水分析化学 第7章 分光光度法
湖南大学【无机化学】水分析化学
原理→仪器→分析条件→应用（计算）。 （2）突出量的概念
0.1，0.10，0.100，在分析化学中，则具有不同的含义。 在分析化学中，经常通过数据进行有关界定。
（3）与实验密切相关 在实验过程中用学过的理论知识解释实验 现象，不要“照方配药”
水中臭味的主要来源
水生物或微生物的繁殖和衰亡 有机物的分解 溶解的气体 矿物盐的水解 工业废水中的杂质 饮用水中的余氯过多
臭味强度的表示
（a） 依靠自己的嗅觉，在20℃和煮沸后稍冷，闻其 臭，用适当的词描述臭特征，并按六个等级报告臭强度。
等级 强度
说明
0
无
无任何气味；
1
微弱
一般饮用者难于察觉，嗅觉敏感者可以察觉；
（c）浊度的标准 （d）浊度的测定方法
目视比浊法 分光光度法
（5）残渣
总残渣（总固体） 残渣的分类 总不滤残渣（悬浮物）
总可滤残渣（溶解性总固体）
总残渣＝总不滤残渣＋总可滤残渣
由不溶于水的泥 沙、有机物、水 生物等物质组成。
由溶解于水的 无机盐和有机 物组成。
残渣的测定方法
重量法
总残渣的测定用途
（4）体现知识的综合性应用
分析化学是个学科知识综合运用的体现， 涉及到无机化学、有机化学、高等数学、计算 机、电子学等各学科的知识。
2．调整学习心理，学会听课
概括
思考
仔细看书
3．会看书、学会自学，克服依赖心理
边看
边记
边总结 将书看“薄”
4．复习与答疑
提高
学习
通过关联法，注意融会贯通。
效果
5．分析化学中基本概念与关键数据的掌握
黄君礼《水分析化学》课件讲义
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n 残渣(Residue)…水中除溶解性气体外的杂质。
1.总残渣(Total Residue )（总固体Total Solid ）
…水中固体物质总量。
2.总可滤残渣(Totalid）
…能通过0.45um滤器的固体物质。
3.总不可滤残渣(Total Unfilterable Residue) (悬浮固体 Suspended Solid )
…不能通过0.45um滤器的固体物质。
4.挥发性残渣(Volatile Residue)…600 ℃能挥发的物质。
5.固定性残渣(Fixed Residue)…600 ℃不能挥发的物质。
6.可沉降物（Settleable Matter)
13
1.总残渣(Total Residue ) 蒸发皿105℃烘干、称重—W1 蒸发皿装水样水浴蒸干 105℃烘干、称重—W2
紫外吸光度值 UVA —利用有机物在紫外光 区的吸收，间接反应水 中有机物的量。
氧化还原电位 ORP
—与水中氧化剂、还原 剂有关，是废水生物处 理过程重要控制参数 。
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n 臭味（Odor)
1.文字描述 （20℃，摇荡） 无 微弱 弱 明显 强 很强 2.臭阈值(Odor Threshold Value)
v 物理指标 (Physical Index) 不涉及化学反应，测定后被测组分形态不发生 变化。
v 化学指标 (Chemical Index) 表示水中杂质及污染物的化学成分和特性。
分光光度法进行水质分析的操作要点
分光光度法进行水质分析的操作要点作者：吕妍来源：《黑龙江水产》 2018年第1期分光光度法是养殖水化学里面经常涉及的方法。
经常用到的是氨氮和亚硝酸盐氮的测定。
测定方法如下：氨氮：HJ 535-2009 水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法亚硝酸盐氮：GB/T 7493-1987 水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法本文主要介绍从称量，溶液配制，吸量管的使用，标准系列的配制到数据的原始记录整个实验过程的操作要点，希望能对水化学分析的初学者有所帮助。
一、称量购买正方形的硫酸纸，延对角折叠后放于称量盘上。
称量时可以用药匙一点一点加入，特别少量的可以用手指一点一点敲出。
如果不小心加多了，应该用药匙取出弃去不用，不应再放回药瓶中。
称量后要将药匙擦拭干净。
二、水的要求分析用水指的是蒸馏水，一般购买桶装的蒸馏水。
三、配制溶液将准确称量的药品置于大小适中的洗净干燥的烧杯中，用量筒将量好的水倒入，用玻璃棒溶解完全，引流装入试剂瓶中，盖上盖子，轻轻旋转一下，反复颠倒8-10次，贴上标签即可。
