第九章吸光光度法解读

物质对光的选择 吸收
max (A) max (B)
定量分析基础
A
在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
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增 大 C
二、光吸收的基本定律-朗伯-比尔定律
透光率 （透射比）Transmittance
入射光 I0
透射光 It
透光率定义： T It I0
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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。
选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。
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吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离
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质点间的静电作用 质点间的缔合作用 质点间的化学反应
由不同波长的光组合而成的光
若两种不同颜色的单色光按一定的强度比 例混合得到白光，那么就称这两种单色光 为互补色光，这种现象称为光的互补。
蓝绿
绿 黄绿 黄
绿蓝
橙
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蓝 紫 紫红
红
完全吸收
光谱示意 复合光 表观现象示意
完全透过 吸收黄色光
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光吸收原理
物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了
λ 1 λ 2
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A 1bc 或 A 2bc
非单色光引起的对吸光定律的偏离
对吸收光谱而言，b 和 c 固定，
A Ki
A或
反映了 随波长变化的情况，
单一波长， 固定；不同波 长， 不同。因此，非单色光
将导致对吸光定律的偏离。
2 1 1 对应的 1较小
2 对应的 2较大
吸光的加合性
多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具 有加合性，即
A Ai ibci b ici
i
i
i
对吸收定律偏离
A
主要原因
非单色光
C
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吸光质点的相互作用
非单色光引起的对吸光定律的偏离
设入射光由 1 和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对 两种波长的光的吸收均遵从吸收定律
1 2
A1 A2
lg lg
I01 II012 I2
1bc λ 2bc
I1 I01 10λ 1bc
I 2 I02 10λ 2bc
1 + 2
A lg I01 I02 I1 I2
lg
I01
I01 10λ1bc
I02 I02
10λ2bc
λ 1 λ 2 A 1bc 或 A 2bc
物质对光的选择吸收基础。分子的紫外-可见吸收光谱是由电子 跃迁引起的，故又称电子光谱.
S3
E3
h S2
E2
S1
E1
S0
E0
纯 电子能态 间跃迁
S2
h
S1
A
锐线光谱 A
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S0 分子内电子跃迁
带状光谱
▪ 吸收光谱（吸收曲线）
测量某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（A）为纵坐标，绘制吸光度随波长的变化 可得一曲线，此曲线即为吸收光谱。用来描述物质对不同 波长光的吸收能力。
K （或k）
摩尔吸光系数， L ·mol –1 ·cm -1
A cb
c：g / L
KaBiblioteka Baidu
吸光系数， L ·g –1 ·cm -1
A acb
c：g / 100 mL K E11c%m 比吸光系数 100mL ·g –1 ·cm -1
相互关系
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E11c%m
10a
10
M
A E11c%mcb
讨论：
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。
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定性分析与定量分析的基础
B
定性分析基础
A
A
T 取值为0.0 % ~ 100.0 % 全部吸收 T = 0.0 % 全部透射 T = 100.0 %
吸光度 与透光率 Absorbance and transmittance
lg T Kcb A T 10A 10Kbc
A T%
T ： 透光率
1.0
T
0.5
A： 吸光度
100
A
50
0
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单色器 吸收池 检测器 显示
I0 A lg It lg T bC
I0
未考虑吸收池和溶剂对光子的作用
It
注意
入射光 I0
比较
透射光 It
吸光光度法特点： 1）检出限低 10-5-10-6mol/L 2）灵敏度高，适于测定微量组分 3）误差2-5% 4）测定迅速、操作简单、价格便宜，应用广
泛
0
C
T = 0.0 % A=∞ T = 100.0 % A = 0.0 T = 36.8 % A = 0.434
吸光系数 Absorptivity
A Kcb
b 吸光液层的厚度，光程，cm c 吸光物质的浓度： g/L, mol/L
K 比例常数
物质的性质 入射光波长 温度
取值与浓度的单位相关
c：mol / L
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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。
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9-1 吸光光度法基本原理
▪一、物质对光的选择性吸收
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
x 射射 线线
紫红 外外 光光
微
无
波
线
电
波
可见光
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单色光、复合光、光的互补
单色光 复合光
光的互补
单一波长的光
1. 比色法 2. 可见分光光度法 3. 紫外分光光度法
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目视比色法 特点
利用自然光 比较吸收光的互补色光 准确度低（半定量） 不可分辨多组分 方法简便，灵敏度高
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标准系列 未知样品
分光光度法（紫外-可见分光光度法） UV-VIS
光源 参比
样品
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第九章 吸光光度法
Spectrophotometry
9-1 吸光光度法基本原理 9-2 光度计及其基本部件 9-3 显色反应及显色条件的选择 9-4 吸光度测量条件的选择 9-5 吸光光度法的应用 9-6 紫外吸收光普法简介
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概述
吸光光度法 是基于被测物质的分子 对光 具 有选择吸收的特性而建立的分析方法。