第十章吸光光度法详解
合集下载
第十章 吸光光度法
A E 11c% m cb
ε 的含义( ε 106 , 105, 大多数是 104) （１）ε 是吸光物质在一定波长和物质中的特征常数，反映该吸光物质的灵敏度.ε 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 εmax 表示； （２）根据朗伯－比耳定律，ε＝A/bc 由实验结果计算，以总浓度代替吸光物质的浓度，ε 为表观摩尔吸收系数，ε=Ma, M 是摩尔质量； 桑德尔（Sandell）灵敏度 S 仪器检测限为 A =0.001 时，单位截面积(cm2) 光程内所含吸光物质的最低含量， M 其单位是 μg· cm-2
E Ee Ev Er
电子能 振动能 转动能 2. 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
[说明] 电子跃迁能级较大，能量在 1～20eV， 紫外可见吸收光谱在 200～780nm 物质的颜色 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。
s
S 在一定的温度和波长下是一常数。S 越大，则测定的灵敏度越低；S 越小，灵敏度越 高。 A 和 T 的关系:
T
It I0
A lg T lg
百分透光率
1 I lg 0 bc T It
T%
It % I0
A 2.00 lg T %
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
I T t 10 k ' c I0
ε 的含义( ε 106 , 105, 大多数是 104) （１）ε 是吸光物质在一定波长和物质中的特征常数，反映该吸光物质的灵敏度.ε 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 εmax 表示； （２）根据朗伯－比耳定律，ε＝A/bc 由实验结果计算，以总浓度代替吸光物质的浓度，ε 为表观摩尔吸收系数，ε=Ma, M 是摩尔质量； 桑德尔（Sandell）灵敏度 S 仪器检测限为 A =0.001 时，单位截面积(cm2) 光程内所含吸光物质的最低含量， M 其单位是 μg· cm-2
E Ee Ev Er
电子能 振动能 转动能 2. 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
[说明] 电子跃迁能级较大，能量在 1～20eV， 紫外可见吸收光谱在 200～780nm 物质的颜色 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。
s
S 在一定的温度和波长下是一常数。S 越大，则测定的灵敏度越低；S 越小，灵敏度越 高。 A 和 T 的关系:
T
It I0
A lg T lg
百分透光率
1 I lg 0 bc T It
T%
It % I0
A 2.00 lg T %
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
I T t 10 k ' c I0
吸光光度法
光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液
的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光
程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm
AHB和AB-分别为有机弱酸HB在强酸和强碱性时的吸光度，它 们此时分别全部以[HB]或[B-]形式存在。
pKa=pH+ lg
AB- - A A- AHB
lg AB- - A A- AHB
对pH作图即可求得pKa
2 络合物组成确定 饱和法（摩尔比法） 制备一系列含钌3.0×10-5 mol/L (固定不变)和不 同浓度（小于12.0×10-5 mol/L）的PDT溶液，按 实验条件，485nm测定吸光度,作图。
c 显色反应时间 针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定
d 显色反应温度 加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解
e 溶剂
有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液
的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S 当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光
程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2
S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在650nm
AHB和AB-分别为有机弱酸HB在强酸和强碱性时的吸光度，它 们此时分别全部以[HB]或[B-]形式存在。
pKa=pH+ lg
AB- - A A- AHB
lg AB- - A A- AHB
对pH作图即可求得pKa
2 络合物组成确定 饱和法（摩尔比法） 制备一系列含钌3.0×10-5 mol/L (固定不变)和不 同浓度（小于12.0×10-5 mol/L）的PDT溶液，按 实验条件，485nm测定吸光度,作图。
c 显色反应时间 针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定
d 显色反应温度 加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解
e 溶剂
有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率
第10章 吸光光度法(5)
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
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
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%
40
（二）定量的依据
c0＜cx 普通光度法测得： Ax＝ebcx A0＝ebc0 示差光度法测得：Ax- A0＝ebcx-ebc0 即 Ar＝eb（cx-c0）=eb△c Ar与△c成正比。 配制一系列标准溶液，并测量相对吸光度，以Ar为 纵坐标，△c为横坐标作图，即可得一条直线。 再在同样的条件下测得待测试液的相对吸光度，从 该直线上查出对应的△c，则cx＝△c+c0。
§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
第10章 吸光光度分析
无机及分析化学
34
3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
无机及分析化学
12
质量吸光系数，摩尔吸光系数
• 质量吸光系数 a: 当一定波长的单色光，通过浓度 为 1g/L，吸收池的液层厚度为 1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.g-1.cm-1
• 摩尔吸光系数ε • 物理意义：当一定波长的单色光，通过浓度为 1mol/L，吸收池的液层厚度为1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.mol-1.cm-1
比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的， 因此仅在稀溶液（c < 10-2 mol/L )的情况下才适用。
(2)非单色光引起的偏离
朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但 在实际工作中，入射光是具有一定波长范围的。
无机及分析化学
18
化学因素
溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。
不同的显色反应的适宜 pH 是通过实验确定的。 无机及分析化学
24
3 、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定 过程中温度一致。
