吸光光度法和分光光度计
第八章 吸光光度法解析
吸光光度法特点: (1)灵敏度高: 10-5~10-6,10-7~10-8,10-10 mol· L-1 (2)准确度高:
比色分析,相对误差5~10%, 分光光度法,2~5%,1~2%;
(3)应用广泛:
可测定绝大多数无机物和许多有机物;
(4)操作简便仪器设备易普及。
2018/10/21
A
C. 200~780nm
D. 200~1000nm
2 、符合比尔定律的一有色溶液,当其浓度增大 时,最大吸收波长和吸光度分别是 A. 不变,增加 C. 增加,不变 B. 不变,减少 D. 减少,不变
A
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3、下列表述不正确的是
C
A. 吸收光谱曲线,表明了吸光度随波长的变化关系 B. 吸收光谱曲线中,最大吸收处的波长为最大吸收波长 C. 吸收光谱曲线,以波长为纵坐标,以吸光度为横坐标
分子内部价电子运动,分子内原子振动和分子绕其重心的转动。
分子能量
E Ee Ev Er
电子能 振动能 转动能
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分子吸收光谱产生: 分子吸收外界能量(光、电、热)引起分子能级 跃迁,从基态跃迁到激发态
E E1 E2 hv
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电子跃迁能级较大, 能量在1~20eV,紫外 可见吸收光谱在
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偏离Beer定律的主要因素表现为以下两个方面: 1. 光学因素; 2. 化学因素
二.偏离朗伯-比尔定律的原因
1、光学因素:非单色光引起的偏离 严格地说,朗伯-比尔定律只适用于单色光。
设入射光由 1 和 2 两种波长组成,溶液的吸光 质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律
对1: A lg I 01 bc 1 1 I
吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一类
1852年;比尔: 阐明了物质对光的吸收程度与溶液浓度之间的关 系.
Ak2c
由比尔将二者结合起来,就得到布格-朗伯-比尔定 律,一般叫做朗伯-比尔定律.
AKbc
2、朗伯-比尔定律 的推导〔数学表达 式〕<略〕
3、灵敏度的表示方法
<1>吸收系数a〔吸光系数a 〕 当液层厚度b以cm为单位、吸光物质的浓度c以
§8-4 吸光光度法分析条件的选择
在光度分析中,一般需先选择适当的试剂与试样中的 待测组分反应使之生成有色化合物,然后再进行测定.
因此,分析条件的选择包括反应条件和测量条件的选 择.
一、显色反应及其条件的选择 〔一〕显色反应和显色剂 1、概念:
显色反应:将被测组分转变成有色化合物的反应称 为显色反应. M + R = MR
这种方法简便、快速,对于解离度小的络合物,可 以得到满意的结果.
2、等摩尔连续变化法
此 法 的 做 法 是 保 持 CM 和 CR 的 浓度保持不变,即CM + CR = 常数, 连续改变CM和CR的比值,在选定 的仪器条件和波长下测定溶液的 吸光度A.
以A对CM/CR +CM作图.
等摩尔连续变化法测定络合物组成
g·L-1为单位时,K用a表示,称为吸收系数,其单位为 L·g-1·cm-1.此时朗伯-比尔定律表示为
A=abc
<2>摩尔吸光系数ε 当液层厚度b以cm为单位、吸光物质的浓度c
以mol·L-1为单位时,K用ε表示,称为摩尔吸收系 数,其单位为L·mol-1·cm-1.此时朗伯-比尔定律表 示为
A= εbc
二、吸光光度法的测量误差及测量条件的选择
光度法的误差除各种化学因素外,还有因仪器精度 不够,测量不准所带来的误差.