四、配制标准溶液将标准物质精确称量于小烧杯中，溶解后用玻璃棒抵住容量瓶的瓶口，让溶液沿着玻璃棒缓慢流入容量瓶中。
再用少量蒸馏水清洗三次烧杯和玻璃棒，都转移到容量瓶中。
然后加入蒸馏水。
当加到瓶中2/3处时，将容量瓶轻轻摇转几周，使溶液大体混匀。
然后，把容量瓶平放在桌子上，慢慢加水到距标线1cm左右。
最后用滴管滴至溶液的凹液面最低处与容量瓶的刻线相平，此时视线要与刻线相平。
盖紧塞子，用右手的食指按住瓶塞，左手的手指托住瓶底，注意不要用手掌握住瓶身，以免体温使液体膨胀，影响容积的准确。
来回颠倒8-10次，置于台面上静置即可。
贴上标签，注明标准溶液名称，浓度，配制人，配制时间，保存条件，保存天数等。
容量瓶不能久贮溶液，可将配制好的溶液装入试剂瓶中长期保存。
配制好后应注意保存条件，比如是否用放在冰箱中，是否需要放置在棕色瓶中，保存时间长短等。
五、吸量管的使用1.尽量取用洗净干燥好的吸量管移取溶液前，应先用滤纸将吸量管末端内外的水吸干，然后吸取待移取的溶液润洗管壁2至3次，以确保所移取溶液的浓度不变。
01资料1：分光光度法测定水的浊度(必读)
水质浊度的测定本标准参照采用国际标准ISO 7027—1984《水质—浊度的测定》。
1 主题内容与适用范围1.1 本标准规定了两种测定水中浊度的方法。
第一篇分光光度法，适用于饮用水、天然水及高浊度水，最低检测浊度为3度。
第二篇目视比浊法，适用于饮用水和水源水等低浊度的水，最低检测浊度为1度。
1.2 水中应无碎屑和易沉颗粒，如所用器皿不清洁，或水中有溶解的气泡和有色物质时干扰测定。
第一篇分光光度法(本次采用）2 原理在适当温度下，硫酸肼与六次甲基四胺聚合，形成白色高分子聚合物，以此作为浊度标准液，在一定条件下与水样浊度相比较。
3 试剂除非另有说明，分析时均使用符合国家标准或专业标准分析纯试剂，去离子水或同等纯度的水。
3.1 无浊度水将蒸馏水通过0.2μm滤膜过滤，收集于用滤过水荡洗两次的烧瓶中。
3.2 浊度标准贮备液3.2.1 1g／100mL硫酸肼溶液称取1.000g硫酸肼[(N2H4)H2SO4]溶于水，定容至100mL。
注：硫酸肼有毒、致癌!3.2.2 10g／100mL六次甲基四胺溶液称取10.00g六次甲基四胺[(CH2)6N4)溶于水，定容至100mL。
3.2.3 浊度标准贮备液吸取5.00mL硫酸肼溶液(3.2.1)与5.00mL六次甲基四胺溶液(3.2.2)于100mL 容量瓶中，混匀。
于25±3℃下静置反应24h。
冷后用水稀释至标线，混匀。
此溶液浊度为400度。
可保存一个月。
4 仪器一般实验室仪器和4.1 50mL具塞比色管。
4.2 分光光度计。
5 样品样品应收集到具塞玻璃瓶中，取样后尽快测定。
如需保存，可保存在冷暗处不超过24h。
测试前需激烈振摇并恢复到室温。
所有与样品接触的玻璃器皿必须清洁，可用盐酸或表面活性剂清洗。
6 分析步骤6.1 标准曲线的绘制吸取浊度标准液(3.2.3)0，0.50，1.25，2.50，5.00，10.00及12.50mL，置于 50mL 的比色管中，加水至标线。
分光光度法专业知识课件
E1’ molecular vibration E1’’ molecular rotation E0 Ground level
互补（色）光
complementary colors
第一节 分光光度法 基本原理
若溶液选择性地吸收了某种颜色旳光， 则溶液呈吸收光旳互补色。
二．物质旳吸收光谱
用不同波长旳单色光依次
① c 一定, A∝b Lambert ② b 一定, A∝c Beer
A =εbc
三、Lambert-Beer定律
A =bc
溶液厚度b, 单位:cm
浓度c，单位molL-1
摩尔吸光系数，单位Lmol -1cm-1
若用质量浓度替代c
A = ab
质量浓度 , 单位: gL-1
质量吸光系数a, 单位: Lg -1cm-1
常用参比溶液
成份 溶剂 显色剂
溶剂空白 √ ×
试样
×
其他 合用范 围
× 显色剂、试 样均无吸收
试剂空白 √ √ 试样空白 √ ×
×
√ 试样无吸收 显色剂有吸
收
√
√ 显色剂无吸 收，试样有
吸收
第四节
提升测量敏捷度和精确度旳措施 自学 要点看： 分光光度法旳误差起源 显色剂旳选择 测定条件旳选择
本章小结
As，在相同条件下测出试样溶液旳吸光度 Ax，则试样溶液浓度cs可按下式求得：
Ax /As= cx / cs cx = cs Ax /As
参比（空白）溶液 blank
