分析化學(xué) 第九章 吸光光度法

1、 吸光光度法（吸光光度法（Absorption Photometry）是一種）是一種基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立起來的一種分基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法。包括可見吸光光度法、紫外析方法。包括可見吸光光度法、紫外-可見吸光光可見吸光光度法和紅外光譜法等。度法和紅外光譜法等。 吸光光度法同滴定分析法、吸光光度法同滴定分析法、重量分析法相比，有以下一些特點(diǎn)：重量分析法相比，有以下一些特點(diǎn)： (一一)靈敏度高靈敏度高 吸光光度法測定物質(zhì)的濃度下吸光光度法測定物質(zhì)的濃度下限限(最低濃度最低濃度)一般可達(dá)一般可達(dá)1-10-3%的微量組分。對固的微量組分。對固體試樣一般可測到體試樣一般

2、可測到10-4%。如果對被測組分事先加。如果對被測組分事先加以富集，靈敏度還可以提高以富集，靈敏度還可以提高1-2個(gè)數(shù)量級。個(gè)數(shù)量級。 (二二)準(zhǔn)確度較高準(zhǔn)確度較高 一般吸光光度法的相對誤差一般吸光光度法的相對誤差為為2-5%，其準(zhǔn)確度雖不如滴定分析法及重量法，但，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，因?yàn)樵谶@種情對微量成分來說，還是比較滿意的，因?yàn)樵谶@種情況下，滴定分析法和重量法也不夠準(zhǔn)確了，甚至無況下，滴定分析法和重量法也不夠準(zhǔn)確了，甚至無法進(jìn)行測定。法進(jìn)行測定。 (三三)操作簡便，測定速度快操作簡便，測定速度快 (四四)應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 幾乎所有的無機(jī)離子和

3、有機(jī)化合幾乎所有的無機(jī)離子和有機(jī)化合物都可直接或間接地用吸光光度法進(jìn)行測定。物都可直接或間接地用吸光光度法進(jìn)行測定。一、光的基本性質(zhì)一、光的基本性質(zhì) 光是電磁波。光是電磁波。 其波長、頻率與速度之間的關(guān)其波長、頻率與速度之間的關(guān)系為：系為：E=h =hc/ h為普朗克常數(shù)，其值為為普朗克常數(shù)，其值為6.6310-34Js二、物質(zhì)對光的選擇性吸收二、物質(zhì)對光的選擇性吸收 如果我們把具有不同顏色的各種物體放置在如果我們把具有不同顏色的各種物體放置在黑暗處，則什么顏色也看不到?？梢娢镔|(zhì)呈現(xiàn)的黑暗處，則什么顏色也看不到?？梢娢镔|(zhì)呈現(xiàn)的顏色與光有著密切的關(guān)系，一種物質(zhì)呈現(xiàn)何種顏顏色與光有著密切的關(guān)系，一

4、種物質(zhì)呈現(xiàn)何種顏色，是與光的組成和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)的。色，是與光的組成和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)的。 1、 物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系 從光本身來說、有些波長的光線，作用于眼睛從光本身來說、有些波長的光線，作用于眼睛引起了顏色的感覺，我們把人眼所能看見有顏色的引起了顏色的感覺，我們把人眼所能看見有顏色的光叫做可見光，其波長范圍大約在光叫做可見光，其波長范圍大約在400-760nm之間。之間。實(shí)驗(yàn)證明：白光實(shí)驗(yàn)證明：白光(日光、白熾電燈光、日光燈光等日光、白熾電燈光、日光燈光等)是由各種不同顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合而成是由各種不同顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合而成的。的。 如

5、果讓一束白光通過三棱鏡，就分解為紅、橙、如果讓一束白光通過三棱鏡，就分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的光，這種現(xiàn)象稱為黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的光，這種現(xiàn)象稱為光的色散。每種顏色的光具有一定的波長范圍。我光的色散。每種顏色的光具有一定的波長范圍。我們把白光叫做復(fù)合光；把只具有一種顏色的光，叫們把白光叫做復(fù)合光；把只具有一種顏色的光，叫做單色光。做單色光。 實(shí)驗(yàn)還證明，不僅七種單色光可以混合成白光，實(shí)驗(yàn)還證明，不僅七種單色光可以混合成白光，如果把適當(dāng)顏色的兩種單色光按一定的強(qiáng)度比例混如果把適當(dāng)顏色的兩種單色光按一定的強(qiáng)度比例混合，也可以成為白光。這兩種單色光就叫做互補(bǔ)色。合，也可以成為

6、白光。這兩種單色光就叫做互補(bǔ)色。如綠光和紫光互補(bǔ)，藍(lán)光和黃光互補(bǔ)，等等。如綠光和紫光互補(bǔ)，藍(lán)光和黃光互補(bǔ)，等等。 2、物質(zhì)的顏色、物質(zhì)的顏色 1）固體物質(zhì)，當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)對）固體物質(zhì)，當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)對于不同波長的光線吸收、透過、反射、折射的程度于不同波長的光線吸收、透過、反射、折射的程度不同而使物質(zhì)呈現(xiàn)出不同的顏色。如果物質(zhì)對各種不同而使物質(zhì)呈現(xiàn)出不同的顏色。如果物質(zhì)對各種波長的光完全吸收，則呈現(xiàn)黑色；如果完全反射，波長的光完全吸收，則呈現(xiàn)黑色；如果完全反射，則呈現(xiàn)白色；如果對各種波長的光吸收程度差不多，則呈現(xiàn)白色；如果對各種波長的光吸收程度差不多，則呈現(xiàn)灰色；如果物質(zhì)

7、選擇性地吸收某些波長的光，則呈現(xiàn)灰色；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那么，這種物質(zhì)的顏色就由它所反射或透過光的顏色來決定。色來決定。 2）溶液，溶液呈現(xiàn)不同的顏色，是由于溶液中的溶液，溶液呈現(xiàn)不同的顏色，是由于溶液中的質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)(分子或離子分子或離子)選擇性的吸收某種顏色的光所引起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)就是的。如果各種顏色的光透過程度相同，這種物質(zhì)就是無色透明的。如果只讓一部分波長的光透過，其他波無色透明的。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)出透過光的顏色，也就長的光被吸收

8、，則溶液就呈現(xiàn)出透過光的顏色，也就是溶液呈現(xiàn)的是與它吸收的光成互補(bǔ)色的顏色。例如是溶液呈現(xiàn)的是與它吸收的光成互補(bǔ)色的顏色。例如硫酸銅溶液因吸收了白光中的黃色光而呈藍(lán)色；高錳硫酸銅溶液因吸收了白光中的黃色光而呈藍(lán)色；高錳酸鉀溶液因吸收了白光中的綠色光而呈現(xiàn)紫色。其實(shí)，酸鉀溶液因吸收了白光中的綠色光而呈現(xiàn)紫色。其實(shí)，任何一種溶液對不同波長的光的吸收程度是不相等任何一種溶液對不同波長的光的吸收程度是不相等的。如果將某種波長的單色光依次通過一定濃度的某的。如果將某種波長的單色光依次通過一定濃度的某一溶液，測量該溶液對各種單色光的吸收程度，以波一溶液，測量該溶液對各種單色光的吸收程度，以波長為縱坐標(biāo)，以

