光的吸收定律光的吸收定律 一、透光率和吸光度一、透光率和吸光度 二、二、Lambert-BeerLambert-Beer定律定律 三三 偏离偏离Lambert-BeerLambert-Beer定律的原因定律的原因一、透光率和吸光度 当一束单色光通过均匀的溶液当一束单色光通过均匀的溶液时，光的一部分被吸收，一部分透时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面反过溶液，还有一部分被器皿表面反射。设入射光强度为射。设入射光强度为I I0 0, ,吸收光强吸收光强度为度为 ，透射光强度为，透射光强度为I It t，反射光，反射光强度为强度为I Ir r，则：，则： 在分光光度法中，通常将在分光光度法中，通常将被测溶液和参比溶液分别置于两个被测溶液和参比溶液分别置于两个材料和厚度的吸收池中，因此上式材料和厚度的吸收池中，因此上式可简化为：可简化为： 透射光的强度透射光的强度I It t与入射光强度与入射光强度I I0 0之比称为透光率，用之比称为透光率，用T T表示：表示： 透光率越大，溶液对光的吸收越透光率越大，溶液对光的吸收越少；反之，透光率越小，溶液对光少；反之，透光率越小，溶液对光的吸收越多。的吸收越多。 透光率的负对数称为吸光度，用透光率的负对数称为吸光度，用A A表示。表示。A A越大，溶液对光的吸收越越大，溶液对光的吸收越多。多。 二、二、Lambert-BeerLambert-Beer定律定律(1)Lambert(1)Lambert定律定律适用条件：适用条件：对所有的均匀介质对所有的均匀介质( (即低浓度即低浓度 溶液）都适用溶液）都适用测定条件：在浓度一定的条件下测定条件：在浓度一定的条件下关系式为：关系式为： b: b: 液层厚度；液层厚度；k1k1：比例系数，：比例系数，（2）Beer定律定律适用条件：适用条件：仅适用于单色光仅适用于单色光测定条件：在液层厚度一定的条件下测定条件：在液层厚度一定的条件下关系式为：关系式为： A=kA=k2 2C C c: c:物质的量浓度；物质的量浓度；k k2 2：它与被测物质：它与被测物质的性质、入射光的波长、溶剂、液层的性质、入射光的波长、溶剂、液层厚度及温度有关。等有关的常数。厚度及温度有关。等有关的常数。（3 3） Lambert-Beer Lambert-Beer定律定律 当一适当波长的单色光通过溶液时，若液当一适当波长的单色光通过溶液时，若液层厚度一定，则吸光度与溶液浓度成正比，层厚度一定，则吸光度与溶液浓度成正比，并且与吸光物质种类、溶剂、入射光波长、并且与吸光物质种类、溶剂、入射光波长、液层厚度和溶液温度有关，且对所有的均液层厚度和溶液温度有关，且对所有的均匀介质（即低浓度溶液）和单色光都适用。匀介质（即低浓度溶液）和单色光都适用。 b b的单位为的单位为cm, ccm, c为物质的量浓度（为物质的量浓度（molLmolL-1-1） 为摩尔吸光系数，单位为为摩尔吸光系数，单位为LmolLmol-1-1cmcm-1-1。 如果溶液中存在两种或两种以上对光如果溶液中存在两种或两种以上对光有吸收的物质，在同一波长下只要共存物质有吸收的物质，在同一波长下只要共存物质不互相影响，即不因共存物的存在而改变本不互相影响，即不因共存物的存在而改变本身的吸光系数，则吸光度是各共存物质吸光身的吸光系数，则吸光度是各共存物质吸光度之和，即：度之和，即： 式中式中A A为总吸光度，为总吸光度，A Aa a、A Ab b、A Ac c.为溶液中共存物质各组分为溶液中共存物质各组分a a、b b、cc等的吸等的吸光度。光度。例：已知某化合物的相对分子质量为例：已知某化合物的相对分子质量为251251，将此，将此化合物用乙醇作溶剂配制成浓度为化合物用乙醇作溶剂配制成浓度为0.150mmolL0.150mmolL1 1的溶液，在的溶液，在480nm480nm波长处用波长处用2.00cm2.00cm吸收池测得透光率为吸收池测得透光率为39.839.8，求该化，求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数合物在上述条件下的摩尔吸光系数及质量及质量吸光系数吸光系数 。