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
第九章 吸光光度法
发生相互作用。 假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。 当溶液浓度c >10 -2 mol/L 时,吸光质点间可能发 生缔合等相互作用,直接影响了对光的吸收。 故: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。
度的乘积成正比。 朗伯——比耳定律不仅适用于有色溶液,也适 用于其它均匀、非散射的吸光物质(包括液体、气 体和固体),是各类吸光光度法的定量依据。
A bc
式中,A:吸光度,描述溶液对光的吸收程度; b:液层厚度(光程长度),通常以cm为单位; c:溶液的摩尔浓度,单位mol· -1; L
无线电波 11000m
光谱名称 波长范围 X射线 0.1—10nm 远紫外光 10—200nm
跃迁类型
辐射源
分ห้องสมุดไป่ตู้方法 X射线光谱法
真空紫外光 度法
K和L层电子 X射线管 中层电子 氢灯 氢灯 钨灯
碳化硅热棒
近紫外光 200—400nm 价电子 可见光 400—750nm 价电子
近红外光 0.75—2.5μ m 分子振动 中红外光 2.5— 分子振动 5.0μ m
A总 lg(I01 I02 ) /(I01 10
1bc
I02 10
2bc
)
讨论: A总 lg(I0 I0 ) /(I0 10
1 2 1
1bc
I02 10
2bc
)
(1) 1= 2 = 则: A总 =lg(Io/It)= bc
(2) 若 2≠ 1 ;A与C则不成直线关系。 2与 1
I0 A lg I t A Kbc
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
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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。
第九章吸光光度法(简)
解 已知T=0.501,则A=-lgT=0.300,b=2.0cm,
c
25.0 10 6 g 50.0 10 3 L
5.00 10 (4 g L1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc,
a
A bc
0.300 2.0cm 5.00 10 4 g
L1
3.00
10 2 L.g -1.cm1
III
III 0.0006mg/mL
0.3
0.2
II
I
0.1
0.0
400
500
600
/nm
1,10-邻二氮杂菲亚 铁溶液的吸收曲线
吸收光谱或吸收曲线
max
KMnO4溶液的吸收曲线
(cKMnO4:a<b<c<d)
KMnO4溶液
对波长525nm附近的绿 色光吸收最强,而对紫 色光吸收最弱。光吸收 程度最大处的波长叫做
实验确定 4.溶剂 5.干扰的消除
三 显色剂
1 无机显色剂:硫氰酸盐、钼酸铵等。 2 有机显色剂:种类繁多 (1)偶氮类显色剂:性质稳定、显色灵敏度高、选择 性好、对比度大,应用最广泛。偶氮胂III、PAR等。 (2)三苯甲烷类:铬天青S、二甲酚橙等
§9-4 吸光度测量条件的选择
一 选择适当的入射波长
2.由于溶液本身的原因所引起的偏离
朗伯—比尔定律是建立在 均匀、非散射的溶液这个基础 上的。如果介质不均匀,呈胶 体、乳浊、悬浮状态,则入射 光除了被吸收外,还会有反射 、散射的损失,因而实际测得 的吸光度增大,导致对朗伯— 比尔定律的偏离。
3. 溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化
其中有色化合物的离解是偏离朗伯—比尔定律的主
荧光分光光度法与吸光光度法的异同
荧光分光光度法与吸光光度法的异同
荧光分光光度法和吸光光度法都是基于物质对光的吸收或发射来进行分析的方法,但它们之间也存在一些区别。
1. 原理不同:吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收来进行分析的方法,而荧光分光光度法是基于物质被激发后发出荧光的特性来进行分析的方法。
2. 光源不同:吸光光度法通常使用可见光或紫外光作为光源,而荧光分光光度法需要使用能够激发荧光的光源,通常是紫外线或短波长的可见光。
3. 灵敏度不同:荧光分光光度法的灵敏度通常比吸光光度法高,因为荧光的强度与物质的浓度成正比,而且荧光信号比吸光信号更容易检测。
4. 应用范围不同:吸光光度法适用于测定溶液中物质的浓度、纯度等,而荧光分光光度法更适用于分析低浓度、微量的物质,如生物样本中的蛋白质、核酸等。
5. 干扰因素不同:吸光光度法容易受到其他物质的干扰,因为其他物质也可能吸收光源的能量。
