第八章 吸光光度法
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T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
全部吸收 全部透射
2016/3/20
T = 0.0 % T = 100.0 %
b：光程的长度(cm):比色皿的厚度 c：溶质的浓度
A lg T Kbc
c：mol / L c：g / L
K A bc
Ka
摩尔吸光系数
吸光系数
Molar Absorptivity
2016/3/20
2.化学因素：由溶液本身的化学和物理因素引起的偏离
(1) 由于介质不均匀性引起的偏离 当被测试液是 胶体、乳浊液或悬浮物时，将对入射光产生散射 现象，导致吸光度增大，而引起正偏离(偏向吸光 度轴)。
2016/3/20
(2) 由于溶液中的化学反应
引起的偏离 如吸光物质的
离解、缔合、形成新化合物
2016/3/20
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。
2016/3/20
系数， =Ma, M是摩尔质量；
2016/3/20
吸光度的加和性
若溶液中含有两种或两种以上的吸光物质，且 各物间无相互作用，则测得的吸光度为各种吸光 物质吸光度之和。 如溶液中含有A、B两物质，对波长为λ的光 均有吸收，则
A = AA + AB
A
2016/3/20
Ai ibci b i ci
二、光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二像性。
λν= c ，E =hν =hc/ λ 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
单色光： 由单一波长的光组成的光
复合光：
2016/3/20
由不同波长的光组成的光
2016/3/20
分光光度计
Agilent 6010紫外/可见分光光度计
2016/3/20
2016/3/20
3、光度计组成：
2016/3/20
3、光度计组成： 光源—单色器—吸收池—检测系统 (1)光源： 要求稳定，强度高. 常用6~12V钨丝灯或卤钨灯，2600~2870K, 发 320nm~2500nm的连续光谱 可见光部分用其360~800nm
i i i
例题
铁（Ⅱ）浓度为5.0×10-4 g· L-1 的溶液，与 1，10-邻二氮菲 反应，生成橙红色络合物。该络合物在波长508nm，比色
皿厚度为2cm时，测得A=0.19。计算1，10-邻二氮菲铁的a
及 。 已知 M (Fe)=55.85
解：
由A abc可得：
0.19 1 1 190( L g cm ) 4 2 5.0 10
A a ac
Ma 55.85 190
2016/3/20
1.1104 (L mol 1 cm1 )
二.偏离朗伯-比尔定律的原因
分光光度法定量分析常要绘制标准曲线， 即固定液层的厚度及入射光的波长和强 度，测定一系列不同浓度标准溶液的吸 光度，以吸光度对标准溶液的浓度作图 （一过原点的直线），得到标准曲线。 在相同条件下测定试样的吸光度，从工 作曲线查得试样浓度，这就是工作曲线 法。 但在实际工作中，特别是浓度较大时， 常会出现标准曲线不为直线的现象，这 称为偏离朗伯比尔定律。
第八章 吸光光度法
Spectrophotometry
2016/3/20
第一节 概
一、吸光光度法
述
基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。 吸光光度法的分类 （1）根据所用仪器的不同： 目视比色法、光电比色法和分光光度法。 （2）根据所吸收的波长范围不同：
紫外分光光度法(波长200～400nm), 可见分光光度法(400～750nm) 红外光谱法(750～2500nm)
应为
A. T 2 B. 2T C. T 1/2
C
D. T / 2
2016/3/20
6、在光度计的检流计上刻有A 和T，二者关系为
A lg T
7、某有色物质溶液，遵守比尔定律，当其浓度 为c 时，吸光度A = 0.30，那么当浓度为2 c 时， 该溶液的吸光度A =
A bc
0.60
2016/3/20
或互变异构等。 Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H++2CrO42橙色
黄色
2016/3/20
第三节 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色深浅以测定物质含量的方法。
测定方法：
标准系列法。
标1
标 2
标3
标4
标5
未知
2016/3/20
标准系列
未知样品
2016/3/20
若：
λ1 λ 2
A 1bc
