第七章吸光光度法
吸光光度法概述(一)
吸光光度法概述（一）10.1.1吸光光度法概念许多物质本身具有显然的色彩，例如，高锰酸钾溶液呈紫红色，硫酸铜溶液呈蓝色。
有些物质本身无色或是浅色，但碰到某些试剂后，变成了有色物质，如淡黄色的Fe3+与SCN-反应生成血红色的协作物，淡绿色的Fe2+与邻二氮菲作用生成橙红色的协作物等。
物质展现不同的色彩是因为物质对不同波长的光挑选性汲取的结果，而色彩的深浅是山于物质对光的汲取程度不同而引起的。
基于物质对光的挑选性汲取而建立起来的分析办法称为吸光光度法。
对于有色溶液来说，溶液色彩的深浅在一定条件下与溶液中有色物质的含量成正比关系。
吸光光度法利用这一关系，通过分光光度计测得溶液中有色物质对光的汲取程度而对物质举行定性和定量分析。
与经典化学分析办法相比，吸光光度法的特点有：①敏捷度高。
吸光光度法适用于测定微量物质，被测组分的最低浓度为10-5～10-6mol/L。
②精确度高。
吸光光度法的相对误差通常为2％～5％，常量组分的精确度的确不如滴定分析法和分量分析法高，但对微量组分，化学分析法是无法举行的，而吸光光度法则彻低能满足要求。
③操作简便。
吸光光度法的仪器设备容易，操作简便。
若采纳敏捷度高、挑选性好的显色剂，再采纳相宜的掩蔽剂消退于扰，有的样品可不经分别挺直测定。
完成一个样品的测定普通只需要几分钟到十几分钟，有的甚至更短。
④应用范围广泛。
几乎全部的无机离子和许多有机化合物均可挺直或间接地用吸光光度法测定。
吸光光度法已经成为生产、科研、环境监测等部门的一种不行缺少的测试手段。
通常状况下，吸光光度法可以分为以下几种：①可见吸光光度法。
基于物质对420～760 nm可见光区的挑选性汲取而建立的分析办法，也称为可见分光光度法，是微量分析的简便而通用的办法。
②红外吸光光度法。
利用物质对0.78～1000um红外光区电磁辐射的挑选性汲取的特性来举行结构分析、定性分析和定量分析的一种分析办法，又称为红外汲取光谱法和红外分光光度法。
光吸收的基本定律
色皿，所测得的吸光度
单位
L/g·cm
L/ mol ·cm
某有色溶液在某一波长下用2cm吸 收池测得吸光度为0.750，若改用 1cm吸收池，则吸光度为（）
例 ： 已知含[Fe2+]=500μg/L的溶液，当用邻二氮
杂菲为显色剂测定铁时，用2cm比色皿，在波长 508nm处测得吸光度A为0.19。请计算铁的摩尔吸 光系数。
解： Ar Fe 55.85g / mol
[Fe 2+ ] = 500 ×10-6 = 8.9 ×10-6 mol • L-1 55.85
A = κbc
∴κ
=
A cb
=
0.19 8.9 ×10-6
×2
=
1.1×104 L
•
mol-1
•
cm -1
d. 在同一波长下，各组分吸光度具有加和性；
A总=组分测定
20.3.4
5
3. 吸光系数的二种表示形式
A=abc
吸光系数a
A= bc
摩尔吸光系数
意义 浓度为1g·L-1的溶液，在 浓度为1mol·L-1的溶液，
某波长时，用1cm的比色 在某波长时，用1cm的比
皿，所测得的吸光度
物理意义：
当一束单色光平行照射并通过均匀的、非散射的吸光 物质的溶液时，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。
A、T% 和c 的关系
A= Kbc - lgT% = A
= abc
A、T% 、c 。
2. 朗伯-比尔定律的适用条件
a. 入射光是单色光；
b. 溶液是稀溶液（ 浓度增大，分子之间作用增强）； c. 该定律适用于固体、液体、气体样品；
第七章 吸光光度法 (1)
2 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～ 关系
最大吸收波长 max：光吸收最大处的波长
Δ
对比度(Δ ):络合物最大吸 收波长( MRmax)与试剂最大 吸收波( Rmax)之差
max
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
ΔE=E2-E1=hν
不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级， 其能量差也不相同。仅当照射光光子提供的能量(hν)与被照物 质的基态与激发态能量之差ΔE相等时才能发生吸收。所以物 质对光的吸收具有选择性。
h
S3 S2
E3 E2 E1
A
S1
S0
纯电子能态 间跃迁
S2 h
E0
锐线光谱
A
光的互补
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。
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
2、化学反应引起的偏离 L-B中浓度(c) 应指吸光物质的平衡浓度， 即吸光型体的平衡浓度。 实际常用吸光物质的分析浓度。只有当平衡 浓度等于或正比于分析浓度时，其吸光度符合 比尔定律。但溶液中吸光物质常因缔合、离解、 互变异构，络合物的逐级形成，以及与溶剂的 相互作用等而形成新的化合物或改变吸光物质 浓度，这些都将导致偏离比尔定律。如
