第_08_章_吸光光度法

1、2022年5月5日5時(shí)13分第八章第八章 吸光光度法吸光光度法v8.1 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理v8.2 光度計(jì)及其基本部件光度計(jì)及其基本部件v8.3 顯色反應(yīng)與條件的選擇顯色反應(yīng)與條件的選擇v8.4 吸光度測(cè)量條件的選擇吸光度測(cè)量條件的選擇v8.5 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用原子吸收光譜法（或吸光光度法或分光光度法）分子吸收光譜法紫外紫外可見(jiàn)光分光光度法可見(jiàn)光分光光度法紅外分光光度法紅外分光光度法核磁共振譜法核磁共振譜法 1、定義：定義：基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收的分析基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收的分析方法方法 吸光光度法概述吸光光度法概述2022年5月5日5時(shí)13分2、特點(diǎn)：、

2、特點(diǎn)：（1）靈敏度高：）靈敏度高：10-310-6molL-1，適用微量組適用微量組分的測(cè)定。分的測(cè)定。（2）準(zhǔn)確度高：準(zhǔn)確度高：比色分析，相對(duì)誤差比色分析，相對(duì)誤差510%，分光光度法，分光光度法，25%；（3）應(yīng)用廣泛：）應(yīng)用廣泛：可測(cè)定幾乎所有無(wú)機(jī)物和許多可測(cè)定幾乎所有無(wú)機(jī)物和許多有機(jī)物；生產(chǎn)、科研廣泛應(yīng)用。有機(jī)物；生產(chǎn)、科研廣泛應(yīng)用。（4）操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備易普及。）操作簡(jiǎn)便、儀器設(shè)備易普及。2022年5月5日5時(shí)13分3、原理：、原理：利用物質(zhì)的顏色深淺與濃度的關(guān)系確利用物質(zhì)的顏色深淺與濃度的關(guān)系確定其含量定其含量 許多物質(zhì)具有顏色，許多物質(zhì)具有顏色， 例如例如 MnO4- 粉紅粉紅

3、Cr2O72-橙黃橙黃FeSCN2+血紅血紅顏色顏色深淺深淺與與濃度濃度有關(guān)有關(guān). 2022-5-5NWNU-Department of Chemistry54、光學(xué)光譜區(qū)、光學(xué)光譜區(qū)（真空紫外）遠(yuǎn)紅外中紅外近紅外可見(jiàn)近紫外遠(yuǎn)紫外10nm200nm中層電子200nm 400nm價(jià)電子400nm 800nm價(jià)電子800 nm 2.5 m分子振動(dòng)2.5 m 50 m分子振動(dòng)50 m 300 m分子轉(zhuǎn)動(dòng)2022年5月5日5時(shí)13分5、可見(jiàn)光：可見(jiàn)光： (1)單色光單色光：某一波長(zhǎng)的光：某一波長(zhǎng)的光 (2)白光白光：七色光按不同比例混合的復(fù)合光：七色光按不同比例混合的復(fù)合光(3)互補(bǔ)光互補(bǔ)光：按一定比

4、例混合為白光的：按一定比例混合為白光的兩種兩種光光 紫外紫外 | 紫紫 | 藍(lán)藍(lán) | 青青 | 綠綠 | 黃黃 | 橙橙 | 紅紅 | 紅外紅外 400 450 480 500 560 600 650 750 nm 2022年5月5日5時(shí)13分6、物質(zhì)顏色與光、物質(zhì)顏色與光互補(bǔ)色光：互補(bǔ)色光：把兩種適把兩種適當(dāng)顏色的光按一定的強(qiáng)當(dāng)顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合，成為白光，度比例混合，成為白光，稱為互補(bǔ)色光。稱為互補(bǔ)色光。v無(wú)色：無(wú)色：對(duì)光譜中各種色對(duì)光譜中各種色光透過(guò)程度相同。光透過(guò)程度相同。v有色：有色：物質(zhì)的顏色由它物質(zhì)的顏色由它透過(guò)或反射的光決定。透過(guò)或反射的光決定。黑色黑色:幾乎吸收所有

