第10章 吸光光度法(5)

（四）干扰及消除
干扰离子本身有色、干扰离子与试剂生成有色络 合物、干扰离子与被测离子结合成溶解度小的另 一化合物。 消除方法：控制酸度法、加入掩蔽剂、选择适当 的测量波长、使用参比溶液等。 试样的显色条件应与绘制标准曲线时的条件一致
30
三、显色剂
无机显色剂：NH4SCN、H2O2等
31
有机显色剂
读数装置 （检流计） ↓ 得到吸光度
22
721型分光光度计
单色器—棱镜或光栅 可选择最合适的波长作 测量波长，因而标准曲 线的线性范围宽，测量 的准确度高。 检测器—光电管，可连 续使用较长时间。
23
§5 显色反应及显色条件的选择
有时待测溶液是无色的，可通过某些反 应使之转变为有色溶液，这一过程称为 显色，涉及到的化学反应称为显色反应。 显色反应主要是络合反应，生成有色螯 合物，其组成较稳定。
图（c）与前两 种情况完全不 同， 要十分严 格地控制显色 剂浓度
28
显色剂的用量应适当，并不是越多越好 ！
（二）溶液的酸度的选择
方法是固定M、R的浓度，改变pH值， 测定吸光度。作吸光度与pH关系曲线， 选择平坦而且吸光度高的部分所对应的 pH。
29
（三）显色温度、显色时间的选择
方法是：作吸光度与温度曲线；吸光度与反应时 间曲线。选择平台区，为合适的温度与时间
Ka=10-6.45
48
四、络合物组成的测定—摩尔比法
M+nL=MLn
固定cM、改变cL，配制一系列不同cL/cM的溶液，
测定其吸光度。以吸光度为纵坐标，为cL/cM横
坐标作图。
49
两条直线的交点所对应的 横坐标值为n，则络比为1： n。
50
16
a和e均反映吸光物质对光的吸收能力或
表示测量方法的灵敏度。 a或e愈大，灵 敏度愈高。 在特定波长和溶剂下，a和e是一个特征 常数。
17
e
＜104
灵敏度
较低
104～5×104
＞5×104～105
中等
高
e 越大越好
18
实际工作中常常发 现，在浓度较高的 部分，吸光度A与 浓度c 的关系偏离 直线，会向上或向 下弯曲，这种现象 被称为偏离朗伯－ 比尔定律
47
例：427nm处测得下列条件下的吸光度，计算HL在水 中（25℃）的Ka（用同一比色皿）。0.01mol· -1HCl介 L 质中，吸光度0.062，0.01 mol· -1NaOH介质中，吸光 L 度为0.855，pH6.22介质中，吸光度为0.356。 解：
pK a pH lg A AL AHL 0.356 0.855 6.22 lg 6.45 A 0.062 0.356
§7 吸光光度法的应用
一、高含量组分的测定—示差分光光度法 （一）方法
普通光度法：以纯溶剂或空白溶液为参比溶液 示差光度法：用一个比待测试液浓度稍低的标 准溶液作参比，调节仪器的T=100% ，再测量 待测试液的吸光度。 所得吸光度实际是两种溶液吸光度的差值，我 们称它为相对吸光度Ar，相应的透光度称为相 对透光度Tr。
42
示差法相当于把检流计的标尺作了扩展 扩展倍数＝100％/T0=Tr/Tx
普通光度法测得的Tx＝5％，落在适宜读数范围15～65 ％之外，测量误差大。而用示差光度法测得Tr ＝50％， 落在适宜读数范围之内，所以示差光度法比普通光度 法的准确度高。
43
示差光度法测得浓度的相对误差：
dc 0.434 dTr c Tr lg Tr T0
标准溶液的吸光度A和浓度c绘制标准曲线，根
据未知液的吸光度从标准曲线上找出相应的浓 度，从而计算未知物的含量。
21
（二）光度计
光源 （钨丝灯） ↓ 发射连续光谱 320～2500nm 比色皿 （光学玻璃） ↓ 盛放试液 0.5、1、3cm厚度 单色器 （滤光片、棱镜或光栅） ↓ 将连续光谱分解为单色光 检测器 （硒光电池或光电管） ↓ 将光强度转化为电流后测量
MR max
l
R max
60nm
26
二、显色条件的选择
（一）显色剂用量的选择
M+R=MR
实验方法是：固定M的浓度和其他条件不变， 加入不同量的显色剂，测定其吸光度，绘制吸 光度与显色剂浓度的关系曲线
27
图（a）较常 见，可在平台a、 b之间较宽的范 围内选择显色 剂的浓度
图（b）平台 区较窄，应严 格控制显色剂 的浓度在a′、 b′之间
准曲线能通过原点 。
38
选择参比溶液的原则：
1、仅MR有色，用纯溶剂（通常是蒸馏水）作参 比。 2、显色剂R或其他试剂略有色，用空白溶液作参 比。 空白溶液：不加试样的溶液，显色剂和其他试 剂照加。 3、试样中的其他组分有色，但不与显色剂反应， 且显色剂本身无色，用不加显色剂的试样溶液 作参比。
39
44
二、多组分分析
吸收曲线部分重叠