9、吸光度為縱坐標(biāo)可以得到一條曲線，長為縱坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)可以得到一條曲線，叫做吸收光譜曲線或光吸收曲線。它清楚地描述了溶叫做吸收光譜曲線或光吸收曲線。它清楚地描述了溶液對不同波長的光的吸收情況。液對不同波長的光的吸收情況。（三）吸收曲線三）吸收曲線 以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，即可以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，即可得到一條吸光度隨波長變化的曲線，稱之為吸收曲得到一條吸光度隨波長變化的曲線，稱之為吸收曲線或吸收光譜。圖線或吸收光譜。圖102是四個(gè)不同濃度的是四個(gè)不同濃度的KMnO4溶液的光吸收曲線。從圖溶液的光吸收曲線。從圖102可以看出，在可見可以看出，在可見光范圍內(nèi)，光范圍

10、內(nèi)，KMnO4溶液對波長溶液對波長525nm附近的綠色附近的綠色光有最大吸收，而對紫色和紅色光則吸收很少。光光有最大吸收，而對紫色和紅色光則吸收很少。光吸收程度最大處的波長，稱為最大吸收波長，常用吸收程度最大處的波長，稱為最大吸收波長，常用max表示，任何可見光區(qū)內(nèi)、溶液的顏色主要是由表示，任何可見光區(qū)內(nèi)、溶液的顏色主要是由這個(gè)數(shù)值決定的。在正常情況下，選用不同濃度的這個(gè)數(shù)值決定的。在正常情況下，選用不同濃度的某種溶液，最大吸收波長也是固定不變的，說明光某種溶液，最大吸收波長也是固定不變的，說明光的吸收與溶液中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。的吸收與溶液中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 圖圖10-2 KMnO4溶液的吸收曲

11、線溶液的吸收曲線(cKMnO4: 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) 朗伯朗伯(Lambert)和比耳和比耳(beer)分別于分別于1760年和年和1852年研究了光的吸收與有色溶液按層的厚度及溶液濃年研究了光的吸收與有色溶液按層的厚度及溶液濃度的定量關(guān)系，奠定了分光光度分析法的理論基礎(chǔ)。度的定量關(guān)系，奠定了分光光度分析法的理論基礎(chǔ)。當(dāng)一束平行單色光照射到任何均勻、非散射的介質(zhì)當(dāng)一束平行單色光照射到任何均勻、非散射的介質(zhì)（固體、液體或氣體），例如溶液時(shí)，光的一部分（固體、液體或氣體），例如溶液時(shí)，光的一部分被介質(zhì)吸收，一部分透過溶液

12、、一部分被器皿的表被介質(zhì)吸收，一部分透過溶液、一部分被器皿的表面反射。如果入射光的強(qiáng)度為面反射。如果入射光的強(qiáng)度為I0，吸收光的強(qiáng)度為，吸收光的強(qiáng)度為Ia，透過光的強(qiáng)度為透過光的強(qiáng)度為It,反射光的強(qiáng)度為反射光的強(qiáng)度為Ir則它們之間的關(guān)則它們之間的關(guān)系為系為 I0Ir+Ia+It 在分光光度測定中，盛溶液的比色皿都是采用相在分光光度測定中，盛溶液的比色皿都是采用相同質(zhì)且的光學(xué)玻璃制成的，反射光的強(qiáng)度基本上是不同質(zhì)且的光學(xué)玻璃制成的，反射光的強(qiáng)度基本上是不變的變的(一般約為入射光強(qiáng)度的一般約為入射光強(qiáng)度的4)其影響可以互相抵其影響可以互相抵消，于是可以簡化為消，于是可以簡化為 I0It+Ia 純

13、水對于可見光的吸收極微，故有色液對光的吸純水對于可見光的吸收極微，故有色液對光的吸收完全是由溶液中的有色質(zhì)點(diǎn)造成的。收完全是由溶液中的有色質(zhì)點(diǎn)造成的。 當(dāng)入射光的強(qiáng)度當(dāng)入射光的強(qiáng)度I0一定時(shí)，如果一定時(shí)，如果Ia越大，越大，It就越小，就越小，即透過光的強(qiáng)度越小，表明有色溶液對光的吸收程度即透過光的強(qiáng)度越小，表明有色溶液對光的吸收程度就越大。就越大。 實(shí)踐證明，有色溶液對光的吸收程度，與實(shí)踐證明，有色溶液對光的吸收程度，與該溶液的濃度、液層的厚度以及入射光的強(qiáng)度等因素該溶液的濃度、液層的厚度以及入射光的強(qiáng)度等因素有關(guān)。如果保持入射光的強(qiáng)度不變，則光吸收程度與有關(guān)。如果保持入射光的強(qiáng)度不變，則光

14、吸收程度與溶液的濃度和液層的厚度有關(guān)。溶液的濃度和液層的厚度有關(guān)。 1.朗伯定律朗伯定律 -dI=k1Idb logI0/I=K1b2.比耳定律比耳定律 -dI=k2Idc logI0/I=K2c3.朗伯朗伯-比耳定律比耳定律 如果同時(shí)考慮溶液的濃度和液層的厚度都變化，如果同時(shí)考慮溶液的濃度和液層的厚度都變化，都影響物質(zhì)對光的吸收，則上述兩個(gè)定律可合并為朗都影響物質(zhì)對光的吸收，則上述兩個(gè)定律可合并為朗伯伯-比耳定律，即得到：比耳定律，即得到：logI0/I=Kbc 令：令：A=logI0/I 則：則： A=KbC 此式為光吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。此式為光吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 式中式中A稱為吸光

15、度，稱為吸光度， K是比例常數(shù)，與入射光的波是比例常數(shù)，與入射光的波長、物質(zhì)的性質(zhì)和溶液的溫度等因素有關(guān)。長、物質(zhì)的性質(zhì)和溶液的溫度等因素有關(guān)。 I/I0稱為透光率，用稱為透光率，用T表示。它與表示。它與A的關(guān)系為：的關(guān)系為： A=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.吸收系數(shù)吸收系數(shù) (1) 吸收系數(shù)吸收系數(shù)a 當(dāng)當(dāng)c的單位為的單位為g/L，b的單位為的單位為cm時(shí)時(shí),K用用a表示，表示，稱為吸收系數(shù)，其單位為稱為吸收系數(shù)，其單位為L/gcm，這時(shí)朗伯，這時(shí)朗伯-比耳比耳定律變?yōu)椋憾勺優(yōu)椋?Aabc (2) 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù) 當(dāng)式中濃度當(dāng)式中濃度c

16、的單位為的單位為mol/L，液層厚度的單位，液層厚度的單位為為cm時(shí)，則用另一符號時(shí)，則用另一符號表表示，稱為摩爾吸收系數(shù)，示，稱為摩爾吸收系數(shù)，它表示物質(zhì)的濃度為它表示物質(zhì)的濃度為1mol/L，液層厚度為，液層厚度為1cm時(shí)，時(shí)，溶液的吸光度。其單位為溶液的吸光度。其單位為L/molcm。這時(shí)朗伯。這時(shí)朗伯-比比耳定律就變?yōu)槎删妥優(yōu)? A bc 在分光光度分析實(shí)踐中在分光光度分析實(shí)踐中,我們不能直接取我們不能直接取1mol/L這這樣高濃度的有色溶液來測定摩爾吸光系數(shù)值，而是樣高濃度的有色溶液來測定摩爾吸光系數(shù)值，而是在適宜的低濃度時(shí)測定吸光度，然后通過計(jì)算求得在適宜的低濃度時(shí)測定吸光度，

