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1、72型分光光度计光学系统图n光源n单色器n吸收池n检测系统1 光源n在可见光区n钨丝发出的白光 波长为320nm 2500nmn工作温度 2600K2870Kn钨丝的温度与工作电压关系密切n需要稳压电源n在近紫外区，用氢灯和氘灯n波长范围：180nm375nm2单色器n滤光片n棱镜n光栅n作用：将连续光谱分解为单色光A滤光片n滤光片由有机玻璃制成，只允许和 它颜色相同的光通过，得到的是单 色光。滤光片的透光曲线n半宽度n最大透过光波长n最大透过光强滤光片的选择原则n滤光片最易透过的光应是溶液最易 吸收的光，应当选择溶液颜色的互 补色的波长作为滤光片的波长。n半宽度越小，灵敏度越高。B 棱镜n介
2、绍棱镜的工作原理n单色器的纯度决定于棱镜的色散率 和出射狭缝的宽度。n优点：n得到纯度较高的单色光n方便改变波长n灵敏度、选择性、准确度高。棱镜单色器的原理图C 光 栅3 吸收池n也称比色皿n用无色透明、能耐腐蚀的玻璃比色 皿，通常配有0.5、1、2、3cm等一 套长方形或圆柱形的比色皿。n注意：n比色皿的位置n比色皿的清洁4 检测系统n检测器将光强度转换为电流进行测量 ，这种光电转换器为检测器。nA 硒光电池nB 光电管A 硒光电池n光照在硒光半导体上产生电子n电子贮存在金属薄膜上成为负极n因为硒半导体的性质，电子只能单 向移动，使铁片成为正极。n通过外电路连接起来，产生的光电 流，可用检流
3、计测量。B 光电管n由一个阳极和一个光敏阴极组成的真空 二极管。n阴极表面镀有碱金属或碱金属氧化物等 光敏材料。n当光子照射时，能够发射电子。n当两极有电位差时，发射出的电子就流 向阳极产生电流。n电流的大小决定于照射光的强度。思考题n1朗伯比耳定律的物理意义是 什么？什么是透光度？什么是吸 光度？两者之间的关系是什么？n2摩尔吸光系数的物理意义是什 么？其大小与哪些因素有关？在 分析化学中它有何意义？n3什么是吸收光谱曲线？什么是工作 曲线？什么是标准曲线？它们有何 实际意义？利用标准曲线进行定量 分析时可否使用透光度和浓度为坐 标？1朗伯比耳定律的物理意义n有色溶液的吸光度与液层的厚度和
4、溶液的浓度成正比。透光度、吸光度和两者的关系nT I/I0nAlgI0/In两者关系：nA=lg1/T2 摩尔吸光系数的物理意义nT I/I0nAlgI0/In两者关系：nA=lg1/Tn3工作曲线确定待测液的浓度n吸收曲线确定选用的波长利用标准曲线进行定量分析时可否使 用透光度和浓度为坐标？n不行nTlg1/A=lg(1/ bc)nT与浓度和液层厚度不成直线关系。显色反应n显色反应是什么反应n通常是络合反应或氧化还原反应n显色反应？n显色剂？显色反应的选择n显色剂的灵敏度高摩尔吸光系 数的大小是灵敏度高低的重要标 志n显色剂的选择性好n显色剂在测定波长处无明显吸收n反应生成的有色化合物组成恒
5、定 ，化学性质稳定显色条件的选择n显色剂的用量n酸度n显色温度n显色时间n干扰的消除1显色剂的用量n实验举例：n取50毫升容量瓶7个，编号。n用5毫升移液管移取10微克/毫升 铁标准溶液5毫升于容量瓶中， 加入1毫升10的盐酸羟胺溶液 。n经2分钟后，再加入5毫升 1mol.L-1醋酸钠溶液，然后加 入0.1邻二氮杂菲溶液0.3、 0.6、1.0、1.5、2.0、3.0、 4.0ml，用水稀释至刻度，摇 匀。n在分光光度计上，用适宜波长 510nm，2厘米比色皿，以水作参 比，测定上述个溶液的吸光度。n以加入显色剂的体积为横坐标， 以吸光度为纵坐标绘制曲线。n确定显色剂的加入量b 曲线nMo(
6、SCN)32+ Mo(SCN)5 Mo(SCN)6 -n 浅 红 橙 红 浅 红 c曲线nFe(SCN)2+ Fe (SCN)2 + Fe (SCN)3n Fe(SCN)4-n 颜 色 越 来 越 深n 应十分严格控制显色剂用量2 显色温度n显色温度通常在室温n但有的反应需要加热n有的反应在加热时会分解，不必加 热3 溶液酸度对络合物的影响n准确移取10微克/毫升铁标准溶 液5毫升于100毫升容量瓶中， 加入5毫升12摩尔/升的盐酸和 10毫升10的盐酸羟胺溶液。n经2分钟后，加入0.1%邻二氮 杂菲溶液30ml，用水稀释至刻 度，摇匀。n取50毫升容量瓶7只，编号。n用移液管分别准确移取上述