I 参比溶液旳作用：扣除一切不起源于 目旳产物旳光吸收。
如：消除吸收池、溶剂、试剂、干扰物旳影响。
常用参比溶液：
①溶剂空白 ②试剂空白 ③试样空白
分光光度分析法ppt课件
Fe2++3R[Fe(3R)]2+ （红橙色，max=510 nm） （注： Fe3++3R[Fe(3R)]3+ ，兰色，max=600 nm ）
用盐酸羟胺还原，再显色反应，则可以测得溶液中总 铁含量：
2Fe3++2NH2OH·HCl=2Fe2++N2+2H2O+2Cl-
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29
三、实验步骤
H2O 稀至刻度
以试剂溶液作参比，在508 nm处，测定不同pH下的吸
光度，并且pH计测定相应溶液pH值，绘制A-pH曲线
，考察pH的影响。
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32
5、标准溶液曲线的制作 按照书中方法配制0#~8#溶液，以0#为参比溶液，测
定1#~8#溶液的吸光度值，并且绘制A~c标准曲线。 6、未知样中总铁含量的测定 按照书中的方法配制9#溶液，测定其吸光度值，从标
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分光光度法测定铁的含量
一、实验目的 1、了解分光光度法测铁的基本原理； 2、学习分光光度法中显色与测量条件的优化与选择； 3、学习标准曲线的绘制以及试样测定方法； 4、了解分光光度计的性能、结构及使用方法。
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二、实验原理
A=bc
在一定实验条件下，A=kc，Ax值cx值。 pH3~9，Fe2+与Phen反应：
1、吸收曲线的制作
试样溶液：
1.00mL100mg/L 铁标
1.00mL10%盐酸羟胺
摇匀
50
2.00mL 0.15%邻二氮菲
5.00mL 1mol/L NaAC
H2O 稀至刻度
试剂溶液：不加铁标，其余同上配制。
水质检验工--分光法
水质检验工--分光法1.朗伯－比尔定律是吸光光度法和原子分光光度法的理论基础。
朗伯－比尔定律的数学表达式中的符号意义A＝k c b A—代表吸光度 c —表示溶液浓度b—表示液层厚度K —表示2. 最小二乘法回归方程式：y＝bx＋a指出各符号的意义：y —表示吸光度 b —表示斜率（灵敏度）x —表示溶质的质量 a —表示截距3. 吸光度A与透光率T：吸光度——指光线通过溶液时被吸收的程度。
A值越大，说明溶液对光的吸收越大。
透光率——指透过光强度与入射光强度比值。
T值越大，说明溶液对光的吸收越小。
二者之间的关系是A= －lgT。
4. 使用分光光度计时，所谓调“0”或调“100％”是指透光率（T ），用分光光度计测定水样某种含量所测出的读数及绘制标准曲线的纵坐标数据均指吸光度（A ）。
5. 最佳吸光度范围的选择：由于各种浓度下所产生的测定误差各不同，因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。
理论上可知，当透光率是36.8%时，测定误差最小。
此时的吸光度为0.434。
所以，测定中一般将溶液的吸光度调到0.4左右，当试样吸光度大于0.7时，应稀释样品。
在分光光度法中，宜选用的吸光度读数范围是0.2～0.8。
①预热：先开机预热30分钟；②设定波长：用旋钮调整测试波长； ③置入空白：将装入零浓度的比色皿放置比色槽架第一格，依次放入另外三只比色皿；④调100％T模式键使透光率旁的红灯亮，按下键即能自动调整100％（如果不到位，再加按一次）；⑤调零（0％T ） 键即能自动调整零位；⑥再调100％T 键即％（如果不到位，再加按一次）； 模式键使吸光度旁的红灯亮，将拉杆推向最内为“0”位置，依次向外拉出相应为“1”“2”“3”位置。
⑧读出数据。
如：①六价铬的测定可采用二苯碳酰二肼分光光度法；所用的显色剂是二苯碳酰二肼；以纯水作参比溶液；测量波长是540nm；原理是六价铬与显色剂二苯碳酰二肼生成紫红色配合物；溶液颜色的深浅与六价铬含量成正比。
分光光度法原理
分光光度法原理一、分光光度原理1、分光光度法分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与众不同波长相对应的吸收强度。
