第八章吸光光度法
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(4)不同浓度的同一物质,下列表述正确的是: A 光吸收曲线的形状不同 B 最大吸收波长相同 C 吸光度相同 D 以上都不对
(5)影响有色物质吸收系数的因素是 A 吸收池厚度 B 入射光波长 C 有色物质溶液的浓度 D 入射光的强度
预习:实验八 磷的定量测定 思考:P135 第7、8题
非单色光或溶液浓度太高等原因均可能 引起朗伯-比耳定律的偏离。
二 吸光光度法
•吸光光度法:基于物质对光的选择性 吸收而建立起来的分析方法。
吸 光 光 度 法
比色分析法:利用比较溶液颜色的深浅 来测定物质浓度的方法称为比色分析法。 (可见光) 分光光度法:若使用分光光度计进行分析 测定称为分光光度法。
第八章要求掌握知识点
1 复合光与单色光、可见光波长范围、物质呈 现颜色的原因、互补光。 2 光吸收曲线要点、最大吸收波长 3 朗伯-比耳定律的理解:
A = K b c= -lg T
吸光系数的物理意义和影响因素 4 分光光度计组成:光源、单色器、吸收池、 检测器、数据显示。 5 标准曲线法的理解与应用(实验的理解)
(1) 工作曲线法
先配制一系列标准溶液,
在最大吸收波长处,测出它们
的吸光度(分光光度计)。 A
c1 c2 c3 c4 c5 A1 A2 A3 A4 A5
作图,得到一条直线,称为标
Ax
cx
c
准曲线或工作曲线,同条件测未知
液的吸光度,从标准曲线上查出未 知液的浓度。
标准工作曲线图
例:磺基水杨酸分光光度法测定铁的含量
思
考
(1)人眼能感觉到的光称为可见光,其波长范 围是 A 400~760nm B 200~320nm C 200~780nm D 200~1000nm (2) 有色物质溶液呈色的原因是: A. 吸收可见光 B. 选择吸收紫外线 C. 选择吸收可见光 D. 选择吸收红外线
(3)符合比尔定律的一有色溶液,当其浓度增大 时,最大吸收波长和吸光度分别是: A 不变,增加 B 不变,减少 C 增加,不变 D 减少,不变
第八章 吸光光度法
一 吸光光度法的基本原理
(一)光知识基础 白光(太阳光):由400-760 nm波长的各种单色 光组成的复合光 单色光:单波长的光 (红光:620~760nm)
肉眼观察到的颜色 ? 红外区: 770nm - 1mm 可见光区:400-760 nm 近紫外区:200 - 400 nm 远紫外区:10 - 200 nm
(三) 分光光度计
722型分光光度计
可见分光光度计:721、722 、723 (可见光区:400-760nm) 紫外-可见分光光度计: 751、752、754、UV2501等 (近紫200-400nm) (主要用于测物质含量。)
红外分光光度计(红外区), (一般用于有机物结构分析。)
实验证明:溶液的颜色是由于溶液中的有色 物质吸收了某一波长的光所造成的。 ——溶液所呈现的颜色是其对不同波长的可 见光选择性吸收的结果。
光知识基础
溶液呈现的是与它吸收的 光成互补色的光的颜色
互补色光:如果把适当 颜色的两种单色光按一 定强度比例混合,可以 成为白光,这两种颜色 称为互补色。
一束平行单色光Io照射溶液时,
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
3 吸收池(样品室)
样品室放置各种类型的吸收池(比色皿 )和相应的池架附件。吸收池主要有石英池 和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池,可 见区一般用玻璃池。
4 检测器
利用光电效应将透过吸收池的光信号变 成可测的电信号,并转化为吸光度。常用的 有光电池、光电管或光电倍增管。
(一)比色分析法 (包括目视比色法和光电比色法)
标准系列法(常用):
比色管
目视比色法特点
a. 利用自然光,目测,方法简便, 无需特殊仪器; b. 比色管液层厚,灵敏度较高; c. 准确度低(与分光光度法相比); d. 不可分辨多组分.
