第十章 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。
第十章 吸光光度法课后习题及答案
第十章吸光光度法9.1 0.088 mg Fe3+.用硫氰酸盐显色后,在容量瓶中用水稀释到50 mL,用1 cm 比色皿,在波长480 nm处测得A=0.740。
求吸收系数α及κ。
9.2 用双硫腙光度法测定Pb2+,Pb2+的浓度为0.08mg/50mL,用2cm比色皿在520nm下测得T=53%,求κ。
9.3 用磺基水杨酸法测定微量铁。
标准溶液是由0.2160gNH4Fe(SO4)2·12H2O溶于水中稀释至500mL配制成的。
根据下列数据,绘制标准曲线。
标准铁溶液的体积V /mL 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0吸光度0.0 0.165 0.320 0.480 0.630 0.790某试液5.00 mL,稀释至250 mL。
取此稀释液2.00 mL,与绘制标准曲线相同条件下显色和测定吸光度。
测得A=0.500。
求试液铁含量(单位:mg/mL)。
铁铵矾的相对分子质量为482.178。
9.4 取钢试样1.0 g,溶解于酸中,将其中锰氧化成高锰酸盐,准确配制成250mL,测得其吸光度为1.00×10–3 mol·L-1 KMnO4溶液的吸光度的1.5倍。
计算钢中锰的百分含量。
9.5 用普通光度法测定铜。
在相同条件下测得1.00×10-2 mol·L-1标准铜溶液和含铜试液的吸光度分别为0.699和1.00。
如光度计透光度读数的相对误差为0.5%,测试液浓度测定的相对误差为多少?如采用示差法测定,用铜标准液为参比,测试液的吸光度为多少?浓度测定的相对误差为多少?两种测定方法中标准溶液与试液的透光度各差多少?示差法使读书标尺放大了多少倍?9.6 某含铁约0.2%的试样,用邻二氮杂菲亚铁光度法)κ=1.1×104)测定。
试样溶解后稀释至100mL,用1.00cm比色皿,在508nm波长下测定吸光度。
(1)为使吸光度测量引起的浓度相对误差最小,应当称取试样多少克?(2)如果说使用的光度计透光度最适宜读数范围为0.200至0.650,测定溶液应控制的含铁的浓度范围为多少?9.7 某溶液中有三种物质,他们在特定波长处的吸收系数a(L·g-1·cm-1)如下表所示。
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。
第10章 吸光光度法
价电子
分子振动 分子转动
钨灯
碳化硅热棒 电磁波发生器
比色及可见光度法
红外光度法 微波光谱法 核磁共振光谱法
2. 分子吸收光谱产生原理
吸收光谱是由物质对不同波长的光具有选择性吸收 作用而产生的。 由物质的价电子能级跃迁 (能量差在1~20eV)而 产生的吸收光谱,是紫外及可见分光光度法——本章 研究内容。 由物质的分子振动能级(能量差约0.05~l eV)和 转动能级(能量差小于0.05 eV)的跃迁而产生的吸收 光谱,为红外吸收光谱法——用于分子结构的研究。 说明:物质只有对特定波长(能量)的光才能有吸收。
△T为透光率读数的绝对误差,一般为± 0.01。
Er-T 关系图: Er ≤±4%时:
T: 15%~65 %
A: 0.2~0.8
T = 36.8 %,A = 0.434 时误差最小。
10.5 示差吸光光度法
1. 示差吸光光度法的原理 (高浓度) 常规法: 以试剂空白为参比
A bCx
示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比 (Cs<Cx)
3. 有色溶液对光的选择性吸收
① 单色光、复合光、互补光 单色光:具有同一波长的光
复合光:包含不同波长的光 互补光: 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, 这两种单色光为互补 光。 绿
蓝绿
黄
绿蓝
橙
蓝 紫
红
② 有色溶液对光的吸收
吸收黄色光
复合光
完全透过
溶液的颜色与其吸收掉光的颜色为互补色。 有色溶液呈现不同颜色的原因: 物质的电子结构不同,价电子跃迁所需能量不同, 所吸收光的波长不同,因此溶液对光的选择性吸收, 使其呈现不同颜色。
a. 选择性好
吸光光度法习题
第十章吸光光度法一、单项选择题(共25题)10.1。
1 在光度分析中,以1cm的比色皿测量透光率为T,若比色皿的厚度增加一倍,透过率为()A、T/2B、T2C、2T D10.1.2 相同质量Fe3+和Cd2+(Mr(Fe)=55。
85,Mr(Cd)=112.4),各用一种显色剂在同样体积溶液中显色,用分光光度法测定,前者用2cm比色皿,后者用1cm比色皿,测得吸光度相同,则两种有色络合物的摩尔吸光系数ε为()A、基本相同B、Fe3+为Cd2+两倍C、Cd2+为Fe3+两倍D、Cd2+为Fe3+四倍10。
1.3 以下说法错误的是()A、摩尔吸光系数ε随浓度增大而增大B、吸光度A随浓度增大而增大C、透过率T随浓度增大而增大D、透过率T随比色皿加厚而减小10。
1。
4 Ni(NH3)42+络离子为绿色溶液,其吸收最大的光的颜色为( )A、绿色B、红色C、紫色D、黄色10。
1。
5 以下说法错误的是()A、吸光度A与浓度C成直线关系B、透光率随浓度的增加而减少C、当透过率为“0”时吸光度为∞D、选用透过率与浓度做工作曲线准确度高10。
1。
6 分光光度计检测器直接测定是( )A、入射光的强度B、吸收光的强度C、透过光的强度D、散射光的强度10。
1.7 某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR,若溶液中M的浓度为1。
0⨯10-4mol/L,用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0。
400,此络合物在525nm处的摩尔吸光系数ε为()A、4。
