第9章吸光光度法(2)。
湖南理工学院2011年无机化学习题及答案第九章紫外可见分光光度法
湖南理工学院2011年无机化学习题及答案第九章紫外可见分光光度法第九章 紫外－可见分光光度法1：Lamber-Beer 定律的物理意义是什么？答：Lamber-Beer 定律：A=Kbc ，它表明：当一束平行单色光通过某有色溶液时，溶液的吸光度A 与液层厚度b 和溶液浓度c 的乘积成正比。
2：何谓吸光度？何谓透光度？二者间有何关系？ 答：吸光度表示物质对光的吸收程度，用A 表示；透光度也是用于表示物质对光的吸收程度，用T 表示。
二者之间有以下关系：T TA lg 1lg-== 3：摩尔吸光系数ε的物理意义是什么？它和哪些因素有关？答：摩尔吸光系数ε是吸光物质在特定波长下的特征常数，是表征显色反应灵敏度的重要参数。
ε越大，表示吸光物质对此波长的光的吸收程度越大，显色反应越灵敏。
它表示物质的浓度为1mol ·L -1液层厚度为1cm 时，溶液的吸光度。
ε和入射光源的波长以及溶液本身的物理或化学因素都有关系。
4：什么是吸收曲线？有何实际意义？答：若将不同波长的单色光依次通过某浓度一定的有色溶液，测出相应波长下物质对光的吸光度A ，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标作图即为A －λ吸收曲线。
从吸收曲线可以看出以下关系：（1）被测溶液对不同波长的光的吸收具有选择性；（2）不同浓度的溶液的吸收曲线形状相似，最大波长不变，说明物质的吸收曲线是一种特征曲线，可以定性的判断物质；（3）在最大吸收峰附近，吸光度测量的灵敏度最高。
这一特征可作为物质定量分析选择入射光波长的依据。
5：将下列透光度换算成吸光度（1）10％ （2）60％ （3）100％解：用A 表示吸光度，T 表示透光度，由公式Tlg T lg A -==1可得：（1）11.0lg lg 11=-=-=T A ； （2）22.06.0lg lg 22=-=-=T A；（3）01lg lg 33=-=-=T A6：某试液用2cm 的比色皿测量时，T=60%，若改用1cm 或3cm 比色皿，T%及A 等于多少？解：由公式Kc bAc K Kbc A ==均为常数时，和知，当。
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
浙江大学分析化学 9 吸光光度法(070612)
一、朗伯—比尔定律 当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将 被溶液吸收，一部分透过溶液。
设入射光强度为I0，透过光强度为I，溶液的浓度为c， 液层宽度为b，经实验表明它们之间有下列关系：
A= lg(I0/I) = abc
此式为朗伯—比尔定律 的数学表达式。
A= lg(I0/I) = abc
吸收曲线: 用不同波长的单色光照射， 测定吸光度，如果以波长 为横坐标，吸光度为纵坐 标即可得一条曲线称为吸 收曲线（如右图）。
设入射光强度为I0， 透过光强度为I
A= lg(I0/I)
1,10 邻二氮杂菲亜铁不同波长光的
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；
朗伯—比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。例如 使用波长为b的复合光,由于1 和 2 处的k1和k2 不相同, 可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
•A= lg(I0/I)=k cb
入射光总强度为I01+I02, 透射光总强度为I1+I2
k1= k2, A= k cb 成线性关系
物质颜色和吸收光的关系
物质颜色 吸收光颜色 吸收光波长/nm 黄绿 紫 400~450 黄 蓝 450~480 橙 绿蓝 480~490 紫 红 蓝绿 490~500 紫红 绿 500~560 紫 黄绿 560~580 蓝 蓝 黄 580~600 绿蓝 橙 600~650 蓝绿 红 650~780 青蓝
25.0 106 g 4 c 5.0010（g L1 ) 50.0 103 L
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
A 0.300 a 3.0010-2 L.g-1.cm1 bc 2.0cm 5.00104 g L1
吸光光度法
A ＝ lg（I0 / It) = a b c ； a ＝ A / b c
式中， c：溶液的浓度 g ·L-1 a：吸光系数 L·g-1 ·cm-1
a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）
(3)、吸光系数的意义
a、单位浓度、单位光程的吸光物质，对某一波长的 入射光，所产生的吸光度。分质量吸光系数（a） 和摩尔吸光系数（ε ）。（定义）
★ 光度分析法，根据吸光物质的不同，可分为：