5、的入射光。幾乎吸收所有的入射光。白色白色:幾乎全部反射入射光。幾乎全部反射入射光。2022-5-5NWNU-Department of Chemistry8 /nm顏色顏色互補(bǔ)光互補(bǔ)光400-450紫黃綠450-480藍(lán)藍(lán)黃黃480-490青藍(lán)青藍(lán)橙橙490-500青青紅紅500-560綠綠紅紫紅紫560-580黃綠黃綠紫紫580-610黃黃藍(lán)藍(lán)610-650橙橙青藍(lán)青藍(lán)650-760紅紅青青不同顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光2022年5月5日5時(shí)13分如：如：KMnO4溶液呈紫紅色，是因?yàn)槠湮樟税兹芤撼首霞t色，是因?yàn)槠湮樟税坠庵械木G色光，透過(guò)其互補(bǔ)色紫紅色光；光中的綠色光，透過(guò)其互補(bǔ)色紫紅色

6、光；CuSO4溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)槠湮樟它S色光，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)槠湮樟它S色光，透過(guò)其互補(bǔ)色藍(lán)色光。透過(guò)其互補(bǔ)色藍(lán)色光。 光的互補(bǔ)光的互補(bǔ)：藍(lán)：藍(lán) 黃黃2022年5月5日5時(shí)13分8.1 光的吸收基本定律光的吸收基本定律 朗伯朗伯-比爾（比爾（Larnbert-Beer）定律定律一一 朗伯朗伯-比耳定律比耳定律(光吸收的基本定律光吸收的基本定律)1. 透光率透光率T和吸光度和吸光度A 當(dāng)強(qiáng)度為當(dāng)強(qiáng)度為I0 的一束平行單色光通過(guò)任何均勻、的一束平行單色光通過(guò)任何均勻、非散射性的吸光物質(zhì)時(shí)，一部分被吸收非散射性的吸光物質(zhì)時(shí)，一部分被吸收(強(qiáng)度為強(qiáng)度為Ia),一部分被透過(guò)一部分被透過(guò)(強(qiáng)度為強(qiáng)度為

7、It同時(shí)還有部分被折射或反射同時(shí)還有部分被折射或反射(強(qiáng)度可略強(qiáng)度可略)。則。則TlgIIlgAIITt00t2022年5月5日5時(shí)13分2. 朗伯朗伯-比爾定律比爾定律A=L Lc cA 吸光度吸光度(absorbance)L 介質(zhì)厚度介質(zhì)厚度(length/cm)c 濃度濃度(concentration) 吸光系數(shù)吸光系數(shù)(absorptivity)2022年5月5日5時(shí)13分2）吸光系數(shù)）吸光系數(shù)(Absorptivity) 的單位的單位: Lmol-1cm-1當(dāng)當(dāng)c的單位用的單位用molL-1表示時(shí)，用表示時(shí)，用k表示表示. k摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)(Molar absorptivi

8、ty) A bc 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)k的物理意義：的物理意義：它表示物質(zhì)的濃度為它表示物質(zhì)的濃度為1molL-1、液層的厚度為、液層的厚度為1cm時(shí)，溶液的吸光度。時(shí)，溶液的吸光度。通常配制低濃度的溶液，測(cè)得通常配制低濃度的溶液，測(cè)得A后，通過(guò)計(jì)算求得后，通過(guò)計(jì)算求得。2022年5月5日5時(shí)13分3）吸光度）吸光度(A)、透光率、透光率(T)與濃度與濃度(c)的關(guān)系的關(guān)系A(chǔ)Tc = 10- bcTA=bc線性關(guān)系線性關(guān)系2022年5月5日5時(shí)13分（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)特征常數(shù)；（2）不隨濃度不隨濃度c和光程長(zhǎng)度和光程長(zhǎng)度L的改變

9、而改變的改變而改變。在溫度和在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，波長(zhǎng)等條件一定時(shí)， 僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；（3）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值是不同的。在最值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)大吸收波長(zhǎng)max處的摩爾吸收系數(shù)處的摩爾吸收系數(shù)max表明了該表明了該吸收物質(zhì)吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度達(dá)到的最大靈敏度。 5.5.摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)的討論的討論2022年5月5日5時(shí)13分7.7.朗伯朗伯- -比爾定律的分析應(yīng)用比