0⨯10—3 L*mol—1*cm—1B、4.0⨯103 L*mol—1*cm-1C、4.0⨯10-4 L*mol—1*cm—1D、4.0⨯105 L*mol—1*cm—110.1.8 测定纯金属钴中锰时,在酸性溶液中以KIO4氧化Mn2+成MnO4-光度测定,测定试样中锰时,其参比溶液为()A、蒸馏水B、含KIO4的试样溶液C、KIO4溶液D、不含KIO4的试样溶液10。
第10章 吸光光度法
当:c的单位用mol·L-1表示时,用ε表示. ε-摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A=εbc = 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
(一)光学因素 (二)化学因素
(一)光学因素
1.非单色光的影响: 非单色光的影响: Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应,必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 , 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 ( 2 − k1) A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论: 结论: • 选择较纯单色光(Δλ↓,单色性↑) 选择较纯单色光(Δλ↓,单色性↑ • 选λmax作为测定波长
长
波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
(一)光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 (二)分类: 分类: 1.光谱法:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部 光谱法:利用物质与电磁辐射作用时, 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱
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。
分析化学(第五版) 第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 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
10.1 概述 吸收光谱 发射光谱 散射光谱 分子光谱 原子光谱
吸光光度法:分子光谱分析法的一种, 吸光光度法:分子光谱分析法的一种,又称分光光 度法, 度法,属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
e 溶剂 有机溶剂,提高灵敏度、 有机溶剂,提高灵敏度、显色反应速率 f 干扰离子 消除办法: 消除办法: 提高酸度,加入隐蔽剂, 提高酸度,加入隐蔽剂,改变价态 选择合适参比 铬天菁S测 ,氟化铵褪色,消除锆、 钴干扰) 褪色空白(铬天菁 测Al,氟化铵褪色,消除锆、镍、钴干扰 选择适当波长
10.5 光度分析法的设计
2 物理化学因素 非均匀介质 胶体,悬浮、乳浊等对光产生散射, 胶体,悬浮、乳浊等对光产生散射,使实测 吸光度增加, 吸光度增加,导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、 离解、缔合、异构等 如:Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮-醌腙式 的偶氮- 的偶氮
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统 光源 单色器 样品池 检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见,近红外 紫外,可见,近红外 紫外、可见(荧光) 红外 原子光谱 各种谱学手段
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。
分析化学十课后习题答案
第十章 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===1lglg0 4.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 lg0== 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10章吸光光度法
• • • • • • • • • • 本章主要内容: 第一节 概述 一、吸光光度法的特点 二、光吸收的基本定律 三、比色法和吸光光度法及其仪器 第二节 光度分析法的设计 一、显色反应 二、显色条件的选择 三、测量波长和吸光度范围的选择 四、参比溶液的选择
续前
• 第三节 光度分析法的误差
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400 500 600 700
/nm
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10.2 光吸收基本定律
1. 光吸收定律-朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据,研究光吸收的最基本定律
800
λ1
白光
600
500
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
光栅:在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度
等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。 原理: 利用光通过光栅时
平面透 射光栅 透 镜
光屏
M1
发生衍射和干涉现象而 分光.
