仪器分析紫外
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仪器分析紫外
4.4 光度分析的方法和仪器
4.4.1 光度分析的方法 1.目视比色法
用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量 的方法称为目视比色法。将一系列不同量的标准溶 液依次加入各比色管中，再分别加入等量的显色剂 和其他试剂，并控制其他实验条件相同，最后稀释 至同样体积，配成一套颜色逐渐加深的标准色阶。 将一定量的被测溶液置于另一比色管中，在同样条 件下进行显色，并稀释至同样体积，从管口垂直向 下（有时由侧面）观察颜色。如果被测溶液与标准 系列中某溶液的颜色相同，则被测溶液的浓度就等 于该标准溶液的浓度。如果被测试液浓度介于相邻 两种标准溶液之间，则试液的浓度就介于这两个标 准溶液浓度之间。
I0＝Ia ＋ It ＋ Ir
在吸光光度法中，由于采用同样质料的比 色皿进行测量，反射光的强度基本上相同， 其影响可以相互抵消，上式可简化为:
I0＝Ia ＋ It 仪器分析紫外
透过光的强度It与入射光的强度Io之比称为透 光度或透光率，用T表示。
T＝ It/Io
1.朗伯定律
一束单色光通过溶液后，由于 溶液吸收了一部分光能，光的强 度就要减弱。若溶液的浓度不变， 液层越厚，透过光的强度越小， 光线减弱的程度越大。
仪器分析紫外
例2. 一符合比尔定律的有色溶液，当浓度为c时，透
射比为T，若其它条件不变，浓度为c/3时，T为
_________，浓度为2c时，T为__________。
解:
T1/3
T2
这说明浓度与透射比T 的是指数关系。
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3．朗伯一比耳定律
如果溶液浓度和液层厚度都是可变的，就要 同时考虑溶液浓度c和液层厚度b对吸光度的影响。 为此，将朗伯和比耳公式和合并，得到
AlgI0 lg1 kcb
It
T
即通常所称的朗伯一比耳定律。
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4．吸光系数、摩尔吸光系数
在朗伯-比耳公式，k值决定于c，b所用的单位， 它与入射光的波长及溶液的性质有关。当浓度c以 g·L-1、液层厚度b以cm表示时，常数k是以a表示， 此时称为吸光系数，单位为L·g-1·cm-1。朗伯－比 耳公式可表示为:
第四章 紫外－可见光分光光度法
4.1 概述 分光光度分析法是以物质对光的
选择性吸收为基础的分析方法。根据 物质所吸收光的波长范围不同，分光 光度分析法又有紫外、可见及红外分 光光度法。
仪器分析紫外
4.1.1 方法的特点
1. 灵敏度高
通常，待测物质的含量1～10－5％时， 能够用分光光度法准确测定。所以它主 要用于测定微量组分。
A＝abc
若b以 cm为单位，c以 mol·L-1为单位时，则将k 称为摩尔吸光系数，以符号ε表示，其单位为 L·mol-1cm-1。 ε的物理意义表达了当吸光物质的 浓度为1mol·L-1，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。 在这种条件下上式可改写为:
A=εbc
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摩尔吸光系数是有色化合物的重要特 性。 ε 愈大，表示该物质对某波长的 光吸收能力愈强，因而光度测定的灵敏 度就越高。 ε的值，不能直接取1mol/L 这样高浓度的有色溶液来测量，而只能 通过计算求得。由于溶液中吸光物质的 浓度常因离解、聚合等因素而改变。因 此，计算ε 时，必须知道溶液中吸光物 质的真正浓度。但通常在实际工作中， 多以被测物质的总浓度计算，这样计算 出的ε 值称为表观摩尔吸光系数。文献 中所报道的ε 值就是表观摩尔吸光系数 值。
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2.比耳定律
当一束单色光通过液层厚度一定的溶液时，
溶液的浓度愈大，光线强度减弱愈显著。若有色
溶液的浓度增加dc，入射光通过溶液后，强度的
减弱-dI与人射光强度I及dc成正比， 即
-dI=k3Idc，或 -dI/I=k3dc，积分，可得到:
A
No
lg
I0 It
k4c
通常称Im比耳ag定e律。
AlgI0 It
lg1 T
k2b
A称为吸光度。
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例1. 有一单色光通过厚度为1cm的有色溶 液,其强度减弱20%。若通过5cm厚度的相同 溶液,其强度减弱百分之几?
