水分析讲义化学第7章分光光度法

7.2 比色法和分光光度法
7.2.1目视比色法
用眼睛直接比较标准溶液
和待测溶液颜色的深浅，
来确定被测物质含量的方
法叫目视比色法，常用的 方法标准色阶法。
C0 C1 C2 C3 C4
C5
标准系列
优点：不需要特殊的设备，
观察方向
操作简单、灵活，灵敏度
较高等。
缺点：准确度不高
未知样品
7.2.1目视比色法
x 射射 线线
紫红 外外 光光
微
无
波
线
电
波
可见光
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外
（真空紫外）
远红外
10nm~200nm 200nm 380nm 780 nm ~380nm ~ 780nm ~ 2.5 m
2.5 m ~ 50 m
50 m ~300 m
4
7.1光吸收的基本定律
2. 物质对光的选择性吸收
A 1= lg I I 参 0 比 A 2= lg I I 试 0 液 A = A 2 -A 1 = lg I I 试 参 液 比
7.1.2 溶液的吸光定律
参比溶液的选择：
溶剂空白：纯溶剂（扣除吸收池干扰）适用于样品基体、共 存组分和显色剂均无色情况
试剂空白：纯溶剂+显色剂+其他试剂，适用于样品基体、共
水分析化学第7章分光光度法
精品jing
易水寒江雪敬奉
目录
7.1 光吸收的基本定律 7.2 比色和分光光度法 7.3 显色反应及其影响因素 7.4 光度测量误差和测量条件的选择 7.5 分光光度法的应用
7.1光吸收的基本定律
7.1.1 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。 根据波长的不同分为： 紫外光谱区(10～400 nm)，可见光谱区(400～760 nm)和红外
光谱区(760～3×105 nm)。 复合光：由不同波长的光组成的光。 单色光：具有单一波长的光称。 只要把特定颜色的两种光，按一定比例混合，可以得到白光，
这两种特定颜色的光为互补光。
电磁波谱
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
全部吸收：T = 0.0%；全部透射，T = 100.0 %
朗伯-比尔光吸收定律：当一束平行单色光通过均匀的样品时，
溶液的吸光度T与吸光物质的浓度、吸收层厚度成正比。
公式：
T
It
10cL
I0
或
-lgTAcL
7.1.2 溶液的吸光定律
2. 吸光度（A）与透光率（T）的关系
-lgTAcL T1-0 A1-0 cL
1.标准色阶法 例：铂钴标准比色法测水的真色 用氯铂酸钾与氯化钻配成标准色列，再与水样进行目视比
色确定水样的色度。 规定每升水中含有1mg铂(以六氯铂酸的形式)和0.5mg钴
（2mg CoCl2·6H2O）所具有的颜色，称为1度。 铂钴标准比色法适用于较清洁的、带有黄色色调的天然水
和饮用水的测定。 2. 稀释倍数法 适用于受工业废水污染的地面水和工业废水颜色的测定。
Absorbance
0.4
0.2
300 350 400
500
600
700 /nm
最大吸收波长λmax：最大吸收峰对应的波长
7.1.2 溶液的吸光定律
1.朗伯－比尔定律—光吸收的基本定律
透光度T：透过光强度It与入射光强度I0之比： T
It
L
I0
入射光I0
透射光It
T 取值为0.0% ~ 100.0%；
种
存组分无色，显色剂等均有色
类
样品空白：待测试样溶液，适用于显色剂无色，共存组分、 样品基体有色
空白溶液：显色剂 + 待测试样 + 待测组分的掩蔽剂，适用于显 色剂、样品基体、共存组分均有色
7.2 比色法和分光光度法
比色法和分光光度法特点： 1)灵敏度高：测定下限可达10-3～10-6mol·L-1，10-4%～10-5% 2)准确度能够满足微量组分的测定要求：相对误差2～5% 3)操作简便快速 4)应用广泛
5.朗伯比尔定律在定量分析中的应用：吸光度的测定
Alg I0 CL
It
除被测组分对波长为的光有吸收外，还有其他干扰吸收： 1)吸收池对光的反射、吸收； 2)样品中样品基体、显色剂(或其它试剂）和共存组分对光
的吸收 消除措施：用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液
的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂 对光的吸收等。
复合光
各种物质会呈现不同的颜色，其原因是物质对不同波长的光
选择性吸收的结果。
完全吸收
黑体
完全透过
透
明
各种光部分 均匀被吸收
物体选择性 吸收某种光
入射光I0
透射光It
物体呈现其 互补光颜色
玻璃在可见光区是透明的；石英在紫外光区是透明的
7.1光吸收的基本定律
2. 物质对光的选择性吸收 物质分子对可见光的吸收必须符合普朗克条件：只有当入射
7.1.2 溶液的吸光定律
4.朗伯比尔定律的适用条件
1)单色光：应选用max处或肩峰处测定，此时干扰组分、溶
剂等不吸收或有很弱的吸收 2)吸光质点形式不变 离解、络合、缔合会破坏线性关系，应控制条件(酸度、浓
度、介质等)。 3)稀溶液：浓度增大，分子之间作用增强
7.1.2 溶液的吸光定律
光能量与物质分子能级间的能量差△E相等时，才会被吸收。
E hv hc
3. 光吸收曲线 光吸收曲线或吸收光谱曲线：以波长为横坐标，吸光度A为
纵坐标，描述物质对光吸收情况的曲线。
7.1光吸收的基本定律
例：Cr2O72-、MnO4-的特征吸收光谱
350 1.0
0.8
Cr2O72-
0.6
525 545 MnO4-
ห้องสมุดไป่ตู้
100
1.0
T
A
T = 0.0 % A=∞
A T%
50
T = 100.0 %
0.5
A = 0.0
0
0
C
吸光度适宜的取值范围：0.2~0.8
T = 36.8 % A = 0.434
7.1.2 溶液的吸光定律
ε表示溶液浓度为lmol/L，液层厚度为lcm时溶液的吸光度。 ε：吸光物质在一定条件下的特征常数。ε值与物质的性质、
入射光波长、温度等有关。
L：吸光液层的厚度，光程，cm。 c：吸光物质的浓度，g/L或 mol/L。
7.1.2 溶液的吸光定律
3.朗伯比尔定律的局限性 定律本身的局限性：只适于稀溶液<0.01mol/L 化学偏离：被分析物质与溶剂发生缔合、离解、溶剂化反应，
产生不同的吸收光谱 仪器偏离：单色光不纯引起