原子吸收分光光度法、分子（或离子）吸光光度法。 本章主要讲授的吸光光度法，属于：分子（或离子）吸收。 吸光波长：可见和近紫外（主要在可见光区）。
二、吸收曲线
物质对光的选择性吸收，可用吸收曲线来表示！
★ 吸收曲线的讨论：
(1) 吸光度最大处对应 的波长称为最大吸 收波长λmax
吸光系数可反映出吸光化合物的吸光本性！
吸光系数定义：单位浓度、单位光程的吸光物质,对某一 波长的入射光，所产生的吸光度。
(1)、摩尔吸光系数
A ＝ lg（I0 / It) = εb c
ε＝ A /bc
式中， b：液层厚度(光程长度) cm； c：溶液的摩尔浓度 mol ·L-１； ε：摩尔吸光系数 L·mol-1 ·cm-1；
① ε 是吸物光质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
② 不随浓度 c 和光程长度 b 的改变而改变。温度和波长等
条件一定时，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关,可作为定性鉴定的参数；
③ 同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。λmax处的 摩尔吸光系数最大，常以εmax 表示。εmax 表明了该
b、吸光系数是表示吸光物质 吸光能力的特征常数。吸光
系数越大，表示该物质吸光能力越强。其在吸收峰值 最大处对应的波长，叫最大吸收波长，此处吸光系数
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
第9章吸光光度法(2)。
60nm
二、 显色条件的选择
吸光光度法是测定待测物质的吸光度或显色 反应平衡后溶液的吸光度，因此为了得到准确的 结果，必须控制适当的条件，使显色反应完全和 稳定。
显色条件包括: 溶液酸度，显色剂用量，显 色时间，显色温度，有机络合物的稳定性及共存 离子的干扰等。
1、溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
在相同条件下测的试液的吸光度， 从工作曲线上就可查到试液的浓 度, 该方法称为工作曲线法。 注意什么？ a. 标准溶液浓度必须在线性范围内，即符合A= bc
b. 试液的吸光度必须在标准曲线范围内，即A1≤ Ax ≤An
五、光度分析法的误差（准确度）
对朗伯－比尔定律的偏离
在实际分析中，常会发现标准曲线发生弯曲，尤其当溶液
2.有机显色剂
有机显色剂分子中含有某些含不饱和键的基 团如偶氮基、对醌基和羰基等生色团（ chromophoric group）和含孤对电子的基团如氨 基 、 羟 基 和 卤 代 基 等 助 色 团 （ auxochrome group）。
生色团：－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
（共轭双键）πe
为避免铁的干扰，可以选择波 长 520 nm进行测定，虽然而测镍的 灵敏度有所降低，但酒石酸铁不干 扰镍的测定。
二、参比溶液的选择
为什么要使用参比溶液？ 目的：扣除非待测组分（吸收池和各种试剂）对光的吸收， 使测得的的吸光度真正反映待测物对光的吸收。
测定时，采用两个材质、厚度相同的比色皿进行测量，其中 一个作为参比池，装入参比溶液，调节仪器使透过参比池的吸光 度为零。则测得待测溶液的吸光度为：
显色剂的用量来消除干扰。 g. 采用预先分离的方法。
三、三元配合物在光度分析中的应用特性简介（自学）
(完整word)分析化学 第九章 吸光光度法
第9章吸光光度法一、选择题1．所谓可见光区，所指的波长范围是（）(A）200～400nm（B）400～750nm（C）750～1000nm（D）100～200nm2.一束（)通过有色溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。
（A）平行可见光（B）平行单色光（C）白光(D）紫外光3．下列说法正确的是（）(A）朗伯-比尔定律，浓度c与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线（B）朗伯-比尔定律成立的条件是稀溶液，与是否单色光无关(C）最大吸收波长λmax是指物质能对光产生吸收所对应的最大波长（D）同一物质在不同波长处吸光系数不同，不同物质在同一波长处的吸光系数相同4．符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大的吸收峰的波长位置（）(A）向长波方向移动(B)向短波方向移动(C）不移动，但峰高降低(D）无任何变化5．标准工作曲线不过原点的可能的原因是（）（A）显色反应得酸度控制不当 (B）显色剂得浓度过高（C）吸收波长选择不当（D）参比溶液选择不当6．某物质摩尔吸光系数很大，则表明（）（A）该物质对某波长光的吸光能力很强（B)该物质浓度很大（C)测定该物质的精密度很高（D）测量该物质产生的吸光度很大7．吸光性物质的摩尔吸光系数与下列（）因素有关(A）比色皿厚度（B)该物质浓度（C）吸收池材料（D）入射光波长8．已知KMnO4的相对分子质量为158。
