吸光光分析
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第8章吸光光度法
MR + H+
显然，增大酸度对显色 反应不利。 ⑴影响显色剂浓度和颜色； ⑵影响Mn+的存在状态;
⑶影响配合物的组成。
实际工作中，作 A ～ pH 曲线，寻找适宜 pH 范围。
A
pH
3、显色温度的选择： 一般在室温，有时需加热，通过实验确定
4、显色反应时间：制作吸光度-时间曲线
(c(M)、 c(R) 、 pH一定)
一、显色反应的选择：
1、显色反应的类型：配位反应和氧化还原反应。 2、对显色反应的要求： ⑴灵敏度足够高:κ＞105 超高灵敏，κ=(6~10)104 高灵敏,κ=(2~6)104中等，κ＜2×104不灵敏 ⑵显色剂在测定波长处无明显吸收，试剂空白小。 对比度：两有色物质最大吸收波长之差 Δλ=|λMAXMR-λMAXR|≥60nm
2、吸收曲线：测量某 种物质对不同波长单色 光的吸收程度，以波长 为横坐标，吸光度为纵 坐标，得到的一条吸收 光谱曲线。
（1）用途： ①进行定性分析； ②进行定量分析； ③选择吸收波长； ④判断干扰情况。
9
定性分析与定量分析的基础
不同物质吸收光谱的形状以及max 不同
B 定性分析基础 物质对光的选择 吸收
练习题
1、人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围 是 A。400~780nm B。200~320nm C。200~780nm D。200~1000nm 答案： A 2 、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 答案： A
Ia
透光率 （透射比）Transmittance
紫外可见吸收光谱分析
(2) 介质不均匀性引起的偏离 朗伯-比尔定律在均匀、非散射时可成立，当介质不均匀，或有胶体、乳浊、悬浮体存
在时，入射光除了被吸收外，还有反射、折射损失，故所测A值比实际吸收要大许多，导 致偏离比尔定律。
引起工作曲线弯曲的原因还有一些，如：溶质的性质变化、操作不当等等。
§ 2.3 影响显色反应的若干因素 (一) 吸光光度法对显色反应的要求
2、分子吸收光谱
①电子光谱 在多原子分子中，分子轨道中有许多电子能级，平时各电子都尽先进入低能级，处于基态。当
有光波照射这些分子时，轨道中的电子会吸收光波中的某些波长的光，使这束光中缺少某些波长的 光。电子本身将从低能级跃迁到高能级上。
象这样的情况下，被吸收的光往往波长较短，在紫外和可见光范围。本章主要讨论这一部分内 容。
红色）， 1﹕3（pH 8～11.5 黄色，最稳定）三种不同颜色的络合物生成。
3、温度的影响：一般在室温．有些需加热． 4、显色时间的影响
5、溶剂的影响：可提高显色反应的灵敏度． 6、共存离子的影响：
§ 2.4 光度测量误差和测量条件的选择
一、 仪器测量误差
在吸光光度分析中，除了各种化学条件所引起的误差外，仪器测量不准确也是误差的主要来源。 任何光度计都有一定的测量误差，这种误差可能来源于光电池不灵敏、光电流测量不准和光源不稳
§ 2 光度分析法的基本原理
一、光度分析法的特点 1、适用范围：常用于测定试样中１%～10-3 %的微量组分，甚至可测定低至10-4 %～10-5 %的痕量组份。目 前，随着仪器和方法的改进，有的已达10-9 %。一般情况下，相对误差为2～5 %，这在微量分析中已是十 分精确的了。 2、特点：灵敏、快速、准确、简便。
cF2e
吸光光度法
2．两组分吸收光谱部分重叠
λ1→测A1→b组分不干扰→可按单组分定量测Ca λ2→测A2→a组分干扰→不能按单组分定量测Cb
1 测定， A1a＝1abC
2 测定A2ab,
Aab 2
A2a
A2b
2abCb2bC
3．两组分吸收光谱完全重叠——混合样品测定 解线性方程组法
解线性方程组法
步骤：
“复合光”，只是这种光的波长范围很窄而已，所以说，单色光并非是一条几何线。
A或
单一波长， 固定； 不同波长， 不同。
2
1
1 对应的 1较小 2 对应的 2较大
在实际工作中，入射光通常具有一定的带通。为了避免非单色光带来的影响，一般选用峰值波 长进行测定。
此外，选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。
T = 36.8 %
A = 0.434
I
I-dI
It
db b
Alg 1 Kcb T
T ： 透光率
A： 吸光度
1.0
100
T
A
0.5
50
A T%
0
0
C
2、朗伯-比尔定律的前提条件
（1）入射光为单色光 （2）吸收发生在均匀介质中（无散射） （3）吸光质点间无相互作用
3、吸光系数 Absorptivity
1 测定 1a和1b；A1ab 2 测定 a2和b2；A2ab
A 1 a b A 1 a A 1 b 1 a b C a 1 b b C b
A 2 a b A 2 a A 2 b a 2 b C a b 2 b C b 为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。
解联立方程，可求得Ca, Cb
入射光 I0
发射光谱与吸收光谱
对非金属测定灵敏度低，仪器价格昂贵， 维持费用较高（耗用大量Ar气）。
二、光谱仪（摄谱仪 Spectrograph）
