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1、第九章第九章吸光光度法吸光光度法 吸吸光光光光度度法法(AbsorptionPhotometry)是是一一种种基基于于物物质质对对光光的的选选择择性性吸吸收收而而建建立立起起来来的的一一种种分分析析方方法法。包包括括可可见见吸吸光光光光度度法法、紫紫外外-可可见见吸吸光光光光度度法法和和红红外外光光谱谱法法等等。吸吸光光光光度度法法同同滴滴定定分分析析法、重量分析法相比,有以下一些特点:法、重量分析法相比,有以下一些特点:(一一)灵灵敏敏度度高高吸吸光光光光度度法法测测定定物物质质的的浓浓度度下下限限(最最低低浓浓度度)一一般般可可达达1-10-3%的的微微量量组组分分。对对固固体体试试样样一
2、一般般可可测测到到10-4%。如如果果对对被被测测组组分分事事先先加加以富集,灵敏度以富集,灵敏度还还可以提高可以提高1-2个数量个数量级级。精选ppt(二二)准确度准确度较较高高一般吸光光度法的相一般吸光光度法的相对误对误差差为为2-5%,其准确度,其准确度虽虽不如滴定分析法及重量法,但不如滴定分析法及重量法,但对对微量成分来微量成分来说说,还还是比是比较满较满意的,因意的,因为为在在这这种情种情况下,滴定分析法和重量法也不况下,滴定分析法和重量法也不够够准确了,甚至无准确了,甚至无法法进进行行测测定。定。(三三)操作操作简简便,便,测测定速度快定速度快(四四)应应用用广广泛泛几几乎乎所所有
3、有的的无无机机离离子子和和有有机机化化合合物都可直接或物都可直接或间间接地用吸光光度法接地用吸光光度法进进行行测测定。定。精选ppt第一第一节节物物质对质对光的光的选择选择性吸收性吸收一、光的基本性一、光的基本性质质光是光是电电磁波。磁波。其波其波长长、频频率与速度之率与速度之间间的关的关系系为为:E=h=hc/h为为普朗克常数,其普朗克常数,其值为值为6.6310-34Js二、物二、物质对质对光的光的选择选择性吸收性吸收如果我如果我们们把具有不同把具有不同颜颜色的各种物体放置在色的各种物体放置在黑暗黑暗处处,则则什么什么颜颜色也看不到。可色也看不到。可见见物物质质呈呈现现的的颜颜色与光有着密
4、切的关系,一种物色与光有着密切的关系,一种物质质呈呈现现何种何种颜颜色,是与光的色,是与光的组组成和物成和物质质本身的本身的结结构有关的。构有关的。精选ppt1、物物质质的的颜颜色与吸收光的关系色与吸收光的关系从从光光本本身身来来说说、有有些些波波长长的的光光线线,作作用用于于眼眼睛睛引引起起了了颜颜色色的的感感觉觉,我我们们把把人人眼眼所所能能看看见见有有颜颜色色的的光光叫叫做做可可见见光光,其其波波长长范范围围大大约约在在400-760nm之之间间。实实验验证证明明:白白光光(日日光光、白白炽炽电电灯灯光光、日日光光灯灯光光等等)是是由由各各种种不不同同颜颜色色的的光光按按一一定定的的强强
5、度度比比例例混混合合而而成成的。的。如如果果让让一一束束白白光光通通过过三三棱棱镜镜,就就分分解解为为红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、蓝蓝、紫紫七七种种颜颜色色的的光光,这这种种现现象象称称为为光光的的色色散散。每每种种颜颜色色的的光光具具有有一一定定的的波波长长范范围围。我我们们把把白白光光叫叫做做复复合合光光;把把只只具具有有一一种种颜颜色色的的光光,叫叫做做单单色光。色光。精选ppt实实验验还还证证明明,不不仅仅七七种种单单色色光光可可以以混混合合成成白白光光,如如果果把把适适当当颜颜色色的的两两种种单单色色光光按按一一定定的的强强度度比比例例混混合合,也也可可以以成成为为白白光光。这这两
6、两种种单单色色光光就就叫叫做做互互补补色色。如如绿绿光和紫光互光和紫光互补补,蓝蓝光和黄光互光和黄光互补补,等等。,等等。2、物、物质质的的颜颜色色1)固固体体物物质质,当当白白光光照照射射到到物物质质上上时时,物物质质对对于于不不同同波波长长的的光光线线吸吸收收、透透过过、反反射射、折折射射的的程程度度不不同同而而使使物物质质呈呈现现出出不不同同的的颜颜色色。如如果果物物质质对对各各种种波波长长的的光光完完全全吸吸收收,则则呈呈现现黑黑色色;如如果果完完全全反反射射,则则呈呈现现白白色色;如如果果对对各各种种波波长长的的光光吸吸收收程程度度差差不不多多,则则呈呈现现灰灰色色;如如果果物物质质
7、选选择择性性地地吸吸收收某某些些波波长长的的光光,那那么么,这这种种物物质质的的颜颜色色就就由由它它所所反反射射或或透透过过光光的的颜颜色来决定。色来决定。精选ppt 2)溶溶液液,溶溶液液呈呈现现不不同同的的颜颜色色,是是由由于于溶溶液液中中的的质质点点(分分子子或或离离子子)选选择择性性的的吸吸收收某某种种颜颜色色的的光光所所引引起起的的。如如果果各各种种颜颜色色的的光光透透过过程程度度相相同同,这这种种物物质质就就是是无无色色透透明明的的。如如果果只只让让一一部部分分波波长长的的光光透透过过,其其他他波波长长的的光光被被吸吸收收,则则溶溶液液就就呈呈现现出出透透过过光光的的颜颜色色,也也
8、就就是是溶溶液液呈呈现现的的是是与与它它吸吸收收的的光光成成互互补补色色的的颜颜色色。例例如如硫硫酸酸铜铜溶溶液液因因吸吸收收了了白白光光中中的的黄黄色色光光而而呈呈蓝蓝色色;高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液因因吸吸收收了了白白光光中中的的绿绿色色光光而而呈呈现现紫紫色色。其其实实,任任何何一一种种溶溶液液对对不不同同波波长长的的光光的的吸吸收收程程度度是是不不相相等等的的。如如果果将将某某种种波波长长的的单单色色光光依依次次通通过过一一定定浓浓度度的的某某一一溶溶液液,测测量量该该溶溶液液对对各各种种单单色色光光的的吸吸收收程程度度,以以波波长长为为纵纵坐坐标标,以以吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标可可