如以波长(λ)为横坐标，吸收强度(A)为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。
利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。
用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法;用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。
上述的紫外光区与可见光区是常用的。
但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。
2、基本原理当一束强度为I的单色光垂直照射某物质的溶液后,由于一部分光被0体系吸收,因此透射光的强度降至I,则溶液的透光率T为: I/ I 0根据朗伯(Lambert)-比尔(Beer)定律:A=abc式中A为吸光度，b为溶液层厚度(cm)，c为溶液的浓度(g/dm^3)， a为吸光系数。
其中吸光系数与溶液的本性、温度以及波长等因素有关。
溶液中其他组分(如溶剂等)对光的吸收可用空白液扣除。
由上式可知，当固定溶液层厚度L和吸光系数时，吸光度A与溶液的浓度成线性关系。
在定量分析时，首先需要测定溶液对不同波长光的吸收情况(吸收光谱)，从中确定最大吸收波长，然后以此波长的光为光源，测定一系列已知浓度c溶液的吸光度A，作出A-c工作曲线。
在分析未知溶液时，根据测量的吸光度A，查工作曲线即可确定出相应的浓度。
这便是分光光度法测量浓度的基本原理。
上述方法是依据标准曲线法来求出未知浓度值，在满足要求(准确度和精密度)的条件下，可以应用比较法求出未知浓度值。
二、仪器原理依据分光光度法测量原理，把比较法应用到仪器之中——浓度直读功能。
用标准溶液将仪器调整好，再测定样品时，直接显示样品浓度值。
分光光度法讲义
分光光度法云南先锋化工有限公司质量监测中心1、分光光度法引言（1）概念：分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
（是利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量的一项技术。
）（2）阐述概念：在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到不同波长相对应的吸收强度。
如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。
利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。
用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。
上述的紫外光区与可见光区是常用的。
但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。
（3）特点：灵敏度高、精确度高、操作简便、快速。
对于复杂的组分系统，无须分离即可检测出其中所含的微量组分的特点。
（4）波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。
2、分光光度法的原理• Lambert 定律：一束单色光在通过透明溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱，若溶液浓度不变，则溶液的厚度越大，光线强度的减弱也越显著，即光吸收的量与溶液的厚度成比例关系。
若以I 0表示入射光强度，I 表示透过光强度，L 表示溶液的厚度，而I/ I 0表示光线透过溶液的程度，称为透光率，用T 表示，则T= I/I 0。
K 为消光系数，在入射波长、溶液种类和温度一定的条件下，K是一个定值。
• Beer 定律：一束单色光在通过透明溶液时，若溶液的厚度不变，则溶液浓度愈高，光线强度的减弱也愈显著，即溶液对光的吸收与溶液的浓度成比例关系。
分光光度计工作原理
概述
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1
分光光度法步骤
气体 吸收液 液体 固体 萃取
显色反应 测定吸光度
计算结果
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2
分光光度法
原理:
遵循朗伯-比耳定律,即溶液 对光吸收的程度与液层厚度和溶 液浓度的乘积成正比.