（见下页图）
光谱仪的核心是分光系统和记录系统
1. Prism spectrograph
B★
照明系统 (lighting system)
准直透镜
色散系统 (dispersive system)
b、是与自吸收有关的参数， 称为自吸系数。
由于系数a受测定实验条件的影响极大，所以 一般在被测元素的谱线中选一条线作为分析线， 在基体元素(或定量加入的其它元素)的谱线中 选一条与分析线均称的谱线作为内标线 (internal standard line,或称比较线)，这两条谱 线组成所谓分析线对（分析线和比较线）。分 析线与内标线的绝对强度的比值称为相对强度。
光电法 光电法用光电倍增管、光电二极管或CCD检测 器直接获得光谱线的相对强度进行定量分析。
Phototube
4. 辅助观测设备：
1. 光谱投影仪 (Spectrum projector)
在进行光谱定性分析 及观察谱片时需要使 用影谱仪。一般放大 倍数为20倍左右，并 与标准铁光谱图进行 比较得出定性结果。
用火焰电弧等离子炬等作为激发源使被测物质原子化并激发气态原子或离子的外层电子使其发射特征的电磁辐射利用光谱技术记录后进行分析的方法叫原子发射光谱分析法波长范围一般在190900nm一般情况下原子处于基态在激发光源作用下原子获得能量外层电子从基态跃迁到较高能态变为激发态108s外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁多余的能量的发射可得到一条光谱线
根据发射光谱所在的光谱区域和激发方法不同，发 射光谱法有许多技术，我们仅讨论常规的方法：用火焰、 电弧、等离子炬等作为激发源，使被测物质原子化并激 发气态原子或离子的外层电子，使其发射特征的电磁辐 射，利用光谱技术记录后进行分析的方法叫原子发射光 谱分析法，波长范围一般在190~900nm。
二、光谱仪（摄谱仪 Spectrograph）
（见下页图）
光谱仪的核心是分光系统和记录系统
1. Prism spectrograph
B★
照明系统 (lighting system)
准直透镜
色散系统 (dispersive system)
b、是与自吸收有关的参数， 称为自吸系数。
由于系数a受测定实验条件的影响极大，所以 一般在被测元素的谱线中选一条线作为分析线， 在基体元素(或定量加入的其它元素)的谱线中 选一条与分析线均称的谱线作为内标线 (internal standard line,或称比较线)，这两条谱 线组成所谓分析线对（分析线和比较线）。分 析线与内标线的绝对强度的比值称为相对强度。
光电法 光电法用光电倍增管、光电二极管或CCD检测 器直接获得光谱线的相对强度进行定量分析。
Phototube
4. 辅助观测设备：
1. 光谱投影仪 (Spectrum projector)
在进行光谱定性分析 及观察谱片时需要使 用影谱仪。一般放大 倍数为20倍左右，并 与标准铁光谱图进行 比较得出定性结果。
用火焰电弧等离子炬等作为激发源使被测物质原子化并激发气态原子或离子的外层电子使其发射特征的电磁辐射利用光谱技术记录后进行分析的方法叫原子发射光谱分析法波长范围一般在190900nm一般情况下原子处于基态在激发光源作用下原子获得能量外层电子从基态跃迁到较高能态变为激发态108s外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁多余的能量的发射可得到一条光谱线
根据发射光谱所在的光谱区域和激发方法不同，发 射光谱法有许多技术，我们仅讨论常规的方法：用火焰、 电弧、等离子炬等作为激发源，使被测物质原子化并激 发气态原子或离子的外层电子，使其发射特征的电磁辐 射，利用光谱技术记录后进行分析的方法叫原子发射光 谱分析法，波长范围一般在190~900nm。
分析化学第九章吸光光度法
3. 分光光度计及其基本部件：
光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显
（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或 氘灯：紫外 160－350nm （2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。 b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃 棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200 条/mm, 衍射、干涉原理。
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱 单色 单一波长的光 光 光 复合光 由不同波长的光组合而成的光
两种不同颜色的单色光按一定的强度比 光的互补 例混合得到白光，那么就称这两种单色 光为互补色光
光的互补示意图
KMnO4溶液的 吸收曲线 (cKMnO4:a<b<c <d)
