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第十章 吸光光度法,比色法、紫外－可見吸光光度法、紅外光譜法。,吸光光度法是基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立起來的分析方法。,1 靈敏度高，1％－10－3％,2 儀器設(shè)備簡單、操作方便。,3 準(zhǔn)確度高，相對誤差2％－5％。,4 應(yīng)用廣泛。,特點,第一節(jié) 物質(zhì)對光的選擇性吸收,一、光的基本性質(zhì),,單色光、復(fù)合光、光的互補,單色光,復(fù)合光,光的互補,單一波長的光,由不同波長的光組合而成的光,若兩種不同顏色的單色光按一定的強度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。,二、物質(zhì)對光的選擇性吸收,（一）物質(zhì)對光產(chǎn)生選擇性吸收的原因,,,,,,,物質(zhì)對光的吸收滿足Plank 條件,物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同，所能吸收光的波長也不同，這就構(gòu)成了物質(zhì)對光的選擇吸收基礎(chǔ)。,（二） 物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系,1 物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是它所吸收光的互補色。,2 物質(zhì)對光的吸收程度與它的濃度有關(guān)。,（三） 吸收曲線（吸收光譜）,定性分析基礎(chǔ),定量分析基礎(chǔ),物質(zhì)對光的選擇吸收,,,在一定的實驗條件下，物質(zhì)對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。,,,第二節(jié) 光吸收的基本定律,一 朗伯－比爾定律,(一) 朗伯－比爾定律,,透射比定義：,T 取值為0.0 % ~ 100.0 %,全部吸收,T = 0.0 %,全部透射,T = 100.0 %,（1）入射光為平行單色光且垂直照射；,朗伯-比爾定律的成立的前提,（2）吸收物質(zhì)為均勻非散射體系；,（3）吸光質(zhì)點之間無相互作用；,（4）輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過程， 無熒光和光化學(xué)現(xiàn)象發(fā)生。,(二) 吸收系數(shù)和桑德爾靈敏度,1 吸收系數(shù),最大吸收波長?max下的摩爾吸收系數(shù)?max是物質(zhì)的一個重要特征參數(shù),?可用來衡量光度法的靈敏度， ?max 越大，測定靈敏度越高，書寫時應(yīng)注明波長,2、桑德爾靈敏度S,定義為，當(dāng)光度儀器的檢測極限為A=0.001時，單位 截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量，其單位 為gcm-2。,吸光物質(zhì)的k越大，其S越小，靈敏度越高。,（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及其應(yīng)用,2 非平行入射光引起的偏離,3 介質(zhì)不均勻引起的偏離 膠體和混濁會引起光的散射，吸光度增大。,二、引起偏離朗伯-比爾定律的因素,（一）物理因素,(二） 化學(xué)因素,1 溶液濃度過高引起的偏離,濃度過高，分子或離子之間的相互作用增強，改變了它們對光的吸收能力，即改變了吸光系數(shù)。,2 化學(xué)反應(yīng)引起的偏離,吸光物質(zhì)會因解離、締合、形成新的化合物和互變 異構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)引起濃度的變化，從而影響對光的 吸收能力。,第三節(jié) 吸光光度法的儀器,一 分光光度計的基本部件,（一）光源,低壓鎢燈 6－12V，400－2500nm 氫燈或氘燈 185－375nm,(二) 單色器,1 濾光片 2 棱鏡 3 光柵,單色器由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件（棱鏡或光柵）、聚焦鏡和出射狹縫組成。,(三) 吸收池,比色皿,(四) 檢測系統(tǒng),(五) 信號顯示系統(tǒng),檢流計、微安表、數(shù)字電壓表、函數(shù)記錄儀、示波器,紫外-可見分光光度計UV-2450/2550,二 吸光度的測量原理,三 分光光度計的類型,波長范圍：可見分光光度計、紫外－可見分光光度計和紅外分光光度計,儀器結(jié)構(gòu)：單光束、雙光束和雙波長,單波長雙光束分光光度計,單波長單光束分光光度計,第四節(jié) 分光光度法分析條件的選擇,一 顯色反應(yīng)及其條件的選擇,（一） 顯色反應(yīng)和顯色劑,Mn2+ --- MnO4- ; Fe2+,將被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)， 能與被測組分反應(yīng)使之生成有色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑。