吸光光度分析(2)
吸光光度法知识点
第九章吸光光度法知识点吸光光度法是基于分子对光的选择性吸收而建立的一种分析方法,包括比色法、紫外一可见吸光光度法、红外光谱法等。
1.吸光光度法的基本原理①物质对光的选择性吸收:当光照射到物质上时,会产生反射、散射、吸收或透射。
若被照射的物质为溶液,光的散射可以忽略。
当一束白光照射某一有色溶液时,一些波长的光被溶液吸收,另一些波长的光则透过,溶液的颜色由透射光的波长所决定。
吸收光与透射光互为补色光(它们混合在一起可组成白光)。
分子与原子、离子一样,都具有不连续的量子化能级,在一般情况下分子处于最低能态(基态)。
当入射光照射物质时,分子会选择性地吸收某些频率的光子的能量,由基态跃迁到激发态(较高能级),其能级差E激发态一E基态与选择性吸收的光子能量hv的关系为Hv=E激发态一E基态分子运动包括分子的转动、分子的振动和电子的运动。
分子转动、振动能级间隔一般小于1 eV,其光谱处于红外和远红外区。
电子能级间的能量差一般为1~20 eV,由电子能级跃迁而产生的吸收光谱位于紫外及可见光区,其实验方法为比色法和可见-紫外吸光光度法。
②吸收曲线:以波长为横坐标,以吸收光的强度为纵坐标绘制的曲线,称为吸收光谱图,也称吸收曲线。
它能清楚地描述物质对不同波长的光的吸收情况。
③光的吸收定律——朗伯一比尔定律:当一束平行单色光垂直通过一厚度为b、非散射的均匀吸光物质溶液时,吸光物质吸收光能,致使透射光强度减弱。
若用I。
表示入射光强度,I t表示透射光强度,I。
与I t之比称为透光率或透光度T,T=I。
/I t,吸光物质对光的吸收程度,还常用吸光度A表示,A=lgT=log I。
/I t。
实验证明,当一束平行单色光垂直照射某一均匀的非散射吸光物质溶液时,溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积成正比,此即朗伯一比尔定律,其数学表达式为A=lgT=log I。
/I t =abc式中,a为吸收系数。
溶液浓度以g·L-1为单位、液层厚度以cm 为单位时,a的单位为L·g-1·cm-1。
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】第八篇吸光光度法
【关键字】分析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、看来及紫外分光光度法等。
本章主要讨论看来光区的吸光光度法。
利用看来光进行分光光度法分析时,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)灵敏度高分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-邻二氮杂菲与铁生成橙红色的1,10-邻二氮杂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(p241, 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,这部分光被称为看来光。
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。
例如:CuSO4溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光,呈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P294,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。
第10章 吸光光度分析
无机及分析化学
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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
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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
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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