10、爾定律的分析應(yīng)用(Analytical applications of Lambert-Beers law) 0 1 2 3 4 mol/LA。 。 。 。*0.80.60.40.20溶液濃度的測(cè)定溶液濃度的測(cè)定A LcA c工作曲線法工作曲線法(校準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)曲線)Calibration curve2022年5月5日5時(shí)13分偏離比耳定律的原因偏離比耳定律的原因1. 1. 現(xiàn)象現(xiàn)象 標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯比耳定律的偏離

11、。比耳定律的偏離。2. 2. 引起偏離的因素引起偏離的因素（兩大類）（兩大類） （1 1）物理性因素，）物理性因素， 即儀器的非理想引起的；即儀器的非理想引起的； （2 2）化學(xué)性因素。）化學(xué)性因素。2022年5月5日5時(shí)13分物理性因素：物理性因素：1 1、難以獲得真正的純單色光、難以獲得真正的純單色光。 分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯光可導(dǎo)致對(duì)朗伯比耳定律的正或負(fù)偏離。比耳定律的正或負(fù)偏離。 非單色光、雜散光、非平行入非單色光、雜散光、非平行入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯射光都會(huì)引起對(duì)朗伯比耳定律的比耳定律的偏離，偏離，最主要的是非

12、單色光作為入最主要的是非單色光作為入射光引起的偏離。射光引起的偏離。 2022年5月5日5時(shí)13分2 2、介質(zhì)不均勻引起的偏離：、介質(zhì)不均勻引起的偏離：膠體、乳濁液或膠體、乳濁液或懸浮物質(zhì)溶液吸收、散射。懸浮物質(zhì)溶液吸收、散射。2022年5月5日5時(shí)13分(2) (2) 化學(xué)性因素化學(xué)性因素朗伯朗伯比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；相互作用；僅在稀溶液僅在稀溶液(c10 -2 mol L-1時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。 故：朗伯故：朗伯比耳定律只適

13、用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。 溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化。成等化學(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化。 例：例： CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H2O2022年5月5日5時(shí)13分v3.朗伯朗伯-比爾定律的適用條件比爾定律的適用條件v1) 單色光單色光: 應(yīng)選用應(yīng)選用 max處測(cè)定處測(cè)定v2) 吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變：吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變：離解、絡(luò)合、締合會(huì)離解、絡(luò)合、締合會(huì)破壞線性關(guān)系，破壞線性關(guān)系， 應(yīng)控制條件應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介酸度、濃度、介質(zhì)等質(zhì)等)v3) 稀溶液：稀

14、溶液： 濃度增大，分子之間作用增強(qiáng)濃度增大，分子之間作用增強(qiáng)2022年5月5日5時(shí)13分7、吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)、吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng) 分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同，不同，用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度 吸收曲吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)線與最大吸收波長(zhǎng) max；吸收曲線吸收曲線：測(cè)量某種物測(cè)量某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，得到的一條吸收光譜曲得到的一條吸收光譜曲線。線。2022年5月5日5時(shí)13分吸收曲

15、線的討論：吸收曲線的討論：（1）同一種物質(zhì)對(duì)不同）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為為最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng)max（2）不同濃度的同一種）不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似似max不變。而對(duì)于不同不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和狀和max則不同，則不同，判斷干判斷干擾。擾。（3）吸收曲線可以提供物）吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析定性分析的依據(jù)之一。的依據(jù)之一。2022年5月5日5時(shí)13分吸收曲線的討論：吸收曲線的討論：

16、（4）不同濃度的同一種不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度光度 A 有差異，在有差異，在max處處吸光度吸光度A 的差異最大。此的差異最大。此特性可作為物質(zhì)特性可作為物質(zhì)定量分析定量分析的依據(jù)。的依據(jù)。（5）在在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)選擇入射光波長(zhǎng)的的重要依據(jù)。重要依據(jù)。2022年5月5日5時(shí)13分8.2 目視比色法、分光光度法及光度計(jì)目視比色法、分光光度法及光度計(jì)一、目視比色法一、目視比色法v1、定義：、定義：用眼睛比較溶液顏色深淺以測(cè)