而荧光分光光度法的干扰相对较小,因为只有被激发的物质会发出荧光。
6. 仪器设备不同:荧光分光光度法需要特殊的荧光分光光度计,而吸光光度法则通常使用普通的分光光度计。
总之,荧光分光光度法和吸光光度法在原理、光源、灵敏度、应用范围、干扰因素和仪器设备等方面都存在一定的差异。
选择哪种方法取决于分析的具体需求和样品的特性。
紫外吸光度的检测方法
紫外吸光度的检测方法
紫外吸光度(UV absorbance)是指物质对紫外光的吸收能力。
常用的紫外吸光度检测方法包括:
1. 分光光度法:使用分光光度计,将待测物溶液通过样品池,测量在特定波长下的吸光度。
这种方法可以同时测量多个波长的吸光度,可用于分析样品的成分和浓度等。
2. 过程分析法:通过不断测量待测物的吸光度变化,可以了解反应的进程和动力学。
常用的过程分析方法有动力学紫外吸收光谱(UV-vis动力学),用于研究快速反应和反应速率常数等。
3. 衍射光谱法:通过衍射光谱仪测量待测物在不同波长下的吸光度,可以确定样品的结构和光学参数。
4. 荧光光谱法:某些物质在紫外光照射下会发生光致荧光,可以通过测量荧光光谱来获得吸光度信息。
这种方法常用于分子结构和功能的研究。
上述方法需要根据具体的实验要求选择适当的波长范围和检测设备,以获得准确的吸光度结果。
吸光光度法
ln T+1=0,即T=0.368, A=-lgT=0.434时△C/C最小。
由(7-5)计算可知,当△T=0.01,要使△C/C<5%,则 T应在70~10%,A为0.15~1.00;实际最好为0.2~0.8,这 就是吸光光度分析中较适宜的吸光度范围(P327)
采取措施: (1)调节待测溶液浓度(通过改变称样量和稀释 等办法 改变c); (2)选厚度不同的吸收池(改变b)。
K1b
b-液层厚度(cm)
1852年,比尔(Beer)指出,当溶液的厚度一 定时,吸光度与溶液的浓度成正比
A lg
I0 It
K2c
c-吸光物质的浓度 (mol/l)
• 将朗伯定律和比尔定律结合起来,可得朗 伯-比尔定律的数学表达式 :
A lg I0 Kbc It
(7-3)
◆物理意义:当一束平行单色光通过某均匀吸收 溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度、吸 收层厚度成正比。
分光实验时,盛试液和参比的比色皿(吸收池)
采用相同质料和厚度的光学玻璃制成,所以Ir 基本不变。
令I0
I
' 0
Ir ,则I0
Ia
It
(7-1a)
即I0固定时,It透过光强度愈小,则Ia愈大,有 色溶液对光的吸收程 1 lgT
It
T
(7-2)
It--透射光强度 I0为入射光强度 T-透光度(以%表 示时称为透光率)
即溶液的透光率愈大,对光的吸收愈小;相反, 透光率愈小,对光的吸收愈大。
A与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有 关,如保持入射光波长不变,则A只与c、b有关。
1760年,朗伯(Lamber)指出,如溶液浓度一定, 该溶液对光吸收程度与液层厚度(吸收池厚度、 光程长度)成正比。
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。
吸光光度法和分光光度法
吸光光度法和分光光度法
吸光光度法和分光光度法都是基于朗伯比尔定律的原理,用于测定溶液的吸光度以确定物质溶液的浓度。
吸光光度法是一种分析方法,基于物质对光的选择性吸收。
它包括紫外可见分光光度法和红外光谱法等不同的子类。
在紫外可见分光光度法中,所用的光谱区域为200~780nm,其中紫外分光光度法为200~400nm,可见分光光度法为400~780nm;红外光谱法的范围则为2.5~1000um。
吸光光度法的特点是入射光是纯度较高的单色光,这大大减少了偏离朗伯一比耳定律的情况,从而使标准曲线直线部分的范围更大,提高了分析结果的准确度。
分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析的方法。
它具有灵敏度高、操作简便、快速等优点,是生物化学实验中最常用的实验方法。
在实际操作中,分光光度计可以连续地照射不同波长的光到一定浓度的样品溶液上,从而得到与不同波长相对应的吸收强度。
总的来说,这两种方法都是通过测量溶液对特定波长光的吸收来进行分析的,但它们的应用范围和特点有所不同。
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。
第九章吸光光度法
蓝绿
黄绿
黄 橙
绿蓝 蓝 紫 紫红
红
4
/nm 400-450
颜色 紫
互补光 黄绿
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
