吸光光度法Spectrophotometry

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1、第七章第七章 吸光光度法吸光光度法Spectrophotometry7.1 概述概述7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差7.4 其他吸光光度法及吸光光度法的其他吸光光度法及吸光光度法的 应用应用第七章第七章 吸光光度法吸光光度法Spectrophotometry思考题思考题 1 光度分析法的误差来源光度分析法的误差来源?2 如何设计光度分析法？如何设计光度分析法？3 光度分析法的仪器特点？光度分析法的仪器特点？7.1 7.1 概述概述1 吸光光度法的特点吸光光度法的特点2 光吸收的基本定律光吸收的基本定律3 比色法和吸光光度法及其仪器比色法和吸光光

2、度法及其仪器7.1 7.1 概述概述1 吸光光度法的特点吸光光度法的特点（1） 定定义义：吸吸光光光光度度法法是是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分分析析方方法法，包包括括比比色色法法、可可见见及及紫紫外外吸吸光光光光度度法法及及红红外外光光谱谱法法等等。我我们们重重点点讨讨论论可见光区的吸光光度法可见光区的吸光光度法。7.1 7.1 概述概述（2 2）光的基本性质光的基本性质 7.1 7.1 概述概述（3）吸收光谱产生的原理）吸收光谱产生的原理* 吸收光谱分为：原子吸收光谱和分子吸吸收光谱分为：原子吸收光谱和分子吸收光谱。是因物质对不同波长的光具有收光

3、谱。是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。选择性吸收作用而产生的。* 原子吸收光谱原子吸收光谱 Atomic absorption spectrum 由原子外层电子选择性地吸收某些波由原子外层电子选择性地吸收某些波长的电磁波而引起的，为线状光谱长的电磁波而引起的，为线状光谱。 线状光谱线状光谱 - Line spectrum7.1 7.1 概述概述* 分子吸收光谱分子吸收光谱 -带状光谱带状光谱 molecular absorption spectrum 由电子能级跃迁而产生吸收光谱由电子能级跃迁而产生吸收光谱能量差在能量差在120(eV)，是紫外及可见分光光度法。，是紫外及可见分

4、光光度法。 UV/Vis Spectrophotometry 由分子振动能级由分子振动能级(能量差约能量差约0.05l eV)和转动能级和转动能级(能量差小于能量差小于0.05 eV)的跃迁而产生的吸收光谱，的跃迁而产生的吸收光谱，为红外吸收光谱。用于分子结构的研究为红外吸收光谱。用于分子结构的研究。 Infrared Spectrophotometry带状光谱带状光谱 Band spectrum7.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述* 单色光（单色光（monochromatic light）：具同一波长的光。）：具同一波长的光。* 复合光（复合光（multiplex light）：

5、由不同波长组成的光。）：由不同波长组成的光。* 紫外光（紫外光（ultraviolet light）：波长）：波长200400 nm。* 可见光（可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波）：人眼能感觉到的光，波长在长在400750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、。它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的* 波段（波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。）：各种色光的波长范围不同。* 互补色光（互补色光（complementary color light）：按一）：按一定比例混合，得到白光（定比例混合，得到

6、白光（white light）。）。* 物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。收作用而产生的。7.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述* 吸吸收收光光谱谱曲曲线线或或光光吸吸收收曲曲线线（ absorption curve）：以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。* 最最大大吸吸收收波波长长（maximum absorption wavelengh ）：光光吸收程度最大处的波长，用吸收程度最大处的波长，用max表示表示* 吸光度（吸光度（absorbance） 在可见光，在可见光，KMn

7、O4溶液溶液对波长对波长525 nm附近绿色光附近绿色光的吸收最强，而对紫色和的吸收最强，而对紫色和红色的吸收很弱。红色的吸收很弱。max=525 nm。浓度不同时，。浓度不同时，光吸收曲线形状相同，光吸收曲线形状相同， max不变，吸光度不同。不变，吸光度不同。7.1 7.1 概述概述（4 4）目视比色法目视比色法(colorimetry)和吸光光度和吸光光度法的特点法的特点 a 灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为1%10-5的微量组分，甚至可测定低至质量分数为的微量组分，甚至可测定低至质量分数为10-610-8的痕量组分。的痕量组分。 b 准确度较高。

8、目视比色法的相对误差为准确度较高。目视比色法的相对误差为5%10%，吸光光度法为，吸光光度法为2%5%。 c 应用广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化应用广泛。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目视比色法或吸光光合物都可以直接或间接地用目视比色法或吸光光度法进行测定。度法进行测定。 d 仪器简单、操作简便、快速。仪器简单、操作简便、快速。7.1 7.1 概述概述2 光吸收的基本定律光吸收的基本定律(1) 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律 （Lambert-Beer law） 当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、液体或气体介质时，一部

9、分被吸收，一部分透体、液体或气体介质时，一部分被吸收，一部分透过介质，一部分被器皿的表面反射。如图过介质，一部分被器皿的表面反射。如图6-3所示，所示，设人射光强度为设人射光强度为I0，吸收光强度为，吸收光强度为Ia，透过光强度，透过光强度为为It，反射光强度为，反射光强度为Ir。7.1 7.1 概述概述 在吸光光度分析法中，试液和空白溶在吸光光度分析法中，试液和空白溶液分别置于同样质料及厚度的吸收池中，液分别置于同样质料及厚度的吸收池中，然后让强度为然后让强度为I0的单色光分别通过这两个的单色光分别通过这两个吸收池，再测量其透过光的强度。此时反吸收池，再测量其透过光的强度。此时反射光强度基本

10、上是不变的，且其影响可以射光强度基本上是不变的，且其影响可以相互抵消相互抵消。7.1 7.1 概述概述 透射比或透光度透射比或透光度 （Transmittance） 透透过过光光强强度度It与与人人射射光光强强度度Io之之比比称称为为透透射射比比或或透透光光度度，用用T表表示示溶溶液液的的透透射射比比愈愈大大，表表示示它它对对光光的的吸吸收收愈愈小小;相相反反，透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。7.1 7.1 概述概述 朗伯朗伯(Lambert J H)和比尔和比尔(Beer A)分别分别于于1760和和1852年研究了光的吸收与溶液层的年研究了光的吸收与溶液

11、层的厚度及溶液浓度的定量关系，二者结合称为厚度及溶液浓度的定量关系，二者结合称为朗伯朗伯-比尔定律，也称为光的吸收定律。比尔定律，也称为光的吸收定律。 当一束强度为当一束强度为I0的平行单色光垂直照射到长的平行单色光垂直照射到长度为度为b的液层、浓度为的液层、浓度为c的溶液时，由于溶液的溶液时，由于溶液中中吸吸光光质质点点(分分子子或或离离子子)的的吸吸收收，通通过过溶溶液液后后光的强度减弱为光的强度减弱为I： 7.1 7.1 概述概述* 朗朗伯伯-比比尔尔定定律律表表明明：当当一一束束单单色色光光通通过过含含有有吸吸光光物物质质的的溶溶液液后后，溶溶液液的的吸吸光光度度与与吸吸光光物物质质的