4 、显色时间：通过实验确定合适的显色时间， 并在一定的时间范围内进行比色测定。
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。 6、共存离子的影响
无机及分析化学
偏离朗伯—比尔定律。
无机及分析化学
19
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂
显色剂
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。
第10章 吸光光度法
价电子
分子振动 分子转动
钨灯
碳化硅热棒 电磁波发生器
比色及可见光度法
红外光度法 微波光谱法 核磁共振光谱法
2. 分子吸收光谱产生原理
吸收光谱是由物质对不同波长的光具有选择性吸收 作用而产生的。 由物质的价电子能级跃迁 （能量差在1~20eV）而 产生的吸收光谱，是紫外及可见分光光度法——本章 研究内容。 由物质的分子振动能级（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，为红外吸收光谱法——用于分子结构的研究。 说明：物质只有对特定波长(能量)的光才能有吸收。
△T为透光率读数的绝对误差，一般为± 0.01。
Er-T 关系图： Er ≤±4%时:
T: 15%~65 %
A: 0.2~0.8
T = 36.8 %，A = 0.434 时误差最小。
10.5 示差吸光光度法
1. 示差吸光光度法的原理 (高浓度) 常规法: 以试剂空白为参比
A bCx
示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比 (Cs＜Cx)
3. 有色溶液对光的选择性吸收
① 单色光、复合光、互补光 单色光:具有同一波长的光
复合光:包含不同波长的光 互补光: 若两种不同颜色 的单色光按一定的强 度比例混合得到白光， 这两种单色光为互补 光。 绿
蓝绿
黄
绿蓝
橙
蓝 紫
红
② 有色溶液对光的吸收
吸收黄色光
复合光
完全透过
溶液的颜色与其吸收掉光的颜色为互补色。 有色溶液呈现不同颜色的原因: 物质的电子结构不同，价电子跃迁所需能量不同， 所吸收光的波长不同，因此溶液对光的选择性吸收， 使其呈现不同颜色。
a. 选择性好
第10章 吸光光度法
当：c的单位用mol·L-1表示时，用ε表示. ε－摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A＝εbc ＝ 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
（一）光学因素 （二）化学因素
（一）光学因素
1．非单色光的影响： 非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 ， 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 （ 2 − k1） A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论： 结论： • 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑ • 选λmax作为测定波长
长
波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 （二）分类： 分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 光谱法：利用物质与电磁辐射作用时， 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱
吸光光度法 PPT
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)与比尔(Beer A)分别于 1760与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。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 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)],为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)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与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。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 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)],为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)与
转动能级(能量差小于0、05 eV)的跃迁而 产生的吸收光谱,为红外吸收光谱。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。
吸光光度法讲解
吸光光度法讲解吸光光度法是一种广泛应用于化学分析和生物科学研究中的定量分析方法。
它通过测量样品溶液对特定波长的光的吸收程度来定量分析物质的浓度。
吸光光度法基于光的著名的“比尔-朗伯定律”，该定律描述了物质溶液对光的吸收与其浓度之间的关系。
通过测量光的吸收度，我们可以推算出浓度。
吸光光度法的基本原理是根据物质溶液对特定波长的光的吸收程度与溶液中物质的浓度之间的线性关系。
具体来说，当光通过物质溶液时，物质分子或离子会吸收光的能量，使光强度降低。
根据比尔-朗伯定律，光的吸光度（A）与物质的浓度（c）之间存在如下关系：A=εlc，其中ε是吸光度的摩尔吸光系数，l是光程长。
通过测量光的吸光度和已知的吸光度摩尔吸光系数，我们可以计算出溶液中物质的浓度。
在实践中，吸光光度法通常使用分光光度计来进行测量。
分光光度计可以发射一束特定波长的光，并测量光通过样品溶液前后的光强度差异。
这种差异可以转化为吸光度，并用于计算物质的浓度。
吸光光度法有许多应用领域。
在化学分析中，吸光光度法可以用于分析金属离子、化学物质的浓度、酸碱度等。
它可以通过配备合适的试剂和仪器来满足不同的分析需求。
在生物科学研究中，吸光光度法被广泛应用于测量DNA、蛋白质和酶的浓度。
通过测量DNA和蛋白质在特定波长下的吸光度，可以确定它们的浓度，进而研究其相互作用、结构和功能。
吸光光度法还可以用于测量酶的活性，通过测量酶和底物之间的反应，可以确定酶的催化能力。
吸光光度法有许多优点。
首先，它是一种快速、简单和经济的分析方法。
与其他方法相比，吸光光度法仪器简单、成本低，且操作方便。
其次，吸光光度法具有较高的选择性和灵敏度。
通过选择合适的波长和试剂，可以实现对特定物质的高度选择性测量。
此外，吸光光度法对微量物质的测量也非常敏感，可以达到微克或纳克级别的浓度测量。
然而，吸光光度法也存在一些限制。
首先，该方法对于有色的物质比较适用。
对于无色物质，需要经历一系列的试剂反应使其形成有色产物，才能进行吸光度测量。
第10章吸光光度法
第10章 吸光光度法
• • • • • • • • • • 本章主要内容： 第一节 概述 一、吸光光度法的特点 二、光吸收的基本定律 三、比色法和吸光光度法及其仪器 第二节 光度分析法的设计 一、显色反应 二、显色条件的选择 三、测量波长和吸光度范围的选择 四、参比溶液的选择
续前
• 第三节 光度分析法的误差
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400 500 600 700
/nm
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10.2 光吸收基本定律
1. 光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
800
λ1
白光
600
500
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度
等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。 原理： 利用光通过光栅时
平面透 射光栅 透 镜
光屏
M1
发生衍射和干涉现象而 分光.