17、然后通過計(jì)算求得值。值。2. 桑德爾靈敏度桑德爾靈敏度 吸光光度法的靈敏度除用摩爾吸收系數(shù)吸光光度法的靈敏度除用摩爾吸收系數(shù)表示外，表示外，還常用桑德爾靈敏度還常用桑德爾靈敏度S表示。表示。 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=0.001時(shí)，單時(shí)，單位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量位截面積光程內(nèi)所能檢出的吸光物質(zhì)的最低質(zhì)量（gcm-2）。）。由桑德爾靈敏度由桑德爾靈敏度S的定義可得到：的定義可得到： A=0.001= bc MMbcMbcMS 33610001. 0101010001 即：即： S=M/ 可見，某物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)可見，某物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)越大

18、，其桑德爾越大，其桑德爾靈敏度靈敏度S越小，即該測定方法的靈敏度越高。越小，即該測定方法的靈敏度越高。3.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及應(yīng)用 配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件配制一系列已知濃度的標(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)，以濃度為橫下進(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，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，也稱做工作曲線。坐標(biāo)作圖，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，也稱做工作曲線。曲線的斜率為曲線的斜率為b，由此可得到摩爾吸收系數(shù)，由此可得到摩爾吸收系數(shù)；也；也可根據(jù)未知液的可根據(jù)未知液的Ax,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃度度cx。二、引起偏離朗伯二

19、、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.單色光不純所引起的偏離單色光不純所引起的偏離 嚴(yán)格地講，朗伯嚴(yán)格地講，朗伯-比耳定律只對一定波長的單色比耳定律只對一定波長的單色光才成立。但在實(shí)際工作中，目前用各種方法得到光才成立。但在實(shí)際工作中，目前用各種方法得到的入射光并非純的單色光，而是具有一定波長范圍的入射光并非純的單色光，而是具有一定波長范圍的單色光。那么，在這種情況下，吸光度與濃度并的單色光。那么，在這種情況下，吸光度與濃度并不完全成直線關(guān)系，因而導(dǎo)致了對朗伯不完全成直線關(guān)系，因而導(dǎo)致了對朗伯比耳定律的比耳定律的偏離。偏離。2.非平行入射光引起的偏離非平行入射

20、光引起的偏離 非平行入射光將導(dǎo)致光束的平均光程非平行入射光將導(dǎo)致光束的平均光程b大于吸大于吸收池的厚度收池的厚度b，實(shí)際測得的吸光度將大于理論值。，實(shí)際測得的吸光度將大于理論值。3介質(zhì)不均勻性引起的偏離介質(zhì)不均勻性引起的偏離 朗伯朗伯-比耳定律是建立在均勻、非散射基礎(chǔ)比耳定律是建立在均勻、非散射基礎(chǔ)上的一般規(guī)律、如果介質(zhì)不均勻，呈膠體、上的一般規(guī)律、如果介質(zhì)不均勻，呈膠體、乳濁、懸浮狀態(tài)存在，則入射光除了被吸收乳濁、懸浮狀態(tài)存在，則入射光除了被吸收之外、還會有反射、散射作用。在這種情況之外、還會有反射、散射作用。在這種情況下，物質(zhì)的吸光度比實(shí)際的吸光度大得多，下，物質(zhì)的吸光度比實(shí)際的吸光度大得

21、多，必然要導(dǎo)致對朗伯必然要導(dǎo)致對朗伯-比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。 （二）化學(xué)因素（二）化學(xué)因素1溶液濃度過高引起的偏離溶液濃度過高引起的偏離 朗伯朗伯-比耳定律是建立在吸光質(zhì)點(diǎn)之間沒有相比耳定律是建立在吸光質(zhì)點(diǎn)之間沒有相互作用的前提下。但當(dāng)溶液濃度較高時(shí)，吸光物互作用的前提下。但當(dāng)溶液濃度較高時(shí)，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)的分子或離子間的平均距離減小，從而改變物質(zhì)對光的吸收能力，即改變物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)。質(zhì)對光的吸收能力，即改變物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)。濃度增加，相互作用增強(qiáng)，導(dǎo)致在高濃度范圍內(nèi)濃度增加，相互作用增強(qiáng)，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

22、之間的線摩爾吸收系數(shù)不恒定而使吸光度與濃度之間的線性關(guān)系被破壞。性關(guān)系被破壞。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、形成新的溶液中吸光物質(zhì)常因解離、締合、形成新的化合物或在光照射下發(fā)生互變異構(gòu)等，從而破壞化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，也就破了平衡濃度與分析濃度之間的正比關(guān)系，也就破壞了吸光度壞了吸光度A與分析濃度之間的線性關(guān)系。產(chǎn)生與分析濃度之間的線性關(guān)系。產(chǎn)生對朗伯對朗伯-比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。一、基本部件一、基本部件 一般由光源、單色器（分光系統(tǒng)）、吸收池、檢一般由光源、單色器（分光系統(tǒng)）、吸

23、收池、檢測系統(tǒng)和信號顯示系統(tǒng)等五部分組成。測系統(tǒng)和信號顯示系統(tǒng)等五部分組成。 （一）光源（一）光源 常用的光源為常用的光源為6-12伏低壓鎢絲燈，電源由溫器供伏低壓鎢絲燈，電源由溫器供給，為了保持光源強(qiáng)度的穩(wěn)定，以獲得準(zhǔn)確的測定給，為了保持光源強(qiáng)度的穩(wěn)定，以獲得準(zhǔn)確的測定果，電壓必須穩(wěn)定。果，電壓必須穩(wěn)定。 （二）單色器（分光系統(tǒng)）（二）單色器（分光系統(tǒng)） 單色器的作用從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需要單色器的作用從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需要的單色光。的單色光。 單色器通常由由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、單色器通常由由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、聚焦鏡和出射縫組成。聚焦鏡和出射縫組成。（三）吸收

24、池（比色皿）（三）吸收池（比色皿） 比色皿是用透明無色的光學(xué)玻璃制作的。大多數(shù)比色皿是用透明無色的光學(xué)玻璃制作的。大多數(shù)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0.5、1、2和和3厘米。厘米。（四）檢測系統(tǒng)（四）檢測系統(tǒng)(又叫光電轉(zhuǎn)化器又叫光電轉(zhuǎn)化器) 在光度計(jì)中，常用的是硒光電池。曬光電池和眼在光度計(jì)中，常用的是硒光電池。曬光電池和眼睛相似，對于各種不同波長的光線，靈敏度是不同的。睛相似，對于各種不同波長的光線，靈敏度是不同的。對于波長為對于波長為500-600nm的光線最靈敏。而對紫外線，的光線最靈敏。而對紫外線，紅外線則不能應(yīng)用。紅外線則不能應(yīng)用。