12、的浓浓度度及及吸吸收收层层厚厚度度成成正正比比。这这是是进进行行定定量量分分析析的的理理论论基基础础。比比例例常常数数K与与吸吸光光物物质质的的性性质质、入射光波长及温度等因素有关。入射光波长及温度等因素有关。* 含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液，由由于于各各吸吸光光物物质质对对某某一一波波长长的的单单色色光光均均有有吸吸收收作作用用，若若各各吸吸光光物物质质的的吸吸光光质质点点之之间间相相互互不不发发生生化化学学反反应应，当当某某一一波波长长的的单单色色光光通通过过这这样样一一种种含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液时时，溶溶液液的的总总吸吸光光度度应应等等于于各各吸吸光

13、光物物质的吸光度之和。这一规律称吸光度的加和性。质的吸光度之和。这一规律称吸光度的加和性。 7.1 7.1 概述概述（2）摩尔吸收系数和桑德尔灵敏度）摩尔吸收系数和桑德尔灵敏度* 摩尔吸收系数摩尔吸收系数 molar absorptivity 当浓度当浓度c用用molL-1，液层厚度，液层厚度b用用cm为单为单位表示，则位表示，则K用另一符号用另一符号来表示。来表示。称为摩尔称为摩尔吸收系数，单位为吸收系数，单位为Lmol-lm-1，它表示物质，它表示物质的量浓度为的量浓度为l molL-1，液层厚度为，液层厚度为l cm时溶时溶液的吸光度。液的吸光度。 7.1 7.1 概述概述* 桑德尔桑德

14、尔(Sandell)灵敏度灵敏度(灵敏度指数灵敏度指数) S来表示。来表示。S是指当仪器的检测极限是指当仪器的检测极限A时，时，单位截面积光程内所能检测出来的吸光单位截面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低含量，其单位为物质的最低含量，其单位为gcm-2，S与与及吸光物质摩尔质量及吸光物质摩尔质量M的关系为：的关系为：7.1 7.1 概述概述3 比色法和吸光光度法及其仪器比色法和吸光光度法及其仪器（1） 目视比色法目视比色法 colorimetry 用用眼眼睛睛观观察察、比比较较溶溶液液颜颜色色深深度度以以确确定定物物质质含含量量的的方方法法。优优点点是是仪仪器器简简单单，操操作作简简便便，适

15、适宜宜于于大大批批试试样样的的分分析析。灵灵敏敏度度高高，因因为为是是在在复复合合光光-白白光光下下进进行行测测定定，故故某某些些显显色色反反应应不不符符合合朗朗伯伯-比比尔尔定定律律时时，仍仍可可用用该该法法进进行行测测定定。主主要要缺缺点点是是准准确确度度不不高高，标标准准系系列列不不能能久久存存，需需要要在在测测定定时时临临时配制时配制。7.1 7.1 概述概述（2） 吸光光度法吸光光度法 Spectrophotometry 借借助助分分光光光光度度计计来来测测量量一一系系列列标标准准溶溶液液的的吸吸光光度度，绘绘制制标标准准曲曲线线，根根据据被被测测试试液液的的吸吸光光度度，从从标标准

16、曲线上求得被测物质的浓度或含量。准曲线上求得被测物质的浓度或含量。 Standard curve- calibrated curve- working curve 吸吸光光光光度度法法与与目目视视比比色色法法在在原原理理上上不不同同。吸吸光光光光度度法法是是比比较较有有色色溶溶液液对对某某一一波波长长光光的的吸吸收收情情况况，目目视视比比色色法法则则是是比比较较透透过过光光的的强强度度。例例如如，测测KMnO4的的含含量量，吸吸光光光光度度法法测测量量的的是是KMnO4溶溶液液对对黄黄绿绿色色光光的的吸吸收收情情况况，目目视视比比色色法法则则是是比比较较KMnO4溶液透过红紫色光的强度溶液透过

17、红紫色光的强度。 7.1 7.1 概述概述* 吸吸光光光光度度法法特特点点：入入射射光光是是纯纯度度较较高高的的单单色色光光，故故便便偏偏离离朗朗伯伯-比比尔尔定定律律的的情情况况大大为为减减少少，标标准准曲曲线线直直线线部部分分的的范范围围更更大大，分分析析结结果果的的准准确确度度较较高高。因因可可任任意意选选取取某某种种波波长长的的单单色色光光，故故利利用用吸吸光光度度的的加加和和性性，同同时时测测定定溶溶液液中中两两种种或或两两种种以以上上的的组组分分。由由于于入入射射光光的的波波长长范范围围扩扩大大了了，许许多多无无色色物物质质，只只要要它它们们在在紫紫外外或红外光区域内有吸收峰，都可

18、以测定。或红外光区域内有吸收峰，都可以测定。7.1 7.1 概述概述(3) 分光光度计及其基本部件分光光度计及其基本部件 分光光度计按工作波长范围分类，紫外、分光光度计按工作波长范围分类，紫外、可见分光光度计应用于无机物和有机物含量可见分光光度计应用于无机物和有机物含量的测定，红外分光光度计主要用于结构分析。的测定，红外分光光度计主要用于结构分析。分光光度计又可分为单光束和双光束两类。分光光度计又可分为单光束和双光束两类。722型分光光度计是数字显示的单光束、可见型分光光度计是数字显示的单光束、可见分光光度计分光光度计（recording spectrophotometer）。）。 旧的光电比

19、色计旧的光电比色计 （ photoelectric colorimeter） 分光光度计的基本部件分光光度计的基本部件:光源、单色器、光源、单色器、比色皿、检测器和显示装置。比色皿、检测器和显示装置。7.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述*光源光源 （light source） 用用612 V钨丝灯作可见光区的光源，钨丝灯作可见光区的光源，发出的连续光谱在发出的连续光谱在360800 nm 范围内。光范围内。光源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。源应该稳定，即要求电源电压保持稳定。为此，通常在仪器内同时配有电源稳压器为此，通常在仪器内同时配有电源稳压器。 氢灯氢灯 氘灯氘灯 钨灯钨灯

20、 汞灯汞灯 hydrogen deuterium tungsten mercury lamp lamp lamp lamp7.1 7.1 概述概述* 单色器单色器 monochromator 单色器的作用是将光源发出的连续光单色器的作用是将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。分为棱镜和光栅谱分解为单色光的装置。分为棱镜和光栅。 棱棱镜镜（prism）：根根据据光光的的折折射射原原理理而而将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过一一个个很很窄窄的的狭狭缝缝（slit）照照射射到到吸吸收收池池上上。由由玻玻璃璃或或石石英英制制

