第二章 光度分析法 §2.1 动力学分析法
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用来测定底物、活化剂和阻抑剂的浓度。
3．非催化法：通过测量非催化反应的速度来确定反应混合物中的单一组分或同时测定多种
组分，方法的灵敏度低于催化法，常用于有机物的分析。
4．速差法：它是非催化反应中的一种，是基于各பைடு நூலகம்相似组分与同一试剂反应速度的差异，方
法选择性较高。
除上述四种类型外，在动力学分析中，诱导反应也可用于定量测定，灵
3. 可用于分析密切相关的化合物的混合物。 4. 选择性和灵敏度高。催化反应（包括酶催化反应）的
转化速率常与催化剂的浓度成正比，可用于测定催化 剂浓度，有着很好的选择性和专一性。其灵敏度通常 比经典光度法高四到五个数量级。 5. 精密度较高。动力学分析法的相对标准偏差一般为 1%~3%，对痕量组分的测定来说其精密度远高于普 通的平衡法。
速率方程为-dcA/dt=K1CA 积分后，当反应物A的浓度降低一半时，
t1/2=0.693/K1 由上式可见，在温度一定时，一级反应的半衰期与反应物的 起始浓度无关，与转化速率常数K1成反比，且等于0.693/K1， 这是一级反应的特点。
⑶ 二级反应
凡转化速率与两种反应物浓度的乘积成正比，或与一种反应物浓度的二次方 成正比的反应称为二级反应。
第二章 光度分析法
第一节 高灵敏光度分析法
第一部分： 动力学分光光度法 第二部分： 酶催化法
一. 什么是动力学分析法?
动力学分析法是以测量反应物浓度与反应速率之间的定量 关系为基础的，它是基于测定反应的转化速率，利用其数值 以确定待测物质的浓度或量的一种仪器分析法，也称为转化 速率分析法。与热力学(平衡法)方法相比较，动力学分析法 具有下述优点： 1. 适应性强。很多反应由于达到平衡的很慢，或者平衡常数太 小，或者有副反应发生，而不能采用热力学分析法，但可用 动力学分析法，因为后者并不要求反应完全。 2. 分析速度快。由于可在达平衡前的任意合适点进行测定，且 是以时间为变量的，因而分析速度快且易实现自动化。
(3) 测量方法
用动力学方法测定溶液中反应物或催化剂的含量时，通常采用起始反应速率 法，起始转化速率法具有以下三个显著特点： ⑴ 由于反应只进行到反应平衡的很小部分，生成的产物浓度很低，所以逆向转化
敏度通常都很高。
三．基本原理和一些基本概念
1．反应速度
反应速率：表示单位时间、单位体积内反应物或生成物浓度的摩尔数变化， 化学反应转化速率的表示方法： aA+bB→dD+gG 1/a(-dcA/dt)=1/b(-dcB/dt)=1/d(dcD/dt)=1/g(dcG/dt)
2．反应级数 ⑴ 零级反应
(2) 转化速率的测定方法
转化速率的测量方法可分为化学法和仪器法两大类。 用化学法时，可周期性地从反应体系中取一定体积的溶液，并用滴定法测定 某一产物或某一反应物即某指示物质的浓度，以此求得其转化速率。 用仪器法监测转化速率，不一定终止反应就可进行测量，具有快速、简便、连 续跟踪测定、便于实现自动化等优点。目前，应用最多的仪器法是吸光光度法(包括 催化显色法和催化褪色法)，也有用发光分析法、电位法等。
通式: A +B→F+G 动力学方程式为：-(dcA/dt)=K2cAcB 设cA=cB=c，则 -(dcA/dt)=K2c2 半衰期为 t1/2=1/K2c0
⑷ 假一级反应
对于二级反应：-(dcA/dt)=K2cAcB，如果在操作上大大提高反应物之 一B的浓度，使A与B完全作用后，B的浓度基本上维持不变，因而可以看成 是个恒定值而并入K2项中，这样二级反应即变成了假一级反应，则
⑹ 共存物质的影响：体系中有其他元素的离子或化合物存在时也会影响转 化速率。这些共存物质的影响有时是相当严重的，因此对反应介质环境及 其离子强度必须严加控制。