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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
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§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。
第一节 吸光光度法的基本原理第二节 光吸收的基本定律第三节 吸光
第二节 光吸收的基本定律
一、Lambert-Beer 定律 二、偏离 Lambert-Beer 定律的原因
一、Lambert-Beer 定律
吸光度和透光率的定义分别为:
A def lg I0 I
T def I I0
吸光度与透光率的关系为:
A =-lgT
1760 年, Lambert 指出:一束平行单色光通 过有色溶液后,光的吸收程度与溶液液层的厚度 成正比。
吸光度与显色剂用量的关系
2. 溶液的酸度 溶液的酸度对显色反应的影响主要表现在
以下三个方面: (1)溶液的酸度对被测组分存在状态的影
响: 大多数被测金属离子易水解,当溶液 pH 增大时,可能生成各种类型的氢氧基配合物, 甚至生成氢氧化物沉淀,使显色反应不能进行 完全。
(2)溶液的酸度对显色剂的平衡浓度和颜 色的影响:大多数显色剂是有机弱酸或有机弱 碱,当溶液的 pH 变化时,将影响显色剂的平 衡浓度,并影响显色反应的完全程度。另外, 有一些显色剂本身就是酸碱指示剂,它们在不 同 pH 的溶液中具有不同的结构,而产生不同 的颜色,所以对显色反应也有影响。
(3)仪器设备简单,操作简便、快速,选 择性好。由于新的显色剂和掩蔽剂不断发现, 提高了选择性,一般不需分离干扰物质就能进 行测定。
(4)应用广泛。几乎所有的无机离子和具 有共轭双键的有机化合物都可以直接或间接地 用吸光光度法进行测定。
第一节 吸光光度法的基本原理
一、光的基本性质 二、物质对光的选择性吸收 三、吸收曲线
三、吸收曲线
如果将不同波长的光通过一定浓度的某一溶 液,分别测定溶液对各种波长的光的吸光度。以 入射光的波长 λ 为横坐标,相应的吸光度 A 为 纵坐标作图,可得到一条吸光度随波长变化的曲 线,称为吸收曲线或吸收光谱。
测定吸光度实验报告
一、实验目的1. 了解紫外分光光度法的基本原理和应用。
2. 掌握紫外-可见分光光度计的使用方法。
3. 通过实验,学会测定吸光度,并分析实验结果。
二、实验原理紫外-可见分光光度法是利用物质在紫外和可见光区域的吸收特性,对物质进行定性和定量分析的方法。
实验中,通过测定溶液在特定波长下的吸光度,根据朗伯-比尔定律(A = εlc),可以计算出溶液中待测物质的浓度。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、移液管、容量瓶、比色皿、洗耳球等。
2. 试剂:待测溶液、标准溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液、盐酸溶液等。
四、实验步骤1. 标准曲线的制作:首先配制一系列已知浓度的标准溶液,分别测定其吸光度,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
2. 待测溶液的吸光度测定:将待测溶液稀释至适当浓度,使用移液管准确移取一定体积,置于比色皿中,在特定波长下测定吸光度。
3. 结果分析:根据标准曲线,计算出待测溶液的浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线的制作:以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
根据实验数据,得到标准曲线的线性方程为:A = 0.0478c + 0.0018,相关系数R² =0.9982。
2. 待测溶液的吸光度测定:将待测溶液稀释至适当浓度,测定其吸光度为0.745。
3. 结果分析:根据标准曲线,计算待测溶液的浓度为1.56×10⁻³ mol/L。
六、实验讨论1. 实验过程中,要注意溶液的稀释,避免溶液浓度过高或过低,影响吸光度测定的准确性。
2. 实验过程中,要确保比色皿的清洁,避免杂质对吸光度测定的干扰。
3. 实验过程中,要控制好温度和pH值,避免对吸光度测定的结果产生影响。
4. 实验过程中,要注意仪器的操作,避免人为误差。
