分析化学第七章吸光光度分析法
吸光光度法的应用
bc x
△Cx
（Cx > Cs）
△C
c x c x cs
适宜 高 浓度的测定
Analytical Chemistry 分析化学
示差法的误差
方法 常规法
示差法
∵ I0 > Is
Ax bc x lg Tx d dT c Ix cx Tx ln Tx Tx I0 d cx dT Ac bc x lg Tr cx Tr ln Tx Ix Tr d c x dcx Is 有 cx cx ∴ Tr > Tx
Analytical Chemistry 分析化学
在上述实验的基础上作数据处理 对特定 pH
pH < pKa-1
Ai HR [ HR] R [R ]
b = 1 cm
C = [HR]
AHR HR C
pH > pKa+1 C = [R-] 代入，得 整理，得
AR RC
四、弱酸弱碱离解常数的测定
HR HR = H+ + RR
A
HR
R
用光度法可以测定其离解常数
HR
R
[H ][R ] Ka [HR]
[HR] pK a pH lg [R ]
[ HR] [ HR] 用吸光值表征 lg ，相对于pH作图，可求得pKa 或 [R ] [R ]
A
曲线 1 2
3 4 5 6
pH 1.10, 1.38 2.65
3.06 3.48 3.98 5.53,6.80
1
2 3 4 5 6
Aa(HL)
Ab 6
5 4 3 2 1
分析化学-吸光光度法的灵敏度与准确度
1吸光光度法的灵敏度与准确度灵敏度的表示方法1.摩尔吸光系数 (ε)A= ε b c ε=A/bc (L·mol -1·cm -1)ε 越大, 灵敏度越高:ε <104 为低灵敏度;104～105 为中等灵敏度;ε >105为高灵敏度.9.39.3.122. Sandell(桑德尔)灵敏度 (S )定义定义：：截面积为1cm 2的液层在一定波长或波段处的液层在一定波长或波段处，，测得吸光度为0.001时所含物质的量时所含物质的量。
用S 表示表示，，单位：µg ·cm -2A = ε bc =0.001 bc ＝0.001/ εS 小灵敏度高灵敏度高;; ε 相同的物质, M 小则灵敏度高.3210==(g/cm ) 10.00MMS µεε×变换单位:b cm c mol/L=bc M 106 µg/1000cm 23例1 邻二氮菲光度法测铁ρ(Fe)=1.0mg/L,b =2cm , A =0.38 计算ε 、S 和解：c (Fe)=1.0 mg/L=1.0×10-3/55.85 =1.8×10-5(mol·L -1)E 1%1cm 4-1-1-50.38==1.110L mol cm 2 1.810ε×⋅⋅××（）S =M /ε=55.85/1.1×104=0.0051 (µg /cm 2)321g/cm 2cm 0.001==0.0051g/cm 0.38S µµ××或4c =1.0mg/L=1.0×10-3 g /1000mL = 1.0×10-4 g/100mL1%1cm=A Eb c⋅⋅-111%cm-431=0.38/2.010=1.910100mL g cm E −××⋅⋅（）1%1cm53=10=1.110/55.85 /M =9101.Eε××或5例2 比较用以下两种方法测Fe 的灵敏度.B. 用4,7-二苯基邻二氮菲光度法测定铁ε533＝2.2×104 L·mol -1·cm -1S = 55.85/(2.2×104)＝0.0025 (µg ·cm -2)B 方法比A 方法的灵敏度高.A. 用邻二氮菲光度法测定铁时用邻二氮菲光度法测定铁时，，ε508＝1.1×104 L·mol -1·cm -1S = 55.85/(1.1×104)＝0.0051 (µg ·cm -2)准确度—仪器测量误差10080604020T/%1∆c2∆c3T∆T∆T-透光率读数误差c∆c1c1∆c2c2∆c3c3><由于T 与浓度c 不是线性关系性关系，，故不同浓度时的仪器读数误差 T引起的测量误差 c/c不同。
火焰光度法和原子吸收光度法
火焰光度法和原子吸收光度法一、引言火焰光度法和原子吸收光度法是现代分析化学中常用的定量分析方法。
本文将详细探讨这两种方法的原理、应用以及优缺点。
二、火焰光度法2.1 原理火焰光度法是利用物质在高温火焰中发射特定的光谱线来定量分析的方法。
其原理基于以下两个关键概念：1.激发与激发态：当物质被加热到足够高的温度时，其原子或分子的电子会从基态跃迁到激发态，此过程伴随着能级的跃迁。
2.光谱线与特定元素：不同元素的原子或分子在跃迁过程中会发射出不同波长的光谱线。
由于每种元素的能级结构不同，其发射光谱线也具有独特的特征。
2.2 测量过程火焰光度法的测量过程通常涉及以下几个步骤：1.样品制备：将待测物溶解在适当的溶剂中，并选择合适的火焰条件。
2.校准曲线：利用标准溶液制备一系列浓度已知的标准溶液，并测量其光谱线的强度。
根据标准溶液的浓度和相应的光谱线强度绘制校准曲线。
3.测量样品：将待测物的溶液进样火焰中，测量其光谱线的强度。
4.计算浓度：根据校准曲线，将测量得到的光谱线强度转换为待测物的浓度。
2.3 应用火焰光度法广泛应用于许多领域，包括环境监测、食品安全、医学诊断等。
以下是一些常见的应用示例：1.重金属检测：火焰光度法可用于测定水样中重金属的含量，例如铅、汞、镉等。
这对于环境保护和饮用水质量控制至关重要。
2.药物浓度测定：通过火焰光度法可以测定药物中的活性成分的含量，用于控制药品的质量和安全性。