• 分子、原子、离子具有不连续的量子化能 级,当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 - E基 =(hv)n时才能发生吸收。 • 不同物质微粒的结构不同,有不同的量子 化能级,其能量差也不同,因此物质对光 的吸收具有选择性。 • 若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b , 测量不同 λ下的 吸光度A ,以吸光度 A 对 吸收波长λ 作图,就得到-吸收曲线,即吸 收光谱。
•白光:
是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种
色光按一定比例混合而成的。
•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。例如:硫酸铜溶液因吸收 白光中的黄色光而呈蓝色;高锰酸钾溶液因吸白光 中的绿色光而呈紫色。因此,物质呈现的颜色和吸 收的光颜色之间是互补关系。
光的互补性与物质的颜色
二.分光光度计的主要部件
• 1.光源:发出所需波长范围内的连续光谱,有足够的光强度,
稳定。
– 可见光区:钨灯,碘钨灯(320~2500nm)
– 紫外区:氢灯,氘灯(180~375nm)
• 2.单色器:将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。
– 棱镜: 玻璃350~3200nm, 石英185~4000nm
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析:常量组分(>1%),相对误差 0.1%~0.2%
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)。
8章吸光光度法
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光学光谱区
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外
(真空紫外)
远红外
10nm~200nm 200nm 400nm
780 nm 2.5 m 50 m
~400nm ~ 780nm ~ 2.5 m ~ 50 m ~300 m
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三、物质对光的选择性吸收
单色光:具有相同能量(相同波长)的光. 复合光:具有不同能量(不同波长)的光复合 在一起. 例如白光. 互补光:把两种适当颜色的光按一定的强度
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吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏 离
质点间的静电作用 质点的散射 质点间的化学反应
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2.散射 试样不均匀,被测液含悬浮物或胶粒等散射指
点时,入射光因散射而损失。 3.化学因素
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破坏了平衡浓度分析浓度的 正比关系,造成对朗伯—比耳定律的偏离。
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吸收曲线的讨论:
(1)不同物质,曲线形状 不同,最大吸收波长λmax 不同,可用作定性鉴定各 种物质
(2)同一种物质,浓度 不同,其吸收曲线形状相 似,λmax不变。
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(3)同一种物质,浓度不同,在某一定波长下吸光 度 A 有差异,在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最 大,所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择 入射光波长的重要依据。
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8.2 光度计及基本部件
1.目视比色法
观察方向
空白 c1
c2
c3
c4
方便、灵敏,准确度差. 常用于限界分析.
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目视比色法 特点
第十一章_吸光光度法[1]
第⼗⼀章_吸光光度法[1]第⼗⼀章吸光光度法第⼀节吸光光度法概述吸光光度法是光学分析法的⼀种,也称为吸收光谱法。
它是基于物质对光的选择性吸收⽽建⽴起来的分析⽅法。