21、成成。玻玻璃璃棱棱镜镜用用于于可可见见光光范范围围，石石英英棱棱镜镜则在紫外和可见光范围均可使用。则在紫外和可见光范围均可使用。7.1 7.1 概述概述 光光栅栅（grating）是是根根据据光光的的衍衍射射和和干干涉涉原原理理将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过狭狭缝缝照照射射到到吸吸收收池池上上。它它的的分分辨辨率率比比棱棱镜镜大大，可可用用的波长范围也较宽。的波长范围也较宽。 滤光片（滤光片（filter）7.1 7.1 概述概述* 比比色色皿皿(coloritrough) 也也称称吸吸收收池池。用用于盛放试液的容

22、器。于盛放试液的容器。 它它是是由由无无色色透透明明、耐耐腐腐蚀蚀、化化学学性性质质相相同同、厚厚度度相相等等的的玻玻璃璃制制成成的的，按按其其厚厚度分为度分为0.5 cm，l cm，2 cm，3 cm和和5 cm。 在可见光区测量吸光度时使用玻璃吸收池，在可见光区测量吸光度时使用玻璃吸收池， 紫紫外外区区则则使使用用石石英英吸吸收收池池。使使用用比比色色皿皿时时应应注注意意保保持持清清洁洁、透透明明，避避免免磨磨损损透透光光面。面。7.1 7.1 概述概述* * 检测器检测器 detector 接受从比色皿发出的透射光并转换成电信接受从比色皿发出的透射光并转换成电信号进行测量。分为光电管和光

23、电倍增管。号进行测量。分为光电管和光电倍增管。 光光电电管管 （phototube）：一一个个真真空空或或充充有有少少量量惰惰性性气气体体的的二二极极管管。阴阴极极是是金金属属做做成成的的半半圆圆筒筒，内内侧侧涂涂有有光光敏敏物物质质，阳阳极极为为一一金金属属丝丝。光光电电管管依依其其对对光光敏敏感感的的波波长长范范围围不不同同分分为为红红敏敏和和紫紫敏敏两两种种。红红敏敏光光电电管管是是在在阴阴极极表表面面涂涂银银和和氧氧化化铯铯，适适用用波波长长范范围围为为6251000 nm;紫紫敏敏光光电电管管是是阴阴极极表表面面涂涂锑锑和和铯铯，适适用用波波长长范范围围为为200625 nm。7.1

24、 7.1 概述概述 光电倍增管（光电倍增管（photomultiplier） 由光电管改进而成的，管中有若千个由光电管改进而成的，管中有若千个称为倍增极的附加电极。可使光激发的电称为倍增极的附加电极。可使光激发的电流得以放大，一个光子约产生流得以放大，一个光子约产生106107 个个电子。它的灵敏度比光电管高电子。它的灵敏度比光电管高200多倍。适多倍。适用波长范围为用波长范围为160700 nm。光电倍增管在。光电倍增管在现代的分光光度计中被广泛采用。现代的分光光度计中被广泛采用。 光电池光电池 photocell7.1 7.1 概述概述* * 显示装置显示装置 作用是把放大的信号以吸光度作

25、用是把放大的信号以吸光度A或透或透射比射比T的光度分析法的设计方式显示或记的光度分析法的设计方式显示或记录下来。分光光度计常用的显示装置是录下来。分光光度计常用的显示装置是检流计、微安表、数字显示记录仪。检流计、微安表、数字显示记录仪。 7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计 1 1 显色反应显色反应2 2 显色条件的选择显色条件的选择3 3 测量波长和吸光度范围的选择测量波长和吸光度范围的选择4 4 参比溶液的选择参比溶液的选择5 5 标准曲线的制作标准曲线的制作7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计1 1 显色反应（显色反应（color reaction） 待待测测物物

26、质质本本身身有有较较深深的的颜颜色色，直直接接测测定定；待待测测物物质质是是无无色色或或很很浅浅的的颜颜色色，需需要要选选适适当当的的试试剂剂与与被被测测离离子子反反应应生生成成有有色色化化合合物物再再进进行行测测定定，此此反反应应称称为为显显色色反反应应，所所用用的的试试剂剂称称为为显显色色剂剂（color reagent）。）。 按按显显色色反反应应的的类类型型来来分分，主主要要有有氧氧化化还还原原反反应应和和络络合合反反应应两两大大类类，而而络络合合反反应是最主要的。应是最主要的。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（1） 显色反应的选择显色反应的选择A 选选择择性性好好，干

27、干扰扰少少，或或干干扰扰容容易易消消除除;灵灵敏敏度度高高，有色物质的有色物质的应大于应大于104。B 有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。C 有有色色化化合合物物的的化化学学性性质质稳稳定定，至至少少保保证证在在测测量量过过程程中中溶溶液液的的吸吸光光度度基基本本恒恒定定。这这就就要要求求有有色色化化合合物不容易受外界环境条件的影响。物不容易受外界环境条件的影响。D 有有色色化化合合物物与与显显色色剂剂之之间间的的颜颜色色差差别别要要大大，即即显显色色剂剂对对光光的的吸吸收收与与络络合合物物的的吸吸收收有有明明显显区区别别，要要求求两两者者的的吸吸

28、收收峰峰波波长长之之差差(称称为为对对比比度度)大大于于60 nm。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（2）显色剂）显色剂 无机显色剂不多，因为生成的络合物不稳定，灵敏无机显色剂不多，因为生成的络合物不稳定，灵敏度和选择性也不高。如用度和选择性也不高。如用KSCN显色测铁、钼、钨和显色测铁、钼、钨和铌；用钼酸铵显色测硅、磷和钒铌；用钼酸铵显色测硅、磷和钒;用用H2O2显色测钛等。显色测钛等。 有机显色剂分子中含有生色团有机显色剂分子中含有生色团（chromophoric group）和助色团（）和助色团（auxochrome group）。生色团是）。生色团是某些含不饱和键的基团

29、，如偶氮基、对醌基和羰基等。某些含不饱和键的基团，如偶氮基、对醌基和羰基等。这些基团中的这些基团中的电子被激发时需能量较小，可吸收波电子被激发时需能量较小，可吸收波长长200 nm以上的可见光而显色。助色团是含孤对电以上的可见光而显色。助色团是含孤对电子的基团，如氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生子的基团，如氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生色团上的不饱和键作用，使颜色加深色团上的不饱和键作用，使颜色加深。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计 有机显色剂有机显色剂A 磺磺基基水水杨杨酸酸 OO型型螯螯合合剂剂，可可与与很很多多高高价价金金属属离离子生成稳定的螯合物，主要用于测子生成