3.土壤分析：火焰光度法可以用于分析土壤中的营养元素含量，为农作物的种植和土壤改良提供依据。
2.4 优缺点火焰光度法具有以下一些优点和缺点：优点： - 灵敏度高：火焰光度法可以达到很高的灵敏度，能够准确测定低浓度物质。
- 快速：测定过程简便快速，适用于大样品量的分析。
缺点： - 选择性有限：火焰光度法在分析时对物质的选择性有限，容易受到干扰。
- 仅适用于可激发的元素：火焰光度法只适用于那些能够被激发到激发态的元素或分子。
吸光光度法参比溶液的选择原则
吸光光度法参比溶液的选择原则吸光光度法是一种常用的分析化学方法，通过测量溶液对特定波长的光的吸收程度来确定溶液中物质浓度的方法。
在进行吸光光度法测量时，参比溶液的选择非常重要，它直接影响到测量结果的准确性和可重复性。
下面将介绍吸光光度法参比溶液的选择原则。
1.具有稳定的吸光度：参比溶液应该具有稳定的吸光度，在测量时间范围内不发生明显变化。
这可以通过测量该溶液的吸光度随时间变化的曲线来确定。
2.不与待测物相互干扰：参比溶液的吸光度不能受到待测物的影响，否则会导致测量结果的偏差。
因此，在选择参比溶液时要确保它与待测物在所选波长的吸光度范围内没有重叠。
3.与待测物具有相似的化学性质：参比溶液应该与待测物具有相似的化学性质，以确保它们在溶液中的反应行为相似。
这样可以使参比溶液对溶液中可能存在的干扰物的响应与待测物的响应保持一致。
4.与溶剂相容：参比溶液应该与所选溶剂相容，不发生溶解度或稳定性问题。
这样可以确保在测量过程中不会发生结晶、沉淀或其他不可逆反应，从而影响测量结果的准确性和稳定性。
5.易于制备和稀释：参比溶液应该容易制备和稀释。
制备参比溶液的方法应简单、可靠，并且可以精确地控制其浓度。
此外，参比溶液的稀释过程应能够保持其吸光度的稳定性和准确性。
6.已有文献支持：在选择参比溶液时，可以参考已有的文献或相关方法来确定最佳的参比溶液。
这些文献通常提供了制备和使用参比溶液的详细步骤，以及其在特定条件下的吸光度范围和稳定性。
综上所述，参比溶液的选择对于吸光光度法的测量结果至关重要。
通过选择具有稳定吸光度、不受待测物干扰、具有相似化学性质、与溶剂相容、易于制备和稀释，并且有文献支持的参比溶液，可以确保吸光光度法的测量结果准确可靠。
在进行吸光光度法测量时，应对参比溶液的选择进行严格控制，并根据实际分析需要进行优化。
分析化学 第七章 吸光光度分析法
11
朗伯-比耳定律的数学表达式为： A＝lg（I0/I)= ε b c 或: A＝lg（I0/I)= a b c 式中A：吸光度； I0 ：入射光强度； I：透射光强度； b ：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单 位； ε ：摩尔吸光系数，单位L· -1· -1 ；溶 mol cm 液的浓度c单位mol·-1 ； L a ：吸光系数，单位L·-1· -1 ； 溶液的浓 g cm 度c单位g·-1 。 L
15
2.摩尔吸光系数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）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和
波长等条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有
关，与待测物浓度无关； （3）可作为定性鉴定的参数； （4）同一吸收物质在不同波长下的ε 值是不同的。在 最大吸收波长λ
2
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范
围400750 nm ，主要用于有色物质的定量 分析。 吸光光度法的特点： （1）灵敏度高； （2）准确度高； （3）操作简便
快速；
（4）应用广泛。
3
光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动 性可用波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数 来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c 光是由光子流组成，光子的能量：
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吸光度A 描述溶液对光的吸收 程度： A＝lg（I0/I) A T 透过度T 描述入射光透过溶液 的程度: A T T = I0 /It 吸光度A 与透光度T 的关系: A ＝ －lg T A、T、c 三者的关系如右图所 C 示。 吸光度A具有加合性： A总= A1+ 图8-3 A，T，C关系曲线
max处的摩尔吸光系数，常以ε max表
分析化学吸光光度法
3. 稀溶液
浓度增大，分子之间作用增强
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亚甲蓝阳离子 单体 max= 660 nm 二聚体 max= 610 nm
(nm)
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱 a. 6.36×10-6 mol/L b. 1.27×10-4 mol/L c. 5.97×10-4 mol/L