M2
光栅衍射示意图
出 射 狭 缝
检测器
-kbc -A T = 10 = 10
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T = 10
-kbc
T
A=kbc
c
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g· L-1表示时,用a表示,
A=abc
a的单位: L· g-1· cm-1
当c的单位用mol· L-1表示时,用表示.
分析化学第五版题库试题选编(第十章吸光光度法)
2 分(1102)透射比与吸光度的关系是-----------------------------------------------------------------------( )(A) 1TA=(B)lg1TA=(C) lg T = A(D)TA=lg12 分(1102)(B)2分(1103)1103一有色溶液对某波长光的吸收遵守比尔定律。
当选用2.0cm的比色皿时,测得透射比为T,若改用1.0cm的吸收池,则透射比应为----------------------------------------------------------( )(A) 2T(B) T/2(C) T2(D) T1/213. 2分(1103)1103(D)2分(1104)1104符合比尔定律的有色溶液,浓度为c时,透射比为T0,浓度增大一倍时,透射比的对数为-------------------------------------------------------------------------------------------------------------( )(A) T0/ 2 (B) 2T0(C) (lg T0)/2 (D) 2lg T02分(1104)1104(D)2 分(1105)有色络合物的摩尔吸光系数(ε)与下述各因素有关的是-----------------------------------( )(A) 比色皿厚度(B) 有色络合物的浓度(C) 入射光的波长(D) 络合物的稳定性2 分(1105)(C)2 分(1106)摩尔吸光系数(ε)的单位为-----------------------------------------------------------------------( )(A) mol/(L·cm) (B) L/(mol·cm)(C) mol/(g·cm) (D) g/(mol·cm)2 分(1106)(B)2分(1107)1107以下说法错误的是--------------------------------------------------------------------------------( )(A)摩尔吸光系数ε随浓度增大而增大(B)吸光度A随浓度增大而增大(C)透射比T随浓度增大而减小(D)透射比T随比色皿加厚而减小2分(1107)1107(A)2分(1108)1108以下说法正确的是--------------------------------------------------------------------------------( )(A)透射比T与浓度呈直线关系(B)摩尔吸光系数 随波长而变(C)比色法测定MnO4-选红色滤光片,是因为MnO4-呈红色(D)玻璃棱镜适于紫外区使用2分(1108)1108(B)2分(1110)1110某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR,若溶液中M的浓度为1.0×10-4mol/L,用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0.400,此络合物在525nm处的摩尔吸光系数为-------------------------------------------------------------------------------------------------------( )(A) 4.0×10-3(B) 4.0×103(C) 4.0×10-4(D) 4.0×1052分(1110)1110(B)1分(1112)1112有色溶液的光吸收曲线(吸收光谱曲线)是以______________________为横坐标,以___________________为纵坐标绘制的。
第10章 吸光光度法
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E h c h
h -普朗克(Planck)常数 6.63×10-34J·s
c -真空中光速 2.99792458×108m/s~3.0 ×108m/s
-波长,单位:m,cm,mm, m,nm,Å
1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
用不同波长的单色光照射溶液,测其吸光度,以A对λ作
图,得吸收曲线,即吸收光谱。
10
第
不同物质吸收曲线的形状,λmax位置不同。
章
——定性分析
吸 光
最大吸收波长(λmax)—吸光度A最大处对应的波长。
光
度
法
第
10
章
同一物质在同一波长下吸光度A随着浓度的增
吸
大而增大 。
光
光
——定量分析
度
法
❖ 物质的分子结构与吸收光谱的关系
E
E2
E1
h
hc
不同物质分子因结
构不同而能级不同,故
各能级间的能级差也不
相同,因而选择吸收的
性质反映了分子内部结
第
构的差异。
章 吸 光 光 度 法
10
10.1.3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
入射光
I0
It
透射光
b
透射比(透光度) T It I0
第
吸光度
A lg I0 lg 1 lg T
章
② 吸光物质为均匀非散射体系;
吸 光
③ 吸光质点之间无相互作用(稀溶液) ;
光 度
④ 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程。
吸光光度法
第四节、 第四节、吸光光度法的仪器部件 一、目视比色法
用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅,以确 用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅, 定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法. 定被测物质含量的方法,称为玛纳斯比色法. 最常用的目视比色法是标准系列法. 最常用的目视比色法是标准系列法.