04,ε545nm=2。
2×103 L/(mol·cm)今在545nm处用浓度为0.0020％ KMnO4溶液,3.00cm比色皿测得透射比为()（A）15%（B）83％（C）25%（D)53％9．有AB两份不同浓度的有色溶液，A溶液用1。
0cm吸收池，B溶液用3。
0cm吸收池，在同一波长下测得的吸光度值相等，则它们的浓度关系为 ()（A）A是B的1/3（B）A等于B（C)B是A的3倍(D)B是A的1/310．某有色溶液,当用1cm吸收池时，其透射比为T,若改用2cm吸收池，则透射比应为(）（A)2T（B）2lgT（C）T 1/2 （D)T211．用分光光度计测量有色化合物，浓度测量产生的相对误差最小时的吸光度为（）（A)0.368(B）0.334（C）0.443（D）0.43412．在分光光度测定中，如试样溶液有色,显色剂本身无色，溶液中除被测离子外,其它共存离子与显色剂不生色,此时应选()为参比.（A)溶剂空白（B）试液空白（C）试剂空白（D)褪色参比13．用邻菲罗啉法测定锅炉水中的铁，pH需控制在4～6之间，通常选择（)缓冲溶液较合适。
无机及分析化学知识点(下)第9章 知识要点
第9章 知识要点吸光光度法一、 基本概念可见光：波长为400—760nm 的电磁波互补色光：两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合得到白光，则它们互称二、 光吸收基本定律A=lg （I 0/I t ）=lg1/T=-lgT=kbc=abc 或εbcA:吸光度；I 0：入射光强度：I t ：透射光强度；T ：透光率；a ：吸光系数（c 的单位）；ε：摩尔吸光系数（c 的单位）三、 分光光度计的基本部件（1）光源；⑵ 单色器；⑶ 吸收池；⑷ 检测器；⑸ 显示记录系统四、 光度测量条件的选择（1）合适的波长：λmax ；（2）吸光度范围：0.2~0.8；（3）参比溶液：a 溶剂空白；b 试剂空白；c 试液空白。
五、 影响显色反应的因素（1）显色剂用量；（2）溶液的酸度；（3）显色温度；（4）显色时间；（5）溶剂。
六、 示差光度法采用浓度接近于待测溶液浓度的标准溶液作参比溶液进行测量，从而求得被测物含量的分析方法电势分析法一、 基本原理电势分析法：通过测量指示电极、参比电极和待测液所组成的原电池的电动势来确定被测离子活度（浓度）的一种分析方法。
二、 玻璃电极工作原理及使用注意事项工作原理：使用注意事项：（1）首次使用需在蒸馏水中浸泡24小时以上；使用间隔中用蒸馏水浸泡以稳定不对称电势；（2）电极浸入溶液需足够的平衡稳定时间；（3）用标准缓冲溶液校正；（3）使用范围：pH=1~9(＜1酸差；＞9碱差)三、 电势滴定法终点的确定（1）E-V 普通滴定曲线：曲线上转折点即最大斜率处所对应的V（2）ΔE-ΔV 一阶导数曲线：曲线上尖峰处（ΔE/ΔV 极大值）所对应的V（3）Δ2E-ΔV 2二阶导数曲线：Δ2E/ΔV 2=0时所对应的V/0.059lg 0.059AgCl Ag H K a K pH ϕϕϕ+=+=+=-膜玻。
分析化学第九章吸光光度法
3. 分光光度计及其基本部件：
光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显
（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或 氘灯：紫外 160－350nm （2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。 b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃 棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200 条/mm, 衍射、干涉原理。
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱 单色 单一波长的光 光 光 复合光 由不同波长的光组合而成的光
两种不同颜色的单色光按一定的强度比 光的互补 例混合得到白光，那么就称这两种单色 光为互补色光
光的互补示意图
KMnO4溶液的 吸收曲线 (cKMnO4:a<b<c <d)
分子、原子、离子具有不连续的量子化能级，仅 能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n因为不同物质微粒的结构不同， 共有不同的量子化能级，其能量差也不相同,因此 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 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。 初步定性分析：不同物质吸收曲线的形状与最大 吸收波长不同。 定量分析：不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C ↑而增大，吸收曲线是吸光光度法中选择测 定波长的主要依据。