二聚体的生成破坏 了A与c的线性关系
It
s
b dx
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
A=lg(I0/It)=kbc
吸光度
介质厚 度(m)
12
T－透光率（透射比）
（Transmittance）
T=
It I0
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = kbc
-kbc -A T = 10 = 10
7
光学光谱区
远紫外
（真空紫外）
近紫外 可见
近红外
中红外
远红外
10nm~200nm 200nm ~380nm
380nm 780 nm ~ 780nm ~ 2.5 m
2.5 m ~ 50 m
50 m ~300 m
8
3. 溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm
19
朗伯-比尔定律的分析应用
溶液浓度的测定
A＝ bc
0.8
A
工作曲线法
0.6 0.4 0.2 0
*
(校准曲线)
0
1
2
3
4
mg/ml
20
6. 吸光度的加和性与吸光度的测量 A = A1 + A2 + … +An
分析化学吸光光度法二
故T e 1 0.368, 即吸光度A 0.434时， 浓度测量的相对误差最小。
（二）测量条件的选择
选择适当的测量条件，是获得准确测定结 果的重要途径。择适合的测量条件，可从下列 几个方面考虑。 1.测量波长的选择 由于有色物质对光有选择性吸收，为了使 测定结果有较高的灵镀度和准确度，必须选择 溶液最大吸收波长的入射光。如果有干扰时， 则选用灵敏度较低但能避免干扰的入射光，就 能获得满意的酸度对被测物质存在状态的影响 大部分高价金属离子都容易水解，当溶液的酸度 降低时，最终将导致沉淀的生成。显然，金属离子的 水解，对于显色反应的进行是不利的，故溶液的酸度 不能太低。
(2) 酸度对显色剂浓度和颜色的影响 光度分析中所用的大部分显色剂都是有 机弱酸。 M + HR＝MR + H+ 从反应式可以看出，溶液的酸度影响着 显色剂的离解,并影响着显色反应的完全程 度。
3.时间和温度 显色反应的速度有快有慢。实验方法是配制一份显色溶 液，从加入显色剂计算时间、每隔几分钟测定一次吸光度， 绘制A-t曲线，根据曲线来确定适宜的时间。 不同的显色反应需要不同的温度，一般显色反应可在室温 下完成。但是有些显色反应需要加热至一定的温度才能完成； 也有些有色络合物在较高温度下容易分解。因此，应根据不 同的情况选择适当的温度进行显色。温度对光的吸收及颜色 的深浅也有一定的影响，故标样和试样的显色温度应保持一 样。合适显色温度也必须通过实验确定 ,做A-C曲线即可求出。
(3)对络合物组成和颜色的影响 对于某些逐级形成络合物的显色反应、在不 同的酸度时，生成不同络合比的络合物。例如铁 与水杨酸的络合反应，当 pH＜4 [Fe3+(C7H4O3)2-]+ 紫色 4＜pH＜9 [Fe3+(C7H4O3)22-]- 红色 pH＞9 [Fe3+(C7H4O3)32-]3- 黄色 在这种情况下，必须控制合适的酸度，才可 获得好的分析结果。 合适酸度也必须通过实验确定,做A-pH曲线即可 求出
(分析化学)第七章：吸光光度法
Analytical chemistry
ε 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)
影响ε值大小的因素 (1)入射光波长 (2)与被测物质有关 (3)温度，酸度，介质，有色物结构， (4)ε不随 c或b值变化
2014-1-3
15
Analytical chemistry
2014-1-3
29
Analytical chemistry
2、溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 (1)溶液介质不均匀引起的 (2)溶液中的副反应发生而引起的
(3)反应条件影响显色反应
[例如] Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H++2CrO4橙色 λ1max=350nm 黄色 λmax=375nm
当物质对光完全透光时，T=1，A=0 当物质对光全部吸收时，T=0，A=∞ 朗伯-比尔定律的数学表达式
A Kbc
单色光垂直照射含有吸
光物质的溶液时，溶液的 吸光度与吸光物质的浓度 及液层的厚度成正比。
I0 Ir Ia
It
Analytical chemistry
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
三、物质对光的选择性吸收
物质为何吸收某种光？ 物质为何有不同的颜色？
物质由低能态向高能态跃迁
需要吸收能量。如果照射到物
质的光子的能量与分子的E匹 配时，就会吸收光子，发生能 级的跃迁。
2014-1-3
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Analytical chemistry
E E1 E0 hv h
1、分子吸收光谱：
Analytical chemistry
分析化学吸光光度法M
0
1
溶 液
A1=lg(I0/I1)
I 0 I1
I0 I1 A2 lg lg I2 I2
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的 方法。
