分析化学吸光光度法.ppt
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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
18
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
第10章 吸光光度分析
无机及分析化学
34
3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
无机及分析化学
12
质量吸光系数，摩尔吸光系数
• 质量吸光系数 a: 当一定波长的单色光，通过浓度 为 1g/L，吸收池的液层厚度为 1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.g-1.cm-1
• 摩尔吸光系数ε • 物理意义：当一定波长的单色光，通过浓度为 1mol/L，吸收池的液层厚度为1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.mol-1.cm-1
比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的， 因此仅在稀溶液（c < 10-2 mol/L )的情况下才适用。
(2)非单色光引起的偏离
朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但 在实际工作中，入射光是具有一定波长范围的。
无机及分析化学
18
化学因素
溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。
不同的显色反应的适宜 pH 是通过实验确定的。 无机及分析化学
24
3 、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定 过程中温度一致。
4 、显色时间：通过实验确定合适的显色时间， 并在一定的时间范围内进行比色测定。
5、溶 剂：有机溶剂降低有色化合物的解离度， 提高显色反应的灵敏度。 6、共存离子的影响
无机及分析化学
偏离朗伯—比尔定律。
无机及分析化学
19
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂
显色剂
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。
吸光光度法-原理介绍PPT
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，也反映了光度法测定该物质
1.显色剂用量
吸光度A与显色剂用量CR 的关系会出现如图所示的几种 情况。选择曲线变化平坦处。
2.反应体系的酸度
在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件 下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且 恒定的平坦区所对应的pH范围。
3.显色时间与温度
实验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定，
三、共存离子干扰的消除
(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。
二、光的吸收定律 1.朗伯—比耳定律
•
布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和
应控制A：0.2~0.8之间。控制方法：
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。（动画）
吸收曲线的讨论：
(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。
武汉大学无机及分析化学ppt (吸光光度法)
选择性
2 测定浓度控制
控制浓度 吸光度A：0.2～0.8
减少测量误差
3 参比溶液选择
仪器调零 消除吸收池壁和溶液对入射光的反射 扣除干扰
试剂空白 试样空白 褪色空白
4 标准曲线制作
理论基础：朗伯-比尔定律
相同条件下 测定不同浓度标准溶液的吸光度A A～c 作图
A
0 .3 5
0 .3 0
0 .2 5
0 .2 0
0 .1 5
0 .1 0
0 .0 5
0 .0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
c o n c e n tra tio n
12.6 吸光光度法的误差
对朗伯-比尔定律的偏移 非单色光引起的偏移 物理化学因素：非均匀介质及化学反应 吸光度测量的误差
显M 色+ n反L应= 体M系Ln中显的色副反反应应影响 *其它离子可能与显色剂反应：M´ + nL = M´Ln,消耗显色剂； *L受酸效应影响，有L-、HL+等形态存在；被测离子有络合效应
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检测到
的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
