分析化学分光光度法ppt课件
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18
c.单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同分光
白光 入射狭缝 准直透镜
λ1
棱镜
λ2
聚焦透镜 出射狭缝
800 600 500
400
19
棱镜是根据光的折射原理而将复合光色散为不 同波长的单色光，然后再让所需波长的光通过一个 很窄的狭缝照射到吸收池上。它由玻璃或石英制成。 玻璃棱镜用于可见光范围，石英棱镜则在紫外和可 见光范围均可使用。
第十章 分光光度法
本章要点
朗伯—比耳定律 一般光度计的构造 吸光光度法进行定量分析的方法
1
10.1 物质对光的选择性吸收和光吸收基本定律
一、物质对光的选择性吸收 1.光的基本性质 光是一种电磁波 光具有两象性
c Eh hc/
2
电磁波谱范围表
光谱名称 波长范围
宇宙线 Y 射线
10-5nm 10-3nm
分子振动
近红外光度法 中红外光度法
远红外光 5.0~1000μ m 分子转动和低位振动 远红外光度法
微 波 0.1~ 100cm 分子转动
微波光谱法
无线电波 1~1000m 自旋方向
核磁共振光谱法
3
2.物质吸收光的特性 可见光：400-750nm 白光是一种复合光。 同一波长的光称为单色光。
4
物质颜色和吸收颜色的关系
11
③桑德尔灵敏度 S
桑德尔灵敏度 S就是规定仪器的检测极限为 A = 0.001时，单位截面积光程所能检测出来的吸光物质的
最低含量，以 μ g.cm-2 表示。S与 的关系如下：
SM
12
例1.已知含Cd 2+浓度为140g.L-1 的溶液，用双 硫腙法测定镉，液层厚度为2cm, 在 max=520nm处测定的吸光度为0.22，计算摩
0.0013 μ g cm 2
14
※ 10.2.分光光度计及吸收光谱
一、分光光度计
光源
单色器
样品池
检测器
读出系统
15
721分光光度计
16
17
分光光度计的主要部件
a．光源 （钨灯、氢灯）通常用6～12 V钨丝灯作可 见光区的光源，发出的连续光谱在360—800nm范围 内。光源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。为 此，通常在仪器内同时配有电源稳压器。 b．单色器 单色器的作用是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。
22
c．比色皿 也称吸收池。
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0.5 cm，1 cm，2 cm，3 cm和5 cm。在可见 光区测量吸光度时使用玻璃吸收池，紫外区则使用 石英吸收池。使用比色皿时应注意保持清洁、透明， 避免磨损透光面。
23
X 射线 0.1~10nm
跃迁类型 核跃迁
K 和 L 层电子
分析方法
Y 射线光谱法 X 射线光谱法
远紫外线 10~200nm 中层电子
真空紫外光谱法
近紫外线 200~400nm 价电子
可 见 光 400~750nm
紫外光谱法 可见光度法
近红外光 0.75~2.5μ m 中红外光 2.5~5.0μ m
24
光电倍增管是由光电管改进而成的，管中有若 干个称为倍增极的附加电极。因此，可使光激发的 电流得以放大，一个光子约产生106～107个电子。它 的灵敏度比光电管高200多倍。适用波长范围为 160～700 nm。光电倍增管在现代的分光光度计中被 广泛采用。
e．显示装置
显示装置的作用是把放大的信号以吸光度A或透 光率T的方式显示或记录下来。分光光度计常用的显 示装置是检流计、微安表、数字显示记录仪。
6
※二、光吸收的基本定律—朗伯比耳定律
入射光为平行单色光
I0IaItIr I0
db
Ia
It I
I0 IaIt I r
b
定义透射比或透光
T It
度为T
I0
9
1.朗伯—比耳定律 A lg I0 Kbc定量基础 I
吸光度A与溶液的透射比的关为系 A lg I0 lg 1 IT
尔吸光系数及桑德尔灵敏度S。
13
[Cd 2 ] 140 10 6 1.25 10 6 mol L1 112 .41
A bc 0.22
0.22 2 1.25 10 6