3.温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下 进行。 4.溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高 显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42－在水中大 部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。
5.显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。
6.干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物， 正干扰；生成无色络合物，负干扰。 干扰的消除：
第九章 肉新鲜度的检验
过滤
用酸度计测定滤液的pH值。
（五）结果判定
新鲜肉pH值 次新鲜肉pH值 变质肉pH值
5.8~6.4
6.5~6.6
> 6.7
宰后畜肉的pH值受多种因素的影响
品种关系 采样部位 家畜宰前状况 屠宰方法 病理状况 腐败作用 冻结方法
2
、 ①醋酸沉淀法：向试管中加入肉浸液 操 2ml，加入10％醋酸2滴，将试管置于
80℃水浴3分钟，然后观察结果
作
②硫酸铜沉淀法：向试管中加入肉浸 出液2ml，加 10％硫酸铜溶液5滴， 振摇后静置5分钟，然后观察结果。
（四） 判定标准
新鲜肉：液体清亮透明；
次新鲜肉：液体稍混浊；
变质肉：液体混浊，并有絮片或 胶冻样沉淀物。
4%升汞溶液：取4g 水中。
Hgcl2溶于100mL蒸馏
（三）实验操作
取试管两支，1支加入1mL蒸馏水，另1支 加入1mL测定pH值时制备的肉浸液。
分别向两支试管中滴加纳氏试剂，每加一 滴都要摇匀。
比较两管液体的颜色与透明度变化，观察 沉淀发生情况，一直加到10滴为止。
纳氏试剂反应结果判定表
试剂滴数 溶液的变化
10滴
色微黄，无混浊 和沉淀
氨含量约 反应 肉的品质 （mg/100g）
16以下
- 新鲜
10滴
色黄，轻度混浊， 16—20 无沉淀
± 腐败初期，应立即食 用
10滴
色黄，轻度混浊， 21—30 稍有沉淀
+ 腐败初期，应立即食 用
6—9滴 黄或桔黄色，有 31—45 沉淀
++ 切除可疑部分，余者 立即食用
第九章 吸光光度法
2
§8-1 吸光光度法基本原理
比色法介绍
3
一、物质对光的选择性吸收
1．光的基本性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波 长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c 光是由光子流组成，光子的能量： E=h=hc/ （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J .S ) 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光,是连续光谱。 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm 远紫外区10 - 200 nm （真空紫外区）
将Mn2＋ 氧化成紫红色的MnO4- 后，在525 nm处进行测 定。
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4.显色剂 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂：种类繁多 偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发 生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、 对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。 三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等
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§ 8-3 显色反应及显色条件的选择
一、显色反应的选择 1.选择显色反应时，应考虑的因素 灵敏度高(ε值104~105)、选择性好、生成物稳定、显色 剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之 差：“对比度”，要求△ > 60nm。 2.配位显色反应 当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生 电荷转移跃迁，产生很强的紫外—可见吸收光谱。 例如:Cu2+与双硫腙配位形成的双硫腙铜在 λ=533nm 处的ε=5×104
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2. 选择合适的参比溶液