推导：根据定义0.001＝εbc 故 bc ＝0.001/ε （1） c为浓度，单位为mol/1000cm3,b为cm, bc表示单位截面积光程内的摩尔数，即 mol/1000cm2，如果bc乘以被测物质的分子量M,则得单位截面积光程内被测物质的量， 即桑德尔灵敏度S。 S=（bc/1000）×M×106 = bcM × 103（μg·cm-2），将（1）的bc＝0.001/ε代入，S＝
分析化学第八章吸光光度法
第八章吸光光度法基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法。
包括比色法、可见及紫外分光光度法等。
本章主要讨论可见光区的吸光光度法。
利用可见光进行吸光光度法分析时，通常将被测组分通过化学反应转变成有色化合物，然后进行吸光度的测量。
例如：测量钢样中Mn的含量，在酸性溶液中将Mn氧化为MnO4-，然后进行吸光度的测量。
与化学分析法比较它具有如下特点：（一）灵敏度高吸光光度法常用于测定试样中1－0.001%的微量组分。
对固体试样一般可测至10-4 %。
（二）分析微量组分的准确度高例如：含铁量为0.001%的试样，如果用滴定法测定，称量1g试样，仅含铁0.01mg，无法用滴定分析法测定。
如果用显色剂1，10-邻二氮菲与亚铁离子生成橙红色的1，10-邻二氮菲亚铁配合物，就可用吸光光度法来测定。
Fe2++ 3(1,10-phen) → [ Fe(1,10-phen)3] 2+（三）操作简便，测定快速（四）应用广泛几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可直接或间接地用分光光度法测定。
可用来研究化学反应的机理、溶液中配合物的组成、测定一些酸碱的离解常数等。
§8-1 吸光光度法基本原理一、物质对光的选择吸收当光束照射到物质上时，光与物质发生相互作用，产生了反射、散射、吸收或透射（p238, 图9-1）。
若被照射的是均匀的溶液，则光在溶液中的散射损失可以忽略。
当一束由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色的光复合而成的白光通过某一有色溶液时，一些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过。
当透射光波长在400-700nm范围时，人眼可觉察到颜色的存在，这部分光被称为可见光。
透射光和吸收光呈互补色，即物质呈现的颜色是与其吸收光呈互补色的透射光的颜色。
溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光，呈例如：CuSO4现的是与黄色呈互补色的蓝色。
不同波长的光具有不同的颜色，见P238，表9-1。
物质吸收了光子的能量由基态跃迁到较高能态（激发态），这个过程叫做物质对光的吸收。
吸光光度法 PPT
为透射比或透光度,用T表示溶液的透射 比愈大,表示它对光的吸收愈小;相反,透 射比愈小,表示它对光的吸收愈大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
第11章 吸光光度法
c——吸光物浓度
k——比列系数
分析化学
其中，浓度c的单位有两种表示方法： 1、以质量浓度（g· -1）为单位，相应k称 L
为吸收系数用“a”表示，则：A=abc
2、以物质的量浓度（mol· -1）为单位，相 L
应k称为摩尔吸收系数，用“κ”表示，则：
A=κbc
较常用，下面 的讨论均为此 种关系
分析化学
分析化学
不同的物质，对光的吸收性能不同，其κmax 也不同。显然，κmax越大的物质，在相同浓度下 的吸光度越大，其测定的灵敏度也越高。即： κmax∝灵敏度。 通常情况下，为获得较好的测量效果，一般 要求：κmax＞104 L· -1· -1 mol cm
吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数κmax表示外， 还常用桑德尔灵敏度表示。其定义见P280，常用符号S表示， S与κmax的关系为：
S=M/κ
M——被测物的摩尔质量
分析化学
二、吸光度A—浓度c的关系曲线：
按朗伯—比尔定律，当物 质一定，波长一定，吸收层 厚度一定时，A—c应呈线性 关系（如右图）： 但实践中，若处理不好， 关系曲线常有偏离——分正偏 差、负偏差两种情况： 正偏差（A测＞A理）； 负偏差（A测＜A理）。
分析化学
A A A
t0
t
t0
t
t1
t2
t
稳定型：产物一 旦产生，便非常 稳定（最理想的 类型，可在t0以 后测定）
不稳定型：产 物形成后逐渐 分解（不能用 于吸光分析）
半稳定型：产物较 稳定，经一段时间 放臵后才逐渐分解 （应抓紧时间在t1 至t2测定）
分析化学
④温度： 不同的显色反应需不同的温度，有的常温下即可 进行，有的需加热，有的在高温下要分解，故应根 据不同情况选择适宜温度。
k——比列系数
分析化学
其中，浓度c的单位有两种表示方法： 1、以质量浓度（g· -1）为单位，相应k称 L
为吸收系数用“a”表示，则：A=abc
2、以物质的量浓度（mol· -1）为单位，相 L
应k称为摩尔吸收系数，用“κ”表示，则：
A=κbc
较常用，下面 的讨论均为此 种关系
分析化学
分析化学
不同的物质，对光的吸收性能不同，其κmax 也不同。显然，κmax越大的物质，在相同浓度下 的吸光度越大，其测定的灵敏度也越高。即： κmax∝灵敏度。 通常情况下，为获得较好的测量效果，一般 要求：κmax＞104 L· -1· -1 mol cm
吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数κmax表示外， 还常用桑德尔灵敏度表示。其定义见P280，常用符号S表示， S与κmax的关系为：
S=M/κ
M——被测物的摩尔质量
分析化学
二、吸光度A—浓度c的关系曲线：
按朗伯—比尔定律，当物 质一定，波长一定，吸收层 厚度一定时，A—c应呈线性 关系（如右图）： 但实践中，若处理不好， 关系曲线常有偏离——分正偏 差、负偏差两种情况： 正偏差（A测＞A理）； 负偏差（A测＜A理）。
分析化学
A A A
t0
t
t0
t
t1
t2
t
稳定型：产物一 旦产生，便非常 稳定（最理想的 类型，可在t0以 后测定）
不稳定型：产 物形成后逐渐 分解（不能用 于吸光分析）
半稳定型：产物较 稳定，经一段时间 放臵后才逐渐分解 （应抓紧时间在t1 至t2测定）
分析化学
④温度： 不同的显色反应需不同的温度，有的常温下即可 进行，有的需加热，有的在高温下要分解，故应根 据不同情况选择适宜温度。
分析化学第九章吸光光度法ppt课件
△A 1=A 1-A 2 △A 2=A 3-A 4 △A 1> △A 2 直线偏向 c 轴
所以：Beer’s Law 应在一 定的浓度范围内使用
ε1 不等于ε2不等于ε3 A不等于εbc A不与 c成线性关系
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
1.饱和法〔又称摩尔比法）
固定一种组分〔通常是金属离子M〕 的浓度，改变络合剂〔R〕的浓度， 得到一系列[R]/[M]比值不同的溶液， 并配制相应的试剂空白作参比液， 分别测定其吸光度。以吸光度A为纵 坐标，[R]/[M]为横坐标作图。
2.连续变化法(又称等摩尔系列法)
cM+cR=c，改变cM和cR的相对量， 配制一系列溶液，在有色络合物的最 大吸收波长处测量这一系列 溶液的吸 光度。当溶液中络合物 MRn浓度最 大时，cR/cM比值为n。 当cM/c为0.5 时，络合比为1:1；当cM/c为0.33， 络合比为1:2；
2.显色剂用量:显色剂过多有时会引起副反应，加 入量要严格控制，可通过实验确定。
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，
选择 ➢ 9.3.4 参比溶液的选择 ➢ 9.3.5 标准曲线的制作
9.3.1显色反应
1.定义：将待测组分转化成有色化合物的的反应。 M ＋L＝ML
2.要求: （1〕选择性好； （2〕灵敏度高，>104； （3〕有色化合物ML要稳定，不分解； （4〕ML的组成要一定〔只ML无 MLn）； （5〕ML与L颜色差别大,吸收峰波长差：
所以：Beer’s Law 应在一 定的浓度范围内使用
ε1 不等于ε2不等于ε3 A不等于εbc A不与 c成线性关系
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
1.饱和法〔又称摩尔比法）
固定一种组分〔通常是金属离子M〕 的浓度，改变络合剂〔R〕的浓度， 得到一系列[R]/[M]比值不同的溶液， 并配制相应的试剂空白作参比液， 分别测定其吸光度。以吸光度A为纵 坐标，[R]/[M]为横坐标作图。
2.连续变化法(又称等摩尔系列法)
cM+cR=c，改变cM和cR的相对量， 配制一系列溶液，在有色络合物的最 大吸收波长处测量这一系列 溶液的吸 光度。当溶液中络合物 MRn浓度最 大时，cR/cM比值为n。 当cM/c为0.5 时，络合比为1:1；当cM/c为0.33， 络合比为1:2；
2.显色剂用量:显色剂过多有时会引起副反应，加 入量要严格控制，可通过实验确定。
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，
选择 ➢ 9.3.4 参比溶液的选择 ➢ 9.3.5 标准曲线的制作
9.3.1显色反应
1.定义：将待测组分转化成有色化合物的的反应。 M ＋L＝ML
2.要求: （1〕选择性好； （2〕灵敏度高，>104； （3〕有色化合物ML要稳定，不分解； （4〕ML的组成要一定〔只ML无 MLn）； （5〕ML与L颜色差别大,吸收峰波长差：
分析化学第10章-吸光光度法
电磁辐射波谱图
• 能 谱：波长很短(小于10nm)、能量大于102eV(如γ射线和X射线) 的电磁波谱，粒子性比较明显，称为能谱。——能谱分析法。 • 波 谱：波长大于1mm、能量小于10-3eV(如微波和无线电波)的电 磁波谱，波动性比较明显，称为波谱。——波谱分析法。 • 光学光谱：波长及能量介于以上两者之间的电磁波谱，通常借助 于光学仪器获得，称为光学光谱。——光谱分析法。 • 复合光：物质发出的光，是包含多种频率成分的光。 • 单色光：光谱分析中，常常采用一定的方法获得只包含一种频率 成分的光(单色光)来作为分析手段。 • 单色性：单色光的单色性通常用光谱线的宽度(或半宽度)表示。
波长范围/nm
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-700
物质颜色和吸收光颜色的关系
(2) 物质对光的选择性吸收(CuSO4溶液为何只吸收黄色光?)