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3
朗伯-比尔定律
A lg I0 abc I
式中: I0 为入射单色光的强度; I 为透射光的强度; a 为常数; b 为液层厚度; c 为比色皿中精选有PPT 色溶液的浓度. 4
精选PPT
7
分光光度计工作流程图
源光 镜透
棱 镜
狭 缝
杯
比 色
计
检 流
记 录
精选PPT
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分光光度计
精Hale Waihona Puke PPT9分光光度计
精选PPT
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分光光度法步骤
气体 吸收液 液体 固体 萃取
显色反应 测定吸光度
计算结果
精选PPT
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分光光度法
关键
显色反应
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朗伯-比尔定律
I T
I0
式中: I0 为入射单色光的强度; I 为透射光的强度; T 为透光率.
A lg 1
T
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分光光度计
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6
分光光度计工作原理
由钨丝灯发射出的白色光, 通过 透镜成为平行光,进入棱镜色散后得 到单色光, 经狭缝选择某一波长的 光, 照射入盛被测溶液的比色杯上, (强度减弱后的)透射光经过检流计 将光电流转化为电信号, 最后记录 吸光度结果.
水分析化学-第7章--分光光度法全篇
7.5 分光光度法在水质分析中的应用
7.5.4 水中氰化物的测定 预处理：将水样在酸性介质中进行蒸馏，把能形成氰化氢
的氰化物(全部简单氰化物和部分络合氰化物)蒸出，使之 与干扰组分分离。 异烟酸一吡唑啉酮分光光度法：
介质：中性 异烟酸—巴比妥酸分光光度法：
介质：弱酸性
7.5 分光光度法在水质分析中的应用
和10.00mL铵标准使用液（0.010 mg NH4+-N/mL）于50mL 比色管中，用无氨水稀释至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶 液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min，在波 长420nm处，用光程2cm比色皿，以无氨水为参比，测量 吸光度。经空白校正后，绘制标准曲线。
7.4 光度测量误差和测量条件的选择
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
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
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。
分光光度法 PPT
（2）. 单色器(monochromator)：将光源发出的连
续光谱分解为单色光的装置。
棱镜 光栅
玻璃350 ～ 3200 nm, 石英185 ～ 4000 nm
26
（3）.吸收池(cell):用于盛待测液及参比溶液 玻璃 — 能吸收UV光，仅适用于可见光区
(3) 操作简便快速，仪器设备简单。 (4) 应用广泛:几乎所有的无机离子和有机化合物都 可直接或间接地用吸光光度法进行测定。
6
物质对光的选择性吸收 （1）.光的基本性质
电磁辐射按波长顺序排列，称电磁波谱。 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
42
c
0.434T c T lg T
若透光度刻度的读数的绝对误差为∆T=1%，用不同的T 代入上式，可得相应浓度测量的相对误差∆c/c，作图。
10
c
c
(%)6
4 2
8
0.368
0
0.2 0.4 0.6
0.8 1.0 T
由图可见： 1、T = 36.8%(A =0.4343)，相对误差最小。 2、T在20%～65%(A=0.2～0.7)范围，相对误 差较小。 为了减小浓度的相对误差，提高测定的准 确度，一般应控制溶液吸光度A在最适宜读数 范围1.0～0.15。
17
入射光 I0
透射光 It