吸光光度法
(1)棱镜的色散
棱镜有玻璃和石英两种材料．它们的色散原理是依 据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不 同波长的光分开． 由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于 350 ~ 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域 内．石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从185 ~ 4000nm，即可用于紫外、可见和近红外三 个光 域．
目视比色法特点： 目视比色法的主要缺点是准确度不高，如 果待测液中存在第二种有色物质，甚至会 无法进行测定。 由于许多有色溶液颜色不稳定，标准系列 不能久存，经常需在测定时配制，比较麻 烦。 但设备简单，操作简便，比色管内液层厚 使观察颜色的灵敏度较高，且不要求有色 溶液严格服从比耳定律，因而它广泛应用 于准确度要求不高的常规分析中。
（2）光栅的色散
光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的，它可用 于紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有 良好的、几乎均匀一致的分辨能力．它具有色散波
1. 光色的互补关系
单色光； 复合光； 人眼能感觉到的光称为可见光（其波长范围大约 在400~750nm之间）。 日光、白炽灯光等可见光都是复合光。
如果把两种适当颜色的单色光按一定强度比例混 合后，就能得到白光。我们便称这两种单色光为 互补色光。
2. 物质对光的选择吸收
7.5目视比色与分光光度计
定义：用眼睛观察，比较待测 物质溶液颜色深浅以测定其含 量的方法 标准系列 应用： 准确度要求不高的中间 控制 限界分析：要求确定样品 中待测组分含量是否在规定的 最高含量限界以下 特点： 未知样品 1. 优点：仪器简单、操作方 便、适于大批样品的分析 2.缺点： 主观性大、准确度差
当一束白光（强度为I0 ）通过下列几种溶液，溶 液呈现的颜色和吸收光的关系如下图：
第七章吸光光度法
第七章吸光光度法第七章吸光光度法1.与化学分析法相⽐，吸光光度法的主要特点是什么？答：①灵敏度⾼②仪器设备简单，操作简便，快速③准确度较⾼④应⽤⼴泛2.何谓复合光、单⾊光、可见光和互补⾊光？⽩光与复合光有何区别？答：⑴复合光指由不同单⾊光组成的光；单⾊光指其处于某⼀波长的光；可见光指⼈的眼睛所能感觉到的波长范围为400-750 nm 的电磁波；将两种适当颜⾊的光按照⼀定的强度⽐例混合若可形成⽩光，它们称为互补⾊光；⑵⽩光是是⼀种特殊的复合光，它是将各种不同颜⾊的光按⼀定的强度⽐例混合⽽成有复合光。
3.简述朗伯-⽐尔定律成⽴的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。
答：确定前提为：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。
其物理意义如下：当⼀束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。
其数学表达式为： Kbc TI I A t ===1lg lg 04.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L 和吸收层厚度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度A ，然后根据bcA =κ计算⽽求得。
(3) κ值受⼊射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
5.何谓吸光度和透射⽐，两者的关系如何？答：吸光度A 是指⼊射光强度I 0与透射光强度I t 的⽐值的对数值。
透射⽐T 是指透射光强度I t 与⼊射光强度I 0的⽐值。
两者的关系如下：TI I A t 1lg lg 0== 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-⽐尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？答：⑴物理因素：①⾮单⾊光引起的偏离②⾮平⾏⼊射光引起的偏离③介质不均匀引起的偏离。
第七章 吸光光度法
三、吸光度范围的选择 研究表明，当T=0.368，即A=0.434，测量 的相对误差为最小。当T=15%-65%时，即 A=0.2-0.8时测量的相对误差≤±2%，能满 足分析测定的要求，故吸光度在0.2-0.8为 测量的适宜范围。
