分析化学第九章 吸光光度法

Cr2O72-、MnO4-的吸收曲线
350 1.0 0.8 Absorbance 0.6 0.4 0.2 300 350 400 500 600 700 Cr2O72525 545 MnO4-
/nm
吸收光谱的获得 测量某物质对不同波长单色光的 吸收程度，以波长（）为横坐 标，吸光度（A）为纵坐标，绘 制吸光度随波长的变化可得一曲 线，此曲线即为吸收曲线。 一些典型的紫外光谱 0 (c)
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
光
单色光、复合光、光的互补
单色光 复合光 光的互补 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光 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，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。
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红 黄绿 黄 橙
紫 紫红
物质对光的吸收
A
E0 S0 纯 电子能态 间跃迁 S2 h S1 S0 分子内电子跃迁
带状光谱

物质对光的选择吸收 物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构 成了物质对光的选择吸收基础。 例：
A 物质
E1 E0 2.5 ev
1 ev = 1.610-19 J.
hc A E
B 物质
同理，得：
第九章 吸光光度法
§9-1 吸光光度法的基本原理
一、物质的颜色对光的选择性吸收 吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有 选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。
光的基本性质
光的电磁波性质

10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
物质的颜色与光的关系
光谱示意
复合光
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
当一束光照射到某物质的溶液时，物质 对光的吸收具有选择性，只有当照射光的光 子能量与被照射物质的分子、原子或离子由 基态到激发态之间的能量之差相等时，这个 波长的光才被吸收。
吸收光谱 h S3 S2 S1 E3 E2 E1 锐线光谱 A
0.8 0.6 0.4 0.2 0
A
*
0 1 mg/ml
2
3
4
吸光的加合性
多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具 有加合性，即
A Ai i bci b i ci
i i i
对吸收定律偏离 A 主要原因 非单色光 吸光质点的相互作用
C
非单色光引起的对吸光定律的偏离
A K i
A
长， A 不同。因此，非单色 光将导致对吸光定律的偏离。
取值与浓度的单位相关 c：mol / L
K
摩尔吸光系数， L ·mol –1 ·cm -1 Molar Absorptivity A cb 吸光系数， L ·g –1 ·cm -1 A acb Absorptivity
c： g / L
K a
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c：g / 100 mL K E1% Specific extinction 比吸光系数 1cm coefficient
34 10 6 . 62 10 3 10 19 2.5(ev ) 1.6 10
4.774 105 (cm)
477.4 nm
E1 E0 2.0 ev
B hc
E
620.6 nm
吸收曲线
将不同波长的光照射某一固定浓度和液层 厚度的溶液，并测量每一波长下溶液对 光的吸收程度（吸光度），以吸光度为 纵坐标，相应波长为横坐标，所得曲线， 称为吸收曲线。 如图为高锰酸钾和重铬酸钾的吸收曲线。 吸收曲线是吸光光度法选择测定波长的重 要依据。
设入射光由 1 和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对 两种波长的光的吸收均遵从吸收定律
λ1 λ 2 A 1bc 或 A bc 2 λ1 λ 2 A 1bc 或 A 2bc
I 01 A1 lg 1bc I1 2 I 02 A2 lg λ 2bc I2 1 + 2 I 01 I 02 A lg lg I1 I 2 I
A
增 大
C

二、 光吸收基本定律: Lambert-Beer定律
透光率 （透射比）Transmittance
入射光 I0
透射光 It
朗伯-比尔定律公式：
A=lg(I0/It)= lg1/T = kbc
吸光度 透光率 介质厚度(cm)
吸光度 与透光率
lg T Kcb A
T 10
A： 吸光度
1
I1 I 01 10
λ 1bc
λ 2bc
I 2 I 02 10
I 01 I 02 λ 1bc λ 2bc I 02 10 01 10
非单色光引起的对吸光定律的偏离
对吸收光谱而言，b 和 c 固定， 反映了A 随波长变化的情况， 单一波长， A 固定；不同波
0 A
(a)
0
(b)
0
220 240
(d)
260 280 nm
(a) 联苯（己烷溶剂）； (b) 苯（己烷溶剂）； (c) 苯蒸汽； (d) Na蒸汽。
定性分析与定量分析的基础 B
定性分析基础 物质对光的选择 吸收
A
A
max ( A) max ( B)
定量分析基础 在一定的实验条 件下，物质对光 的吸收与物质的 浓度成正比。
相互关系
1% E1 10 a 10 cm M
1% A E1 cm cb
吸收定律与吸收光谱的关系
吸 光 定 律 A 吸 收 光 谱 C A 或
三 维 谱 图
A max C
朗伯-比尔定律的分析应用— 溶液浓度的测定
A＝ bc
工作曲线法：测定某物质浓 度时，先配制一系列标准溶 液，按所需条件显色后，分 别测定它们的吸光度A。以A 为纵坐标，浓度C为横坐标， 绘制的曲线为工作曲线（或 标准曲线）。
A
10
Kbc
T ： 透光率
1.0
T = 0.0 % T
100
A
50
A=∞ T% T = 100.0 % A = 0.0 T = 36.8 %
A
0.5
0
0
C
A = 0.434
吸光系数
b 吸光液层的厚度，光程，cm
K 比例常数 物质的性质 入射光波长
A Kcb
c 吸光物质的浓度, g/L, mol/L 温度