分子、原子、离子具有不连续的量子化能级，仅 能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n因为不同物质微粒的结构不同， 共有不同的量子化能级，其能量差也不相同,因此 对光的吸收具有选择性。若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ，测量不同 λ下的 A ，以吸光 度 A 对吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线， 即吸收光谱。 初步定性分析：不同物质吸收曲线的形状与最大 吸收波长不同。 定量分析：不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C ↑而增大，吸收曲线是吸光光度法中选择测 定波长的主要依据。
3.温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下 进行。 4.溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高 显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42－在水中大 部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。
5.显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。
6.干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物， 正干扰；生成无色络合物，负干扰。 干扰的消除：
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。
5-邻二氮菲吸光光度法测定水中铁含量
邻二氮菲吸光光度法测定自来水中铁含量一、目的与要求1. 熟悉721型分光光度计使用方法2. 了解邻二氯菲测定Fe(II)的原理和方法。
3. 掌握用标准曲线法和标准比较法进行定量测定的原理及方法。
二、实验原理邻二氮菲(1,l0-邻二氮杂菲)是有机配合剂之一，与Fe2+能形成红色配离子。
生成的配离子在510n m附近有一吸收峰，摩尔吸光系数达1.1×l04，配离子的lgβ3=21.3，反应灵敏，适用于微量测定。
在pH 3~9范围内，反应能迅速完成，且显色稳定，在含铁0.5~8ppm范围内，浓度与吸光度符合Bee r定律。
但Fe3+离子也能与邻二氯菲生成谈蓝色配合物，bA3；14．1，故在显色前应先用盐酸疑胺将Fe3+还原为Fe2+，其反应式为被测溶液用p H4.5—5的缓冲液保持酸度。
比色皿(或称吸收池)不配套，会影响吸光度的测量值，应检验其透光度与厚度的一致性，必要时加以校正。
三、仪器与试剂仪器；72l型分光光度汁，电子天平，容量瓶，移液管，洗耳球等试剂：(NH4)SO4·FeSO4·6H2O (A.R.)，HCl(6mol/l)，10％盐酸经胺(新配制)，乙酸盐缓冲液，邻二氮菲溶液(0．15％，新配制)。
四、操作步骤1. 试液制备(1) 标准铁溶液的制备取分析纯(NH4)SO4·FeSO4·6H2O约0.35g，精密称量，置于150m L烧杯中，加入6mol/lHCl溶液20mL和少量水，溶解后，转置1L 容量瓶中用水稀释至刻度，摇匀。
(2) 乙酸盐缓冲液的制备乙酸钠136g与冰醋酸120mL加水溶成500ml，摇匀。
2.标准曲线的绘制分别吸取上述标难铁溶液0.0、1.0、2.0、3.o、4.0、5.0mL于50mL容量瓶中，依次加入乙酸盐缓冲浓5mL，盐酸经胺1m L，邻二氮菲溶液5mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10mi n。
吸光光度法
It 透光度定义： T I0
T 取值为0.0 % ~ 100.0 % 全部吸收 全部透射 T = 0.0 % T = 100.0 % A=∞ A= 0.00
吸光度：A=lg (I0 / It )＝lg(1/T)
全部吸收
全部透射
朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓度成正比
2.介质不均匀引起的偏离 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测
吸光度增加，导致线性关系上弯曲
3.化学反应引起的偏离 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式
4 显色反应的干扰及其消除方法
1）优化显色反应条件，控制溶液的酸度 2）加入隐蔽剂 3）改变价态 4）选择适当波长 5）选择合适参比溶液
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 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：透镜或返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； ⑤出射狭缝。
16
单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
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
17
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.
