第10章 可见光分光光度法(2完成)
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第10章 可见光分光光度法
（10-2） 可见光分光光度法
1
仪器
可见分光光度计
2
仪器百度文库
紫外-可见分光光度计
3
1.可见分光光度计的基本部件
分光光度计基本构造 光源(light source) ：可见分光光度计都以
钨灯（360~1000nm）作光源。钨灯是6~12V的钨丝
灯泡，仪器装有聚光透镜使光线变成平行光，为 保证光强度恒定不变，配有稳压电源。紫外—可 见分光光度计除有钨灯外其光源还有氢灯，氢灯 发 射 150~400nm 波 长 的 光 ， 适 用 于 200~400nm 波 长 范围的紫外分光光度法测定。
18
•参比溶液的选择 •原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。
利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射 和吸收带来的误差。 ·纯溶剂空白 当试液、试剂、显色剂均为无色时，用 纯溶剂（或蒸馏水）作参比溶液。 ·试剂空白 试液无色，而试剂或显色剂有色时，加入 相同量的显色剂和试剂,作为参比溶液。 ·试液空白 试剂和显色剂均无色，试液中其它离子有
2.双光束
自动记录，快速全波 段扫描。可消除光源不稳 定、检测器灵敏度变化等 因素的影响，特别适合于 结构分析。仪器复杂，价 格较高。
8
3.双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同
一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。
△=1～2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。
9
14
•显色温度 有些反应需要加热。有些显色剂或有色
配合物在较高温度下易分解褪色。此外温度 对光的吸收及颜色深浅也有影响，要求标准 溶液和被测溶液在测定过程中温度一致。 •显色时间
显色反应有快慢，有的有色配合物容易褪 色，因此不同的显色反应需放置不同的时间 ，并在一定的时间范围内进行比色测定。
15
•副反应的影响 例如，被测金属离子M与显色剂R反应，生
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜或 凹面反射镜，将分光 后所得单色光聚焦至 出射狭缝；
⑤出射狭缝。
6
3. 样品室（吸收池）
样品室放置各种类型的吸收池 （比色皿）和相应的池架附件。吸 收池主要有石英池和玻璃池两种。 在紫外区须采用石英池，可见区一 般用玻璃池。
12
•显色剂的用量
显色反应一般可表示为
M+R
MR
13
•溶液的酸度 许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶
液的酸度会直接影响显色剂的解离程度。对某 些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成 会随介质酸度的改变而改变，从而影响溶液的 颜色。另外，某些金属离子会随着溶液酸度的 降低而发生水解，甚至产生沉淀，使稳定性较 低的有色配合物的解离。
成有色配合物MRn，此时，若M有配位效应，R有 酸效应，影响M配位反应的完全程度。通常，当 金属离子有99%以上被配位时，就可认为反应基 本上是完全的。 •共存离子的影响
吸光度增加，造成正干扰。被测组分或显 色剂的浓度降低，引起负干扰。
16
3 分光光度法测量条件的选择
•入射光波长的选择
以最大吸收波长λmax为测量的入射
色时，用不加显色剂的溶液作为参比溶液。
19
4. 检测器
利用光电效应将透过吸收池的 光信号变成可测的电信号，常用的 有光电池、光电管或光电倍增管。
5. 结果显示记录系统
检流计、数字显示、微机进行 仪器自动控制和结果处理
7
二、分光光度计的类型
1.单光束
简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度， 一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高 的稳定性。
4
光源
单色器
样品室
检测器
显示
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作 为光源，其辐射波长范 围在320～2500 nm。
紫外区：氢、氘灯。 发射185～400 nm的连 续光谱。
5
2.单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单色光的光学系统。
分光光度计的主要类型
单光束型
10
2. 显色反应及其影响因素
（1） 显色反应及显色剂：
显色剂
这种被测元素在某种试剂的作用下，转变成有色 化合物的反应叫显色反应（color reaction），所加 入试剂称为显色剂(color reagent)。
常见的显色反应大多数是生成配合物的反应，少数 是氧化还原反应和增加吸光能力的生化反应。
11
显色反应的要求： ·选择性好 所用的显色剂仅与被测组分显色而与其它共存组 分不显色，或其它组分干扰少。 ·灵敏度要足够高 有色化合物有大的摩尔吸光系数，一般应 有104～105数量级。 ·有色配合物的组成要恒定 显色剂与被测物质的反应要定量 进行，生成有色配合物的组成要恒定。 ·生成的有色配合物稳定性好 即要求配合物有较大的稳定常 数，有色配合物不易受外界环境条件的影响，亦不受溶液中 其它化学因素的影响。有较好的重现性，结果才准确。 ·色差大 有色配合物与显色剂之间的颜色差别要大，这样试 剂空白小，显色时颜色变化才明显。
光波长。在此波长处，摩尔吸光系数ε最 大，测定的灵敏度最高。
若 干 扰 物 在 λmax 处 也 有 吸 收 ， 在 干
扰最小的条件下选择吸光度最大的波长。 有时为了消除其它离子的干扰，也常常加 入掩蔽剂。
17
• 吸光度读数范围的选择 透 光 度 读 数 误 差 ΔT
是一个常数，但在不同的 读数范围内所引起的浓度 的相对误差却是不同的。 因此，为了减小浓度的相 对误差，提高测量的准确 度，一般应控制被测液的 吸光度A在0.2~0.7（透光 度 为 65%~20% ） 。 当 溶 液 的吸光度不在此范围时， 可以通过改变称样量、稀 释溶液以及选择不同厚度 的比色皿来控制吸光度。
（10-2） 可见光分光光度法
1
仪器
可见分光光度计
2
仪器百度文库
紫外-可见分光光度计
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1.可见分光光度计的基本部件
分光光度计基本构造 光源(light source) ：可见分光光度计都以
钨灯（360~1000nm）作光源。钨灯是6~12V的钨丝
灯泡，仪器装有聚光透镜使光线变成平行光，为 保证光强度恒定不变，配有稳压电源。紫外—可 见分光光度计除有钨灯外其光源还有氢灯，氢灯 发 射 150~400nm 波 长 的 光 ， 适 用 于 200~400nm 波 长 范围的紫外分光光度法测定。