①. 朗伯定律(Lambert’s law)
A=lg(I0 /It )=Kb
②. 比尔定律(Beer’s law)
A=lg(I0 /I t )=Kc
《分光光度测定方法》PPT课件_OK
4
关键问题:
测量波长λ2和参比波长λ1的选择与组合 以两组分x和y的双波长法测定为例： 设：x为待测组分，y为干扰组分，二者的吸光度差分别为: ΔAx和ΔAy，则该体系的总吸光度差ΔAx+y为：
组分。
⑵在选定的两个波长λ1和λ2处待
测组分的吸光度应具有足够大的 差值。
可采用作图法选择符合上述 两个条件的波长组合。
6
Aλ1=εaλ1bCa ＋εbλ1bCb Aλ2=εaλ2bCa ＋εbλ2bCb
2
二、示差分光光度法
普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量较
高时，将产生较大的误差，可需采用示差法，即提高入射光强度
，并采用浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比溶液。
设：待测溶液浓度为cx，标准溶液浓度为cs(cs < cx)。则： Ax = εb cx As = εb cs ΔＡ＝Ａx －Ａs =εb(cx － cs ）=εbΔc
第三节 分光光度测定方法
一、普通分光光度法 二、示差分光光度法 三、双波长分光光度法
1
一、普通分光光度法
1.单组分的测定
通常采用 A-C 标准曲线法定量测定。
2.多组分的同时测定
⑴若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长处 分别进行测定。这本质上与单组分测定没有区别。
⑵若各组分的吸收曲线互有重叠，则可 根据吸光度的加合性求解联立方程组得 出各组分的含量。
ΔAx+y = ΔA x + ΔA y 如何选择波长λ1 、
分光光度法
吸收 外观有颜色的药物在可见光区有特征吸收 都可用紫外-可见分光光度法进行分析。
仪器
可见分光光度计
721型分光光度计
仪器
紫外-可见分光光度计
一、基本组成
光源
单色器
样品室
检测器
显示器
1. 光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光
把分子吸收能量随波长变化的情况记录下来所得 的图谱为吸收光谱。
利用物质的吸收光谱进行定性、定量及结构分析 的方法称为吸收光谱法, 简称光谱法。
三、光的吸收定律
（一）百分透光率（T）和吸收度（A） 入射光 I0 → 吸收Ia → 透射It
I0 = Ia + It 透光率（描述入射光透过溶液的程度）
一、光的性质与波长范围
光的性质
光是一种电磁波，具有波粒二象性，即波动性和 粒子性。
光在传播时表现了光的波动性
一定的光波具有一定的波长 、频率 、光速c等 参数来描述:
c=
续前:
波长: 相邻两波峰或波谷之间的距离，波长的单位 可用纳米（nm），微米（um）表示:
1nm=10-3um=10-6mm=10-7cm=10-9m 频率（ ）: 是每秒内光波的振动次数，单位是
A=－lgT=ECL 朗伯-比尔定律适用于无色溶液、有色溶液及气
体和固体的非散射均匀体系。
（三）吸收系数
吸光物质在单位浓度、单位液层厚度时的吸收度。 A
E= CL
当溶液的浓度C的单位不同时，吸收系数的意义和表 示方法也不同，常用的表示方法有两种：
1、摩尔吸收系数：是指在一定波长下，溶液浓度为 1mol/L，液层厚度为1cm时的吸收度，用ε表示。
电子教案与课件：水质分析技术7分光光度法
光学光谱区
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外
（真空紫外）
远红外
10nm~200nm 200nm 400nm 800 nm 2.5 m
50 m
~400nm ~ 800nm ~ 2.5 m ~ 50 m ~300 m
分光光度法
7.2分光光度法测定原理
7.2.2溶液的颜色和对光的选择性吸收
物质吸收不同波长的光 会在人视觉上产生不同的颜 色，溶液的颜色是由于该溶 液中物质对光的吸收具有选 择性。溶液会选择性的吸收 某些波长的色光，却让那些 未被吸收的光透射过去（称 为透射光），溶液的颜色就 是透射光的颜色。此时，溶 液吸收光的颜色与透射光的 颜色称为互补色
751型分光光度计配有两种光源，当波长在320～1000nm时用钨丝白炽 灯，在200～320 nm时用氢弧灯；其光电管也有两种，200～650nm范围内 用紫敏光电管，650～1000nm范围内用红敏光电管。为了防止玻璃对紫外 光的吸收，751型的棱镜、透镜都由石英制成。