30、稳定的螯合物，主要用于测Fe3+。B 丁二酮肟丁二酮肟 NN型螯合显色剂，用于测定型螯合显色剂，用于测定Ni2+。C 1，10-邻二氮菲邻二氮菲 NN型螯合显色剂，测微量型螯合显色剂，测微量Fe2+。D 二二苯苯硫硫腙腙 含含S显显色色剂剂，萃萃取取光光度度测测定定Cu2+，Pb2+，Zn2+，Cd2+，Hg2+等。等。E 偶偶氮氮胂胂(铀铀试试剂剂) 偶偶氮氮类类螯螯合合剂剂，强强酸酸性性溶溶液液中中测测Th(),Zr()，U()等等；在在弱弱酸酸性性溶溶液液中中测稀土金属离子。测稀土金属离子。F 铬天青铬天青S 三苯甲烷类显色剂，测定三苯甲烷类显色剂，测定Al3+。G 结晶紫结晶紫 三苯甲

31、烷类碱性染料，测定三苯甲烷类碱性染料，测定Tl3+。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（3）多元络合物）多元络合物 多多元元络络合合物物是是由由三三种种或或三三种种以以上上的的组组分分所所形形成成的的络络合合物物。目目前前应应用用较较多多的的是是由由一一种种金金属属离离子子与与两两种种配配位位体体所所组组成成的的三三元元络络合合物物。三三元元络络合合物物在在吸吸光光光光度度分分析析中中应应用用较较普普遍遍。重重要要的的三三元元络络合合物物类型类型。 * 三三元元混混配配络络合合物物 金金属属离离子子与与一一种种络络合合剂剂形形成成未未饱饱和和络络合合物物，然然后后与与另另一一种种

32、络络合合剂剂结结合合，形形成成三三元元混混合合配配位位络络合合物物，简简称称三三元元混混配配络络合合物物。例例如如，V(V)，H2O2和和吡吡啶啶偶偶氮氮间间苯苯二二酚酚(PAR)形形成成1:1:1的的有有色色络络合合物物，可可用用于于钒钒的的测测定定，其其灵灵敏敏度度高高，选择性好。选择性好。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计* 离离子子缔缔合合物物 金金属属离离子子先先与与络络合合剂剂生生成成络络阴阴离离子子或或络络阳阳离离子子，再再与与带带反反电电荷荷的的离离子子生生成成离离子子缔缔合合物物。主主要要用用于于萃萃取取光光度度法法。 如如，Ag+与与1，10-邻邻二二氮氮菲菲

33、形形成成阳阳离离子子，再再与与溴溴邻邻苯苯三三酚酚红红的的阴阴离离子子形形成成深深蓝蓝色色的的离离子子缔缔合合物物。用用F-、H2O2、EDTA作掩蔽剂，可测定微量作掩蔽剂，可测定微量Ag+。 作作为为离离子子缔缔合合物物的的阳阳离离子子，有有碱碱性性染染料料、1，10-邻邻二二氮氮菲菲及及其其衍衍生生物物、安安替替比比林林及及其其衍衍生生物物、氯氯化化四四苯苯砷砷(或或磷磷、锑锑)等等;作作为为阴阴离离子子，有有X-，SCN-，ClO4-，无无机机杂杂多多酸酸和和某某些些酸酸性性染料等。染料等。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计 * 金金属属离离子子-络络合合剂剂-表表面面活活

34、性性剂剂体体系系 金金属属离离子子与与显显色色剂剂反反应应时时，加加入入某某些些表表面面活活性性剂剂，可可以以形形成成胶胶束束化化合合物物，它它们们的的吸吸收收峰峰向向长长波波方方向向移移动动(红红移移)，而而测测定定的的灵灵敏敏度度显显著著提提高高。目目前前，常常用用于于这这类类反反应应的的表表面面活活性性剂剂有有溴溴化化十十六六烷烷基基吡吡啶啶、氯氯化化十十四四烷烷基基二二甲甲基基苄苄胺胺、氯氯化化十十六六烷烷基基三三甲甲基基铵铵、溴溴化化十十六六烷烷基基三三甲甲基基铵铵 、溴溴化化羟羟基基十十二二烷烷基基三三甲甲基基铵铵、OP乳乳化化剂剂。例例如如，稀稀土土元元素素、二二甲甲酚酚橙橙及及

35、溴溴化化十十六六烷烷基基吡吡啶啶反反应应，生生成成三三元元络络合合物物，在在pH 89时时呈呈蓝蓝紫紫色色，用于痕量稀土元素总量的测定用于痕量稀土元素总量的测定。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计* 杂杂多多酸酸 溶溶液液在在酸酸性性的的条条件件下下，过过量量的的钼钼酸酸盐盐与与磷磷酸酸盐盐、硅硅酸酸盐盐、砷砷酸酸盐盐等等含含氧氧的的阴阴离离子子作作用用生生成成杂杂多多酸酸，作作为为吸吸光光光光度度法法测测定定相相应应的的磷磷、硅硅、砷砷等等元元素素的的基基础础。杂杂多多酸酸法法需需要要还还原原反反应应的的酸酸度度范范围围较较窄窄，必必须须严严格格控控制制反反应应条条件件。很很多

36、多还还原原剂剂都都可可应应用用于于杂杂多多酸酸法法中中。氯氯化化亚亚锡锡及及某某些些有有机机还还原原剂剂，例例1-氨氨基基-2-萘萘酚酚-4-磺磺酸酸加加亚亚硫硫酸酸盐盐和和氢氢醌醌常常用用于于磷磷的的测测定定。硫硫酸酸肼肼在在煮煮沸沸溶溶液液中中作作砷砷钼钼酸酸盐盐和和磷磷钼钼酸酸盐盐的还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。的还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计2 显色条件的选择显色条件的选择 实验条件包括实验条件包括:溶液酸度，显色剂用量，试溶液酸度，显色剂用量，试剂加入顺序，显色时间，显色温度，有机络合物剂加入顺序，显色时间，显色温度，有机络合物

37、的稳定性及共存离子的干扰等的稳定性及共存离子的干扰等。（1）溶液的酸度）溶液的酸度 M+HR=MR+H+* 影响显色剂的平衡浓度和颜色影响显色剂的平衡浓度和颜色* 影响被测金属离子的存在状态影响被测金属离子的存在状态* 影响络合物的组成影响络合物的组成 * pH与吸光度关系曲线确定与吸光度关系曲线确定pH范围。范围。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（2）显色剂的用量）显色剂的用量 M(被测组分被测组分)+R(显色剂显色剂) =MR(有色络合物有色络合物) 为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但显色剂不是越多越好。有些显色反应，显