吸光光度法包括⽐⾊法、可见光分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法和原⼦吸收分光光度法。
吸光光度法根据分⼦的特征吸收光谱可以进⾏定性分析, 根据分⼦的吸光程度⼤⼩可以进⾏定量分析。
吸光光度法的特点如下:(1)灵敏者度⾼可⽤于测定微量组分的含量,测定下限可达10-5~10-6mol·L-1。
若被测组分在测定前先进⾏分离和富集,实验的灵敏度还可以提⾼。
(2)准确度较⾼⽐⾊法的相对误差为5%~20%,分光光度法的相对误差为2%~5%。
吸光光度法的准确度虽然不如滴定分析法⾼,但对微量组分的测定,已完全能满⾜要求。
(3)简便快速吸光光度法所使⽤的仪器设备简单,价格便宜,⼀般实验室都能具备。
仪器的操作简单,易于掌握。
(4)应⽤范围⼴⼏乎所有的⽆机离⼦和有机化合物都可直接或间接的⽤分光光度法进⾏测定。
⽬前分光光度法在实验室中是⼀种常规的分析⽅法。
本章主要介绍其中的⽬视⽐⾊法和可见光分光光度法。
第⼆节基本原理⼀、光的本质与溶液的颜⾊光是⼀种电磁波,通常⽤频率或在真空中的波长来描述。
不同波长(或频率)的光,能量不同。
波长短的光能量⼤,波长较长的光能量⼩。
如按波长⼤⼩顺序排列即得表11-1所⽰的电磁波谱。
表11-1 电磁波谱区域波长范围跃迁类型光谱类型x射线10-3~10(nm)内层电⼦跃迁x射线吸收、发射、衍射,荧光光谱、光电⼦能谱远紫外10~200(nm)价电⼦和⾮键电⼦跃迁远紫外吸收光谱,光电⼦能谱紫外200~400(nm)紫外-可见吸收和发射光谱可见光400~750(nm)近红外0.75~2.5(µm)分⼦振动近红外吸收光谱红外 2.5~1000(µm)分⼦振动红外吸收光谱微波0.1~100(cm)分⼦转动、电⼦⾃旋微波光谱,电⼦顺磁共振⼈的⾁眼可按颜⾊分辨在可见光区域内不同波长的光,在可见光区各种有⾊光与波长范围如表11-2所⽰。
分光光度计的原理与使用
分光光度计的原理与使用一、目的要求:1、学会紫外-可见分光光度计的原理和使用方法2、学会测量溶液的浓度.二、实验原理:1、分光光度计原理:分光光度计是目前化验室中使用比较广泛的一种分析仪器,其测定原理是利用物质对光的选择性吸收特性,以较纯的单色光作为入射光,测定物质对光的吸收,从而确定溶液中物质的含量.其特点是灵敏度高;准确度高;测量范围广;在一定条件下,可同时测定水样中两种或两种以上的物质组分含量等.分光光度计按其波长范围可分为可见分光光度计〔工作范围360~800nm〕、紫外-可见分光光度计〔工作范围200~1000nm〕和红外分光光度计〔工作范围760~400000nm〕等.2、在日常使用与维护当中应注意以下几点:第一,在使用仪器前,必须仔细阅读其使用说明书.第二,若大幅度改变测试波长,需稍等片刻,等灯热平衡后,重新调零与满度后,再测量.第三,指针式仪器在未接通电源时,电表的指针必须位于零刻度上.若不是这种情况,需进行机械调零.第四,操作人员不应轻易触动灯泡与反光镜灯,以免影响光效率.第五,放大器灵敏度换挡后,必须重新调零.第六,比色皿使用时要注意其方向性,并应配套使用,以延长其使用寿命.新的比色皿使用前必须进行配对选择,测定其相对厚度,互相偏差不得超过2%透光度,否则影响测定结果.使用完毕后,请立即用蒸馏水冲洗干净〔测定有色溶液后,应先用相应的溶剂或〔1+3〕的硝酸进行浸泡,浸泡时间不宜过长,再用蒸馏水冲洗干净〕,并用干净柔软的纱布将水迹擦去,以防止表面光洁度被破坏,影响比色皿的透光率.第七,比色皿架与比色皿在使用中的正确到位问题.首先,应保证比色皿不倾斜.因为稍许倾斜,就会使参比样品与待测样品的吸收光径长度不一致,还有可能使入射光不能全部通过样品池,导致测试准确度不符合要求.其次,应保证每次测试时,比色皿架推拉到位.若不到位,将影响到测试值的重复性或准确度.第八,干燥剂的使用问题.干燥剂失效将会导致以下问题:①数显不稳,无法调零或满度.②反射镜发霉或沾污,影响光效率,杂散光增加.因此分光光度计应放置在远离水池等湿度大的地方,并且干燥剂应定期更换或烘烤.第九,分光光度计的放置位置应符合以下条件:避免阳光直射;避免强电场;避免与较大功率的电器设备共电;避开腐蚀性气体等.3、吸光光度法测定溶液浓度原理基于物质对不同波长的光波具有选择性吸收的能力而建立起来的分析方法. 〔1〕光线:光线的波长: 200nm-400nm 紫外线,400-750nm可见光, >750nm 红外线光具有波粒二相性,波长不同,其能量不同.〔2〕物质的吸收光谱与颜色:A.物质的原子吸收光谱和原子发射光谱:原子的最外层电子可以选择性吸收特征波长的电磁波成为激发态而产生的光谱称为原子吸收光谱.激发态原子恢复到基态,则释放出特征波长的光子,形成原子发射光谱.不同的溶液其光谱不同,即不同溶液对不同波长的光其吸收能力不同,对某一特定波长的光存在吸收峰. B.可见光由赤橙黄绿青兰紫等能量不同的光线组成,当可见光穿过某一溶液时,由于特定波长的光被吸收而使溶液呈现相应的颜色.