七、实验总结通过本次实验,我们了解了紫外-可见分光光度法的基本原理和应用,掌握了紫外-可见分光光度计的使用方法,学会了测定吸光度,并分析了实验结果。
4-UV-VIS吸光光度法解析
移)。吸收强度即摩尔吸光系数ε
增大或减小的现象分别称为增色效 应或减色效应,如图所示。
2.金属配合物的紫外—可见吸收光谱
金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游离金属离子 (水合离子)和配位体本身的颜色。金属配合物的生色机理主要有三种类 型:
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和f一f电子跃迁
(三)操作简便,测定速度快
(四)应用广泛 几乎所有的无机离子和有机化合物都可 直接或间接地用吸光光度法进行测定。
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。
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。
摩尔吸收系数ε很小,对定量分析意义不大。
⑵金属离子微扰的配位体内电子跃迁
金属离子的微扰,将引起配位体吸收波长和强度的变化。变化与成 键性质有关,若静电引力结合,变化一般很小。若共价键和配位键结合, 则变化非常明显。
⑶电荷转移吸收光谱
在分光光度法中具有重要意义。
电荷转移吸收光谱
当吸收紫外可见辐射后,分子中原定域在金属M轨道上电荷的转移
分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级和转动能级 三种能级都是量子化的,且各自具有相应的能量 分子的内能:电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er
即 E=Ee+Ev+Er ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr
能级跃迁
紫外-可见光谱属于电子 跃迁光谱。
电子能级间跃迁的同时 总伴随有振动和转动能级间 的跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级间 跃迁产生的若干谱线而呈现 宽谱带。
二、紫外可见吸收光谱
第9章吸光光度法(2)。
60nm
二、 显色条件的选择
吸光光度法是测定待测物质的吸光度或显色 反应平衡后溶液的吸光度,因此为了得到准确的 结果,必须控制适当的条件,使显色反应完全和 稳定。
显色条件包括: 溶液酸度,显色剂用量,显 色时间,显色温度,有机络合物的稳定性及共存 离子的干扰等。
1、溶液酸度(pH值及缓冲溶液)
在相同条件下测的试液的吸光度, 从工作曲线上就可查到试液的浓 度, 该方法称为工作曲线法。 注意什么? a. 标准溶液浓度必须在线性范围内,即符合A= bc
b. 试液的吸光度必须在标准曲线范围内,即A1≤ Ax ≤An
五、光度分析法的误差(准确度)
对朗伯-比尔定律的偏离
在实际分析中,常会发现标准曲线发生弯曲,尤其当溶液
2.有机显色剂
有机显色剂分子中含有某些含不饱和键的基 团如偶氮基、对醌基和羰基等生色团( chromophoric group)和含孤对电子的基团如氨 基 、 羟 基 和 卤 代 基 等 助 色 团 ( auxochrome group)。
生色团:-N=N-,-N=O,
O
C=S,-N
(共轭双键)πe
为避免铁的干扰,可以选择波 长 520 nm进行测定,虽然而测镍的 灵敏度有所降低,但酒石酸铁不干 扰镍的测定。
二、参比溶液的选择
为什么要使用参比溶液? 目的:扣除非待测组分(吸收池和各种试剂)对光的吸收, 使测得的的吸光度真正反映待测物对光的吸收。
测定时,采用两个材质、厚度相同的比色皿进行测量,其中 一个作为参比池,装入参比溶液,调节仪器使透过参比池的吸光 度为零。则测得待测溶液的吸光度为:
显色剂的用量来消除干扰。 g. 采用预先分离的方法。
三、三元配合物在光度分析中的应用特性简介(自学)
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
分析吸光度实验数据处理
分析吸光度实验数据处理引言:吸光度实验是化学和生物学实验中常用的一种实验手段,通过测定物质溶液中的吸光度来推断溶液中物质的浓度或者其他相关参数。