25、 光電管和光電倍增管用于較精密的分光光度計(jì)中。光電管和光電倍增管用于較精密的分光光度計(jì)中。具有靈敏度高、光敏范圍廣及不易疲勞等特點(diǎn)。具有靈敏度高、光敏范圍廣及不易疲勞等特點(diǎn)。 （五）信號顯示系統(tǒng)（五）信號顯示系統(tǒng) 早期使用的是檢流計(jì)、微安表、電位計(jì)、數(shù)字電早期使用的是檢流計(jì)、微安表、電位計(jì)、數(shù)字電壓表、自動記錄儀等。壓表、自動記錄儀等。 現(xiàn)代的分光光度計(jì)廣泛采用數(shù)字電壓表、函數(shù)記現(xiàn)代的分光光度計(jì)廣泛采用數(shù)字電壓表、函數(shù)記錄儀、示波器及數(shù)據(jù)處理臺等。錄儀、示波器及數(shù)據(jù)處理臺等。 測量光電流的檢流計(jì)常用懸鏡式檢流計(jì)測量光電流的檢流計(jì)常用懸鏡式檢流計(jì)(也稱作也稱作直流復(fù)射式檢流計(jì)直流復(fù)射式檢流計(jì))，

26、其靈敏度可達(dá)，其靈敏度可達(dá)10-9安培格。安培格。為了保護(hù)檢統(tǒng)計(jì)，使用中要防止震動或大電流通過。為了保護(hù)檢統(tǒng)計(jì)，使用中要防止震動或大電流通過。檢流計(jì)標(biāo)尺上有兩種刻度，等刻度的是表示百分透檢流計(jì)標(biāo)尺上有兩種刻度，等刻度的是表示百分透光率光率(T)，對數(shù)刻度表示吸光度，對數(shù)刻度表示吸光度(A)。 根據(jù)透光率根據(jù)透光率T，如果把入射光強(qiáng)度，如果把入射光強(qiáng)度IO當(dāng)作當(dāng)作IO光強(qiáng)單光強(qiáng)單位，透過光強(qiáng)度當(dāng)作位，透過光強(qiáng)度當(dāng)作100光強(qiáng)單位中的一部分，這一光強(qiáng)單位中的一部分，這一數(shù)值為百分透光度，亦稱為百分透光率。數(shù)值為百分透光度，亦稱為百分透光率。 二、吸光度的測量原理二、吸光度的測量原理 分光光度計(jì)實(shí)際

27、上測得的是光電流或電壓，通過分光光度計(jì)實(shí)際上測得的是光電流或電壓，通過轉(zhuǎn)換器將測得的電流或電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的吸光度轉(zhuǎn)換器將測得的電流或電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的吸光度A。測定時(shí)，只要將待測物質(zhì)推入光路，即可直接讀出測定時(shí)，只要將待測物質(zhì)推入光路，即可直接讀出吸光度值。吸光度值。測定步驟：測定步驟： 1調(diào)節(jié)檢測器零點(diǎn)，即儀器的機(jī)械零點(diǎn)。調(diào)節(jié)檢測器零點(diǎn)，即儀器的機(jī)械零點(diǎn)。 2應(yīng)用不含待測組分的參比溶液調(diào)節(jié)吸光零點(diǎn)。應(yīng)用不含待測組分的參比溶液調(diào)節(jié)吸光零點(diǎn)。 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(jì)的類型三、分光光度計(jì)的類型 可見分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)、紫外-可見分光光度計(jì)和紅外可

28、見分光光度計(jì)和紅外分光光度計(jì)。分光光度計(jì)。 (一一)單光束分光光度計(jì)單光束分光光度計(jì) 721、722、751型。型。 751型分光光度計(jì)是一種波長范圍較寬型分光光度計(jì)是一種波長范圍較寬(200-1000nm)、精密度較高的分光光度計(jì)。由光源、精密度較高的分光光度計(jì)。由光源(鎢絲鎢絲燈或氫燈燈或氫燈)發(fā)出的光線由反射鏡反射，使光線經(jīng)狹縫發(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)入單色器棱鏡色散底，由準(zhǔn)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而射出，經(jīng)液槽照射于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。由此可見，儀器用同一狹縫作入光和出光電管上

29、。由此可見，儀器用同一狹縫作入光和出光狹縫，它們始終具有相同的寬度。光狹縫，它們始終具有相同的寬度。 棱鏡和透鏡均由石英材料作成，反光鏡和準(zhǔn)光棱鏡和透鏡均由石英材料作成，反光鏡和準(zhǔn)光鏡表面鍍鋁。所以全部系統(tǒng)保證紫外光譜通過。波鏡表面鍍鋁。所以全部系統(tǒng)保證紫外光譜通過。波長長200-320nm范圍用氫燈作光源，波長范圍用氫燈作光源，波長320-1000nm范圍用鎢絲燈作光源波長范圍用鎢絲燈作光源波長200-625nm用藍(lán)敏光電管用藍(lán)敏光電管(GD-5)測量進(jìn)射光強(qiáng)度，波長測量進(jìn)射光強(qiáng)度，波長625-1000nm用紅放光用紅放光電管電管(GD-6)測量透射光強(qiáng)度。吸光度和透光度刻在測量透射光強(qiáng)度。

30、吸光度和透光度刻在讀數(shù)電位差計(jì)轉(zhuǎn)盤上，而電流計(jì)起示零作用。讀數(shù)電位差計(jì)轉(zhuǎn)盤上，而電流計(jì)起示零作用。 (二二)雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì) 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.顯色反應(yīng)顯色反應(yīng) 在分光光度分析中，將試樣中被測組分轉(zhuǎn)變成有在分光光度分析中，將試樣中被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)可分兩大類，色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)可分兩大類，即絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，而絡(luò)合反應(yīng)是最主要即絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，而絡(luò)合反應(yīng)是最主要的顯色反應(yīng)。與被測組分化合成有色物質(zhì)的試劑稱的顯色反應(yīng)。與被測組分化合成有

31、色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑。同一組分?？膳c若干種顯色劑反應(yīng)，生為顯色劑。同一組分?？膳c若干種顯色劑反應(yīng)，生成若干有色化合物，其原理和靈敏度亦有差別。一成若干有色化合物，其原理和靈敏度亦有差別。一種被測組分究競應(yīng)該用哪種顯色反應(yīng)，可根據(jù)所需種被測組分究競應(yīng)該用哪種顯色反應(yīng)，可根據(jù)所需標(biāo)準(zhǔn)加以選擇。標(biāo)準(zhǔn)加以選擇。(1) 選擇性要好。一種顯色劑最好只與一種被測組分選擇性要好。一種顯色劑最好只與一種被測組分起顯色反應(yīng)，這樣干擾就少?；蛘吒蓴_離子容易被起顯色反應(yīng)，這樣干擾就少。或者干擾離子容易被消除、或者顯色劑與被測組分和干擾離子生成的有消除、或者顯色劑與被測組分和干擾離子生成的有色化合物的吸收峰相隔較遠(yuǎn)。