8.8 10 4 L mol 1 cm 1
S
M
112 .41 8.8 10 4
另：当溶液中存在多种吸光物质，且对同一波长的 单色光均有吸收，溶液的总吸光度等于各吸光物质 的吸光度之和。
10
2.吸光系数、摩尔吸光系数与桑德尔灵敏度
① 吸光系数 a
A=Kbc
A = abc c - g.L-1; b-cm; a 称为吸光系数
②摩尔吸光系数 A=bc
c -mol.L-1; b-cm; 称为摩尔吸光系数
d．检测器
检测器的作用是接受从比色皿发出的透射光并转 换成电信号进行测量。分为光电管和光电倍增管。
光电管是一个真空或充有少量惰性气体的二极管。 阴极是金属做成的半圆筒，内侧涂有光敏物质，阳极 为一金属丝。光电管依其对光敏感的波长范围不同分 为红敏和紫敏两种。红敏光电管是在阴极表面涂银和 氧化铯，适用波长范围为625—1 000nm；紫敏光电 管是阴极表面涂锑和铯，适用波长范围为200— 625nm。
20
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
发生衍射和干涉现象而
分光.
M1
M2
光栅衍射示意图
出 射
狭
缝
21
光栅是根据光的衍射和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。
• 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，物质的颜色与吸收光的颜色互为互 补色。
• 互补色光：可以合成白光的两种对应颜色的光称为 互补色光。将它们按一定比例混合，可得到白光。
5
溶液的光吸收曲线
最大吸收波长 max
吸 收 强 度
max
Байду номын сангаас
/ nm
KMnO4溶液的max=525nm
25
二、分子吸收光谱----可见光吸收光谱
物质对光的吸收引起电子能级的跃迁，在电子能级跃 迁的同时，不可避免地伴随分子振动和转动能级的变化。 由电子能级跃迁而产生吸收光谱，位于紫外及可见光部分 (200-800nm)，称为紫外光谱和可见光谱。
c.单色器
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同分光
白光 入射狭缝 准直透镜
λ1
棱镜
λ2
聚焦透镜 出射狭缝
800 600 500
400
19
棱镜是根据光的折射原理而将复合光色散为不 同波长的单色光，然后再让所需波长的光通过一个 很窄的狭缝照射到吸收池上。它由玻璃或石英制成。 玻璃棱镜用于可见光范围，石英棱镜则在紫外和可 见光范围均可使用。
第十章 分光光度法
本章要点
朗伯—比耳定律 一般光度计的构造 吸光光度法进行定量分析的方法
1
10.1 物质对光的选择性吸收和光吸收基本定律
一、物质对光的选择性吸收 1.光的基本性质 光是一种电磁波 光具有两象性
c Eh hc/
2
电磁波谱范围表
光谱名称 波长范围
宇宙线 Y 射线
10-5nm 10-3nm
分子振动
近红外光度法 中红外光度法
远红外光 5.0~1000μ m 分子转动和低位振动 远红外光度法
微 波 0.1~ 100cm 分子转动
微波光谱法
无线电波 1~1000m 自旋方向
核磁共振光谱法
3
2.物质吸收光的特性 可见光：400-750nm 白光是一种复合光。 同一波长的光称为单色光。
4
物质颜色和吸收颜色的关系
11
③桑德尔灵敏度 S
桑德尔灵敏度 S就是规定仪器的检测极限为 A = 0.001时，单位截面积光程所能检测出来的吸光物质的
最低含量，以 μ g.cm-2 表示。S与 的关系如下：
SM
12
例1.已知含Cd 2+浓度为140g.L-1 的溶液，用双 硫腙法测定镉，液层厚度为2cm, 在 max=520nm处测定的吸光度为0.22，计算摩
0.0013 μ g cm 2
14
※ 10.2.分光光度计及吸收光谱
一、分光光度计
光源
单色器
样品池
检测器
读出系统
15
721分光光度计
16
17
分光光度计的主要部件
a．光源 （钨灯、氢灯）通常用6～12 V钨丝灯作可 见光区的光源，发出的连续光谱在360—800nm范围 内。光源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。为 此，通常在仪器内同时配有电源稳压器。 b．单色器 单色器的作用是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。