标准系列法
优点 缺点
二、光度计的基本部件
光电比色法：使用光电比色计测定溶液吸光度进行 定量分析的方法。 分光光度法：——分光光度计——————。
不同仅在于获得单色光的方法：
光电：滤光片 分光：棱镜或光栅 优点：准确度高、选择性高、分析速度快
l l
工作曲线将偏 离比耳定律
2. 由于溶液中的化学反应引起的偏离 例： Cr2O72- + H2O 2H+ + 2CrO42（橙） （黄） 消除方法：使作工作曲线和测量时的条 件一致 3. 被测溶液浓度太大 消除方法：稀释溶液 4. 介质不均匀 消除方法：使溶液澄清、透明
§9-2 目视比色法及光度计的基本部件
p258 式(9-7)
结论： 不同透光度或吸光度下的分析误差是不同的。为了使分析误差 在2.0％以下，应控制读数T =10～70％（A＝1.0～0.15）之间。
当T=36.8% (A=0.434)时,分析误差最小,约为1.4％。→
1.光源
2.单色器
3.吸收池
4.检测系统：
光电管、读数装置
光源
→
单色器
→
吸收池
→
检测系统
§9-3Βιβλιοθήκη 显色反应及显色条件的选择进行光度分析时，首先要把待测组分转变为有色化合物 显色反应：将待测组分转变为有色化合物的反应
吸光光度法-分析化学
第10章吸光光度法习题一、选择题1.在分光光度法中，宜选用的吸光度读数范围是（）。
A.0～0.2B.0.1~0.4C.0.2~0.7D.1.0~2.02.用紫外可见光度法测定鉄时，要求控制溶液的pH范围是（）。
A.3～9B.1～5C.7～12D.1～143.在用紫外可见光度法测定溶液中的鉄时，需要加入盐酸羟胺，其作用是（）。
A.作为中和剂B.作为氧化剂C.作为还原剂D.作为显色剂4.在用紫外可见光度法测定溶液中的鉄时，需要选用参比溶液，该参比溶液的组成是（）。
A.溶剂水B.溶剂水和显色剂C.显色剂D.除铁以外所有组成测量溶液的试剂5.某物质的摩尔吸光系数很大，则表明（）。
A.该物质溶液的浓度很大B.该物质对某波长的光吸收能力很强C.光通过该物质溶液的光程很长D.测定该物质的灵敏度越低6.有色配合物的吸光度与下列因素无关的是（）。
A.入射光的波长B.比色皿的厚度C.有色配合物的浓度D.配合物的稳定常数7.影响有色配合物的摩尔吸收系数的因素是（）。
A.比色皿厚度B.入射光的波长C.配合物的浓度D.配合物的稳定性常数8.以下说法正确的是（）。
A.透射率与浓度成直线关系B.摩尔吸收系数随波长而变C.吸光度与浓度不呈线性关系D.玻璃棱镜适合于紫外区9.以下说法错误的是（）。
A.有色液的最大吸收波长不随有色液的浓度而改变B.物质对不同波长的光具有选择性吸收C.有色液的摩尔吸收系数越大，显色反应越灵敏D.目视比色法也是吸收光度法10.在吸光光度法分析中，常出现标准曲线不通过原点的情况，下列说法中不会引起这一现象的是（）。
A.测量合参比溶液所用比色皿不对称B.参比溶液选择不当C.显色反应的灵敏度低D.显色反应的检测限太高11.下述说法中，不引起偏离朗波比耳定律的是（）。
A.非单色光B.介质的不均匀性C.检测器的光灵敏度范围D.溶液中的化学反应12.若分光光度计的测量绝对误差Dt=0.01，当测得透射率T=70%时，则其测量引起的浓度相对误差是（）。
仪器分析 第七章 原子吸收光谱法
第七章原子吸收光谱法1.原子吸收光谱的历史2.原子吸收光谱的特点3.原子吸收光谱与紫外可见吸收光谱的区别4.原子吸收光谱分析过程第一节概述1. 原子吸收光谱的历史◆1802年，沃拉斯顿(Wollaston)在研究太阳连续光谱时，首次发现太阳连续光谱中出现暗线。
◆1817年，夫琅和费(Fraunhofer)研究太阳连续光谱时再次发现这些暗线，但无法解释暗线产生的原因。
2/1363/1361825年，法国著名哲学家孔德在哲学讲义中说“恒星的化学组成是人类绝对不能得到的知识”◆1859年，本生、基尔霍夫研究碱金属和碱土金属火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且钠在光谱中位置相同。
发射线与暗线D◆太阳光谱暗线：太阳外围大气圈中钠原子对太阳光谱中钠辐射特征波长光进行吸收的结果。
4/1365/136太阳中含有94种稳定和放射性元素：氢(71％)、氮(27％)、氧、碳、氖、硅、铁等。
◆1955年，澳大利亚物理学家Walsh（沃尔什）发表了著名论文《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》，奠定了原子吸收光谱法的基础。
◆1960年以后，原子吸收光谱法得到迅速发展，成为微量、痕量金属元素的可靠分析方法。
6/1362. 原子吸收光谱法的特点✓检出限低：10-10～10-14g。
✓准确度高：1%～5%。
✓选择性好：一般情况下共存元素无干扰。
✓应用范围广：可测定70多种元素。
✗缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能实现多元素同时分析。
7/1363. 原子吸收与紫外可见吸收的区别✓相同点：利用物质对辐射的吸收进行分析。
✗不同点：◆吸收机理不同：紫外可见为溶液中分子或离子宽带吸收，带宽为几纳米至几十纳米；原子吸收为气态基态原子的窄带吸收，带宽仅为10-3nm。
◆光源不同。
◆试样处理、实验方法及对仪器的要求不同。
8/1364. 原子吸收光谱分析过程◆确定待测元素。