吸光光度分析的基本原理
弯曲，这是因[ Cr2O]72−
较低时，上述平衡右
浙 江
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ移，使[ CrO ]4−增大，
师 范
而
[
Cr
2
O
2 7
−
降] 低。
大
学
仪 器
[Cr2O72− ]
分
平衡效应的影响
析
②酸效应
被测组分通过显色反应，生成一种吸光物质，而溶
液的酸度往往会影响吸光物质的产生、分解和性质，
而使吸收曲线的形状和最大吸收波长发生变化，从而 导致对朗伯—比耳定律的偏离。
浙 江
T = It I0
师
显然，T越大，说明对光的吸收越弱；相
范 大 学
反，T越小，对光的吸收越强。实验证明，溶 液对光的吸收程度与溶液的浓度、液层的厚
仪
度及入射光的波长等因素有关，若何持入射
器
光波长一定，光的吸收程度与溶液浓度及液
分 析
层厚度有关。
1. 朗伯定律
♦ 设某一波长的单色光，
通过液层厚度为b的均
仪 器
重要标志。
分 析
ε >104 L/ mol.cm —灵敏 ε <103L/mol⋅cm—不灵敏
桑德尔（Sandell）灵敏度
当产生0.001的吸光度时对应的单位截面 积光程内吸光物质的量（μg/cm2）
即：A=0.001=εb C
b ⋅C = 0.001 → cm× µg / cm3 ε
浙 江
+ε2
)bc
= 1 lg
I
2 0
2 I1 ⋅ I2
A平与吸光物质的浓度和液层厚度的乘
浙 江 师 范
积成正比，即依然符合L-B定律，只不过
紫外可见吸光光度分析
, . .
离子 )
,
然后
,
,
以 此 来 确 定样 品
,
检 测极 限及 准 确度 方 面
在
可 能 适 用 的情 况 下
同 位素 稀 释质量 分 析 可
大 概 是 历 史上 的 原 因 有 光 吸 收分 析
,
吸 光 光 度分 析 的
能是 最 好 的
吸 光光 度分 析 的 干 扰物质 常用
,
紫外 可 见 分 光 分
,
析 可 以 利 用 标 准 试 样 的分 析 值
但 必 须 有所
定 量 成 分 的 己 知浓 度 的标 准 溶 液
,
,
光谱 光谱
。
,
出 现 紫外 可 见 光谱 区 ( 紫 外 可 见 吸 收 电子 析多 种 元 素是 有 困 难
,
基 于分 子 中 原 子 的 振
如上
态 原 子 ( 或原 子 的 电 子 ) 光 吸 收 的 法
1
。
种 方
吸 光 光 度分 析 的 竞 争 对 象 是 原 子 吸光
,
所 以 这篇 入 门讲座 的题 目 也 可 称 为分 子
。
离 子 紫 外 可 见 吸 光光 度 分 析
2
吸 光 光 度分 析 法 的 性 质 吸 光 光 度 分 析 因 为 使用 普 通 溶 液
,
率 ) 用 (
3
,
T
表示
。
把
4
10 9
10
(
z/ T
) = 一 10 9
入 射光 强度 I 和 透
厚 度 ( 光路
。
T定 义 为
吸光度 ( 吸 收率 ) 用
表 示 从而 式
离子 )
,
然后
,
,
以 此 来 确 定样 品
,
检 测极 限及 准 确度 方 面
在
可 能 适 用 的情 况 下
同 位素 稀 释质量 分 析 可
大 概 是 历 史上 的 原 因 有 光 吸 收分 析
,
吸 光 光 度分 析 的
能是 最 好 的
吸 光光 度分 析 的 干 扰物质 常用
,
紫外 可 见 分 光 分
,
析 可 以 利 用 标 准 试 样 的分 析 值
但 必 须 有所
定 量 成 分 的 己 知浓 度 的标 准 溶 液
,
,
光谱 光谱
。
,
出 现 紫外 可 见 光谱 区 ( 紫 外 可 见 吸 收 电子 析多 种 元 素是 有 困 难
,
基 于分 子 中 原 子 的 振
如上
态 原 子 ( 或原 子 的 电 子 ) 光 吸 收 的 法
1
。
种 方
吸 光 光 度分 析 的 竞 争 对 象 是 原 子 吸光
,
所 以 这篇 入 门讲座 的题 目 也 可 称 为分 子
。
离 子 紫 外 可 见 吸 光光 度 分 析
2
吸 光 光 度分 析 法 的 性 质 吸 光 光 度 分 析 因 为 使用 普 通 溶 液
,
率 ) 用 (
3
,
T
表示
。
把
4
10 9
10
(
z/ T
) = 一 10 9
入 射光 强度 I 和 透
厚 度 ( 光路
。
T定 义 为
吸光度 ( 吸 收率 ) 用
表 示 从而 式
分析化学-吸光光度法
