吸光光度法原理基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立

1、 2.2.準(zhǔn)確度較高準(zhǔn)確度較高 一般吸光光度法的相對誤差為一般吸光光度法的相對誤差為2-2-5%5%，其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法，但對微，其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法，但對微量成分來說，還是比較滿意的。量成分來說，還是比較滿意的。 3.3.操作簡便，測定速度快操作簡便，測定速度快 4.4.應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 幾乎可以測定所有的無機離子和有幾乎可以測定所有的無機離子和有機化合物。機化合物。一、光的基本性質(zhì)一、光的基本性質(zhì) 波長、頻率與速度之間的關(guān)系為：波長、頻率與速度之間的關(guān)系為：e=h =hc/ e=h =hc/ h h：普朗克常數(shù)，其值為：普朗克常數(shù)，其值為6.636.631010-

2、34-34jsjs二、物質(zhì)對光的選擇性吸收二、物質(zhì)對光的選擇性吸收 1.1.固體物質(zhì)固體物質(zhì) 如果物質(zhì)對各種波長的光完全吸如果物質(zhì)對各種波長的光完全吸收，則呈現(xiàn)收，則呈現(xiàn)黑色；黑色；如果完全反射，則呈現(xiàn)如果完全反射，則呈現(xiàn)白色；白色；如果對各種波長的光吸收程度差不多，則呈現(xiàn)如果對各種波長的光吸收程度差不多，則呈現(xiàn)灰灰色；色；如果物質(zhì)選擇性地吸收某些波長的光，那么，如果物質(zhì)選擇性地吸收某些波長的光，那么，這種物質(zhì)的顏色就由它所反射或透過光的顏色來這種物質(zhì)的顏色就由它所反射或透過光的顏色來決定。決定。 對溶液來說，溶液呈現(xiàn)不同的顏色，是由于溶液中對溶液來說，溶液呈現(xiàn)不同的顏色，是由于溶液中的分子或

3、離子選擇性的吸收某種顏色的光所引起的。的分子或離子選擇性的吸收某種顏色的光所引起的。如果各種顏色的光透過程度相同，這種物質(zhì)就是如果各種顏色的光透過程度相同，這種物質(zhì)就是無色無色透明的透明的。如果只讓一部分波長的光透過，其他波長的。如果只讓一部分波長的光透過，其他波長的光被吸收，則溶液就呈現(xiàn)的是與它吸收的光成互補色光被吸收，則溶液就呈現(xiàn)的是與它吸收的光成互補色的顏色。的顏色。（三）吸收曲線（吸收光譜）三）吸收曲線（吸收光譜） 以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到的一條吸光度隨波長變化的曲線。的一條吸光度隨波長變化的曲線。 kmnokmno4 4溶液的吸

4、收曲線溶液的吸收曲線 濃度濃度: abcd: abcd 一、朗伯一、朗伯- -比耳定律比耳定律（一）朗伯（一）朗伯- -比耳定律的推導(dǎo)比耳定律的推導(dǎo) 使用條件：使用條件： 1. 1.平行單色光平行單色光 2. 2.垂直照射垂直照射 3. 3.均勻、非散射的介質(zhì)（固體、液體或氣體）均勻、非散射的介質(zhì)（固體、液體或氣體） i i0 0：入射光的強度；：入射光的強度；i ia a：吸收光的強度；：吸收光的強度； i it t：透過光的強度；：透過光的強度；i ir r：反射光的強度：反射光的強度 i i0 0i ir r+i+ia a+i+it t logilogi0 0/i=kbc /i=kbc

5、令：令：a=logia=logi0 0/i /i a=kbca=kbc a a：吸光度，：吸光度， k k：比例常數(shù)：比例常數(shù) i/ii/i0 0：為透光率，用：為透光率，用t t表示。表示。 a=lg1/ta=lg1/t（二）吸收系數(shù)和桑德爾靈敏度（二）吸收系數(shù)和桑德爾靈敏度 1.1.吸收系數(shù)吸收系數(shù) (1) (1) 吸收系數(shù)吸收系數(shù)a a c c的單位為的單位為g/lg/l，b b的單位為的單位為cmcm時時,k,k用用a a表示，稱表示，稱為吸收系數(shù)，其單位為為吸收系數(shù)，其單位為l/gcml/gcm，這時朗伯，這時朗伯- -比耳定比耳定律變?yōu)椋郝勺優(yōu)椋?a aabcabc (2) (2)

6、 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù) c c的單位為的單位為mol/lmol/l，b b的單位為的單位為cmcm，表示，稱表示，稱為摩爾吸收系數(shù)，其單位為為摩爾吸收系數(shù)，其單位為l/molcml/molcm。 a abc bc mmbcmbcms33610001. 0101010001 2. 桑德爾靈敏度桑德爾靈敏度（gcmgcm-2-2） 定義：當(dāng)光度儀器的檢測極限為定義：當(dāng)光度儀器的檢測極限為a=0.001a=0.001時，時，單位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低單位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量。質(zhì)量。3.3.標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線 繪制：繪制：配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定配制一系