A 1bc
或 或
A 2bc
A 2bc
λ1 λ 2
2016/3/20
非单色光引起的对吸光定律的偏离 对吸收光谱而言，b 和 c 固定，
A K i
反映了 随波长变化的情况，单一波长， 固定；不 同波长， 不同。因此，非单色光将导致对吸光定律的 偏离。
（3）有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。 对于形成不同络合比的络合反应，必须注意控制实验 条件，使形成一定组成的络合物，以免引起误差。 （4）有色化合物的化学性质应足够稳定，至少保证在测 量过程中溶液的吸光度变化小。 这就要求有色化合物不受外界环境条件的影响：如日光 照射、空气中的氧核CO2；此外也不受溶液中其他化学因 素的影响。
D. 吸收光谱曲线，表明了吸光物质的吸收特性
2016/3/20
4、影响有色物质摩尔吸收系数的因素是
B
A. 吸收池厚度 C. 有色物质溶液的浓度
B. 入射光波长 D. 入射光的强度
2016/3/20
5、某有色物质溶液，遵守比尔定律，当其浓度为c
时，用1.00cm比色皿测得其透光度为T，，当浓度
减小为0.50 c 时，，在同样条件下测定，其透光率
紫外光：氢灯，氘灯，185 ~ 350 nm；
2016/3/20
(2)单色器： 将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置， 分为棱镜和光栅两种。
光栅的分辨率比棱镜大， 可用的波长范围也较宽。
2016/3/20
（3）吸收池：比色皿：
也称吸收池，长方体，两面透明，有玻璃和石英玻璃两 种，规格有0.5，1.0，2.0，5.0cm等； 玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区
2016/3/20
第二节 光的吸收定律
一、朗伯-比尔定律
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
入射光 I0
透射光 It
A lg T
It lg Kbc I0
A：吸光度
K：比例常数， 与物质的性质、 入射光波长等有关， 与浓度无关。
T 称为透光率 Transmittance
第四节
显色反应及显色条件的选择
光度分析中，对于本身无吸收的待测组分，先要通 过显色反应将待测组分转变成有色化合物，然后测
定吸光度或吸收曲线。
显色反应： 将待测组分转变为有色化合物的反应。
显色剂：与待测组分形成有色化合物的试剂。
在光度分析中选择合适的显色反应，并严格控制
反应条件，是十分重要的。
2016/3/20
1
I1 I01 10
λ1bc
I 02 对2： A2 lg λ 2bc I2
I 2 I02 10 λ 2bc
2016/3/20
1 + 2 ：
I 01 I 02 I 01 I 02 lg A lg λ1bc λ 2bc I 10 I 10 I1 I 2 01 02
200~780nm
2016/3/20
物质的颜色: 物质的颜色由透过光决定。
由于不同的物质结构不同具有不同量子化能级，产生
的吸收不同。其颜色和光的吸收、透过、反射有关。
2016/3/20
①互补色光： 把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合， 成为白光，称为互补色光。
2016/3/20
②无色： 对光谱中各种色光透过程度相同。 ③有色： 物质的颜色由它透过或反射的光决定。 ④黑色:
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
2016/3/20
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
几乎吸收所有的入射光。
⑤白色: 几乎全部反射入射光。
2016/3/20
吸收曲线：
测量某种物质对不同波长单色光的吸
收程度(即吸光度A)，以波长(λ)为横坐 标，吸光度(A)为纵坐标，得到的一条 吸收光谱曲线。 （1）吸收曲线用途： ①进行定性分析； ②进行定量分析； ③选择吸收波长； ④判断干扰情况。
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
2016/3/20
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
2016/3/20
电子跃迁能级较大， 能量在1~20eV，紫外 可见吸收光谱在
2016/3/20
（4）检测器： 检测器的作用是接受从吸收池发出的透射光并 转换成电信号进行测量。 分为光电池、光电管、光电倍增管和光电二极 管阵列。
2016/3/20
显示装置：
检流计，数显，记录仪，CRT。
2016/3/20