2、化学因素： ①、Beer定律要求在稀溶液的情况下才适用，当待测液浓度过
高（M>10-2mol.l-1）时，则会引起误差。
②溶液的吸光物质常因解离、综合或互变影响或产生副反应而 改变其浓度，导致偏离。 3、其它因素：如待测试样是胶体溶液，新溶液或有悬浮物质时， 使得吸光物质不均匀，当λ射光透过溶液时，除了部分被吸收
第七章 吸光光度法
内容提要 概述（理解） 吸光光度法的基本原理（掌握） 显色反应及显色条件的选择（了解） 测量条件的选择（掌握） 目视比色与分光光度计（了解） 吸光光度法的应用（掌握）
§7-1 概 述
前面所学滴定分析和质量分析都属于化学分析法，适用于含
量高于1%常量组分的测定，测定结果的相对误差可控制
物质吸光能力大小的量度，它表示浓度为1mol.l-1的溶液，在1cm的比
色皿中，在一定温度和一定波长下的吸光度。
在吸光光度法中，有时也用透射比T来表示物质吸收 I 光的能力： T
I0
因此引出A与T之间存在以下关系： A lg I 0
I
lg
1 T
lg T
即：
A lg
1 T
KbC
综合考虑液层厚度与浓度对光吸收的影响，即得到朗伯-比尔的 数学表达式：
A lg
I0 I
KbC
它的物理意义是：当一束单色光平行照射到均匀，非散射性的吸光物质的
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。
原子吸收光谱法
半宽度受原子性质和 外界因素的影响
原子吸收光谱轮廓图
基本原理
Basic principle
谱线变宽因素
自然宽度
Doppler变宽
压力变宽 自吸效应 场致变宽
基本原理
Basic principle 自然宽度（△nN） ：无外界因素影响时谱线具有的宽度，与激
发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。根据量子力 学的测不准原理，粒子能级能量和跃迁时刻不可能同时测准，其能量的 不确定度△E和其跃迁时刻的不确定度△t间有如下关系
其中Kv为吸收系数
基本原理
Basic principle
• 吸收线轮廓
In I0
中心频率n0最大吸收系数 所对应的频率或波长，由 原子能级决定
不同元素原子吸收不同频率的 光，由图可见，在频率为v0处
透过光强度最小，也就是吸收
最大。原子群从基态跃迁到激
发态所吸收的谱线并不是绝对
单色，而是具有一定的宽度，
第七章 原子吸收分光光度法
Atomic Absorption Spectrometry
( AAS)
专业：环境工程 姓名：韩朝丽
原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry
概 述 基本原理
本章内容
仪 器
干扰及其 消除办法
分析应用
原子吸收光谱法概述
Atomic Absorption Spectrometry
原子吸收光谱法——仪器
(Atomic Absorption Spectrometry)
原子吸收分 光光度计
光源
原子化系统
光学系统
检测系统
吸光光度法 PPT
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。
吸光光度法(1)ok
3、入射光被散射引起的偏离
♦ 在紫外一可见分光光度分析中，由于溶液的 不均匀，如被测液为胶体、浮浊液或悬浊液时， 除有部分入射光被溶液吸收外，还有一部分因 散射而损失，使吸光度增大，产生正偏离。
I0 1 A lg lg Kcb T It
光束分裂器 光源 单色器
比值
吸收池
•
检测器
显示
•
•
特点： 不用拉动吸收池，可以减小移动误差 对光源要求不高 可以自动扫描吸收光谱
• •
特点： 利用吸光度差值定量 消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
A A1 A2 ( 1 2 )bc
3、双波长分光光度计
只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光 的吸光度为参比，消除了因试液与参比液及两 个吸收池之间的差异引起的测量误差，提高测 量的准确度。
参比液的选择
溶剂 参比液组成 溶剂（溶剂参比） 不加显色剂的试液（试 样空白） 显色剂（试剂空白） 显色剂 + 试液 + 待 测组分的掩蔽剂 （褪色空白）
试液 无吸收 基质吸收 无吸收 基质吸收
显色剂R 无吸收 无吸收 吸收
光 学 透 明
吸收
7.4 吸光光度法分析条件的选择
有机物质 显 色 反 应 官能团强吸收 官能团弱吸收 直接测定 衍生化反应 UV-Vis UV-Vis
未知样品
光电比色法 二、分光光度法
（紫外-可见分光光度法）UV-Vis
Ultraviolet Visual Spectroscopy
0.575
光源 参比 I0
单色器
吸收池
分析化学 第七章 吸光光度分析法
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；