为什么需要使用参比溶液？ 调节参比的A=0，使测得的的吸光度真正反映待测物的吸光强 度。扣除待测物的吸收之外的其他所有吸收。 参比溶液的选择一般遵循以下原则： ⑴ 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其 它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水) 作参比溶液； ⑵ 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液 其它组分无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；
第9章-紫外可见吸收光谱法
第九章紫外可见吸收光谱法§9-1 概述利用紫外可见分光光度计测量物质对紫外可见光的吸收程度〔吸光度〕和紫外可见吸收光谱来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法，称为紫外可见吸收光谱法或紫外可见分光光度法〔ultraviolet and visible spectrophotometry,UV-VIS〕。
它具有如下特点：〔1〕灵敏度高适于微量组分的测定，一般可测定10-6g级的物质，其摩尔吸收系数可以到达104~105数量级。
(2) 准确度较高其相对误差一般在1%~5%之。
(3) 方法简便操作容易、分析速度快。
(4) 应用广泛不仅用于无机化合物的分析，更重要的是用于有机化合物的鉴定与结构分析〔鉴定有机化合物中的官能团〕。
可对同分异构体进展鉴别。
此外，还可用于配合物的组成和稳定常数的测定。
紫外可见吸收光谱法也有一定的局限性，有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带，有的仅有较简单而宽阔的吸收光谱，更有个别的紫外可见吸收光谱大体相似。
例如，甲苯和乙苯的紫外吸收光谱根本一样。
因此，单根据紫外可见吸收光谱不能完全决定这些物质的分子结构，只有与红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱等方法配合起来，得出的结论才会更可靠。
§9-2 紫外可见吸收光谱法的根本原理当一束紫外可见光〔波长围200~760nm〕通过一透明的物质时，具有某种能量的光子被吸收，而另一些能量的光子那么不被吸收，光子是否被物质所吸收既决定于物质的部结构，也决定于光子的能量。
当光子的能量等于电子能级的能量差时〔即ΔE电 = h f〕，那么此能量的光子被吸收，并使电子由基态跃迁到激发态。
物质对光的吸收特征，可用吸收曲线来描述。
以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得到的A-λ曲线即为紫外可见吸收光谱〔或紫外可见吸收曲线〕。
它能更清楚地描述物质对光的吸收情况〔图9-1〕。
从图9-1中可以看出：物质在某一波长处对光的吸收最强，称为最大吸收峰，对应的波长称为最大吸收波长〔λmax〕；低于高吸收峰的峰称为次峰；吸收峰旁边的一个小的曲折称为肩峰；曲线中的低谷称为波谷其所对应的波长称为最小吸〕；在吸收曲线波长最短的一端，吸收强度相当大，但不成峰形的收波长〔λmin局部，称为末端吸收。
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)。
第9章-吸光光度法
2. 双原子分子能级示意图
V'' 4 3 2 1 0 V' 4 3 2 J' 4 2 0 1 0
B
A
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3. 吸收光谱图
A 0.8 0.6 最大吸收波长max
0.4
0.2 400 450 500 550 600 650 /nm
另可配置记录仪、数字显示器及计算机等。
光源
单色器
吸收池
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检测系统
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紫外-可见 分光光度计
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双光束紫外可见分光光度计
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§9.3 显色反应及显色条件的选择
一、显色反应 二、显色反应的选择
三、显色条件的选择 四、显色剂
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一、显色反应（ Color reaction ）
待测物质本身有较深的颜色，直接测定。
待测物质是无色或很浅的颜色，需要选适 当的试剂与被测离子反应生成有色化合物 再进行测定，此反应称为显色反应，所用 的试剂称为显色剂（color reagent）。 显色反应的类型：主要有氧化还原反应和 络合反应（最常用）两大类。
