分光光度法
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物理性因素：
难以获得真正的纯单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合
光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
500
600
700 /nm
.
《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.2 光的吸收基本定律
─朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律
A=lg(I0/It)=εbc
吸光度
介质厚 度(cm).
朗伯定律(1760)
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
《分析化学》第九章 分光光度法
《分析化学》第九章 分光光度法
第九章 分光光度法
• 什么是分光光度法？
– 基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析 方法。包括比色法、可见分光光度法、紫外分光光 度法。
使用中用到分光光度计，因此是一种仪器分析方法
.
《分析化学》第九章 分光光度法
化学分析法与仪器分析方法有什么不同？
化学分析：常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2% 准确度高 依据化学反应, 使用玻璃仪器 仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
透射比T及吸光度的加和性
透射比T : 描述入射光透过溶液的程度
T = I / I0
吸光度A与透射比T 的关系:
I AlgTlg0
bc
I
吸光度具有加和性(即同一入射波长下, 多个物质有吸收时, 总吸 光度为各个物质吸光度之和)。
A 总 A 1 A 2 A n 1 b 1 2 c b 2 c n b n
相同，Amax 不同——定量分析的基础。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
(Absorption spectra of Cr2O72-、MnO4- )
350
525 545
1.0
Absorbance
0.8
0.6
Cr2O72-
MnO4-
0.4
440
nm
0.2
300
400
朗伯—比耳定律数学表达式
AlgI0 bc
注意量纲
I
式中 A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位 mol·L-１； ε ：摩尔吸收系数，单位 L·mol-１·cm-１；
或: A = lg(I0/It) = a b c
c：溶液的浓度，单位g·L-１ a：吸收系数，单位L·g-１·cm-１ a与ε的关系为： a = ε /M （M为摩尔质量）
例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准 光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
.
《分析化学》第九章 分光光度法
波粒二象性
E hc
结论: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。
A
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
λ
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600
.
《分析化学》第九章 分光光度法
吸收曲线与最大吸收波长
在最大吸收波长处测定吸光度，则灵敏度 最高。
不同物质吸收光谱的形状以及max 不同 —
—定性分析的基础。 同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状
.
《分析化学》第九章 分光光度法
电子能级的越迁
注意体会: 紫外可 见吸收光谱, 红外 光谱, 原子吸收等 吸收光谱的来源
电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
λ
A
420 0.199
430 0.211
440 0.237
450 0.283
460 0.313
.
《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.3 偏离郎伯-比耳定律的原因
1. 现象 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。 2. 引起偏离的因素（两大类） （1）物理性因素，
即仪器的非理想引起的； （2）化学性因素。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
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。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1 物质对光的选择性吸收
当白光通过某一有色溶液 时，该溶液会选择性地吸收 某些波长(wavelength)的光 而让未被吸收的光透射过， 即溶液呈现透射光的颜色， 亦即呈现的是它吸收光的互 补光的颜色。
470 0.333
480 0.3wenku.baidu.com1
490 0.395
500 0.445
510 0.476
520 0.451
530 0.401
540 0.321
550 0.242
560 0.157
570 0.122
580 0.118
吸收光谱or吸收曲线
分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度 不同，用不同波长的单色光照射，测吸光度A， 画图。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）与浓度无关。 （3）ε与吸收物质本身的性质有关，与波长有关, 与温度
有关； （4）在最大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数ε max:
表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了 光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度:
.
光的互补：蓝➢ 黄
《分析化学》第九章 分光光度法
不同颜色的可见光波长及其互补光
.
《分析化学》第九章 分光光度法
当一束光照射到物质或其溶液上时: M可以是分子,原 子,或离子
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
能级结构的量子化 : 物质只能吸收某些特定波长的光; 分子或原子间能级结构个性化: 不同物质吸收不同波长的光
.
《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
ε max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该 物质的灵敏度越高。
ε >105：超高灵敏； ε = (6～10）×104 ：高灵敏； ε = 104～ 103 ：中等灵敏； ε < 103 ：不灵敏。 （6） 可作为定性鉴定的参数。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
难以获得真正的纯单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合
光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
500
600
700 /nm
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《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.2 光的吸收基本定律
─朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律
A=lg(I0/It)=εbc
吸光度
介质厚 度(cm).