17、用眼睛比較溶液顏色深淺以測(cè)定物質(zhì)含量的方法定物質(zhì)含量的方法。v2、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，不要求設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，不要求嚴(yán)格遵守比爾定律嚴(yán)格遵守比爾定律。v3、用途、用途: 用在要求不高的常規(guī)分析中用在要求不高的常規(guī)分析中。v4、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度不高，標(biāo)準(zhǔn)系列制作麻準(zhǔn)確度不高，標(biāo)準(zhǔn)系列制作麻煩，容易受干擾煩，容易受干擾。2022年5月5日5時(shí)13分5、測(cè)定方法：、測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)系列法標(biāo)準(zhǔn)系列法。1）用同質(zhì)材料的比色管）用同質(zhì)材料的比色管 2）配制不同量的標(biāo)準(zhǔn)溶液）配制不同量的標(biāo)準(zhǔn)溶液 3）同量的顯色劑，相同的實(shí)驗(yàn)條件，配）同量的顯色劑，相同的實(shí)驗(yàn)條件，配成一套標(biāo)準(zhǔn)色階成一套標(biāo)準(zhǔn)

18、色階 4）待測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)色階的配制條件相同，）待測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)色階的配制條件相同，置于色階中比較顏色度置于色階中比較顏色度 2022年5月5日5時(shí)13分方便、靈敏，準(zhǔn)確度差。常用于限界分析。方便、靈敏，準(zhǔn)確度差。常用于限界分析。觀察方向觀察方向目視比色法目視比色法c4c3c2c1c1c2c3c42022年5月5日5時(shí)13分二二. 光電比色法光電比色法(colorimetry)通過(guò)濾光片通過(guò)濾光片(filter)得一窄范圍的光得一窄范圍的光(幾十幾十nm)光電比色計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖光電比色計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖靈敏度和靈敏度和準(zhǔn)確度較準(zhǔn)確度較差差2022年5月5日5時(shí)13分三三. 吸光光度法吸光光度法(spectro

19、photometer)光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源通過(guò)棱鏡或光柵得到一束近似的單色光通過(guò)棱鏡或光柵得到一束近似的單色光.波長(zhǎng)可調(diào)波長(zhǎng)可調(diào), 故選擇性好故選擇性好, 準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高.分光光度法的基本部件2022年5月5日5時(shí)13分 吸光光度分析法中幾種方法對(duì)比吸光光度分析法中幾種方法對(duì)比方法方法原理原理入射光入射光 單色器單色器檢測(cè)量檢測(cè)量常用常用儀器儀器特點(diǎn)特點(diǎn)目視比目視比色色A=Kbc標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)系列復(fù)合光復(fù)合光透過(guò)光透過(guò)光強(qiáng)度強(qiáng)度比色比色管管簡(jiǎn)便易行簡(jiǎn)便易行 快速、準(zhǔn)快速、準(zhǔn)確度低確度低光電比光電比色色A=Kbc標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線單色光單色光 濾光片濾光

20、片吸光度吸光度透光率透光率光電光電比色比色計(jì)計(jì)準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度較高較高分光光分光光度度A=Kbc標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線單色光單色光 棱鏡棱鏡或光柵或光柵吸光度吸光度透光度透光度分光分光光度光度計(jì)計(jì)準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度高應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛2022年5月5日5時(shí)13分 光度分析儀器的基本部件光度分析儀器的基本部件無(wú)論是光電比色計(jì)或分光光度計(jì)，都是由以下基本部件組成：無(wú)論是光電比色計(jì)或分光光度計(jì)，都是由以下基本部件組成： 光源光源 單單 色色 器器 比色皿比色皿 光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器 檢測(cè)器檢測(cè)器作用作用產(chǎn)生復(fù)合光產(chǎn)生復(fù)合光 把復(fù)合光變把復(fù)合光變 盛待測(cè)液盛待測(cè)液 將透過(guò)光轉(zhuǎn)將透過(guò)光轉(zhuǎn) 測(cè)量光電流并測(cè)量光電流并 成單