32、色化合物的吸收峰相隔較遠(yuǎn)。 (2)靈敏度要高。由于吸光光度法一般是測定微量組靈敏度要高。由于吸光光度法一般是測定微量組分的，靈敏度高的顯色反應(yīng)有利于微量組分酌測定。分的，靈敏度高的顯色反應(yīng)有利于微量組分酌測定。靈敏度的高低可從摩爾吸光系數(shù)值的大小來判斷，靈敏度的高低可從摩爾吸光系數(shù)值的大小來判斷， 值大靈敏度高，否則靈敏度低。但應(yīng)注意，靈敏度值大靈敏度高，否則靈敏度低。但應(yīng)注意，靈敏度高的顯色反應(yīng)，并不一定選擇性就好，對于高含量高的顯色反應(yīng)，并不一定選擇性就好，對于高含量的組分不一定要選用靈敏度高的顯色反應(yīng)。的組分不一定要選用靈敏度高的顯色反應(yīng)。(3)對比度要大。即如果顯色劑有顏色，則有色化合

33、對比度要大。即如果顯色劑有顏色，則有色化合物與顯色劑的最大吸收波長的差別要大，一般要求物與顯色劑的最大吸收波長的差別要大，一般要求在在60nm以上。以上。 (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)化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定。有色化合物的組成若不確定，測定的再定。有色化合物的組成若不確定，測定的再現(xiàn)性就較差。有色化合物若易受空氣的氧化、現(xiàn)性就較差。有色化合物若易受空氣的氧化、日光的照射而分解，就會引入測量誤差。日光的照射而分解，就會引入測量誤差。 (5)顯色反應(yīng)的條件要易于控制。如果條件要顯色反應(yīng)的條件要易于控制。如果條件要求過于嚴(yán)格，難以控制，測定結(jié)果的再現(xiàn)性求過于嚴(yán)格，難以控制，

34、測定結(jié)果的再現(xiàn)性就差。就差。2.顯色劑顯色劑(1)無機(jī)顯色劑無機(jī)顯色劑 許多無機(jī)試劑能與金屬離子起顯色反應(yīng)，如許多無機(jī)試劑能與金屬離子起顯色反應(yīng)，如Cu2+與氨水形成深藍(lán)色的絡(luò)離子與氨水形成深藍(lán)色的絡(luò)離子Cu(NH4)42+，SCN-與與Fe3+形成紅色的絡(luò)合物形成紅色的絡(luò)合物Fe(SCN)2+或或Fe(SCN)63-等。但是多等。但是多數(shù)無機(jī)顯色劑的靈敏度和選擇性都不高，其中性能較數(shù)無機(jī)顯色劑的靈敏度和選擇性都不高，其中性能較好，目前還有實(shí)用價(jià)值的有硫氰酸鹽、鉬酸銨、氨水好，目前還有實(shí)用價(jià)值的有硫氰酸鹽、鉬酸銨、氨水和過氧化氫等。和過氧化氫等。(2)有機(jī)顯色劑有機(jī)顯色劑 許多有機(jī)試劑，在一定

35、條件下，能與金屬離子生許多有機(jī)試劑，在一定條件下，能與金屬離子生成有色的金屬螯合物成有色的金屬螯合物(具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物)。 將金屬螯合物應(yīng)用于光度分析中的優(yōu)點(diǎn)是：將金屬螯合物應(yīng)用于光度分析中的優(yōu)點(diǎn)是： 1大部分金屬螯合物都呈現(xiàn)鮮明的顏色，摩大部分金屬螯合物都呈現(xiàn)鮮明的顏色，摩爾吸光系數(shù)大于爾吸光系數(shù)大于104，因而測定的靈敏度很高；，因而測定的靈敏度很高； 2金屬螯合物都很穩(wěn)定，一般離解常數(shù)都很金屬螯合物都很穩(wěn)定，一般離解常數(shù)都很小，而且能抗輻射；小，而且能抗輻射； 3專用性強(qiáng)，絕大多數(shù)有機(jī)整合劑，在一定專用性強(qiáng)，絕大多數(shù)有機(jī)整合劑，在一定條件下，只與少數(shù)或其一種金屬離

36、子絡(luò)合，而且同條件下，只與少數(shù)或其一種金屬離子絡(luò)合，而且同一種有機(jī)螯合劑與不同的金屬離子絡(luò)合時(shí)，生成具一種有機(jī)螯合劑與不同的金屬離子絡(luò)合時(shí)，生成具有特征顏色的螯合物有特征顏色的螯合物 4雖然大部分金屬螯合物難溶于水，雖然大部分金屬螯合物難溶于水，但可被萃取到有機(jī)溶劑中，大大發(fā)展了萃取但可被萃取到有機(jī)溶劑中，大大發(fā)展了萃取光度法。光度法。 5在顯色分子中，金屬所占的比率很在顯色分子中，金屬所占的比率很低，提高了測定的靈敏度。因此，有機(jī)顯色低，提高了測定的靈敏度。因此，有機(jī)顯色劑是光度分析中應(yīng)用最多最廣的顯色劑，尋劑是光度分析中應(yīng)用最多最廣的顯色劑，尋找高選擇性、高靈敏度的有機(jī)顯色劑，是光找高選擇

37、性、高靈敏度的有機(jī)顯色劑，是光度分析發(fā)展和研究的重要內(nèi)容。度分析發(fā)展和研究的重要內(nèi)容。 在有機(jī)化合物分子中，凡是包含有共軛雙鍵的在有機(jī)化合物分子中，凡是包含有共軛雙鍵的基團(tuán)如基團(tuán)如NN、NO、NO2、對醌基、對醌基、CO(羰基羰基)、CS(硫羰基硫羰基)等，一般都具有顏色，等，一般都具有顏色，原因是這些基團(tuán)中的原因是這些基團(tuán)中的電子被光激發(fā)時(shí)，只需要較電子被光激發(fā)時(shí)，只需要較小的能量，能吸收波長大于小的能量，能吸收波長大于200nm的光，因此，稱的光，因此，稱這些基團(tuán)為生色團(tuán)；某些含有未共用電子對的基團(tuán)這些基團(tuán)為生色團(tuán)；某些含有未共用電子對的基團(tuán)如胺基如胺基NH2，RHN，R2N(具有一對未共

38、用電子具有一對未共用電子對對)，羥基，羥基-OH(具有兩對末共用電子對具有兩對末共用電子對)，以及鹵代，以及鹵代基基F，Cl，Br，I等，它們與生色基團(tuán)上的不等，它們與生色基團(tuán)上的不飽和鍵互相作用，引起永久性的電荷移動，從而減飽和鍵互相作用，引起永久性的電荷移動，從而減小了分子的活化能促使試劑對光的最大吸收小了分子的活化能促使試劑對光的最大吸收“紅移紅移” (向長波方向移動向長波方向移動)，使試劑顏色加深，這些基團(tuán)稱，使試劑顏色加深，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)。為助色團(tuán)。 含有生色基團(tuán)的有機(jī)化合物常常能與許多全含有生色基團(tuán)的有機(jī)化合物常常能與許多全屬離子化合生成性質(zhì)穩(wěn)定且具有特征顏色的化合屬離子化合生

