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1、第10章 分光光度法,10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 10.6 吸光光度法的误差 10.7 常用的吸光光度法 10.8 吸光光度法的应用,吸光光度法是基于被测物质对光具有选择性吸收而建立起来的分析方法。,10.1 概述,吸光光度法特点：,(1)灵敏度高，适用于微量组分的测定，一般测定下限可达10-410-5。(2)准确度高，其相对误差可达25，若使用精密仪器，误差可降至12，完全能满足微量组分的测定要求。(3)应用广泛，几乎所有的无机物质和许多有机化合物都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。(4)仪器
2、设备简单，操作简便，快速。,2 物质颜色和其吸收光关系,互补色,3 吸收光谱,由于物质对不同波长的光吸收程度不同，如果以波长为横坐标，以每一波长下某物质对光的吸收程度即吸光度(A)为纵坐标，则可得到一条曲线，该曲线称为吸收曲线或吸收光谱,4 朗伯-比尔定律,光吸收定律朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律,I0 = Ir + It + Ia,I0 = It + Ia,T = It / I0 , T: 透射比或透光度A=lg (I0 / It )lg(1/T), A:吸光度,朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液层厚度成正比 比尔定律（1852年）
3、：光吸收与溶液浓度成正比,当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成正比关系朗伯比尔定律光吸收定律数学表达：Alg(1/T)=Kbc 其中，A:吸光度，T:透射比，K:比例常数，b:溶液厚度，c:溶液浓度,注意： 平行单色光均相介质无发射、散射或光化学反应,摩尔吸光系数 e,灵敏度表示方法,A = e bc,A = Kbc,c: mol/L,e 表示物质的浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。单位： (Lmol-1 cm-1),桑德尔(Sandell)灵敏度： S当仪器检测吸光度为0.001时，单位截面积光程内所能检测到的吸光物质的最低含
4、量。单位：mg/cm2 S=M/e,氯磺酚S测定钢中的铌 50ml容量瓶中有Nb30g，用2cm比色池，在650nm测定光吸收，A0.43,求S. (Nb原子量92.91)。 根据A=bC,求,3.3104 Lmol-1cm-1,1 分光光度计的组成,10.3 吸光光度计,常用光源,单色器作用:产生单色光常用的单色器：棱镜和光栅,样品池（比色皿）厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5cm材质：玻璃比色皿可见光区 石英比色皿可见、紫外光区,检测器作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器：光电管光电倍增管光二极管阵列,10.4 显色反应及影响因素,要求： a. 选择性好 b.
5、灵敏度高 (104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (l60nm),没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定,1 显色反应,2 显色剂,无机显色剂：生成的有色化合物不稳定，灵敏度不高 有机显色剂：一般含有生色团和助色团。 生色团：包含有共轭双键的基团如NN、NO、NO2、对醌基、CO(羰基)、CS(硫羰基)等 助色团：含有未共用电子对的基团如胺基NH2，RHN，R2N，-OH，F，Cl，Br，I等,3 影响显色反应的因素,1 溶液酸度（pH值及缓冲溶液） a 影响显色剂的平衡浓度M + HRMR + H+影响显色剂的颜色例如
6、：二甲酚橙pH6.3时 红色pH6.3时 柠檬黄色 二甲酚橙与金属离子的络合物 红色 因此显色条件pH6,b 影响被测金属离子的存在状态 C 影响络合物组成pH4 Fe3+(C7H4O3)2-+ 紫色4pH9 Fe3+(C7H4O3)22- 红色pH9 Fe3+(C7H4O3)32-3- 黄色,2 显色剂的用量,稍过量，处于平台区,3 显色反应时间,针对不同显色反应确定显示时间显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定,4 显色反应温度,加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解,5 溶剂,6干扰离子,有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率,消除办法：控制酸度，
7、加入掩蔽剂，改变干扰离子价态等，选择合适的参比溶液（P326）,10.4 吸光光度分析及误差控制,测定波长选择选择原则：“吸收最大，干扰最小”,灵敏度,选择性,3 参比溶液选择,仪器调零 消除吸收池壁和溶液对入射光的反射 扣除干扰,当试液及显色剂均无色，可用蒸馏水做参比 显色剂无色，被测试液中存在其他有色离子，用不加显色剂的被测试液做参比 显色剂有颜色，可选择不加试液的试剂空白做参比 显色剂和试液均有色，可将试液加掩蔽剂掩蔽被测组分 改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色，以此为参比,4 标准曲线制作,理论基础：朗伯-比尔定律,相同条件下 测定不同浓度标准溶液的吸光度A Ac 作图,10.6
8、 吸光光度法的误差,非单色光引起的偏移 物理化学因素：非均匀介质及化学反应,对朗伯-比尔定律的偏移原因：,1 非单色光引起的偏移,复合光由l1和l2组成，对于浓度不同的溶液a和b,引起的吸光度的偏差不一样，浓度大，复合光引起的误差大，故在高浓度时线性关系向下弯曲。,非均匀介质胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增加，导致线性关系上弯,2 物理化学因素,络合反应，如SCN- 测Fe3+ 其他反应如：Cr2O72-+H2O-=2H+2CrO42-,化学反应,干扰物质的影响,3 吸光度测量的误差,A0.434 ，T36. 8% 时，测量的相对误差最小 A=0.20.8, T=1565%，相对
9、误差4%,1.示差吸光光度法 目的：提高光度分析的准确度和精密度 解决高(低)浓度组分(i.e. A在0.20.8以外)问题 分类：高吸光度差示法、低吸光度差示法、精密差示吸光度法 特点： 以标准溶液作空白 原理： A相对 = A = bcx- bc0= b c 准确度：读数标尺扩展, 相对误差减少,c0愈接近cx, 准确度提高愈显著,10.7 常用的吸光光度法,10.8 吸光光度法的应用,1 测定弱酸和弱碱的离解常数,HB H+ + B-,配制三种分析浓度c=HB+B-相等而pH不同的溶液。第一种溶液的pH在pKa附近，此时溶液中HB与B-共存，用1cm的吸收池在某一定的波长下，测量其吸光度
10、：,第二种溶液是高酸度溶液，此时弱酸几乎全部以HB型体存在，在上述波长下测得吸光度,第三种溶液是高碱度溶液，此时弱酸几乎全部以B-型体存在，在上述波长下测得吸光度,将上各式整理得：,2 络合物组成确定,饱和法（摩尔比法）,制备一系列含钌3.010-5 mol/L (固定不变)和不同浓度（小于12.010-5 mol/L）的PDT溶液，按实验条件，485nm测定吸光度,作图。,PDT:Ru=2:1,等摩尔连续变化法,固定M+L,改变M,获得一系列吸光度值，吸光度最大的值所对应的M与L的比值，即获得M:L比值。,Co(III)与3，5二氯PADAT的比值为1:2,3 分析应用,痕量金属分析临床分析食品分析,
