第10章 吸光光度法
第十章 吸光光度法课后习题及答案
第十章吸光光度法9.1 0.088 mg Fe3+．用硫氰酸盐显色后，在容量瓶中用水稀释到50 mL，用1 cm 比色皿，在波长480 nm处测得A＝0.740。
求吸收系数α及κ。
9.2 用双硫腙光度法测定Pb2+，Pb2+的浓度为0.08mg/50mL，用2cm比色皿在520nm下测得T＝53%，求κ。
9.3 用磺基水杨酸法测定微量铁。
标准溶液是由0.2160gNH4Fe(SO4)2·12H2O溶于水中稀释至500mL配制成的。
根据下列数据，绘制标准曲线。
标准铁溶液的体积V /mL 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0吸光度0.0 0.165 0.320 0.480 0.630 0.790某试液5.00 mL，稀释至250 mL。
取此稀释液2.00 mL，与绘制标准曲线相同条件下显色和测定吸光度。
测得A＝0.500。
求试液铁含量(单位：mg/mL)。
铁铵矾的相对分子质量为482.178。
9.4 取钢试样1.0 g，溶解于酸中，将其中锰氧化成高锰酸盐，准确配制成250mL，测得其吸光度为1.00×10–3 mol·L－1 KMnO4溶液的吸光度的1.5倍。
计算钢中锰的百分含量。
9.5 用普通光度法测定铜。
在相同条件下测得1.00×10-2 mol·L-1标准铜溶液和含铜试液的吸光度分别为0.699和1.00。
如光度计透光度读数的相对误差为0.5％，测试液浓度测定的相对误差为多少？如采用示差法测定，用铜标准液为参比，测试液的吸光度为多少？浓度测定的相对误差为多少？两种测定方法中标准溶液与试液的透光度各差多少？示差法使读书标尺放大了多少倍？9.6 某含铁约0.2％的试样，用邻二氮杂菲亚铁光度法)κ=1.1×104)测定。
试样溶解后稀释至100mL，用1.00cm比色皿，在508nm波长下测定吸光度。
(1)为使吸光度测量引起的浓度相对误差最小，应当称取试样多少克？(2)如果说使用的光度计透光度最适宜读数范围为0.200至0.650，测定溶液应控制的含铁的浓度范围为多少？9.7 某溶液中有三种物质，他们在特定波长处的吸收系数a(L·g-1·cm-1)如下表所示。
吸光光度法
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。
第章吸光光度法
本章主要讲授可见吸光光度法。
10.1概述
10.1.1 吸光光度法的特点
1．光的基本性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用
波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c
ε：摩尔吸光系数，单位L·mol－１·cm－１；
或:
A＝lg（I0/It)= a b c
c：溶液的浓度，单位g·L－１
a：吸光系数，单位L·g－１·cm－１
a与ε的关系为：
a =ε/M （M为摩尔质量）
吸光度与光程的关系 A = bc
吸光度
0.00
光源
检测器
吸光度
0.22
b
光源
检测器
吸光度
0.44
(2) ≠0 若 <0 ；即 2< 1 ； － bc>0,
lg(1＋10 bc )值随c值增大而增大，则标准曲线偏离
直线向c 轴弯曲，即负偏离；反之，则向A 轴弯曲，即正偏
离。
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－εbc )
(3) ｜ ｜很小时，即ε1≈ε2：
可近似认为是单色光。在低浓度范围内，不发生偏离。若
令： ε1-ε2 ＝ ； 设： Ｉo1 ＝Ｉo2
A总 ＝ lg(2Io1)/Ｉt1(1＋10 - εbc ）
＝ A 1 + lg2 - lg(1＋10 - εbc ) 讨论:
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－εbc )
(1) = 0； 即： 1= 2 =
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
第十章吸光光度法_课后思考题及练习题答案
6、用一般吸光光度法测量 0.00100 molL-1 锌标准溶液和含锌试液，分别测得 A=0.700 和 A=1.000， 两种溶液的透射比相差多少？如用 0.00100 molL-1 标准 溶液作参比溶液，试液的吸光度是多少？与示差吸光光度法相比较，读数标 尺放大了多少倍？
解：T1
It 10 A I0
解： lg 50.5% 1.85 10 4 1.8 10 4 L mol 1 cm 1 25.5 10 6 2 63.546 0.050 M 63.546 S 3.43 10 3 g cm 2 3.4 10 3 g cm 2 4 1.85 10 lg T bc
应称取试样多少克？
解： A 0.434时，测量的相对误差最小， 0.434 A ) 0.100 58.693 ) V M Ni ( 4 b 1 . 3 10 1 ms 0.16 g W Ni 0.12% (
5、浓度为 25.5g/50mL 的 Cu2+溶液，用双环己酮草酰二腙光度法进行测定，于 波长 600nm 处用 2cm 比色皿进行测量，测得 T=50.5%，求摩尔吸收系数， 灵敏度指数 S。
7、标准溶液以示差吸光光度法测定高锰酸钾溶液的浓度，以含锰 10.0mgmL-1 的标准溶液作参比溶液，其对水的透射比为 T=20%,并以此调节透射比为 100%，此时测得未知浓度高锰酸钾溶液得透射比为 Tx=40.0%，计算高锰酸 钾的质量浓度。
解：As lg T lg 20.0% 0.699 Ax lg Tx lg 40.0% 0.398 A样 As Ax 0.699 0.398 1.097 C样 A样 As Cs 1.097 10.0 15.7mg mL1 0.699