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。
图8-1吸收曲线
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。
(2)化学性因素
朗伯-比耳定律假定：所有的吸光质点之 间不发生相互作用，实验证明，这种假定只有 在稀溶液时才基本符合。
20
当溶液浓度c >10-2mol·-1时，吸光质点间 L 可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光 的吸收。朗伯-比耳定律只适用于稀溶液。 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配 合物的形成等化学平衡时，使吸光质点的浓 度发生变化，影响吸光度。 (3)工作曲线不过原点 存在系统误差：吸 收池不完全一样；参比 溶液选择不当等。
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 达式为：
2.选择适当的显色反应条件 通过控制适宜的显色条件，消除干扰组分 的影响。 3.选择适宜的波长 避开干扰物的最大吸收，配制适当的参比 液，消除干扰组分的影响。
34
4.提高显色反应的选择性
吸光光度法(职高)
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
光的互补: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。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。
第7章吸光光度法
19.7.21
31
有机显色剂:
生色团（生色团） 能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团产生
n→ π*跃迁和π→ π*跃迁, 跃迁E较低
－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
O
（共轭双键）πe
注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长 将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强
注：一般可用空白对比校正消除
19.7.21
45
二、化学因素
浓度过高，吸光质点之间作用 改变 化学反应,浓度发生变化 以C代替平衡浓度 解离 络合 使C与平衡浓度的正比关系破坏 缔合
19.7.21
46
三、干扰及消除
1.干扰情况： 干扰物质本身有颜色 干扰物质与显色剂反应有吸收 干扰物质与显色剂反应虽没吸收，但消耗显色 剂 干扰物质生成沉淀
19.7.21
15
A,T,C之间的关系
A = lg (I0/It)
A = lg(1/T)
19.7.21
16
吸光度(A)、透光率(T)与浓度(c)的关系
A
T
T = 10-kbc
A=kbc
线性关系
c
19.7.21
17
二、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度
1.摩尔吸光系数： : L·mol-1·cm-1
单色光的装置。 棱镜:玻璃350 ～ 3200 nm, 石英185 ～ 4000 nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便
19.7.21
24
单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同
白光 入射狭缝 准直透镜
第七章 吸光光度法
• 注:
摩尔吸光系数− ε 摩尔吸光系数−反映灵敏度的指标
•
molar absorptivity
显色条件的确定(实验确定 二.显色条件的确定 实验确定 显色条件的确定 实验确定)
• (一)绘制吸收光谱A-λ曲线 绘制吸收光谱A • 确定λ 作为入射光波长. 确定λmax作为入射光波长. • (二)显色剂用量 达到吸光度A值最大且稳定的a,b a,b间任 达到吸光度A值最大且稳定的a,b间任 选一点. 曲线确定最佳用量. 选一点.做A-VR曲线确定最佳用量. (三)酸度 pH太高,M水解 太高,M水解; pH太高,M水解; pH太低,R发生酸效应 太低,R发生酸效应. pH太低,R发生酸效应. pH曲线确定最佳酸度范围 曲线确定最佳酸度范围. 做A-pH曲线确定最佳酸度范围.
∴选择显色的最佳条件依据: 选择显色的最佳条件依据
• 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 在提高灵敏度和选择性前提条件下， 吸光度达最大且平稳所对应的pH、 VR, 吸光度达最大且平稳所对应的 、 温度t( 、 时间t(min)和溶剂的种类 温度 ℃)、 时间 和溶剂的种类 和溶剂量. 和溶剂量.