4．转化速率的测量
(1) 指示反应与指示物质 凡反应(转化)速率可以决定待测元素的浓度的化学反应称为指示反应。参
与指示反应的任何一种物质称为指示物质。指示物质可以是产物，也可以 是反应物，其浓度改变的速率实际就是指示反应的转化速率。 指示反应的选择应注意：① 指示物质的浓度要易于测定，并有足够的灵敏 度和准确度；② 转化速率快慢适中，一般为数分钟至数小时反应达到平衡。
-(dcA/dt)=K1ˊcA 式中 K1ˊ= K2 cB
在许多实际工作中，都是通过控制反应条件，使二级、三级反应转为假 一级反应，使转化速率仅与待测物的浓度成正比，以达到测定的目的。
3．影响反应速率的主要因素
⑴ 反应物浓度 除零级反应外，反应物的浓度都对反应速率有影响。
⑵ 催化剂：催化剂降低了反应的活化能，使反应更容易进行，或者降低了反 应的的动力学级数。根据反应速率可测定催化剂的浓度。 ⑶ 温度：一般来说，化学反应的速率随着温度的升高而加快。通常反应体系 温度每升高10°C，反应速率提高1~2倍。因此，测定时必须严格控制温度。 ⑷ 活化剂：催化反应的反应速率常常可以通过加入极小量活化剂(activator) 助催化剂而明显加快，但活化剂本身并无催化作用。若没有催化剂存在， 活化剂一般不影响催化反应的转化速率。 ⑸ 抑制剂：能减慢某一催化反应转化速率的物质称为阻抑剂(inhibitor)，它可 以与催化剂反应，使催化剂失去催化活性。动力学分析中可根据转化速率的 降低测定抑制剂的量，这称为反催化分析法。
二．动力学分析法分类
动力学分光光度法一般可分为非催化动力学方法（包括速差动力学分析 法）和催化动力学方法（包括酶催化动力学分析法）两大类。 1．催化法：以催化反应为基础来测定物质含量的方法。可用于测定催化剂或活化剂或抑制剂
的浓度或数量，该方法灵敏度极高，一般可达ng级。
2．酶催化法：酶催化反应一般具有较高灵敏度和特效性，它不仅用来测量酶的活性，也能
凡转化速率与反应物浓度的零次方成正比的反应称为零级反应。 速率方程为-dcA/dt=K0 积分后 c0-ct=△c= K0t
当ct= c0/2 时 反应时间为半衰期 t1/2= c0/2K0
零级反应的特征：①反应物的消耗浓度或产物的生成量与 反应时间t成线性关系，直线的斜率为K0；②K0的单位为mol/L； ③半衰期与反应物的初始浓度c0成正比，与K0成反比。 ⑵ 一级反应 凡转化速率与反应物浓度的一次方成正比的反应，称为一级反 应。
3．非催化法：通过测量非催化反应的速度来确定反应混合物中的单一组分或同时测定多种
组分，方法的灵敏度低于催化法，常用于有机物的分析。
4．速差法：它是非催化反应中的一种，是基于各பைடு நூலகம்相似组分与同一试剂反应速度的差异，方
法选择性较高。
除上述四种类型外，在动力学分析中，诱导反应也可用于定量测定，灵
3. 可用于分析密切相关的化合物的混合物。 4. 选择性和灵敏度高。催化反应（包括酶催化反应）的
转化速率常与催化剂的浓度成正比，可用于测定催化 剂浓度，有着很好的选择性和专一性。其灵敏度通常 比经典光度法高四到五个数量级。 5. 精密度较高。动力学分析法的相对标准偏差一般为 1%~3%，对痕量组分的测定来说其精密度远高于普 通的平衡法。
速率方程为-dcA/dt=K1CA 积分后，当反应物A的浓度降低一半时，
t1/2=0.693/K1 由上式可见，在温度一定时，一级反应的半衰期与反应物的 起始浓度无关，与转化速率常数K1成反比，且等于0.693/K1， 这是一级反应的特点。
⑶ 二级反应
凡转化速率与两种反应物浓度的乘积成正比，或与一种反应物浓度的二次方 成正比的反应称为二级反应。
第二章 光度分析法
第一节 高灵敏光度分析法
第一部分： 动力学分光光度法 第二部分： 酶催化法
一. 什么是动力学分析法?
