分析化学第7模块 常用仪器分析

It
T
当一束平行单色光照射到同种物质不同浓度，相同液层厚度的均 匀透明溶液时，入射光通量与溶液浓度的关系为
lg I0 It
式中为另一比例常数，它与入射光波长、液层厚度、溶液性质 和温度有关。c为溶液浓度。这就是比尔（Beer）定律。比尔定律表 明；当溶液液层厚度和入射光强度一定时，光吸收的程度与溶液浓度 成正比。必须指出的是：比尔定律只能在一定浓度范围才适用。因为 浓度过低或过高时，溶质会发生电离或聚合，而产生误差。
A总=A1+A2+……An= An
式中各吸光度的下标表示组分1，2，……n。 吸光度的加和性对多组分同时定量测定，校正干扰等都极为有用。
二、定量方法 本节只讨论单组分体系，定量的依据是光吸收定律. 如果样品是单组分，且遵守吸收定律，这时只要测出被测吸光物质最 大吸收波长（λmax），就可在此波长下，选用适当的参比溶液，测 量试液的吸光度，然后再用工作曲线法或比较法求得分析结果。
背景知识
例4-1 已知含Fe2+浓度为50ug/100mL溶液，用邻二氮菲显色， 在波长510nm处用2cm吸收池测得A=0.198，计算摩尔吸光系数。
c(Fe 2 ) 50 10 6 1000 8.9 10 6 mol L1 55.85 100
ε= A
cL
0.198 1.1104 L mol1 cm1
背景知识
（一）紫外-可见分光光度法
一、光吸收定律 1.朗伯-比尔定律 当一束平行的单色光通过均匀、非散射的稀溶液时（见图），入射 光被溶液吸收的程度与溶液厚度的关系为:
I0
Leabharlann Baidu
L
It
式中I0为入射光强度；It为通过溶液后透射光强度；L为溶液液层 厚度，或称光程长度；k为比例常数，它与入射光波长溶液性质、浓 度和温度有关。这就是朗伯（S.H.Lambert）定律。
背景知识
当溶液厚度和浓度都可改变时，这时就要考虑两者同时对透射光 通量的影响，则有
A lg I0 lg 1 KcL It T
式中K为比例常数，与入射光的波长、物质的性质和溶液的温度 等因素有关。这就是朗伯-比尔定律，即光吸收定律。它是分光光度法 进行定量分析的理论基础。
光吸收定律表明：当一束平行单色光通过均匀、非散射的稀溶液 时，溶液的吸光度（入射光被溶液吸收的程度）与溶液的浓度及液层 厚度的乘积成正比。
和液层厚度无关。但K值大小因溶液浓度所采用的单位的不同而异。 (1)摩尔吸光系数ε 当溶液的浓度以物质的量浓度（mol·L-1）表示，液层厚度以厘米
（cm）表示时，相应的比例常数K称为摩尔吸光系数。以ε表示，其单 位为L·mol-1·cm-1。这样，式可以改写成
A=εC L
（4-5）
摩尔吸光系数的物理意义是：浓度为1mol·L-1的溶液，于厚度为 1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度。
朗伯-比尔定律应用的条件：一是必须使用单色光，二是吸收发生 在均匀的、非散射介质，三是吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。
背景知识
2.吸光系数
式中比例常数K称为吸光系数；其物理意义是：单位浓度的溶液液
层线厚度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度。K值的大小只与吸光
物质的性质、入射光波长、溶液温度和溶剂性质等有关，而与溶液浓度
背景知识
1．标准曲线法 工作曲线法又称标准曲线法，它是实际工作中使用最多的一种定 量方法。标准曲线的绘制方法是：配制四个以上浓度不同的待测组分 的标准溶液，以空白溶液为参比溶液，在选定的波长下，分别测定各 标准溶液的吸光度。以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在 坐标纸上绘制曲线，此曲线即称为标准曲线（或称工作曲线）。 在测定样品时，应按相同的方法制备待测试液（为了保证显色条 件一致，操作时一般是试样与标样同时显色），在相同测量条件下测 量试液的吸光度，然后在工作曲线上查出待测试液浓度。为了保证测 定准确度，要求标样与试样溶液的组成保持一致，待测试液的浓度应 在标准曲线线性范围内，最好在标准曲线中部。标准曲线应定期校准， 如果实验条件变动（如更换标准溶液、所用试剂重新配制、仪器经过 修理、更换光源等情况），标准曲线应重新绘制。标准曲线法适于成 批样品的分析，它可以消除一定的随机误差。
背景知识
摩尔吸光系数是吸光物质的重要参数之一，它表示物质对某 一特定波长光的吸收能力。ε愈大，表示该物质对某波长光的吸收 能力愈强，测定的灵敏度也就愈高。因此，测定时，为了提高分析 的灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进行测定，选择 具有最大ε值的波长作入射光。
摩尔吸光系数由实验测得。在实际测量中，不能直接取 1mol·L-1这样高浓度的溶液去测量摩尔吸光系数，只能在稀溶液中 测量后，换算成摩尔吸光系数。
8.95106 2
(2)吸光系数 若溶液浓度c以mg/L表示，液层厚度以厘米（cm）表示，其比例 常数称为吸光系数，用k表示，其单位为L·cm/mg。这样可表示为
A=kc L
背景知识
3.吸光度的加和性 在多组分的体系中，在某一波长下，如果各种对光有吸收的物 质之间没有相互作用，则体系在该波长的总吸光度等于各组分吸光度 的和，即吸光度具有加和性，称为吸光度加和性原理。可表示如下：
高等职业教育 化工类课程规划教材
分析化学（ 第二版 ）
主编：钟彤 主审：长青
大连理工大学出版社
第7模块 常用仪器分析
背景知识 任务一 认知紫外-可见分光光度计 任务二 认知酸度计 能力考核 水样中磷酸根含量的测定
第7模块 常用仪器分析
学习目标
1. 熟悉紫外-可见分光光度计及酸度计的结构及使用方法； 2. 掌握紫外-可见分光光度法的条件选择方法； 3. 掌握紫外-可见分光光度法的定量方法； 4. 掌握溶液酸度的测定方法、
背景知识
It/I0表示溶液对光的透射程度，称为透射比，用符号T表示。透射比愈
大说明透过的光愈多。而I0/It是透射比的倒数，它表示入射光I0一定时，
透过光强度愈小，即 愈lg 大I0 ，光吸收愈多。所以
lg表I0 示了单
It
It
色光通过溶液时被吸收的程度，通常称为吸光度，用A表示，即
A lg I 0 lg 1 lg T