§7-5 吸光度测量条件的选择
作用:调仪器吸光度为零. 作用:调仪器吸光度为零.(或T=100%) T=100% 100 可抵消非显色物对光的吸收, 可抵消非显色物对光的吸收 , 突出显色 化合物MR对光的吸收. MR对光的吸收 化合物MR对光的吸收. 溶剂空白—溶剂或去离子水作空白 溶剂或去离子水作空白. 溶剂空白 溶剂或去离子水作空白. 试剂空白—除被测不加外 其余试剂均加. 除被测不加外, 试剂空白 除被测不加外,其余试剂均加.
标准曲线绘制如下: 标准曲线绘制如下
0
第七章 吸光光度法
2、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度相 等的两束光，一束通过参比池，一束通过样 品池。光度计能自动比较两束光的强度，此 比值即为试样的透射比，经对数变换将它转 换成吸光度并作为波长的函数记录下来。 双光束分光光度计一般都能自动记录吸 收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比
池和样品池，还能自动消除光源强度变化所 引起的误差。
-6
-3
-3
3. 偏离朗伯比尔定律的原因
吸光光度法的步骤： （1）配制标准系列溶液
（2）显色
（3）测定其吸光度值
（4）作 A ~ C工作曲线 有时又叫作标准曲线
（5）测样品的吸光值 样品的吸光值为 Ax
（6）通过标准曲线上求得样品的浓度 C
工作曲线 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 浓度(mg/L) 1.5 y = 0.5837x + 0.0005 R 2 = 0.9996 系列1 线性 (系列 1)
第三节 紫外和可见分光光度计
一、主要部件的性能与作用 基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统 ↑ 样品
1
光源
在紫外可见分光光度计中，常用的光源 有两类：热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源用于可见光区，如钨灯和 卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如 氢灯和氘灯。
2 单色器
单色器的主要组成：入射狭缝、出射 狭缝、色散元件和准直镜等部分。
第一节 概述
当光与某种物质溶液或蒸气相互作用时，由 于物质对某些波长的光的吸收，使得某些波长的 光强度减弱，减弱的程度与该物质含量呈现一定 量的关系，利用该方法进行分析被称为吸光光度 法。 比色法 （用眼睛比色） 根据分析方法分为： 分光光度法（用分光光度计分析）
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
7可见分光光度法
可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波长在
400 ~ 750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等 各种色光按一定比例混合而成的。
波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。
互补色光（complementary color light）：按一定比例 混合，得到白光（white light）。
26
干扰及其消除方法
常用的消除干扰的方法有以下几种。
控制反应条件。
加入掩蔽剂。选取的条件是掩蔽剂不与待测离子作 用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的颜色
应不干扰待测离子的测定。
用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。 选择适当的波长。 当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增 加显色剂的用量来消除干扰。
重点讨论可见光区的吸光光度法
2
吸光光度法特点
灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为10-2~10-5 的微量组分，甚至更低。 准确度较高。吸光光度法为2%~5%。