动力学分析法是以测量反应物浓度与反应速率之间的定量 关系为基础的，它是基于测定反应的转化速率，利用其数值 以确定待测物质的浓度或量的一种仪器分析法，也称为转化 速率分析法。与热力学(平衡法)方法相比较，动力学分析法 具有下述优点： 1. 适应性强。很多反应由于达到平衡的很慢，或者平衡常数太 小，或者有副反应发生，而不能采用热力学分析法，但可用 动力学分析法，因为后者并不要求反应完全。 2. 分析速度快。由于可在达平衡前的任意合适点进行测定，且 是以时间为变量的，因而分析速度快且易实现自动化。
(3) 测量方法
用动力学方法测定溶液中反应物或催化剂的含量时，通常采用起始反应速率 法，起始转化速率法具有以下三个显著特点： ⑴ 由于反应只进行到反应平衡的很小部分，生成的产物浓度很低，所以逆向转化
敏度通常都很高。
三．基本原理和一些基本概念
1．反应速度
反应速率：表示单位时间、单位体积内反应物或生成物浓度的摩尔数变化， 化学反应转化速率的表示方法： aA+bB→dD+gG 1/a(-dcA/dt)=1/b(-dcB/dt)=1/d(dcD/dt)=1/g(dcG/dt)
2．反应级数 ⑴ 零级反应
(2) 转化速率的测定方法
转化速率的测量方法可分为化学法和仪器法两大类。 用化学法时，可周期性地从反应体系中取一定体积的溶液，并用滴定法测定 某一产物或某一反应物即某指示物质的浓度，以此求得其转化速率。 用仪器法监测转化速率，不一定终止反应就可进行测量，具有快速、简便、连 续跟踪测定、便于实现自动化等优点。目前，应用最多的仪器法是吸光光度法(包括 催化显色法和催化褪色法)，也有用发光分析法、电位法等。
通式: A +B→F+G 动力学方程式为：-(dcA/dt)=K2cAcB 设cA=cB=c，则 -(dcA/dt)=K2c2 半衰期为 t1/2=1/K2c0
⑷ 假一级反应
对于二级反应：-(dcA/dt)=K2cAcB，如果在操作上大大提高反应物之 一B的浓度，使A与B完全作用后，B的浓度基本上维持不变，因而可以看成 是个恒定值而并入K2项中，这样二级反应即变成了假一级反应，则
⑹ 共存物质的影响：体系中有其他元素的离子或化合物存在时也会影响转 化速率。这些共存物质的影响有时是相当严重的，因此对反应介质环境及 其离子强度必须严加控制。
4．转化速率的测量
(1) 指示反应与指示物质 凡反应(转化)速率可以决定待测元素的浓度的化学反应称为指示反应。参
与指示反应的任何一种物质称为指示物质。指示物质可以是产物，也可以 是反应物，其浓度改变的速率实际就是指示反应的转化速率。 指示反应的选择应注意：① 指示物质的浓度要易于测定，并有足够的灵敏 度和准确度；② 转化速率快慢适中，一般为数分钟至数小时反应达到平衡。
-(dcA/dt)=K1ˊcA 式中 K1ˊ= K2 cB
在许多实际工作中，都是通过控制反应条件，使二级、三级反应转为假 一级反应，使转化速率仅与待测物的浓度成正比，以达到测定的目的。
3．影响反应速率的主要因素
⑴ 反应物浓度 除零级反应外，反应物的浓度都对反应速率有影响。
⑵ 催化剂：催化剂降低了反应的活化能，使反应更容易进行，或者降低了反 应的的动力学级数。根据反应速率可测定催化剂的浓度。 ⑶ 温度：一般来说，化学反应的速率随着温度的升高而加快。通常反应体系 温度每升高10°C，反应速率提高1~2倍。因此，测定时必须严格控制温度。 ⑷ 活化剂：催化反应的反应速率常常可以通过加入极小量活化剂(activator) 助催化剂而明显加快，但活化剂本身并无催化作用。若没有催化剂存在， 活化剂一般不影响催化反应的转化速率。 ⑸ 抑制剂：能减慢某一催化反应转化速率的物质称为阻抑剂(inhibitor)，它可 以与催化剂反应，使催化剂失去催化活性。动力学分析中可根据转化速率的 降低测定抑制剂的量，这称为反催化分析法。
二．动力学分析法分类
动力学分光光度法一般可分为非催化动力学方法（包括速差动力学分析 法）和催化动力学方法（包括酶催化动力学分析法）两大类。 1．催化法：以催化反应为基础来测定物质含量的方法。可用于测定催化剂或活化剂或抑制剂
的浓度或数量，该方法灵敏度极高，一般可达ng级。
2．酶催化法：酶催化反应一般具有较高灵敏度和特效性，它不仅用来测量酶的活性，也能
凡转化速率与反应物浓度的零次方成正比的反应称为零级反应。 速率方程为-dcA/dt=K0 积分后 c0-ct=△c= K0t
当ct= c0/2 时 反应时间为半衰期 t1/2= c0/2K0
零级反应的特征：①反应物的消耗浓度或产物的生成量与 反应时间t成线性关系，直线的斜率为K0；②K0的单位为mol/L； ③半衰期与反应物的初始浓度c0成正比，与K0成反比。 ⑵ 一级反应 凡转化速率与反应物浓度的一次方成正比的反应，称为一级反 应。