1 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.5 吸光度测量条件的选择 15.4 显色反应和显色条件的选择 15.3 分光光度计 15.2 光吸收定律 15.1 吸光光度法概述 15.6 吸光光度光法的应用 2 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.1 吸光光度法概述 利用溶液颜色的深浅来测定溶液中有色物质 的浓度，这种测定方法称为比色分析法。 用分光光度计进行比色分析的方法称为分 光光度法。 15.1.1 光的基本性质 光具有波粒二象性，即波动性、粒子性 3 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 根据波长的不同，可分为： 紫外光区：200nm 380nm 可见光区：380nm 760nm 红外光区：760nm 300m 描述其波动性的主要参数是：波长， 频率 ，光速c。 三者间关系为： c 4 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 具有同一波长的光称为单色光。 光的粒子性：如光电效应，光的吸收和发射等 即把光看成是带有能量的微粒流，这种 微粒叫做光子或者光量子。光的能量(E)决定 于光的频率和波长： 不同波长组成的光称为复合光。(动画) 白光(如日光)是复合光，由380nm 760nm 混合而成。 5 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.1.2 物质对光的选择性吸收 溶液为什么有颜色，其实质是什么？实 验证明，溶液的颜色是由于均匀分布在溶液 中的有色化合物的质点选择性的吸收了某种 颜色的光所造成的。 两种颜色的光若按适当比例混合，可以 形成白光，这两种光称为互补色光。 光的互补 6 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 白光青蓝 青 绿 黄 橙 红 紫 蓝 动 画 如KMnO4吸收绿色光，因此KMnO4溶 液呈现紫色。 7 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.1.3 吸收曲线 一束平行单色光照射溶液时，光的一部 分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿 的表面反射。Ir It Ia Io Io = Ia + It + Ir 8 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 分光光度法中： Io = Ia + It 在吸光光度法中，测定时都是采用同 样质量的比色皿，反射光的强度基本上是 不变的，其影响可以相互抵消。 空白调零 透过光强度It与入射光强度Io之比称为透 光度或透光率。用 T 表示： 9 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 或 从上式可以看出： 溶液的透光度愈大， 说明溶液对光的吸收愈小，浓度低； 相反，透光度愈小， 说明溶液对光的吸收愈大，浓度高。 10 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 吸光度A： 若光全部透过溶液，Io= It ， A = 0 。 若光几乎全被吸收，It 0， A = 。 吸光度A也可以用来衡量溶液中吸光物 质对波长为的单色光的吸收程度，值越大 ，其吸收程度越大，透光率越小；反之亦然 11 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 将不同波长的光透过某一固定的溶液，测量 不同波长下溶液对光的吸光度，作图，图15-2 400480560640720 nm 0.4 0.8 1.2 1.6 A KMnO4 溶液的吸收曲线 D C B A A、B、C、D代表不 同浓度下的吸收曲线。 12 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 (1)同一种物质对不同波长光的吸光度不同 。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波 长max。(KMnO4的最大 = 525 nm) (2)不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形 状相似max不变。而对于不同物质，它们的 吸收曲线形状和max则不同。可作为物质定 性分析的依据之一。 吸收曲线的讨论 13 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 (3)不同浓度的同一种物质，在某一定波长 下吸光度 A 有差异，A 随浓度的增大而增大 。此特性可作为物质定量分析的依据。 (4)在max处吸光度随浓度变化的幅度最大 ，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中 选择入射光波长的重要依据。 14 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.1.4 吸光光度法的特点： 1、灵敏度高，下限为10-510-6 molL-1。适 于微量分析。 2、准确度较高，相对误差为2% 5%。 3、操作快速简便，易于掌握。 4、应用广泛。 15 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.2 溶液对光的吸收定律 实验证明：若保持入射光的波长不变， 溶液对光吸收的程度与溶液的浓度、液层厚 度有关。 15.2.1 溶液对光的吸收定律 一、朗伯定律：当 、c、T 一定时，溶液 的吸光度与液层的厚度成正比。动画 16 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 数学表达式： K1：比例常数，与、c、T有关。 