M2
光栅衍射示意图
出 射 狭 缝
检测器
-kbc -A T = 10 = 10
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T = 10
-kbc
T
A=kbc
c
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g· L-1表示时，用a表示，
A＝abc
a的单位: L· g-1· cm-1
当c的单位用mol· L-1表示时，用表示.
• • • • • • • • • • 本章主要内容： 第一节 概述 一、吸光光度法的特点 二、光吸收的基本定律 三、比色法和吸光光度法及其仪器 第二节 光度分析法的设计 一、显色反应 二、显色条件的选择 三、测量波长和吸光度范围的选择 四、参比溶液的选择
续前
• 第三节 光度分析法的误差
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400 500 600 700
/nm
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10.2 光吸收基本定律
1. 光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
800
λ1
白光
600
500
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度
等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。 原理： 利用光通过光栅时
平面透 射光栅 透 镜
光屏
M1
发生衍射和干涉现象而 分光.
M2
光栅衍射示意图
出 射 狭 缝
检测器
-kbc -A T = 10 = 10
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T = 10
-kbc
T
A=kbc
c
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g· L-1表示时，用a表示，
A＝abc
a的单位: L· g-1· cm-1
当c的单位用mol· L-1表示时，用表示.
第十章 吸光光度法
该溶液的吸
收曲线。右 图为 K2Cr2O7和 KMnO4溶液
的吸收曲线。
17:19
12
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对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KMnO4溶液的光吸收曲线形状
相似，其最大吸收波长不变；
不同物质吸收曲线的形状和最大吸收波长均不相
吸收某些波长的光而让未被吸收的光透射过，即溶
液呈现透射光的颜色，亦即呈现的是它吸收光的互
补光的颜色。
例如，KMnO4 溶液选择吸收了白光中的绿色光
，与绿色光互补的紫色光因未被吸收而透过溶液，
所以KMnO4溶液呈现紫色。
17:19 11
当依次将各种波长的单色光通过某一有色溶液，测量每一 波长下有色溶液对该波长光的吸收程度（吸光度A），然后以波 长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到一条曲线，称为
1．方法原理 吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度 ，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度的方法。 常用的测定方法有比较法和标准曲线法。
17:19
26
2. 测定方法 a. 比较法 比较法是先配制与被测试液浓度cx相近的标准溶液cs， 在相同条件下显色后，测其相应的吸光度，分别为As和Ax， 根据朗伯—比耳定律：
碳化硅热棒
碳化硅热棒 碳化硅热棒 电磁波发生器
17:19
6
可见光是指眼睛能够感觉到的那一小段光，是电 磁波中一个很小的波段（400 ~ 750nm）。 日常所见的日光、白炽光，都是由红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫七种不同波长的光所组成的复合光。
17:19
7
由不同波长的光组成的光称为复合光。 单色光其实只是一种理想的“单色”，实际上常 含有少量其他波长的色光。各种单色光之间并无严格 的界限。 例如黄色与绿色之间就有各种不同色调的黄绿色 。不仅七种单色光可以混合成白光，两种适当颜色的 单色光按一定强度比例混合也可得到白光。这两种单 色光称为互补色。
分析化学 第10章 吸光光度法
E分子=E电子+E振动+E转动
.12.
分子内部三种不同运动涉及三种跃迁能级 三种能级跃迁所需能量大小的顺序为 △E电子＞△E振动＞ △E转动
所以需要不同能量（波长）的电磁辐射使它们跃迁， 即在不同的光学区出现吸收谱带： △E电子（1～20eV）对应的是紫外及可见光谱； △E振动（0.05～1eV）对应的红外光谱 △E转动（0.005～0.05eV）
吸收黄色光
.9.