吸光度实验数据处理是实验结果的重要环节,本文将通过分析吸光度实验数据处理的方法和步骤,帮助读者更好地理解和运用吸光度实验数据。
一、实验数据获取和准备在进行吸光度实验之前,需要准备好实验所需的仪器设备和试剂。
实验中使用的仪器主要是分光光度计,其接收一定波长范围内的光信号,并且可以测量该波长范围内的光强度。
试剂的选择需要根据实验目的和具体物质的性质来确定。
实验数据一般可以通过分光光度计上的显示屏读取。
确保实验设备和试剂的质量良好和正确使用能够保证实验数据的准确性。
二、吸光度实验数据处理步骤1. 清洗和调零在进行吸光度实验之前,需要进行清洗和调零操作。
首先,需要用纯水进行冲洗,以确保试样槽或光学系统的无污染。
接下来,进行调零操作,将分光光度计的显示调整为零值,以消除仪器本身的误差。
2. 统计实验数据在进行吸光度实验时,需要按照一定的时间间隔记录实验数据,通常选择每隔固定时间记录一次数据。
实验数据包括时间和吸光度值。
3. 值的处理吸光度值处理是吸光度实验数据处理中的核心步骤。
吸光度值是测量的光强度与实验操作、试剂和仪器的相关参数有关的。
通常,我们通过计算差值法、标准曲线法或其他线性回归法来计算吸光度值。
差值法即计算不同时间点之间吸光度的差值,可以用于研究物质浓度随时间变化的趋势。
标准曲线法则需要事先制备一系列不同浓度的标准溶液,通过测定吸光度和浓度之间的关系建立一条标准曲线,然后根据曲线来计算未知样品的浓度。
4. 数据分析和结果展示经过吸光度值处理后,可以进行数据分析和结果展示。
在数据分析方面,可以计算出浓度随时间的变化率、定量测量目标物质的浓度等。
在结果展示方面,可以通过绘制曲线图、柱状图或其他图形来展示实验结果。
这样可以更直观地观察和理解实验数据。
三、吸光度实验数据处理的注意事项1. 实验设备的选择和操作要准确,以保证实验数据的可靠性和准确性。
第十二章 吸光光度分析法
第十二章 吸光光度分析法一、本章要点1.掌握吸收曲线的绘制方法、吸收光谱、最大吸收波长的概念。
2. 掌握朗伯-比尔定律、吸光度、摩尔吸光系数、透光率的基本概念及相互之间的关系。
3.熟悉偏离朗伯-比尔定律的原因。
4. 掌握显色反应及其条件的选择、吸光光度分析方法及熟悉常用仪器的基本原理、主要部件及具体操作。
二、示例解析1. 已知含Cd 2+浓度为140µg ·L -1的溶液,用双硫腙显色后,用厚度为2cm 的比色皿测得 A=0.22,计算此溶液的摩尔吸光系数。
解: 查表知Cd 的摩尔质量为112.41g ·mol —1c (Cd 2+)=140×10-6/112.41=1.25×10—6(mol ·L —1) 461088102512220⨯=⨯⨯==ε-...bc A (L ·mol -1·cm —1) 需要指出的是,上例中的ε 值是把被测组分看成是完全转变成有色化合物的。
但在实际测定中,因有色物质组成不确定或有副反应存在,实际计算出的是表观摩尔吸光系数。
2. 已知吸光度A = 0.474,计算T 及T %解: A = -lg T = 2 - lg T %lg T = -A = -0.474 , T = 0.336; lg T % = 2-A = 2-0.474 =1.53, T % = 33.63. 准确移取含磷30μg 的标准溶液于25mL 容量瓶中,加入5%钼酸铵及其它相关试剂,稀释至刻度。
在690nm 处测定吸光度为0.410。
称10.0g 含磷试样,在与标准溶液相同的条件下测得吸光度为0.320。
计算试样中磷的质量分数。
解: ω(P )=100⨯mA V c A S X S X =3100.1025410.02530320.0⨯⨯⨯⨯⨯ =0.23 4. 某一分光光度计的透光率读数误差为0.005,当测量的百分透光率为9.5%时,测得的浓度相对误差为多少?解:∆T = 0.005,T = 0.095,代入式(8-6):095.0lg 095.0005.0434.0⨯⨯=∆c c = -0.022 = -2.2% 5. 测定某样品中Fe 的含量,称样0.2g 测得T =1.0%,若仪器透光率读数误差为0.50%试计算:⑴ 测量结果的相对误差为多少?⑵ 欲使测得的A 值为0.434,以提高测量的准确度,则应减少称样量或稀释样品多少倍?⑶ 若不进行上面的操作,为提高测量准确度应选用几厘米的比色皿?解: ⑴ ∆T =0.50%,T = 1.0%,代入(8-6)式01.0lg 01.0005.0434.0⨯⨯=∆C C = 0.1085 = 10.85% ⑵ 原试液T =1.0%,A = 2.00,要使A = 0.434,降低相对误差,则需稀释样品。