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•参比溶液的选择 •原则:使试液的吸光度能真正反映待测物的浓度。
利用空白试验来消除因溶剂或器皿对入射光反射 和吸收带来的误差。 ·纯溶剂空白 当试液、试剂、显色剂均为无色时，用 纯溶剂（或蒸馏水）作参比溶液。 ·试剂空白 试液无色，而试剂或显色剂有色时，加入 相同量的显色剂和试剂,作为参比溶液。 ·试液空白 试剂和显色剂均无色，试液中其它离子有
2.双光束
自动记录，快速全波 段扫描。可消除光源不稳 定、检测器灵敏度变化等 因素的影响，特别适合于 结构分析。仪器复杂，价 格较高。
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3.双波长
将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同
一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。
△=1～2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。
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•显色温度 有些反应需要加热。有些显色剂或有色
配合物在较高温度下易分解褪色。此外温度 对光的吸收及颜色深浅也有影响，要求标准 溶液和被测溶液在测定过程中温度一致。 •显色时间
显色反应有快慢，有的有色配合物容易褪 色，因此不同的显色反应需放置不同的时间 ，并在一定的时间范围内进行比色测定。
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•副反应的影响 例如，被测金属离子M与显色剂R反应，生
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜或 凹面反射镜，将分光 后所得单色光聚焦至 出射狭缝；
⑤出射狭缝。
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3. 样品室（吸收池）
样品室放置各种类型的吸收池 （比色皿）和相应的池架附件。吸 收池主要有石英池和玻璃池两种。 在紫外区须采用石英池，可见区一 般用玻璃池。
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•显色剂的用量
显色反应一般可表示为
M+R
MR
13
•溶液的酸度 许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶
液的酸度会直接影响显色剂的解离程度。对某 些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成 会随介质酸度的改变而改变，从而影响溶液的 颜色。另外，某些金属离子会随着溶液酸度的 降低而发生水解，甚至产生沉淀，使稳定性较 低的有色配合物的解离。
成有色配合物MRn，此时，若M有配位效应，R有 酸效应，影响M配位反应的完全程度。通常，当 金属离子有99%以上被配位时，就可认为反应基 本上是完全的。 •共存离子的影响
吸光度增加，造成正干扰。被测组分或显 色剂的浓度降低，引起负干扰。
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3 分光光度法测量条件的选择
•入射光波长的选择
以最大吸收波长λmax为测量的入射
色时，用不加显色剂的溶液作为参比溶液。
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4. 检测器
利用光电效应将透过吸收池的 光信号变成可测的电信号，常用的 有光电池、光电管或光电倍增管。
5. 结果显示记录系统
检流计、数字显示、微机进行 仪器自动控制和结果处理
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二、分光光度计的类型
1.单光束
简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度， 一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高 的稳定性。
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光源
单色器
样品室
检测器
显示
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
可见光区：钨灯作 为光源，其辐射波长范 围在320～2500 nm。
紫外区：氢、氘灯。 发射185～400 nm的连 续光谱。
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2.单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单色光的光学系统。
分光光度计的主要类型
单光束型
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2. 显色反应及其影响因素
（1） 显色反应及显色剂：
显色剂
这种被测元素在某种试剂的作用下，转变成有色 化合物的反应叫显色反应（color reaction），所加 入试剂称为显色剂(color reagent)。
常见的显色反应大多数是生成配合物的反应，少数 是氧化还原反应和增加吸光能力的生化反应。
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显色反应的要求： ·选择性好 所用的显色剂仅与被测组分显色而与其它共存组 分不显色，或其它组分干扰少。 ·灵敏度要足够高 有色化合物有大的摩尔吸光系数，一般应 有104～105数量级。 ·有色配合物的组成要恒定 显色剂与被测物质的反应要定量 进行，生成有色配合物的组成要恒定。 ·生成的有色配合物稳定性好 即要求配合物有较大的稳定常 数，有色配合物不易受外界环境条件的影响，亦不受溶液中 其它化学因素的影响。有较好的重现性，结果才准确。 ·色差大 有色配合物与显色剂之间的颜色差别要大，这样试 剂空白小，显色时颜色变化才明显。
光波长。在此波长处，摩尔吸光系数ε最 大，测定的灵敏度最高。
若 干 扰 物 在 λmax 处 也 有 吸 收 ， 在 干
扰最小的条件下选择吸光度最大的波长。 有时为了消除其它离子的干扰，也常常加 入掩蔽剂。
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• 吸光度读数范围的选择 透 光 度 读 数 误 差 ΔT
是一个常数，但在不同的 读数范围内所引起的浓度 的相对误差却是不同的。 因此，为了减小浓度的相 对误差，提高测量的准确 度，一般应控制被测液的 吸光度A在0.2~0.7（透光 度 为 65%~20% ） 。 当 溶 液 的吸光度不在此范围时， 可以通过改变称样量、稀 释溶液以及选择不同厚度 的比色皿来控制吸光度。