练习题 1、人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是 A. 400~780nm B. 200~320nm
一、显色反应的选择 1、显色反应的类型 配位反应和氧化还原反应。 2、对显色反应的要求： （1）选择性好，干扰少，或干扰容易消除；
（2）灵敏度足够高:
10
5
超高灵敏
(6 ~ 10) 104 高灵敏
不灵敏
(2 ~ 6) 104 中等 2 104
2016/3/20
2016/3/20
（5）有色化合物与显色剂之间的颜色差别大。 显色剂在测定波长处无明显吸收，试剂空白小。 对比度： 两有色物质最大吸收波长之差
3、优点：
设备简单，操作方便，不要求严格遵守比尔定律。
4、用途:
用在要求不高的常规分析中。
5、缺点：
准确度不高，标准系列制作麻烦，容易受干扰。
2016/3/20
二、分光光度法及光度计 1、分光光度法：使用分光光度计进行测定的方法。 2、与比色法比较：
（1）是用仪器代替人眼进行测量，消除了人的主观误差， 提高了准确度； （2）待测溶液中有其它有色物质共存时，可以选择适当 的单色光和参比溶液来消除干扰，因而提高选择性； （3）在分析大批试样时，使用标准曲线法可以简化手续， 加快分析速度。
2016/3/20
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
L ·mol –wenku.baidu.com ·cm -1
Absorptivity
A abc
与 a 的关系：
L ·g –1 ·cm -1
Ma
2016/3/20
的含义
（１）是吸光物质在一定波长和溶剂中的特征常数，反
映该吸光物质的灵敏度． 值越大，表示该吸光物质对
此波长光的吸收能力越强，显色反应越灵敏，在最大吸 收波长处的摩尔吸光系数常以 max表示； （２）根据朗伯－比耳定律， ＝A/bc 由实验结果计 算，以总浓度代替吸光物质的浓度， 为表观摩尔吸收
三、物质对光的选择性吸收 1、吸收光谱的产生：
原子外层电子选择性吸 原子吸收光谱： 收某些波长电磁波 线光谱
吸收光谱
由价电子跃迁产 电子光谱 生的光谱，也称 紫外 — 可见光 谱 分子吸收光谱：
带光谱
振动—转 由分子振动或 动光谱 转动能级跃迁 引起的，也称 红外光谱
2016/3/20
分子振动能级：
全部吸收 全部透射
2016/3/20
T = 0.0 % T = 100.0 %
b：光程的长度(cm):比色皿的厚度 c：溶质的浓度
A lg T Kbc
c：mol / L c：g / L
K A bc
Ka
摩尔吸光系数
吸光系数
Molar Absorptivity
2016/3/20
2.化学因素：由溶液本身的化学和物理因素引起的偏离
(1) 由于介质不均匀性引起的偏离 当被测试液是 胶体、乳浊液或悬浮物时，将对入射光产生散射 现象，导致吸光度增大，而引起正偏离(偏向吸光 度轴)。
2016/3/20
(2) 由于溶液中的化学反应
引起的偏离 如吸光物质的
离解、缔合、形成新化合物
2016/3/20
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。
2016/3/20
系数， =Ma, M是摩尔质量；
2016/3/20
吸光度的加和性
若溶液中含有两种或两种以上的吸光物质，且 各物间无相互作用，则测得的吸光度为各种吸光 物质吸光度之和。 如溶液中含有A、B两物质，对波长为λ的光 均有吸收，则
A = AA + AB
A
2016/3/20
Ai ibci b i ci
二、光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二像性。
λν= c ，E =hν =hc/ λ 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
单色光： 由单一波长的光组成的光
复合光：
2016/3/20
由不同波长的光组成的光
2016/3/20
分光光度计
Agilent 6010紫外/可见分光光度计
2016/3/20
2016/3/20
3、光度计组成：
2016/3/20
3、光度计组成： 光源—单色器—吸收池—检测系统 (1)光源： 要求稳定，强度高. 常用6~12V钨丝灯或卤钨灯，2600~2870K, 发 320nm~2500nm的连续光谱 可见光部分用其360~800nm
i i i
例题
铁（Ⅱ）浓度为5.0×10-4 g· L-1 的溶液，与 1，10-邻二氮菲 反应，生成橙红色络合物。该络合物在波长508nm，比色
皿厚度为2cm时，测得A=0.19。计算1，10-邻二氮菲铁的a
及 。 已知 M (Fe)=55.85
解：
由A abc可得：
0.19 1 1 190( L g cm ) 4 2 5.0 10