C1
C2
分子振动
红外光谱法
第一节、吸光光度法概述 第一节、
吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法, 起来的分析方法, 包括: 包括:
比色分析法, 比色分析法, 可见光度法, 可见光度法, 紫外分光光度法, 紫外分光光度法, 红外分光光度法。 红外分光光度法。
比色分析法和分光光度法特点: 比色分析法和分光光度法特点:
二、仪器测量误差
当A=0.434时,测量值 A=0.434时 相对误差最小. 相对误差最小.
三.测量条件的选择
1、入射光波长的选择
2、吸光度读数范围的选择
T最小=0.368, A=-logT=0.434, A=-logT=0.434,
3、参比溶液的选择
(1)、当试液, (1)、当试液,显色剂及所用的其他试剂在测定波长处无 吸收时,可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; 吸收时,可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; (2)、如果显色剂无吸收,而待测试液在此波长处有吸收, (2)、如果显色剂无吸收,而待测试液在此波长处有吸收, 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收,可将一份试液, (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收,可将一份试液, 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来, 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来,使之不再与显色 剂反应,然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂, 剂反应,然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂,以此作 参比溶液. 参比溶液.
第十章紫外-可见吸光光度法习题及答案
1第十章 紫外-可见吸光光度法习题1.是非判断题1-1物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长所致,VitB 12溶液呈现红色是由于它吸收了白光中是红色光波。
了白光中是红色光波。
1-2因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光,故称这两种光为互补色光。
因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光,故称这两种光为互补色光。
1-3有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
1-4符合朗伯符合朗伯--比耳定律的某有色溶液的浓度越低,其透光率越小。
比耳定律的某有色溶液的浓度越低,其透光率越小。
1-5符合比耳定律的有色溶液稀释时,其最大吸收峰的波长位置不移动,但吸收峰降低。
1-6朗伯朗伯--比耳定律的物理意义是:比耳定律的物理意义是:当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时,当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时,当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时,溶液是吸光度与吸溶液是吸光度与吸光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
1-7在吸光光度法中,摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
在吸光光度法中,摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
1-8吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
1-9有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小,,所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