9、以以得得到到一一条条曲曲线线,叫叫做做吸吸收收光光谱谱曲曲线线或或光光吸吸收收曲曲线线。它它清清楚楚地地描描述述了了溶溶液液对对不同波不同波长长的光的吸收情况。的光的吸收情况。精选ppt(三)吸收曲三)吸收曲线线以以波波长长为为横横坐坐标标,吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标作作图图,即即可可得得到到一一条条吸吸光光度度随随波波长长变变化化的的曲曲线线,称称之之为为吸吸收收曲曲线线或或吸吸收收光光谱谱。图图102是是四四个个不不同同浓浓度度的的KMnO4溶溶液液的的光光吸吸收收曲曲线线。从从图图102可可以以看看出出,在在可可见见光光范范围围内内,KMnO4溶溶液液对对波波长长525nm附附近近的的
10、绿绿色色光光有有最最大大吸吸收收,而而对对紫紫色色和和红红色色光光则则吸吸收收很很少少。光光吸收程度最大吸收程度最大处处的波的波长长,称,称为为最大吸收波最大吸收波长长,常用,常用max表表示示,任任何何可可见见光光区区内内、溶溶液液的的颜颜色色主主要要是是由由这这个个数数值值决决定定的的。在在正正常常情情况况下下,选选用用不不同同浓浓度度的的某某种种溶溶液液,最最大大吸吸收收波波长长也也是是固固定定不不变变的的,说说明明光光的吸收与溶液中物的吸收与溶液中物质质的的结结构有关。构有关。 精选ppt图图10-2KMnO4溶液的吸收曲溶液的吸收曲线线(cKMnO4:abcd) 精选ppt第二第二节
11、节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律一、朗伯一、朗伯-比耳定律比耳定律(一)朗伯(一)朗伯-比耳定律的推比耳定律的推导导朗朗伯伯(Lambert)和和比比耳耳(beer)分分别别于于1760年年和和1852年年研研究究了了光光的的吸吸收收与与有有色色溶溶液液按按层层的的厚厚度度及及溶溶液液浓浓度度的的定定量量关关系系,奠奠定定了了分分光光光光度度分分析析法法的的理理论论基基础础。当当一一束束平平行行单单色色光光照照射射到到任任何何均均匀匀、非非散散射射的的介介质质(固固体体、液液体体或或气气体体),例例如如溶溶液液时时,光光的的一一部部分分被被介介质质吸吸收收,一一部部分分透透过过溶溶液液、一
12、一部部分分被被器器皿皿的的表表面面反反射射。如如果果入入射射光光的的强强度度为为I0,吸吸收收光光的的强强度度为为Ia,透透过过光光的的 强强 度度 为为 It,反反 射射 光光 的的 强强 度度 为为 Ir则则 它它 们们 之之 间间 的的 关关 系系 为为 I0Ir+Ia+It精选ppt在在分分光光光光度度测测定定中中,盛盛溶溶液液的的比比色色皿皿都都是是采采用用相相同同质质且且的的光光学学玻玻璃璃制制成成的的,反反射射光光的的强强度度基基本本上上是是不不变变的的(一一般般约约为为入入射射光光强强度度的的4)其其影影响响可可以以互互相相抵抵消消,于是可以于是可以简简化化为为I0It+Ia纯
13、纯水水对对于于可可见见光光的的吸吸收收极极微微,故故有有色色液液对对光光的的吸吸收完全是由溶液中的有色收完全是由溶液中的有色质质点造成的。点造成的。当当入入射射光光的的强强度度I0一一定定时时,如如果果Ia越越大大,It就就越越小小,即即透透过过光光的的强强度度越越小小,表表明明有有色色溶溶液液对对光光的的吸吸收收程程度度就就越越大大。实实践践证证明明,有有色色溶溶液液对对光光的的吸吸收收程程度度,与与该该溶溶液液的的浓浓度度、液液层层的的厚厚度度以以及及入入射射光光的的强强度度等等因因素素有有关关。如如果果保保持持入入射射光光的的强强度度不不变变,则则光光吸吸收收程程度度与与溶溶液的液的浓浓
14、度和液度和液层层的厚度有关。的厚度有关。精选ppt1.朗伯定律朗伯定律-dI=k1IdblogI0/I=K1b2.比耳定律比耳定律-dI=k2IdclogI0/I=K2c3.朗伯朗伯-比耳定律比耳定律如如果果同同时时考考虑虑溶溶液液的的浓浓度度和和液液层层的的厚厚度度都都变变化化,都都影影响响物物质质对对光光的的吸吸收收,则则上上述述两两个个定定律律可可合合并并为为朗朗伯伯-比比 耳耳 定定 律律 , 即即 得得 到到 : logI0/I=Kbc 令令 : A=logI0/I 则则 : A=KbC此式此式为为光吸收定律的数学表达式。光吸收定律的数学表达式。式式中中A称称为为吸吸光光度度,K是是
15、比比例例常常数数,与与入入射射光光的的波波长长、物、物质质的性的性质质和溶液的温度等因素有关。和溶液的温度等因素有关。I/I0称称为为透光率,用透光率,用T表示。它与表示。它与A的关系的关系为为:A=lg1/T精选ppt(二)吸收系数和桑德(二)吸收系数和桑德尔尔灵敏度灵敏度1.吸收系数吸收系数(1)吸收系数吸收系数a当当c的的单单位位为为g/L,b的的单单位位为为cm时时,K用用a表示,表示,称称为为吸收系数,其吸收系数,其单单位位为为L/gcm,这时这时朗伯朗伯-比耳定比耳定律律变为变为:Aabc(2)摩摩尔尔吸收系数吸收系数当式中当式中浓浓度度c的的单单位位为为mol/L,液,液层层厚度
16、的厚度的单单位位为为cm时时,则则用另一符号用另一符号表示,称表示,称为为摩摩尔尔吸收系数,吸收系数,它表示物它表示物质质的的浓浓度度为为1mol/L,液,液层层厚度厚度为为1cm时时,溶液的吸光度。其溶液的吸光度。其单单位位为为L/molcm。这时这时朗伯朗伯-比比耳定律就耳定律就变为变为:精选pptAbc在分光光度分析在分光光度分析实实践中践中,我我们们不能直接取不能直接取1mol/L这这样样高高浓浓度的有色溶液来度的有色溶液来测测定摩定摩尔尔吸光系数吸光系数值值,而是,而是在适宜的低在适宜的低浓浓度度时测时测定吸光度,然后通定吸光度,然后通过计过计算求得算求得值值。2.桑德桑德尔尔灵敏度
17、灵敏度 吸光光度法的灵敏度除用摩吸光光度法的灵敏度除用摩尔尔吸收系数吸收系数表示外,表示外,还还常用桑德常用桑德尔尔灵敏度灵敏度S表示。表示。定定义义:当光度:当光度仪仪器的器的检测检测极限极限为为A=0.001时时,单单位截面位截面积积光程内所能光程内所能检检出的吸光物出的吸光物质质的最低的最低质质量量(gcm-2)。)。精选ppt由桑德由桑德尔尔灵敏度灵敏度S的定的定义义可得到:可得到:A=0.001=bc精选ppt即:即:S=M/ 可可见见,某某物物质质的的摩摩尔尔吸吸光光系系数数越越大大,其其桑桑德德尔尔灵敏度灵敏度S越小,即越小,即该测该测定方法的灵敏度越高。定方法的灵敏度越高。3.