吸光光度法(职高)
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
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。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。
分析化学十课后习题答案
第十章 吸光光度法1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？答：①灵敏度高 ②仪器设备简单，操作简便，快速 ③ 准确度较高 ④ 应用广泛 2.何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别？ 答：⑴复合光指由不同单色光组成的光；单色光指其处于某一波长的光；可见光指人的眼睛所能感觉到的波长范围为400-750 nm 的电磁波；将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光； ⑵ 白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成有复合光。
3.简述朗伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。
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，无荧光和光化学现象发生。
其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A 与吸光物质的浓度c 及吸收层厚度 b 成正比。
其数学表达式为： Kbc TI I A t===1lglg0 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)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度A ，然后根据bcA=κ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。
5.何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？答：吸光度A 是指入射光强度I 0与透射光强度I t 的比值的对数值。
透射比T 是指透射光强度I t 与入射光强度I 0的比值。
两者的关系如下：TI I A t 1lg lg0== 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-比尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？答：⑴物理因素：①非单色光引起的偏离 ②非平行入射光引起的偏离 ③ 介质不均匀引起的偏离。
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.
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第10章 分光光度法一、单项选择题1．吸光度和透光度的关系是（）。
A．B ．C ．D ．【答案】B2．下列说法正确的是（ ）。
A ．随溶液浓度增大，最大吸收波长变长B ．在保持入射光波长、液层厚度不变条件下，溶液浓度变小，其吸光度变小C ．改变入射光波长，摩尔吸光系数不会改变D ．液层厚度加倍，溶液的摩尔吸光系数也加倍【答案】B【解析】A 项，溶液的最大吸收波长与溶液浓度无关。
CD 两项，摩尔吸光系数会随入射光波长改变而改变，与液层厚度无关。
B 项，由朗伯－比尔定律可知，当一束平行单色光垂直照射通过均匀无散射的溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、液层厚度成正比。
3．用可见吸光度法测定溶液浓度时，应选择的入射光颜色是（）。
A．橙色B ．绿色C．青色D．红色【答案】B【解析】溶液显示颜色是因为选择性的吸收了可见光区某波长的光，则该溶液即显示被吸收光的互补色。
溶液呈现紫红色，是因为吸收了绿色的波，因此选用绿色的入射光。
4．吸光光度法测定时，首先需做空白实验，调节仪器显示T＝100％，目的是（）。
A．测定入射光强度B．检查仪器的稳定性C．避免杂色光的影响D．选择入射光波长【答案】A5．光吸收曲线可以用于定性分析，是因为吸收曲线（）。
A．只有一个吸收峰B．不与其他物质的吸收曲线相交C ．形状与物质结构相关D ．形状与浓度无关【答案】C【解析】吸收曲线与物质的结构性质有关决定了光吸收曲线可以用于定性分析。
光吸收曲线与浓度有关。
6．符合光吸收定律的有色溶液，稀释后，其最大吸收波长的位置（ ）。
A ．向长波方向移动B ．向短波方向移动C ．不移动，但吸光度降低D ．不移动，但吸光度增大【答案】C【解析】吸收曲线与物质的结构性质有关，最大吸收波长的位置由物质本身决定，与浓度无关。
7．某试液用1cm 比色皿测定时T ＝60％，若改用2cm 比色皿测量，则A 和T 分别是（ ）。
A ．0.44％和36％B ．0.22％和36％C ．0.44％和30％D ．0.44％和l2％【答案】A【解析】根据公式和分别计算。
分析化学第五版题库试题选编(第十章吸光光度法)
2 分(1102)透射比与吸光度的关系是-----------------------------------------------------------------------( )(A) 1TA=(B)lg1TA=(C) lg T = A(D)TA=lg12 分(1102)(B)2分(1103)1103一有色溶液对某波长光的吸收遵守比尔定律。