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A
A
A
0
1
c
0
2
c
0
3
c
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2. 酸度
M+HR=MR + H+ 影响显色剂的平衡浓度和颜色 影响被测金属离子的存在状态 影响络合物的组成 制作pH与吸光度关系曲线确定pH范围。
分析化学-吸光光度法
Analytical Chemistry 分析化学
2、物质对光选择性吸收的实质
一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与 光子发生碰撞，光子的能量转移至分子、原子或离 子上，使这些粒子发生能级变化，由基态跃迁至较 高能态，这个过程即为吸收。
光是否被物质吸收，取决于
光子的能量 物质的结构 只有当能级差△E 与光子能量h相当时物质吸收光。
（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质 定性分析的依据之一。
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 16
Analytical Chemistry 分析化学
（4）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光 度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此 特性可作为物质定量分析的依据。 （5）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以
A1 = 1/2A=0.150
由于A1 = –lgT1 则 T1 =10-0.15 = 0.708=70.8%
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
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 2
Analytical Chemistry 分析化学
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%)，Er 0.1%-0.2% 依据化学反应， 使用玻璃仪器
准确度高
灵敏度高 仪器分析：微量组分(<1%)， Er 2%-5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 12
Analytical Chemistry 分析化学
吸收光谱
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。
第 09 章 吸光光度法
天津理工大学
白光除了可由所有波长的可见光复合得到外，还 可由适当的两种颜色的光按一定比例复合得到。 能组成白光的两种颜色的光叫补色光。
物质的颜色与吸收光的关系： 当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种 颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示 出一定的颜色。 物质所显示的颜色是吸收光的互补色。
吸收峰和最大吸收波长max • 吸收曲线上的各个峰叫吸收峰。峰越高，表 示物质对相应波长的光的吸收程度越大。其中最 高的那个峰叫最大吸收峰，它的最高点所对应的 波长叫最大吸收波长，用λmax表示。
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物质的吸收曲线和最 大吸收波长的特点： 1）不同的物质，吸 收曲线的形状不同， 最大吸收波长不同。 2）对同一物质，其 浓度不同时，吸收曲 线形状和最大吸收波 长不变，只是吸收程 度要发生变化，表现 在曲线上就是曲线的 高低发生变化。
价电 子
价电 子
分子 振动
分子 振动
分子 转动
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§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1物质对光的选择性吸收
1 可见光的颜色和互补色： 在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。 平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复 合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得 的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。
κ值可以从实验中得到。