39、成性質(zhì)穩(wěn)定且具有特征顏色的化合物，且靈敏度和選擇性都很高，這就為用光度法物，且靈敏度和選擇性都很高，這就為用光度法測定這些離子提供了很好的條件。測定這些離子提供了很好的條件。 有機(jī)顯色劑的種類很多，下面僅將應(yīng)用較廣有機(jī)顯色劑的種類很多，下面僅將應(yīng)用較廣泛的幾種介紹如下：泛的幾種介紹如下： 1.鄰二氮菲鄰二氮菲 2.雙硫腙雙硫腙 3. 二甲酚橙二甲酚橙 4. 偶氮胂偶氮胂III 5鉻天青鉻天青S（二）顯色反應(yīng)條件的選擇（二）顯色反應(yīng)條件的選擇 顯色反應(yīng)能否完全滿足光度法的要求，除了與顯顯色反應(yīng)能否完全滿足光度法的要求，除了與顯色劑的性質(zhì)有主要關(guān)系外，控制好顯色反應(yīng)的條件也色劑的性質(zhì)有主要關(guān)系外，

40、控制好顯色反應(yīng)的條件也是十分重要的，如果顯色條件不合適，將會影響分析是十分重要的，如果顯色條件不合適，將會影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。結(jié)果的準(zhǔn)確度。1.顯色劑的用量顯色劑的用量 顯色就是將被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物，表示：顯色就是將被測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物，表示： M + R = MR (被測組分被測組分) (顯色劑顯色劑) (有色化合物有色化合物) 反應(yīng)在一定程度上是可逆的。為了減少反應(yīng)的可反應(yīng)在一定程度上是可逆的。為了減少反應(yīng)的可逆性，根據(jù)同離子效應(yīng)，加入過量的顯色劑是必要的，逆性，根據(jù)同離子效應(yīng)，加入過量的顯色劑是必要的，但也不能過量太多，否則會引起副反應(yīng)，對測定反而但也不能過量太多，否則會引起

41、副反應(yīng)，對測定反而不利。不利。2.溶液的酸度溶液的酸度 溶液酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，這是由于溶液溶液酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，這是由于溶液的酸度直接影響著金屬離子和顯色劑的存在形式以及的酸度直接影響著金屬離子和顯色劑的存在形式以及有色絡(luò)合物的組成和穩(wěn)定性。因此，控制溶液適宜的有色絡(luò)合物的組成和穩(wěn)定性。因此，控制溶液適宜的酸度，是保證光度分析獲得良好結(jié)果的重要條件之一。酸度，是保證光度分析獲得良好結(jié)果的重要條件之一。 (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 大部分高價(jià)金屬離子都容易水解，當(dāng)溶液的酸度大部分高價(jià)金屬離子都容易水解，當(dāng)溶液的酸度降低時(shí)，會產(chǎn)生一系列羥基絡(luò)離子

42、或多核羥基絡(luò)離子。降低時(shí)，會產(chǎn)生一系列羥基絡(luò)離子或多核羥基絡(luò)離子。高價(jià)金屬離子的水解象多元弱酸的電離一樣，是分級高價(jià)金屬離子的水解象多元弱酸的電離一樣，是分級進(jìn)行的。進(jìn)行的。 隨著水解的進(jìn)行，同時(shí)還發(fā)生各種類型的聚合反隨著水解的進(jìn)行，同時(shí)還發(fā)生各種類型的聚合反應(yīng)。聚合度隨著時(shí)間增大，而最終將導(dǎo)致沉淀的生成。應(yīng)。聚合度隨著時(shí)間增大，而最終將導(dǎo)致沉淀的生成。顯然，金屬離子的水解，對于顯色反應(yīng)的進(jìn)行是不利顯然，金屬離子的水解，對于顯色反應(yīng)的進(jìn)行是不利的，故溶液的酸度不能太低。的，故溶液的酸度不能太低。 (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 光度分析中所用的大部分顯色劑都是

43、有光度分析中所用的大部分顯色劑都是有機(jī)弱酸。顯色反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，首先是有機(jī)弱酸機(jī)弱酸。顯色反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，首先是有機(jī)弱酸發(fā)生離解，其次才是絡(luò)陰離子與金屬離子絡(luò)發(fā)生離解，其次才是絡(luò)陰離子與金屬離子絡(luò)合。合。 M + HRMR + H+ 從反應(yīng)式可以看出，溶液的酸度影響著從反應(yīng)式可以看出，溶液的酸度影響著顯色劑的離解顯色劑的離解,并影響著顯色反應(yīng)的完全程并影響著顯色反應(yīng)的完全程度。當(dāng)然，溶液酸度對顯色劑離解程度影響度。當(dāng)然，溶液酸度對顯色劑離解程度影響的大小，也與顯色劑的離解常數(shù)有關(guān)，的大小，也與顯色劑的離解常數(shù)有關(guān)，Ka大時(shí)，允許的酸度可大；大時(shí)，允許的酸度可大；Ka很小時(shí)，允許很小時(shí)，允許的酸度就要小

44、些。的酸度就要小些。 許多顯色劑本身就是酸堿指示劑，當(dāng)溶液酸許多顯色劑本身就是酸堿指示劑，當(dāng)溶液酸度改變時(shí)，顯色劑本身就有顏色變化。如果顯色度改變時(shí)，顯色劑本身就有顏色變化。如果顯色劑在某一酸度時(shí)，絡(luò)合反應(yīng)和指示劑反應(yīng)同時(shí)發(fā)劑在某一酸度時(shí)，絡(luò)合反應(yīng)和指示劑反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，兩種顏色同時(shí)存在，就無法進(jìn)行光度測定。生，兩種顏色同時(shí)存在，就無法進(jìn)行光度測定。例如、二甲酚橙在溶液的例如、二甲酚橙在溶液的pH6.3時(shí)呈紅色，在時(shí)呈紅色，在pH6.3時(shí)呈檸檬黃色，在時(shí)呈檸檬黃色，在pH6.3時(shí)，呈中間色，時(shí)，呈中間色，故故pH6.3時(shí)時(shí),是它的變色點(diǎn)。而二甲酚橙與金屬是它的變色點(diǎn)。而二甲酚橙與金屬離子的絡(luò)合物

45、卻呈現(xiàn)紅色。因此，二甲酚橙只有離子的絡(luò)合物卻呈現(xiàn)紅色。因此，二甲酚橙只有在在pH6的酸性溶液中可作為金屬離子的顯色劑。的酸性溶液中可作為金屬離子的顯色劑。如果在如果在pH6的酸度下進(jìn)行光度測定，就會引入的酸度下進(jìn)行光度測定，就會引入很大誤差。很大誤差。 (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 對于某些逐級形成絡(luò)合物的顯色反應(yīng)、對于某些逐級形成絡(luò)合物的顯色反應(yīng)、在不同的酸度時(shí)，生成不同絡(luò)合比的絡(luò)合在不同的酸度時(shí)，生成不同絡(luò)合比的絡(luò)合物。例如鐵與水楊酸的絡(luò)合反應(yīng)，當(dāng)物。例如鐵與水楊酸的絡(luò)合反應(yīng)，當(dāng) pH4 Fe3+(C7H4O3)2-+ 紫色紫色 4pH9 Fe3+(C7H4O3)