当用频率为 v 电磁辐射照射分子，若电磁辐射的 能量 hv 恰好等于该分子的较高能级与较低能级能量 差△E时，在微观上出现分子由较低能级跃迁到较高 能级；在宏观上则体现在透射光的强度变弱。 物质对光的吸收
h S3 S2 E3 E2
S1
S0
E1
E0
h E 2 E 0
物质对光的吸收满足Plank 条件
吸 光 定 律 A 吸 收 光 谱 C A 或
三 维 谱 图
A max C
17
定性分析与定量分析的基础
定性分析基础 物质对光的选择吸收
max ( A) max ( B)
A
B
A
定量分析基础 在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
A
增 大
C
18
10.1.3 光吸收的基本定律
波长范围( ,nm) 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
8
10.1.2 吸收光谱产生的原理 1) 物质对光的选择性吸收
物质的颜色与光的关系 光谱示意 完全吸收 复合光 表观现象示意
完全透过
吸光光度法
第十章吸光光度法一、物质对光的选择性吸收1、物质对光的选择性吸收2、朗伯-比尔定律适用于任何均匀、非散射的固液气体，作为检测手段时在适用于低浓度的溶液。
bc Kbc T I I A t ε====1lg lg 0A ：吸光度，T ：透射比，K ：吸收系数，b ：溶液厚度，c ：浓度，ε：摩尔吸收系数（单位是11--∙∙cm mol L ）二、分光光度计及吸收光谱1、分光光度计1光源：通常用钨丝灯，连续光谱在360~880nm 2单色器：A 、棱镜（用于可见光范围）B 、光栅（适用波长范围宽，色散不改变波长，具有良好的分辨率）3吸收池：可见光用玻璃吸收池，紫外区用石英吸收池4检测器（光电转换器）：A 、光电管（红敏光电管适用625~1000nm ，紫敏光电管适用200~625nm ）B 、光电倍增管（由光电管改进而来，灵敏度是光电管的200多倍，适用167~700nm ）2、吸收光谱（参比溶液的选择）1显色剂与试液都无色，用蒸馏水作参比2显色剂无色，试液有色（存在其他有色离子），用试液作参比3显色剂有色，4显色剂试液均有色，先掩蔽被测离子（时被测离子不与显色剂反应），再加入显色剂，一起作为参比5改变试剂加入顺序，使被测组分与显色剂反应，并以此作为参比三、显色反应及其影响因素1、显色反应的选择1干扰少（或干扰易排除），灵敏度高（410>ε）2有色化合物组成恒定，有一定的化学式3化学性质稳定4有色化合物与显色剂颜色差别要大（nm 60>∆λ）2、显色剂（有机）1磺基水杨酸：主要用于测定+3Fe ，与+3Fe 反应在pH=1.8~2.5呈红色，pH=4~8呈褐色，pH=8~11.5呈黄色2丁二酮肟：用于测定+2Ni ，在氢氧化钠中，有氧化剂（如过硫酸铵）存在时与+2Ni 反应呈红色。
31，10-邻二氮菲测量+2Fe 较好的试剂，pH=5~6下反应呈橘红色（加入还原防止被氧化，如盐酸羟胺）4二苯硫腙：测定+++++22222,,,,Hg Cd Zn Pb Cu 等重金属离子，可加入掩蔽剂消除重金属离子间的干扰5偶氮胂Ⅲ（铀试剂Ⅲ）：在强酸中与+++444,,U Zr Th生成有色物质。
第10章 吸光光度法
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E h c h
h －普朗克(Planck)常数 6.63×10-34J·s
c －真空中光速 2.99792458×108m/s~3.0 ×108m/s
－波长，单位：m,cm,mm, m,nm,Å
1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
用不同波长的单色光照射溶液，测其吸光度，以A对λ作
图，得吸收曲线，即吸收光谱。
10
第
不同物质吸收曲线的形状，λmax位置不同。
章
——定性分析
吸 光
最大吸收波长（λmax）—吸光度A最大处对应的波长。
光
度
法
第
10
章
同一物质在同一波长下吸光度A随着浓度的增
吸
大而增大 。
光
光
——定量分析
度
法
❖ 物质的分子结构与吸收光谱的关系
E
E2
E1
h
hc
不同物质分子因结
构不同而能级不同，故
各能级间的能级差也不
相同，因而选择吸收的
性质反映了分子内部结
第
构的差异。
章 吸 光 光 度 法
10
10.1.3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
入射光
I0
It
透射光
b
透射比（透光度） T It I0
第
吸光度
A lg I0 lg 1 lg T
章
② 吸光物质为均匀非散射体系；
吸 光
③ 吸光质点之间无相互作用（稀溶液） ；
光 度
④ 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程。
吸光光度法
第四节、 第四节、吸光光度法的仪器部件 一、目视比色法
用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅，以确 用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅， 定被测物质含量的方法，称为玛纳斯比色法. 定被测物质含量的方法，称为玛纳斯比色法. 最常用的目视比色法是标准系列法. 最常用的目视比色法是标准系列法.