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摩尔吸收系数κ的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波 长等条件一定时， κ仅与吸收物质本身的性质有关，与 待测物浓度无关； （3）同一吸收物质在不同波长下的κ值是不同的。在最 大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数κmax表明了该吸收物质 最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能 达到的最大灵敏度。
第9章光度法73页PPT
蓝绿
绿 黄绿 黄
绿蓝
橙
蓝 紫 紫红
红
完全透过 吸收黄色光
复合光 复合光
当白光照射到某溶液时，若某种颜色的光被溶 液所吸收，则溶液呈现被吸收光的互补光的颜色
3．吸收曲线
A
最大吸收波长max 定性分析基础
A
定量分析基础
B A
max(A) max(B)
增 大 c
9-2. 朗伯-比耳定律（光吸收定律）
邻二氮菲-Fe(II)，510 = 1.1 104 L/(molcm) KMnO4，525 = 2.2 103 L/(molcm)
3．桑德尔灵敏度S（灵敏度指数） 当光度计的检测极限为A = 0.001时，在某波长下单
位截面积光程内所能检出吸光物质的最低含量，单位 为g/cm2
吸光光度法（分光光度法）：建立在物质分子 对光的选择，可分为可见、紫外、 红外光谱法等
测量的是物理性质——物质分子对光的吸收 测量的仪器是光学电子学仪器 不属于化学分析法，而属于仪器分析法 按照我国教学传统与习惯，将可见光的吸光光 度法作为化学分析教学的一部分
物质分子吸收紫外和可见光，主要引起电子 能级的跃迁
在电子能级变化时，也伴随着分子振动能级 和转动能级的变化。因此分子的紫外-可见吸收光 谱不是线状光谱，而是带状光谱
S3
h
S2
S1
E3 A E2
E1
S0
E0
纯电子能态间跃迁
S2
h
A
S1
锐线光谱
S0
分子内电子跃迁
带状光谱
2．溶液有颜色的原因 单色光：单一波长的光 复合光：不同波长的光复合而成 白光（日光）为复合光（七色光） 互补光：按照一定强度比例混合后可以得到白
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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O
助色团－NH，－OH，－X （孤对电子）ne
： ：： ：
OO型：
有机显色剂
OH COOH
磺基水杨酸 主要用于测Fe3+
SO3H
NN型：
N
N
邻二氮菲 测微量Fe2+
CH3－＝C－＝C－CH3 HO－N N－OH
丁二酮肟用于测定Ni2+
S型：
NH NH
S
NN
双硫腙 测定Cu2+， Pb2+，Zn2+，Cd2+
第九章 吸 光 光 度 法 Spectrophoto metry
吸光光度法基本原理 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
问题思考：
1、显色反应如何选择？ 2、吸光度测量条件如何选择？ 3、光度分析法中，参比溶液如何选择？ 4、什么是标准曲线？它有何实际意义？
§9-3 显色反应与显色条件的选择
★ 显色反应的要求？
（1）选择性好，干扰少或干扰易消除，（专一性好） （2）灵敏度高（ε 大于104） （3）反应生成的有色化合物组成恒定 （4）有色化合物化学性质足够稳定
（5） 有色化合物与显色剂之间的颜色差别较大，显 色剂在测定波长处无明显吸收，对比度Δλ>60nm。
MR max
-mRax
A
A
T A
T A
T
T
4、显色时间 (c(M)、 c(R) 、 pH一定)
实际工作中，作A ∝t 曲线，寻找适宜反应时间。
A T2(℃)
A
T1(℃)
t(min)
t(min)
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。如在Fe(SCN)3的溶液中加入丙酮，能降低 有色化合物的解离度，使配合物颜色加深。有机溶剂 还可能提高显色反应的速率，影响有色配合物的溶解 度和组成等。
6、干扰及其消除方法 试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定。
例如： 干扰物质本身有颜色，在测量条件下也有吸收。 干扰物质与被测组分反应或与显色剂反应，使显色反应不 完全。 干扰物质在测量条件下从溶液中析出，便溶液变混浊，无 法准确测定溶液的吸光度。
为消除以上原因引起的干扰，可采取什么方法？
a) 控制溶液的酸度 例：测Fe3＋
灵敏度通常可提高1至2倍，有时甚至提高5倍以上。 3、比二元体系具有更高的选择性
减少了金属离子形成类似配合物的可能性。
§9-4 吸光度测量条件的选择
在选定了显色反应并确定了最佳显色反应条件后, 用仪器测吸光度时应选择合适的测量条件。 其包括以下几方面:
一、入射光波长的选择 A
一般选择max为测定波长, 为什么?
