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1、第十章第十章 吸光光度法吸光光度法 原原原原理理理理：基基基基于于于于物物物物质质质质对对对对光光光光的的的的选选选选择择择择性性性性吸吸吸吸收收收收而而而而建建建建立立立立起起起起来来来来的的的的一种分析方法。一种分析方法。一种分析方法。一种分析方法。 包包包包括括括括：可可可可见见见见吸吸吸吸光光光光光光光光度度度度法法法法、紫紫紫紫外外外外- - - -可可可可见见见见吸吸吸吸光光光光光光光光度度度度法法法法和和和和红红红红外光外光外光外光谱谱谱谱法等。法等。法等。法等。 特点：特点：特点：特点： 1 1 1 1. .灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度高高高高 一一一一般般般般可可可可达达达达1-
2、101-10-3-3% % % %的的的的微微微微量量量量组组组组分分分分。对对对对固固固固体体体体试试试试样样样样一一一一般般般般可可可可测测测测到到到到1010-4-4% % % %。如如如如果果果果对对对对被被被被测测测测组组组组分分分分事事事事先先先先加以富集，灵敏度加以富集，灵敏度加以富集，灵敏度加以富集，灵敏度还还还还可以提高可以提高可以提高可以提高1-21-2个数量个数量个数量个数量级级级级。 2.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，但对对微量微量成分来成分来说
3、说，还还是比是比较满较满意的。意的。 3.操作操作简简便，便，测测定速度快定速度快 4.应应用用广广泛泛 几几乎乎可可以以测测定定所所有有的的无无机机离离子子和和有有机机化合物。化合物。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 波波长长、频频率与速度之率与速度之间间的关系的关系为为：E=h =hc/ h h：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 1.固固体体物物质质 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
4、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色来来决决定。定。 对溶溶液液来来说，溶溶液液呈呈现不不同同的的颜色色，是是由由于于溶溶液液中中的的分分子子或或离离子子选择性性的的吸吸收收某某种种颜色色的的光光所所引引起起的的。如如果果各各种种颜色色的的光光透透过程程度度相相同同，这种种物物质就就是是无无色色透透明明的的。如如果果只只让一一部部分分波波长的的光光透透过，其其他他波波长
5、的的光光被被吸吸收收，则溶溶液液就就呈呈现的的是是与与它它吸吸收收的的光光成成互互补色色的的颜色。色。（三）吸收曲三）吸收曲线（吸收光（吸收光谱） 以以波波长为横横坐坐标，吸吸光光度度为纵坐坐标作作图，得得到到的的一一条吸光度随波条吸光度随波长变化的曲化的曲线。 KMnO4 4溶液的吸收曲溶液的吸收曲线线 浓浓度度: abcd 第二第二节节 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 使用条件：使用条件： 1.平行平行单单色光色光 2.垂直照射垂直照射 3.均匀、非散射的介均匀、非散射的介质质（固体、液体或气体）
6、（固体、液体或气体） I I0 0：入射光的：入射光的强强度；度；I Ia a：吸收光的：吸收光的强强度；度； I It t：透：透过过光的光的强强度；度；I Ir r：反射光的：反射光的强强度度 I I0 0I Ir r+Ia a+It t logI0 0/I=Kbc 令：令：A=logI0 0/I A=KbC A A：吸光度，：吸光度， K K：比例常数：比例常数 I/I0 0：为为透光率，用透光率，用T T表示。表示。 A=lg1/T（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 a c的的单单位位为为g/L，b b的的单单位位
7、为为cm时时,K用用a a表示，称表示，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： A Aabc (2) 摩摩尔尔吸收系数吸收系数 c的的单单位位为为mol/L，b b的的单单位位为为cm，表示，称表示，称为为摩摩尔尔吸收系数，其吸收系数，其单单位位为为L/molcm。 A Abc 2. 桑德桑德尔尔灵敏度灵敏度（gcm-2） 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。3.标标准曲准曲线线 绘绘制制：配配制制一
8、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坐横坐标标作作图图。 应应用用：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A Ax x, ,在在标标准准曲曲线线上上查查出出未未知液的知液的浓浓度度c cx x。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离2.非平行入射光引起的偏离非平行入射光引起的偏离 3 3介介质质不均匀性引起的
9、偏离不均匀性引起的偏离（二）化学因素（二）化学因素1 1溶液溶液浓浓度度过过高引起的偏离高引起的偏离 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。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
10、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衡平衡浓浓度与分析度与分析浓浓度之度之间间的正比关系。的正比关系。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 光源光源 单单色器（分光系色器（分光系统统） 吸收池吸收池 检测检测系系统统和和 信号信号显显示系示系统统 （一）光源（一）光源 常常用用的的光光源源为为6-12伏伏低低压压钨钨丝丝灯灯，光光源源具具有有足足够够的的强强度和度和稳稳定性。定性。 （二）（二）单单色器色器（分光系（分光系统统） 单单色色器器由由入入射射狭狭缝缝、准准直直镜镜、色色散散元元件件、聚聚焦焦镜镜和和出射出射缝组缝组成。成
11、。（三）（三）吸收池吸收池（比色皿）（比色皿） 比比色色皿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 1、2 2和和3 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) ) 常常用用的的是是硒硒光光电电池池，对对于于波波长长为为500-600nm的的光光线线最灵敏。而最灵敏。而对对紫外紫外线线，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劳劳等特点。等特点。 （五）信号（五）信号显显示系示
12、系统统 现现代代分分光光光光度度计计采采用用数数字字电电压压表表、函函数数记记录录仪仪、示示波器及数据波器及数据处处理台等。理台等。二、吸光度的二、吸光度的测测量原理量原理 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 A。测测定步定步骤骤： 1 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 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。三、分光光度三、分光光度计计的的类类型（型（721、722、751型）型）( (一一) )单单光束分光光度光束分光光度计计 原原理理：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，经经液槽照射于光液槽照射于光电电管上。管上。( (二二) )双光束分光光度双光束分光光度计计