C1
C2
分子振动
红外光谱法
第一节、吸光光度法概述 第一节、
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， 起来的分析方法， 包括： 包括：
比色分析法， 比色分析法， 可见光度法， 可见光度法， 紫外分光光度法， 紫外分光光度法， 红外分光光度法。 红外分光光度法。
比色分析法和分光光度法特点: 比色分析法和分光光度法特点:
二、仪器测量误差
当A=0.434时，测量值 A=0.434时 相对误差最小. 相对误差最小.
三.测量条件的选择
1、入射光波长的选择
2、吸光度读数范围的选择
T最小=0.368, A=-logT=0.434， A=-logT=0.434，
3、参比溶液的选择
(1)、当试液， (1)、当试液，显色剂及所用的其他试剂在测定波长处无 吸收时，可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; 吸收时，可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; (2)、如果显色剂无吸收，而待测试液在此波长处有吸收， (2)、如果显色剂无吸收，而待测试液在此波长处有吸收， 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收，可将一份试液， (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收，可将一份试液， 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来， 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来，使之不再与显色 剂反应，然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂， 剂反应，然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂，以此作 参比溶液. 参比溶液.
第十章 吸光光度法
解：依题意可知
Cd2+ :的浓度为：
A=-lgT=-Lg0.445=0.35
κ=-1·cm-1
=1.4×10-3 μg·cm-2
16.钴和镍与某显色剂的络合物有如下数据：
λ/nm 510 656 KCo/L×mol-1×cm-1 3.64×104 1.24×103 KNi/L×mol-1×cm-1 5.52×103 1.75×104 将0.376g土壤试样溶解后配成50.00ml溶液，取25.00ml溶液进行处理，以除去干扰物质，然后加入先色剂，将体积调至50.00ml.此溶液在510nm处吸光度为0.467，在656nm处吸光度为0.374，吸收池厚度为1cm。计算钴镍在土壤中的含量（以μg·g-1表示）。
解：根据题意得
由图得k=4.200
硅的质量百分数
≈1.24%
答：试样中硅的质量百分数为1.24%。
19．钢样0.500g溶解后在容量瓶中配成100ml溶液。分取20.00ml该溶液于50ml容量瓶中，其中的Mn2+氧化成MnO4-后，稀释定容。然后在λ=525nm处，用b=2cm的比色皿测得A=0.60。已知k525=2.3×103L·mol-1·cm-1,计算钢样中Mn的质量分数(﹪)。
4.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？
答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L和吸收层厚度为
1cm时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在适宜的低浓度时，测其吸光度A，然后根据计算而求得。
(3) κ值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射;② 吸光物质为均匀非散射体系;③吸光质点之间无相互作用;④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程,无荧光和化学现象发生。
Cd2+ :的浓度为：
A=-lgT=-Lg0.445=0.35
κ=-1·cm-1
=1.4×10-3 μg·cm-2
16.钴和镍与某显色剂的络合物有如下数据：
λ/nm 510 656 KCo/L×mol-1×cm-1 3.64×104 1.24×103 KNi/L×mol-1×cm-1 5.52×103 1.75×104 将0.376g土壤试样溶解后配成50.00ml溶液，取25.00ml溶液进行处理，以除去干扰物质，然后加入先色剂，将体积调至50.00ml.此溶液在510nm处吸光度为0.467，在656nm处吸光度为0.374，吸收池厚度为1cm。计算钴镍在土壤中的含量（以μg·g-1表示）。
解：根据题意得
由图得k=4.200
硅的质量百分数
≈1.24%
答：试样中硅的质量百分数为1.24%。
19．钢样0.500g溶解后在容量瓶中配成100ml溶液。分取20.00ml该溶液于50ml容量瓶中，其中的Mn2+氧化成MnO4-后，稀释定容。然后在λ=525nm处，用b=2cm的比色皿测得A=0.60。已知k525=2.3×103L·mol-1·cm-1,计算钢样中Mn的质量分数(﹪)。
4.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？
答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L和吸收层厚度为
1cm时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在适宜的低浓度时，测其吸光度A，然后根据计算而求得。
(3) κ值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射;② 吸光物质为均匀非散射体系;③吸光质点之间无相互作用;④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程,无荧光和化学现象发生。
吸光光度法
第30讲 30讲
第十章 吸光光度法
第1讲
第十章 吸光光度法