3. 显色反应类型
a. 配合反应
b. 离子缔合反应
N
N
Fe2+
(C2H5 )2 N
3
+
O
N H
(C2
H5
)2
C
. AuCl4-
COOH
罗丹明B
c. 氧化还原反应
例如：钢中微量锰的测定。将Mn2＋ 氧化成紫红色的
MnO4-后在525 nm处进行测定。 2 Mn2＋ ＋5 S2O82-＋8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42-＋ 16H+
2.有机显色剂
有机显色剂分子中含有某些含不饱和键的基 团如偶氮基、对醌基和羰基等生色团（ chromophoric group）和含孤对电子的基团如氨 基 、 羟 基 和 卤 代 基 等 助 色 团 （ auxochrome group）。
生色团：－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
（共轭双键）πe
M + nR = MRn
OH-
H+
(1) 影响显色剂的平衡浓度和颜色→不能过高； (2) 影响被测金属离子的存在状态→不能过低； (3) 影响有色化合物的组成。
例：磺基水杨酸 – Fe 3+
pH = 2 ~ 3
FeR
pH = 4 ~ 7
FeR2
pH = 8 ~ 10
FeR3
紫红色 橙色 黄色
酸度的选择 （cM、 cR等条件固定）
一、显色反应
显色反应——没有颜色的化合物，需要通过适当的反 应定量生成有色化合物再测定。
M(待测组分) + nR(显色剂) = MRn(有色化合物)
显色剂（R）：无机显色剂和有机显色剂。
1.无机显色剂：如 NH3、CN- 等 由于生成的络合物不够稳定，且灵敏度不高和分步络
合等原因而应用不多。到目前为止，可用的无机显色剂仅 有硫氰酸盐、钼酸铵和过氧化氢等。
60nm
二、 显色条件的选择
吸光光度法是测定待测物质的吸光度或显色 反应平衡后溶液的吸光度，因此为了得到准确的 结果，必须控制适当的条件，使显色反应完全和 稳定。
显色条件包括: 溶液酸度，显色剂用量，显 色时间，显色温度，有机络合物的稳定性及共存 离子的干扰等。
1、溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
pH pH1<pH<pH2
溶液的酸度一般用缓冲溶液来控制。
2、显色剂用量（cM、pH等条件固定） M + R MR
c(R)
R应稍过量，选择曲线变化平坦处。Fra bibliotekc(R)
3、显色温度 (c(M)、 c(R) 、 pH一定)
加热可加快反应速度，但有可能导致显色剂或产物分解。
实际工作中，作 A ∝ T 曲线，寻找适宜反应温度。
显色剂的用量来消除干扰。 g. 采用预先分离的方法。
三、三元配合物在光度分析中的应用特性简介（自学）
由一种金属离子同时与两种不同的配位体形成的三元配 合物具有下列分析特性： 1、稳定，可提高分析测定的准确度和重现性
例: Ti-EDTA-H2O2三元配合物的稳定性，比Ti-EDTA和 Ti-H2O2二元配合物的稳定性，分别增强约1000倍和100倍。 2、比二元配合物具有更高的灵敏度和更大的对比度
pH 2.5 Fe3+, Cu2+
SSal FeSSal （紫红） Cu2+
b) 加入配位掩蔽剂或氧化还原掩蔽剂 例：测Co2＋(含Fe3+)
Co2+, Fe3+
⑴NaF
Co2+ FeF63-
SCN－ Co(SCN)2 (蓝)
(2)Sn2+
Co2+ Fe2+,Sn4+
SCN－ Co(SCN)2
c. 利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态 d. 用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。 e. 选择适当的波长 f. 当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增加
不仅灵敏度高， 而且能够减少或消除由非单色光 引起的对朗伯－比耳定律的偏离。
如果在max处有共存组分的干扰，
如何选择测定波长?
A
选既避开干扰,又使吸收尽可能大的λ ， 选择原则：“吸收最大，干扰最小”。