吸光光度法设计与分析法
合集下载
相关主题
- 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)。
* 含有多种吸光物质的溶液，由于各吸光物质 对某一波长的单色光均有吸收作用，若各吸 光物质的吸光质点之间相互不发生化学反应， 当某一波长的单色光通过这样一种含有多种 吸光物质的溶液时，溶液的总吸光度应等于 各吸光物质的吸光度之和。这一规律称吸光 度的加和性。
* 可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波
长在400~750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的
* 波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。
* 互补色光（complementary color light）：按一 定比例混合，得到白光（white light）。
核磁共振光谱法
2. 吸收光谱产生的原理
* 吸收光谱分为：原子吸收光谱和分子吸 收光谱。是因物质对不同波长的光具有 选择性吸收作用而产生的。
* 原子吸收光谱
Atomic absorption spectrum 由原子外层电子选择性地吸收某些波 长的电磁波而引起的，为线状光谱。 线状光谱 - Line spectrum
* 物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸 收作用而产生的。
表6-2 物质颜色和吸收颜色的关系
物质颜色
吸收光
颜色
波长范围λ/nm
黄绿
紫
400~450
黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙
450~480 480~490 490~500 500~560 560~580 580~600 600~650 650~750
吸光光度法设计和 分析法
吸光光度法设计和分析法
6.1 概述 6.2 光度分析法的设计 6.3 光度分析法的误差 6.4 其他吸光光度法及光度分析法的应用
7.1 概述
1 吸光光度法的特点 2 光吸收的基本定律 3 比色法和吸光光度法及其仪器
6.1.1 吸光光度法的特点
1 定义：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， 包括比色法、可见及紫外吸光光度法 及红外光谱法等。我们重点讨论可见 光区的吸光光度法。
K和L 层电子 中层电子 价电子 价电子 分子振动 分子振动 分子转动和振动 分子转动
x 射线管 氢、氘、氙灯 氢、氘、氙灯 钨灯 碳化硅热棒 碳化硅热棒 碳化硅热棒 电磁波发生器
x 射线光谱法 真空紫外光度法 紫外光度法 比色及可见光度法 近红外光度法 中红外光度法 远红外光度法 微波光谱法
无线电波
当一束强度为I0的平行单色光垂直照射到长 度为b的液层、浓度为c的溶液时，由于溶液
中吸光质点(分子或离子)的吸收，通过溶液后
光的强度减弱为I：
AlgIo Kbc I
AlgIo lg1 IT
* 朗伯-比尔定律表明：当一束单色光通过含
有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光 物质的浓度及吸收层厚度成正比。这是进行 定量分析的理论基础。比例常数K与吸光物 质的性质、入射光波长及温度等因素有关。
1.光的基本性质
光是一种电磁波。根据波长或频率排列，得到如表6-1 所示的电磁波谱表。
表6-1 电磁波谱范围表
光谱名称 波长范围 跃迁类型
辐射源
分析方法
x射 线 远紫外光 近紫外光 可 见光 近红外光 中红外光 远红外光 微波
10-1~l0 nm 10~200 nm 200~400 nm 400~750 nm 0.75~2.5 μm 2.5~5.0 μm 5.0~1000 μm 0.1~100 cm 1~1000 m
为红外吸收光谱。用于分子结构的研究。
Infrared Spectrophotometry
→带状光谱 Band spectrum
* 单色光（monochromatic light）：具同一波长的光。
* 复合光（multiplex light）：由不同波长组成的光。
* 紫外光（ultraviolet light）：波长200~400 nm。
d 仪器简单、操作简便、快速。
6.1.2 光吸收的基本定律
1. 朗伯-比尔定律 （Lambert-Beer law） 当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固
体、液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透 过介质，一部分被器皿的表面反射。如图6-3所示， 设人射光强度为I'0，吸收光强度为Ia，透过光强度 为It，反射光强度为Ir。
I0 ' IaIt Ir
在吸光光度分析法中，试液和空白溶 液分别置于同样质料及厚度的吸收池中， 然后让强度为I‘0的单色光分别通过这两个 吸收池，再测量其透过光的强度。此时反 射光强度基本上是不变的，且其影响可以 相互抵消。
I0 ' Ia It
透射比或透光度 （Transmittance） 透过光强度It与人射光强度Io之比称
Fra Baidu bibliotek
3.目视比色法(colorimetry)和吸光光度法的特点
a 灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为 1%~10-5的微量组分，甚至可测定低至质量分数为 10-6~10-8的痕量组分。
b 准确度较高。目视比色法的相对误差为 5%~10%，吸光光度法为2%~5%。
c 应用广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化 合物都可以直接或间接地用目视比色法或吸光光 度法进行测定。
* 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)]，是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)和转动能级
(能量差小于0.05 eV)的跃迁而产生的吸收光谱，
蓝绿
红
* 吸收光谱曲线或光吸收曲线（ absorption curve）： 以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。
* 最大吸收波长（maximum absorption wavelengh ）：光
吸收程度最大处的波长，用λmax表示
* 吸光度（absorbance）
在可见光，KMnO4溶液 对波长525 nm附近绿色光 的吸收最强，而对紫色和 红色的吸收很弱。λmax= 525 nm。浓度不同时， 光吸收曲线形状相同， λmax不变，吸光度不同。
为透射比或透光度，用T表示溶液的透 射比愈大，表示它对光的吸收愈小;相反， 透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)和比尔(Beer A)分别