吸光光度法（ 吸光光度法 （ Absorption Photometry） 是一 ） 种基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种 分析方法。包括可见吸光光度法、紫外-可见吸光 分析方法 。 包括可见吸光光度法 、 紫外 可见吸光 光度法和红外光谱法等。 光度法和红外光谱法等。 吸光光度法同滴定分析 重量分析法相比，有以下一些特点： 法、重量分析法相比，有以下一些特点： (一)灵敏度高 吸光光度法测定物质的浓度下 一 灵敏度高 最低浓度)一般可达 的微量组分。 限 (最低浓度 一般可达 最低浓度 一般可达1-10-3%的微量组分 。 对固 的微量组分 体试样一般可测到10 体试样一般可测到 -4%。如果对被测组分事先加 。 以富集，灵敏度还可以提高1-2个数量级 个数量级。 以富集，灵敏度还可以提高 个数量级。
第30讲 30讲第十章 吸光度法第1讲在分光光度测定中， 在分光光度测定中，盛溶液的比色皿都是采用相 同质且的光学玻璃制成的， 同质且的光学玻璃制成的，反射光的强度基本上是不 变的(一般约为入射光强度的 一般约为入射光强度的4％ 其影响可以互相抵消 其影响可以互相抵消， 变的 一般约为入射光强度的 ％)其影响可以互相抵消， 于是可以简化为 I0＝It+Ia 纯水对于可见光的吸收极微， 纯水对于可见光的吸收极微，故有色液对光的吸 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 当入射光的强度I 一定时，如果I 越大， 就越小， 当入射光的强度 0一定时， 如果 a越大 ， It就越小 ， 即透过光的强度越小， 即透过光的强度越小，表明有色溶液对光的吸收程度 就越大。 就越大。 实践证明，有色溶液对光的吸收程度， 实践证明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 如果保持入射光的强度不变， 如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度与溶液的 浓度和液层的厚度有关。 浓度和液层的厚度有关。
第十章 吸光光度法
第1讲
第十章 吸光光度法
吸光光度法（ 吸光光度法 （ Absorption Photometry） 是一 ） 种基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种 分析方法。包括可见吸光光度法、紫外-可见吸光 分析方法 。 包括可见吸光光度法 、 紫外 可见吸光 光度法和红外光谱法等。 光度法和红外光谱法等。 吸光光度法同滴定分析 重量分析法相比，有以下一些特点： 法、重量分析法相比，有以下一些特点： (一)灵敏度高 吸光光度法测定物质的浓度下 一 灵敏度高 最低浓度)一般可达 的微量组分。 限 (最低浓度 一般可达 最低浓度 一般可达1-10-3%的微量组分 。 对固 的微量组分 体试样一般可测到10 体试样一般可测到 -4%。如果对被测组分事先加 。 以富集，灵敏度还可以提高1-2个数量级 个数量级。 以富集，灵敏度还可以提高 个数量级。
第30讲 30讲第十章 吸光度法第1讲在分光光度测定中， 在分光光度测定中，盛溶液的比色皿都是采用相 同质且的光学玻璃制成的， 同质且的光学玻璃制成的，反射光的强度基本上是不 变的(一般约为入射光强度的 一般约为入射光强度的4％ 其影响可以互相抵消 其影响可以互相抵消， 变的 一般约为入射光强度的 ％)其影响可以互相抵消， 于是可以简化为 I0＝It+Ia 纯水对于可见光的吸收极微， 纯水对于可见光的吸收极微，故有色液对光的吸 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 当入射光的强度I 一定时，如果I 越大， 就越小， 当入射光的强度 0一定时， 如果 a越大 ， It就越小 ， 即透过光的强度越小， 即透过光的强度越小，表明有色溶液对光的吸收程度 就越大。 就越大。 实践证明，有色溶液对光的吸收程度， 实践证明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 如果保持入射光的强度不变， 如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度与溶液的 浓度和液层的厚度有关。 浓度和液层的厚度有关。
吸光光度法(讲义)
M + nR = MRn
n
[ MRn ] n [ R] [ M ] M( OH ) R (H)
OH-
H+
M(OH)， R(H) ~ pH
[ MRn ] lg lg n lg M(OH) n lg R(H) n lg[ R] ' [M ]
以
[ MRn ] lg ~ pH [ M ]
§10-2
目视比色法 特点 利用自然光
吸光光度法的仪器
标准系列
比较吸收光的互补色光 准确度低（半定量） 不可分辨多组分 未知样品
方法简便
光电比色法 分光光度法（紫外-可见分光光度法） UV-VIS
Ultraviolet Visual Spectroscopy
0.575
光源 参比 I0
单色器
吸收池
吸收定律与吸收光谱的关系
吸 收 定 律A 吸 收 光 谱 A
C
例
用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶液中Fe2+浓度 为500ug· -1，液层厚度为2cm，在508nm处测得透射比 L 为0.645。计算吸收系数a、摩尔吸收系数和桑德尔灵 敏度S。(Fe摩尔质量薄层中光照射的面积 c：吸光溶液的浓度
N = k’ c db 故 dI ∝ N I = I k’ c db dI = - I k c db , dI / I = - k c db
积分
I
It
0
dI k I
0cdb
b
It kcb 得 ln I0
得
或
It lg kcb Kcb I 0 2.303
复合光
光的互补
若两种不同颜色的单色光按一定的强度 比例混合得到白光，那么就称这两种单 色光为互补色光，这种现象称为光的互 补。
吸光光度法讲解
吸光光度法讲解吸光光度法是化学分析中常用的一种分析方法，用于测定物质溶液中某种物质的浓度。
其原理是利用物质对特定波长的光吸收的特性，通过测量光的透射或反射来推算出物质的浓度。
吸光光度法的基本原理是比尔定律，即物质溶液对光的吸收与其浓度成正比。
根据比尔定律，当光通过物质溶液时，其强度将减弱，而减弱的程度与物质的浓度成正比。
比尔定律的数学表达式为：A=εlc，其中A表示吸光度，ε表示摩尔吸光系数，l表示光程长度，c表示溶液浓度。
在使用吸光光度法进行分析之前，首先需要选择适当的波长。
每种物质对光的吸收有其特定的波长范围，称为吸收峰。
选择适当的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
吸光光度法的实验步骤通常包括以下几个步骤：1. 准备样品：根据需要测定的物质选择相应的样品，并将其溶解在适当的溶剂中，以得到一个浓度在可测范围内的溶液。
2. 校准仪器：使用一系列已知浓度的标准溶液，通过测量它们的吸光度与浓度之间的关系，建立起一条标准曲线。
这条曲线可以用来根据样品的吸光度推算出其对应的浓度。