7、溶 液10毫升于个容量瓶中。n在滴定管中装0.4mol.L-1氢氧 化钠溶液0.0、 2.0、3.0、4.0 、6.0、8.0和10.0毫升，以水 稀释至刻度，摇匀。n使个溶液的pH值从小于2开 始逐步增加到12以上。n测定容量瓶中各个溶液的pH 值，同时在在分光光度计上 测定吸光度，绘制酸度与吸 光度的曲线。4 显色时间的影响n作出显色时间和吸光度的关系曲 线n选择最佳的显色时间例： 邻二氮杂菲亚铁络合物 的稳定性实验n用上面的溶液继续测定，方法 是在最大波长处510nm，每隔 一定时间测定它的吸光度。n在加入显色剂后立即测定一次 吸光度，经30、90、120分钟 后，再各测一次吸光度，然后
8、 以时间为横坐标，吸光度为纵 坐标绘制曲线，此曲线表示络 合物的稳定性。5 干扰的消除n加入络合隐蔽剂或氧化还原隐蔽 剂n选择适当的显色条件以避免干扰n分离干扰离子5.1加络合隐蔽剂 或氧化还原隐蔽剂n使干扰离子生成无色络合物或无色 离子nNH4SCN显色剂测定Co2+时杂质 Fe3+ + 6F- =FeF63-（无色离子 ）干扰消除了5.2 选择适当的显色条件 以避免干扰n利用酸效应，控制离解平衡，降低 R（指示剂的阴离子），使干扰离 子不与R作用。n磺基水杨酸Fe3+n杂质Cu2+R黄色络合物5.3分离干扰离子的方法n沉淀n离子交换n溶剂萃取显色剂nA无机显色剂nB有机显色剂A无机显色剂n
9、硫氰酸盐n钼酸铵n过氧化氢B有机显色剂n偶氮类显色剂n三苯甲烷类显色剂n发色团：分子中含有的一个或一 个以上的某些不饱和基团（共轭 体系）的有机化合物，往往是有 颜色的。这些基团是发色团。n偶氮基NNn醌基n亚硝基NOn硫羰基CSn助色团：本身没有颜色，但它们的 存在却会影响有机试剂及其与金属 离子的反应产物的颜色，这些基团 称为助色团。n-NH2n-NR2n-OHn-ORn-SHn-Cl为什么会发生颜色的改变n当金属离子与有机显色剂形成 络合物时，金属离子与显色剂 中的不同基团通常形成一个共 价键和一个配位键，改变了整 个试剂分子内共轭体系的电子 云情况，从而引起颜色的改变 。偶氮类显色剂n
10、凡含有偶氮结构的有机化合物， 都是带色的物质。n优点：n性质稳定、显色反应灵敏度高、 选择性好、对比度高。n主要有Par和偶氮砷III。三苯甲烷类显色剂n如铬天青、二甲酚橙、结晶紫 、罗丹明B等。n铬天青可与很多金属离子及阳 离子表面活性剂作用形成三元 络合物，摩尔吸光系数高达 104105。n金属离子有Al3+、Be2+、Co2+、 Cu2+等。n阳离子表面活性剂有氯化十六烷 基三甲基胺、溴化十六烷基三甲 基胺等。三元络合物 在光度分析中的应用n三元络合物比较稳定n三元络合物对光有较大的吸收容 量n形成三元络合物的显色反应比二 元体系具有更高的选择性1 三元络合物比较稳定n三元络合物的稳定性
11、比二元络 合物的稳定性高1000或100倍 。n由于三元络合物比较稳定，测 定的准确度和重现性较好。2 三元络合物对光有 较大的吸收容量nH2O2测定钒，灵敏度低nPar测定钒，灵敏度高，但选择 性差。n将三者混合形成紫红色的三元络 合物，灵敏度得到提高，有时提 高25倍。3 形成三元络合物的显色反应比 二元体系具有更高的选择性n在二元络合物中，一种显色剂 常与多种金属离子形成络合物 ，而当体系中两种配位体形成 三元络合物时，就减少了这种 可能。吸光度测量条件的选择n1入射光波长的选择n2参比溶液的选择n3吸光度读数范围的选择1 入射光波长的选择n为什么选择入射光的波长？n因为n1摩尔吸光系数
12、大n2灵敏度高n3准确度高 （入射光波长的范围小 ）nA、B两条曲线不同。n络合物的吸收曲线n显色剂的吸收曲线n如何选择波长？n420 nmn500nm2 参比溶液的选择n若仅待测物与显色剂的反应产 物有吸收，可用纯溶剂作参比 溶液。n若显色剂和其它溶剂略有吸收 ，可选用空白溶液作参比溶液 。n若试样中其它组份有吸收，但 不与显色剂反应，则当显色剂 无吸收时，可用试样溶液作参 比溶液。n当显色剂略有吸收时，可在试 液中加入隐蔽剂将待测组成隐 蔽后再加显色剂，以此溶液为 参比溶液。n选择参比溶液的原则是使吸光度 真正反映待测物的浓度。n当吸收光重叠时，nA1 x1bcx+y1bcy nA2 x2bcx+y2bcynCx x的浓度nCyy的浓度