46、22- 紅色紅色 pH9 Fe3+(C7H4O3)32-3- 黃色黃色 在這種情況下，必須控制合適的酸度，在這種情況下，必須控制合適的酸度，才可獲得好的分析結(jié)果。才可獲得好的分析結(jié)果。 3.時(shí)間和溫度時(shí)間和溫度 顯色反應(yīng)的速度有快有慢。顯色反應(yīng)速度，幾乎顯色反應(yīng)的速度有快有慢。顯色反應(yīng)速度，幾乎是瞬間即可完成，顯色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能是瞬間即可完成，顯色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時(shí)間。大多數(shù)顯色反應(yīng)速度較慢，需要一保持較長時(shí)間。大多數(shù)顯色反應(yīng)速度較慢，需要一定時(shí)間，溶液的顏色才能達(dá)到穩(wěn)定程度。有些有色定時(shí)間，溶液的顏色才能達(dá)到穩(wěn)定程度。有些有色化合物放置一段時(shí)間后，由于空氣的氧化，試

47、劑的化合物放置一段時(shí)間后，由于空氣的氧化，試劑的分解或揮發(fā)，光的照射等原因，使顏色減退。適宜分解或揮發(fā)，光的照射等原因，使顏色減退。適宜的顯色時(shí)間和有色溶液穩(wěn)定程度，也必須通過實(shí)驗(yàn)的顯色時(shí)間和有色溶液穩(wěn)定程度，也必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。實(shí)驗(yàn)方法是配制一份顯色溶液，從加入顯來確定。實(shí)驗(yàn)方法是配制一份顯色溶液，從加入顯色劑計(jì)算時(shí)間、每隔幾分鐘測定一次吸光度，繪制色劑計(jì)算時(shí)間、每隔幾分鐘測定一次吸光度，繪制A-t曲線，根據(jù)曲線來確定適宜的時(shí)間。曲線，根據(jù)曲線來確定適宜的時(shí)間。 不同的顯色反應(yīng)需要不同的溫度，一般顯色反不同的顯色反應(yīng)需要不同的溫度，一般顯色反應(yīng)可在室溫下完成。但是有些顯色反應(yīng)需要加熱至應(yīng)可

48、在室溫下完成。但是有些顯色反應(yīng)需要加熱至一定的溫度才能完成；也有些有色絡(luò)合物在較高溫一定的溫度才能完成；也有些有色絡(luò)合物在較高溫度下容易分解。因此，應(yīng)根據(jù)不同的情況選擇適當(dāng)度下容易分解。因此，應(yīng)根據(jù)不同的情況選擇適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行顯色。溫度對光的吸收及顏色的深淺也的溫度進(jìn)行顯色。溫度對光的吸收及顏色的深淺也有一定的影響，故標(biāo)樣和試樣的顯色溫度應(yīng)保持一有一定的影響，故標(biāo)樣和試樣的顯色溫度應(yīng)保持一樣。合適顯色溫度也必須通過實(shí)驗(yàn)確定樣。合適顯色溫度也必須通過實(shí)驗(yàn)確定,做做A-C曲線曲線即可求出。即可求出。 4.有機(jī)溶劑和表面活性劑有機(jī)溶劑和表面活性劑 溶劑對顯色反應(yīng)的影響表現(xiàn)在下列幾方面。溶劑對顯色反應(yīng)

49、的影響表現(xiàn)在下列幾方面。 （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 許多有色化合物在水中的離許多有色化合物在水中的離解度大，而在有機(jī)溶劑中的離解度小，如在解度大，而在有機(jī)溶劑中的離解度小，如在Fe(SCN)3溶液中加溶液中加入可與水混溶的有機(jī)試劑入可與水混溶的有機(jī)試劑(如丙酮如丙酮)，由于降低了，由于降低了Fe(SCN)3的離的離解度而使顏色加深提高了測定的靈酸度。解度而使顏色加深提高了測定的靈酸度。（2）溶劑改變絡(luò)合物顏色的原因可能是各種溶劑分子的極性）溶劑改變絡(luò)合物顏色的原因可能是各種溶劑分子的極性不同、介電常數(shù)不同，從而影響到絡(luò)合物的穩(wěn)定性，改變了絡(luò)不同、介電常數(shù)不同，從而影

50、響到絡(luò)合物的穩(wěn)定性，改變了絡(luò)合物分子內(nèi)部的狀態(tài)或者形成不同的溶劑化物的結(jié)果。合物分子內(nèi)部的狀態(tài)或者形成不同的溶劑化物的結(jié)果。（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 例如，當(dāng)用氯代磺酚例如，當(dāng)用氯代磺酚S測定測定Nb時(shí)，在水溶液中顯色需幾小時(shí)，如果加入丙酮后時(shí)，在水溶液中顯色需幾小時(shí)，如果加入丙酮后,僅需僅需30分分鐘。鐘。 表面活性劑的加入可以提高顯色反應(yīng)的靈敏度，增加有色表面活性劑的加入可以提高顯色反應(yīng)的靈敏度，增加有色化合物的穩(wěn)定性。其作用原理一方面是膠束增溶，另一方面是化合物的穩(wěn)定性。其作用原理一方面是膠束增溶，另一方面是可形成含有表面活性劑的多元絡(luò)合物?？尚纬珊斜砻婊钚?/p>

51、劑的多元絡(luò)合物。 5.共存離子的干擾及消除共存離子的干擾及消除 共存離子存在時(shí)對光度測定的影響有以下幾種類共存離子存在時(shí)對光度測定的影響有以下幾種類型：型： (1) 與試劑生成有色絡(luò)合物。如用硅鉬藍(lán)光度法測與試劑生成有色絡(luò)合物。如用硅鉬藍(lán)光度法測定鋼中硅時(shí)，磷也能與鉬酸銨生成絡(luò)合物，同時(shí)被定鋼中硅時(shí)，磷也能與鉬酸銨生成絡(luò)合物，同時(shí)被還原為鉬藍(lán)，使結(jié)果偏高。還原為鉬藍(lán)，使結(jié)果偏高。 (2)干擾離子本身有顏色。如干擾離子本身有顏色。如Co2+(紅色紅色)、Cr3+(綠綠色色)、Cu2+(藍(lán)色藍(lán)色)。 (3)與試劑結(jié)合成無色絡(luò)合物消耗大量試劑而使被與試劑結(jié)合成無色絡(luò)合物消耗大量試劑而使被測離子絡(luò)合不

52、完全。如用水揚(yáng)酸測測離子絡(luò)合不完全。如用水揚(yáng)酸測Fe3+時(shí)，時(shí)，Al3+、Cu2+等有影響。等有影響。 (4)與被測離子結(jié)合成離解度小的另一化合物。如與被測離子結(jié)合成離解度小的另一化合物。如由于由于F-的存在，能與的存在，能與Fe3 +以以FeF63 -形式存在，形式存在，F(xiàn)e(SCN)3本不會生成，因而無法進(jìn)行測定。本不會生成，因而無法進(jìn)行測定。 （1）控制酸度）控制酸度 控制顯色溶液的酸度，是消除干擾的簡便控制顯色溶液的酸度，是消除干擾的簡便而重要的方法。許多顯色劑是有機(jī)弱酸，控而重要的方法。許多顯色劑是有機(jī)弱酸，控制溶液的酸度，就可以控制顯色劑制溶液的酸度，就可以控制顯色劑R的濃度，的濃

