無機(jī)及分析化學(xué)

1、2021-12-26Analytical chemistry12021-12-26Analytical chemistry2教學(xué)指導(dǎo)：教學(xué)指導(dǎo)：v吸光光度法簡介吸光光度法簡介v吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理v可見分光光度法及其儀器可見分光光度法及其儀器v吸光光度法應(yīng)用吸光光度法應(yīng)用2021-12-26Analytical chemistry3 吸光光度法（吸光光度法（Absorption Photometry）：基）：基于物質(zhì)對光的選擇性而建立的分析方法。于物質(zhì)對光的選擇性而建立的分析方法。 包括比色法、紫外可見分光光度法、紅外分光包括比色法、紫外可見分光光度法、紅外分光光度法。光度法。

2、 廣泛用于無機(jī)物和有機(jī)物的定性和定量分析。廣泛用于無機(jī)物和有機(jī)物的定性和定量分析。 目視比色法目視比色法光電比色光電比色第一節(jié)第一節(jié) 吸光光度法簡介吸光光度法簡介2021-12-26Analytical chemistry4 分光光度法特點(diǎn)：分光光度法特點(diǎn)： 靈敏度高：試樣中靈敏度高：試樣中1%-0.001%微量成分微量成分 準(zhǔn)確度較高：相對誤差準(zhǔn)確度較高：相對誤差2%-5%（1%-2%）。）。； 幾乎所有的無機(jī)離子有許多有機(jī)化合物；幾乎所有的無機(jī)離子有許多有機(jī)化合物； 操作簡便、快速、儀器價(jià)格適中、用途廣。操作簡便、快速、儀器價(jià)格適中、用途廣。2021-12-26Analytical che

3、mistry5第一節(jié)第一節(jié) 吸光光度法簡介吸光光度法簡介 一、光的基本性質(zhì)一、光的基本性質(zhì) 1、光的波粒二象性、光的波粒二象性 波動(dòng)性：光以波的形式傳播，可用波長、頻率波動(dòng)性：光以波的形式傳播，可用波長、頻率來表示。來表示。 波長波長 ：兩個(gè)相鄰波峰或波谷間的距離（兩個(gè)相鄰波峰或波谷間的距離（nm） 頻率頻率 ：單位時(shí)間里通過一固定點(diǎn)處波的數(shù)目單位時(shí)間里通過一固定點(diǎn)處波的數(shù)目（s-1） =c/ 光速光速c= 31010 cm/s2021-12-26Analytical chemistry6第一節(jié)第一節(jié) 吸光光度法簡介吸光光度法簡介 粒子性：光由光子組成，具有能量。粒子性：光由光子組成，具有能量

4、。 E = h =hc / h為普朗克常數(shù)為普朗克常數(shù) 6.6310-34J.s2021-12-26Analytical chemistry72 2、光譜分區(qū)、光譜分區(qū)能能 量量 小小200nm400nm780nm 大大波波 長長光譜區(qū)域光譜區(qū)域紫外光區(qū)紫外光區(qū)可見光區(qū)可見光區(qū)紅外紅外分析方法分析方法 紫外分光光度法紫外分光光度法可見分光光度法可見分光光度法50um紅外分光光度法紅外分光光度法紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅2021-12-26Analytical chemistry8二、物質(zhì)對光的吸收二、物質(zhì)對光的吸收 1 1、物質(zhì)對光選擇性吸收的實(shí)質(zhì)、物質(zhì)對光選擇性吸收

5、的實(shí)質(zhì) 一束光通過某物質(zhì)時(shí)該物質(zhì)的分子、原子或離子與一束光通過某物質(zhì)時(shí)該物質(zhì)的分子、原子或離子與光子發(fā)生光子發(fā)生碰撞碰撞，光子的，光子的能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移至分子、原子或離至分子、原子或離子上，使這些粒子發(fā)生子上，使這些粒子發(fā)生能級能級變化，由基態(tài)變化，由基態(tài)躍遷躍遷至較至較高能態(tài)，這個(gè)過程即為高能態(tài)，這個(gè)過程即為吸收。吸收。 光是否被物質(zhì)吸收，取決于光是否被物質(zhì)吸收，取決于 光子的能量光子的能量 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 只有當(dāng)能級差只有當(dāng)能級差E E 與光子能量與光子能量h h 相當(dāng)時(shí)物質(zhì)吸收光。相當(dāng)時(shí)物質(zhì)吸收光。2021-12-26Analytical chemistry92 2、物質(zhì)的顏色與光