38、色剂加人太显色剂不是越多越好。有些显色反应，显色剂加人太多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中根据实验结果来确定显色剂的用量。根据实验结果来确定显色剂的用量。 7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（3 3）显色反应时间显色反应时间 有有些些显显色色反反应应瞬瞬间间完完成成，溶溶液液颜颜色色很很快快达达到到稳稳定定状状态态，并并在在较较长长时时间间内内保保持持不不变变;有有些些显显色色反反应应虽虽能能迅迅速速完完成成，但但有有色色络络合合物物的的颜颜色色很很快快开开始始褪褪色色;有有些些显显色色反反应应进进行行缓缓慢慢，溶溶液液颜

39、颜色色需需经经一一段段时时间后才稳定。制作吸光度间后才稳定。制作吸光度-时间曲线确定适宜时间。时间曲线确定适宜时间。（4）显显色色反反应应温温度度 ：显显色色反反应应大大多多在在室室温温下下进进行行。但是，有些显色反应必需加热至一定温度完成但是，有些显色反应必需加热至一定温度完成。（5）溶溶剂剂：有有机机溶溶剂剂降降低低有有色色化化合合物物的的解解离离度度，提提高高显显色色反反应应的的灵灵敏敏度度。如如在在Fe(SCN)3的的溶溶液液中中加加入入丙丙酮酮颜颜色色加加深深。还还可可能能提提高高显显色色反反应应的的速速率率，影响有色络合物的溶解度和组成等。影响有色络合物的溶解度和组成等。7.2 7

40、.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（6）干扰及其消除方法）干扰及其消除方法 试试样样中中存存在在干干扰扰物物质质会会影影响响被被测测组组分分的的测测定定。例例如如干干扰扰物物质质本本身身有有颜颜色色或或与与显显色色剂剂反反应应，在在测测量量条条件件下下也也有有吸吸收收，造造成成正正干干扰扰。干干扰扰物物质质与与被被测测组组分分反反应应或或与与显显色色剂剂反反应应，便便显显色色反反应应不不完完全全，也也会会造造成成干干扰扰。干干扰扰物物质质在在测测量量条条件件下下从从溶溶液液中中析析出出，便便溶溶液液变变混混浊，无法准确测定溶液的吸光度。浊，无法准确测定溶液的吸光度。 为为消消除除以以上上原

41、原因因引引起起的的干干扰扰，可可采采取取以以下下几种方法。几种方法。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计a. 控制溶液酸度控制溶液酸度b.加加入入掩掩蔽蔽剂剂 选选取取的的条条件件是是掩掩蔽蔽剂剂不不与与待待测测离离子子作作用用，掩掩蔽蔽剂剂以以及及它它与与干干扰扰物物质质形形成成的的络络合合物物的的颜颜色色应不干扰待测离子的测定。应不干扰待测离子的测定。c.利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态 e.用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。g.当当溶溶液液中中存存在在有有消消耗耗显显色色剂剂的的

42、干干扰扰离离子子时时，可可通通过过增加显色剂的用量来消除干扰。增加显色剂的用量来消除干扰。h.分离分离 以上方法均不奏效时，采用预先分离的方法。以上方法均不奏效时，采用预先分离的方法。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计3 3 测量波长和吸光度范围的选择测量波长和吸光度范围的选择 （1 1）测量波长的选择测量波长的选择 为了使测定结果有较为了使测定结果有较高的灵敏度，应选择被测物质的最大吸收波高的灵敏度，应选择被测物质的最大吸收波长的光作为入射光，这称为长的光作为入射光，这称为“最大吸收原则最大吸收原则”（maximum absorption）。选用这种波长的）。选用这种波长的光进

43、行分析，不仅灵敏度高，且能减少或消光进行分析，不仅灵敏度高，且能减少或消除由非单色光引起的对朗伯除由非单色光引起的对朗伯-比尔定律的偏离。比尔定律的偏离。 但是，在最大吸收波长处有其他吸光物但是，在最大吸收波长处有其他吸光物质干扰测定时，则应根据入射光波长。质干扰测定时，则应根据入射光波长。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计例例 丁二酮肟光度法测钢中镍，丁二酮肟光度法测钢中镍，络合物丁二酮肟镍的最大吸收络合物丁二酮肟镍的最大吸收波长为波长为470 nm，但试样中的铁，但试样中的铁用酒石酸钠掩蔽后，在用酒石酸钠掩蔽后，在470 nm处也有一定吸收，干扰镍的测处也有一定吸收，干扰镍的

44、测定。为避免铁的干扰，可以选定。为避免铁的干扰，可以选择波长择波长 520 nm进行测定，虽然进行测定，虽然测镍的灵敏度有所降低，但酒测镍的灵敏度有所降低，但酒石酸铁不干扰镍的测定。石酸铁不干扰镍的测定。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计（2）吸光度范围的选择）吸光度范围的选择 从从仪仪器器测测量量误误差差的的角角度度来来看看，为为使使测测量量结结果果得得到到较较高高的的准准确确度度，一一般般应应控控制制标标准准溶溶液液和和被被测测试试液液的的吸吸光光度度在在范范围围内内。可可通通过过控控制制溶溶液液的的浓浓度度或或选选择不同厚度的吸收池来达到目的。择不同厚度的吸收池来达到目的。

45、7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计 4 4 参比溶液的选择参比溶液的选择 利用参比溶液来调节仪器的零点，可消除利用参比溶液来调节仪器的零点，可消除由吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带由吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，扣除干扰的影响。参比溶液选择：来的误差，扣除干扰的影响。参比溶液选择：a 试液及显色剂均无色，蒸馏水作参比溶液。试液及显色剂均无色，蒸馏水作参比溶液。b 显显色色剂剂为为无无色色，被被测测试试液液中中存存在在其其他他有有色色离离子子，用用不不加加显显色色剂剂的的被被测测试试液液作作参参比比溶溶液。液。c 显显色色剂剂有有颜颜色色，可可选选择择不不加加试

46、试样样溶溶液液的的试试剂空白作参比溶液。剂空白作参比溶液。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计d 显色剂和试液均有颜色，可将一份试液显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入，以此作他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消除显色剂和为参比溶液，这样就可以消除显色剂和一些共存组分的干扰。一些共存组分的干扰。e 改变加入试剂的顺序，使被测组分不发改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液

47、生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除干扰。消除干扰。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计5 5 标准曲线的制作标准曲线的制作 根根据据光光的的吸吸收收定定律律:吸吸光光度度与与吸吸光光物物质质的的含含量量成成正正比比，这这是是光光度度法法进进行行定定量量的的基基础础，标标准准曲曲线线就就是是根根据据这这一一原原理理制制作作的的。具具体体方方法法为为:在在选选择择的的实实验验条条件件下下分分别别测测量量一一系系列列不不同同含含量量的的标标准准溶溶液液的的吸吸光光度度，以以标标准准溶溶液液中中待待测测组组分分的的含含量量为为横横坐坐标标，吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标作作图图，得得到到

