第九章吸光光度法(简)教学提纲

二 光吸收基本定律 —— 朗伯―比尔（Larnbert-Beer）定律
三、光的吸收定律—朗伯-比尔定律
1.朗伯定律（1760年） 吸光度A与液层厚度b的关系
2.比尔定律（1852年） 吸光度A与物质浓度c的关系
1.朗伯定律： A = k'b
吸光度
0.00
检测器
吸光度
0.22
检测器
吸光度
0.44
3 操作简便、检测快速； 4 应用广泛，几乎所有无机物和多数有机物均
可检测。
光学光谱区
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外 远红外
（真空紫外）
10nm~200nm
200nm 380nm ~380nm ~
780nm
780 nm ~ 2.5
m
2.5 m ~ 50
m
50 m ~300 m
物质的颜色与光的关系
定量分析基础
KMnO4溶液的吸收曲线
(cKMnO4:a<b<c<d)
不同浓度的同一物质，其
max不变，在吸收峰及附近处
，吸光度随浓度增大而增大， 呈一定比例关系。可对物质进 行定量分析。
吸收曲线说明 (1)物质呈现颜色是由于对光的选择性吸收 (2)是选择测定波长的重要依据（λmax） (3)物质一定时，随浓度增大，吸光度也增大， 但最大吸收波长λmax不变。
物质的颜色:物质对不同波长 的光具有选择性吸收作用。
吸收光在可见光区,吸 收光与透过光的颜色为互补 关系,物质呈现透过光的颜 色。 CuSO4溶液：吸收白光中的 黄色光而呈蓝色； KMnO4溶液：吸收白光中的 绿色光而呈紫色。
如吸收光在紫外区，则 物质不呈现颜色。
§9－1 吸光光度法的基本原理
一 物质对光的选择性吸收
在厚度为1cm光程中的吸光度A，是物质吸 光能力大小的量度。
值越大，测定方法越灵敏。
通常在104以上时，认为方法灵敏，准确。
透光度T （百分透光度 T %)
描述入射光透过溶液的程度
T = I / I0
吸光度A与透光度T 的关系:▲
AlgTlgI0 bc
I
(1) 朗伯-比尔定律是吸光光度法的理论基础和定量测 定的依据。 (2) 吸光度具有加和性。
b
样品
b
b
检测器
样品 样品
光源 光源 光源
2.比尔定律：A=k”c
吸光度
0.00
检测器 吸光度
0.22
检测器 吸光度
0.44
b 1倍浓度 b 2倍浓度
检测器
光源 光源 光源
光吸收定律——朗伯—比尔定律的数学表达式 ▲
AlgI0 abc I
式中
A：吸光度（无量纲单位） I0: 入射光强度 I: 透射光强度 a：吸收系数，单位 L·g-１·cm-１ b: 液层厚度，单位通常为 cm c：溶液的浓度，单位 g·L-１
第九章吸光光度法(简)
化学分析与光度分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%),相对误差 0.1%～0.2% 准确度高 依据化学反应, 使用玻璃仪器
光度分析：微量组分(10-3～10-6), 相对误差2%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则 m(Fe)≈0.1mg
A 总 A 1 A 2 A n 1 b 1 2 c b 2 c n b n c
吸 光 度A
21.5 1.00.90.80.7 0.6 0.5 0.4 0.3
0.2
0.1
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 透 光 率T%
朗伯—比尔定律的另一数学表达式 ▲
AlgI0 bc
I
式中ε：摩尔吸收系数 ，单位 L·mol-１·cm-１；
b：液层厚度，以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位 mol·L-１；
a 与ε 的关系为： ε= M a （M为摩尔质量）
摩尔吸收系数 的含义 当c的单位用mol·L-1表示时
A＝ bc 的单位: L·mol -1·cm -1 在数值上等于浓度为1mol/L的吸光物质
重量法： m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法： V(K2Cr2O7 ,浓度1.6x10-3mol/L)≈0.02mL, 测不准
光度法 ： 结果0.048%～0.052%, 满足要求
分光光度法的特点：
1 灵敏度高。检测下限可达10－5～10－6 mol/L，适用于微量分析；
2 比色法相对误差5～10％； 分光光度法相对误差2～5％ （满足微量要求）
III
III 0.0006m g/m L
0.3
0.2
II
I
0.1
0.0
400
500
600
/nm
１，１０－邻二氮杂菲亚 铁溶液的吸收曲线
吸收光谱或吸收曲线
max
KMnO4溶液的吸收曲线
(cKMnO4:a<b<c<d)
KMnO4溶液
对波长525nm附近的绿 色光吸收最强，而对紫 色光吸收最弱。光吸收 程度最大处的波长叫做
最大吸收波长，用max
表示▲。不同浓度的 KMnO4溶液所得的吸收 曲线都相似。
苯 (254nm)
甲苯 (262nm)
A
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱 形状及max均不同
吸收光谱或吸收曲线
max
定性分析基础
不同的物质，其吸收曲线 形状和最大吸收波长各不相同， 可对物质进行定性分析。
• 选择性：不同物质对特定波长的光具有最大吸收。
吸收曲线:
将不同波长的光通 过某一固定浓度和厚度 的有色溶液,测量每一波 长下的吸光度
横坐标：波长λ 纵坐标：吸光度A
作图,即可得一曲线.这 种曲线描述了物质对不 同波长光的吸收能力,称 吸收曲线。
A
0.4
max
I 0.0002m g/m L
II 0.0004m g/m L
•单色光: 只具有一种波长的光。
•混合光:Hale Waihona Puke Baidu由两种以上波长组成的光。
•白光: 由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种 单色光按一定比例混合而成。
光的互补:两种不同颜色的单色光按一定的 强度比例混合得到白光，称这两种单色光为互 补色光，这种现象称为光的互补。
蓝绿
绿 黄绿 黄
绿蓝
橙
蓝
红
紫 紫红
4
光的互补性与物质的颜色
界面反射损失
吸收后
I0 入射光束
溶液中 散射损失
I 透射光束
界面反射损失
溶液对光的作用示意图
物质对光的选择性吸收的原因
• 分子、原子、离子具有不连续的量子化能级 当照射光子的能量hv与被照射粒子的基态和激发 态的能级差
ΔE=E激 － E基 ＝ hv =hc/λ
相等时才能发生吸收。
• 不同物质微粒的结构不同，量子化能级的能量差 ΔE也不同， 则λ 也不同，因此物质对光的吸收具 有选择性