当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的分子、 原子或离子与光子发生 “碰撞”，光子的能量就转移到分子、 原子上，使这些粒子由最低能态（基态）跃迁到较高能态 （激发态）： M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光
分子光谱——气态或溶液中的分子---电子能级、振动能级和转动 能级跃迁 --- 发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐 射组成的带状光谱。 分子光谱有三个层次： 转动光谱－反映分子纯转动能级跃迁引起的转动能量的变化。 分子转动能量小于 0.05 eV ，相当于远红外光的能 量，在远红外波段。 振动光谱－反映分子纯振动能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子振动能量为0.05-1.0 eV，位于中红外波段。 电子光谱－反映分子纯电子能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子转动能量小于 1.0-20 eV ，位于可见或紫外光波段。 固体光谱——炽热的固体物质及复杂分子受激后---发射出波长范 围相当广阔的连续光谱。
分析化学-吸光光度法
顯然
摩爾品質
ε= Ma
(4) a 或ε的測定方法 取適當濃度的被測物溶液, 用分光光度計測得 A 值,
进而由 A abc 或 A bc 算得 a 或 見下例
【例 1】 Fe2+ 濃度為 5 mg·L-1 的溶液 1 mL, 用 1,10 - 二氮菲顯色後，定容為 10 mL，取 此溶液用 2 cm 吸收池在 580 nm 波長處測得 吸光度 A = 0.190，計算其摩爾吸光係數ε 和吸光係數 a。
a M
55.85 g mol 1
1.90102 L g1cm1
【例 2】 K2CrO4 的鹼性溶液在 372 nm 處 有最大吸收。現有 310-5 mol ·L-1 K2CrO4 鹼性溶液，在 372 nm 處用 1 cm 吸收池測得 其透光率為 71.6%。
求： 1. 該溶液的吸光度？ 2. K2CrO4 溶液在 372 nm 處的摩爾吸收系
c吸
光 物 質
b
液層厚度
透過光的強度為
It
吸光物質吸收 一部分光後
實驗證明, 吸收光的程度(吸光度)與吸光物 質濃度和液層厚度的乘積成正比。這一規 律稱為 朗伯-比耳定律。
可以导出朗伯-比耳定律的数学表达式为 :
lg I0
比例常數
Kbc
It
lg I0 = A = Kbc It
称为吸光度 absorbance
透光率 T 在 15％ ~ 65％, 吸光度 A 在 0.2 ~ 0.8 之間 才能使測量的相對誤差較小（＜ ±4%）。
這是通常所要求的準確度
當吸光度 A = 0.434（或透光率 T = 36.8%) 時，測量的相對誤差最小。
8.4 吸光光度法分析條件的選擇 8.4.1 顯色反應 因為許多被測物無色（不吸收可見光，吸 光係數為 0）或顏色太淺（吸光係數值太 小），使測定的靈敏度和準確度都太低。 所以常加入某種試劑（顯色劑），使與被 測物反應（顯色反應）：
分析化学-原子吸收分光光度法
非吸收线干扰是一种背景吸收（background absorption）。
现象：
原子化过程中生成的气体分子、氧化物、盐类等对共振线 的吸收及微小固体颗粒使光产生散射而引起的干扰。
消除方法：
邻近线法、连续光源（在紫外光区通常用氘灯）法、塞 曼（Zeeman）效应法等。
化学干扰 （chemical interference）
∝ 基态原子数N
这是原子吸收法的重要理论基础，如能准确测量积分吸 收，即可求得原子浓度。
峰值吸收法 (peak absorption)
采用锐线光源，通过测定吸收线中心频率的峰值吸收系 数计算待测元素的原子数。
2 ln2 2 ln 2 K K d ν KN K0～N 0 ν Δ ν π ν π
原子从基态激发到能量最低的激发态（称为第一 激发态），为共振激发，产生的谱线称为共振吸 收线。 共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。常用元 素最灵敏的第一共振吸收线作为分析线。原子吸收 线一般位于光谱的紫外区和可见区。
原子在各能级的分布