48、一一条条通通过过原原点点的的直直线线，称称为为标标准准曲曲线线，此此时时测测量量待待测测溶溶液液的的吸吸光光度度，在在标标准准曲曲线线上上就就可可以以查查到到与与之之相相对对应应的的被被测测物物质质的的含量。含量。7.2 7.2 光度分析法的设计光度分析法的设计* 有时标准曲线不通过原点。有时标准曲线不通过原点。可能是由于参比溶液选择不当，可能是由于参比溶液选择不当，吸收池厚度不等，吸收池位置吸收池厚度不等，吸收池位置不妥，吸收池透光面不清洁等不妥，吸收池透光面不清洁等原因所引起的。若有色络合物原因所引起的。若有色络合物的解离度较大，特别是当溶液的解离度较大，特别是当溶液中还有其他络合剂时，常

49、便被中还有其他络合剂时，常便被测物质在低浓度时显色不完全。测物质在低浓度时显色不完全。找出原因，加以避免。找出原因，加以避免。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差1 对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差1 1 对朗伯对朗伯- -比尔定律的偏离比尔定律的偏离 在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线的情况，特别是当吸光物质浓度较高时，明显地看到的情况，特别是当吸光物质浓度较高时，明显地看到通过原点向浓度轴弯曲的现象通过原点向浓度轴弯曲的现象(吸光度轴弯

50、曲吸光度轴弯曲)。这种。这种情情况况称称为为偏偏离离朗朗伯伯-比比尔尔定定律律。若若在在曲曲线线弯弯曲曲部部分分进进行行定量，将会引起较大的误差。定量，将会引起较大的误差。 偏离朗伯比尔定律偏离朗伯比尔定律的原因主要是仪器或溶液的原因主要是仪器或溶液的实际条件与朗伯的实际条件与朗伯-比尔定比尔定律所要求的理想条件不一致。律所要求的理想条件不一致。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（1）非单色光引起的偏离）非单色光引起的偏离 * 朗朗伯伯-比比尔尔定定律律只只适适用用于于单单色色光光，但但由由于于单单色色器器色色散散能能力力的的限限制制和和出出口口狭狭缝缝需需要要保保持持一一定定的

51、的宽宽度度，所所以以目目前前各各种种分分光光光光度度计计得得到到的的入入射射光光实实际际上上都都是是具具有有某某一一波波段段的的复复合合光光。由由于于物物质质对对不不同同波波长长光光的的吸吸收收程程度度的的不不同同，因因而而导导致致对对朗朗伯伯比比尔尔定定律的偏离律的偏离。 7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差* 克服非单色光引起的偏离的措施克服非单色光引起的偏离的措施 使用比较好的单色器，从而获得纯度较高的使用比较好的单色器，从而获得纯度较高的 “单色光单色光”，使标准曲线有较宽的线性范围。，使标准曲线有较宽的线性范围。 人射光波长选择在被测物质的最大吸收处，保证人射光波长选择在

52、被测物质的最大吸收处，保证测定有较高的灵敏度，此处的吸收曲线较为平坦，测定有较高的灵敏度，此处的吸收曲线较为平坦，在此最大吸收波长附近各波长的光的在此最大吸收波长附近各波长的光的值大体相等，值大体相等，由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得多。多。 测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。在标准曲线的线性范围内。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（2 2）介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离 朗朗伯伯比比尔尔定定律律要要求求吸吸光光物物质质的的溶溶液液是是均均匀匀的的

53、。如如果果被被测测溶溶液液不不均均匀匀，是是胶胶体体溶溶液液、乳乳浊浊液液或或悬悬浮浮液液时时，入入射射光光通通过过溶溶液液后后，除除一一部部分分被被试试液液吸吸收收外外，还还有有一一部部分分因因散散射射现现象象而而损损失失，使使透透射射比比减减少少，因因而而实实测测吸吸光光度度增增加加，便便标标准准曲曲线线偏偏离离直直线线向向吸吸光光度度轴轴弯弯曲曲。故故在在光光度度法法中中应应避避免免溶溶液液产产生生胶体或混浊。胶体或混浊。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（3 3）由于溶液本身的化学反应引起的偏离由于溶液本身的化学反应引起的偏离 溶溶液液中中的的吸吸光光物物质质常常因因解解

54、离离、缔缔合合、形形成成新新化化合合物物或或互互变变异异构构等等化化学学变变化化而而改改变变其其浓浓度度，因因而而导致偏离朗伯导致偏离朗伯比尔定律。比尔定律。A 解解离离 大大部部分分有有机机酸酸碱碱的的酸酸式式、碱碱式式对对光光有有不不同同的的吸吸收收性性质质，溶溶液液的的酸酸度度不不同同，酸酸(碱碱)解解离离程程度度不不同同，导导致致酸酸式式与与碱碱式式的的比比例例改改变变，使使溶溶液液的的吸吸光光度发生改变。度发生改变。B 络络合合 显显色色剂剂与与金金属属离离子子生生成成的的是是多多级级络络合合物物，且且各各级级络络合合物物对对光光的的吸吸收收性性质质不不同同，例例如如在在Fe()与与

55、 SCN-的的 络络 合合 物物 中中 ， Fe(SCN)3颜颜 色色 最最 深深 ，Fe(SCN)2+颜颜色色最最浅浅，故故SCN-浓浓度度越越大大，溶溶液液颜颜色越深，即吸光度越大。色越深，即吸光度越大。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差 c 缔合缔合 例如在酸性条件下，例如在酸性条件下，CrO42-会缔合会缔合生成生成Cr2O72-，而它们对光的吸收有很大的，而它们对光的吸收有很大的不同。不同。 在分析测定中，要控制溶液的条件，在分析测定中，要控制溶液的条件，使被测组分以一种形式存在，以克服化学使被测组分以一种形式存在，以克服化学因素所引起的对朗伯比尔定律的偏离。因素所引起

56、的对朗伯比尔定律的偏离。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差2 2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差 在吸光光度分析中，仪器测量不准确也是误差在吸光光度分析中，仪器测量不准确也是误差的主要来源。任何光度计都有一定的测量误差。这的主要来源。任何光度计都有一定的测量误差。这些误差可能来源于光源不稳定，实验条件偶然变动，些误差可能来源于光源不稳定，实验条件偶然变动，读数不准确等。读数不准确等。 在光度计中，透射比的标尺刻度均匀。吸光度标在光度计中，透射比的标尺刻度均匀。吸光度标尺刻度不均匀。对于同一仪器，读数的波动对透射尺刻度不均匀。对于同一仪器，读数的波动对透射比为一定值；而对吸光度读

57、数波动则不再为定值。比为一定值；而对吸光度读数波动则不再为定值。吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误差也越大吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误差也越大7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差 透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即光度测量最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两光度测量最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两端。待测溶液的透射比端。待测溶液的透射比T在在15%65%之间，或使吸光之间，或使吸光度度A在之间，才能保证测量的相对误差较小。在之间，才能保证测量的相对误差较小。 当当A=0.434(或透射比或透射比T=36.8%)时，

