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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红外光谱法等。和红外光谱法等。和红外光谱法等。和红外光谱法等。 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，灵敏度还可以提高加以富集，灵敏度还可以提高加以富集，灵敏度还可以提高加以富集，灵敏度还可以提高1-21-2个数量级。个数量级。个数量级。个数量级。 2.准确度较高准确度较高 一般吸光光度法的相对误差为一般吸光光度法的相对误差为2-5%，其准确度虽不如滴定分析法及重量法，但对微量，其准确度虽不如滴定分析法及重量法，但对微量成分来说
3、，还是比较满意的。成分来说，还是比较满意的。 3.操作简便，测定速度快操作简便，测定速度快 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。第一节第一节 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收一、光的基本性质一、光的基本性质 波长、频率与速度之间的关系为：波长、频率与速度之间的关系为：E=h =hc/ h h：普朗克常数，其值为：普朗克常数，其值为6.6310-34Js二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收 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
4、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。 对对溶溶液液来来说说，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
5、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颜色。的颜色。（三）吸收曲线（吸收光谱）三）吸收曲线（吸收光谱） 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，得得到到的一条吸光度随波长变化的曲线。的一条吸光度随波长变化的曲线。 KMnO4 4溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线 浓度浓度: abcd 第二节第二节 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- -比耳定律的推导比耳定律的推导 使用条件：使用条件： 1.平行单色光平行单色光 2.
6、垂直照射垂直照射 3.均匀、非散射的介质（固体、液体或气体）均匀、非散射的介质（固体、液体或气体） I I0 0：入射光的强度；：入射光的强度；I Ia a：吸收光的强度；：吸收光的强度； I It t：透过光的强度；：透过光的强度；I Ir r：反射光的强度：反射光的强度 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：为透光率，用：为透光率，用T T表示。表示。 A=lg1/T（二）吸收系数和桑德尔灵敏度（二）吸收系数和桑德尔灵敏度 1.吸收系数吸收系
7、数 (1) 吸收系数吸收系数a a c的单位为的单位为g/L，b b的单位为的单位为cm时时,K用用a a表示，称表示，称为吸收系数，其单位为为吸收系数，其单位为L/gcm，这时朗伯，这时朗伯- -比耳定比耳定律变为：律变为： A Aabc (2) 摩尔吸收系数摩尔吸收系数 c的单位为的单位为mol/L，b b的单位为的单位为cm，表示，称为表示，称为摩尔吸收系数，其单位为摩尔吸收系数，其单位为L/molcm。 A Abc 2. 桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度（gcm-2） 定义：当光度仪器的检测极限为定义：当光度仪器的检测极限为A=0.001时，时，单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低单位截面
8、积光程内所能检出的吸光物质的最低质量。质量。3.标准曲线标准曲线 绘绘制制：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，以以浓浓度度为横坐标作图。为横坐标作图。 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浓度知液的浓度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.单色光不纯所引起的偏离单色光不纯所
9、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介质不均匀性引起的偏离介质不均匀性引起的偏离（二）化学因素（二）化学因素1 1溶液浓度过高引起的偏离溶液浓度过高引起的偏离 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. 化学变化所引起的偏离化学变化所引起的偏离 溶溶液液
10、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浓度与分析浓度之间的正比关系。平衡浓度与分析浓度之间的正比关系。第三节第三节 吸光光度法的仪器吸光光度法的仪器一、基本部件一、基本部件 光源光源 单色器（分光系统）单色器（分光系统） 吸收池吸收池 检测系统和检测系统和 信号显示系统信号显示系统 （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度和稳定性。强度和稳定性。 （二）（二）单色器单色器（分光系统）（分光系统） 单单色色器器
11、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缝组成。出射缝组成。（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）检测系统检测系统( (又叫光电转化器又叫光电转化器) ) 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的的光光线最灵敏。而对紫外线，红外线则不能应用。线最灵敏。而对紫外线，红外线则不能应用。 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、光敏范围
12、广及不易疲劳等特点。具有灵敏度高、光敏范围广及不易疲劳等特点。 （五）信号显示系统（五）信号显示系统 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、示示波器及数据处理台等。波器及数据处理台等。二、吸光度的测量原理二、吸光度的测量原理 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。测定步骤：测定步骤： 1 1调节检测器零点，即仪器的机械零点。调节检测器零点，即仪器的机械零点。 2 2应用不含待测组分的参比溶液调节吸光零点。应用不含待测组分的参比溶液调节吸光零点。 3. 待测组分吸光度的测定。待测组分吸光度的测定。三、分光光度计的类型（三、分光光度计的类型（721、722、751型）型）( (一一) )单光束分光光度计单光束分光光度计 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，经液槽照射于光电管上。经液槽照射于光电管上。( (二二) )双光束分光光度计双光束分光光度计