当选用2.0cm的比色皿时,测得透射比为T,若改用1.0cm的吸收池,则透射比应为----------------------------------------------------------( )(A) 2T(B) T/2(C) T2(D) T1/213. 2分(1103)1103(D)2分(1104)1104符合比尔定律的有色溶液,浓度为c时,透射比为T0,浓度增大一倍时,透射比的对数为-------------------------------------------------------------------------------------------------------------( )(A) T0/ 2 (B) 2T0(C) (lg T0)/2 (D) 2lg T02分(1104)1104(D)2 分(1105)有色络合物的摩尔吸光系数(ε)与下述各因素有关的是-----------------------------------( )(A) 比色皿厚度(B) 有色络合物的浓度(C) 入射光的波长(D) 络合物的稳定性2 分(1105)(C)2 分(1106)摩尔吸光系数(ε)的单位为-----------------------------------------------------------------------( )(A) mol/(L·cm) (B) L/(mol·cm)(C) mol/(g·cm) (D) g/(mol·cm)2 分(1106)(B)2分(1107)1107以下说法错误的是--------------------------------------------------------------------------------( )(A)摩尔吸光系数ε随浓度增大而增大(B)吸光度A随浓度增大而增大(C)透射比T随浓度增大而减小(D)透射比T随比色皿加厚而减小2分(1107)1107(A)2分(1108)1108以下说法正确的是--------------------------------------------------------------------------------( )(A)透射比T与浓度呈直线关系(B)摩尔吸光系数 随波长而变(C)比色法测定MnO4-选红色滤光片,是因为MnO4-呈红色(D)玻璃棱镜适于紫外区使用2分(1108)1108(B)2分(1110)1110某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR,若溶液中M的浓度为1.0×10-4mol/L,用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0.400,此络合物在525nm处的摩尔吸光系数为-------------------------------------------------------------------------------------------------------( )(A) 4.0×10-3(B) 4.0×103(C) 4.0×10-4(D) 4.0×1052分(1110)1110(B)1分(1112)1112有色溶液的光吸收曲线(吸收光谱曲线)是以______________________为横坐标,以___________________为纵坐标绘制的。
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。
吸光光度分析
吸光光度分析法基于物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法，称为吸光光度分析法。
本章重点讨论可见光区的吸光光度分析。
第一节吸光光度分析概述吸光光度分析法(absorption spectrophotometry)，包括比色分析法、可见分光光度法、紫外分光光度法和红外分光光度法等。
与经典的化学分析方法相比，吸光光度法具有以下几个特点：1．灵敏度高吸光光度法主要用于测定试样中微量或痕量组分的含量。
测定物质浓度下限一般可达10—5～10—6 mol·L—1，若被测组分预先加以富集，灵敏度还可以提高。
2．准确度高比色法测定的相对误差为5%～10%，分光光度法测定的相对误差为2%～5%，完全可以满足微量组分测定的准确度要求。
若采用精密分光光度计测量，相对误差可减小至1%～2%。
3．仪器简便，测定速度快吸光光度法虽然需要用到专门仪器，但与其它仪器分析法相比，比色分析法和分光光度法的仪器设备结构均不复杂，操作简便。
近年来由于新的高灵敏度、高选择性的显色剂和掩蔽剂的不断出现，常常可以不经分离而直接进行比色或分光光度测定，使测定显得更为方便和快捷。
4．应用广泛吸光光度法能测定许多无机离子和有机化合物，既可测定微量组分的含量，也可用于一些物质的反应机理及化学平衡研究，如测定配合物的组成和配合物的平衡常数，弱酸、弱碱的离解常数等。
第二节吸光光度分析的基本原理一、溶液的颜色和对光的选择性吸收1．光的基本性质光是一种电磁波。
电磁波范围很大，波长从10—1 nm～103 m，可依次分为X–射线、紫外光区、可见光区、红外光区、微波及无线电波，见表8—1。
表8-1电磁波谱区域λ/ nmX –射线10-1～10远紫外光区10～200近紫外光区200～400可见光区400～760近红外光区760～5×104远红外光区5×104～1×106微波1×106～1×109无线电波1×109～1×1012注：1 m = 109 nm人的眼睛能感觉到的光称为可见光(visible light)。
第十章紫外-可见吸光光度法习题及答案
1第十章 紫外-可见吸光光度法习题1.是非判断题1-1物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长所致，VitB 12溶液呈现红色是由于它吸收了白光中是红色光波。