理论研究和实验观测表明，在热平衡状态时，激发态原子数 Nj 与基态原子数No的关系可用玻尔兹曼 （Boltzmann）方程表示
压力变宽(pressure broadening)
由于吸光原子与蒸气原子相互碰撞而引起能级稍微变 化，发射或吸收光量子频率改变而导致的变宽。
• 赫鲁茲马克变宽（Holtsmark broadening， ν R ） 又称共振变宽，同种原子间碰撞引起的谱线变宽，它随 试样原子蒸气浓度增加而增加。
检测器的作用是将单色器分出的光信号进行 光电转换，常用光电倍增管。
原子吸收分光光度计的类型
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。
分析化学第十一章吸光光度法
10
第十一章 吸光光度法
A
0.300
0.200 0.100 400 500
吸收曲线的特点： 不同的物质因其分子结 构不同而具有不同形状的吸 收曲线； 同一物质，浓度不同，其 吸收曲线的形状和λmax的位 置不变，但在同一波长下吸 光度随浓度的增大而增大。
λ
6波长的依据。
可
见
光 3
可见光：λ＝400－750nm
第十一章 吸光光度法
光波具有波粒二象性。 其波长λ 、频率ν与速度c之间的关系为： E=ħν = ħc/λ ħ为普朗克常数，其值为6.63×10-34J· s。 普朗克方程表示了光的波动性和粒子性之 间的关系。 显然，不同波长的光具有不同的能量， 波长愈短，能量愈高；波长愈长，能量愈 低。
16
第十一章 吸光光度法
•
S与κ及吸光物质摩尔质量M的关
系为：
S
M
可见，某物质的摩尔吸光系数k越大，其桑
德尔灵敏度S越小，即该测定方法的灵敏度 越高。
17
第十一章 吸光光度法
朗伯—比尔定律的物理意义和适用范围
当一束平行单色光垂直通过某一均匀非 散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的 浓度c及吸收层厚度b成正比。这正是吸光光度 法进行定量分析的理论依据。 朗伯 — 比尔定律是光吸收的基本定律， 适用于所有的电磁辐射与所有的吸光物质 ( 可 以是气体、固体、液体、原子、分子和离子 ) 间的作用。但由推导过程中所确定的假设可 知，朗伯—比尔定律的成立是有前提的，即(1) 入射光为平行单色光且垂直照射； (2) 吸光物 质为均匀非散射体系； (3) 吸光质点之间无相 互作用； (4) 辐射与物质之间的作用仅限于光 吸收过程，无荧光和光化学现象发生。 18
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observed value A1’
△λ band
λ
width
(2)介质不均匀 （heteromogeneous of medium)
2. 化学因素( chemical factors) (1)High concentration (2) Chemical reaction
四、光度误差
A lg T abC C lg T
Ax
Cx
C
(mmol / L )
三 偏离朗伯-比尔定律的原因
The reasonw
A
C
1 物理因素（ Physical factors ）
（1）非单色光(Nonmonochromatic light)
A
True value A1
物质的颜色与其吸收光波长的关系
二、物质对光的选择性吸收
1. 分子内部的三种运动及能级 外层电子运动----电子能级
原 子 振 动----振动能级 分子 转动----转动能级
2. Molecular energy level 分子能级
3. Energy level transition 分子能级跃迁
ab
dC 1 0.434 dT ab T
C 1 0.434 T ab T
C 0.434 T C lg T T
当T = 36.8%时（A = 0.434） ，误差最小， 为2.72% （假设△T = 1%） 吸光度读数范围一般控制在0.2 ~ 0.8。
§5 吸光光度法的应用
1 酸碱解离常数的测定
☆显色反应：配位反应、氧化-还原反应、 重氮化—偶联反应等。
1.显色反应的选择
①待测组分与显色剂应定量地转变成有色物。 ②显色产物组成恒定、有足够的稳定性。 ③显色产物有较大的吸光系数，ε＞10，000。 ④显色产物与显色剂有明显的颜色差别。 ⑤显色反应有较高的选择性。
2.显色反应条件的选择
① 显色剂的用量 ② pH 值 ③ 温度 ④ 显色时间