◆选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。
分析化学作业及答案
a.溶液中金属离子浓度与pH关系b.氧化还原电极电位与络合滴定剂用量关系
c.溶液pH与金属离子浓度关系d.溶液pH与络合滴定剂用量关系
7.氧化还原电对的电极电位可决定（a）。
a.滴定突跃大小b.溶液颜色c.温度d.酸度
8.用KMnO4法滴定Fe2+的浓度时，溶液中不能有（b）共存。
３）碘量法
４）铈量法
5.试比较酸碱滴定、络合滴定和氧化还原滴定的滴定曲线，说明它们共性和特性。
c.F-(KHF=3.5×10-4)d.CH3COO-(KHAc=1.8×10-5)
3.在纯水中加入一些酸，则溶液中（c）。
a.[H+][OH-]的乘积增大b.[H+][OH-]的乘积减小
c.[H+][OH-]的乘积不变d.[OH-]浓度增加
4.在氨溶液中加入NaOH，会使：（ C ）
A. 溶液中OH－浓度变小 B.NH3的Kb变小
A.空白实验B.对照实验C.平行实验D.校准仪器
5.可用于减小测定过程中偶然误差的方法是（D）。
A．对照实验B.空白实验C．校正仪器D.增加平行测定次数
6.对某试样进行平行三次测定，得CaO平均含量为30.60%，而真实含量为30.30%，则30.60%-30.30% = 0.30%为（B）。
A.相对误差B.绝对误差C.相对偏差D.绝对偏差
a.酚酞b.二甲酚橙c.二苯胺磺酸钠d.淀粉
3.在EDTA络合滴定中，（b）。
a.酸效应系数愈大，络合物的稳定性愈大
b.酸效应系数愈小，络合物的稳定性愈大
c. pH值愈大，酸效应系数愈大
d.酸效应系数愈大，络合滴定曲线的pM突跃范围愈大
4.络合滴定中，金属指示剂应具备的条件是（a）。
分析化学电子教案--原子吸收及原子荧光光谱法
教案（七）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级：2008级化学专业任课教师：杨季冬/牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1 学期第一节概述早在1802年，渥朗斯顿在研究太阳的光谱时，就惊奇地发现了太阳的连续光谱中出现了无法解释的暗线。
1820年，布鲁斯特认为这些谱线是由于太阳外围的大气圈对太阳光的吸收而产生的。
1860年，本生和克希荷夫在研究金属的火焰光谱时，发现钠原子蒸气发出的光通过温度较低的钠原子蒸气时，就会产生钠谱线的吸收，并且吸收谱线的位置正好和太阳光谱中的D暗线重合。
这就用实验的手段证实了太阳光谱中的D 暗线，正是由于太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射产生吸收的结果。
这是人类第一次认识到原子吸收现象。
直到1955年，才由澳大利亚物理学家瓦尔西首先提出利用原子吸收现象，可以对某些金属元素进行分析。
从此以后，原子吸收光谱法就逐渐成为一种强有力的分析手段，出现在现代仪器分析的行列中。
1 特点：（1）检出限低，10-10～10-14 g；（2）准确度高，1%～5%；（3）选择性高，一般情况下共存元素不干扰；（4）应用广，可测定70多个元素。
2 缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能进行多元素同时测定。
第二节原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。
在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数近似等于总原子数。
在原子蒸气中（包括被测元素原子），可能会有基态与激发态存在。
根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。
N i / N0 = g i / g0exp(- E i / kT)N i与N0分别为激发态与基态的原子数；g i / g0为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度；T为热力学温度；k为Boltzman常数；E i为激发能。
第七章原子吸收光谱法习题解答
5．原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵 敏度就愈高？为什么？ 解:不是.因为随着火焰温度升高,激发态原子增加,电离度增大,基态原子 减少.所以如果太高,反而可能会导致测定灵敏度降低.尤其是对于易挥发 和电离电位较低的元素,应使用低温火焰. 6．石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么 优缺点？为什么？ 解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成的,在惰性 气体保护下以大电流通过石墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化. 与火焰原子化相比,在石墨炉原子化器中,试样几乎可以全部原子化,因而测 定灵敏度高.对于易形成难熔氧化物的元素,以及试样含量很低或试样量很 少时非常适用. 缺点:共存化合物的干扰大,由于取样量少,所以进样量及注入管内位置的变 动会引起误差,因而重现性较差.
