吸光光度法和分光光度计

分子 振动
分子 转动
1、光的互补性与物质的颜色
单色光：只具有一种波长的光。 混合光：由两种以上波长组成的光，如白光。
绿 黄
青
橙 红
白光
青蓝
蓝 紫
不同颜色的可见光波长及其互补光——
/nm 400-450
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
光学光谱区(Spectral region)
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外 远红外
(真空紫外)
10nm~ 200nm
中层 电子
200nm ~400nm
价电 子
400nm 760 nm ~ 750nm ~ 2.5 m
价电 子
分子 振动
2.5 m 5.0 m ~ 5.0 m ~1000 m
A— 吸光度(absorbance) b— 介质厚度(length/cm) c— 浓度(concentration) K— 吸光系数(absorptivity)
T－透光度(Transmittance)
T = It I0
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = Kbc
T = 10-kbc = 10-A
颜色 紫
蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
互补光 黄绿
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
物质的颜色是由于物 质对不同波长的光具有 选择性的吸收作用而产 生的，物质的颜色由透 过光的波长决定。
例：高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。
如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可 以得白光，这两种光就叫互为补色光。物质呈现的颜 色和吸收的光颜色之间是互补关系。
440
nm
0.2
Absorbance
300
400
500
600
700 /nm
物质对光的吸收本质——
光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出特 征的颜色，这一过程与物质的性质及光的性质有关。
物质对光的吸收
S3
h S2
S1
E3 E2
E1 h E2 E0
S0
E0
物质对光的吸收满足Plank 条件
一、分光光度法特点 (1)方法灵敏度高：
测定下限可达10－3～10－6mol/L。 (2)方法的准确度能满足微量组分测定的要求。 (3)操作简便快速,仪器设备简单。 (4)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。
二、物质对光的选择性吸收
电磁辐射按波长顺序排列，称电磁波谱。
γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波
高能辐射区 γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁
χ射线 来自内层电子能级的跃迁
光学光谱区 紫外光
来自原子和分子外层电子能级的跃迁
可见光
红外光 来自分子百度文库动和转动能级的跃迁
波谱区 微波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁
无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁
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
5. 朗伯-比尔定律的分析应用
A
溶液浓度的测定——
A＝ kbc
0.8
0.6
A~c
0.4
工作曲线法
0.2
(校准曲线)
0
Calibration curve 0 1 2
度最大处对应的波长称为最大吸收波长(max)
2）同一物质不同浓度的溶液，光吸收曲线形状相 似，其最大吸收波长不变；但在一定波长处吸光度 随溶液的浓度的增加而增大。这个特性可作为物质 定量分析的依据。在实际测定时，只有在λmax处 测定吸光度，其灵敏度最高，因此，吸收曲线是吸 光光度法中选择测量波长的依据。
3）不同物质吸收曲线的形状和最大吸收波长 均不相同。光吸收曲线与物质特性有关，故据 此可作为物质定性分析的依据。
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱 (Absorption spectra of Cr2O72-、MnO4- )
350
1.0
Cr2O72-
0.8
525 545 MnO4-
0.6
0.4
学习目的——
1.了解比色法、分光光度法的特点。 2.掌握光的吸收定律及其适用范围。 3.掌握分光光度法的分析方法。 4.了解显色反应及其条件的选择。 5.了解分光光度法仪器测量的误差及测量条
件的选择。 6.了解分光光度法的某些应用。
本章内容(P422)——
§ 11-1 概述 § 11-2 光吸收的基本定律 § 11-3 比色法和分光光度法及其仪器 § 11-4 显色反应及显色条件的选择 § 11-5 分光光度法仪器测量误差
及其消除 § 11-6 分光光度法的某些应用
化学分析与仪器分析方法比较——
化学分析(Chemical analysis)： 准确度高
仪器分析(Instrumental analysis)： 灵敏度高
§ 11.1 概述
比色法：比较待测溶液的颜色深浅测定物质的浓 度。
§ 11.1 概述
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。 ——可见吸光光度法、紫外-可见吸光光度法和红 外光谱法等。
2、吸收光谱或吸收曲线 吸收曲线：测定某种物质对不同波长单色光的吸 收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。
最大吸收波长，max
(cKMnO4:a<b<c<d)
定量分析的基础： 某一波长下测得的 吸光度与物质浓度 有关。
吸收曲线(absorption spectrum)的讨论—— 1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光
E

E2

E0

h

hc

目录
§ 11.2光的吸收定律（朗伯-比尔定律）
1. 朗伯定律(Lambert’s law)
A=lg(I0 /It )=Kb
2. 比尔定律(Beer’s law)
A=lg(I0 /It )=Kc
入射光 I0
透射光 It
3. 朗伯-比尔定律
A = lg (I0/It) =Kbc
4. 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k表示.
k－摩尔吸光系数(Molar absorptivity)
A＝ kbc
k的单位: L·mol-1·cm-1
Ｋ在数值上等于1cm溶液厚度中吸光物 质为1 mol·L-1时的吸光度。