18、标标准曲准曲线线的的绘绘制及制及应应用用配配制制一一系系列列已已知知浓浓度度的的标标准准溶溶液液,在在一一定定条条件件下下进进行行测测定定。然然后后以以吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标,以以浓浓度度为为横横坐坐标标作作图图,得得到到一一条条标标准准曲曲线线,也也称称做做工工作作曲曲线线。曲曲线线的的斜斜率率为为b,由由此此可可得得到到摩摩尔尔吸吸收收系系数数;也也可可根根据据未未知知液液的的Ax,在在标标准准曲曲线线上上查查出出未未知知液液的的浓浓度度cx。精选ppt二、引起偏离朗伯二、引起偏离朗伯-比耳定律的原因比耳定律的原因(一一)物理因素物理因素1.单单色光不色光不纯纯所引起的偏离所引起的偏
19、离严严格格地地讲讲,朗朗伯伯-比比耳耳定定律律只只对对一一定定波波长长的的单单色色光光才才成成立立。但但在在实实际际工工作作中中,目目前前用用各各种种方方法法得得到到的的入入射射光光并并非非纯纯的的单单色色光光,而而是是具具有有一一定定波波长长范范围围的的单单色色光光。那那么么,在在这这种种情情况况下下,吸吸光光度度与与浓浓度度并并不不完完全全成成直直线线关关系系,因因而而导导致致了了对对朗朗伯伯比比耳耳定定律律的的偏离。偏离。2.非平行入射光引起的偏离非平行入射光引起的偏离非非平平行行入入射射光光将将导导致致光光束束的的平平均均光光程程b大大于于吸吸收收池的厚度池的厚度b,实际测实际测得的吸
20、光度将大于理得的吸光度将大于理论值论值。精选ppt3介介质质不均匀性引起的偏离不均匀性引起的偏离朗伯朗伯-比耳定律是建立在均匀、非散射基比耳定律是建立在均匀、非散射基础础上的一般上的一般规规律、如果介律、如果介质质不均匀,呈胶体、不均匀,呈胶体、乳乳浊浊、悬悬浮状浮状态态存在,存在,则则入射光除了被吸收入射光除了被吸收之外、之外、还还会有反射、散射作用。在会有反射、散射作用。在这这种情况种情况下,物下,物质质的吸光度比的吸光度比实际实际的吸光度大得多,的吸光度大得多,必然要必然要导导致致对对朗伯朗伯-比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。精选ppt(二)化学因素(二)化学因素1溶液溶液浓浓度度过过高
21、引起的偏离高引起的偏离朗朗伯伯-比比耳耳定定律律是是建建立立在在吸吸光光质质点点之之间间没没有有相相互互作作用用的的前前提提下下。但但当当溶溶液液浓浓度度较较高高时时,吸吸光光物物质质的的分分子子或或离离子子间间的的平平均均距距离离减减小小,从从而而改改变变物物质质对对光光的的吸吸收收能能力力,即即改改变变物物质质的的摩摩尔尔吸吸收收系系数数。浓浓度度增增加加,相相互互作作用用增增强强,导导致致在在高高浓浓度度范范围围内内摩摩尔尔吸吸收收系系数数不不恒恒定定而而使使吸吸光光度度与与浓浓度度之之间间的的线线性关系被破坏。性关系被破坏。2.化学化学变变化所引起的偏离化所引起的偏离溶溶液液中中吸吸光
22、光物物质质常常因因解解离离、缔缔合合、形形成成新新的的化化合合物物或或在在光光照照射射下下发发生生互互变变异异构构等等,从从而而破破坏坏了了平平衡衡浓浓度度与与分分析析浓浓度度之之间间的的正正比比关关系系,也也就就破破坏坏了了吸吸光光度度A与与分分析析浓浓度度之之间间的的线线性性关关系系。产产生生对对朗伯朗伯-比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。精选ppt第三第三节节 吸光光度法的吸光光度法的仪仪器器一、基本部件一、基本部件一一般般由由光光源源、单单色色器器(分分光光系系统统)、吸吸收收池池、检检测测系系统统和信号和信号显显示系示系统统等五部分等五部分组组成。成。(一)光源(一)光源常常用用的的光
23、光源源为为6-12伏伏低低压压钨钨丝丝灯灯,电电源源由由温温器器供供给给,为为了了保保持持光光源源强强度度的的稳稳定定,以以获获得得准准确确的的测测定定果果,电压电压必必须稳须稳定。定。(二)(二)单单色器(分光系色器(分光系统统)单单色色器器的的作作用用从从光光源源发发出出的的复复合合光光中中分分出出所所需需要要的的单单色光。色光。单单色色器器通通常常由由由由入入射射狭狭缝缝、准准直直镜镜、色色散散元元件件、聚焦聚焦镜镜和出射和出射缝组缝组成。成。精选ppt(三)吸收池(比色皿)(三)吸收池(比色皿)比比色色皿皿是是用用透透明明无无色色的的光光学学玻玻璃璃制制作作的的。大大多多数数比比色色皿
24、皿为为长长方方形形,也也有有圆圆柱柱形形的的。一一般般厚厚度度为为0.5、1、2和和3厘米。厘米。(四)(四)检测检测系系统统(又叫光又叫光电转电转化器化器)在在光光度度计计中中,常常用用的的是是硒硒光光电电池池。晒晒光光电电池池和和眼眼睛睛相相似似,对对于于各各种种不不同同波波长长的的光光线线,灵灵敏敏度度是是不不同同的的。对对于于波波长长为为500-600nm的的光光线线最最灵灵敏敏。而而对对紫紫外外线线,红红外外线则线则不能不能应应用。用。光光电电管管和和光光电电倍倍增增管管用用于于较较精精密密的的分分光光光光度度计计中中。具有灵敏度高、光敏范具有灵敏度高、光敏范围围广及不易疲广及不易疲
25、劳劳等特点。等特点。精选ppt(五)信号(五)信号显显示系示系统统早早期期使使用用的的是是检检流流计计、微微安安表表、电电位位计计、数数字字电电压压表、自表、自动记录仪动记录仪等。等。现现代代的的分分光光光光度度计计广广泛泛采采用用数数字字电电压压表表、函函数数记记录仪录仪、示波器及数据、示波器及数据处处理台等。理台等。测测量量光光电电流流的的检检流流计计常常用用悬悬镜镜式式检检流流计计(也也称称作作直直流流复复射射式式检检流流计计),其其灵灵敏敏度度可可达达10-9安安培培格格。为为了了保保护护检检统统计计,使使用用中中要要防防止止震震动动或或大大电电流流通通过过。检检流流计计标标尺尺上上有