一元弱酸HA HB = H++ B-
Ka = [B-] [H+] /[HB] c = [HB]+ [B-]
A =KHB [HB]+ KB [B-]
AHB =KHB c AB =KB c
pKa
pH
lg
A AB AHB A
2 络合物组成（络合比）的测定 （1）摩尔比法：固定金属离子浓度，改变络合剂的 浓度，配制溶液。测定吸光度，通过作图法 （A-cR/ cM）求络合比。 （2）等摩尔连续变化法：使金属离子与络合剂的总 浓度保持不变，改变金属离子与络合剂的浓度比。 测定吸光度，通过作图法（A-cM/ （cM+ cR ） ） 求络合比。
基态分子 hυ 激发态分子
Heat or Light
E E2 E1 h
三、光的吸收定律—— Lambert - Beer law
1. 透光度和吸光度
I0 = It + Ir + Ia≈ It + Ia
I0
Ir
It
透光度Transmittance: T = It / I0 吸光度Absorbance: A = -lg T
1. 光源 (Light Source)
光源 发射波长( n m ) 使用波长( n m )
钨灯 320~2500
350~1000
氢灯 氘灯
150~400
200~350
2. 单色器 (Monochromator)
狭缝（ Slit ）：狭逢宽度：mm； 光谱通带：nm
准直镜（Collimating Mirror）
4. 检测器 Detector
光电管 Phototube
Cs3 Sb: 200~625nm AgOCs: 625~1000nm
光电倍增管 Photomultiplier tube (PMT)
结构：在光电管的基础上，增加9 ~16 个 倍增光敏阴极。
特点：信号被放大， 放大倍数与外加电压有关。
二、 吸收光谱 以波长为横坐标，吸光度为纵坐标 所绘制的曲线，又称吸收曲线。
色散元件 Dispersing Element
棱镜(Prisms )：玻璃棱镜、石英棱镜 光栅( Gratings): 1200 / mm
slit1 slit2
collimating Mirror
dispersion
prism (grating)
3. 吸收池 Absorption Cells （比色皿 Cuvettes） 材质：玻璃 / 石英 厚度：0.5/1/2/4cm
系数用ε表示，称摩尔吸收系数（molar absorptivity)。其大小反映测定方法灵敏度的高低。
§ 2 分光光度计及吸收光谱
Spectrophotometer and absorption spectrum
一、分光光度计
光源
Source
显 单色器 吸收池 检测器 示
器
Mono chromator Absorption Cell Detector Indicator
3.参比溶液 Reference solution
作用：消除比色皿和溶液中其它成分对入 射光的反射和吸收带来的影响。
种类： ①溶剂参比 ②试剂参比 ③样品参比
§4 分析方法及误差控制
一、 测量波长的选择
在λmax 处进行测定，灵敏度高；非单色 光影响最小，准确度高。
二、标准曲线的制作 Calibration curve method A
吸光度具有加和性。
0 ~ 100% 0~∞
2. Lambert - Beer law
A = lg I0 / It = - lgT = K b c
当一束 单色光 通过溶液时，溶液的吸光度与 溶液的浓度及液层厚度的乘积成正比。
3. 吸收系数 吸收系数与物质的性质、溶剂、入射光波长及温
度等因素有关。在一定条件下为常数。 当c单位用mol / L、b的单位用 cm表示时， 吸收
第八章 吸光光度法（ Absorptiometry） 分光光度法（Spectrophotometry）
§ 1 基本原理
一、光的波粒二象性
波动性：λ、υ、c υ= c /λ
c = 3×108 m /s h = 6.63×10-34J·s 1nm = 10-9 m =10 Å
粒子性: E=hυ 1ev = 1.602×10-19 J
A
λmax
λ（nm)
不同物质的吸收曲线形状不同，说明物质对 光的吸收具有选择性。
改变溶液的浓度只能改变吸收曲线的峰高， 不能改变其峰的数目和位置。
吸收曲线的作用： 用于定性分析； 定量分析时用于选择测量波长。
§ 3 显色反应
☆在可见光波长范围内，对无色物质进行 测定时，在测定前需对样品进行显色。