3. 测量样品：将校准好的仪器置于样品测量位，并使样品溶液通过光路。
根据仪器的操作方法，控制光源的强度，选择波长，并记录下通过样品溶液的光的吸收强度。
4. 计算浓度：根据标准曲线上对应的吸光度值，利用比尔定律的数学关系，计算出样品的浓度。
需要注意的是，在进行吸光光度法测量时，还需要注意以下几个因素：1. 光程长度：光程长度会直接影响到吸光度的数值。
因此，在进行测量时，要保持光程长度一致，以避免测量结果的误差。
2. 溶剂选择：溶剂选择要适合样品的性质，并且要尽量选择透明度高的溶剂，以减少光的吸收。
同时，还要注意溶剂对标准溶液的影响，以保证测量结果的准确性。
3. 波长选择：选择合适的波长可以提高分析的准确性和灵敏度。
通常情况下，选择物质的吸收峰为测量波长是一个比较好的选择。
4. 仪器校准：在进行样品测量之前，需要对仪器进行校准。
校准的目的是建立起样品吸光度与浓度之间的关系，以便后续计算浓度。
- 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)。
COOH HO CH3 Cl C Cl SO3H COOH O CH3
400~750nm 0.75~2.5um 2.5~5.0um 5.0~1000um 0.1~100cm
1～1000m
有机化合物的生色原理
a 跃迁类型 价电子跃迁：σ→σ*, π→π*; n→σ*, n→π* E (h) 顺序: n→π*<π→π*< n→σ*<σ→σ*
b 生色团和助色团 生色团: 含有π→π*跃迁的不饱和基团 助色团: 含非键电子的杂原子基团,如-NH2, -OH, -CH3… 与生色团相连时，会使吸收峰红移，吸收强度增强
当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积 光程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2 S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在 650nm测定光吸收，A＝0.43,求S. (Nb原子量92.91)。 有两种做法：根据A=εbC,求ε
＝3.3×104 L· mol-1· cm-1
3 一些基本名词和概念 吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～l关系
最大吸收波长 lmax：光吸收最大处的波长
Δl 对比度(Δl):络合物最大吸 收波长(lMRmax)与试剂最大 吸收波(lRmax)之差
lmax
原子光谱为线光谱
分子光谱为带光谱
电子跃迁能级 分子振动能级 分子转动能级
吸光度的加和性 在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收 的多种物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各 个吸光物质的吸光度之和 A1 = e1bc1 A2 = e2bc2 A = e1bc1+ e2bc2
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统
光源
单色器
样品池
检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光） 红外 原子光谱 各种谱学手段
4 朗伯-比尔定律
光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
I0 = I r + I t + I a I0 = I t + I a
I0 Ir Ia It
T = It / I0 , T: 透射比或透光度 A=lg (I0 / It )＝lg(1/T), A:吸光度
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.3 显色反应及影响因素 一显色反应和显色剂 1 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－－ 显色反应 要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (l>60nm)
2 物质颜色和其吸收光关 互补色
吸收光 物质的颜色 颜色 波长范围( l ,nm)
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
10.2 吸光光度法基本原理
1 吸收光谱产生的原因 光:一种电磁波,波粒二象性 光谱名称
X射线 当光子的能量与分子的E匹配时， 远紫外光 就会吸收光子 近紫外光 E=hu=hc/l 可见光 近红外光 中红外光 远红外光 微波 无线电波
波长范围 0.1~10nm 10~200nm 200~400nm
注意： 平行单色光 均相介质 无发射、散射或光化学反应
灵敏度表示方法
摩尔吸光系数 e
A = Kbc
c: mol/L c: g/L
A = e bc
A = abc a: 吸光系数
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm
时溶液的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S
第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 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
10.1 概述
吸收光谱 发射光谱 散射光谱
分子光谱
原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓度成正比
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶 液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度） 成正比关系－－－朗伯比尔定律 －－－光吸收定律
数学表达：A＝lg(1/T)=Kbc 其中，A:吸光度，T:透射比， K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度
单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅 样品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区 石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器 作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器： 光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