b：溶液厚度 二、比尔定律 比尔定律：当 、b 和 T一定时，溶液的吸 光度与溶液的浓度成正比。动画 数学表达式： A = K2 c 17 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 三、朗伯比尔定律(同时考虑溶液浓度和 液层厚度的影响)一束平行单色光通过溶 液，当和T一定时，其吸光度与溶液的 浓度和液层厚度成正比。 数学表达式： A = K b c 适应范围广。 18 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 当c用gL-1表示，b用cm表示时，K用a表 示，称为吸光系数，其单位为 L(g.cm)-1 ， 则： 四、比例系数K 1、吸光系数a A = a b c a是吸光物质在一定的条件下的特性常 数，与本性有关，与吸光物质的浓度和液 层厚度无关。 19 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 c用molL-1表示，b用cm表示时，K用表 示，称为摩尔吸光系数，其单位为 L(mol.cm)-1。则： 2、摩尔吸光系数 A =b c 摩尔吸光系数的讨论 (1) 是吸收物质在一定波长和溶剂条件下的 特征常数，不随浓度c和液层厚度b的改变而 改变，仅与吸收物质本身的性质有关； 20 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 (2)同一吸光物质在不同波长下的值是不同 的。在最大吸收波长max处的摩尔吸光系数 ，常以max表示，表明该吸收物质最大限度 的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可 能达到的最大灵敏度。 (3)max越大表明该物质的吸光能力越强，用 光度法测定该物质的灵敏度越高。 21 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 (4)在数值上等于浓度为1molL-1、液层厚度 为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 104反应灵敏度低 104 5104反应灵敏度中 5104 105反应灵敏度超高 当 c = 1molL-1，b = 1cm 时, A = 22 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 【例】：有一浓度为1.0g/ml Fe2+的溶液，以 邻二氮菲显色后，在比色皿厚度为 2cm、波长 510nm处测得吸光度为0.380，计算( 1 )透光度 T；(2)吸光系数a；(3)摩尔吸光系数 。 解(1)T10-A10-0.3800.417 (2) (3) 23 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 2+ 24 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 注意：因为 在吸光光度 法中，b是一定的 ， A与c成正比， 但T 不与 c成正比 。 25 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 五、吸光度的加合性 A总 = Ai =1b1c1 + 2b2c2 + nbncn 总的吸光度等于各个吸光物质的吸光 度之和。或溶液的吸光度应等于溶液中各 组分的吸光度之和。(组分间没有干扰) A4 A3 A2 A1 26 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 溶液中多组分测定 27 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 15.2.2 15.2.2 对朗伯对朗伯- -比尔定律的偏离比尔定律的偏离 一、物理因素：物理因素： 1、单色光不纯，导致负偏差。 c A 标准工作曲线图 正误差 负误差 2、散射光的影响，胶 体、乳浊液或悬浊液由 于散射的作用使吸光度 增大，或入射光不是垂 直通过比色皿产生正偏 差。 28 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 二、化学因素二、化学因素 1、吸光质点的相互作用，浓度较大时，产 生负偏差， 朗伯朗伯- -比尔定律只适合于比尔定律只适合于稀溶液稀溶液 (c 12 Fe(OH)3 棕橙色 沉淀 黄色 紫红色 2 2、溶液酸度、溶液酸度，既要防止被测离子生成沉淀 ，又需防止有色配合物离解。有效的方 法是加入缓冲溶液(考虑干扰) 磺基水杨酸 37 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 5 5、溶剂、溶剂，有机溶剂会降低有色物的离解度 ，从而提高 显色反应的灵敏度。 6 6、共存干扰离子的影响及消除、共存干扰离子的影响及消除 (1)(1) 控制酸度控制酸度，使干扰离子不显色。 3 3、温度、温度，通过实验找出适宜的温度范围。 4 4、时间、时间，在颜色稳定的时间范围内进行比 色测定。 38 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录 (3)(3) 改变干扰离子价态改变干扰离子价态，测Ni2+时，Fe2+ 有 干扰，加入氧化剂， Fe2+ Fe3+ . (4)(4) 分离干扰离子分离干扰离子，用萃取、沉淀、电解、离 子交换等方法。 还可选择适当的参比溶液适当的参比溶液和入射光的波入射光的波 长长等方法来消除共存离子的干扰。 (2)(2) 加入掩蔽剂加入掩蔽剂 ，如用SCN-测定Co2+时， Fe3+有干扰，加入 F- ，Fe3+ + 6F- = FeF63- ， Fe3+ 被掩蔽。 39 无机及分析化学无机及分析化学 四川农业大学 上一页上一页下一页下一页本章目录本章目录总目录总目录