分光光度法

化学检验工（中级）
分光光度法
分光光度法
分光光度法是根据物质对不同波长 的单色光的吸收程度不同而对物质 进行定性和定量的分析方法。
1.1 光的性质
光是一种电磁波： 1）波动性 波长λ、频率v、光速c、波数(cm-1)等参数。
c
v
2)粒子性(光量子) E = hv
1.2 物质对光的选择性吸收
A. 透过溶液后的光强度 B. 透过溶液后的吸收光强度
C. 入射光强度
D. 一定厚度溶液的颜色深浅
1.10 紫外-可见光谱法应用
1. 酸碱指示剂离解常数的测定 2. 配合物组成及稳定常数的测定 3. 化合物相对分子质量的测定
c样

A样 A标
c标
1.8 定性及定量分析方法
3)差示分光光度法 采用已知浓度的成分与待测溶液相同的溶 液作参比溶液。 高吸光度差示法 低吸光度差示法 极限精密差示法
1.8 定性及定量分析方法
(× )1. 在多组分的体系中，在某一波长下，如果各种
对光有吸收的物质之间没有相互作用，则体系在该 波长的总吸光度等于单个组分吸光度的和。
1.9 显色反应条件和测量条件的选择
1. 影响显色反应的因素及反应条件的选择 (1)显色剂的选择
1)选择性好 2)灵敏度高 3)有色化合物稳定、组成恒定 4)有色化合物与显色剂的颜色差别大
1.9 显色反应条件和测量条件的选择
(2)影响反应的因素及反应条件
1)显色剂的用量 2)溶液的酸度 3)显色时间 4)显色温度 5)溶剂 6)溶液中共存离子的干扰
维生素B12的水溶液在361nm处的E1%1cm值是207，盛 于1cm吸收池中，测得溶液的吸光度为0.456，计算
溶液浓度。
1.6 引起偏离朗伯比耳定律的因素
1. 吸收定律本身的局限性
朗伯比耳定律只有在稀溶液中才能成立。(为什么)
由于在高浓度时(c>0.01mol/L)，吸收质点之间的
能成立？ 2. 引起朗伯比耳定律偏离的原因是什么？
1.7 分光光度计
光源
单色器 吸收池
检测器
信号指示
1. 紫外-可见分光光度计主要部件
1)光源
钨灯或碘钨灯 340 - 2500nm 氢灯或氘灯 160 - 375nm
1.7 分光光度计
2)单色器
色散元件：棱镜、光栅。
3)吸收池 4)检测器
标准溶液，其他条件不变，则试液的透光度将变为
A. 5%
B. 8%
C. 40%
D. 50%
1.8 定性及定量分析方法
4. 已知KMnO4的相对分子质量为158.03，其摩尔吸光 系数ε545=2.2×103，在545nm波长下，用浓度为0.02g/L 的KMnO4溶液，以3.00cm比色皿测得的透光率应为多 少？
(×) 4. 有色溶液的吸光度为0，其透光率也为0。
1.5 吸 光 系 数
吸光系数K物理意义：吸光物质在单位浓度、 单位厚度时的吸光度。
1. 质量吸光系数 c单位g/L，b单位cm，K单位L ·g-1 ·cm-1 A = Kbc
2. 摩尔吸光系数 c单位mol/L，b单位cm，ε单位L ·mol-1 ·cm-1 A = εbc
( C )2. 用普通分光光度法测得标液c1的透光度为20%， 试液的透光度为12%；若以示差分光光度法测定以c1 为参比，则试液的透光度为
A. 40% B. 50%
C. 60%
D. 70%
( D )3. 按一般光度法用纯溶剂做参比溶液时，测得某试 液的透光度为10%。若参比溶液换为透光度为20%的
. 吸收曲线
λmax= 525nm
1.0
3
2 0.5
1
1. 同一物质对不同波长 的光吸光度不同。
2. 不同浓度同一物质， 吸收曲线相似。
3. 不同物质，吸收曲线 不同。
460 500 540 580
波长/nm
KMnO4溶液(不同浓度)的吸收曲线
1.3 紫外-可见吸收光谱
1. 吸收峰的长移和短移 长移：吸收峰向长波移动的现象，红移。 短移：吸收峰向短波移动的现象，紫移。 增强效应：吸收强度增强的现象。 减弱效应：吸收强度减弱的现象。
1.9 显色反应条件和测量条件的选择
2. 分光光度法测量误差及实验条件的选择 (1)测量误差及A选择范围
控制溶液的c及b使A在0.2 ~ 0.7范围内。
(2)测量波长选择 (3)狭缝宽度 (4)空白溶液的选择
溶剂空白、试剂空白、试样空白、平行操作空白
1.9 显色反应条件和测量条件的选择
(×)3. 显色时间越长越好。
1.9 显色反应条件和测量条件的选择
(×)4. 在分光光度法中，有机溶剂常常可以降低有色
物质的溶解度，增加有色物质的离解度，从而提高了 测定灵敏度。
( ✓)5. 显色剂用量和溶液的酸度是影响显色反应的重
