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1、比色及吸光光度法教学目的：1、掌握比色分析法的特点、方法原理，应用范围和一些专业术语。2、明确溶液颜色与光吸收的关系。3、掌握朗伯-比耳定律的物理意义及其应用。 教学重点：朗伯-比耳定律教学内容：第一节 概述一、比色分析法 比色分析法：利用比较溶液颜色深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量。 有色物质溶液颜色越深，浓度越大；颜色越浅，浓度越小。二、比色分析法测定步骤 选择适当显色剂，使被测组分转变成有色物质，称为显色阶段。测定无色 溶液时要进行显色阶段。 选择最佳条件测定溶液的深浅度，称为比色阶段。三、发展过程：目视比色法f 光电比色法f 分光光度计（吸光光度法）四、比色与分光光度法的特点 比色
2、和分光光度法主要用于测定微量组分。1、灵敏度高：测定试样中微量组分（I0.001%）常用方法，甚至可测定10-4 10-5%的痕量组分。2、准确度高：一般比色法相对误差为510%，分光光度法为25%，其准确度虽比重量法和滴定法低，但对微量组分的测定已完全满足要求。如采用精密 分光度计，误差将减少至12%。3、应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用 比色法和分光光度法进行测定。4、操作简便、快速，仪器设备也不复杂。例如：试样中含Cu量为0.001%，即在100mg试样中含Cu O.OOlmg,用比 色法可以测出。如用碘量法进行滴定分析测定：设Na2S2O3溶液浓度为0.
3、05mol/L,消耗体积 为 V （mL）,贝V：0.001/63.55 = 0.05 VV = 0.0003（mL）所需Na2S2O3标准溶液0.0003mL,无法用化学分析法来测定，但比色和吸光 光度法完全可以准确的测定其含量。第二节 光的基本性质：光具有两象性：波动性和粒子性1、波动性：入v = c入：波长（nm） v：频率（Hz）c：速度（3X1010 cm/s）例如：光的反射、折射、衍射、偏振、干涉等现象。2、粒子性： E = h vE：光量子能量h：常数（普朗克常数=6.6256X10-34 J s） v：频率不同波长（或频率）的光，其能量不同。入大E 小; E大入小。第三节 溶液
4、颜色与光吸收的关系一、光谱的分类可见光：混和光，由波长400760nm的电磁波按适当强度比例混合而成， 因人们视觉可觉查到，故称为可见光。紫外光：电磁波的波长小于400nm。红外光：电磁波的波长大于760nm。各种单色光的波长日光红外线红 无色II紫外线可见光无色円紫 蓝 青 蓝 绿 黄绿 黄 橙400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-760 7601、互补色：当将某两种颜色的光按适当强度比例混合时，可以形成白光, 这两种色光就称为互补色光。光色互补示意图溶液所以呈现不同的颜色是由于该溶液对光具有选
5、择性吸收。例如: 当入射光（白光）全部透过溶液时一一溶液无色透明。 当入射光（白光）全部被溶液吸收时一一溶液黑色。 当入射光(白光)通过KMnO4溶液时，该溶液选择性吸收绿色波长的光， 而将其它的色光两两互补成白光而通过去，只剩下紫红色，未被互补，所以KMnO4 呈现紫色。例如：K2CrO4吸收蓝色光 溶液呈黄色2、吸收曲线：将不同波长的光依次通过一定浓度的有色溶液，分别测出它们 对各种波长光的吸收程度，用吸光度A，或光密度D和消光度E表示。然后以波 长为横坐标，吸光度为纵坐标，画出曲线，所得曲线称为光的吸收曲线(吸收光 谱)，如下图所示。1400 420 440 460 480 500 52