解：Fra Baidu bibliotek
lgT1
c1
───── = ───,
lgT2
5c1
lgT2 = 5lgT1= 5×lg0.80 = - 0.485
T2= 32.7% , 即减弱67.3%
E－－光子的能量，J；h－－普朗克常数（6.625×10－34J·s）
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4.2.3 溶液颜色与光吸收的关系
光波是一种电磁波。电磁波包括无线电波、 微波、红外光、可见光、紫外光、x射线等。如果 按照其频率或波长的大小排列，可见光只是电磁波 中一个很小的波段。见表12－1
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仪器分析紫外
能复合成白光的两种颜色的光叫互
补色光。物质所显示的颜色是吸
收光的互补色。
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4.3 光吸收基本定律
当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液 时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液， 一部分被比色皿的表面反射。如果入射光的 强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度 为It，反射光的强度为Ir，则:
有色物质的不同颜色是由于吸收了不 同波长的光所致。溶液能选择性地吸收某 些波长的光，而让其他波长的光透过，这 时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜 色是溶液吸收光的互补色。有色溶液对各 种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线 来描述。将不同波长的单色光依次通过一 定的有色溶液，分别测出对各种波长的光 的吸收程度（用字母A表示）。以波长为 横坐标，吸光程度为纵坐标作图，所得的 曲线称为吸收曲线或吸收光谱曲线。
如果将液层分成许多无限小的 相等的薄层，其厚度为db。则dI 应与db及I成正比，即－dI ∝ Idb， 从得而：，－dI/I=k1db，积分此式，
ln
I0 It
k1b
No Image
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将上式变成常用对数，得
lg
I0 It
k2b
上式称为朗伯定律。如用A=lg(I0/It)或lg(1/T),则
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4.2 吸光光度法的基本原理
4.2.1 颜色的产生
仪器分析紫外
4.2.2 光的基本性质
光的波长λ(cm)、频率γ (Hz) ，它们与光速c的关 系是：
No c
Image
在真空介质中，光速为2.9979×1010cm/s。单个光 子的能量E与上述三要素的关系是：
E h h c
2. 应用广泛
几乎所有的无机离子和许多有机化合 物可以用分光光度法进行测定。如土壤 中的氮、磷以及植物灰、动物体液中各 种微量元素的测定。
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3. 操作简便、迅速、仪器设备不 太复杂
若采用灵敏度高、选择性好的有机 显色剂，并加入适当的掩蔽剂，一般 不经过分离即可直接进行分光光度法 测定、其方法的相对误差通常为5～10 ％，其准确度虽不及重量分析法和容 量法，但对于微量组分的测定，结果 还是满意的。
4.4 光度分析的方法和仪器
4.4.1 光度分析的方法 1.目视比色法
用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量 的方法称为目视比色法。将一系列不同量的标准溶 液依次加入各比色管中，再分别加入等量的显色剂 和其他试剂，并控制其他实验条件相同，最后稀释 至同样体积，配成一套颜色逐渐加深的标准色阶。 将一定量的被测溶液置于另一比色管中，在同样条 件下进行显色，并稀释至同样体积，从管口垂直向 下（有时由侧面）观察颜色。如果被测溶液与标准 系列中某溶液的颜色相同，则被测溶液的浓度就等 于该标准溶液的浓度。如果被测试液浓度介于相邻 两种标准溶液之间，则试液的浓度就介于这两个标 准溶液浓度之间。
I0＝Ia ＋ It ＋ Ir
在吸光光度法中，由于采用同样质料的比 色皿进行测量，反射光的强度基本上相同， 其影响可以相互抵消，上式可简化为:
I0＝Ia ＋ It 仪器分析紫外
透过光的强度It与入射光的强度Io之比称为透 光度或透光率，用T表示。
T＝ It/Io
1.朗伯定律
一束单色光通过溶液后，由于 溶液吸收了一部分光能，光的强 度就要减弱。若溶液的浓度不变， 液层越厚，透过光的强度越小， 光线减弱的程度越大。
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例2. 一符合比尔定律的有色溶液，当浓度为c时，透
射比为T，若其它条件不变，浓度为c/3时，T为
_________，浓度为2c时，T为__________。
解:
T1/3
T2
这说明浓度与透射比T 的是指数关系。
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3．朗伯一比耳定律
如果溶液浓度和液层厚度都是可变的，就要 同时考虑溶液浓度c和液层厚度b对吸光度的影响。 为此，将朗伯和比耳公式和合并，得到
AlgI0 lg1 kcb
It
T
即通常所称的朗伯一比耳定律。