了白光中是红色光波。
1-2因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。
因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。
1-3有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
1-4符合朗伯符合朗伯--比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。
比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。
1-5符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置不移动，但吸收峰降低。
1-6朗伯朗伯--比耳定律的物理意义是：比耳定律的物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，溶液是吸光度与吸溶液是吸光度与吸光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
1-7在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
1-8吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
1-9有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小,,所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
1-10在吸光光度测定时，在吸光光度测定时，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测溶液浓被测溶液浓度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。
度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。
1-11进行吸光光度法测定时，必须选择最大吸收波长的光作入射光。
第十章 紫外-可见分光光度法 (1)
（Uv-ViS）
一．教学内容 1.紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、 有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点） 2.吸收定律及其发生偏差的原因 3.仪器类型、各部件的结构、性能 4.分析条件的选择 5.应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法）
二．重点与难点 1． 比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型 所产生吸收带的特点及应用价值 2． 进行化合物的定性分析、结构判断 3． 定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动 力学分析法） 4． 物理化学常数的测定
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
（1）光学因素
1）非单色光的影响：
Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光
1.0
正偏离 负偏离
A
0.5
A2
10
0.111
78%
A1l3 0.222 3 A3 0.333 l1 2 T2 10
A3
100.333 47%
例2 浓度为0.51mg/ml的Cu2+溶液，用环己酮草酰
二腙显色后，于波长600nm处用2cm吸收池测量，测得 T=50.5%，求比吸光系数。 解 l 2cm, c 0.51mg / ml, T 50.5%
肩峰→λsh
末端吸收→饱和σ-σ*跃迁产生
图10-3 吸收光谱示意图 1.吸收峰 2 谷 3.肩峰 4 末端吸收
生色团(chromophore)
是指分子中产生吸收带的主要官能团
属于π→π* 、 n →π* 等跃迁类型。 生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、 C=S等 助色团(auxochrome) 是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本 身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色 团连接后，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收 强度增大。 -OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I
第十章 吸光光度法
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。
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分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
3. 波粒二象性
c E=h = h n
长(频率越低)，光量子的能量越低。
结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 单色光：具有相同能量(相同波长)的光。
混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在
一起。
电磁波谱的波段如何划分?