6、0 540 560 5S0 600 入KMnO4溶液吸收曲线l-c(KMnO4)=2X 10-5mol/L； 2c(KMnO4)=4X 10-5mol/L；3c(KMnO4)=6X 10-5mol/L； 4c(KMnO4)=8X 10-5mol/L由图可见：在可见光区内，KMnO4溶液对波长为525nm左右的绿色光的吸收 程度最大，而对紫色和红色光很少吸收。KMnO4溶液入最大525nm,浓度不同时，其最大吸收波长不变，但浓度越大, 吸收程度（光的吸光度）越大，吸收峰会越高。第四节光的吸收定律（朗伯一比尔定律）当一束平行的波长为入的单色光通过一均匀的有色溶液时，光的一部分被比 色皿的表面反射回
7、来，一部分被溶液吸收，一部分则透过溶液。如图所示：Io = Ia + Ir + ItIo入射光的强度；Ia一被吸收光的强度；Ir反射光的强度；It透过光的强度。在光度分析中，反射光强度Ir因使用同种质料的比色皿，反射光强度不变, 因此反射所引起的误差互相抵消。贝y： Io = Ia + It讨论：Ia大It ；则光减弱越多。比色分析法的实质：透过光强度的变化。如果：浓度c大一Ia大；液层厚度L大一Ia大。探当入射光波长不变时，光吸收程度与溶液的浓度和液层厚度有关。It透光度或透光率：T =IoT大，光的吸收小；T小，光的吸收大。吸光度：A = log （Io/ It） = log （1/ T）
8、吸光度也叫光密度D或消光度E。光的吸收定律（又称为朗伯一比尔定律）A = log (Io/ It ) = kcbk 为比例常数，它与入射光的波长和物质性质有关，而与光的强度、溶液浓 度及液层厚度无关。第五节 吸光系数、摩尔吸光系数A = log (Io/ It ) = kcbk：是比例常数 当浓度c单位为g/L,液层厚度L单位为cm,比例常数k称为吸光系数， 单位为L/g cm。 当浓度c单位为mol/L,液层厚度L单位为cm，比例常数k称为摩尔吸光 系数，用表示，单位为L/mol cm。则：A = scb摩尔吸光系数是如何求得的呢？例如：已知含Fe3+浓度为500 口 g/L的溶液，用KCN
9、S显色，在波长480nm 处用 2cm 比色皿测得吸光度 A =0.19,计算摩尔吸光系数。解：500 X10-6Fe3+ = = 8.9 X 10-6 (mol/L)55.85A = cbA0.19s = = = 1.1 X 104(L/mol cm)cb 8.9 X10-6 X 2s表示物质对某一特定波长光的吸收能力，s大，则吸收能力强，比色测定灵 敏度高。在进行比色测定时，为提高分析的灵敏度，必需选择s大的有色化合物进行测 定，选择具有最大s值的波长作入射光。例如：某样品中镍含量约 0.12%，用吸光光度法测定，若样品溶解后转入 100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，在波长470nm处用1
10、cm比色皿测量，希望 此时误差最小，应称试样多少克？(Ni原子量为58.69)已知：b=lcm s = 1.3 X 104测量误差最小时的A值为0.43。解：A = sbcA0.43c = = = 3.3 X 10-5 (mol/L)sb1.3X104100mL 溶液中镍的质量=c X100 X58.69/1000 =1.94 X10-4g设：需要称取试样的质量为x,则1.94 X10-4X100 = 0.12xx = 0.16 g第六节光吸收定律的适用范围朗伯：A a L比尔：A a C在比色分析中：A = kcb朗伯一比尔定律当 b、k 一定时，A = kcbAc函数在坐标图上应为直线。例如：配制一系列不同浓度的标准溶液，在一定条件下显色，使用同样厚度 的比色皿，测定吸光度，然后以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图得一条直线， 称为工作曲线或标准曲线。C在同样条件下测出试样溶液的吸光度，就可从工作曲线上查出试样溶液的浓 度 c。在实际工作中，当吸光物质浓度高时，会出现偏离朗伯比尔定律的现象， 如图所示。引起偏离朗伯比尔定律的原因有以下两点：1、入射光非单色光。2、溶液中的化学反应，溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新的化合物 或互变异构体等的化学变化而改变了浓度。教学总结：1、概述：比色分析法2、基本原理：朗伯比尔定律作业：P140-4、6、8