6、吸收的關(guān)系、物質(zhì)的顏色與光吸收的關(guān)系 復(fù)合光與單色光復(fù)合光與單色光 單色光：具有單一波長的光。單色光：具有單一波長的光。 復(fù)合光：由不同波長的單色光按一定比例組成復(fù)合光：由不同波長的單色光按一定比例組成的光的光 如白光。如白光。2021-12-26Analytical chemistry10 溶液顏色與光吸收的關(guān)系溶液顏色與光吸收的關(guān)系 溶液對光的吸收：若溶液透明、均勻，人眼看溶液對光的吸收：若溶液透明、均勻，人眼看到的溶液顏色是由透射光的波長決定的。當(dāng)入到的溶液顏色是由透射光的波長決定的。當(dāng)入色光為白光（復(fù)合光），溶液吸收的光與透射色光為白光（復(fù)合光），溶液吸收的光與透射的光互補(bǔ)。的光互補(bǔ)。

7、 互補(bǔ)色互補(bǔ)色：組成白光的兩種光。：組成白光的兩種光。 光的互補(bǔ)：藍(lán)光的互補(bǔ)：藍(lán) 黃黃2021-12-26Analytical chemistry11互互 補(bǔ)補(bǔ) 色色 示示 意意 圖圖 藍(lán)藍(lán)450-480 紫紫400-450 紅紅650-750青藍(lán)青藍(lán)480-490 青青490-500 綠綠500-580 黃黃580-600 橙橙600-650白光2021-12-26Analytical chemistry12溶液對光的作用示意圖溶液對光的作用示意圖2021-12-26Analytical chemistry13溶液顏色與吸收光顏色和波段的關(guān)系溶液顏色與吸收光顏色和波段的關(guān)系溶液的顏色溶液的顏

8、色 吸吸 收收 光光顏顏 色色波波 段（段（nm）黃綠黃綠黃黃橙橙紅紅紫紅紫紅紫紫藍(lán)藍(lán)青藍(lán)青藍(lán)青青紫紫藍(lán)藍(lán)青藍(lán)青藍(lán)青青綠綠黃綠黃綠黃黃橙橙紅紅4004504504804804904905005005605605805806006006506507602021-12-26Analytical chemistry14721型分光光度計(jì)型分光光度計(jì)2021-12-26Analytical chemistry153 3、吸收曲線（吸收光譜）、吸收曲線（吸收光譜） 吸收曲線：吸光度隨波長變化的曲線。吸收曲線：吸光度隨波長變化的曲線。 吸收曲線的特點(diǎn)：吸收曲線的特點(diǎn)： 不同的物質(zhì)因其分析結(jié)構(gòu)不同而具有不同

9、的吸不同的物質(zhì)因其分析結(jié)構(gòu)不同而具有不同的吸收曲線；收曲線； 同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和max的位置不變，但在同一波長下吸光度隨的位置不變，但在同一波長下吸光度隨濃度的增大而增大。濃度的增大而增大。 吸收曲線是吸光度法選擇測量波長的依據(jù)。吸收曲線是吸光度法選擇測量波長的依據(jù)。2021-12-26Analytical chemistry16吸吸 收收 曲曲 線線 圖圖4005006000.1000.2000.3000.4002021-12-26Analytical chemistry172021-12-26Analytical chemistry

10、18 1.1.朗伯朗伯比耳定律比耳定律 布格布格(Bouguer)(Bouguer)和朗伯和朗伯(Lambert)(Lambert)先后于先后于17291729年年和和17601760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。系。A Ab b 18521852年比耳年比耳(Beer)(Beer)又提出了光的吸收程度和吸又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A A c c 二者的結(jié)合稱為朗伯二者的結(jié)合稱為朗伯比耳定律。比耳定律。第二節(jié)第二節(jié) 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理2021-12-26Analytical

11、 chemistry19朗伯朗伯比耳定律比耳定律 吸光度吸光度A：表征物質(zhì)對光吸收程度的量。表征物質(zhì)對光吸收程度的量。 A= lgIi/I0 = -lgT = bc A-吸光度吸光度 -摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) C-被測物濃度被測物濃度 Ii-入射光強(qiáng)入射光強(qiáng) T-透過率透過率 b-液層厚度（光程長度）液層厚度（光程長度） I0-透射光強(qiáng)透射光強(qiáng)2021-12-26Analytical chemistry20例：用例：用1,10-二氮菲光度法測定鐵，已知二氮菲光度法測定鐵，已知Fe2+濃度濃度為為0.5mg/L，比色皿厚度，比色皿厚度2厘米，在厘米，在 =508nm測得測得配合物吸光度配合物吸