2. 显色剂 无机显色剂: 过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾 有机显色剂： 肟类：丁二肟
CH 3 HO C N C N CH 3 OH
邻菲罗啉类：新亚铜灵
N CH3
N CH3
偶氮类：偶氮胂III
AsO3 H2
N N HO3S OH OH H2 O3 As N N SO3H
三苯甲烷类 三苯甲烷酸性染料:铬天菁S
400~750nm 0.75~2.5um 2.5~5.0um 5.0~1000um 0.1~100cm
1～1000m
有机化合物的生色原理
a 跃迁类型 价电子跃迁：σ→σ*, π→π*; n→σ*, n→π* E (h) 顺序: n→π*<π→π*< n→σ*<σ→σ*
b 生色团和助色团 生色团: 含有π→π*跃迁的不饱和基团 助色团: 含非键电子的杂原子基团,如-NH2, -OH, -CH3… 与生色团相连时，会使吸收峰红移，吸收强度增强
当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积 光程内所能检测到的吸光物质的最低含量。 单位：mg/cm2 S=M/e
氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30μg，用2cm比色池，在 650nm测定光吸收，A＝0.43,求S. (Nb原子量92.91)。 有两种做法：根据A=εbC,求ε
＝3.3×104 L· mol-1· cm-1
3 一些基本名词和概念 吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～l关系
最大吸收波长 lmax：光吸收最大处的波长
Δl 对比度(Δl):络合物最大吸 收波长(lMRmax)与试剂最大 吸收波(lRmax)之差
lmax
原子光谱为线光谱
分子光谱为带光谱
电子跃迁能级 分子振动能级 分子转动能级
吸光度的加和性 在某一波长，溶液中含有对该波长的光产生吸收 的多种物质，那么溶液的总吸光度等于溶液中各 个吸光物质的吸光度之和 A1 = e1bc1 A2 = e2bc2 A = e1bc1+ e2bc2
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统
光源
单色器
样品池
检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光） 红外 原子光谱 各种谱学手段
4 朗伯-比尔定律
光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
I0 = I r + I t + I a I0 = I t + I a
I0 Ir Ia It
T = It / I0 , T: 透射比或透光度 A=lg (I0 / It )＝lg(1/T), A:吸光度
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.3 显色反应及影响因素 一显色反应和显色剂 1 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－－ 显色反应 要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (l>60nm)
2 物质颜色和其吸收光关 互补色
吸收光 物质的颜色 颜色 波长范围( l ,nm)
黄绿 黄 橙 红 紫红 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-750
10.2 吸光光度法基本原理
1 吸收光谱产生的原因 光:一种电磁波,波粒二象性 光谱名称
X射线 当光子的能量与分子的E匹配时， 远紫外光 就会吸收光子 近紫外光 E=hu=hc/l 可见光 近红外光 中红外光 远红外光 微波 无线电波
波长范围 0.1~10nm 10~200nm 200~400nm
注意： 平行单色光 均相介质 无发射、散射或光化学反应
灵敏度表示方法
摩尔吸光系数 e
A = Kbc
c: mol/L c: g/L
A = e bc
A = abc a: 吸光系数
e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm
时溶液的吸光度。单位： (L•mol-1 •cm-1)
桑德尔(Sandell)灵敏度： S
第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 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
10.1 概述
吸收光谱 发射光谱 散射光谱
分子光谱
原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓度成正比
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶 液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度） 成正比关系－－－朗伯比尔定律 －－－光吸收定律
数学表达：A＝lg(1/T)=Kbc 其中，A:吸光度，T:透射比， K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度
单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅 样品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区 石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器 作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器： 光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
2. 显色剂 无机显色剂: 过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾 有机显色剂： 肟类：丁二肟
CH 3 HO C N C N CH 3 OH
邻菲罗啉类：新亚铜灵
N CH3
N CH3
偶氮类：偶氮胂III
AsO3 H2
N N HO3S OH OH H2 O3 As N N SO3H
三苯甲烷类 三苯甲烷酸性染料:铬天菁S