〔如CuSO4由于吸收了可见光中的黄光<600nm>而成蓝色〕不同颜色的溶液对不同波长的光其吸收能力不同. 〔3〕光吸收的基本定律〔Lambert-Beer 定律〕:一束平行单色光〔Io〕通过有色的透明溶液时,一部分的光可以透过溶液〔It〕,另一部分被溶液吸收〔Ia〕,还有一部分被器皿表面反射〔Ir〕,则:Io=It+Ia+Ir .那么,该溶液透光率为: T = It / Io .1. Lambert 定律:设有一束平行单色光,通过液层厚度为b 的均匀透明溶液,则溶液对光的吸收能力:A=Ig<Io/It>=Ig<1/T>=k2bk2 为吸光系数,为常数.与入射光波长、溶液性质、浓度和温度有关;A 为吸光度〔又称光密度O.D 或消光度E〕,当入射光波长、吸光溶液的浓度和温度一定时,A 与b 成正比.2. Beer 定律:设有一束平行单色光,通过浓度为c 的均匀透明溶液,则溶液对光的吸收能力:A=lg<Io/It>=Ig<1/T>=k4ck2 为常数.由Beer 定律可知:当入射光波长、吸光溶液的厚度和温度一定时,A 与c 成正比.3. Lambert-Beer 定律:综合1.2.得: A=Kbc ,即:当入射光波长、吸光溶液的性质和温度一定时,A 与b、c 成正比.〔4〕吸光光度法的基本原理:1、不同物质,由于其分子结构和原子组成不同,故对光的吸收光谱不同〔如:CuSO4〕,在测定不同颜色的物质浓度时要用最大吸收的波长的入射光,这样测量的灵敏度最高.2、同一种物质,若浓度不同,则对同一波长的入射光的吸收能力〔吸光度〕也不同,且成正比关系.3、应此,利用特定波长的单色光〔通常用最大吸收波长的入射光〕照射不同浓度的某一溶液时,所得的吸光度大小应与溶液浓度呈线性关系,故可利用该线性关系通过计算或查标准曲线来求得未知溶液的浓度.〔5〕吸光光度法特点:1.灵敏度高:mg%级、甚至ug%级.2.准确度高:误差2-5%3.操作简便、快速,仪器设备不复杂,价格低廉,故应用广泛.三、实验器材:UV2000分光光度计四、实验步骤〔一〕 UV2000 型分光光度计的使用与注意事项1、插上插头,接通电源,打开暗箱盖,预热20min.* 注意:分光光度计在接通电源而不用时,必须打开暗箱盖,以免光电管老化.2、将准备好的试剂倒入比色杯中,用吸水纸擦去比色杯外侧水珠,并依次放入比色杯架中.* 注意:手拿比色杯毛面,试剂倒入杯中满2/3 即可,不得将比色杯放在仪器上.3、调节所需波长,选择功能至"T".4、调"0":放入挡光板,按调"0"键调节.5、调"100%":取出挡光板,盖上暗箱盖,调"100%",让光线通过"空白管".6、重复调"0"和调"100%"数次.7、将选择键由"T"调至"A",此时读数应由"100"至"0",若不为"0",可用"0%"键调节.8、拉动拉杆,分别读取"A 标"和"A 样".9、取出比色杯,弃去溶液,洗净晾干,备用.〔二〕计算1.利用标准管计算测定物含量:A 样=K 样b 样c 样A 标=K 标b 标c 标因为入射光的波长,溶液性质和温度以与比色杯的厚度都一样,即:K 样=K 标 b 样=b 标所以:A 样/ A 标= c 样/ c 标得:c 样= c 标×A 样/ A 标2.利用标准曲线进行计算:3.偏离Lambert-Beer 定律的原因1〕由于非但色光引起的偏离.2〕由于溶液本身原因引起的偏离:①由于介质不均匀引起的偏离②由于溶液中化学反应引起的偏离浓度的测定〔三〕CuSO4比色波长=650nm按上述操作步骤测定硫酸铜溶液A 样和A 标,按下式计算样品浓度:C 样 = C 标 * A 样 / A 标五、结果与思考1、如果用标准曲线法测定硫酸铜溶液浓度,该如何设计实验?2、分光光度计的维护要注意什么?3、比较各种分光光度计的使用范围.。
简述原子吸收分光光度法与可见分光光度法的异同点
简述原子吸收分光光度法与可见分光光度法的异同点一、引言原子吸收分光光度法和可见分光光度法都是常见的分析化学方法,在实际应用中有着广泛的应用。
两种方法均是利用物质对电磁波的吸收特性进行分析,但在具体原理、适用范围、操作步骤等方面存在差异。
本文将从原理、仪器设备、样品制备、操作步骤等多个方面对两种方法进行详细比较和总结。
二、原理1. 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法又称为火焰原子吸收光谱法,是一种利用物质对特定波长的电磁辐射的吸收特性进行定量分析的方法。
该方法基于物质对电磁波的能量吸收,当物质受到特定波长的电磁辐射时,能量被物质吸收并转化为激发态,然后由于自发辐射或非辐射跃迁而返回基态并释放出能量。
根据不同元素在不同能级间跃迁时所需要的激发能量大小可以确定其特定波长下的吸收强度,从而定量分析样品中某种元素的含量。
2. 可见分光光度法可见分光光度法是一种利用物质对可见光波长的电磁辐射的吸收特性进行定量分析的方法。