12、光度A =0.19，求，求 。（1.1104L.mol-1.cm-1 ）2021-12-26Analytical chemistry21朗伯朗伯比耳定律適用條件：比耳定律適用條件： 入射光為平行單色光，且垂直照射；入射光為平行單色光，且垂直照射； 吸光物質(zhì)為均勻非散射體系；吸光物質(zhì)為均勻非散射體系； 吸光質(zhì)點(diǎn)之間無相互作用；吸光質(zhì)點(diǎn)之間無相互作用； 輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過程，無輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收過程，無熒光和光化學(xué)現(xiàn)象；熒光和光化學(xué)現(xiàn)象； 吸光度具有加和性吸光度具有加和性（A總總=A1+A2+ ）。）。 。2021-12-26Analytical chemistry2

13、22 2、標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線、標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線 標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線繪制方法：標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線繪制方法：在在 、b固定的情況固定的情況下，測定一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，作下，測定一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，作Ac圖，在相同條件下測定樣品溶液的吸光度，從圖，在相同條件下測定樣品溶液的吸光度，從曲線上可查出被測樣品的濃度。曲線上可查出被測樣品的濃度。2021-12-26Analytical chemistry23 工作曲線圖工作曲線圖濃度（濃度（c c）吸光度吸光度2021-12-26Analytical chemistry24濃度濃度 c c 正偏離正偏離負(fù)偏離負(fù)偏離吸光度吸光度 工作偏

14、離圖工作偏離圖2021-12-26Analytical chemistry25偏離原因：偏離原因： 非單色光引起的偏離：非單色光引起的偏離：LB定律要求入射光為單定律要求入射光為單色光，但目前儀器提供的入射光是由波長范圍較色光，但目前儀器提供的入射光是由波長范圍較窄的光帶組成的復(fù)合光。窄的光帶組成的復(fù)合光。 非平行入射光引起的偏離非平行入射光引起的偏離 介質(zhì)不均勻引起的偏離介質(zhì)不均勻引起的偏離 化學(xué)因素引起的偏離：化學(xué)因素引起的偏離：高濃度時(shí)引起溶液中吸光高濃度時(shí)引起溶液中吸光粒子之間相互作用上升，使吸光能力發(fā)生變化；粒子之間相互作用上升，使吸光能力發(fā)生變化；化學(xué)反應(yīng)引起的偏離?；瘜W(xué)反應(yīng)引起的

15、偏離。 2021-12-26Analytical chemistry26第三節(jié)第三節(jié) 可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)光 源吸收池檢測器 單色器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一、可見光分光光度法一、儀器結(jié)構(gòu)框圖一、儀器結(jié)構(gòu)框圖2021-12-26Analytical chemistry271 1、光源、光源 基本要求：基本要求： 在儀器工作的波長范圍內(nèi)，提供連續(xù)、有足夠在儀器工作的波長范圍內(nèi)，提供連續(xù)、有足夠發(fā)射強(qiáng)度和良好穩(wěn)定性的復(fù)合光，而且發(fā)射光發(fā)射強(qiáng)度和良好穩(wěn)定性的復(fù)合光，而且發(fā)射光的強(qiáng)度隨波長的變化應(yīng)盡可能小。的強(qiáng)度隨波長的變化應(yīng)盡可能小。 常用光源：鎢絲燈和鹵鎢燈，可使用的波長范常用光源：鎢絲燈和鹵鎢燈，可

16、使用的波長范圍在圍在360 2500nm。 2021-12-26Analytical chemistry282 2、單色器、單色器 單色器作用：單色器作用：從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需要的單色光。要的單色光。 單色器組成：單色器組成：由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等組成。焦元件和出射狹縫等組成。 單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和光柵），起分光的作用。光柵），起分光的作用。2021-12-26Anal

17、ytical chemistry29 吸收池用于盛放分析試樣；吸收池用于盛放分析試樣； 可見光區(qū)只能用玻璃吸收池；可見光區(qū)只能用玻璃吸收池； 吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向；吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向； 吸收池要配對。因?yàn)槲粘夭牧媳旧砦馓卣魑粘匾鋵ΑＲ驗(yàn)槲粘夭牧媳旧砦馓卣饕约拔粘氐墓獬涕L度的精度等對分析結(jié)果都有以及吸收池的光程長度的精度等對分析結(jié)果都有影響。影響。3 3、吸收池、吸收池2021-12-26Analytical chemistry30 檢測器的功能：檢測器的功能：檢測信號、測量單色光透過溶檢測信號、測量單色光透過溶液后光強(qiáng)度變化。液后光強(qiáng)度變化。 常

18、用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。等。 4 4、檢測器、檢測器2021-12-26Analytical chemistry31型號型號 價(jià)格（萬元）價(jià)格（萬元） 波長，波長，nm分光器件分光器件數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理指示指示產(chǎn)地產(chǎn)地7210.18360800棱鏡棱鏡表頭表頭上海三分上海三分7220.28330800光柵光柵微機(jī)微機(jī)數(shù)顯數(shù)顯上海三分上海三分760CRT7.21190900光柵光柵PC打印掃描打印掃描顯象管顯象管上海三分上海三分751G0.912001000棱鏡棱鏡微機(jī)打印微機(jī)打印表頭表頭上海分析上海分析GDZ12.3200800全息凹面光