CYJ 11
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。
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。
无机分析第十一章吸光光度法
(1)单色光：某一波长的光
紫
红 橙
(2)白 光：七色光按不同比
例混合的复合光
蓝
白光
黄
(3)互补光：按一定比例混合
为白光的两种光。如：黄光
和蓝光；紫光和绿光。
青蓝
绿
青
二、物质对光的选择性吸收
当光束照射到有色物质上时，光与物质发生相互 作用，于是就产生光的反射、散射、吸收、透射等 现象。
反射 反射光很小 刺激人眼而使人感觉 到颜色的存在。
小结
1.可见光的波长范围：400-750nm
2.互补光
3.吸收曲线(A-λ)与标准曲线(A-c)
4. T I I0
A lg I0 lg T I
A和T之间的换算，T=100%，A=0; T=50%, A=?
5. 朗伯-比尔定律 A=Kbc
吸光系数a，摩尔吸光系数ε
练习
一、选择题
1.在符合朗伯—比尔定律的范围内，有色物的 浓度(c) ，最大吸收波长()和吸光度(A)的关 系是__________.
A.c增加、 增加、 A增加
VB.c减小、 不变、 A减小
C.c减小、 增加、 A增加 D.c增加、 不变、 A减小
2.吸光度A与透光率T的关系为： __________.
A.1/T= A
VB. lg1/T=A
C. lgT=A
D.T=lg1/A
3.某试液用2.0cm比色皿测时,T=60%. 若改用 1.0cm比色皿测量,T和A分别为_____.
第十一章 吸光光度法
Spectrophotometry
本章学习重点： 1.朗伯比尔定律； 2.吸光系数； 3.单一组分的分析。
本章学习难点： 1.吸光光度分析的测量条件控制 2.测量误差 3.多组分分析
吸光度原理
吸光度原理
吸光度原理是一种常用于分析物质浓度的方法。
其基本原理是：当某种物质溶解在溶液中时，溶液对特定波长的光会有吸收作用。
吸光度的大小与物质的浓度成正比关系，即浓度越高，吸光度越大。
在吸光度测定中，常使用分光光度计。
该仪器通过将可见光、紫外光或红外光分成不同的波长，并使得待测溶液通过样品池，然后测量透射光的强度。
透射光经过溶液后，部分被吸收，其余部分则透过溶液。
通过测量透射光的强度，可以计算出溶液对光的吸收的程度，即吸光度。
吸光度测定是一种简单、快速而且可靠的分析方法，广泛应用于生物化学、医学、环境科学等领域。
通过测量吸光度，可以确定物质的浓度、反应速率、反应平衡常数等重要参数。
同时，吸光度法还具有灵敏度高、操作方便、耗时短等优点。
需要注意的是，吸光度测定在应用中存在一些局限性。
首先，吸光度受到样品的颜色和杂质的影响。
如果样品颜色过深或含有其他杂质，会影响吸光度的测定结果。
其次，吸光度测定要求待测物质具有较好的线性关系，即吸光度与浓度呈线性关系。
因此，在进行测定前需要确定吸光度与浓度的线性范围。
总之，吸光度测定是一种常用的分析方法，通过测量物质对光的吸收程度来确定其浓度。
它具有简单、快速、可靠等优点，广泛应用于科研、工业和生产等领域。
吸光光度法和电位分析法
明它们之间有下列关系：
2021/4/16
(9-1)
第九章 仪器分析法选介
A lg I0 kcb I
19
透光度 T ( Transmittance )
入射光 I0
透射光 It
透光度定义：
T
It I0
2021/4/16
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
全部吸收 T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2021/4/16
第九章 仪
器分析法选
介
6
三、仪器分析方法的分类
classification of instrument analytical method
电化学分析法
光分析法
仪器分析
色谱分析法
其他仪器分析法
2021/4/16
分析仪器联用技术
第九章 仪
器分析法选
介
7
电化学分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
c 溶液浓度
[kappa]摩尔吸光系数, L ·mol –1 ·cm -1
2021/4/16
第九章 仪器分析法选介