实验二十四---邻二氮菲吸光光度法测定铁-2
实验二十四邻二氮菲吸光光度法测定铁(条件实验)【实验目的】1、学习如何选择吸光光度分析的实验条件;2、掌握用吸光光度法测定铁的原理和方法;3、掌握分光光度计的构造及使用方法;【实验原理】1,10—邻二氮菲(又称邻菲罗琳)是测定铁的一种较好的显色剂。
在PH=2-9的溶液中,它与Fe2+生成极稳定的橙红色[Fe(C12H8N2)3]2+配离子。
此反应很灵敏,配合物的摩尔吸光系数1.1×104。
PH=2-9,颜色深度与酸度无关。
但为了尽量减少其他离子的影响,通常在微酸性(PH≈5)溶液中显色。
本实验一般用盐酸羟胺作为还原剂,显色前将Fe3+全部还原为Fe2+。
本实验采用标准曲线法和比较法测定铁含量。
本法灵敏度高,稳定性好,选择性很高,相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、、Ca2+、Mg2+、Zn2+;20倍的Cr3+、Mn2+、V(V)、PO43-,,5倍的Co2+、Cu2+等均不干扰测定,因而是目前最普遍采用的一种方法。
吸光光度法的实验条件,如测量波长、溶液酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子干扰及其消除等,都是通过实验来确定的。
本实验在测定试样中含铁量之前,先做部分条件实验。
条件实验的简单方法是:变动某实验条件,固定其余条件,测得一系列吸光度值,绘制吸光度—某实验条件的曲线,根据曲线确定某实验条件的适宜值或适宜范围。
【数据处理】1、条件实验1.1、最大吸收波长的确定最大吸收波长的确定波长/nm460480500505510520540566.0ml的吸光度.221.245.261.264.265.232.1090.0368.0ml的吸光度.296.341.362.366.368.310.1470.050结论:由图可得,最大吸收波长为510nm。
1.2、溶液PH的选择结论:测定含铁量的最适宜PH为6.06-6.67。
1.3、显色剂用量的选择显色剂用量的选择序号 1 2 3 4 5 6 7邻菲罗琳的体积/ml0.10.30.50.81.02.4.0吸光度0.0780.1470.1390.1750.2470.2780.265溶液PH的选择序号 1 2 3 4 5 6 7 8PH3.395.616.066.6711.1511.9212.1412.31吸光度.357.359.356.356.335.297.2530.239结论:邻菲罗琳的体积在0.8ml最合适。
吸光光度分析的基本原理
学
若C以g/L表示,b以cm表示。
仪 器
则K以a表示,称吸光系数,单位 L/g.cm
分
∴A = a b C
析
♦ 若C以mol⋅ L−1,b以cm表示,则K以ε表示,
称摩尔吸光系数,单位为L/molcm,它表 示 吸 光 物 质 浓 度 为 1 mol/L, 液 层 厚 度 为 1cm时溶液对某单色光的吸收能力。
∴ −dI ∝ I ⋅ dc
− dI I
= k 3 ⋅ dc
浙 江 师
同样:
A = lg I 0 It
=
k4
⋅C
范 大
这是吸光度与浓度的定量关系,是紫外—
学
可见分光光度分析的定量依据,称Beer定律,
仪 器 分 析
k4——与入射光波长、溶液性质、液层厚度及 温度有关,故当上述条件一定时,吸光度与溶 液浓度成正比。
1、光度测量误差
若光电流的测量误差为△I 光强测定误差 的△I 透光率的测定误差为△T;对于同一 台仪器,△T一般为一定值——0.01—0.02。
但是 A = - lgT
浙 即:相同的△T,由于A值不同引起吸光度的误差
江 师 范
也不同。检流计的标尺显示△A随A增大而增 大。
大 学
∞ 1.0
0.3
+ε2
)bc
= 1 lg
I
2 0
2 I1 ⋅ I2
A平与吸光物质的浓度和液层厚度的乘
浙 江 师 范
积成正比,即依然符合L-B定律,只不过
此时的摩尔吸光系数为
。 ε
=
1 2
(ε 1
+
ε
2)
然而,实际测得的并非A平,而是
吸光光度分析
吸光光度分析法基于物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法,称为吸光光度分析法。
本章重点讨论可见光区的吸光光度分析。