19、柵全息凹面光柵微機(jī)微機(jī)數(shù)顯數(shù)顯北京地質(zhì)北京地質(zhì)WFZ-122-10.7340600光柵光柵微機(jī)微機(jī)數(shù)顯數(shù)顯北京地質(zhì)北京地質(zhì)WFJ-80-10.3360800棱鏡棱鏡PC打印掃描打印掃描數(shù)顯數(shù)顯北京二分北京二分國產(chǎn)常用紫外可見分光光度計(jì)國產(chǎn)常用紫外可見分光光度計(jì)2021-12-26Analytical chemistry32721 型分光光度計(jì)型分光光度計(jì)2021-12-26Analytical chemistry33722型分光光度計(jì)型分光光度計(jì)2021-12-26Analytical chemistry342021-12-26Analytical chemistry35分光光度計(jì)的使用分光光

20、度計(jì)的使用 預(yù)熱預(yù)熱20min。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)T = 0。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)T = 100% （A=0）。）。 測定樣品的吸光度測定樣品的吸光度A。2021-12-26Analytical chemistry36分光光度計(jì)的保養(yǎng)與維護(hù)分光光度計(jì)的保養(yǎng)與維護(hù) 安置在干燥、無污染的地方；安置在干燥、無污染的地方； 儀器內(nèi)的防潮硅膠應(yīng)定期更換或再生；儀器內(nèi)的防潮硅膠應(yīng)定期更換或再生； 儀器停止工作時(shí)，必須切斷電源，應(yīng)按開關(guān)機(jī)儀器停止工作時(shí)，必須切斷電源，應(yīng)按開關(guān)機(jī)順序關(guān)閉主機(jī)和穩(wěn)流穩(wěn)壓電源開關(guān)；順序關(guān)閉主機(jī)和穩(wěn)流穩(wěn)壓電源開關(guān)； 比色皿使用完畢后，立即用蒸餾水或有機(jī)溶劑比色皿使用完畢后，立即用蒸餾水或有機(jī)溶劑沖洗

21、干凈，并用柔軟情節(jié)的紗布把水漬擦凈；沖洗干凈，并用柔軟情節(jié)的紗布把水漬擦凈； 儀器經(jīng)過搬動(dòng)，請及時(shí)檢查并糾正波長精度。儀器經(jīng)過搬動(dòng)，請及時(shí)檢查并糾正波長精度。2021-12-26Analytical chemistry37第四節(jié)第四節(jié) 吸光光度法應(yīng)用吸光光度法應(yīng)用吸光光度法主要應(yīng)用于微量和痕量組分的測定，吸光光度法主要應(yīng)用于微量和痕量組分的測定，有時(shí)也用于某些高含量物質(zhì)的分析。近年來用有時(shí)也用于某些高含量物質(zhì)的分析。近年來用于多組分物質(zhì)的分析、配合物的組成和穩(wěn)定常于多組分物質(zhì)的分析、配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定等。數(shù)的測定等。2021-12-26Analytical chemistry381

22、1 鄰二氮菲法測定微量鐵鄰二氮菲法測定微量鐵 ( (鄰二氮菲法主要用于測定鐵鄰二氮菲法主要用于測定鐵) )試樣經(jīng)溶解、分離干擾物質(zhì)后，在試液中加入試樣經(jīng)溶解、分離干擾物質(zhì)后，在試液中加入鹽酸羥胺將鐵全部還原為鹽酸羥胺將鐵全部還原為Fe2+，加入鄰二氮菲，加入鄰二氮菲顯色劑，并加入顯色劑，并加入HAc-NaAc緩沖溶液，緩沖溶液，pH約為約為4.05.0，顯色，顯色35 min后，以試劑空白為參比后，以試劑空白為參比溶液，于溶液，于510 nm波長處測定波長處測定A值，在工作曲線值，在工作曲線上查得其含量，即可求得測定結(jié)果。上查得其含量，即可求得測定結(jié)果。 2021-12-26Analytical chemistry392 2 鋼鐵中錳的分析鋼鐵中錳的分析錳是鋼鐵中有益元素，在煉鋼中是良好的脫氧錳是鋼鐵中有益元素，在煉鋼中是良好的脫氧劑和脫硫劑。它以金屬固熔體劑和脫硫劑。它以金屬固熔體MnS狀態(tài)存在。狀態(tài)存在。試樣用試樣用HNO3溶解，用溶解，用H3PO4與與Fe3+配合成無配合成無色的色的Fe(HPO4)2-，在催化劑，在催化劑AgNO3作用下，以作用下