22
c．比色皿 也称吸收池。
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0.5 cm，1 cm，2 cm，3 cm和5 cm。在可见 光区测量吸光度时使用玻璃吸收池，紫外区则使用 石英吸收池。使用比色皿时应注意保持清洁、透明， 避免磨损透光面。
23
X 射线 0.1~10nm
跃迁类型 核跃迁
K 和 L 层电子
分析方法
Y 射线光谱法 X 射线光谱法
远紫外线 10~200nm 中层电子
真空紫外光谱法
近紫外线 200~400nm 价电子
可 见 光 400~750nm
紫外光谱法 可见光度法
近红外光 0.75~2.5μ m 中红外光 2.5~5.0μ m
24
光电倍增管是由光电管改进而成的，管中有若 干个称为倍增极的附加电极。因此，可使光激发的 电流得以放大，一个光子约产生106～107个电子。它 的灵敏度比光电管高200多倍。适用波长范围为 160～700 nm。光电倍增管在现代的分光光度计中被 广泛采用。
e．显示装置
显示装置的作用是把放大的信号以吸光度A或透 光率T的方式显示或记录下来。分光光度计常用的显 示装置是检流计、微安表、数字显示记录仪。
6
※二、光吸收的基本定律—朗伯比耳定律
入射光为平行单色光
I0IaItIr I0
db
Ia
It I
I0 IaIt I r
b
定义透射比或透光
T It
度为T
I0
9
1.朗伯—比耳定律 A lg I0 Kbc定量基础 I
吸光度A与溶液的透射比的关为系 A lg I0 lg 1 IT
尔吸光系数及桑德尔灵敏度S。
13
[Cd 2 ] 140 10 6 1.25 10 6 mol L1 112 .41
A bc 0.22
0.22 2 1.25 10 6
8.8 10 4 L mol 1 cm 1
S
M
112 .41 8.8 10 4
另：当溶液中存在多种吸光物质，且对同一波长的 单色光均有吸收，溶液的总吸光度等于各吸光物质 的吸光度之和。
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2.吸光系数、摩尔吸光系数与桑德尔灵敏度
① 吸光系数 a
A=Kbc
A = abc c - g.L-1; b-cm; a 称为吸光系数
②摩尔吸光系数 A=bc
c -mol.L-1; b-cm; 称为摩尔吸光系数
d．检测器
检测器的作用是接受从比色皿发出的透射光并转 换成电信号进行测量。分为光电管和光电倍增管。
光电管是一个真空或充有少量惰性气体的二极管。 阴极是金属做成的半圆筒，内侧涂有光敏物质，阳极 为一金属丝。光电管依其对光敏感的波长范围不同分 为红敏和紫敏两种。红敏光电管是在阴极表面涂银和 氧化铯，适用波长范围为625—1 000nm；紫敏光电 管是阴极表面涂锑和铯，适用波长范围为200— 625nm。
20
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
发生衍射和干涉现象而
分光.
M1
M2
光栅衍射示意图
出 射
狭
缝
21
光栅是根据光的衍射和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。
• 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，物质的颜色与吸收光的颜色互为互 补色。
• 互补色光：可以合成白光的两种对应颜色的光称为 互补色光。将它们按一定比例混合，可得到白光。
5
溶液的光吸收曲线
最大吸收波长 max
吸 收 强 度
max
Байду номын сангаас
/ nm
KMnO4溶液的max=525nm
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二、分子吸收光谱----可见光吸收光谱
物质对光的吸收引起电子能级的跃迁，在电子能级跃 迁的同时，不可避免地伴随分子振动和转动能级的变化。 由电子能级跃迁而产生吸收光谱，位于紫外及可见光部分 (200-800nm)，称为紫外光谱和可见光谱。