第一节吸光光度分析概述吸光光度分析法(absorption spectrophotometry),包括比色分析法、可见分光光度法、紫外分光光度法和红外分光光度法等。
与经典的化学分析方法相比,吸光光度法具有以下几个特点:1.灵敏度高吸光光度法主要用于测定试样中微量或痕量组分的含量。
测定物质浓度下限一般可达10—5~10—6 mol·L—1,若被测组分预先加以富集,灵敏度还可以提高。
2.准确度高比色法测定的相对误差为5%~10%,分光光度法测定的相对误差为2%~5%,完全可以满足微量组分测定的准确度要求。
若采用精密分光光度计测量,相对误差可减小至1%~2%。
3.仪器简便,测定速度快吸光光度法虽然需要用到专门仪器,但与其它仪器分析法相比,比色分析法和分光光度法的仪器设备结构均不复杂,操作简便。
近年来由于新的高灵敏度、高选择性的显色剂和掩蔽剂的不断出现,常常可以不经分离而直接进行比色或分光光度测定,使测定显得更为方便和快捷。
4.应用广泛吸光光度法能测定许多无机离子和有机化合物,既可测定微量组分的含量,也可用于一些物质的反应机理及化学平衡研究,如测定配合物的组成和配合物的平衡常数,弱酸、弱碱的离解常数等。
第二节吸光光度分析的基本原理一、溶液的颜色和对光的选择性吸收1.光的基本性质光是一种电磁波。
电磁波范围很大,波长从10—1 nm~103 m,可依次分为X–射线、紫外光区、可见光区、红外光区、微波及无线电波,见表8—1。
表8-1电磁波谱区域λ/ nmX –射线10-1~10远紫外光区10~200近紫外光区200~400可见光区400~760近红外光区760~5×104远红外光区5×104~1×106微波1×106~1×109无线电波1×109~1×1012注:1 m = 109 nm人的眼睛能感觉到的光称为可见光(visible light)。
第 09 章 吸光光度法
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白光除了可由所有波长的可见光复合得到外,还 可由适当的两种颜色的光按一定比例复合得到。 能组成白光的两种颜色的光叫补色光。
物质的颜色与吸收光的关系: 当白光照射到物质上时,如果物质对白光中某种 颜色的光产生了选择性的吸收,则物质就会显示 出一定的颜色。 物质所显示的颜色是吸收光的互补色。
吸收峰和最大吸收波长max • 吸收曲线上的各个峰叫吸收峰。峰越高,表 示物质对相应波长的光的吸收程度越大。其中最 高的那个峰叫最大吸收峰,它的最高点所对应的 波长叫最大吸收波长,用λmax表示。
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物质的吸收曲线和最 大吸收波长的特点: 1)不同的物质,吸 收曲线的形状不同, 最大吸收波长不同。 2)对同一物质,其 浓度不同时,吸收曲 线形状和最大吸收波 长不变,只是吸收程 度要发生变化,表现 在曲线上就是曲线的 高低发生变化。
价电 子
价电 子
分子 振动
分子 振动
分子 转动
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§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1物质对光的选择性吸收
1 可见光的颜色和互补色: 在可见光范围内,不同波长的光的颜色是不同的。 平常所见的白光(日光、白炽灯光等)是一种复 合光,它是由各种颜色的光按一定比例混合而得 的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。
κ值可以从实验中得到。
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摩尔吸收系数κ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, κ仅与吸收物质本身的性质有关,与 待测物浓度无关; (3)同一吸收物质在不同波长下的κ值是不同的。在最 大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数κmax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可能 达到的最大灵敏度。
吸光度的加和性实验