朗伯定律(1760)
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
《分析化学》第九章 分光光度法
《分析化学》第九章 分光光度法
第九章 分光光度法
• 什么是分光光度法？
– 基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析 方法。包括比色法、可见分光光度法、紫外分光光 度法。
使用中用到分光光度计，因此是一种仪器分析方法
.
《分析化学》第九章 分光光度法
化学分析法与仪器分析方法有什么不同？
化学分析：常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2% 准确度高 依据化学反应, 使用玻璃仪器 仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
透射比T及吸光度的加和性
透射比T : 描述入射光透过溶液的程度
T = I / I0
吸光度A与透射比T 的关系:
I AlgTlg0
bc
I
吸光度具有加和性(即同一入射波长下, 多个物质有吸收时, 总吸 光度为各个物质吸光度之和)。
A 总 A 1 A 2 A n 1 b 1 2 c b 2 c n b n
相同，Amax 不同——定量分析的基础。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
(Absorption spectra of Cr2O72-、MnO4- )
350
525 545
1.0
Absorbance
0.8
0.6
Cr2O72-
MnO4-
0.4
440
nm
0.2
300
400
朗伯—比耳定律数学表达式
AlgI0 bc
注意量纲
I
式中 A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位 mol·L-１； ε ：摩尔吸收系数，单位 L·mol-１·cm-１；
或: A = lg(I0/It) = a b c
c：溶液的浓度，单位g·L-１ a：吸收系数，单位L·g-１·cm-１ a与ε的关系为： a = ε /M （M为摩尔质量）
例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准 光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
.
《分析化学》第九章 分光光度法
波粒二象性
E hc
结论: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。
A
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
λ
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600
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《分析化学》第九章 分光光度法
吸收曲线与最大吸收波长
在最大吸收波长处测定吸光度，则灵敏度 最高。
不同物质吸收光谱的形状以及max 不同 —
—定性分析的基础。 同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状
.
《分析化学》第九章 分光光度法
电子能级的越迁
注意体会: 紫外可 见吸收光谱, 红外 光谱, 原子吸收等 吸收光谱的来源
电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
λ
A
420 0.199
430 0.211
440 0.237
450 0.283
460 0.313
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《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.3 偏离郎伯-比耳定律的原因
1. 现象 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。 2. 引起偏离的因素（两大类） （1）物理性因素，
即仪器的非理想引起的； （2）化学性因素。
.
《分析化学》第九章 分光光度法
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。
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《分析化学》第九章 分光光度法
§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1 物质对光的选择性吸收
当白光通过某一有色溶液 时，该溶液会选择性地吸收 某些波长(wavelength)的光 而让未被吸收的光透射过， 即溶液呈现透射光的颜色， 亦即呈现的是它吸收光的互 补光的颜色。
470 0.333
480 0.3wenku.baidu.com1
490 0.395
500 0.445
510 0.476
520 0.451
530 0.401
540 0.321
550 0.242
560 0.157
570 0.122
580 0.118
吸收光谱or吸收曲线
分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度 不同，用不同波长的单色光照射，测吸光度A， 画图。
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《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）与浓度无关。 （3）ε与吸收物质本身的性质有关，与波长有关, 与温度
有关； （4）在最大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数ε max:
表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了 光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度:
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光的互补：蓝➢ 黄
《分析化学》第九章 分光光度法
不同颜色的可见光波长及其互补光
.
《分析化学》第九章 分光光度法
当一束光照射到物质或其溶液上时: M可以是分子,原 子,或离子
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
能级结构的量子化 : 物质只能吸收某些特定波长的光; 分子或原子间能级结构个性化: 不同物质吸收不同波长的光
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《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
ε max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该 物质的灵敏度越高。
ε >105：超高灵敏； ε = (6～10）×104 ：高灵敏； ε = 104～ 103 ：中等灵敏； ε < 103 ：不灵敏。 （6） 可作为定性鉴定的参数。
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《分析化学》第九章 分光光度法