,1 顯色反應(yīng) 氧化還原反應(yīng)和絡(luò)合反應(yīng),1 選擇性要好。,選擇光度分析的顯色劑和顯色反應(yīng)時應(yīng)注意以下幾點:,2 靈敏度要高。,3 對比度要大。 有色物質(zhì)與顯色劑兩者的最大吸收波長的 差別要大（60nm)。,4 有色化合物要穩(wěn)定，組成要恒定。,5 顯色反應(yīng)的條件要易于控制。,2 顯色劑 無機顯色劑 和 有機顯色劑。,靈敏度： 增大有機分子的共軛體系（生色團(tuán)）和在顯 色分子中引入取代基（助色團(tuán)）可增大顯色反應(yīng)的靈敏度。,有機顯色劑,（二） 顯色反應(yīng)條件的選擇,1 顯色劑的用量,（3） 對絡(luò)合物組成和顏色的影響。 三價鐵和水楊酸 pH 9 , 1:3 黃色絡(luò)合物,2 溶液的酸度,酸度的影響：,（1） 對被測物質(zhì)存在狀態(tài)的影響。 金屬離子的水解。,（2） 對顯色劑濃度和顏色的影響。 影響顯色劑各形體的濃度和絡(luò)合物之間顏色的對比度。,3 時間和溫度,溫度：溫度影響絡(luò)合物的穩(wěn)定性、顯色反應(yīng)時間。,4 有機溶劑和表面活性劑,有機溶劑可降低有色絡(luò)合物的解離度，從而提高顯色反應(yīng)的靈敏度。,表面活性劑的加入可提高顯色反應(yīng)的靈敏度，增加有色絡(luò)合物的穩(wěn)定性。,時間：顯色時間和穩(wěn)定時間。 A-t ; A-T,5 共存離子的干擾,（1） 控制酸度 4-[(5-氯-2-吡啶)偶氮]-1,3-二氨基苯測定Co2+, Cu2+, Ni2+， Cr3+,Fe3+可用絡(luò)合法和氧化法消除。 用SCN-測Co2+時， Fe3+的干擾可用F-的絡(luò)合效應(yīng)消除。 用鉻天箐S法測定Al3+時， Fe3+的干擾可用抗壞血酸 的還原作用消除。,（2） 加入掩蔽劑 掩蔽劑有絡(luò)合劑、氧化劑和還原劑。,二 吸光光度法的測量誤差及測量條件的選擇,對于普通分光光度計： △T是一定的（絕對誤差） （0.002-0.01),（一） 儀器測量誤差,儀器測量誤差指在測量吸光度和透射比時所產(chǎn)生的誤差。,假定某儀器的dT=0.005,透射比讀數(shù)落在15%～70% （即吸光度為0.15～0.80） 范圍內(nèi)時，由dT引起的|Er|較小,（二） 測量條件的選擇,（1） 測量波長的選擇 原則：A 最大吸收波長 B 吸收最大，干擾最小,（2） 吸光度范圍的控制 0.15—0.80,D 若顯色劑和試液都有吸收，或顯色劑與試液中共存組分的產(chǎn)物有吸收，可加入適當(dāng)試劑將被測組分掩蔽起來，然后按測量方法加入顯色劑和其它試劑，以此溶液作參比液。,（3） 參比溶液的選擇,A 當(dāng)試樣溶液、顯色劑和所用其它試劑在測定波長無吸收時，選蒸餾水作參比液。,B 當(dāng)試樣中其它組分有吸收，顯色劑無吸收且不與其 它組分作用，選擇不加顯色劑的試樣作參比液。,C 若顯色劑或其它試劑對入射光有吸收，應(yīng)選試劑空 白作參比液。,用錳標(biāo)準(zhǔn)溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時，用蒸餾水作參比液；,用KIO4 氧化顯色法測定含鈷試樣中的錳時：,測定試樣時，應(yīng)選用不加顯色劑的試液作參比液。,第五節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用,一 定量分析,2 示差分光光度法,（一）單組分的測定,一般方法,試樣中只有一種組分在測量波長處產(chǎn)生吸收，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定。,用于常量組分的測定。,以一個濃度比待測試液cx稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液cs為參比液， 也就是把cs溶液的透射比調(diào)解為100％，吸光度為0。,試液的吸光度（示差吸光度）Af,各測定組分在吸收曲線上都有自己獨立的吸收峰， 彼此完全或部分不重疊，可按單組分方法逐一測定。,（二）多組分的同時測定,2 如各測定組分的吸收曲線互相重疊，可利用吸光度 的加和性解聯(lián)立方程。,二 絡(luò)合物組成和酸堿解離常數(shù)的測定,（一）絡(luò)合物組成的測定,摩爾比法適用于解離度較小、絡(luò) 合比高的絡(luò)合物組成的測定。,1 摩爾比法,2 等摩爾連續(xù)變化法,保持溶液中cM+cR為常數(shù)，連續(xù)改變cR和cM之比,配制出一 系列顯色溶液。,等摩爾連續(xù)變化法適用于絡(luò)合比低、 穩(wěn)定性較高的絡(luò)合物組成的測定。,（二）酸堿解離常數(shù)的測定 以一元弱酸為例,當(dāng)共軛酸堿的吸 收光譜顯著不同,本章小結(jié),1 朗伯－比爾定律,2 吸光系數(shù)、摩爾吸光系數(shù)和桑德爾靈敏度。,3 吸光分析條件和參比溶液的選擇。,4 吸光光度法的應(yīng)用 A 定量分析 B 絡(luò)合物的組成和酸堿解離常數(shù)的測定。,