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4．吸光系数、摩尔吸光系数
在朗伯-比耳公式，k值决定于c，b所用的单位， 它与入射光的波长及溶液的性质有关。当浓度c以 g·L-1、液层厚度b以cm表示时，常数k是以a表示， 此时称为吸光系数，单位为L·g-1·cm-1。朗伯－比 耳公式可表示为:
第四章 紫外－可见光分光光度法
4.1 概述 分光光度分析法是以物质对光的
选择性吸收为基础的分析方法。根据 物质所吸收光的波长范围不同，分光 光度分析法又有紫外、可见及红外分 光光度法。
仪器分析紫外
4.1.1 方法的特点
1. 灵敏度高
通常，待测物质的含量1～10－5％时， 能够用分光光度法准确测定。所以它主 要用于测定微量组分。
A＝abc
若b以 cm为单位，c以 mol·L-1为单位时，则将k 称为摩尔吸光系数，以符号ε表示，其单位为 L·mol-1cm-1。 ε的物理意义表达了当吸光物质的 浓度为1mol·L-1，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。 在这种条件下上式可改写为:
A=εbc
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摩尔吸光系数是有色化合物的重要特 性。 ε 愈大，表示该物质对某波长的 光吸收能力愈强，因而光度测定的灵敏 度就越高。 ε的值，不能直接取1mol/L 这样高浓度的有色溶液来测量，而只能 通过计算求得。由于溶液中吸光物质的 浓度常因离解、聚合等因素而改变。因 此，计算ε 时，必须知道溶液中吸光物 质的真正浓度。但通常在实际工作中， 多以被测物质的总浓度计算，这样计算 出的ε 值称为表观摩尔吸光系数。文献 中所报道的ε 值就是表观摩尔吸光系数 值。
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2.比耳定律
当一束单色光通过液层厚度一定的溶液时，
溶液的浓度愈大，光线强度减弱愈显著。若有色
溶液的浓度增加dc，入射光通过溶液后，强度的
减弱-dI与人射光强度I及dc成正比， 即
-dI=k3Idc，或 -dI/I=k3dc，积分，可得到:
A
No
lg
I0 It
k4c
通常称Im比耳ag定e律。
AlgI0 It
lg1 T
k2b
A称为吸光度。
仪器分析紫外
例1. 有一单色光通过厚度为1cm的有色溶 液,其强度减弱20%。若通过5cm厚度的相同 溶液,其强度减弱百分之几?
解：Fra Baidu bibliotek
lgT1
c1
───── = ───,
lgT2
5c1
lgT2 = 5lgT1= 5×lg0.80 = - 0.485
T2= 32.7% , 即减弱67.3%
E－－光子的能量，J；h－－普朗克常数（6.625×10－34J·s）
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4.2.3 溶液颜色与光吸收的关系
光波是一种电磁波。电磁波包括无线电波、 微波、红外光、可见光、紫外光、x射线等。如果 按照其频率或波长的大小排列，可见光只是电磁波 中一个很小的波段。见表12－1
仪器分析紫外
仪器分析紫外
仪器分析紫外
能复合成白光的两种颜色的光叫互
补色光。物质所显示的颜色是吸
收光的互补色。
仪器分析紫外
4.3 光吸收基本定律
当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液 时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液， 一部分被比色皿的表面反射。如果入射光的 强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度 为It，反射光的强度为Ir，则:
有色物质的不同颜色是由于吸收了不 同波长的光所致。溶液能选择性地吸收某 些波长的光，而让其他波长的光透过，这 时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜 色是溶液吸收光的互补色。有色溶液对各 种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线 来描述。将不同波长的单色光依次通过一 定的有色溶液，分别测出对各种波长的光 的吸收程度（用字母A表示）。以波长为 横坐标，吸光程度为纵坐标作图，所得的 曲线称为吸收曲线或吸收光谱曲线。
如果将液层分成许多无限小的 相等的薄层，其厚度为db。则dI 应与db及I成正比，即－dI ∝ Idb， 从得而：，－dI/I=k1db，积分此式，
ln
I0 It
k1b
No Image
仪器分析紫外
将上式变成常用对数，得
lg
I0 It
k2b
上式称为朗伯定律。如用A=lg(I0/It)或lg(1/T),则
仪器分析紫外
4.2 吸光光度法的基本原理
4.2.1 颜色的产生
仪器分析紫外
4.2.2 光的基本性质
光的波长λ(cm)、频率γ (Hz) ，它们与光速c的关 系是：
No c
Image
在真空介质中，光速为2.9979×1010cm/s。单个光 子的能量E与上述三要素的关系是：
E h h c
2. 应用广泛
几乎所有的无机离子和许多有机化合 物可以用分光光度法进行测定。如土壤 中的氮、磷以及植物灰、动物体液中各 种微量元素的测定。
仪器分析紫外
3. 操作简便、迅速、仪器设备不 太复杂
若采用灵敏度高、选择性好的有机 显色剂，并加入适当的掩蔽剂，一般 不经过分离即可直接进行分光光度法 测定、其方法的相对误差通常为5～10 ％，其准确度虽不及重量分析法和容 量法，但对于微量组分的测定，结果 还是满意的。