1-10在吸光光度测定时,在吸光光度测定时,根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论,根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论,根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论,被测溶液浓被测溶液浓度越大,吸光度也越大,测定结果也就越准确。
度越大,吸光度也越大,测定结果也就越准确。
1-11进行吸光光度法测定时,必须选择最大吸收波长的光作入射光。
第十章 吸光光度法
Cd2+ :的浓度为:
A=-lgT=-Lg0.445=0.35
κ=-1·cm-1
=1.4×10-3 μg·cm-2
16.钴和镍与某显色剂的络合物有如下数据:
λ/nm 510 656 KCo/L×mol-1×cm-1 3.64×104 1.24×103 KNi/L×mol-1×cm-1 5.52×103 1.75×104 将0.376g土壤试样溶解后配成50.00ml溶液,取25.00ml溶液进行处理,以除去干扰物质,然后加入先色剂,将体积调至50.00ml.此溶液在510nm处吸光度为0.467,在656nm处吸光度为0.374,吸收池厚度为1cm。计算钴镍在土壤中的含量(以μg·g-1表示)。
解:根据题意得
由图得k=4.200
硅的质量百分数
≈1.24%
答:试样中硅的质量百分数为1.24%。
19.钢样0.500g溶解后在容量瓶中配成100ml溶液。分取20.00ml该溶液于50ml容量瓶中,其中的Mn2+氧化成MnO4-后,稀释定容。然后在λ=525nm处,用b=2cm的比色皿测得A=0.60。已知k525=2.3×103L·mol-1·cm-1,计算钢样中Mn的质量分数(﹪)。
4.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)在适宜的低浓度时,测其吸光度A,然后根据计算而求得。
(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。
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,无荧光和化学现象发生。
吸光光度法
第十章 吸光光度法
第1讲
第十章 吸光光度法
吸光光度法( 吸光光度法 ( Absorption Photometry) 是一 ) 种基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种 分析方法。包括可见吸光光度法、紫外-可见吸光 分析方法 。 包括可见吸光光度法 、 紫外 可见吸光 光度法和红外光谱法等。 光度法和红外光谱法等。 吸光光度法同滴定分析 重量分析法相比,有以下一些特点: 法、重量分析法相比,有以下一些特点: (一)灵敏度高 吸光光度法测定物质的浓度下 一 灵敏度高 最低浓度)一般可达 的微量组分。 限 (最低浓度 一般可达 最低浓度 一般可达1-10-3%的微量组分 。 对固 的微量组分 体试样一般可测到10 体试样一般可测到 -4%。如果对被测组分事先加 。 以富集,灵敏度还可以提高1-2个数量级 个数量级。 以富集,灵敏度还可以提高 个数量级。
第30讲 30讲第十章 吸光度法第1讲在分光光度测定中, 在分光光度测定中,盛溶液的比色皿都是采用相 同质且的光学玻璃制成的, 同质且的光学玻璃制成的,反射光的强度基本上是不 变的(一般约为入射光强度的 一般约为入射光强度的4% 其影响可以互相抵消 其影响可以互相抵消, 变的 一般约为入射光强度的 %)其影响可以互相抵消, 于是可以简化为 I0=It+Ia 纯水对于可见光的吸收极微, 纯水对于可见光的吸收极微,故有色液对光的吸 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 当入射光的强度I 一定时,如果I 越大, 就越小, 当入射光的强度 0一定时, 如果 a越大 , It就越小 , 即透过光的强度越小, 即透过光的强度越小,表明有色溶液对光的吸收程度 就越大。 就越大。 实践证明,有色溶液对光的吸收程度, 实践证明,有色溶液对光的吸收程度,与该溶液 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 如果保持入射光的强度不变, 如果保持入射光的强度不变,则光吸收程度与溶液的 浓度和液层的厚度有关。 浓度和液层的厚度有关。
《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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2013-8-6
第四节