26、有两两种种刻刻度度,等等刻刻度度的的是是表表示示百百分分透透光率光率(T),对对数刻度表示吸光度数刻度表示吸光度(A)。根根据据透透光光率率T,如如果果把把入入射射光光强强度度IO当当作作IO光光强强单单位位,透透过过光光强强度度当当作作100光光强强单单位位中中的的一一部部分分,这这一一数数值为值为百分透光度,亦称百分透光度,亦称为为百分透光率。百分透光率。精选ppt二、吸光度的二、吸光度的测测量原理量原理分分光光光光度度计计实实际际上上测测得得的的是是光光电电流流或或电电压压,通通过过转转换换器器将将测测得得的的电电流流或或电电压压转转换换为为对对应应的的吸吸光光度度A。测测定定时时,只只
27、要要将将待待测测物物质质推推入入光光路路,即即可可直直接接读读出出吸吸光度光度值值。测测定步定步骤骤:1调节检测调节检测器零点,即器零点,即仪仪器的机械零点。器的机械零点。2应应用不含待用不含待测组测组分的参比溶液分的参比溶液调节调节吸光零点。吸光零点。3.待待测组测组分吸光度的分吸光度的测测定。定。精选ppt三、分光光度三、分光光度计计的的类类型型可可见见分分光光光光度度计计、紫紫外外-可可见见分分光光光光度度计计和和红红外外分光光度分光光度计计。(一一)单单光束分光光度光束分光光度计计721、722、751型。型。751型型分分光光光光度度计计是是一一种种波波长长范范围围较较宽宽(200-
28、1000nm)、精精密密度度较较高高的的分分光光光光度度计计。由由光光源源(钨钨丝丝灯灯或或氢氢灯灯)发发出出的的光光线线由由反反射射镜镜反反射射,使使光光线线经经狭狭缝缝的的下下半半部部,经经准准光光镜镜进进入入单单色色器器棱棱镜镜色色散散底底,由由准准光光镜镜将将光光聚聚焦焦于于狭狭缝缝上上半半部部而而射射出出,经经液液槽槽照照射射于于光光电电管管上上。由由此此可可见见,仪仪器器用用同同一一狭狭缝缝作作入入光光和和出出光光狭狭缝缝,它它们们始始终终具有相同的具有相同的宽宽度。度。精选ppt棱棱镜镜和和透透镜镜均均由由石石英英材材料料作作成成,反反光光镜镜和和准准光光镜镜表表面面镀镀铝铝。所
29、所以以全全部部系系统统保保证证紫紫外外光光谱谱通通过过。波波长长200-320nm范范围围用用氢氢灯灯作作光光源源,波波长长320-1000nm范范围围用用钨钨丝丝灯灯作作光光源源波波长长200-625nm用用蓝蓝敏敏光光电电管管(GD-5)测测量量进进射射光光强强度度,波波长长625-1000nm用用红红放放光光电电管管(GD-6)测测量量透透射射光光强强度度。吸吸光光度度和和透透光光度度刻刻在在读读数数电电位差位差计转盘计转盘上,而上,而电电流流计计起示零作用。起示零作用。(二二)双光束分光光度双光束分光光度计计精选ppt第四第四节节 吸光光度法分析条件的吸光光度法分析条件的选择选择一、一
30、、显显色反色反应应及其条件的及其条件的选择选择(一)(一)显显色反色反应应和和显显色色剂剂1.显显色反色反应应在在分分光光光光度度分分析析中中,将将试试样样中中被被测测组组分分转转变变成成有有色色化化合合物物的的反反应应叫叫显显色色反反应应。显显色色反反应应可可分分两两大大类类,即即络络合合反反应应和和氧氧化化还还原原反反应应,而而络络合合反反应应是是最最主主要要的的显显色色反反应应。与与被被测测组组分分化化合合成成有有色色物物质质的的试试剂剂称称为为显显色色剂剂。同同一一组组分分常常可可与与若若干干种种显显色色剂剂反反应应,生生成成若若干干有有色色化化合合物物,其其原原理理和和灵灵敏敏度度亦
31、亦有有差差别别。一一种种被被测测组组分分究究竞竞应应该该用用哪哪种种显显色色反反应应,可可根根据据所所需需标标准准加加以以选选择择。精选ppt选择显选择显色反色反应应的一般的一般标标准准:(1)选选择择性性要要好好。一一种种显显色色剂剂最最好好只只与与一一种种被被测测组组分分起起显显色色反反应应,这这样样干干扰扰就就少少。或或者者干干扰扰离离子子容容易易被被消消除除、或或者者显显色色剂剂与与被被测测组组分分和和干干扰扰离离子子生生成成的的有有色化合物的吸收峰相隔色化合物的吸收峰相隔较远较远。(2)灵灵敏敏度度要要高高。由由于于吸吸光光光光度度法法一一般般是是测测定定微微量量组组分分的的,灵灵敏
32、敏度度高高的的显显色色反反应应有有利利于于微微量量组组分分酌酌测测定定。灵灵敏敏度度的的高高低低可可从从摩摩尔尔吸吸光光系系数数值值的的大大小小来来判判断断,值值大大灵灵敏敏度度高高,否否则则灵灵敏敏度度低低。但但应应注注意意,灵灵敏敏度度高高的的显显色色反反应应,并并不不一一定定选选择择性性就就好好,对对于于高高含含量量的的组组分不一定要分不一定要选选用灵敏度高的用灵敏度高的显显色反色反应应。(3)对对比比度度要要大大。即即如如果果显显色色剂剂有有颜颜色色,则则有有色色化化合合物物与与显显色色剂剂的的最最大大吸吸收收波波长长的的差差别别要要大大,一一般般要要求求在在60nm以上。以上。精选p
33、pt (4)有有色色化化合合物物的的组组成成要要恒恒定定,化化学学性性质质要要稳稳定定。有有色色化化合合物物的的组组成成若若不不确确定定,测测定定的的再再现现性性就就较较差差。有有色色化化合合物物若若易易受受空空气气的的氧氧化化、日光的照射而分解,就会引入日光的照射而分解,就会引入测测量量误误差。差。(5)显显色色反反应应的的条条件件要要易易于于控控制制。如如果果条条件件要要求求过过于于严严格格,难难以以控控制制,测测定定结结果果的的再再现现性性就差。就差。精选ppt2.显显色色剂剂(1)无机无机显显色色剂剂许许多多无无机机试试剂剂能能与与金金属属离离子子起起显显色色反反应应,如如Cu2+与与
34、氨氨水水形形成成深深蓝蓝色色的的络络离离子子Cu(NH4)42+,SCN-与与Fe3+形形成成红红色色的的络络合合物物Fe(SCN)2+或或Fe(SCN)63-等等。但但是是多多数数无无机机显显色色剂剂的的灵灵敏敏度度和和选选择择性性都都不不高高,其其中中性性能能较较好好,目目前前还还有有实实用用价价值值的的有有硫硫氰氰酸酸盐盐、钼钼酸酸铵铵、氨氨水水和和过过氧化氧化氢氢等。等。(2)有机有机显显色色剂剂许许多多有有机机试试剂剂,在在一一定定条条件件下下,能能与与金金属属离离子子生生成有色的金属螯合物成有色的金属螯合物(具有具有环环状状结结构的构的络络合物合物)。精选ppt 将金属螯合物将金属