河北工业大学实验报告课程:分析化学实验班级:应化091姓名:刘菁组别:同组人:孙禹日期:2011-4-27实验:吸光度的加和性试验及水中微量Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅶ)的同时测定一、实验目的:了解吸光度的加和性,掌握用分光光度法测定混合组分的原理和方法。
二、实验原理:试液中含有数种吸光物质时,在一定条件下可以采用分光光度法同时进行测定而勿需分离。
例如,在H2SO4溶液中Cr2O72-和MnO4-的吸收曲线相互重叠。
根据吸光度的家和性原理,在Cr2O72-和MnO4-的最大吸收波长440nm和545nm处测定混合溶液的总吸光度。
然后用解联立方程式的方法,即可分别求出试液中(Ⅵ)和(Ⅶ)的含量。
因为A440总=A440Cr+A440Mn(23.1)A545总=A545Cr+A545Mn(23.2)得A440总=κ440Cr·c Cr·b+κ440Mn·c Mn·b (23.3)A545总=κ545Cr·c Cr·b+κ545Mn·c Mn·b (23.4)若b=1cm由式(23.3)、(23.4)可得c Cr=(A440总·κ545Mn-A545总·κ440Mn)/(κ440Cr·κ545Mn-κ545Cr·κ440Mn)(23.5)c Cr=(A545总-κ545Cr·c Cr)/κ545Mn(23.6)式(23.5)、(23.6)中的摩尔吸收系数κ,可分别用已知浓度的Cr2O72-和MnO4-在波长440nm 和545nm时的标准曲线求得(标准曲线的斜率即为κb)。
三、实验仪器和试剂:仪器:721或7220型分光光度计一台;50mL容量瓶9只;1cm比色皿4只试剂:KMnO4标准溶液(浓度约为1.0×10-3mol·L-1,已用Na2C2O4为基准物标定得准确浓度);,K2Cr2O7标准溶液(浓度约为4.0×10-3mol·L-1);2mol·L-1H2SO4溶液1、配制参比溶液:取1只50mL容量瓶,加入5mL 2mol·L-1 H2SO4,以水稀释至刻度,摇匀,备用。
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对于简单体系:
即只有被测组分与显色剂形成的化 合物对光吸收(无干扰)。
选择原则:max
对于有干扰体系:
在测量波长范围内,除了被测组分与显色剂形成 的化合物对光吸收外,其它共存组分对光也吸收。
1-亚硝基-2-萘酚-3,6 磺酸 为显色剂测定Co2+含量
以丁二酮肟为显色剂测定Ni2+、 Fe3+试液中Ni2+含量
参比溶液的选择:
参比溶液的作用:调吸光度等于0,即T=100% 原理:利用吸光度的加和性
参比溶液的分类:
水或纯溶剂溶液作参比溶液;
试剂空白作参比溶液;
空 白
试样溶液作参比溶液;
溶
加入掩蔽剂等试剂作参比溶液。 液
三、 吸光度读数范围的选择
A= -lgT= bc
(1)
微分
-
0.434 T
dT
=
bdc
t(min) 4.溶剂:一般尽量采用水相测定
三、共存离子干扰的消除
1.加入掩蔽剂:选择掩蔽剂的原则是:掩蔽剂不与待测组分 反应;掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰 待测组分的测定。 例:测定Ti4+,可加入H3PO4掩蔽剂使 Fe3+(黄色)成为Fe(PO4)23-(无色),消除Fe3+的干扰;又如用 铬天菁S光度法测定Al3+时,加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+ 还原为Fe2+,消除Fe3+的干扰。
§9-3 显色反应及显色条件的选择
A = -lg T =εbc
将待测组分转化为有色化合物的反应—显色反应。
M+R
MR
待显
有
测色
色
组剂
化
分
合
物
一般:显色反应分为配位反应和氧化还原反应。
一、显色反应的选择
1.选择显色反应时,应考虑的因素:灵敏度高、选择性高、 生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收,两种有色物
离子缔合物 金属离子---络合剂---表面活性剂
§9-4 吸光度测量条件的选择
一、选择适当的入射波长
一般原则:应该选择λmax为入射光波长。但如
果λmax处有共存组分干扰时,则应考虑选择灵敏度稍低但
能避免干扰的入射光波长。
朗伯-比耳定律: A=bc 适用于平行单色光 吸收曲线; 即A-曲线:
物质对不同波长的光 吸收程度不同
c. 影响MR的组成和稳定性,如Fe 3+-磺基水杨酸
pH组成颜色 pH M:R 颜色
2-3
1:1 紫红