- 1
0 . 0 - 4 - 2 0 2 4 6 8
C
15.用原子吸收法测锑,用铅作内标.取5.00mL未知锑溶液,加入 2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至10.0mL,测得ASb/APb= 0.808. 另取相同浓度的锑和铅溶液,ASb/APb= 1.31, 计算未知液 中锑的质量浓度. 解:设试液中锑浓度为Cx, 为了方便,将混合溶液吸光度比计为[Asb/Apb]1, 而将分别 测定的吸光度比计为[Asb/Apb]2 由于:ASb = KSbCSb APb =KPbCPb 故: KSb/KPb =[Asb/Apb]2 =1.31 [Asb/Apb]1=(KSb×5 × Cx/10)/(KPb × 2 × 4.13/10)=0.808
化学与化学工程学院分析化学精品课程组制
第七章 原子吸收光谱法
习题解答
二00八年五月
第七章原子吸收光谱法习题解答
分析化学第三版下册-第七章-课后答案
第七章原子吸收与原子荧光光谱法1．解释下列名词：（1）原子吸收线和原子发射线；（2）宽带吸收和窄带吸收；（3）积分吸收和峰值吸收；（4）谱线的自然宽度和变宽；（5）谱线的热变宽和压力变宽；（6）石墨炉原子化法和氢化物发生原子化法；（7）光谱通带；（8）基体改进剂；（9）特征浓度和特征质量；（10）共振原子荧光和非共振原子荧光。
答：（1）原子吸收线是基态原子吸收一定辐射能后被激发跃迁到不同的较高能态产生的光谱线；原子发射线是基态原子吸收一定的能量（光能、电能或辐射能）后被激发跃迁到较高的能态，然后从较高的能态跃迁回到基态时产生的光谱线。
（2）分子或离子的吸收为宽带吸收；气态基态原子的吸收为窄带吸收。
（3）积分吸收是吸收线轮廓的内的总面积即吸收系数对频率的积分；峰值吸收是中心频率ν0两旁很窄（dν= 0）范围内的积分吸收。
（4）在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自然宽度；由各种因素引起的谱线宽度增加称为变宽。
（5）谱线的热变宽是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽；压力变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞产生的谱线变宽，与气体的压力有关，又称为压力变宽。
（6）以石墨管作为电阻发热体使试样中待测元素原子化的方法称为石墨炉原子化法；反应生成的挥发性氢化物在以电加热或火焰加热的石英管原子化器中的原子化称为氢化物发生原子化法。
（7）光谱通带是指单色器出射光束波长区间的宽度。
（8）基体改进剂是指能改变基体或被测定元素化合物的热稳定性以避免化学干扰的化学试剂。
（9）把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量浓度定义为元素的特征浓度；把能产生1％吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测定元素的质量定义为元素的特征质量。
（10）共振原子荧光是指气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长相同时产生的荧光；气态基态原子吸收的辐射和发射的荧光波长不相同时产生的荧光称为非共振原子荧光。
大连理工分析化学课件-第7章 原子吸收光谱法
火焰原子化法：
3
cDL A
石墨炉原子化法：
V 3
mDL
A
第六节
原子吸收光谱法的应用
元素的原子吸收法测定
碱金属
碱土金属
有色金属
贵金属
如：人发中钴的测定。浓硝酸消解，萃取分离。 灯电流为6 mA，光谱通带为0.2 nm。测定Co 240.7 nm的吸光度。检出限为0.02 mg/L， RSD<6%，回收率 94.0% ~ 102.0%。
化学干扰的抑制（了解）
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓 冲剂来抑制或减少化学干扰：
释放剂：与干扰元素生成更稳定化合物使待测 元素释放出来。
例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰，因 为锶和镧与磷酸根形成更稳定的化合物。
保护剂：与待测元素形成稳定的络合物，防止 干扰物质与其作用。
例：测定钙时，加入EDTA生成EDTA-Ca2+，避 免磷酸根与钙作用。
洛伦兹变宽（碰撞变宽）：由于原子相互 碰撞使能量发生稍微变化。
定量基础
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2 nm 。而原子吸收线的半宽度：10-3 nm。
若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为 0.5%，灵敏度极差。
若将原子蒸气吸收的全部
能量，即谱线下所围面积
测量出（积分吸收），则
是一种绝对测量方法，现
在的分光装置无法实现。
定量基础（续）
峰值吸收：峰值吸收系数K0与火焰中待测元素的 基态原子数N0成正比。
前提是：采用温度不太高的稳定的火焰原子化器 和使用锐线光源辐射。
（1）光源的发射线与吸收线的v0一致。 （2）发射线的Δv<吸收线的 Δv。 空心阴极灯可发射锐线光源。
分析化学-吸光光度法
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。
7吸光光度法
0.20
0.10 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10 g/mL