(二)分光光度法
1 测定方法
(1)工作曲线法(标准曲线法) (2)标准试样计算法或比较法 (3)计算分光光度法 ——多组分的定量方法(了解)
(待测物) (显色剂) (有色化合物)
显色反应主要有配位反应和氧化还 原反应,其中绝大多数是配位反应。
影响显色反应的因素 (1) 显色剂用量 (2)溶液的酸度 (3)显色时间 (4)显色温度 (5)溶剂 (6)共存干扰离子的影响
(二)测量条件的选择
1 入射光波长的选择 一般选择最大吸收波长(灵敏度高) (也可考虑灵敏度较低但干扰较少的波长) 2 参比溶液的选择 (考虑因素:样液、显色剂、加入的其他试剂是否有干扰) (1)溶剂空白——蒸馏水 (2)试样空白——样液+蒸馏水 (3)试剂空白——显色剂+试剂+蒸馏水 3 吸光度测量范围的控制 适宜读数:0.2~0.8 控制手段:(1)选择合适的比色皿厚度 (2)调整试样溶液的浓度
2 朗伯—比耳定律
• 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert) :
A∝b(液层厚度)
• 1852年比耳(Beer) :
A∝ c (溶液浓度)
• 二者的结合称为朗伯—比耳定律。
2 朗伯—比耳定律
朗伯—比尔定律(只适用于稀溶液)
一束平行单色光通过溶液时,溶液的 吸光度A与溶液 的浓度c 和液层厚度b成正 比:
不同浓度标准铁(Fe3+ )溶液加入有关试剂后( 在 pH 8~11的氨性溶液中 →黄),(420nm)测得吸光度。
标准铁 溶液浓度 (µ g/mL)
0.0
2.0 0.097
4.0 0.200
6.0 0.304
8.0 0.408
10.0 0.510
12.0 0.613
吸光度
0.000
空白液调零,相同条件下,测得试样溶液的吸光度为 0.413,求试样溶液中的铁含量。 (用作图纸或用回归直线方 程进行计算)
邻菲啰啉分光光度法测定水中微量铁 (国标法) • Fe2++邻菲啰啉 (pH=2~9) → →橙红色配位化合物
通常测定时用缓冲 溶液将pH调到5, 减少干扰
(510nm处,吸光度与浓度呈线性关系)
该法选择性高,大部分金属离子不影响, 若待测液中含有Fe3+离子,则可预先用 还原剂还原,测定Fe2+和Fe3+总量。
(2) 标准试样计算法或比较法(对照法)
A标=K标·标·c标 b A样=K样·样·c样 b 因是同种物质,同台仪器,相同厚度吸收 池及同一波长测定,故: K标=K样,b标=b样:
A标 c标 A 样 c样
c样
A样 A标
c标
注:为了减少误差,比较法配制的标准溶 液浓度常与样品溶液的浓度相接近。
Cr2O72-
MnO4-
3 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。——定性分析依据
(三) 光吸收定律
1 透光率T与吸光度A
• 若光全部透过溶液: T=1(100%), It = I0 ,A = 0 • 若全部被吸收: T=0 (0%), It = 0 ,A = ∞ 吸光度A与透光度T的关系: A = -lg T
λ 的吸收程度越大;反之亦然。
(二)光吸收曲线
将不同波长的光依次透过某浓度一定的 溶液,测量不同波长下溶液对光的吸光度, 用A~λ 作图
某溶液的光吸收曲线
525
不同浓度高锰酸钾溶液 光吸收曲线
光吸收曲线的讨论: 1 相同浓度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。同 一种物质的最大吸收波长相同。 2 不同浓度的同一种物质,吸光度随浓度增大而增大, 在λmax处差异最大,此特性可作为物质定量分析的依 据。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依 据。
5 结果显示记录系统
检流计、数字显示、微机进行仪器自动 控制和结果处理
注:普通分光光度计使用的A值最适宜读数范围 为0.2~0.8(考虑到仪器透光度读数误差)
几种光路类型的 紫外-可见分光光度计
• 分类: 1 单波长分光光度计: 单光束分光光度计
双光束分光光度计 2 双波长分光光度计
双光束分光光度计
A = K b c
A:吸光度;描述溶液对光的吸收程度; b: 液层厚度(光程长度) c:溶液的浓度; K:吸光系数,表示物质对光的吸收能力, (与入射光的波长、物质性质、溶液温度有 关)
A = K b c
