紫外分光光度法计算

第20章 吸光光度法

思 考 题

1. 什么叫单色光？复色光？哪一种光适用于朗伯－比耳定律？

答：仅具有单一波长的光叫单色光。由不同波长的光所组成光称为复合光。朗伯--比耳定律应适用于单色光。

2. 什么叫互补色？与物质的颜色有何关系？

答：如果两种适当的单色光按一定的强度比例混合后形成白光，这两种光称为互补色光。当混合光照射物质分子时，分子选择性地吸收一定波长的光，而其它波长的光则透过，物质呈现透过光的颜色，透过光与吸收光就是互补色光。

3. 何谓透光率和吸光度？ 两者有何关系？

答：透光率是指透射光强和入射光强之比，用T 表示 T =

t

I I 吸光度是吸光物质对入射光的吸收程度，用A 表示，A εbc =，其两者的关系 lg =-A T

4. 朗伯-比耳定律的物理意义是什么？ 什么叫吸收曲线？ 什么叫标准曲线？

答：朗伯--比耳定律是吸光光度法定量分析的理论依据，即吸光物质溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层厚度之间的定量关系。数学表达式为 lg A T εbc =-=

吸收曲线是描述某一吸光物质对不同波长光的吸收能力的曲线，即在不同波长处测得吸光度，波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图即可得到吸收曲线。

标准曲线是描述在一定波长下，某一吸光物质不同浓度的溶液的吸光能力的曲线，吸光度为纵坐标，浓度为横坐标作图即可得到。

5. 何谓摩尔吸光系数？质量吸光系数？两者有何关系？

答：吸光系数是吸光物质吸光能力的量度。摩尔吸光系数是指浓度为1.0 mol·L ，液层度为1cm 时，吸光物质的溶液在某一波长下的吸光度。用ε表示，其单位 11cm mol L --⋅⋅。 质量吸光系数是吸光物质的浓度为1g 1L -⋅时的吸光度，用a 表示。其单位 11cm g L --⋅⋅ 两者的关系为 εM a =⨯ M 为被测物的摩尔质量。

6. 分光光度法的误差来源有哪些？

答：误差来源主要有两方面，一是所用仪器提供的单色光不纯，因为单色光不纯时，朗伯—比耳定律中吸光度和浓度之间的关系偏离线性；二是吸光物质本身的化学反应，其结果同样

引起朗伯—比耳定律的偏离。

7. 分光光度计的基本部件有哪些？

答：主要部件有：光源，色散元件（单色器），吸收池，检测器，记录仪。

8. 如何选择参比溶液？

答：选择参比溶液的原则为

（1）若只有显色反应产物有吸收，其它均无吸收时，可用纯溶剂作参比溶液。

（2）若显色剂或其它试剂有吸收，试样本身无吸收，则可用“试剂空白”作参比溶液。（3）若试样本身有吸收，而显色剂等其它试剂无吸收，可用“试样空白”作参比溶液。（4）若显色剂、试样中其它组分有吸收，则可在试液中加入掩蔽剂将被测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。

9. 何谓示差分光光度法？此法主要适合于哪些样品的测定？它为什么能提高测定的准确度？答：示差分光光度法是指试样溶液的吸光度和标准溶液吸光度之差与试样中被测组分浓度之间的定量关系进行分析的方法。此法主要适用于高含量组分的测定。

因为高浓度的样品透光率很小，引起较大的透光率读数误差，而示差分光光度法采用比试样浓度较低的标准溶液作参比溶液，使透光率的读数标尺放大，其读数在透光率的适宜范围（10%~70%）内，可提高测定准确度。

10. 利用光度滴定法判断滴定终点的依据是什么？

答：光度滴定法确定终点的依据是滴定过程中被测组分与滴定反应产物吸光度的变化。以吸光度对滴定体积作图，所得曲线的转折点处即为滴定终点，如下图所示。

用EDTA滴定Bi3+ 和Cu2+的光度滴定曲线

11. 测定工业盐酸中铁含量时，常用盐酸羟胺还原Fe3+，用邻二氮杂菲显色。显色剂本身及

其他试剂均无色，邻二氮杂菲-Fe2+为橙色。用标准曲线法进行工业盐酸中微量铁含量分析时，应选用什么作参比溶液?

答：应选用纯溶剂作参比溶液，如蒸馏水。

习 题

1. 有两种不同浓度的有色溶液，当液层厚度相同时，对于某一波长的光，透光率T 分别为（1）65.0%，（2）41.8%，求它们的吸光度A 。若已知溶液（1）的浓度为6.51×10-4 mol·L -1，求溶液（2）的浓度。 解：透光率换算成吸光度

A 1 = -lg T 1 = -lg0.65 = 0.187 A 2 = -lg T 2 = -lg0.418 = 0.379

根据朗伯比耳定律 A 1 = ε c 1b 1 A 2 = ε c 2b 2

因为相同物质的吸光系数相等，两式相除后得

3121210.379 6.5110 1.3210(mol L )0.187

A c c A -

--⨯⨯===⨯⋅

2. 一束单色光通过厚度为1 cm 的有色溶液后，透光率为70%，当它们通过5 cm 厚的相同溶液后，透光率变为多少？

解：由已知条件：A 1 = ε b 1 c = -lg T 1 = -lg0.70 = 0.155

可求出 ε c = 0.155/1 = 0.155

ε c 值代入改变厚度后的关系式中，得

A 2 = ε c b 2 = 0155 ⨯ 5 = 0.775

把吸光度换算为透光率

20.775210100.167916.79%A T --====

3. 已知某一吸光物质的摩尔吸光系数为1.1×104 L·mol -1·cm -1，当此物质溶液的浓度为3.00×10-5 mol·L -1，液层厚度为0.5 cm 时，求A 和T 。 解： A = ε b c = 165.05.01000.3101.154=⨯⨯⨯⨯-

0.16510100.683968.39%A T --====

4. 用1 cm 的比色皿在525 nm 波长处测得浓度为1.28×10-4 mol·L -1 KMnO 4溶液的透光率是

50%，试求：（1）此溶液的吸光度是多少？

（2）如果KMnO 4的浓度是原来浓度的两倍，透光率和吸光度各是多少？ （3）在1cm 比色皿中，若透光率是75％，则其浓度又是多少？ 解：（1）A = -lg T = -lg0.5 = 0.301

（2）浓度为2倍时， c = 2 ⨯ 1.28 ⨯ 10-4 = 2.56 ⨯ 10-4（mol·L -1）

此时两种溶液的吸光度相比可得

4

1224

10.301 2.56100.6021.2810A c A c --⨯⨯===⨯