7、列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下進(jìn)行測定。然后以吸光度為縱坐標(biāo)，以濃度條件下進(jìn)行測定。然后以吸光度為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)作圖。為橫坐標(biāo)作圖。 應(yīng)用：應(yīng)用：曲線的斜率為曲線的斜率為bb，由此可得到摩爾吸收系，由此可得到摩爾吸收系數(shù)數(shù)；也可根據(jù)未知液的；也可根據(jù)未知液的a ax x, ,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃度知液的濃度c cx x。二、引起偏離朗伯二、引起偏離朗伯- -比耳定律的原因比耳定律的原因( (一一) )物理因素物理因素1.1.單色光不純所引起的偏離單色光不純所引起的偏離2.2.非平行入射光引起的偏離非平行入射光引起的偏離 3 3介質(zhì)不均勻性引起的偏離介質(zhì)不均勻

8、性引起的偏離（二）化學(xué)因素（二）化學(xué)因素1 1溶液濃度過高引起的偏離溶液濃度過高引起的偏離 當(dāng)溶液濃度較高時，吸光物質(zhì)的分子或離子當(dāng)溶液濃度較高時，吸光物質(zhì)的分子或離子間的平均距離減小，從而改變物質(zhì)對光的吸收能間的平均距離減小，從而改變物質(zhì)對光的吸收能力。濃度增加，相互作用增強，導(dǎo)致在高濃度范力。濃度增加，相互作用增強，導(dǎo)致在高濃度范圍內(nèi)摩爾吸收系數(shù)不恒定而使吸光度與濃度之間圍內(nèi)摩爾吸收系數(shù)不恒定而使吸光度與濃度之間的線性關(guān)系被破壞。的線性關(guān)系被破壞。2. 2. 化學(xué)變化所引起的偏離化學(xué)變化所引起的偏離 溶液中吸光物質(zhì)常因解離、締合、形成新的化溶液中吸光物質(zhì)常因解離、締合、形成新的化合物或在光

9、照射下發(fā)生互變異構(gòu)等，從而破壞了合物或在光照射下發(fā)生互變異構(gòu)等，從而破壞了平衡濃度與分析濃度之間的正比關(guān)系。平衡濃度與分析濃度之間的正比關(guān)系。一、基本部件一、基本部件 光源光源 單色器（分光系統(tǒng)）單色器（分光系統(tǒng)） 吸收池吸收池 檢測系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)和 信號顯示系統(tǒng)信號顯示系統(tǒng) （一）光源（一）光源 常用的光源為常用的光源為6-126-12伏伏低壓鎢絲燈，光源具有足夠低壓鎢絲燈，光源具有足夠的強度和穩(wěn)定性。的強度和穩(wěn)定性。 （二）（二）單色器單色器（分光系統(tǒng)）（分光系統(tǒng)） 單色器由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、聚焦鏡單色器由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、聚焦鏡和出射縫組成。和出射縫組成。（三）（三）

10、吸收池吸收池（比色皿）（比色皿） 比色皿為長方形，也有圓柱形的。一般厚度為比色皿為長方形，也有圓柱形的。一般厚度為0.50.5、1 1、2 2和和3 3厘米。厘米。（四）（四）檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)( (又叫光電轉(zhuǎn)化器又叫光電轉(zhuǎn)化器) ) 常用的是硒光電池，對于波長為常用的是硒光電池，對于波長為500-600nm500-600nm的光的光線最靈敏。而對紫外線，紅外線則不能應(yīng)用。線最靈敏。而對紫外線，紅外線則不能應(yīng)用。 光電管和光電倍增管用于較精密的分光光度計中。光電管和光電倍增管用于較精密的分光光度計中。具有靈敏度高、光敏范圍廣及不易疲勞等特點。具有靈敏度高、光敏范圍廣及不易疲勞等特點。 （五）信號

11、顯示系統(tǒng)（五）信號顯示系統(tǒng) 現(xiàn)代分光光度計采用數(shù)字電壓表、函數(shù)記錄儀、現(xiàn)代分光光度計采用數(shù)字電壓表、函數(shù)記錄儀、示波器及數(shù)據(jù)處理臺等。示波器及數(shù)據(jù)處理臺等。二、吸光度的測量原理二、吸光度的測量原理 通過轉(zhuǎn)換器將測得的電流或電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的吸通過轉(zhuǎn)換器將測得的電流或電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的吸光度光度a a。測定步驟：測定步驟： 1 1調(diào)節(jié)檢測器零點，即儀器的機械零點。調(diào)節(jié)檢測器零點，即儀器的機械零點。 2 2應(yīng)用不含待測組分的參比溶液調(diào)節(jié)吸光零點。應(yīng)用不含待測組分的參比溶液調(diào)節(jié)吸光零點。 3. 3. 待測組分吸光度的測定。待測組分吸光度的測定。三、分光光度計的類型（三、分光光度計的類型（721721、7