4-8
1:2 棕褐
8-10 1:3 黄色
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。
pH
3.显色时间与温度:实验确定 A T2(℃) T1(℃)
(2)÷(1)
dc C
0.434T lg T
dT
(2)
将微分值用有限值表示:
C 0.434T T C lgT
C :浓度的相对误差
C
ΔT: 透光率的绝对误差,一般为±0.2%~ ±2%
最佳读数范围与最佳值
设:ΔT=0.5%,则可绘出溶液浓度相对 误差Δc/c与其透光度T 的关系曲线。 如图所示: 当:ΔT =0.5%,T在15%~65%之间时 ,浓度相对误差较小,
多元络合物是由三种或三种以上的组分所形成的络合 物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种配位体 所组成的三元络合物,三元络合物在吸光光度分析中 应用较普遍。主要特点为; • 1、稳定性强; • 2、对比度和灵敏度高; • 3、选择性好。
三元混配络合物
VV:H2O2:PAR=1:1:1 TiIV:H2O2:XO=1:1:1 形成三元络合物的条件: (1)金属离子与两种络合剂都有形成络合物的 能力 (2)金属离子有形成未饱和络合物的性质 (3)两种配合剂与M配位时,要有适当的空间
最大吸收波长之差:“对比度”,要求△ > 60nm。
2.氧化还原显色反应 某些元素的氧化态,如Mn(Ⅶ)、Cr(Ⅵ)在可见光区
能强烈吸收,可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测 定。
例如:钢中微量锰的测定,Mn2+不能直接进行光度测定 2 Mn2+ +5 S2O82-+8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42-+ 16H+ 将Mn2+氧化成紫红色的MnO4-后,在525nm处进行测定。 3.配位显色反应 当金属离子与有机显色剂形成配合物时,通常会发生电荷 转移跃迁(d—d跃迁),产生很强的紫外—可见吸收光谱。
有干扰存在时:吸收最大,干扰最小
二、 参比溶液的选择
为什么需要使用参比溶液?
由朗-比定律: A=εbc A具有加和性A=A1+A2+A3+…… 定量分析过程中,希望测得的的吸光度A真正 反映待测溶液吸光强度。
为此,除了待测物质,其他所有物质对光的吸收、 比色皿对光的反射等作用都应扣除。
参比溶液的选择原则
4.显色剂
无机显色剂:硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂:种类繁多
偶氮类显色剂:本身是有色物质,生成配合物后,颜 色发生明显变化;具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选 择性好、对比度大等优点,应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。
三苯甲烷类:铬天青S、二甲酚橙等
二、显色反应条件的选择 1.显色剂用量 M + R = MR
试液 显色剂或其它试剂 参比溶液
无色 无色 有色 有色
无色 有色 无色 有色
溶剂空白(H2O) 试剂空白
试液空白
试液中加掩蔽剂后加 显色剂的溶液
使测定的吸光度真正反映待测组分的浓度。
• 目的:是为了消除由于比色皿、溶剂及 试剂对入射光的反射和吸收等带来的误 差。
• 做法:将不含待测离子的溶液或试剂加 入一比色皿中,再调节仪器,使 T=100%处。试液放入另一比色皿中, 在进行测量。
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。
Fe2+—邻二氮菲
Mo(SCN)32+ 浅红 Mo(SCN)5 橙红 Mo(SCN)6- 浅红
Fe(SБайду номын сангаасN)n3-n
2.反应体系的酸度
M+R=MR(显色剂R存在酸效应αR(H))
a. 影响显色剂的浓度
b. 影响M的存在状态
2.选择适当的显色反应条件
3.分离干扰离子
四、常用的显色剂
(1) 磺基水扬酸,OO型螯合显色剂
ε=1.6×103L·mol-1·cm-1 (2)1,10--二氮菲,NN型
ε=1.1×104 P319
五、提高光度测定灵敏度和选择性的途径
1.合成新的高灵敏度有机显色剂
2.采用分离富集和测定相结合
3.采用三元(多元)配合物显色体系