35、螯合物应应用于光度分析中的用于光度分析中的优优点是:点是:1大大部部分分金金属属螯螯合合物物都都呈呈现现鲜鲜明明的的颜颜色色,摩摩尔尔吸光系数大于吸光系数大于104,因而,因而测测定的灵敏度很高;定的灵敏度很高;2金金属属螯螯合合物物都都很很稳稳定定,一一般般离离解解常常数数都都很很小,而且能抗小,而且能抗辐辐射;射;3专专用用性性强强,绝绝大大多多数数有有机机整整合合剂剂,在在一一定定条条件件下下,只只与与少少数数或或其其一一种种金金属属离离子子络络合合,而而且且同同一一种种有有机机螯螯合合剂剂与与不不同同的的金金属属离离子子络络合合时时,生生成成具具有特征有特征颜颜色的螯合物色的螯合物精选
36、ppt4虽虽然然大大部部分分金金属属螯螯合合物物难难溶溶于于水水,但但可可被被萃萃取取到到有有机机溶溶剂剂中中,大大大大发发展展了了萃萃取取光度法。光度法。5在在显显色色分分子子中中,金金属属所所占占的的比比率率很很低低,提提高高了了测测定定的的灵灵敏敏度度。因因此此,有有机机显显色色剂剂是是光光度度分分析析中中应应用用最最多多最最广广的的显显色色剂剂,寻寻找找高高选选择择性性、高高灵灵敏敏度度的的有有机机显显色色剂剂,是是光光度分析度分析发发展和研究的重要内容。展和研究的重要内容。精选ppt 在在有有机机化化合合物物分分子子中中,凡凡是是包包含含有有共共轭轭双双键键的的基基团团如如NN、NO
37、、NO2、对对醌醌基基、CO(羰羰基基)、CS(硫硫羰羰基基)等等,一一般般都都具具有有颜颜色色,原原因因是是这这些些基基团团中中的的电电子子被被光光激激发发时时,只只需需要要较较小小的的能能量量,能能吸吸收收波波长长大大于于200nm的的光光,因因此此,称称这这些些基基团团为为生生色色团团;某某些些含含有有未未共共用用电电子子对对的的基基团团如如胺胺基基NH2,RHN,R2N(具具有有一一对对未未共共用用电电子子对对),羟羟基基-OH(具具有有两两对对末末共共用用电电子子对对),以以及及卤卤代代基基F,Cl,Br,I等等,它它们们与与生生色色基基团团上上的的不不饱饱和和键键互互相相作作用用,
38、引引起起永永久久性性的的电电荷荷移移动动,从从而而减减小小了了分分子子的的活活化化能能促促使使试试剂剂对对光光的的最最大大吸吸收收“红红移移”(向向长长波波方方向向移移动动),使使试试剂剂颜颜色色加加深深,这这些些基基团团称称为为助色助色团团。精选ppt 含含有有生生色色基基团团的的有有机机化化合合物物常常常常能能与与许许多多全全属属离离子子化化合合生生成成性性质质稳稳定定且且具具有有特特征征颜颜色色的的化化合合物物,且且灵灵敏敏度度和和选选择择性性都都很很高高,这这就就为为用用光光度度法法测测定定这这些离子提供了很好的条件。些离子提供了很好的条件。有有机机显显色色剂剂的的种种类类很很多多,下
39、下面面仅仅将将应应用用较较广广泛泛的几种介的几种介绍绍如下:如下:1.邻邻二氮菲二氮菲2.双硫双硫腙腙3.二甲酚橙二甲酚橙4.偶氮偶氮胂胂III5铬铬天青天青S精选ppt(二)(二)显显色反色反应应条件的条件的选择选择显显色色反反应应能能否否完完全全满满足足光光度度法法的的要要求求,除除了了与与显显色色剂剂的的性性质质有有主主要要关关系系外外,控控制制好好显显色色反反应应的的条条件件也也是是十十分分重重要要的的,如如果果显显色色条条件件不不合合适适,将将会会影影响响分分析析结结果的准确度。果的准确度。1.显显色色剂剂的用量的用量显显色就是将被色就是将被测组测组分分转变转变成有色化合物,表示:成
40、有色化合物,表示:M+R=MR(被被测组测组分分)(显显色色剂剂)(有色化合物有色化合物)反反应应在在一一定定程程度度上上是是可可逆逆的的。为为了了减减少少反反应应的的可可逆逆性性,根根据据同同离离子子效效应应,加加入入过过量量的的显显色色剂剂是是必必要要的的,但但也也不不能能过过量量太太多多,否否则则会会引引起起副副反反应应,对对测测定定反反而而不利。不利。精选ppt2.溶液的酸度溶液的酸度溶溶液液酸酸度度对对显显色色反反应应的的影影响响很很大大,这这是是由由于于溶溶液液的的酸酸度度直直接接影影响响着着金金属属离离子子和和显显色色剂剂的的存存在在形形式式以以及及有有色色络络合合物物的的组组成
41、成和和稳稳定定性性。因因此此,控控制制溶溶液液适适宜宜的的酸度,是保酸度,是保证证光度分析光度分析获获得良好得良好结结果的重要条件之一。果的重要条件之一。(1)酸度酸度对对被被测测物物质质存在状存在状态态的影响的影响大大部部分分高高价价金金属属离离子子都都容容易易水水解解,当当溶溶液液的的酸酸度度降降低低时时,会会产产生生一一系系列列羟羟基基络络离离子子或或多多核核羟羟基基络络离离子子。高高价价金金属属离离子子的的水水解解象象多多元元弱弱酸酸的的电电离离一一样样,是是分分级级进进行的。行的。随随着着水水解解的的进进行行,同同时时还还发发生生各各种种类类型型的的聚聚合合反反应应。聚聚合合度度随随
42、着着时时间间增增大大,而而最最终终将将导导致致沉沉淀淀的的生生成成。显显然然,金金属属离离子子的的水水解解,对对于于显显色色反反应应的的进进行行是是不不利利的,故溶液的酸度不能太低。的,故溶液的酸度不能太低。精选ppt(2)酸度酸度对显对显色色剂浓剂浓度和度和颜颜色的影响色的影响光光度度分分析析中中所所用用的的大大部部分分显显色色剂剂都都是是有有机机弱弱酸酸。显显色色反反应应进进行行时时,首首先先是是有有机机弱弱酸酸发发生生离离解解,其其次次才才是是络络阴阴离离子子与与金金属属离离子子络络合。合。M+HRMR+H+从反从反应应式可以看出,溶液的酸度影响着式可以看出,溶液的酸度影响着显显色色剂剂