• 根据朗伯—比尔定律,溶液在一定波长处的 吸光度与浓度之间有线性关系,因此可以利 用溶液的吸光度求出浓度。 ——朗伯—比耳定律只适用于稀溶液 (0.01mol/L以下)
四 吸光光度法的应用
1 微量磷的测定
原理:磷酸盐+钼酸铵
酸性溶液 磷钼酸(黄色)
磷钼酸 还原剂 (Sncl2或抗坏血酸) 磷钼蓝(蓝色)
(690-700nm)
步骤: 含磷标准溶液 准曲线 → 显色→ 比色(测吸光度) → 绘制标
被测液 → 显色→ 比色(测吸光度) → 查曲线,计算
2 微量铁的测定
光的一部分被吸收或被器皿的表面 反射 ,一部分透过溶液It 。 透光率T(透光度):
描述入射光透过溶液的程度,即透过光强
度It与入射光强度Io之比,用 T 表示:
It T I0
溶液的透光度越大,说明对光的吸收越小,
透光度越小,说明溶液对光的吸收越大。
吸光度A:描述溶液对光百度文库吸收程度
A值越大,溶液中吸光物质对单色光
基
本
组
成
1 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱,具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。 可见光区:钨灯。
紫外区:氢、氘灯。
2 单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从
中选出一任何波长单色光的光学系统。
滤光片 分光棱镜(折射) 光栅(衍射和干涉)
棱镜:依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
调制器 同步旋转镜 光源 单色器 参比溶液 检测器
样品溶液
特点:对参比信号和试样信号的测量几乎是同步进 行的,补偿了光源和检测系统的不稳定性。
双波长分光光度计
单色器
光源 单色器
λ λ
1
切 光 器
吸收池
检测器
2
特点:采用双单色器,可通过波长选择校正背景吸 收,适用于混浊液和多组分定量分析。
三 显色反应和测量条件的选择 (一) 显色反应 使试样中的待测物与化学试剂(显 色剂)作用生成有色化合物的反应叫显 色反应。 mX + nR = XmRn
• 用分光光度法测铁,在一定条件下
测得浓度为4.0mg/mL铁标准溶液的
吸光度为0.400。在同样条件下,测
得试样的吸光度为0.385,试求试样 的铁含量为多少?
2 分光光度法特点
• • • • • • 分光光度计 入射光为单色光 灵敏度高 准确度较高 可同时多组分测定而无需分离 可以测无色物质
(5)影响有色物质吸收系数的因素是 A 吸收池厚度 B 入射光波长 C 有色物质溶液的浓度 D 入射光的强度
预习:实验八 磷的定量测定 思考:P135 第7、8题
非单色光或溶液浓度太高等原因均可能 引起朗伯-比耳定律的偏离。
二 吸光光度法
•吸光光度法:基于物质对光的选择性 吸收而建立起来的分析方法。
吸 光 光 度 法
比色分析法:利用比较溶液颜色的深浅 来测定物质浓度的方法称为比色分析法。 (可见光) 分光光度法:若使用分光光度计进行分析 测定称为分光光度法。
第八章要求掌握知识点
1 复合光与单色光、可见光波长范围、物质呈 现颜色的原因、互补光。 2 光吸收曲线要点、最大吸收波长 3 朗伯-比耳定律的理解:
A = K b c= -lg T
吸光系数的物理意义和影响因素 4 分光光度计组成:光源、单色器、吸收池、 检测器、数据显示。 5 标准曲线法的理解与应用(实验的理解)
(1) 工作曲线法
先配制一系列标准溶液,
在最大吸收波长处,测出它们
的吸光度(分光光度计)。 A
c1 c2 c3 c4 c5 A1 A2 A3 A4 A5
作图,得到一条直线,称为标
Ax
cx
c
准曲线或工作曲线,同条件测未知
液的吸光度,从标准曲线上查出未 知液的浓度。
标准工作曲线图
例:磺基水杨酸分光光度法测定铁的含量
思
考
(1)人眼能感觉到的光称为可见光,其波长范 围是 A 400~760nm B 200~320nm C 200~780nm D 200~1000nm (2) 有色物质溶液呈色的原因是: A. 吸收可见光 B. 选择吸收紫外线 C. 选择吸收可见光 D. 选择吸收红外线
(3)符合比尔定律的一有色溶液,当其浓度增大 时,最大吸收波长和吸光度分别是: A 不变,增加 B 不变,减少 C 增加,不变 D 减少,不变
第八章 吸光光度法
一 吸光光度法的基本原理