要因素。
( D) 6. 目视比色法中，常用的标准系列是比较
2. 发色团和助色团 发色团：具有π轨道的不饱和官能团。 －C=O、－N=N－、－C≡C－ 助色团：本身不“生色”，但能使生色团生色效 应增强的官能团。 －OH、－NH2、－SH、－ Cl
1.4 光吸收基本定律—朗伯比尔定律
b
I0
It
c
透光率(T%) = It /I0
吸光度(A) = －lgT = Kbc
1. 物质的颜色
远紫外
近紫外
可见
10~200nm 200~400nm 400~760nm
互补色：蓝－黄、绿－紫红、红－青
物质呈现的颜色是其反射光的颜色，也是其 吸收光的互补色。
1.2 物质对光的选择性吸收
（ ✓）1. 如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合，
也可成为白光，这两种颜色的光称为互补色光，如绿 色光与紫红色光互补。
平均距离缩小到一定程度，邻近质点彼此的电荷分 布都会相互受到影响，此影响能改变它们对特定辐 射的吸收能力，相互影响程度取决于c，因此，此 现象可导致A与c线性关系发生偏差。
1.6 引起偏离朗伯比耳定律的因素
2. 化学因素 3. 仪器因素(非单色光的影响) 4. 其他光学因素
简答题： 1. 朗伯比耳定律为什么只有在稀溶液中才
5. 440nm处和545nm处用分光光度法在1cm吸收池中 测得浓度为8.33×10-4 mol/L的K2Cr2O7标准溶液的吸 光 度 分 别 为 0.308 和 0.009 ； 又 测 得 浓 度 为 3.77×10-4 mol/L 的 KMnO4 标 准 溶 液 的 吸 光 度 分 别 为 0.035 和 0.886，并且在上述两波长处测得某K2Cr2O7和KMnO4 混 合 吸 光 度 分 别 为 0.385 和 0.653 。 计 算 该 混 合 液 中 K2Cr2O7和KMnO4物质的量浓度分别为多少？
1.5 吸 光 系 数
（D）1. 某有色溶液，当用1cm吸收池时，其透光率 为T，若改用2cm吸收池，则透光率应为
A. 2T B. 2lgT
C. T D. T2
（D）2. 一遵守朗伯－比耳定律的溶液，吸收池厚度 不变，测得透光度为40%，如果该溶液浓度增加1倍， 则该溶液的透光度为
A. 20% B. 32% C. 80% D. 16%
1.5 吸 光 系 数
摩尔吸光系数ε意义： 1）吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数。 2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。 3）可作为定性鉴定的参数。 4）同一物质在不同波长下的ε值不同。
思考： 符合朗伯比耳定律的某有色溶液，当溶液浓度增 加时， λmax、A和ε各有什么变化？改变吸收池厚度， 上述各物理量数值将有何变化？
（✓）2. 当一束白光通过KMnO4溶液时，该溶液选择
性地吸收了绿色光，所以KMnO4溶液呈现紫红色。
（✓）3. 透光物质不吸收任何光，黑色物质吸收所有光。
（C ）4. 某溶液本身的颜色是红色，它吸收的颜色是
A. 黄色
B. 绿色 C. 青色 D. 紫色
1.2 物质对光的选择性吸收
吸光度 A
光电管、光电倍增管
5)信号检测系统
1.7 分光光度计
2. 分光光度计的类型 1)单光束分光光度计 2)双光束分光光度计 3)双波长分光光度计
1.8 定性及定量分析方法
1. 定性分析 光谱比较法
2. 定量分析
1)标准曲线法 2)直接比较法
A标 = Kbc标 A样 = Kbc样
( ✓)1. 如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂
之间的颜色差别要大，以减小试剂空白值，提高测定 的灵敏度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称 为“对比度”。一般要求显色剂与有色化合物的对比 度在∆λ60nm以上。
( ✓)2. 分光光度法中，可选择不同厚度的比色皿以
控制吸光度在合适范围内。
1.4 光吸收基本定律—朗伯比尔定律
( ✓)1. 朗伯－比耳定律的应用条件：一是必须使
用单色光；二是吸收发生在均匀的介质；三是吸 收过程中，吸收物质相互不发生作用。
(×) 2. 有色物质的吸光度A是透光度的倒数。 (×) 3. 在分光光度分析中，入射光强度与透射光
强度之比称为吸光度，吸光度的倒数的对数为透 光率。