23
例12-1 浓度为25.0μg/50mL的Cu2+溶液，用双
环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长
600nm处，用2.0cm比色皿测得T=50.1%，求吸
光系数a和摩尔吸光系数。已知M(Cu)=64.0。
此时式（9-1）变为
A(9-3a) bc
2021/4/16
第九章 仪器分析法选介
21
如果浓度c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，这时k
常用 表示。 称为摩尔吸光系数(molar absorptivity)
2021/4/16
(9-1)
第九章 仪器分析法选介
A lg I0 kcb I
19
透光度 T ( Transmittance )
入射光 I0
透射光 It
透光度定义：
T
It I0
2021/4/16
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
全部吸收 T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2021/4/16
第九章 仪
器分析法选
介
6
三、仪器分析方法的分类
classification of instrument analytical method
电化学分析法
光分析法
仪器分析
色谱分析法
其他仪器分析法
2021/4/16
分析仪器联用技术
第九章 仪
器分析法选
介
7
电化学分析方法的分类
classification of electrochemical analysis
c 溶液浓度
[kappa]摩尔吸光系数, L ·mol –1 ·cm -1
2021/4/16
第九章 仪器分析法选介
23
例12-1 浓度为25.0μg/50mL的Cu2+溶液，用双
环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长
600nm处，用2.0cm比色皿测得T=50.1%，求吸
光系数a和摩尔吸光系数。已知M(Cu)=64.0。
此时式（9-1）变为
A(9-3a) bc
2021/4/16
第九章 仪器分析法选介
21
如果浓度c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，这时k
常用 表示。 称为摩尔吸光系数(molar absorptivity)
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光的颜 色 青色 蓝色 紫色
波长范围 （nm） 480~500 435~480
400~435
可见色光的互补性
不同物质对各种波长光的吸收具有选择性
该溶液对该波长范围的光都不吸收，则溶液 无色透明。 如果溶液选择性的吸收了某种颜色的光，则 溶液将呈现出它的互补色 。 如： 高锰酸钾溶液因吸收了绿色光而呈现紫色， 氯化钠溶液让日光全部透过而呈无色透明。
一、光的本质与溶液的颜色
表11－1 电磁波谱
区域
波长范围
ｘ射线 10-3~10（nm）
跃迁类型 内层电子跃迁
远紫外 10~200（nm） 价电子和非键电子
紫外 200~400（nm）
跃迁
光谱类型
ｘ射线吸收、发射、衍射，荧光光谱、 光电子能谱
远紫外吸收光谱，光电子能谱 紫外-可见吸收和发射光谱
可见光 400~750（nm）
（1）溶液对不同波长光的吸收有选择性。 （2）同一溶液不同浓度的吸收曲线形状相似，
（3）在最大吸收波长附近（不一定在λmax处）， 即使浓度较低时，吸光度A也有较大的数值。
物质对光的吸收程度可用最大吸收波长下 的摩尔吸光系数εmax表示。 εmax <104，测定的灵敏度低；10４<εmax <510４属中等灵敏度； 510４<εmax <10５属高灵敏度;εmax >10６ 属超高灵敏度。
图11–2 不同浓度KMnO4溶液的吸收曲线
第三节 分析方法
一 目视比色法
1 目视比色法原理
目视比色法的理论依据是朗伯－比尔定律。
当日光透过组成相同的两个有色溶液时，如
果液层的厚度相等，则颜色深浅相同（吸光
度相等）的溶液浓度相等。
2．目视比色法的测定方法