58、测量的相对误时，测量的相对误差最小。差最小。 本本 章章 作作 业业p238 4 ， 5p239 11， 137.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差1 对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差1 1 对朗伯对朗伯- -比尔定律的偏离比尔定律的偏离 在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线在吸光光度分析中，经常出现标准曲线不呈直线的情况，特别是当吸光物质浓度较高时，明显地看到的情况，特别是当吸光物质浓度较高时，明显地看到通过原点向浓度轴弯曲的现象通过原点向浓度轴弯曲的现象(吸光度轴弯曲吸光度轴弯曲)

59、。这种。这种情情况况称称为为偏偏离离朗朗伯伯-比比尔尔定定律律。若若在在曲曲线线弯弯曲曲部部分分进进行行定量，将会引起较大的误差。定量，将会引起较大的误差。 偏离朗伯比尔定律偏离朗伯比尔定律的原因主要是仪器或溶液的原因主要是仪器或溶液的实际条件与朗伯的实际条件与朗伯-比尔定比尔定律所要求的理想条件不一致。律所要求的理想条件不一致。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（1）非单色光引起的偏离）非单色光引起的偏离 * 朗朗伯伯-比比尔尔定定律律只只适适用用于于单单色色光光，但但由由于于单单色色器器色色散散能能力力的的限限制制和和出出口口狭狭缝缝需需要要保保持持一一定定的的宽宽度度，所所

60、以以目目前前各各种种分分光光光光度度计计得得到到的的入入射射光光实实际际上上都都是是具具有有某某一一波波段段的的复复合合光光。由由于于物物质质对对不不同同波波长长光光的的吸吸收收程程度度的的不不同同，因因而而导导致致对对朗朗伯伯比比尔尔定定律的偏离律的偏离。 7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差* 克服非单色光引起的偏离的措施克服非单色光引起的偏离的措施 使用比较好的单色器，从而获得纯度较高的使用比较好的单色器，从而获得纯度较高的 “单色光单色光”，使标准曲线有较宽的线性范围。，使标准曲线有较宽的线性范围。 人射光波长选择在被测物质的最大吸收处，保证人射光波长选择在被测物质的最大吸

61、收处，保证测定有较高的灵敏度，此处的吸收曲线较为平坦，测定有较高的灵敏度，此处的吸收曲线较为平坦，在此最大吸收波长附近各波长的光的在此最大吸收波长附近各波长的光的值大体相等，值大体相等，由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得由于非单色光引起的偏离要比在其他波长处小得多。多。 测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。在标准曲线的线性范围内。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（2 2）介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离 朗朗伯伯比比尔尔定定律律要要求求吸吸光光物物质质的的溶溶液液是是均均匀匀的的。如如果果被被测

62、测溶溶液液不不均均匀匀，是是胶胶体体溶溶液液、乳乳浊浊液液或或悬悬浮浮液液时时，入入射射光光通通过过溶溶液液后后，除除一一部部分分被被试试液液吸吸收收外外，还还有有一一部部分分因因散散射射现现象象而而损损失失，使使透透射射比比减减少少，因因而而实实测测吸吸光光度度增增加加，便便标标准准曲曲线线偏偏离离直直线线向向吸吸光光度度轴轴弯弯曲曲。故故在在光光度度法法中中应应避避免免溶溶液液产产生生胶体或混浊。胶体或混浊。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差（3 3）由于溶液本身的化学反应引起的偏离由于溶液本身的化学反应引起的偏离 溶溶液液中中的的吸吸光光物物质质常常因因解解离离、缔缔合合、

63、形形成成新新化化合合物物或或互互变变异异构构等等化化学学变变化化而而改改变变其其浓浓度度，因因而而导致偏离朗伯导致偏离朗伯比尔定律。比尔定律。A 解解离离 大大部部分分有有机机酸酸碱碱的的酸酸式式、碱碱式式对对光光有有不不同同的的吸吸收收性性质质，溶溶液液的的酸酸度度不不同同，酸酸(碱碱)解解离离程程度度不不同同，导导致致酸酸式式与与碱碱式式的的比比例例改改变变，使使溶溶液液的的吸吸光光度发生改变。度发生改变。B 络络合合 显显色色剂剂与与金金属属离离子子生生成成的的是是多多级级络络合合物物，且且各各级级络络合合物物对对光光的的吸吸收收性性质质不不同同，例例如如在在Fe()与与 SCN-的的

64、络络 合合 物物 中中 ， Fe(SCN)3颜颜 色色 最最 深深 ，Fe(SCN)2+颜颜色色最最浅浅，故故SCN-浓浓度度越越大大，溶溶液液颜颜色越深，即吸光度越大。色越深，即吸光度越大。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差 c 缔合缔合 例如在酸性条件下，例如在酸性条件下，CrO42-会缔合会缔合生成生成Cr2O72-，而它们对光的吸收有很大的，而它们对光的吸收有很大的不同。不同。 在分析测定中，要控制溶液的条件，在分析测定中，要控制溶液的条件，使被测组分以一种形式存在，以克服化学使被测组分以一种形式存在，以克服化学因素所引起的对朗伯比尔定律的偏离。因素所引起的对朗伯比尔定律

65、的偏离。7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差2 2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差 在吸光光度分析中，仪器测量不准确也是误差在吸光光度分析中，仪器测量不准确也是误差的主要来源。任何光度计都有一定的测量误差。这的主要来源。任何光度计都有一定的测量误差。这些误差可能来源于光源不稳定，实验条件偶然变动，些误差可能来源于光源不稳定，实验条件偶然变动，读数不准确等。读数不准确等。 在光度计中，透射比的标尺刻度均匀。吸光度标在光度计中，透射比的标尺刻度均匀。吸光度标尺刻度不均匀。对于同一仪器，读数的波动对透射尺刻度不均匀。对于同一仪器，读数的波动对透射比为一定值；而对吸光度读数波动则不再为定

66、值。比为一定值；而对吸光度读数波动则不再为定值。吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误差也越大吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误差也越大7.3 7.3 光度分析法的误差光度分析法的误差 透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即光度测量最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两光度测量最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两端。待测溶液的透射比端。待测溶液的透射比T在在15%65%之间，或使吸光之间，或使吸光度度A在之间，才能保证测量的相对误差较小。在之间，才能保证测量的相对误差较小。 当当A=0.434(或透射比或透射比T=36.8%)时，测量的相对误时，