12、22722、751751型）型）( (一一) )單光束分光光度計單光束分光光度計 原理：原理：由光源由光源( (鎢絲燈或氫燈鎢絲燈或氫燈) )發(fā)出的光線由反射發(fā)出的光線由反射鏡反射，使光線經(jīng)狹縫的下半部，經(jīng)準(zhǔn)光鏡進(jìn)入單鏡反射，使光線經(jīng)狹縫的下半部，經(jīng)準(zhǔn)光鏡進(jìn)入單色器棱鏡色散底，由準(zhǔn)光鏡將光聚焦于狹縫上半部色器棱鏡色散底，由準(zhǔn)光鏡將光聚焦于狹縫上半部而射出，經(jīng)液槽照射于光電管上。而射出，經(jīng)液槽照射于光電管上。( (二二) )雙光束分光光度計雙光束分光光度計 一、顯色反應(yīng)及其條件的選擇一、顯色反應(yīng)及其條件的選擇（一）顯色反應(yīng)和顯色劑（一）顯色反應(yīng)和顯色劑 1.1.顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 將試樣中被測組分

13、轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)。將試樣中被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)。 顯色反應(yīng)：絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)顯色反應(yīng)：絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)(1) (1) 選擇性要好選擇性要好(2)(2)靈敏度要高靈敏度要高(3)(3)對比度要大對比度要大(4)(4)有色化合物的組成要恒定有色化合物的組成要恒定, ,化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定(5)(5)顯色反應(yīng)的條件要易于控制。顯色反應(yīng)的條件要易于控制。2.2.顯色劑顯色劑(1)(1)無機顯色劑無機顯色劑(2)(2)有機顯色劑有機顯色劑 （二）顯色反應(yīng)條件的選擇（二）顯色反應(yīng)條件的選擇 1.1.顯色劑的用量顯色劑的用量 m + r = mrm + r = mr (

14、(被測組分被測組分) () (顯色劑顯色劑) () (有色化合物有色化合物) )2.2.溶液的酸度溶液的酸度 (1)(1)酸度對被測物質(zhì)存在狀態(tài)的影響酸度對被測物質(zhì)存在狀態(tài)的影響 (2) (2) 酸度對顯色劑濃度和顏色的影響酸度對顯色劑濃度和顏色的影響 (3)(3)對絡(luò)合物組成和顏色的影響對絡(luò)合物組成和顏色的影響 3.3.時間和溫度時間和溫度 4.4.有機溶劑和表面活性劑有機溶劑和表面活性劑 （1 1）溶劑影響絡(luò)合物的離解度）溶劑影響絡(luò)合物的離解度 （2 2）溶劑改變絡(luò)合物顏色）溶劑改變絡(luò)合物顏色 （3 3）溶劑影響顯色反應(yīng)的速度）溶劑影響顯色反應(yīng)的速度 5.5.共存離子的干擾及消除共存離子的

15、干擾及消除 （1 1）控制酸度）控制酸度（2 2）加入掩蔽劑）加入掩蔽劑（3 3）采用萃取光度法）采用萃取光度法 （4 4）在不同波長下測定兩種顯色配合物的吸光度）在不同波長下測定兩種顯色配合物的吸光度, ,對它們進(jìn)行同時測定。對它們進(jìn)行同時測定。（5 5）尋找新的顯色反應(yīng)）尋找新的顯色反應(yīng) （6 6） 分離干擾離子分離干擾離子 此外，還可以通過選擇適當(dāng)?shù)臏y量條件，消除此外，還可以通過選擇適當(dāng)?shù)臏y量條件，消除干擾離子的影響。干擾離子的影響。 二、吸光光度法的測量誤差及測量條件的選擇二、吸光光度法的測量誤差及測量條件的選擇 （一）儀器測量誤差（一）儀器測量誤差 主要是指光源的發(fā)光強度不穩(wěn)定，光電