测定时将标准溶液按照由少至多的顺序依次加入到 一套（6～10个）比色管中，加入等量的显色剂，加 水稀释至刻度，摇匀可得一系列颜色由浅至深的标准 色阶。另取一比色管，加入一定量的试液，在相同条 件下显色并稀释至刻度。将该比色管与标准色阶进行 比较，根据颜色相同，浓度相同的原理，可求得试液 的浓度。
二、光的吸收定律
1．透光率T 和吸光度A
I0＝Ia+It （11-1）
I0为入射光的强度，Ia为吸收光的强度，It为透过光的 强度。
T%=
It ×100
I0
A＝1g
1 T
=－1gT
=1g
I0 It
2．光的吸收定律——朗伯－比尔定律
朗伯定律 A＝k1b （11-4） 比尔定律 A＝k2c （11-5） 朗伯－比尔定律 A＝ɑbc （11-6）
第十一章 吸光光度法
§11.1 吸光光度法概述
吸光光度法是光学分析法的一种，也称为吸收 光谱法。它是基于物质对光的选择性吸收而建 立起来的分析方法。
吸光光度法分类: 比色法、可见光分光光度法、紫外分光光度
法、红外光谱法和原子吸收分光光度法。 吸光光度法于测定微量组分的含 量，测定下限可达10-5-10-6mol·L-1。
（２）准确度较高 比色法的相对误差为5%20%，分光光度法的相对误差为2%-5%。
（３）简便快速 吸光光度法所使用的仪器设 备简单，价格便宜，一般实验室都能具备。
（４）应用范围广 几乎所有的无机离子和有 机化合物都可直接或间接的用分光光度法进行 测定。
第二节 基本原理
一、光的本质与溶液的颜色 二、光的吸收定律 三、吸收光谱曲线
操作简便；
缺点是标准色阶不易保存，常需临时配制。主 观误差较大。
二、可见分光光度法
可见分光光度法是以钨丝灯发出的光作光源，灯光 经单色器色散，取所需波长的单色光通过被测溶液，测 得溶液的吸光度，然后进行分析的方法。
图11－4 721型分光光度计结构示意图 1.光源 2.透镜 3.反光镜 4.狭缝 5.准光镜 6.棱镜 7.吸收池 8.光门
9.保护玻璃 10.光电管
分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、 检测器、显示器等五个部件构成。
（1）光源 以６～12V的钨丝灯作光源，单色光的波长范围为360～ 800nm。
（2）单色器 单色器的作用是将钨丝灯发出的复合光分解为单色光。 单色器由入射狭缝、色散元件（棱镜或光栅）、准光镜和出光狭缝组 成。
近红外 0.75~2.5（μm）
分子振动
近红外吸收光谱
红外 2.5~1000（μm）
分子振动
红外吸收光谱
微波 0.1~100（cm） 分子转动、电子自 旋
微波光谱，电子顺磁共振
各种色光的近似波长范围
光的颜色 红色 橙色 黄色 绿色
波长范围 （nm） 610~780 595~610 560~595 500~560
（5）显示器 显示器的作用是把放大的讯号以适当的方法显示或记录 下来，721型分光光度计的显示器是指针式的微安电表，在微安电表 的标尺上刻有透光率和吸光度两种刻度，
第四节 溶液浓度的测定方法
一、标准曲线法 二、比较法
一、标准曲线法
用标准溶液配成由稀到浓 的一系列已知浓度的标准 溶液，测定各溶液的吸光 度，以浓度c为横坐标， 吸光度A为纵坐标，绘制 A-c曲线。如果符合比尔 定律，该曲线为通过原点 的一条直线，称为标准曲 线（或工作曲线），
可表述为：当一束平行的单色光通过均匀、无 散射的溶液时，在单色光强度和溶液温度等条 件不变的情况下，溶液的吸光度正比于溶液浓 度与液层厚度的乘积。
上述的k1、k2、ɑ均为比例常数，又称为吸光 系数，它表示物质对光的吸收能力。
3．吸光系数与摩尔吸光系数
(1)当溶液浓度c的量纲为gL-1时，则吸光系数 ɑ的量纲为Lg-1cm-1。
(2)当溶液浓度c的量纲为molL-1时，比例常数 ɑ改用符号ε表示，称为摩尔吸光系数，量纲为 Lmol-1cm-1，朗伯－比尔定律表示为：
A＝εbc
(11-7)
ɑ和ε可以通过下式换算：
ε＝ɑM
(11-8)
式中：M为吸光物质的摩尔质量。
三、吸收光谱曲线
吸收光谱曲线又称吸收曲线，它是溶液吸光度随入射 光波长变化的曲线。
（3）吸收池 吸收池又称比色杯或比色皿，它是由无色透明的耐腐蚀 玻璃制成，用来盛放被测溶液和参比溶液。每台仪器通常配有厚度为 0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等规格的吸收池供选用。
（4）检测器 分光光度计常用的检测器是光电管或光电倍增管，光电 管是一个二极管，管内装有一个阳极和一个光敏阴极