应用广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化合
物都可以直接或间接地用吸光光度法进行测定。
仪器简单、操作简便、快速。
3
光的基本性质
光是一种电磁波。根据波长或频率排列，得 到如表所示的电磁波谱表。
显示装臵
把放大的信号以吸光度A或透射比T的方式显示 或记录下来。
20
7.4 光度分析法的设计
紫外-可见分光光度法
0.575
光源
单色器
吸收池
检测器
显示
参比
I0
It A lg lg T bC I0
未考虑吸收池和溶剂对光子的作用
样品
It
注意 比较
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。
吸光光度法讲解
吸光光度法讲解吸光光度法是化学分析中常用的一种分析方法，用于测定物质溶液中某种物质的浓度。
其原理是利用物质对特定波长的光吸收的特性，通过测量光的透射或反射来推算出物质的浓度。
吸光光度法的基本原理是比尔定律，即物质溶液对光的吸收与其浓度成正比。
根据比尔定律，当光通过物质溶液时，其强度将减弱，而减弱的程度与物质的浓度成正比。
比尔定律的数学表达式为：A=εlc，其中A表示吸光度，ε表示摩尔吸光系数，l表示光程长度，c表示溶液浓度。
在使用吸光光度法进行分析之前，首先需要选择适当的波长。
每种物质对光的吸收有其特定的波长范围，称为吸收峰。
选择适当的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
吸光光度法的实验步骤通常包括以下几个步骤：1. 准备样品：根据需要测定的物质选择相应的样品，并将其溶解在适当的溶剂中，以得到一个浓度在可测范围内的溶液。
2. 校准仪器：使用一系列已知浓度的标准溶液，通过测量它们的吸光度与浓度之间的关系，建立起一条标准曲线。
这条曲线可以用来根据样品的吸光度推算出其对应的浓度。
3. 测量样品：将校准好的仪器置于样品测量位，并使样品溶液通过光路。
根据仪器的操作方法，控制光源的强度，选择波长，并记录下通过样品溶液的光的吸收强度。
4. 计算浓度：根据标准曲线上对应的吸光度值，利用比尔定律的数学关系，计算出样品的浓度。
需要注意的是，在进行吸光光度法测量时，还需要注意以下几个因素：1. 光程长度：光程长度会直接影响到吸光度的数值。
因此，在进行测量时，要保持光程长度一致，以避免测量结果的误差。
2. 溶剂选择：溶剂选择要适合样品的性质，并且要尽量选择透明度高的溶剂，以减少光的吸收。
同时，还要注意溶剂对标准溶液的影响，以保证测量结果的准确性。
3. 波长选择：选择合适的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
通常情况下，选择物质的吸收峰为测量波长是一个比较好的选择。
4. 仪器校准：在进行样品测量之前，需要对仪器进行校准。
校准的目的是建立起样品吸光度与浓度之间的关系，以便后续计算浓度。
《吸光光度法教案》课件
《吸光光度法教案》PPT课件第一章：引言1.1 吸光光度法的定义1.2 吸光光度法在分析化学中的应用1.3 吸光光度法的原理1.4 吸光光度法的仪器与操作步骤第二章：吸光光度法的原理2.1 光的吸收与发射2.2 朗伯-比尔定律2.3 摩尔吸光系数2.4 吸光度的计算与单位第三章：分光光度计的结构与操作3.1 分光光度计的组成部分3.2 分光光度计的操作步骤3.3 光谱仪的使用与维护3.4 波长的选择与调整第四章：标准曲线的制备与分析4.1 标准曲线的制备方法4.2 标准曲线的绘制与分析4.3 样品浓度的计算与误差分析4.4 实际案例分析：药物含量测定第五章：吸光光度法的应用5.1 环境监测中的应用5.2 生物化学中的应用5.3 食品分析中的应用5.4 临床诊断中的应用第六章：吸光光度法的准确度与精确度6.1 准确度的评估6.2 精确度的评估6.3 干扰因素及其影响6.4 提高吸光光度法准确度的方法第七章：溶液的制备与处理7.1 溶液的配制方法7.2 溶液的浓度与体积的计算7.3 样品的前处理与分离7.4 样品分析中的常见问题与解决方法第八章：光散射与吸光光度法8.1 光散射现象的介绍8.2 光散射对吸光光度法的影响8.3 光散射的测定与分析8.4 光散射在吸光光度法中的应用案例第九章：吸光光度法在药物分析中的应用9.1 药物分析中的重要性9.2 