该方法基于比尔-朗伯定律,即物质对电磁波的吸收与其浓度成正比,而与路径长度无关。
当物质受到可见光波长的电磁辐射时,能量被物质吸收并转化为激发态,然后由于自发辐射或非辐射跃迁而返回基态并释放出能量。
根据不同物质在不同波长下的吸收强度大小可以确定其浓度大小,从而定量分析样品中某种化合物或离子的含量。
三、仪器设备1. 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法需要使用火焰原子吸收仪器,主要包括火焰喷嘴、气体控制系统、灯源和检测系统等部分。
其中火焰喷嘴用于将样品溶液喷入氧化性火焰中,气体控制系统用于调节火焰温度和氧化性程度,灯源用于提供特定波长的电磁辐射,检测系统用于测量样品对电磁辐射的吸收强度。
2. 可见分光光度法可见分光光度法需要使用分光光度计,主要包括光源、单色器、样品池和检测器等部分。
其中光源用于提供可见光波长的电磁辐射,单色器用于将可见光波长分离出特定波长的电磁辐射,样品池用于容纳待测样品,检测器用于测量样品对电磁辐射的吸收强度。
第九章 吸光光度法 (工)
12
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 0.8 Absorbance 0.6
第九章 吸光光度法
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5
吸光光度法的基本原理 光度计及其基本部件 显色反应及显色条件的选择 吸光度测量条件的选择 吸光光度法的应用
1
9.1 吸光光度法的基本原理
吸光光度法是基于被测物质的分子对光具 有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。
一、概述: 比色法:比较溶液颜色的深浅确定组分含量的一种 方法。
38
722型分光光度计结构方框图
光 源
分光 系统 吸收池 检测系统
39
分光光度计的主要部件
光源:发出所需波长范围内的连续光谱,有足够
的光强度,稳定。
可见光区:钨灯,碘钨灯(320~2500nm) 紫外区:氢灯,氘灯(180~375nm)
单色器:将光源发出的连续光谱分解为单色光的
装置。
棱镜:玻璃350~3200nm, 石英185~4000nm 半宽度 5~10nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使
6
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量 传播方向
7
微粒性 光量子,具有能量。
E h
h-普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J· s -频率 E-光量子具有的能量
单位:J(焦耳),eV(电子伏特)
8
波粒二象性
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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。
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 来自分子振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
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
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
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
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
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ห้องสมุดไป่ตู้)
0
Calibration curve 0 1 2
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
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。
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
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。
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。
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