解：由解：由Lambert-BeerLambert-Beer定律可得定律可得 已知已知c=0.15010c=0.15010-3-3molLmolL1 1，b=2.00cmb=2.00cm，T=0.398T=0.398代入代入三三 偏离偏离Lambert-BeerLambert-Beer定律的原因定律的原因 根据根据 Lambert-Beer 定律，以定律，以 A 为为纵坐纵坐标，以标，以 cB或或B 为横坐标作图，应得到一条为横坐标作图，应得到一条通过原点的直线。通过原点的直线。 但在实际测定中，常会出现标准曲线但在实际测定中，常会出现标准曲线偏离直线的现象，曲线向上或向下发生弯偏离直线的现象，曲线向上或向下发生弯曲，这种现象称为曲，这种现象称为偏离偏离 Lambert-Beer 定定律律。标准曲线的偏离标准曲线的偏离 引起偏离引起偏离 Lambert-Beer 定律的原因有物理因定律的原因有物理因素和化学因素两大类。素和化学因素两大类。（一）物理因素引起的偏离（一）物理因素引起的偏离1. 1. 非单色光引起的偏离非单色光引起的偏离 假设入射光仅由波长为假设入射光仅由波长为 和和 的两种单色的两种单色 光组成，光组成， 其强度分别为其强度分别为 I01 和和 I02 ，当通过浓度，当通过浓度 为为cB，厚度为，厚度为d 的吸光物质溶液后，透射光的强的吸光物质溶液后，透射光的强 度分别为度分别为 I1 和和 I2。对波长为对波长为 的单色光的单色光：对波长为对波长为 的单色光：的单色光：实际测定时，只能测得它们的总吸光度实际测定时，只能测得它们的总吸光度 A总总。由于总入射光强度为由于总入射光强度为 I01I02，总透射光强度，总透射光强度为为 I1I2 ，故：，故：若若 ，则有：，则有： 2. 非平行入射光引起的偏离非平行入射光引起的偏离 若入射光束为非平行光，就不能保证光束若入射光束为非平行光，就不能保证光束全部垂直通过吸收池，可能导致光束通过吸收全部垂直通过吸收池，可能导致光束通过吸收池的实际平均光程大于吸收池的厚度，使实际池的实际平均光程大于吸收池的厚度，使实际测得的吸光度大于理论值，从而导致与测得的吸光度大于理论值，从而导致与Beer 定律产生正偏离。定律产生正偏离。 3. 3. 介质不均匀引起的偏离介质不均匀引起的偏离 若溶液中生成溶胶或发生浑浊，当入射光若溶液中生成溶胶或发生浑浊，当入射光通过该溶液时，除一部分被吸光物质吸收外，通过该溶液时，除一部分被吸光物质吸收外，还有一部分被溶胶粒子和粗分散粒子散射而损还有一部分被溶胶粒子和粗分散粒子散射而损失，使透光率减小，实测的吸光度偏高，从而失，使透光率减小，实测的吸光度偏高，从而对对 Lambert-Beer 定律产生正偏离。定律产生正偏离。1. 1. 溶液浓度过高引起的偏离溶液浓度过高引起的偏离 若吸光物质溶液的浓度较高时，吸光粒子之若吸光物质溶液的浓度较高时，吸光粒子之间的相互作用较强，改变了间的相互作用较强，改变了吸光吸光粒子对光的吸收粒子对光的吸收能力，使溶液的吸光度与溶液浓度之间的线性关能力，使溶液的吸光度与溶液浓度之间的线性关系发生了偏离。系发生了偏离。2. 化学反应引起的偏离化学反应引起的偏离 Lambert-Beer 定律中的浓度是指吸光物质的定律中的浓度是指吸光物质的平衡浓度，而在实际工作中常用吸光物质的分析平衡浓度，而在实际工作中常用吸光物质的分析浓度来代替。当吸光物质的平衡浓度等于其分析浓度来代替。当吸光物质的平衡浓度等于其分析浓度或与分析浓度成正比时，浓度或与分析浓度成正比时，A 与与 cB的关系服从的关系服从Lambert-Beer 定律。定律。（二）化学因素引起的偏离（二）化学因素引起的偏离 被测吸光物质在溶液中常发生缔被测吸光物质在溶液中常发生缔合、解离、互变异构、逐级配位等反应，合、解离、互变异构、逐级配位等反应，形成新的化合物而改变了其平衡浓度与形成新的化合物而改变了其平衡浓度与分析浓度之间的正比关系，从而导致偏分析浓度之间的正比关系，从而导致偏离离 Lambert-Beer 定律。定律。