测物为均一的稀溶液、气体等，无溶质、溶 剂及悬浊物引起的散射； 2. 入射光为单色平行光。
局限性：
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）NaF
Co2+ Fe3+
Co2+ SCNFeF63-
Co(SCN)2 (蓝)
（2）Sn2+ Co2+ Fe2+ Sn4+
SCN-
Co(SCN)2 (蓝)
工科分析化学-分光光度法和原子吸收-修正版
实验4分光光度法测定水样中铁的含量——2016版工科
一﹑实验目的
1.了解分光光度法的基本原理和使用。
2.掌握用分光光度法测定铁的原理与方法。
3.了解分光光度计的构造、学习其使用方法。
二﹑实验原理
有色溶液受到可见光的照射，会对可见光中某一波长的单色光产生较强烈的吸收，这种现象称为物质对光的选择性吸收。在定量分析中，选用适当的显色剂与样品的被测组份发生显色反应，使其转化成有色溶液，再用分光光度计测定该溶液在某一特定波长单色光条件下的吸光度值。那么，样品中被测组份的量与吸光度值之间，存在着确定的对应关系，即遵循郎伯－比尔定律：
A＝εbc
式中：A吸光度值；ε被测溶液的摩尔吸光系数；b液层厚度；c被测物质的浓度。
根据这一关系，运用适当的测定方法，即可求出样品中被测组份的含量。
用光度法测定铁，显色剂的种类比较多，有邻二氮菲及其衍生物、磺基水杨酸、硫氰酸盐和5-Br-PADAP等。采用邻二氮菲光度法测铁，灵敏度较高，稳定性较好，干扰容易消除。邻二氮菲（Phen）又称邻菲啰啉，在pH＝2～9的条件下，Fe2+与邻二氮菲生成稳定的橙红色络合物Fe（Phen）2+反应式如下：
＝21.3,ε508=1.1×104L·mol-1·cm-1。
其lgK
稳
如果为Fe3+，可用盐酸羟胺还原：
2 Fe3++2NH4OH·HCl→2 Fe2++N2↑+2H2O+4H++2Cl-
测定时，用NaAc控制溶液的pH值为5～6之间。
邻二氮菲还能与许多金属离子形成络合物，其中有些是较稳定的（如Cu2+，Co2+，Ni2+，Cd2+，Hg2+，Mn2+，Zn2+等），有些呈不很深的颜色（如Cu2+，Co2+，Ni2+）。当这些离子少量存在时，加入足够过量的邻二氮菲，便不会影响Fe2+的测定；当这些离子大量存在时，可用EDTA等掩蔽或预先分离。但Cu+邻二氮菲反应生成稳定的橙红色络合物，干扰Fe2+的测定。