吸光光度法的仪器
一.分光光度计的基本部件: 光源: 可见光光度计: 6~12V低压钨灯 单色器(分光系统): 通过光学原理从复合光中滤 出某一波长的光 吸收池(比色皿): 盛装溶液的容器 检测系统: 利用光电效应使光强度转化为光电流 进行测量 信号显示系统: 以一定的方式显示或记录光电流 的强度大小
第 十 章
吸光光度法
一.什么叫吸光光度法? 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法
叫做吸光光度法。
二.分类:
比色法、紫外—可见吸光光度法、红外光谱法等
●本章主要讨论溶液的可见吸光光度法,又称分光
光度法,其测定对象以金属离子为主。
2013-8-6
三.特点:
1、灵敏度高。常用于含量在1%~10-3 %的微量组 分的测定,甚至可测定低至10-4% ~10-5 %的痕量 组分。
作参比液;
②若显色剂或其它试剂对入射光有吸收,应选用
试剂空白为参比液;
③若试样中其它组分有吸收,而显色剂无吸收且 不与其它组分作用,则应选用不加显色剂的试样 溶液作参比液;
2013-8-6
④若显色剂和试液都有吸收,或显色剂与试液中共
存组分(即干扰离子)的反应产物有吸收,可在一
份试液中加入适当试剂将被测组分掩蔽起来,然后
A 0.190 1.06 104 ( L mol 1 cm1 ) 6 bc 2 8.95 10
55.85 3 2 (3) S 5.27 10 ( g cm ) 4 1.06 10
M
2013-8-6
三.引起偏离朗伯—比尔定律的因素 (一)物理因数 条件:1、入射光为平行单一波长的光且垂直照射 1、非单一波长光引起的偏差 2、吸光物质为均匀非散射体系 2、非平行入射光引起的偏差 3、吸光质点之间无相互作用 3、介质不均匀引起的偏差 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 (二)化学因数 1、溶液浓度过高引起的偏差 2、化学反应引起的偏差
吸收: 绿青色光
2013-8-6
2.溶液颜色的深浅取决于吸光物质的浓度高低
浓度越高→对相应光的吸收就越多→互补色光越强
呈现的颜色就越深
三.吸收曲线的绘制 1、概念: 吸光度(A) —某一波长处,物质对光的吸收程度。 A↑ 吸收程度越大
2013-8-6
吸收曲线—以A为纵坐标,照射吸光物质的波长λ为 横坐标,所绘制出的曲线就称为吸收曲线。 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) λmax
一、光的基本性质 二、物质对光的选 择性吸收 三、吸收曲线的绘
制
2013-8-6
一.光的基本性质
普朗克方程:
E h h
C
h: 普朗克常量=6.63×10-34J· S
电磁波谱(或光谱)-光按照波长的长短顺序排列 成谱就是电磁波谱。 可见光-人眼可以感觉到的电磁波谱就是可见光。 其波长范围是:400~750nm。
解:A lg T lg 0.645 0.190
(1)c 500 g / L 5.00 104 g / L
A 0.190 a 1.90 102 ( L g 1 cm1 ) bc 2 5.00 104
2013-8-6
5.00 104 (2)c 8.95 106 (mol / L) 55.85
2013-8-6
标准曲线的另一 个用途 :求得摩 尔吸收系数κ
Ax
A Kbc
tgα=Kb α Cx K=tgα/b
2013-8-6
(一)单组分的测定 2.示差分光光度法: 步骤(1):以一个浓度比待测试液Cx 稍低的标准溶 液Cs为参比(调节仪器的T=100%,即A=0),然 后再测定试液的吸光度Af 。 Af = Ax–AS =ĸb(Cx–CS)= ĸb△C 参比标准溶液 Cs 标准溶液 C1 C2 C3 ······ Cn Af 与 Cx的关系如何? 浓度差△C C1- Cs C2- Cs C3- Cs ······Cn- Cs 以试剂空白为参比,则: 相同条件下, A1 A2 A3 ······ An Ax =ĸbCx 吸光度Af AS= ĸbCS
作业: Р301. 15. 19. 20.
2013-8-6
2013-8-6
(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则不相 同。 ——定性分析依据 (3)不同浓度的同一种 物质,在某一定波长下 吸光度 A 有差异,即吸 光度随着浓度的增大而 增大 ——定量分析依据
2013-8-6
c1>c2>c3>c4
按相同的操作方法加入显色剂和其它试剂,以此作 为参比液来消除干扰。 如:以铬天青S为显色剂测定Al3+时,Ni2+和Cr3+ 等离子也会显色。则取一份试液加适量F-将Al3+掩 蔽后,然后按操作方法加入显色剂及其它试剂, 以此溶液作参比来测量试液的吸光度。