(一)光知识基础 白光(太阳光):由400-760 nm波长的各种单色 光组成的复合光 单色光:单波长的光 (红光:620~760nm)
肉眼观察到的颜色 ? 红外区: 770nm - 1mm 可见光区:400-760 nm 近紫外区:200 - 400 nm 远紫外区:10 - 200 nm
(三) 分光光度计
722型分光光度计
可见分光光度计:721、722 、723 (可见光区:400-760nm) 紫外-可见分光光度计: 751、752、754、UV2501等 (近紫200-400nm) (主要用于测物质含量。)
红外分光光度计(红外区), (一般用于有机物结构分析。)
实验证明:溶液的颜色是由于溶液中的有色 物质吸收了某一波长的光所造成的。 ——溶液所呈现的颜色是其对不同波长的可 见光选择性吸收的结果。
光知识基础
溶液呈现的是与它吸收的 光成互补色的光的颜色
互补色光:如果把适当 颜色的两种单色光按一 定强度比例混合,可以 成为白光,这两种颜色 称为互补色。
一束平行单色光Io照射溶液时,
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
3 吸收池(样品室)
样品室放置各种类型的吸收池(比色皿 )和相应的池架附件。吸收池主要有石英池 和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池,可 见区一般用玻璃池。
4 检测器
利用光电效应将透过吸收池的光信号变 成可测的电信号,并转化为吸光度。常用的 有光电池、光电管或光电倍增管。
(一)比色分析法 (包括目视比色法和光电比色法)
标准系列法(常用):
比色管
目视比色法特点
a. 利用自然光,目测,方法简便, 无需特殊仪器; b. 比色管液层厚,灵敏度较高; c. 准确度低(与分光光度法相比); d. 不可分辨多组分.
(二)分光光度法
1 测定方法
(1)工作曲线法(标准曲线法) (2)标准试样计算法或比较法 (3)计算分光光度法 ——多组分的定量方法(了解)
(待测物) (显色剂) (有色化合物)
显色反应主要有配位反应和氧化还 原反应,其中绝大多数是配位反应。
影响显色反应的因素 (1) 显色剂用量 (2)溶液的酸度 (3)显色时间 (4)显色温度 (5)溶剂 (6)共存干扰离子的影响
(二)测量条件的选择
1 入射光波长的选择 一般选择最大吸收波长(灵敏度高) (也可考虑灵敏度较低但干扰较少的波长) 2 参比溶液的选择 (考虑因素:样液、显色剂、加入的其他试剂是否有干扰) (1)溶剂空白——蒸馏水 (2)试样空白——样液+蒸馏水 (3)试剂空白——显色剂+试剂+蒸馏水 3 吸光度测量范围的控制 适宜读数:0.2~0.8 控制手段:(1)选择合适的比色皿厚度 (2)调整试样溶液的浓度
2 朗伯—比耳定律
• 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert) :
A∝b(液层厚度)
• 1852年比耳(Beer) :
A∝ c (溶液浓度)
• 二者的结合称为朗伯—比耳定律。
2 朗伯—比耳定律
朗伯—比尔定律(只适用于稀溶液)
一束平行单色光通过溶液时,溶液的 吸光度A与溶液 的浓度c 和液层厚度b成正 比:
不同浓度标准铁(Fe3+ )溶液加入有关试剂后( 在 pH 8~11的氨性溶液中 →黄),(420nm)测得吸光度。
标准铁 溶液浓度 (µ g/mL)
0.0
2.0 0.097
4.0 0.200
6.0 0.304
8.0 0.408
10.0 0.510
12.0 0.613
吸光度
0.000
空白液调零,相同条件下,测得试样溶液的吸光度为 0.413,求试样溶液中的铁含量。 (用作图纸或用回归直线方 程进行计算)
邻菲啰啉分光光度法测定水中微量铁 (国标法) • Fe2++邻菲啰啉 (pH=2~9) → →橙红色配位化合物
通常测定时用缓冲 溶液将pH调到5, 减少干扰
(510nm处,吸光度与浓度呈线性关系)
该法选择性高,大部分金属离子不影响, 若待测液中含有Fe3+离子,则可预先用 还原剂还原,测定Fe2+和Fe3+总量。
(2) 标准试样计算法或比较法(对照法)
A标=K标·标·c标 b A样=K样·样·c样 b 因是同种物质,同台仪器,相同厚度吸收 池及同一波长测定,故: K标=K样,b标=b样:
A标 c标 A 样 c样
c样
A样 A标
c标