43、的离解的离解,并影响着并影响着显显色反色反应应的完全程的完全程度。当然,溶液酸度度。当然,溶液酸度对显对显色色剂剂离解程度影响离解程度影响的大小,也与的大小,也与显显色色剂剂的离解常数有关,的离解常数有关,Ka大大时时,允,允许许的酸度可大;的酸度可大;Ka很小很小时时,允,允许许的酸度就要小些。的酸度就要小些。 精选ppt许许多多显显色色剂剂本身就是酸碱指示本身就是酸碱指示剂剂,当溶液酸,当溶液酸度改度改变时变时,显显色色剂剂本身就有本身就有颜颜色色变变化。如果化。如果显显色色剂剂在某一酸度在某一酸度时时,络络合反合反应应和指示和指示剂剂反反应应同同时发时发生,两种生,两种颜颜色同色同时时存
44、在,就无法存在,就无法进进行光度行光度测测定。定。例如、二甲酚橙在溶液的例如、二甲酚橙在溶液的pH6.3时时呈呈红红色,在色,在pH6.3时时呈呈柠柠檬黄色,在檬黄色,在pH6.3时时,呈中,呈中间间色,色,故故pH6.3时时,是它的是它的变变色点。而二甲酚橙与金属色点。而二甲酚橙与金属离子的离子的络络合物却呈合物却呈现红现红色。因此,二甲酚橙只有色。因此,二甲酚橙只有在在pH6的酸性溶液中可作的酸性溶液中可作为为金属离子的金属离子的显显色色剂剂。如果在如果在pH6的酸度下的酸度下进进行光度行光度测测定,就会引入定,就会引入很大很大误误差。差。 精选ppt(3)对络对络合物合物组组成和成和颜颜
45、色的影响色的影响对对于于某某些些逐逐级级形形成成络络合合物物的的显显色色反反应应、在在不不同同的的酸酸度度时时,生生成成不不同同络络合合比比的的络络合合物。例如物。例如铁铁与水与水杨杨酸的酸的络络合反合反应应,当,当pH4Fe3+(C7H4O3)2-+紫色紫色4pH9Fe3+(C7H4O3)22-红红色色pH9Fe3+(C7H4O3)32-3-黄色黄色在在这这种种情情况况下下,必必须须控控制制合合适适的的酸酸度度,才可才可获获得好的分析得好的分析结结果。果。精选ppt 3.时间时间和温度和温度显显色色反反应应的的速速度度有有快快有有慢慢。显显色色反反应应速速度度,几几乎乎是是瞬瞬间间即即可可完
46、完成成,显显色色很很快快达达到到稳稳定定状状态态,并并且且能能保保持持较较长长时时间间。大大多多数数显显色色反反应应速速度度较较慢慢,需需要要一一定定时时间间,溶溶液液的的颜颜色色才才能能达达到到稳稳定定程程度度。有有些些有有色色化化合合物物放放置置一一段段时时间间后后,由由于于空空气气的的氧氧化化,试试剂剂的的分分解解或或挥挥发发,光光的的照照射射等等原原因因,使使颜颜色色减减退退。适适宜宜的的显显色色时时间间和和有有色色溶溶液液稳稳定定程程度度,也也必必须须通通过过实实验验来来确确定定。实实验验方方法法是是配配制制一一份份显显色色溶溶液液,从从加加入入显显色色剂剂计计算算时时间间、每每隔隔
47、几几分分钟钟测测定定一一次次吸吸光光度度,绘绘制制A-t曲曲线线,根据曲,根据曲线线来确定适宜的来确定适宜的时间时间。精选ppt 不不同同的的显显色色反反应应需需要要不不同同的的温温度度,一一般般显显色色反反应应可可在在室室温温下下完完成成。但但是是有有些些显显色色反反应应需需要要加加热热至至一一定定的的温温度度才才能能完完成成;也也有有些些有有色色络络合合物物在在较较高高温温度度下下容容易易分分解解。因因此此,应应根根据据不不同同的的情情况况选选择择适适当当的的温温度度进进行行显显色色。温温度度对对光光的的吸吸收收及及颜颜色色的的深深浅浅也也有有一一定定的的影影响响,故故标标样样和和试试样样
48、的的显显色色温温度度应应保保持持一一样样。合合适适显显色色温温度度也也必必须须通通过过实实验验确确定定,做做A-C曲曲线线即即可可求出。求出。4.有机溶有机溶剂剂和表面活性和表面活性剂剂溶溶剂对显剂对显色反色反应应的影响表的影响表现现在下列几方面。在下列几方面。精选ppt(1)溶溶剂剂影影响响络络合合物物的的离离解解度度许许多多有有色色化化合合物物在在水水中中的的离离解解度度大大,而而在在有有机机溶溶剂剂中中的的离离解解度度小小,如如在在Fe(SCN)3溶溶液液中中加加入入可可与与水水混混溶溶的的有有机机试试剂剂(如如丙丙酮酮),由由于于降降低低了了Fe(SCN)3的的离离解度而使解度而使颜颜
49、色加深提高了色加深提高了测测定的灵酸度。定的灵酸度。(2)溶溶剂剂改改变变络络合合物物颜颜色色的的原原因因可可能能是是各各种种溶溶剂剂分分子子的的极极性性不不同同、介介电电常常数数不不同同,从从而而影影响响到到络络合合物物的的稳稳定定性性,改改变变了了络络合物分子内部的状合物分子内部的状态态或者形成不同的溶或者形成不同的溶剂剂化物的化物的结结果。果。(3)溶溶剂剂影影响响显显色色反反应应的的速速度度例例如如,当当用用氯氯代代磺磺酚酚S测测定定Nb时时,在在水水溶溶液液中中显显色色需需几几小小时时,如如果果加加入入丙丙酮酮后后,仅仅需需30分分钟钟。表表面面活活性性剂剂的的加加入入可可以以提提高
50、高显显色色反反应应的的灵灵敏敏度度,增增加加有有色色化化合合物物的的稳稳定定性性。其其作作用用原原理理一一方方面面是是胶胶束束增增溶溶,另另一一方方面面是是可形成含有表面活性可形成含有表面活性剂剂的多元的多元络络合物。合物。精选ppt 5.共存离子的干共存离子的干扰扰及消除及消除共共存存离离子子存存在在时时对对光光度度测测定定的的影影响响有有以以下下几几种种类类型:型:(1)与与试试剂剂生生成成有有色色络络合合物物。如如用用硅硅钼钼蓝蓝光光度度法法测测定定钢钢中中硅硅时时,磷磷也也能能与与钼钼酸酸铵铵生生成成络络合合物物,同同时时被被还还原原为钼蓝为钼蓝,使,使结结果偏高。果偏高。(2)干干扰
51、扰离离子子本本身身有有颜颜色色。如如Co2+(红红色色)、Cr3+(绿绿色色)、Cu2+(蓝蓝色色)。(3)与与试试剂剂结结合合成成无无色色络络合合物物消消耗耗大大量量试试剂剂而而使使被被测测离离子子络络合合不不完完全全。如如用用水水扬扬酸酸测测Fe3+时时,Al3+、Cu2+等有影响。等有影响。(4)与与被被测测离离子子结结合合成成离离解解度度小小的的另另一一化化合合物物。如如由由 于于 F-的的 存存 在在 , 能能 与与 Fe3+以以 FeF63-形形 式式 存存 在在 ,Fe(SCN)3本不会生成,因而无法本不会生成,因而无法进进行行测测定。定。精选ppt消除干消除干扰扰的方法主要有以
