水分析化學課件PPT課件

1、1物質(zhì)為何？光強度的I =f(c)怎樣測量光的(I ) ？如何獲得？第1頁/共47頁21 電磁波譜2 物質(zhì)對光的吸收3 溶液的吸光定律4 郎伯-比爾定律適用范圍第2頁/共47頁3 射射線線x射射線線紫紫外外光光紅紅外外光光微微波波無無線線電電波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 見見 光光10nm200nm200nm 380nm380nm 780nm780 nm 2.5 m2.5 m 50 m50 m 300 m第3頁/共47頁4藍藍黃黃紫紅紫紅綠綠紫紫黃綠黃綠綠藍綠藍橙橙紅紅藍綠藍綠第4頁/共47頁黑體物體呈現(xiàn)其互

2、補光顏色 入射光入射光 I0透射光透射光 It第5頁/共47頁6藍綠藍綠KMnO4第6頁/共47頁7第7頁/共47頁8物質(zhì)對光選擇吸收的實質(zhì)：核外電子能級吸收能量與其能級差相匹配hchEEE02h S2S1S0S3E2E0E1E3h h h 第8頁/共47頁9吸收光譜 Absorption SpectrumS2S1S0S3h E2E0E1E3S2S1S0h A h h h 帶狀光譜帶狀光譜 A第9頁/共47頁紫外-可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的分子結(jié)構(gòu)中必須有共軛鍵或雜原子（生色團和助色團）第10頁/共47頁11300400500600700 /nm350525 545Cr2O72-MnO4-1.00.8

3、0.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的特征的特征吸收光譜吸收光譜第11頁/共47頁12ABA )(maxA)(maxBA C增增大大 0第12頁/共47頁13透透光率光率 （透射比）（透射比）Transmittance透光率定義：透光率定義：0IITt入射光入射光 I0透射光透射光 It第13頁/共47頁14CLIIAt0lgCLATlgCLtIIT100入射光入射光 I0透射光透射光 ItLC或第14頁/共47頁15吸光度與透光率的關(guān)系A(chǔ)CLTlgT ： 透光率透光率A： 吸光度吸光度1.00.50ACA100500T %TCLAT1010T = 0.0 %

4、A = T = 100.0 %A = 0.0A = 0.434T = 36.8 %吸光度適宜的取值范圍：吸光度適宜的取值范圍：0.20.8第15頁/共47頁16吸光系數(shù)CLA ：比例常數(shù)入射光波長入射光波長物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)溫度溫度取值與濃度的單位相關(guān)取值與濃度的單位相關(guān)c：mol / L摩爾吸收系數(shù)，摩爾吸收系數(shù)， L mol 1 cm -1c：g / L質(zhì)量吸收系數(shù)，質(zhì)量吸收系數(shù)， L g 1 cm -1CLAaCLA aMM為摩爾質(zhì)量 越大越大, 靈敏度越高靈敏度越高: 105為高靈敏度為高靈敏度.第16頁/共47頁17雙硫腙法測定雙硫腙法測定Pb2+，濃度為，濃度為0.080mg/5

5、0ml 的的Pb2+溶液，用溶液，用2cm的比的比色皿于色皿于520nm處測得吸光度處測得吸光度=0.28。求摩。求摩爾吸收系數(shù)。爾吸收系數(shù)。例：例：Pb2+= 0.080 x 10-3 / 50 x 10-3 x 207 = 7.7 x 10-6mol /L 520= A / LC=0.28 / 2x7.7x10-6= 1.8x104 L /（mol.cm）CLA第17頁/共47頁18iiiiiiiiCLLCAA第18頁/共47頁第19頁/共47頁20 朗伯比爾定律的局限性 定律本身的局限性： 只適于稀溶液0.01mol/L 高濃度時：分子間距減小、相鄰粒子的電荷分布變化等引起 化學偏離：被

6、，產(chǎn)生不同的吸收光譜 儀器偏離：引起AC吸收定律偏離第20頁/共47頁21應選用應選用測定，此時測定，此時AMLML2ML3 1AC(M)ML3ML2ML第21頁/共47頁22A CL工作曲線法工作曲線法(校準曲線校準曲線) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 c(mg/mL)A。 。 。 。*0.800.600.400.200.00Axcx第22頁/共47頁23吸光度的測量CLIIAt0lg001221=lg =lg =-=lgIIIAAAAAIII參參參參比比液液比比試試試試液液實際上是以通過參比液實際上是以通過參比液的光強作為的光強作為入射光強入射光強I0第23頁/共47頁24參比溶液的