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分光光度法
7.3分光光度计及其测定条件的选择 7.3.3测定条件的选择 7.3.3.1 显色反应与显色剂
光源 单色器
吸收池
检测器
显示系统
1、光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度,而且稳定。
可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm) “热光源”
紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)“气体放电灯” 2、单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。包括入射和出射狭缝、透镜 和色散元件组成。色散元件由棱镜和光栅做成，是单色器的关键性部件。
有色物质溶液颜色的深浅与其浓度成正比，浓度越大 ，颜色越深。
分光光度法主要 应用于测定试样 中微量组分的含 量。与化学分析 法比较它具有如 下特点：
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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
7.3 显色反应及其影响因素
7.3.1显色反应和显色剂 1.显色反应：将待测组分转化成有色化合物的反应。 选择显色反应应遵循的原则： (1) 选择性好，干扰少或干扰容易消除； (2) 灵敏度高，一般 在104~105 L/(mol•cm)之间； (3) 有色化合物的组成要恒定，化学性质要稳定； (4) 有色化合物和显色剂之间的颜色差别要大； (5) 显色条件易于控制，以便提高重现性和方法的精密度。
7.4 光度测量误差和测量条件的选择
7.4.1测量条件的选择 1.测量波长的选择 根据吸收曲线，选择被测物质的最大吸收波长。 2.吸光度范围的选择 标准溶液和被测试液的吸光度在0.2~0.8范围内。 3.参比溶液的选择
7.4 光度测量误差和测量条件的选择
选择参比溶液的原则： ①当试液及显色剂均无色时，以蒸馏水作参比溶液； ②当显色剂为无色，被测试液中存在其他有色离子时，用 不加显色剂的被测试液作参比溶液； ③当显色剂有颜色时，可选择不加试样溶液的试剂空白作 参比溶液。 ④当显色剂和试液均有颜色时，可将一份试液加入适当掩 蔽剂掩蔽被测组分，而显色剂及其他试剂均按试液测定方 法加入，以此溶液作为参比溶液。 ⑤改变试剂加入顺序，使被测组分不发生显色反应，可以 此溶液作为参比溶液。
7.4 光度测量误差和测量条件的选择
0.12 0.1 y = 0.2797x + 0.0002 R2 = 1
氨氮质量 /mg
0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 0.1 0.2 A420
氨氮标准曲线
0.3
0.4
7.4.2 对朗伯比尔定律的偏离
1. 非单色光引起的偏离 2. 由溶液本身的原因引起的偏离
电磁波谱
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
Байду номын сангаас
光
远紫外
（真空紫外）
近紫外 可见
近红外
中红外
远红外
10nm~200nm
200nm ~380nm
380nm ~ 780nm
780 nm ~ 2.5 m
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。
7.3.2 影响显色反应的因素
1.溶液的酸度：影响显色剂的平衡浓度和颜色 ，影响被测 金属离子的存在状态，影响络合物的组成 。 2.显色剂的用量：显色剂的加入量要适宜，通过实验来确定 显色剂的用量。 3.显色反应时间：制作吸光度-时间曲线确定适宜时间。 4.显色反应温度：大多在室温下进行。适宜温度由实验确定。 5.溶剂：通过降低有色化合物的解离度，提高显色反应的灵 敏度。溶剂还可提高显色反应的速率，影响有色络合物的 溶解度和组成等。 6.干扰及其消除方法
5.朗伯比尔定律在定量分析中的应用：吸光度的测定
I0 A lg 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。
7.4.3 仪器的测量误差
在 T=15 ％～ 65 ％ (A=0.8 ～ 0.2) 范围内，测量的相对误差变化 非常小，且与最小误差很接近。