注:为了减少误差,比较法配制的标准溶 液浓度常与样品溶液的浓度相接近。
Cr2O72-
MnO4-
3 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。——定性分析依据
(三) 光吸收定律
1 透光率T与吸光度A
• 若光全部透过溶液: T=1(100%), It = I0 ,A = 0 • 若全部被吸收: T=0 (0%), It = 0 ,A = ∞ 吸光度A与透光度T的关系: A = -lg T
λ 的吸收程度越大;反之亦然。
(二)光吸收曲线
将不同波长的光依次透过某浓度一定的 溶液,测量不同波长下溶液对光的吸光度, 用A~λ 作图
某溶液的光吸收曲线
525
不同浓度高锰酸钾溶液 光吸收曲线
光吸收曲线的讨论: 1 相同浓度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。同 一种物质的最大吸收波长相同。 2 不同浓度的同一种物质,吸光度随浓度增大而增大, 在λmax处差异最大,此特性可作为物质定量分析的依 据。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依 据。
5 结果显示记录系统
检流计、数字显示、微机进行仪器自动 控制和结果处理
注:普通分光光度计使用的A值最适宜读数范围 为0.2~0.8(考虑到仪器透光度读数误差)
几种光路类型的 紫外-可见分光光度计
• 分类: 1 单波长分光光度计: 单光束分光光度计
双光束分光光度计 2 双波长分光光度计
双光束分光光度计
A = K b c
A:吸光度;描述溶液对光的吸收程度; b: 液层厚度(光程长度) c:溶液的浓度; K:吸光系数,表示物质对光的吸收能力, (与入射光的波长、物质性质、溶液温度有 关)
A = K b c
• 根据朗伯—比尔定律,溶液在一定波长处的 吸光度与浓度之间有线性关系,因此可以利 用溶液的吸光度求出浓度。 ——朗伯—比耳定律只适用于稀溶液 (0.01mol/L以下)
四 吸光光度法的应用
1 微量磷的测定
原理:磷酸盐+钼酸铵
酸性溶液 磷钼酸(黄色)
磷钼酸 还原剂 (Sncl2或抗坏血酸) 磷钼蓝(蓝色)
(690-700nm)
步骤: 含磷标准溶液 准曲线 → 显色→ 比色(测吸光度) → 绘制标
被测液 → 显色→ 比色(测吸光度) → 查曲线,计算
2 微量铁的测定
光的一部分被吸收或被器皿的表面 反射 ,一部分透过溶液It 。 透光率T(透光度):
描述入射光透过溶液的程度,即透过光强
度It与入射光强度Io之比,用 T 表示:
It T I0
溶液的透光度越大,说明对光的吸收越小,
透光度越小,说明溶液对光的吸收越大。
吸光度A:描述溶液对光百度文库吸收程度
A值越大,溶液中吸光物质对单色光
基
本
组
成
1 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱,具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。 可见光区:钨灯。
紫外区:氢、氘灯。
2 单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从
中选出一任何波长单色光的光学系统。
滤光片 分光棱镜(折射) 光栅(衍射和干涉)
棱镜:依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
调制器 同步旋转镜 光源 单色器 参比溶液 检测器
样品溶液
特点:对参比信号和试样信号的测量几乎是同步进 行的,补偿了光源和检测系统的不稳定性。
双波长分光光度计
单色器
光源 单色器
λ λ
1
切 光 器
吸收池
检测器
2
特点:采用双单色器,可通过波长选择校正背景吸 收,适用于混浊液和多组分定量分析。
三 显色反应和测量条件的选择 (一) 显色反应 使试样中的待测物与化学试剂(显 色剂)作用生成有色化合物的反应叫显 色反应。 mX + nR = XmRn
• 用分光光度法测铁,在一定条件下
测得浓度为4.0mg/mL铁标准溶液的
吸光度为0.400。在同样条件下,测
得试样的吸光度为0.385,试求试样 的铁含量为多少?
2 分光光度法特点
• • • • • • 分光光度计 入射光为单色光 灵敏度高 准确度较高 可同时多组分测定而无需分离 可以测无色物质