优选分光光度法分析化学

COOH
成盐反应
NCO HS C C CH
S
N (CH3)2 + Ag+
NCO AgS C C CH
S
N (CH3)2
褪色反应 Zr(IV)-偶氮胂III络合物测定草酸
吸附显色反应 达旦黄测定Mg(II),Mg(OH)2吸附达旦黄呈红色
3 显色剂
无机显色剂: 过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾
有机显色剂： 偶氮类：偶氮胂III
4 朗伯-比尔定律
光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
I0 = Ir + It + Ia
I0
It
I0 = It + Ia
Ir
Ia
T = It / I0 , T: 透射比或透光度 A=lg (I0 / It )＝lg(1/T), A:吸光度
2 物质颜色和其吸收光关系 互补色
物质的颜色
黄绿 黄 橙 红
紫红 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
颜色
紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
吸收光
波长范围( l ,nm)
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm
测定光吸收，A＝0.43,求S. (Nb原子量92.91)。 有两种做法：根据A=εbC,求ε
＝3.3×104 L·mol-1·cm-1
吸光度的加和性
在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收 的多种物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各 个吸光物质的吸光度之和
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
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶 液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成 正比关系－－－朗伯比尔定律
－－－光吸收定律
数学表达：A＝lg(1/T)=Kbc
其中，A:吸光度，T:透射比， K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度
E=hu=hc/l
光谱名称 X射线
远紫外光 近紫外光
可见光 近红外光 中红外光 远红外光
微波 无线电波
波长范围 0.1~10nm 10~200nm 200~400nm 400~750nm 0.75~2.5um 2.5~5.0um 5.0~1000um 0.1~100cm 1～1000m
有机化合物的生色原理
2 显色反应类型
络合反应
O OH As O M O
NN
HO3S
OH H2 O3 As
NN SO3H
氧化还原反应
HOOC COOH
NH
+ VO3- + H+
HOOC COOH
N
NN
3 Fe2+
HOOC COOH
N
2+
+ VO + H2 O
离子缔合反应
(C2H5 )2 N
+
O
N H
(C2
H5
)2
C
. AuCl4-
a 跃迁类型 价电子跃迁：σ→σ*, π→π*; n→σ*, n→π* E (h) 顺序: n→π*<π→π*< n→σ*<σ→σ*
b 生色团和助色团 生色团: 含有π→π*跃迁的不饱和基团 助色团: 含非键电子的杂原子基团,如-NH2, -OH, -CH3… 与生色团相连时，会使吸收峰红移，吸收强度增强
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.4 wenku.baidu.com色反应及影响因素
1 显色反应
没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量 生成有色化合物再测定－－ 显色反应
要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (l>60nm)
优选分光光度法分析 化学
10.1 概述
❖ 吸收光谱 ❖ 发射光谱 ❖ 散射光谱
❖ 分子光谱 ❖ 原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
10.2 吸光光度法基本原理
1 吸收光谱产生的原因 光:一种电磁波,波粒二象性
当光子的能量与分子的E匹配时， 就会吸收光子
1000~3500 特有 特有
适用于 紫外 紫外
可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光）
红外 原子光谱 各种谱学手段
单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅
样品池（比色皿）
厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区
石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器
作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器：
光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
注意： 平行单色光 均相介质 无发射、散射或光化学反应
灵敏度表示方法
摩尔吸光系数 e
A = Kbc
c: mol/L c: g/L
A = e bc
A = abc a: 吸光系数
e 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-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光程内所能
3 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小 A～l关系
最大吸收波长 lmax：光吸收最大处的波长
对比度(Δl):络合物最大吸
收波长(lMRmax)与试剂最大 吸收波(lRmax)之差
Δl lmax
原子光谱为线光谱 分子光谱为带光谱
电子跃迁能级 分子振动能级 分子转动能级
A1 = e1bc1 A2 = e2bc2 A = e1bc1+ e2bc2
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及某些化 学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
光源
单色器
样品池
检测器
读出系统
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源
波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000