7、選擇種種類類第24頁/共47頁258. 2 比色法和分光光度法第25頁/共47頁26第26頁/共47頁271）目視比色法）目視比色法特點特點利用眼睛比較被測樣品利用眼睛比較被測樣品與標準系列顏色的深淺與標準系列顏色的深淺利用利用復合光復合光（太陽光）（太陽光）測量的是測量的是透過光透過光的強度的強度準確度低準確度低,用于限界分析用于限界分析不可分辨多組分不可分辨多組分方法簡便，靈敏度高方法簡便，靈敏度高標準系列標準系列未知樣品未知樣品觀察方向觀察方向第27頁/共47頁28光電比色計結(jié)構(gòu)示意圖光電比色計結(jié)構(gòu)示意圖第28頁/共47頁290.575光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器顯示顯示

8、2 分光光度法特點：（特點：（1）可連續(xù)分出純度較高的單色光）可連續(xù)分出純度較高的單色光 （2）精確，可選擇最大吸收波長）精確，可選擇最大吸收波長 （3）應用范圍可擴展到紫外光和紅外光區(qū)，對應）應用范圍可擴展到紫外光和紅外光區(qū)，對應稱為紫外分光光度計、紅外分光光度計稱為紫外分光光度計、紅外分光光度計 （4）可進行多組分的測定）可進行多組分的測定第29頁/共47頁30單波長單光束分光光度計：輪流電源波動0.575光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器顯示顯示第30頁/共47頁31單波長雙光束分光光度計光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器顯示顯示光束分裂器光束分裂器第31頁/共47頁

9、32雙波長分光光度計21AXY21AAA）（yxyxAAAA2211)(yyAA21xxAAA21xxxbCA）（21光源單色器單色器檢測器切光器狹縫吸收池第32頁/共47頁33光源光源單色器單色器第33頁/共47頁34氙燈氙燈氘燈氘燈鎢燈鎢燈第34頁/共47頁35入射狹縫入射狹縫準直透鏡準直透鏡棱鏡棱鏡聚焦透鏡聚焦透鏡出射狹縫出射狹縫白光白光紅紅紫紫1 12 2800 600 500400第35頁/共47頁36在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的條痕條痕(600、1200、2400條條/mm )。 利用光通過光柵時發(fā)生利用光通過光柵時發(fā)生現(xiàn)象而分光?，F(xiàn)象而分光。波長范

10、圍寬波長范圍寬, , 色散均勻色散均勻, ,分辨性能好分辨性能好, , 使用方便使用方便. .平面透射光柵平面透射光柵反射光柵反射光柵光柵衍射示意圖光柵衍射示意圖M1M2出出射射狹狹縫縫光屏光屏透透鏡鏡平面透平面透射光柵射光柵第36頁/共47頁37用于盛放分析試樣（對液體試液） 要求：，為減少光的損失，吸收池的光學面必須完全光束方向。 紫外光區(qū)：石英吸收池 可見光區(qū)：石英或玻璃吸收池 測定注意事項：因為吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分析結(jié)果都有影響。 使用前后都應將吸收池洗凈， 已匹配好的吸收池第37頁/共47頁38160-700 nm第38頁/共47頁39第39頁/共

11、47頁1、波長校正：利用光源中的穩(wěn)定線光譜或有穩(wěn)定亮線的外部光源，把光束導入光路進行校正。如氘燈的486.02和656.10nm譜線進行校正。 或者測定已知光譜樣品的光譜，與標準光譜對照進行校正，如譜釹濾光片。一些紫外-可見光分光光度計具有自動校正程序。2、吸光度校正:一般常用堿性重鉻酸鉀標準溶液進行吸光度校正，測定的數(shù)值與標準吸光度表比較。3、比色皿校正：第40頁/共47頁有些比色皿上印有方向標志，使用時必須注意。校正無方向標志的比色皿時，要先確定方向并作好標志，以減少測定誤差。測定同一溶液時，同組比色皿之間吸光度相差應小于校正比色皿的時，應將注入皿中，以其中，測定其它比色皿的吸光度。測定比色液時，應將其吸光度比色皿的吸光度（）校正比色皿時，可將吸光度約為0.4的溶液注入皿中，測定其吸光度，以具有的比色皿的吸光度與之比較，以標準比色皿的吸光度為基準，分別求出其與各待校正比色皿的吸光度測定值的比值。測定比色液時，可將所測得的吸光度乘以各該比值第41頁/共47頁424 722型可見光分光光度計鎢鹵素燈鎢鹵素燈12V、30W330800nm光柵，光柵，1200線線/mm端窗式端窗式G1030光電管光電管 多堿陰極真空管多堿陰極真空管 300850nm6nm2nm 儀器波長指示器所顯示的波長值與儀儀器波長指示器所顯示的波長值與儀器器對應輸出的實際波長值之間的符合程對應輸出