52、下三种:的方法主要有以下三种:(1)控制酸度)控制酸度控控制制显显色色溶溶液液的的酸酸度度,是是消消除除干干扰扰的的简简便便而而重重要要的的方方法法。许许多多显显色色剂剂是是有有机机弱弱酸酸,控控制制溶溶液液的的酸酸度度,就就可可以以控控制制显显色色剂剂R的的浓浓度度,这这样样就就可可以以使使某某种种金金属属离离子子显显色色,使使另另外外一一些金属离子不能生成有色些金属离子不能生成有色络络合物。合物。当当溶溶液液的的情情况况比比较较复复杂杂,或或各各种种常常数数值值不不知知道道队队则则溶溶液液最最适适合合的的pH值值须须通通过过实实验验方方法法来确定。来确定。精选ppt(2)加入掩蔽)加入掩蔽
53、剂剂在在显显色色溶溶液液里里加加一一种种能能与与干干扰扰离离子子反反应应生生成成无无色色络络合合物物的的试试剂剂,也也是是消消除除干干扰扰的的有有效效而而常常用用的的方方法法。例例如如用用硫硫氰氰酸酸盐盐作作显显色色剂剂测测定定Co2+,Fe3+有有干干优优可可加加入入氟氟化化物物,使使Fe3+与与F-结结合合生生成成无无色色而而稳稳定定的的FeF63-,就可以消除干,就可以消除干扰扰。在在另另外外的的情情况况下下,也也可可通通过过氧氧化化还还原原反反应应,改改变变干干扰扰离子的价离子的价态态以消除于以消除于扰扰。(3)采用萃取光度法)采用萃取光度法用适当的有机溶用适当的有机溶剂剂萃取有色萃取
54、有色组组分分,如用丁二如用丁二酮肟测酮肟测定定钯时钯时,钯钯与丁二与丁二酮肟酮肟所形成所形成的内的内络盐络盐,可被可被氯氯仿从酸性溶液中仿从酸性溶液中选择选择性地萃取。性地萃取。许许多干多干扰扰离子离子则则不被萃取。不被萃取。精选ppt(4)在在不不同同波波长长下下测测定定两两种种显显色色配配合合物物的的吸吸光光度度,对对它它们进们进行同行同时测时测定。定。(5)寻寻找新的找新的显显色反色反应应如将二元配合物改如将二元配合物改变为变为三元配合物。三元配合物。(6)分离干分离干扰扰离子离子在在没没有有适适当当掩掩蔽蔽剂剂时时,干干扰扰离离于于可可用用电电解解法法,淀淀法或离子交法或离子交换换法等
55、分离除去。法等分离除去。此此外外,还还可可以以通通过过选选择择适适当当的的测测量量条条件件,消消除除干干扰扰离子的影响。离子的影响。精选ppt二、吸光光度法的二、吸光光度法的测测量量误误差及差及测测量条件的量条件的选择选择 光光度度分分析析法法的的误误差差来来源源有有两两方方面面,一一方方面面是是各各种种化化学学因因素素所所引引入入的的误误差差,另另一一方方面面是是仪仪器器精精度度不不够够,测测量不准所引入的量不准所引入的误误差。差。(一)(一)仪仪器器测测量量误误差差任任何何光光度度计计都都有有一一定定的的测测量量误误差差。仪仪器器测测量量误误差差主主要要是是指指光光源源的的发发光光强强度度
56、不不稳稳定定,光光电电效效应应的的非非线线性性,电电位位计计的的非非线线性性、杂杂散散光光的的影影响响、滤滤光光片片或或单单色色器器的的质质量量差差(谱谱带带过过宽宽),比比色色皿皿的的透透光光率率不不一一致致,透透光光率率与与吸吸光光度度的的标标尺尺不不准准等等因因素素。对对给给定定的的光光度度计计来来说说,透透光光率率或或吸吸光光度度的的读读数数的的准准确确度度是是仪仪器器精精度度的的主主要要指指标标之之一一,也也是是衡衡量量测测定定结结果准确度的重要因素。果准确度的重要因素。精选ppt 光光度度计计主主要要仪仪器器测测量量误误差差是是表表头头透透射射比比的的读读数数误误差差。光光度度计计
57、的的读读数数标标尺尺上上透透射射比比T的的刻刻度度是是均均匀匀的的,故故透透射射比比的的读读数数误误差差T(绝绝对对误误差差)与与T本本身身的的大大小小无无关关,对对于于一一台台给给定定仪仪器器它它基基本本上上是是常常数数,一一般般大大0.002-0.01之之间间,仅仅与与仪仪器身身的精度有关。器身身的精度有关。精选ppt(二)(二)测测量条件的量条件的选择选择选选择择适适当当的的测测量量条条件件,是是获获得得准准确确测测定定结结果果的的重重要要途途径径。择择适适合合的的测测量量条条件件,可可从从下下列列几个方面考几个方面考虑虑。1.测测量波量波长长的的选择选择由由于于有有色色物物质质对对光光
58、有有选选择择性性吸吸收收,为为了了使使测测定定结结果果有有较较高高的的灵灵镀镀度度和和准准确确度度,必必须须选选择择溶溶液液最最大大吸吸收收波波长长的的入入射射光光。如如果果有有干干扰扰时时,则则选选用用灵灵敏敏度度较较低低但但能能避避兔兔干干扰扰的的入入射射光光,就就能能获获得得满满意的意的测测定定结结果。果。精选ppt2.吸光度范吸光度范围围的控制的控制吸吸光光度度在在0.15-0.80时时,测测量量的的准准确确度度较较高高。为为此此可以从下列几方面想可以从下列几方面想办办法:法:(1)计计算算而而且且控控制制试试样样的的称称出出量量,含含量量高高时时,少少取取样样,或或稀稀释释试试液液;
59、含含量量低低时时,可可多多取取样样,或或萃萃取取富集。富集。(2)如如果果溶溶液液已已显显色色,则则可可通通过过改改变变比比色色皿皿的的厚厚度来度来调节调节吸光度大小。吸光度大小。精选ppt 3.参比溶液的参比溶液的选择选择参参比比溶溶液液是是用用来来调调节节仪仪器器工工作作零零点点的的,若若参参比比溶溶液液选选得得不不适适当当,则则对对测测量量读读数数准准确确度度的的影影响响较较大大。选选择择的的办办法是:法是:(1)当当试试液液、试试剂剂、显显色色剂剂均均无无色色时时,可可用用蒸蒸馏馏水水作参比液。作参比液。(2)试试剂剂和和显显色色剂剂均均无无色色时时,而而样样品品溶溶液液中中其其他他离
60、离子有色子有色时时,应应采用不加采用不加显显色色剂剂的的样样品溶液作参比液。品溶液作参比液。(3)试试剂剂和和显显色色剂剂均均有有颜颜色色时时,可可将将一一份份试试液液加加入入适适当当掩掩蔽蔽剂剂,将将被被测测组组分分掩掩蔽蔽起起来来,使使之之不不再再与与显显色色剂剂作作用用,然然后后把把显显色色剂剂、试试剂剂均均按按操操作作手手续续加加入入,以以此做参比溶液,此做参比溶液,这样这样可以消除一些共存可以消除一些共存组组分的干分的干扰扰。精选ppt此此外外,对对于于比比色色皿皿的的厚厚度度、透透光光率率、仪仪器器波波长长,读读数数刻刻度度等等应应进进行行校校正正,对对比比色色皿皿放放置置位位置置