29
朗伯-比尔定律的适用条件
1. 单色光
应选用max处或肩峰处测定。
2. 吸光质点形式不变
离解、络合、缔合会破坏线性关系
应控制条件(酸度、浓度、介质等)。 3. 稀溶液 浓度增大，分子之间作用增强。
30
7.3 吸光光度法的仪器
微波
跃迁 类型
分析 方法
内层电 子
中层、外 层电子
外层电子 比色及可见 光度法
分子振动或 转动
分子转 动
微波光 谱法
紫外光度 法 X－射线
光谱法
红外光谱法
Ultraviolet－Visible Spectrophotometry
6
长
2. 单色光与复合光
单色光：具有同一波长的光
复合光：不同波长组成的光
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b
检测器
吸光度
0.44
样品
b 样品 b 样品
19
光源
检测器
吸光度与浓度的关系
20
吸光度与浓度的关系
吸光度
光源
0.00
检测器 吸光度
光源
0.22
b
检测器 吸光度
0.42
b
光源
检测器
21
朗伯—比耳定律
Lambert-Beer’s Law
A－吸光度 K－比例常数，与吸光物 质的性质、入射光波长、 温度等有关 b－液层厚度，cm
3
一、光的基本性质
1. 光的波动性和微粒性 2. 单色光与复合光
吸光光度法的基本原理
吸光光度法的基本原理具体来说，吸光光度法使用的是一束单色光通过样品溶液后的光强的测量。
单色光通过样品中时，有一部分光被吸收，另一部分光透射通过样品。
被吸收的光子的数量与样品中的分子或离子的数量成正比。
根据比尔－朗伯定律，这一吸收过程的强度可以通过下式来表示：A = εlc其中，A表示吸光度，ε是摩尔吸光系数（也称为摩尔吸光度），l是样品溶液的光程，c是溶液中的物质浓度。
吸光度单位通常使用“摩尔吸光度/厘米”或“摩尔吸光度/毫升”来表示，而浓度单位则可以是摩尔/升、克/升或百分比等。
1.光源：吸光光度法通常使用单色光源，如钠灯、汞灯或LED。
选择不同波长的光源可以针对不同化学分析问题。
2.样品：经过光源的光束通过溶液中的样品，在其透射或吸收一定量的光线之后，进入光电器件进行检测。
3.检测：光电器件通常是一个光电二极管或光电倍增管，用来测量透射或吸收的光线强度。
通过比较样品溶液的吸光度与标准溶液的吸光度，可以计算出样品中的物质浓度。
在实际应用中，吸光光度法常用于分析药物、环境污染物、食品成分、金属离子浓度等。
通过选择适当的光源和光电检测装置，可以实现对特定化合物的高灵敏度和选择性分析。
需要注意的是，吸光光度法在实际应用中对于样品的准备和处理非常重要。
避免杂质的干扰和保证测量条件的准确性是确保吸光光度法测量结果准确性的关键。
此外，还需要合适的标准溶液来建立测量曲线和校准方法。
总之，吸光光度法是一种常用的分析方法，其基本原理是根据溶液中物质吸光的特性来测量溶液中物质的浓度。
通过光源和光电器件的选择，可以实现高灵敏度和选择性的分析。
在使用吸光光度法进行分析时，需要注意样品的准备和处理以及校准方法的建立，以确保测量结果的准确性。
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图8-1吸收曲线
分析化学第七章吸光光度分析法
8
吸收曲线的讨论：
（1）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
（2）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。
（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。
红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长 范围2.51000m ,
主要用于有机化合物结构鉴定。 紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长 范围200400 nm（近紫外区） ，可用于结 构鉴定和定量分析。
分析化学第七章吸光光度分析法
2
可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范 围400750 nm ，主要用于有色物质的定量 分析。
nm （真空紫外区）
分析化学第七章吸光光度分析法
4Байду номын сангаас
一、物质的颜色
物质的颜色是由于物质对不同波长的光 具有选择性吸收而产生的。
物质颜色
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
吸收光
颜色
波长/nm
紫
400～450
蓝
450～480
绿蓝
480～490
蓝绿
490～500
绿
500～560
黄绿
560～580
黄
10
三、光吸收的基本定律
1.朗伯—比耳定律 • 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于
1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收
层厚度的关系。A∝b
• 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和
吸收物浓度之间也具有类似的关系。A∝ c
• 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表
度。
分析化学第七章吸光光度分析法
13
吸光度A 描述溶液对光的吸收
程度：