药物的紫外吸收特性9.3 药物含量测定的方法与步骤9.4 实际案例分析：药物制剂中主成分的测定第十章：现代吸光光度法技术进展10.1 光纤吸光光度法10.2 微透析吸光光度法10.3 激光吸光光度法10.4 在线监测与自动化分析技术第十一章：吸光光度法在有机合成中的应用11.1 有机化合物的紫外吸收特性11.2 有机合成中光催化反应的监控11.3 有机物含量的测定与分析11.4 实际案例分析：有机合成产物的纯度测定第十二章：吸光光度法在材料科学中的应用12.1 材料科学中的光吸收现象12.2 吸光光度法在材料合成与表征中的应用12.3 材料性能与吸光性质的关系研究12.4 实际案例分析：纳米材料粒径的测定第十三章：吸光光度法在生命科学中的应用13.1 生物大分子的紫外吸收特性13.2 蛋白质浓度与纯度的测定13.3 核酸的定量分析与监测13.4 实际案例分析：细胞培养中的营养物质监测第十四章：吸光光度法在环境监测中的应用14.1 环境污染物的紫外吸收特性14.2 水质分析与监测14.3 大气污染物分析与监测14.4 实际案例分析：水体中有机物的总量测定第十五章：实验与练习15.1 吸光光度法的基本实验操作15.2 标准曲线与样品分析的实验操作15.3 常见干扰因素的实验探究15.4 综合实验练习：饮料中维生素C含量的测定重点和难点解析重点：1. 吸光光度法的定义、原理及其在分析化学中的应用。
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７.４分光光度计
光源 单色器 吸收池 检测器 显示记 录系统 1.光源：通常用低压钨丝灯，或氢灯、氘等； 2.单色器：在光电比色计中常用滤光片，在 分光光度计中用棱镜或光栅。
例：用光度比色计测量CuSO4溶液的吸光度，应
选用_____颜色的滤光片，该溶液能最大程度的
C 吸收__________颜色的光。
C、改换厚度较小的比色皿 D、改换厚度较大的比色皿 例2：为提高光度分析灵敏度的方法有（ D ）
A、增加显色剂用量
B、增加被测溶液用量
C、选择适当的参比溶液 D、选择合适的入射光
3、选择适当的参比溶液
（1）当试液、显色剂和其它试剂均无色时，
——纯溶剂（蒸馏水）做参比溶液（溶剂空白）， （２）如果显色剂无色，而试样溶液中其它离子
7.6 吸光光度法应用
1.标准曲线法
7.5 测定条件的选择
1、选择适当波长的入射光
为使实验结果有较高的灵敏度，一般择最大吸收 波长的的入射光。例如KMnO4溶液，应选用波长为 525nm的绿光为入射光。
2、控制合适的吸光度范围 在吸光度为0.2~0.8时，测定的准确度较高。
例1：光度法测定某试液时，若A＞0.8,为提高
其读数的准确度，应采取的最简便的措施是： C A、减小入射光波长 B、稀释被测液
某一物质的最大吸收波长是吸光光度分析中选择
入射光的依据。 例、下列表述不正确的是（ B ） A、吸收光谱曲线表明了吸光度随波长的变化；
B、吸收光谱以波长为纵坐标，吸光度为横坐标；
C、吸收光谱曲线中，最大吸收处的波长为最
大吸收波长；
D、吸收光谱曲线表明了吸光物质的光吸收特性。
７.３显色反应及显色条件的选择 有些物质本身具有明显的颜色，KMnO4，可以 直接进行比色分析。但大多数物质本身无颜色或颜 色浅，进行吸光光度分析时，须加入一种显色剂， 将被测物质转化为一种有色物质，这个反应叫显色 反应。 ７.３.１显色反应的要求 １.灵敏度要高; ３.色差大; ２.选择性要好;
４、有色化合物稳定性高。
７.３.２
显色反应的条件
１.显色剂用量；
２.溶液酸度；
３.温度；
４.时间
５.溶剂
例 下列情况使测定结果偏高的是（C ） A、显色时间短、有色物未充分显色； B、酸度过高，显色剂酸效应严重； C、干扰离子与显色剂生成有色化合物 D、干扰离子与显色剂生成无色化合物
例４、某有色溶液在2.00cm 吸收池中，测得百
分透光率T%=50 ,若改用（1）1.00cm（2）3.00cm 厚的吸收池时，其T%和A各为多少？
(1) T%和A: 71, 0.15
(2)T%和A: 35, 0.46
７.２.２
吸收光谱曲线
同一溶液对不同波长的光，其吸光度不同，
将不同波长的光通过某一固定溶液，测得每一波 长下的吸光度，如果以波长为横坐标，吸光度为 纵坐标，所得曲线叫吸收光谱曲线。
紫光
400~450nm