67、测量的相对误差最小。差最小。 7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用1 示差吸光光度法示差吸光光度法2 双波长吸光光度法双波长吸光光度法3 弱酸和弱碱解离常数的测定弱酸和弱碱解离常数的测定4 络合物组成的测定络合物组成的测定7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用1 1 示差吸光光度法（示差吸光光度法（differential）（1）示差吸光光度法的原理）示差吸光光度法的原理 吸吸光光光光度度法法一一般般仅仅适适用用于于微微量量组组分分的的测测定定，当当待待测测定定组组分分浓浓度度过过高高或或过过低低，会会引引起起很很大大的的测测量量误

68、误差差，导导致致准准确确度度降降低低。示示差差吸吸光光光光度度法法可可克克服服这这一一缺缺点点。目目前前，主主要要有有高高浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法、低低浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法和和使使用用两两个个参参比比溶溶液液的的精精密密示示差差吸吸光光光光度度法法。它它们们的的基基本本原原理理相相同同，且且以以高高浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法应应用用最最多多，仅仅介介绍绍高高浓浓度度示示差差吸吸光光度法。光光度法。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用 吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。以把吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。以把空白溶液作为

69、参比的稀溶液的标准曲线作为空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲线作为A和和c的标准曲线，根据测得的的标准曲线，根据测得的A求出相应的求出相应的c值，值，从从cx=co+c可求出待测试液的浓度，这就是示差吸可求出待测试液的浓度，这就是示差吸光光度法定量的基本原理。光光度法定量的基本原理。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用（2）示差吸光光度法的误差）示差吸光光度法的误差 c(即即cxco)，测测量量误误差差为为x%， 结结果果为为cx(cx-co)x%； 普普通通光光度度法法的的结结果果为为cxcxx%。因因cx只只是是稍稍大大于于co，故故cx总总是是远远大大于于c

70、，故故示示差差吸吸光光光光度度法法的的准准确确度度高高。参参比比溶溶液液的的浓浓度度越越接接近近待待测测试试液液的的浓度，测量误差越小，最小误差可达浓度，测量误差越小，最小误差可达0.3%。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用2 双波长吸光光度法（双波长吸光光度法（dual-wavelength）（1）双波长吸光光度法的原理）双波长吸光光度法的原理 使两束不同波长的单色光以一定的时使两束不同波长的单色光以一定的时间间隔交替地照射同一吸收池，测量并记间间隔交替地照射同一吸收池，测量并记录两者吸光度的差值。这样就可以从分析录两者吸光度的差值。这样就可以从分析波长的信

71、号中扣除来自参比波长的信号，波长的信号中扣除来自参比波长的信号，消除各种干扰，得待测组分的含量。分析消除各种干扰，得待测组分的含量。分析方法的灵敏度、选择性及测量的精密度高。方法的灵敏度、选择性及测量的精密度高。被广泛用于环境试样及生物试样的分析被广泛用于环境试样及生物试样的分析。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用 A与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依据。只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光据。只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光的吸光度为参比，消除了因试液与参比液及两个吸的吸光度为参比，消除了因试液与参比液及

72、两个吸收池之间的差异引起的测量误差，提高测量的准确度。收池之间的差异引起的测量误差，提高测量的准确度。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用（2）双波长吸光光度法的应用）双波长吸光光度法的应用* 混混浊浊试试液液中中组组分分测测定定 ：一一般般选选择择待待测测组组分分的的最最大大吸吸收收波波长长为为测测量量波波长长(l)，选选择择与与其其相相近近而而两两波波长长相相差差在在4060 nm范范围围内内且且有较大的有较大的A值的波长为参比波长。值的波长为参比波长。* 单单组组分分的的测测定定 ：进进行行单单组组分分的的测测定定，以以络络合合物物吸吸收收峰峰作作测测量量

73、波波长长，参参比比波波长长的的选选择择有有：以以等等吸吸收收点点为为参参比比波波长长; 以以有有色色络络合合物物吸吸收收曲曲线线下下端端的的某某一一波波长长作作为为参参比比波波长长；以显色剂的吸收峰为参比波长。以显色剂的吸收峰为参比波长。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用* 两组分共存时的分别测定两组分共存时的分别测定：当两种组分的吸当两种组分的吸收光谱有重叠时，要测定其中一个组分就必收光谱有重叠时，要测定其中一个组分就必须消除另一组分的光吸收。对于相互干扰的须消除另一组分的光吸收。对于相互干扰的双组分体系，它们的吸收光谱重叠，选择参双组分体系，它们的吸收光谱

74、重叠，选择参比波长和测定波长的条件是比波长和测定波长的条件是:待测组分在两波待测组分在两波长处的吸光度之差长处的吸光度之差A要足够大，干扰组分在要足够大，干扰组分在两波长处的吸光度应相等，这样用双波长法两波长处的吸光度应相等，这样用双波长法测得的吸光度差只与待测组分的浓度成线性测得的吸光度差只与待测组分的浓度成线性关系，与干扰组分无关，从而消除了干扰关系，与干扰组分无关，从而消除了干扰。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用 测定苯酚测定苯酚(X)与与2，4，6-三氯苯酚三氯苯酚(Y)混混合物中的苯酚时就可用合物中的苯酚时就可用这种方法。当选择这种方法。当选择2为

75、为测量波长，三氯苯酚在测量波长，三氯苯酚在此波长处也有较大吸收，此波长处也有较大吸收，产生干扰。选择波长产生干扰。选择波长1或或1（等吸收点）作（等吸收点）作为参比波长，则可以消为参比波长，则可以消除三氯苯酚对苯酚测定除三氯苯酚对苯酚测定的干扰。的干扰。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用3 弱酸和弱碱解离常数的测定弱酸和弱碱解离常数的测定 HB=H+B-7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用4 络合物组成的测定络合物组成的测定（1）饱和法）饱和法(又称摩尔比法又称摩尔比法) 固定一种组分固定一种组分(通常是金通常是金属离子属离子M

76、)的浓度，改变络合的浓度，改变络合剂剂(R)的浓度，得到一系列的浓度，得到一系列R/M比值不同的溶液，比值不同的溶液，并配制相应的试剂空白作并配制相应的试剂空白作参比液，分别测定其吸光度。参比液，分别测定其吸光度。以吸光度以吸光度A为纵坐标，为纵坐标，R/M为横坐标作图。为横坐标作图。7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用（2）连续变化法）连续变化法(又称等摩尔系列法又称等摩尔系列法) cM+cR=c，改变，改变cM和和cR的相对量，的相对量，配制一系列溶液，在有色络合物配制一系列溶液，在有色络合物的最大吸收波长处测量这一系列的最大吸收波长处测量这一系列溶液的吸光度。当溶液中络合物溶液的吸光度。当溶液中络合物MRn浓度最大时，浓度最大时，cR/cM比值为比值为n。当当cM/c为时，络合比为为时，络合比为1:1；当当cM/c为，络合比为为，络合比为1:2；当当cM/c时，络合比为时，络合比为1:3。本本 章章 作作 业业p238 4 ， 5p239 11， 13