A＝lg（I0/I)
透过度T 描述入射光透过溶液 A
T
的程度:
T = I0/It 吸光度A 与透光度T 的关系:
A T
A ＝ －lg T
A、T、c 三者的关系如右图所
示。
C
吸光度A具有加合性： A总= A1+ 图8-3 A，T，C关系曲线 A2
分析化学第七章吸光光度分析法
15
2.摩尔吸光系数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）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和 波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有
关，与待测物浓度无关； （3）可作为定性鉴定的参数；
（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在 最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表 示。εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，
分析化学第七章吸光光度分析法
9
（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，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析 中选择入射光波长的重要依据。
分析化学第七章吸光光度分析法
吸光光度法的特点： （1）灵敏度高； （2）准确度高； （3）操作简便 快速； （4）应用广泛。
分析化学第七章吸光光度分析法
3
光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性
可用波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来
描述：
= c ； 波数 = 1/ = /c
光是由光子流组成，光子的能量：
分析化学第七章吸光光度分析法
12
ε与a的关系为： ε = Ma （ M为物质的摩尔质量） 摩尔吸光系数ε(L·mol-1·cm-1)在数值上等
于浓度为1mol·L-1 、液层厚度为1cm时该溶液
在某一波长下的吸光度。
吸光系数a(L·g-1·cm-1)相当于浓度为1g·L-1 ，
液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光
A1、A2分别为两种吸光物质的
吸光度。
分析化学第七章吸光光度分析法
14
朗伯-比耳定律的物理意义：当平行单 色光通过单一均匀的、非散射的吸光物 质溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和 液层厚度的乘积成正比。
朗伯-比耳定律是吸光光度法的理论 基础和定量测定的依据。广泛地应用于 紫外光、可见光、红外光区的吸收测量， 也适用于原子吸收测量。
E = h = h c /
（Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S )
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光
单色光：单波长的光(由具有相同能量的光
子组成)
可见光区：400-750 nm
紫外光区：近紫外区200 - 400 nm
远紫外区10 - 200
第七章 吸光光度分析法
§7-1 吸光光度法基本原理 §7-2 光度计及其基本部件 §7-3 显色反应及显色条件的选择 §7-4 吸光光度测量条件的选择 §7-5 吸光光度法的应用 §7-6 紫外吸收光谱简介 思考题
分析化学第七章吸光光度分析法
1
§7-1 吸光光度法基本原理
在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收 而建立起来的分析方法称为吸光光度法,主要 有:
580～600
橙
600～650
红
650～750
表8-1 物质的颜色与吸收光颜色的互补关系
分析化学第七章吸光光度分析法
5
分析化学第七章吸光光度分析法
6
二、物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
量子化 ；选择性吸收;
分子结构的复杂性使其对不同波
长光的吸收程度不同；
光的互补：蓝➢ 黄
用不同波长的单色光照射，测吸
光度— 吸收曲线与最大吸收波长 max；
分析化学第七章吸光光度分析法
7
光吸收曲线
用不同波长的单色光照射某一物质测定吸 光度，以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标， 绘制曲线，描述物质对不同波长光的吸收能 力。
达式为：
分析化学第七章吸光光度分析法
11
朗伯-比耳定律的数学表达式为：
A＝lg（I0/I)= εb c 或: A＝lg（I0/I)= a b c 式中A：吸光度；
I0 ：入射光强度； I：透射光强度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； ε：摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1；溶 液的浓度c单位mol·L-1 ； a：吸光系数，单位L·g-1·cm-1 ； 溶液的浓 度c单位g·L-1 。
也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度 。