53、度，這樣就可以使某種金屬離子顯色，使另外一這樣就可以使某種金屬離子顯色，使另外一些金屬離子不能生成有色絡(luò)合物。些金屬離子不能生成有色絡(luò)合物。 當(dāng)溶液的情況比較復(fù)雜，或各種常數(shù)值不當(dāng)溶液的情況比較復(fù)雜，或各種常數(shù)值不知道隊(duì)則溶液最適合的知道隊(duì)則溶液最適合的pH值須通過實(shí)驗(yàn)方法值須通過實(shí)驗(yàn)方法來確定。來確定。 （2）加入掩蔽劑）加入掩蔽劑 在顯色溶液里加一種能與干擾離子反應(yīng)生成無在顯色溶液里加一種能與干擾離子反應(yīng)生成無色絡(luò)合物的試劑，也是消除干擾的有效而常用的方色絡(luò)合物的試劑，也是消除干擾的有效而常用的方法。例如用硫氰酸鹽作顯色劑測定法。例如用硫氰酸鹽作顯色劑測定Co2+,Fe3+有干優(yōu)有干優(yōu)可加

54、入氟化物，使可加入氟化物，使Fe3+與與F-結(jié)合生成無色而穩(wěn)定結(jié)合生成無色而穩(wěn)定的的FeF63-，就可以消除干擾。，就可以消除干擾。 在另外的情況下，也可通過氧化在另外的情況下，也可通過氧化還原反應(yīng)，改還原反應(yīng)，改變干擾離子的價(jià)態(tài)以消除于擾。變干擾離子的價(jià)態(tài)以消除于擾。（3）采用萃取光度法）采用萃取光度法 用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑萃取有色用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑萃取有色組分組分,如用丁二酮肟測定鈀時(shí)如用丁二酮肟測定鈀時(shí),鈀與丁二酮肟所形成鈀與丁二酮肟所形成的內(nèi)絡(luò)鹽的內(nèi)絡(luò)鹽,可被氯仿從酸性溶液中選擇性地萃取。許可被氯仿從酸性溶液中選擇性地萃取。許多干擾離子則不被萃取。多干擾離子則不被萃取。（4）在不同波長下測定

55、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(shí)測定。對它們進(jìn)行同時(shí)測定。（5）尋找新的顯色反應(yīng)）尋找新的顯色反應(yīng) 如將二元配合物改變?yōu)槿浜衔铩Ｈ鐚⒍浜衔锔淖優(yōu)槿浜衔?。?） 分離干擾離子分離干擾離子 在沒有適當(dāng)掩蔽劑時(shí)，干擾離于可用電解法，淀在沒有適當(dāng)掩蔽劑時(shí)，干擾離于可用電解法，淀法或離子交換法等分離除去。法或離子交換法等分離除去。 此外，還可以通過選擇適當(dāng)?shù)臏y量條件，消除干此外，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。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 光度分析法的誤差來源有兩

56、方面，一方面是光度分析法的誤差來源有兩方面，一方面是各種化學(xué)因素所引入的誤差，另一方面是儀器精各種化學(xué)因素所引入的誤差，另一方面是儀器精度不夠，測量不準(zhǔn)所引入的誤差。度不夠，測量不準(zhǔn)所引入的誤差。（一）儀器測量誤差（一）儀器測量誤差 任何光度計(jì)都有一定的測量誤差。儀器測量任何光度計(jì)都有一定的測量誤差。儀器測量誤差主要是指光源的發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定，光電效應(yīng)誤差主要是指光源的發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定，光電效應(yīng)的非線性，電位計(jì)的非線性、雜散光的影響、濾的非線性，電位計(jì)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

57、因素。光率不一致，透光率與吸光度的標(biāo)尺不準(zhǔn)等因素。對給定的光度計(jì)來說，透光率或吸光度的讀數(shù)的對給定的光度計(jì)來說，透光率或吸光度的讀數(shù)的準(zhǔn)確度是儀器精度的主要指標(biāo)之一，也是衡量測準(zhǔn)確度是儀器精度的主要指標(biāo)之一，也是衡量測定結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素。定結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素。 光度計(jì)主要儀器測量誤差是表頭透射比的讀數(shù)誤光度計(jì)主要儀器測量誤差是表頭透射比的讀數(shù)誤差。光度計(jì)的讀數(shù)標(biāo)尺上透射比差。光度計(jì)的讀數(shù)標(biāo)尺上透射比T的刻度是均勻的，的刻度是均勻的，故透射比的讀數(shù)誤差故透射比的讀數(shù)誤差T（絕對誤差）與（絕對誤差）與T本身的大本身的大小無關(guān)，對于一臺給定儀器它基本上是常數(shù)，一般小無關(guān)，對于一臺給定儀器它基本

58、上是常數(shù)，一般大大0.002-0.01之間，僅與儀器身身的精度有關(guān)。之間，僅與儀器身身的精度有關(guān)。bcTAln434. 0Tbcln434. 0TdTbdc434. 0TTdTTTdTcdcErlg434. 0ln。，AeTTTTTdTTTTTdTcdc小濃度測量的相對誤差最時(shí)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 選擇適當(dāng)?shù)臏y量條件，是獲得準(zhǔn)確測定結(jié)選擇適當(dāng)?shù)臏y量條件，是獲得準(zhǔn)確測定結(jié)果的重要途徑。擇適合的測量條件，可從下列果的重要途徑。擇適合的測量條件，可從下列幾個(gè)方面考慮。幾個(gè)方面考慮。 1.測

59、量波長的選擇測量波長的選擇 由于有色物質(zhì)對光有選擇性吸收，為了使由于有色物質(zhì)對光有選擇性吸收，為了使測定結(jié)果有較高的靈鍍度和準(zhǔn)確度，必須選擇測定結(jié)果有較高的靈鍍度和準(zhǔn)確度，必須選擇溶液最大吸收波長的入射光。如果有干擾時(shí)，溶液最大吸收波長的入射光。如果有干擾時(shí)，則選用靈敏度較低但能避兔干擾的入射光，就則選用靈敏度較低但能避兔干擾的入射光，就能獲得滿意的測定結(jié)果。能獲得滿意的測定結(jié)果。 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0.15-0.80時(shí)，測量的準(zhǔn)確度較高。為此時(shí)，測量的準(zhǔn)確度較高。為此可以從下列幾方面想辦法：可以從下列幾方面想辦法： （1）計(jì)算而且控制試樣的稱出量，含量高時(shí)

60、，少）計(jì)算而且控制試樣的稱出量，含量高時(shí)，少取樣，或稀釋試液；含量低時(shí)，可多取樣，或萃取取樣，或稀釋試液；含量低時(shí)，可多取樣，或萃取富集。富集。 （2）如果溶液已顯色，則可通過改變比色皿的厚）如果溶液已顯色，則可通過改變比色皿的厚度來調(diào)節(jié)吸光度大小。度來調(diào)節(jié)吸光度大小。 3.參比溶液的選擇參比溶液的選擇 參比溶液是用來調(diào)節(jié)儀器工作零點(diǎn)的，若參比溶參比溶液是用來調(diào)節(jié)儀器工作零點(diǎn)的，若參比溶液選得不適當(dāng)，則對測量讀數(shù)準(zhǔn)確度的影響較大。液選得不適當(dāng)，則對測量讀數(shù)準(zhǔn)確度的影響較大。選擇的辦法是：選擇的辦法是： （1）當(dāng)試液、試劑、顯色劑均無色時(shí)，可用蒸餾水）當(dāng)試液、試劑、顯色劑均無色時(shí)，可用蒸餾水作參