61、、光光电电池的灵敏度等也池的灵敏度等也应应注意注意检查检查。第五第五节节 吸光光度法的吸光光度法的应应用用 吸吸光光光光度度法法除除了了广广泛泛地地用用于于测测定定微微量量成成分分外外,也也能能用用于于常常量量组组分分及及多多组组分分的的测测定定。同同时时,还还可可以以用用于于研研究究化化学学平平衡衡、络络合合物物组组成成的的测测定定等等。下下面面简简要要地介地介绍绍有关有关这这些方面的些方面的应应用。用。一、定量分析一、定量分析(一)(一)单组单组分的分的测测定定精选ppt1.一般方法一般方法A-c标标准曲准曲线线法法2.示差法示差法当当被被测测组组分分含含量量高高时时,常常常常偏偏离离朗朗
62、伯伯-比比耳耳定定律律。即即使使不不偏偏离离,由由于于吸吸光光度度太太大大,也也超超出出了了准准确确读读数数的的范范围围,就就是是把把分分析析误误差差控控制制在在5%以以下下,对对高高含含量量成成分分也也是是不不符符合合要要求求的的。如如果果采采用用示示差差法法,就就能能克克服服这这一缺点,也能使一缺点,也能使测测定定误误差降到差降到0.5以下。以下。示示差差法法与与普普通通光光度度法法的的主主要要区区别别在在于于它它采采用用的的参参比比溶溶液液不不同同,它它不不是是以以c=0的的试试剂剂空空白白作作参参比比,而而是是以以一一个个浓浓度度比比试试液液cx稍稍小小的的标标准准溶溶液液cs作作参参
63、比比,然然后后再再测测定定试试液的吸光度。液的吸光度。精选ppt As=-lgTs=bcsAx=-lgTx=bcx实际测实际测得吸光度得吸光度Af为为Af=Ax-As=b(cx-cs)=bccx=cs+c示示差差法法相相对对普普通通光光度度法法提提高高测测量量准准确确度度的原因是的原因是扩扩展了展了读读数数标标尺。尺。从从仪仪器器构构造造上上讲讲,示示差差光光度度法法需需要要一一个个发发射射强强度度较较大大的的光光源源,才才能能将将高高浓浓度度参参比比溶溶液液的的吸吸光光度度调调至至零零,因因此此必必须须采采用用专专门门设设计计的示差分光光度的示差分光光度计计。精选ppt (二二)多多组组分的
64、同分的同时测时测定定同同时时测测定定一一种种试试样样中中的的多多种种组组分分的的基基础础是是吸吸光光度度具具有有加加合合性性,即即总总吸吸光光度度为为各各个个组组分分吸吸光光度度的的总总和。和。精选ppt二、二、络络合物合物组组成和酸碱离解常数的成和酸碱离解常数的测测定定(一)(一)络络合物合物组组成的成的测测定定1.摩摩尔尔比法比法应应用用分分光光光光度度法法可可以以测测定定络络合合物物的的组组成成(络络合合比比)和和稳稳定定常常数数。这这里里简简要要介介绍绍一一下下用用摩摩尔尔比比法法测测定定络络合物的合物的络络合比。合比。设络设络合反合反应为应为M+nRMRn通通常常是是固固定定金金属属
65、离离子子M的的浓浓度度,逐逐渐渐增增加加络络合合剂剂的的浓浓度度。配配位位体体为为R,显显然然,R应应是是无无色色的的或或在在选选定定的的波波长长范范围围内内无无显显著著吸吸收收。然然后后稀稀释释至至同同一一体体积积,得得到到RM为为1,2,3的的一一系系列列溶溶液液,配配制制相相应应的的试试剂剂空空白白,在在一一定定波波长长下下,测测定定其其吸吸光光度度,绘绘制曲制曲线线,用作,用作图图法求得法求得络络合比。合比。精选ppt 曲曲线线前前部部分分表表示示,络络合合剂剂R浓浓度度不不断断增增加加,生生成成的的络络合合物物不不断断增增多多,吸吸光光度度逐逐渐渐增增大大。当当金金属属离离子子M全全
66、部部形形成成络络合合物物后后,络络合合剂剂R的的浓浓度度再再增增加加,吸吸光光度度达达到到最最大大值值而而不不再再变变化化。曲曲线线峰峰部部分分转转折折不不明明锐锐、是是由由于于络络合合物物有有微微小小离离解解造造成成的的。曲曲线线峰峰两两线线,交交于于D点点,由由D点点向向横横轴轴作作垂垂线线,交交于于横横轴轴的的一一点点,这这点点的的比比值值就就是是络络合合物的配合化。物的配合化。 精选ppt2.等摩等摩尔尔连续变连续变化法化法此此 法法 是是 保保 持持 溶溶 液液 中中cM+cR为为常常数数,连连续续改改变变cR/cM配配制制出出一一系系列列溶溶液液。分分别别测测量量系系列列溶溶液液的
67、的吸吸光光度度A,以以A对对cM/(cM+cM)作作图图,曲曲线线折折点点对对应应的的cR/cM值值就等于就等于络络合比合比n。等等摩摩尔尔连连续续变变化化法法实实用用于于络络合合比比低低、稳稳定定性性较较高的高的络络合物合物组组成的成的测测定。定。此此外外还还可可以以测测定定络络合合物的不物的不稳稳定常数。定常数。 精选ppt(二)酸碱离解常数的(二)酸碱离解常数的测测定定酸酸和和碱碱的的离离解解常常数数可可用用分分光光光光度度法法测测定定,离离解解常数依常数依赖赖于溶液的于溶液的pH值值。设设有一元弱酸有一元弱酸HB,按下式离解:,按下式离解:HB=H+B-Ka=B-H+/HB配配制制三三
68、种种分分析析浓浓度度c=HB+B-相相等等而而pH不不同同的的溶溶液液。第第一一种种溶溶液液的的pH在在pKa附附近近,此此时时溶溶液液中中HB与与B-共共存存,用用1cm的的吸吸收收池池在在某某一一定定的的波波长长下下,测测量量其其吸吸光光度:度:精选ppt第第二二种种溶溶液液是是pH比比pKa低低两两个个以以上上单单位位的的酸酸性性溶溶液液,此此时时弱弱酸酸几几乎乎全全部部以以HB型型体体存存在在,在在上上述述波波长长下下测测得得吸吸光光度度第第三三种种溶溶液液是是pH比比pKa高高两两个个以以上上单单位位的的碱碱性性溶溶液液,此此时时弱弱酸酸几几乎乎全全部部以以B-型型体体存存在在,在在上上述述波波长长下下测测得得吸吸光光度度精选ppt将上各式整理得:将上各式整理得:上上式式即即为为用用分分度度法法测测定定一一元元弱弱酸酸解解离离常常数数的的基基本本公式。公式。三、双波三、双波长长分光光度法(略)分光光度法(略)精选ppt