根据吸光度具有加 和性，可分别在l1 和l2测量总吸光度 A1=ex1bcx+ey1bcy A2=ex2bcx+ey2bcy 求解可得组分x、y 的浓度
45
三、酸碱离解常数的测定
HL=H++L只要HL和L-有一种有色 分别测量三种介质中的吸光度： 1、强酸性介质，测得HL的吸光度 AHL=eHLbc……………（1） 2、强碱性介质，测定L-的吸光度 AL-=eL-bc ……………（2） 3、在某一pH缓冲溶液中，测定HL和L-的总吸光度
因为T≤1，所以A≥0。当T=0时，A=∞。 溶液的透光率愈小，则对光的吸收愈大。
13
二、朗伯－比尔定律的数学表达式
A=Kbc 吸光度A与溶液的浓度c成正比，这是定量分析的依据
14
若以A为纵坐标，c为横坐
标作图，可得一条直线,
称为工作曲线或标准曲线
15
三、朗伯－比尔定律中的常数K
K与吸光物质的性质、温度和入射光波长等有关 随b、c所用单位的不同而有不同的名称。 1、吸光系数 c—g· -1, b—cm，K—a，吸光系数，L·-1· -1 L g cm A=abc 2、摩尔吸光系数 c—mol· -1, b—cm， L K—e ，摩尔吸光系数，L· -1· -1 mol cm A=ebc
Ar＝-lgTr
Tx Tr T0
41
（三）示差光度法比普通光度法准确的原因
例：设有一浓度较大的试样，以纯溶剂作参比 测得Tx＝5％。现取一浓度稍低于试样的标准 溶液，同样以纯溶剂作参比，测得Ts＝10％。 如果用此标准溶液调透光度＝100％，问此时 再测试样，其透光度为多少？ 解：
Tx 5% Tr 0.5 50% T0 10%
Ka [H ] A e HL b[ HL] e L b[ L ] e HL b c e L b c [H ] K a [H ] K a
46
将（1）、（2）式代入，并整理得：
AHL A Ka [H ] A AL
pK a pH lg A AL AHL A
36
当A=0.434，即T＝ 36.8％时浓度测量 的相对误差最小。 当被测试液的吸光 度过小或过大时， 误差都是很大的。 我们要设法改变称 样量、改变溶液的 稀释程度或更换不 同厚度的比色皿， 使吸光度处于适宜 的读数范围0.2～ 0.8内（透光度65～ 15％）。
37
三、参比溶液的选择
利用参比溶液来调节仪器的吸光度A＝0，即透 光度T=100%，可以消除由于比色皿的壁及溶 剂等对入射光的反射和吸收带来的误差 ，使标
6
可以用下图帮助记忆：
CuSO4溶液为蓝色 KMnO4 紫色
同 一 直 线 上 的 两 种 色 光 互 补 吸收光为黄色 绿色
物测 质定 颜物 色质 互对 补光 的的 色吸 光收 照要 射用 与
7
四、吸收曲线
（一）吸收曲线的制作
测定某物质的溶液对一系列不同波长光
的吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，波 长l为横坐标作图，即可得吸收曲线。
当一束强度为I0的平行单色光垂直照射到任何 均匀、非散射的介质（如溶液）时，光的一部 分被溶液吸收，另一部分透过去，其强度减弱 为I
12
一、透光度和吸光度
1、透光度（透光率） T
I T I0
因为I ≤ I0，所以T≤1，故通常用百分透光率表示。 2、吸光度A
1 A lg lg T T
一、光的基本性质
光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。 波动性表现在： n =c/l 粒子性表现在： E = hn = hc/l 因此，光的频率越高，波长越短，则能量越大 可见光波长为 400～750nm
3
二、物质对光的吸收—吸收光谱的产生
当光照射到分子上时，外层电子吸收能量产生
跃迁，同时还伴随分子的振动能级和转动能级
的跃迁，它们一起构成分子吸收光谱。
4
由于分子的能级是不连续的，是量子化 的，所以只有当光的能量满足： hn＝E激-E基 时，电子才能产生跃迁，这一频率的光 才能被吸收, 所以物质对光的吸收具有选 择性。 因为分子的结构不同，其能级间的能量 差也不同，故它们各自的吸收光谱不同。
5
三、物质颜色与吸收光颜色的关系
8
每一种物质的吸收曲线都有一个最大吸收峰，与之 所对应的波长称为最大吸收波长，用lmax表示。
9
（二）关于吸收曲线的两点说明：
1、不同物质吸收曲线的形状、lmax不同
10
2、同一种物质，吸收曲线的形状、lmax不随浓 度改变而改变，但峰高随浓度增加而增高。
11
§3 光吸收的基本定律—朗伯－比尔定律
第十章 吸光光度法
§1 概述 吸光光度法是以物质对光具有选择性吸 收为基础的一种分析方法。