2013-8-6
第五节
一、定性分析 二、定量分析
2013-8-6
κmax的意义: κmax越大,测定方法的灵敏度越大 κmax>104 L· -1· -1的方法较灵敏 mol cm (三)桑德尔灵敏度(S) ①定义: 当光度仪器的检测极限为A=0.001时,单位 截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。 ②单位: μg · -2 cm ③公式: S=M/κ M:吸光物质的摩尔质量
2013-8-6
步骤(2):制作Af—△C标准曲线,
Ax
△C 步骤(3):在相同条件下,测定未知溶液的Ax;根据 Ax,在标准曲线上查到△ C
2013-8-6
步骤(4):根据△C= Cx- CS,即可求出Cx= △C+ CS 示差分光光度法的特点:可用于常量组分的测定 (二)多组分的同时测定 二.络合物组成和酸碱解离常数的测定
2013-8-6
3.选择显色反应(或显色剂)应注意事项: (1)选择性要好
(2)灵敏度要高:即ε值大
(3)对比度要大:有色物质与显色剂的最大吸收 波长的差别一般要求60nm。 (4)有色物质要稳定,组成要恒定 (5)显色反应的条件要易于控制
2013-8-6
(二)显色反应条件的选择 1.显色剂的用量: 绘制A—显色剂用量曲线 Amax所对应的用量
A=abc
2013-8-6
2. 摩尔吸收系数(κ)
b: cm c: mol· -1 L k用κ表示,
κ称为摩尔吸收系数
单位:L· -1· -1 mol cm
A=κbc 影响κ的因素: 波长、吸光物质性质、溶剂、温度、 溶液的组成、仪器灵敏度等。 ①当波长、温度、溶剂等条件一定时,不同物质κ 不同; ②当温度、溶剂等条件一定时,同一物质κ随波长λ 而改变,λmax时其κ最大,表示为κmax。
吸光光度法的应用
绘制吸收曲线,根据曲线形状、 λmax进行定性分析
(一)单组分的测定 1.标准曲线法 步骤(1):绘制标准曲线
A Kbc
一定条件下,标准溶液: C1、C2、C3 ······Cn
相同条件下,吸光度: A1、A2、A3 ······An 步骤(2):在相同条件下,测定未知溶液的Ax 步骤(3):根据Ax,在标准曲线上查到Cx
色的光按一定的强度比例混合也可形成白光,这两
种光称为互补色光。
2013-8-6
互补色光 — 按一定的强度比例混合就可形成白光 的两种颜色的光就称为互补色光。
2013-8-6
二.物质对光的选择性吸收 ●研究表明,某一物质对某一特定波长范围的光具 有吸收,而对其它波长的光不吸收,也就是说,不同的 物质对不同波长的光的吸收具有选择性。 1.物质呈现的颜色是它所吸收光的互补色 Cu2+: KMnO4: 呈现: 蓝色 呈现: 紫红色 吸收: 黄色光
2、仪器设备简单,操作简便、快速。
3、准确度高。一般仪器为2%~5%,精密仪器为 1%~2%。 4、应用广泛。不仅可以测定绝大多数无机离子, 也能测定许多有机物;不仅用于定量分析,也可用 于某些有机物的定性分析,还可用于某些物理化学 常数及络合物组成的测定。
2013-8-6
第一节
物质对光
的选择性吸收
1
2 3 4
(5)在λmax处吸光度随浓 度变化的幅度最大,测定 最灵敏,所以定量分析时 入射光波长为λmax
——定量分析时选择入 射光波长的依据 λmax
2013-8-6
第二节
一.朗伯—比尔定律
光吸收的基本定律
K:常数; b:液膜厚度; c:待测溶液浓度
It 透射比(又称透光度)T Io 朗伯—比尔定律: A lg T
2013-8-6
单色光—在某一波长范围中任取单一波长的光 , 其颜色均是相同的,那么这一波长范围的光,就称 为单色光。如红光(650nm~750nm)、蓝光(450nm ~480nm )等。 复合光—不同单色光组成的光。如太阳光、白炽 灯光等。 ●白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的 光形成的。进一步的研究表明,只需将两种适当颜
2013-8-6
2.溶液的酸度:
绘制A—酸度曲线
Amax所对应的酸度
3.时间 : 绘制A—时间曲线 4.温度 : 绘制A-温度(T)曲线 5.有机溶剂和表面活性剂 绘制A-有机溶剂用量曲线
Amax所对应的时间 Amax所对应的温度
Amax所对应的用量
绘制A-表面活性剂用量曲线 Amax所对应的用量
2013-8-6
二.分光光度计的类型
可见分光光度计 仪器适用的波长范围 紫外-可见分光光度计 红外分光光度计 单光束 仪器的结构 双光束 双波长
2013-8-6