A a ac
Ma 55.85 190
2016/3/20
1.1104 (L mol 1 cm1 )
二.偏离朗伯-比尔定律的原因
分光光度法定量分析常要绘制标准曲线， 即固定液层的厚度及入射光的波长和强 度，测定一系列不同浓度标准溶液的吸 光度，以吸光度对标准溶液的浓度作图 （一过原点的直线），得到标准曲线。 在相同条件下测定试样的吸光度，从工 作曲线查得试样浓度，这就是工作曲线 法。 但在实际工作中，特别是浓度较大时， 常会出现标准曲线不为直线的现象，这 称为偏离朗伯比尔定律。
第八章 吸光光度法
Spectrophotometry
2016/3/20
第一节 概
一、吸光光度法
述
基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。 吸光光度法的分类 （1）根据所用仪器的不同： 目视比色法、光电比色法和分光光度法。 （2）根据所吸收的波长范围不同：
紫外分光光度法(波长200～400nm), 可见分光光度法(400～750nm) 红外光谱法(750～2500nm)
应为
A. T 2 B. 2T C. T 1/2
C
D. T / 2
2016/3/20
6、在光度计的检流计上刻有A 和T，二者关系为
A lg T
7、某有色物质溶液，遵守比尔定律，当其浓度 为c 时，吸光度A = 0.30，那么当浓度为2 c 时， 该溶液的吸光度A =
A bc
0.60
2016/3/20
或互变异构等。 Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H++2CrO42橙色
黄色
2016/3/20
第三节 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色深浅以测定物质含量的方法。
测定方法：
标准系列法。
标1
标 2
标3
标4
标5
未知
2016/3/20
标准系列
未知样品
2016/3/20
若：
λ1 λ 2
A 1bc
A 1bc
或 或
A 2bc
A 2bc
λ1 λ 2
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非单色光引起的对吸光定律的偏离 对吸收光谱而言，b 和 c 固定，
A K i
反映了 随波长变化的情况，单一波长， 固定；不 同波长， 不同。因此，非单色光将导致对吸光定律的 偏离。
（3）有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。 对于形成不同络合比的络合反应，必须注意控制实验 条件，使形成一定组成的络合物，以免引起误差。 （4）有色化合物的化学性质应足够稳定，至少保证在测 量过程中溶液的吸光度变化小。 这就要求有色化合物不受外界环境条件的影响：如日光 照射、空气中的氧核CO2；此外也不受溶液中其他化学因 素的影响。
D. 吸收光谱曲线，表明了吸光物质的吸收特性
2016/3/20
4、影响有色物质摩尔吸收系数的因素是
B
A. 吸收池厚度 C. 有色物质溶液的浓度
B. 入射光波长 D. 入射光的强度
2016/3/20
5、某有色物质溶液，遵守比尔定律，当其浓度为c
时，用1.00cm比色皿测得其透光度为T，，当浓度
减小为0.50 c 时，，在同样条件下测定，其透光率
紫外光：氢灯，氘灯，185 ~ 350 nm；
2016/3/20
(2)单色器： 将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置， 分为棱镜和光栅两种。
光栅的分辨率比棱镜大， 可用的波长范围也较宽。
2016/3/20
（3）吸收池：比色皿：
也称吸收池，长方体，两面透明，有玻璃和石英玻璃两 种，规格有0.5，1.0，2.0，5.0cm等； 玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区
2016/3/20
第二节 光的吸收定律
一、朗伯-比尔定律
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
入射光 I0
透射光 It
A lg T
It lg Kbc I0
A：吸光度
K：比例常数， 与物质的性质、 入射光波长等有关， 与浓度无关。
T 称为透光率 Transmittance
第四节
显色反应及显色条件的选择
光度分析中，对于本身无吸收的待测组分，先要通 过显色反应将待测组分转变成有色化合物，然后测
定吸光度或吸收曲线。
显色反应： 将待测组分转变为有色化合物的反应。
显色剂：与待测组分形成有色化合物的试剂。
在光度分析中选择合适的显色反应，并严格控制
反应条件，是十分重要的。
2016/3/20
1
I1 I01 10