7.5 分光光度法在水质分析中的应用
7.5.1 浊度的测定 测定浊度的方法有分光光度法、目视比浊法等。 分光光度法适用于饮用水、天然水浊度的测定，最低检测浊 度为3度。 目视比浊法适用于饮用水和水源水等低浊度的水，最低检测 浊度为1度。
A1 = lg I0 I参比 A2 = lg I0 I 试液 I参比 A = A2 - A1 = lg I 试液
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
种 类
试剂空白：纯溶剂+显色剂+其他试剂，适用于样品基体、共 存组分无色，显色剂等均有色
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。 优点：不需要特殊的设备， 操作简单、灵活，灵敏度 较高等。 缺点：准确度不高
C0
C1
C2
C3
C4
C5
标准系列
观察方向
7.2.1目视比色法
7.3 显色反应及其影响因素
2.显色剂 无机显色剂：应用较少。 有机显色剂：有机显色剂分子中含有生色团和助色团。生色 团是某些含不饱和键的基团，基团中的 π 电子被激发时需能 量较小，可吸收波长200 nm以上的可见光而显色。助色团是 含孤对电子的基团，与生色团上的不饱和键作用，使颜色加 深。 常用的有机显色剂有偶氮类显色剂和三苯甲烷显色剂
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
2. 分光光度计的组成 分类：单光束分光光度计和双光束分光光度计 工作波长：紫外可见分光光度计，红外分光光度计 分光光度计由光源、单色器、吸收池、检测器和显示装置 构成。 优点：灵敏、准确、快速及选择性好
7.2.2 分光光度法
(1)光源：钨灯、氢灯、氘灯。 (2)单色器：由棱镜和光栅等色散元件及狭缝和透镜等组成。 (3)吸收池：即比色皿，用于盛吸收试液，由玻璃或石英制 成 (4)检测器： 光电管、光电倍增管。 (5)显示装置：检流计、微安表、数字显示记录仪。
7.4 光度测量误差和测量条件的选择
4.标准曲线的制作 以标准溶液中待测组分的含量为横坐标，吸光度为纵坐标 作图，得到一条通过原点的直线，称为标准曲线。 例：水中氨氮的测定——纳氏试剂分光光度法 标准曲线的绘制：吸取 0 、 0.50 、 1.00 、 3.00 、 5.00 、 7.00 和10.00mL铵标准使用液（0.010 mg NH4+-N/mL）于50mL 比色管中，用无氨水稀释至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶 液，混匀。加 1.5mL 纳氏试剂，混匀。放置 10min ，在波 长420nm处，用光程2cm比色皿，以无氨水为参比，测量 吸光度。经空白校正后，绘制标准曲线。
1.朗伯－比尔定律—光吸收的基本定律 I 透光度T：透过光强度It与入射光强度I0之比： T t
L 入射光I0 透射光It
I0
T 取值为0.0% ~ 100.0%； 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： It T 10cL 或 - lg T A cL I
7.5 分光光度法在水质分析中的应用
7.5.2 废水中Cd2+的测定 ——双硫腙分光光度法 双硫腙分光光度法是利用镉离子在强碱性条件下与双硫腙生 成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，于518nm波长处测 其吸光度，与标准溶液比较定量。
7.5 分光光度法在水质分析中的应用
7.5.3 水中铬的测定——二苯碳酰二肼分光光度法 清洁的水样可直接用二苯碳酰二肼分光光度法测六价铬。如 测总铬，用高锰酸钾将三价铬氧化成六价铬，再用二苯碳酰 二肼分光光度法测定。 在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼(DPC)反应，生成紫红 色络合物，其色度在一定浓度范围内与含量成正比，于最大 吸收波长540nm处进行比色测定，利用标准曲线法确定水样中 铬的含量。
7.1光吸收的基本定律
例：Cr2O72-、MnO4-的特征吸收光谱
1.0 Absorbance
0.8 0.6 0.4 0.2 300 350 400 500 600 700 350 Cr2O72525 545 MnO4-
/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
玻璃在可见光区是透明的；石英在紫外光区是透明的