2005-8-30
第10章
吸光光度法
10.1 吸光光度法概述
一、方法与特点
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。 特点： (一)灵敏度高 测定下限可达10-4%～10-5% (二)准确度较高 相对误差2～5％(1～2％) (三)操作简便，测定速度快 (四)应用广泛
第10章 吸光光度法 第十八章 吸光光度法
第10章 吸光光度法
10.1 吸光光度法概述 10.2 物质对光的选择性吸收
目 录
10.3 10.4 10.5 10.6
2018/11/12
光吸收的基本定律
吸光光度法及其仪器
光度法分析及误差控制
光度法分析的应用
1
分 析 学习 习 分 析化 化学学 指指 导导
/
2018/11/12
16
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
小结： （1）在T和等条件一定时，ε仅与吸收物质本 身的性质有关，与待测物浓度无关。
质的本性有 关，而与浓
度无关。可
C 作为定性的 参数。
2018/11/12
11
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
（1）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）同一种物质，浓度不同,吸收曲线形状相似 λmax不变。不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax 则不同。
It
2018/11/12
I0 =Ia + It + Ir
分 析 化 学 学 习 指 导
13
第10章
吸光光度法
1) T－透光率
透光率(透射比) T = 吸光度 A = lg
It I0
I0 It
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT
2）朗伯-比耳定律
A— 吸光度 b— 介质厚度(cm) c— 浓度 K— 吸光系数，与入射光的波 长、物质的性质和溶液的温度 等因素有关。 14
5
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
光学光谱区 (Spectral region)
远紫外 近紫外 可见
(真空紫外)
近红外 中红外 远红外
10nm~ 200nm
200nm ~400nm
400nm ~ 750nm
750 nm 2.5 m 50 m ~ 2.5 m ~ 50 m ~300 m
2018/11/12 4
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
三、电磁波谱
电磁辐射按波长顺序排列，称~。
γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波 高能辐射区 γ射线 χ射线 光学光谱区 紫外光 可见光 红外光 波谱区 微波 无线电波
2018/11/12
能量最高，来源于核能级跃迁 来自内层电子能级的跃迁 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 来自分子振动和转动能级的跃迁 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
A=kbc
2018/11/12
分 析 化 学 学 习 指 导
第A T = 10 = 10
3） 吸光系数，摩尔吸光系数
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.
－摩尔吸光系数
2018/11/12 2
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
二、光的基本性质
1.波动性
2.微粒性
c 光的传播速度: V = = n
光量子，具有能量。
h－普朗克(Planck)常数
E h
6.626×10-34J· s
－频率
E－光量子具有的能量单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)
（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为 物质定性分析的依据之一。 （4）同一种物质，λmax处吸光度随浓度变化改变 最大。此特性可作为物质定量分析的依据。
2018/11/12 12
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
10.3 光吸收的基本定律
一、朗伯-比耳定律
I0 Ir
Ia b
A＝ bc
2018/11/12
的单位: L· mol-1· cm1
15
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
[例]已知含Fe2+12.5μg/25mL，用邻二氮非显色 后形成Fe(Phen)3 用2cm比色皿在λ508nm测得 A=0.19 ，求ε=？ μg· 10-6 [解 ] ——— -6 12.5· 10 (g) Fe(g/mol) 25 [Fe2+]= cFe=————— ————= ——— 25mL 1000 M —— 1000 = 8.95×10-6mol/L A 0.19 4L· -1· -1 ε= —— = = 1.1 × 10 mol cm bc 2×8.95 ×10-6
第10章
吸光光度法
/nm 400-450 450-480 480-490
颜色 紫 蓝 绿蓝
互补光 黄绿 黄 橙
白光
490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
分 析 化 学 学 习 指 导
蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
8
2018/11/12
中层 电子
2018/11/12
价电 子
价电子
分子 振动
分子 振动
分子 转动
6
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
10.2 物质对光的选择性吸收
一、物质对光的选择性吸收
1、单色光与复合光 2、物质的颜色与吸收的关系 3、吸收的本质 4、原子光谱与分子光谱
2018/11/12 7
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
2018/11/12
9
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
物质的颜色是由于物质对不同波长的光有 选择性吸收而产生的。 二、光吸收曲线 物质对光的吸收情况可用吸收曲线来表征
A~λ曲线
2018/11/12
10
分 析 化 学 学 习 指 导
第10章
吸光光度法
λmax 与物