λ1bc
I 02 对2： A2 lg λ 2bc I2
I 2 I02 10 λ 2bc
2016/3/20
1 + 2 ：
I 01 I 02 I 01 I 02 lg A lg λ1bc λ 2bc I 10 I 10 I1 I 2 01 02
200~780nm
2016/3/20
物质的颜色: 物质的颜色由透过光决定。
由于不同的物质结构不同具有不同量子化能级，产生
的吸收不同。其颜色和光的吸收、透过、反射有关。
2016/3/20
①互补色光： 把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合， 成为白光，称为互补色光。
2016/3/20
②无色： 对光谱中各种色光透过程度相同。 ③有色： 物质的颜色由它透过或反射的光决定。 ④黑色:
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
2016/3/20
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
几乎吸收所有的入射光。
⑤白色: 几乎全部反射入射光。
2016/3/20
吸收曲线：
测量某种物质对不同波长单色光的吸
收程度(即吸光度A)，以波长(λ)为横坐 标，吸光度(A)为纵坐标，得到的一条 吸收光谱曲线。 （1）吸收曲线用途： ①进行定性分析； ②进行定量分析； ③选择吸收波长； ④判断干扰情况。
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
2016/3/20
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
2016/3/20
电子跃迁能级较大， 能量在1~20eV，紫外 可见吸收光谱在
2016/3/20
（4）检测器： 检测器的作用是接受从吸收池发出的透射光并 转换成电信号进行测量。 分为光电池、光电管、光电倍增管和光电二极 管阵列。
2016/3/20
显示装置：
检流计，数显，记录仪，CRT。
2016/3/20
练习题 1、人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是 A. 400~780nm B. 200~320nm
一、显色反应的选择 1、显色反应的类型 配位反应和氧化还原反应。 2、对显色反应的要求： （1）选择性好，干扰少，或干扰容易消除；
（2）灵敏度足够高:
10
5
超高灵敏
(6 ~ 10) 104 高灵敏
不灵敏
(2 ~ 6) 104 中等 2 104
2016/3/20
2016/3/20
（5）有色化合物与显色剂之间的颜色差别大。 显色剂在测定波长处无明显吸收，试剂空白小。 对比度： 两有色物质最大吸收波长之差
3、优点：
设备简单，操作方便，不要求严格遵守比尔定律。
4、用途:
用在要求不高的常规分析中。
5、缺点：
准确度不高，标准系列制作麻烦，容易受干扰。
2016/3/20
二、分光光度法及光度计 1、分光光度法：使用分光光度计进行测定的方法。 2、与比色法比较：
（1）是用仪器代替人眼进行测量，消除了人的主观误差， 提高了准确度； （2）待测溶液中有其它有色物质共存时，可以选择适当 的单色光和参比溶液来消除干扰，因而提高选择性； （3）在分析大批试样时，使用标准曲线法可以简化手续， 加快分析速度。
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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
L ·mol –wenku.baidu.com ·cm -1
Absorptivity
A abc
与 a 的关系：
L ·g –1 ·cm -1
Ma
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的含义
（１）是吸光物质在一定波长和溶剂中的特征常数，反
映该吸光物质的灵敏度． 值越大，表示该吸光物质对
此波长光的吸收能力越强，显色反应越灵敏，在最大吸 收波长处的摩尔吸光系数常以 max表示； （２）根据朗伯－比耳定律， ＝A/bc 由实验结果计 算，以总浓度代替吸光物质的浓度， 为表观摩尔吸收
三、物质对光的选择性吸收 1、吸收光谱的产生：
原子外层电子选择性吸 原子吸收光谱： 收某些波长电磁波 线光谱
吸收光谱
由价电子跃迁产 电子光谱 生的光谱，也称 紫外 — 可见光 谱 分子吸收光谱：
带光谱
振动—转 由分子振动或 动光谱 转动能级跃迁 引起的，也称 红外光谱
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分子振动能级：