7.1.3 光的选择吸收与溶液颜色
1.光的互补色
紫 蓝 青蓝
红
白光
青
橙
黄
绿
2.物质对光的选择吸收与物质颜色 当一束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溶液， 透射光或反射光刺激人的视觉而使人感受到颜色， 所以溶液的颜色由透射光的波长决定。可以组成 白光的两种单色光称为互补色光，我们看到的溶 液颜色是吸收光的互补色。 例如：CuSO4溶液呈兰色，是由于该溶液选
有色时，应选用不加显色剂的试样溶液为参比溶 液（试液空白）。 （３）当试剂、显色剂有色，而待测试液无色
时，则采用不加待测试液，按操作步骤加入显
色剂和试液配置成参比溶液。（试剂空白）
28、可见吸光光度法中选择参比溶液时， 若试液无色，显色剂有色，应选（ B） A、溶液空白 B、试剂空白 C、样品空白 D、褪色空白
1
I0 1 A lg lg abc T It A bc
——称为光吸收定律，又叫朗伯－比耳定律。 是吸光物质在特定波长和显色测量条件下的一个特征
常数，是物质吸光能力的量度。可用于表示定量分析 方法的灵敏度。
例１：某溶液遵循光吸收定律，当浓度为C时
透光率为T，当浓度为2C，液层厚度不变时，透 光率为（D ） A、2T B、T C、 T D、T2
择性的吸收了白光中的黄色光。 又例：KMnO4溶液呈紫色，是由于溶液选择性 的吸收了白光中的绿光。
例、某溶液在阳光（白光）下呈兰色，在钠光
（黄光）下呈（ D A、黄色 C、无色 ）
B、兰色 D、黑色
7.2 吸光光度法基本原理
7.2.1 光吸收定律
当一束平行的单色光垂直通过某一溶液时， 由于溶液对光的吸收，透过光的强度必小于入射 光的强度，单色光通过溶液被吸收的程度称为吸 光度，用“A”表示。
7.1.2 光的基本性质
光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。
紫外区
400nm
可见光区域
红外区
760nm
在可见光区域各种光的波长范围： 红光 650~760nm 橙光 600~650nm
黄光
绿光
580~600nm
500~560nm
黄绿光
蓝绿光
560~580nm
480~500nm
蓝光
450~480nm
A、兰 兰 B、绿 黄
D、黄 兰 C、黄 黄
选择滤光片的原则：滤光片的颜色应与有溶 液的颜色互补。
3. 吸收池：又称为比色皿，石英玻璃制成，规格
有0.5、1、2、3、5cm等。
4. 检测器： 利用光电效应将光信号转化为电信 号的一种装置。通常用硒光电池。
5. 检流计：常用光点反射式微电计，其标尺上 有两种刻度，一是等分的百分透光度，另一 种是不等分的吸光度。
C B A
由图可知，（１）不同浓度 的KMnO4溶液，其最大吸 收波长相同，为５２５nm. 即对绿光产生最大程度的吸 收。 （２）同一物质，不同 浓度时,吸收光谱曲线形 状类似。
(3)不同物质因其分子结构不同而具有各自特征的吸收光
谱,据此可做物质的初步的定性分析;同一波长下吸光度随
浓度的增大而增大,据此可做物质的定量分析.
例２一束单色光通过厚度为1cm的有色溶液 后，强度减弱20%，当它通过厚度为5cm的相同
溶液时，强度将减弱（ C ）
A、42% B、 58% C、67% D、78%
例３、已知Fe2＋的浓度为560ug/l的溶液，显色
后在2.00cm的比色皿中测得吸光度为0.20，则 有色化合物的摩尔吸光系数为____ L· －1· － mol cm 1. 1.0*103 （已知Fe的式量为55.85 ）
I0 1 lg abc 实验证明： A lg T It
式中 ：T ——透光率, I0—— 入射光强度； It——透过光强度；a——吸光系数；b——液层厚 度；c——溶液浓度；
如果浓度c单位为 mol/L，液层厚度b单位为 cm,
吸光系数a用
表示，称为摩尔吸光系数，单位
1
为
L mol cm
第八章 吸光光度法
7.1 概述
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、紫外 分光光度法及红外光谱法 等。 7.1.1 比色分析法和分光光度法的特点和适用范围
1.灵敏度高；测定浓度的下限一般为10-5~ 10-6mol/L 2.准确度较高；比色分析法的相对误差5%~10%， 分光光度法为2%~5% 3.快速简便，应用广泛；