于1760和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。
* 可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波
长在400~750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的
* 波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。
* 互补色光（complementary color light）：按一 定比例混合，得到白光（white light）。
核磁共振光谱法
2. 吸收光谱产生的原理
* 吸收光谱分为：原子吸收光谱和分子吸 收光谱。是因物质对不同波长的光具有 选择性吸收作用而产生的。
* 原子吸收光谱
Atomic absorption spectrum 由原子外层电子选择性地吸收某些波 长的电磁波而引起的，为线状光谱。 线状光谱 - Line spectrum
* 物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸 收作用而产生的。
表6-2 物质颜色和吸收颜色的关系
物质颜色
吸收光
颜色
波长范围λ/nm
黄绿
紫
400~450
黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙
450~480 480~490 490~500 500~560 560~580 580~600 600~650 650~750
吸光光度法设计和 分析法
吸光光度法设计和分析法
6.1 概述 6.2 光度分析法的设计 6.3 光度分析法的误差 6.4 其他吸光光度法及光度分析法的应用
7.1 概述
1 吸光光度法的特点 2 光吸收的基本定律 3 比色法和吸光光度法及其仪器
6.1.1 吸光光度法的特点
1 定义：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， 包括比色法、可见及紫外吸光光度法 及红外光谱法等。我们重点讨论可见 光区的吸光光度法。
K和L 层电子 中层电子 价电子 价电子 分子振动 分子振动 分子转动和振动 分子转动
x 射线管 氢、氘、氙灯 氢、氘、氙灯 钨灯 碳化硅热棒 碳化硅热棒 碳化硅热棒 电磁波发生器
x 射线光谱法 真空紫外光度法 紫外光度法 比色及可见光度法 近红外光度法 中红外光度法 远红外光度法 微波光谱法
无线电波
当一束强度为I0的平行单色光垂直照射到长 度为b的液层、浓度为c的溶液时，由于溶液
中吸光质点(分子或离子)的吸收，通过溶液后
光的强度减弱为I：
AlgIo Kbc I
AlgIo lg1 IT
* 朗伯-比尔定律表明：当一束单色光通过含
有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光 物质的浓度及吸收层厚度成正比。这是进行 定量分析的理论基础。比例常数K与吸光物 质的性质、入射光波长及温度等因素有关。
1.光的基本性质
光是一种电磁波。根据波长或频率排列，得到如表6-1 所示的电磁波谱表。
表6-1 电磁波谱范围表
光谱名称 波长范围 跃迁类型
辐射源
分析方法
x射 线 远紫外光 近紫外光 可 见光 近红外光 中红外光 远红外光 微波
10-1~l0 nm 10~200 nm 200~400 nm 400~750 nm 0.75~2.5 μm 2.5~5.0 μm 5.0~1000 μm 0.1~100 cm 1~1000 m
为红外吸收光谱。用于分子结构的研究。
Infrared Spectrophotometry
→带状光谱 Band spectrum
* 单色光（monochromatic light）：具同一波长的光。
* 复合光（multiplex light）：由不同波长组成的光。
* 紫外光（ultraviolet light）：波长200~400 nm。
d 仪器简单、操作简便、快速。
6.1.2 光吸收的基本定律
1. 朗伯-比尔定律 （Lambert-Beer law） 当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固
体、液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透 过介质，一部分被器皿的表面反射。如图6-3所示， 设人射光强度为I'0，吸收光强度为Ia，透过光强度 为It，反射光强度为Ir。
I0 ' IaIt Ir
在吸光光度分析法中，试液和空白溶 液分别置于同样质料及厚度的吸收池中， 然后让强度为I‘0的单色光分别通过这两个 吸收池，再测量其透过光的强度。此时反 射光强度基本上是不变的，且其影响可以 相互抵消。
I0 ' Ia It
透射比或透光度 （Transmittance） 透过光强度It与人射光强度Io之比称
Fra Baidu bibliotek
3.目视比色法(colorimetry)和吸光光度法的特点
a 灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为 1%~10-5的微量组分，甚至可测定低至质量分数为 10-6~10-8的痕量组分。
b 准确度较高。目视比色法的相对误差为 5%~10%，吸光光度法为2%~5%。
c 应用广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化 合物都可以直接或间接地用目视比色法或吸光光 度法进行测定。
* 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)]，是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)和转动能级
(能量差小于0.05 eV)的跃迁而产生的吸收光谱，
蓝绿
红
* 吸收光谱曲线或光吸收曲线（ absorption curve）： 以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。
* 最大吸收波长（maximum absorption wavelengh ）：光
吸收程度最大处的波长，用λmax表示
* 吸光度（absorbance）
在可见光，KMnO4溶液 对波长525 nm附近绿色光 的吸收最强，而对紫色和 红色的吸收很弱。λmax= 525 nm。浓度不同时， 光吸收曲线形状相同， λmax不变，吸光度不同。
为透射比或透光度，用T表示溶液的透 射比愈大，表示它对光的吸收愈小;相反， 透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)和比尔(Beer A)分别
于1760和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。