16、效應(yīng)主要是指光源的發(fā)光強度不穩(wěn)定，光電效應(yīng)的非線性，電位計的非線性、雜散光的影響、濾的非線性，電位計的非線性、雜散光的影響、濾光片或單色器的質(zhì)量差光片或單色器的質(zhì)量差( (譜帶過寬譜帶過寬) )，比色皿的透，比色皿的透光率不一致，透光率與吸光度的標(biāo)尺不準(zhǔn)等因素。光率不一致，透光率與吸光度的標(biāo)尺不準(zhǔn)等因素。 透射比讀數(shù)誤差透射比讀數(shù)誤差tt（絕對誤差）與（絕對誤差）與t t本身大本身大小無關(guān)，對于一臺給定儀器基本上是常數(shù)，一般小無關(guān)，對于一臺給定儀器基本上是常數(shù)，一般在在0.002-0.010.002-0.01之間，僅與儀器本身的精度有關(guān)之間，僅與儀器本身的精度有關(guān)bctaln434. 0tbc

17、ln434. 0tdtbdc434. 0ttdtttdtcdcerlg434. 0ln。，aetttttdtttttdtcdc小濃度測量的相對誤差最時即吸光度故令434. 0,368. 001ln)ln()ln1 ()ln()ln()(122 （二）測量條件的選擇（二）測量條件的選擇 1.1.測量波長的選擇測量波長的選擇 “吸收最大，干擾最少吸收最大，干擾最少 ” ”原則原則 2.2.吸光度范圍的控制吸光度范圍的控制 吸光度在吸光度在0.15-0.800.15-0.80之間之間 3.3.參比溶液的選擇參比溶液的選擇 （1 1）當(dāng)試液、試劑、顯色劑均無色時，可用）當(dāng)試液、試劑、顯色劑均無色時，可

18、用蒸餾蒸餾水水作參比液。作參比液。（2 2）試劑和顯色劑均無色時，而樣品溶液中其他離）試劑和顯色劑均無色時，而樣品溶液中其他離子有色時，應(yīng)采用子有色時，應(yīng)采用不加顯色劑的樣品溶液不加顯色劑的樣品溶液作參比液。作參比液。（3 3）試劑和顯色劑均有顏色時，可將一份試液加入）試劑和顯色劑均有顏色時，可將一份試液加入適當(dāng)掩蔽劑，將被測組分掩蔽起來，使之不再與顯適當(dāng)掩蔽劑，將被測組分掩蔽起來，使之不再與顯色劑作用，然后把顯色劑、試劑均按操作手續(xù)加入，色劑作用，然后把顯色劑、試劑均按操作手續(xù)加入，以此做參比溶液。以此做參比溶液。 一、定量分析一、定量分析（一）單組分的測定（一）單組分的測定1.1.一般方法

19、一般方法 a-ca-c標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法2.2.示差法：以濃度比試液示差法：以濃度比試液c cx x稍小的標(biāo)準(zhǔn)溶液稍小的標(biāo)準(zhǔn)溶液c cs s作參作參比，然后再測定試液的吸光度。比，然后再測定試液的吸光度。 a as s=-lgt=-lgts s=bc=bcs s a ax x=-lgt=-lgtx x=bc=bcx x 實際測得吸光度實際測得吸光度a af f為為 a af f=a=ax x-a-as s=b(c=b(cx x-c-cs s)=bc )=bc c cx x=c=cs s+c+c 示差法相對普通光度法提高測量準(zhǔn)確度的原因示差法相對普通光度法提高測量準(zhǔn)確度的原因是擴展了讀數(shù)標(biāo)尺。

20、是擴展了讀數(shù)標(biāo)尺。 yyxxyxyyxxyxbcbcaaabcbcaaa2222211111,( (二二) )多組分的同時測定多組分的同時測定 同時測定一種試樣中的多種組分的基礎(chǔ)是吸同時測定一種試樣中的多種組分的基礎(chǔ)是吸光度具有光度具有加合性加合性，即總吸光度為各個組分吸光度，即總吸光度為各個組分吸光度的總和。的總和。二、絡(luò)合物組成和酸堿離解常數(shù)的測定二、絡(luò)合物組成和酸堿離解常數(shù)的測定（一）絡(luò)合物組成的測定（一）絡(luò)合物組成的測定 1. 1. 摩爾比法摩爾比法 設(shè)絡(luò)合反應(yīng)為設(shè)絡(luò)合反應(yīng)為 m + nrm + nrmrnmrn 固定金屬離子固定金屬離子m m的濃度，逐漸增加絡(luò)合劑的濃的濃度，逐漸增加絡(luò)合劑的濃度。得到度。得到rrmm為為1 1，2 2，33的一系列溶液的一系列溶液測定其吸光度，繪制曲線，用作圖法求得絡(luò)合比。測定其吸光度，繪制曲線，用作圖法求得絡(luò)合比。2.2.等摩爾連續(xù)變化法等摩爾連續(xù)變化法 保持溶液中保持溶液中c cm m+c+cr r為常為常數(shù)，連續(xù)改變數(shù)，連續(xù)改變c cr r/c/cm m配制出配制出一系列溶液。分別測量吸一系列溶液。分別