21、色光成單色光 變?yōu)楣怆娏髯優(yōu)楣怆娏?將其轉(zhuǎn)為將其轉(zhuǎn)為A、T 常用常用 6-12v鎢絲燈鎢絲燈 濾光片濾光片 光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃 光電池、光電池、 光電管光電管元件元件 棱鏡棱鏡 或光柵或光柵 石英玻璃、石英玻璃、 光電倍增管光電倍增管 光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃2022年5月5日5時(shí)13分四、光度計(jì)及其基本部件四、光度計(jì)及其基本部件 分光光度計(jì)分光光度計(jì)2022年5月5日5時(shí)13分分光光度計(jì)分光光度計(jì)2022年5月5日5時(shí)13分 基本組成基本組成光源光源單色器單色器樣品室樣品室檢測(cè)器檢測(cè)器顯示顯示2022年5月5日5時(shí)13分 主要部件圖示：主要部件圖示：2022-5-5NWNU-Department of

22、 Chemistry351. 光源光源(Light source)：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠的光強(qiáng)度連續(xù)光譜，有足夠的光強(qiáng)度, ,穩(wěn)定。穩(wěn)定。 可見(jiàn)光區(qū)：可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈，碘鎢燈鎢燈，碘鎢燈(320 (320 2500 nm)2500 nm) 紫外區(qū)：紫外區(qū)：氫燈，氘燈氫燈，氘燈(180 (180 375 nm)375 nm)2. 單色器單色器(monochromator)：將光源發(fā)出的連：將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的裝置。續(xù)光譜分解為單色光的裝置。棱鏡棱鏡: :玻璃玻璃350 350 3200 nm, 3200 nm, 石英石英185 185 4000

23、nm4000 nm光柵光柵: :波長(zhǎng)范圍寬波長(zhǎng)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2022-5-5NWNU-Department of Chemistry36 單色器單色器入射狹縫：入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；光源的光由此進(jìn)入單色器；準(zhǔn)光裝置：準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行透鏡或返射鏡使入射光成為平行 光束；光束； 色散元件：色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或?qū)?fù)合光分解成單色光；棱鏡或 光柵；光柵；聚焦裝置：聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得 單色光聚焦至出射狹縫；單色光聚焦至出射狹縫；出射狹縫

24、：出射狹縫：2022-5-5NWNU-Department of Chemistry37單色器單色器棱鏡：依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)折射率不同800 600 5004002022-5-5NWNU-Department of Chemistry38光柵：光柵：在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬度等間距條痕(600、1200、2400條/mm )。M1M2出射狹縫光屏透鏡平面透射光柵光柵衍射示意圖原理：利用光通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光.2022-5-5NWNU-Department of Chemistry39光柵光柵2022年5月5日5時(shí)13分光柵光柵2022年5月5日5時(shí)13分2022年

25、5月5日5時(shí)13分3. 樣品室 樣品室放置各種樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。和相應(yīng)的池架附件。吸吸收池主要有石英池和玻收池主要有石英池和玻璃池兩種。璃池兩種。在紫外區(qū)須在紫外區(qū)須采用石英池，可見(jiàn)區(qū)一采用石英池，可見(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。般用玻璃池。2022年5月5日5時(shí)13分4. . 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來(lái)進(jìn)行測(cè)量將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來(lái)進(jìn)行測(cè)量, ,用光電檢測(cè)器測(cè)量。用光電檢測(cè)器測(cè)量。要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)，要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)， 產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照射于檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比。產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照

26、射于檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比。2022年5月5日5時(shí)13分8.3顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇v顯色反應(yīng)：顯色反應(yīng)：將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔锏姆磻?yīng)將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩衔锏姆磻?yīng)。v顯色劑：顯色劑：與待測(cè)組分形成有色化合物的試劑。與待測(cè)組分形成有色化合物的試劑。v8.3.1 顯色反應(yīng)的選擇：顯色反應(yīng)的選擇：v1)、顯色反應(yīng)的類型：、顯色反應(yīng)的類型：配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)。配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)。2022年5月5日5時(shí)13分2)、對(duì)顯色反應(yīng)的要求：、對(duì)顯色反應(yīng)的要求：靈敏度足夠高靈敏度足夠高:105 超高靈敏，超高靈敏，=(610)104 高高靈敏靈敏,=(26)104中等，中

27、等，2104不靈敏不靈敏選擇性好：顯色劑只與一組分（或少數(shù)組分）顯色選擇性好：顯色劑只與一組分（或少數(shù)組分）顯色顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收，顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收，試劑空白小。試劑空白小。對(duì)比度：對(duì)比度：兩有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差兩有色物質(zhì)最大吸收波長(zhǎng)之差=|MAXMR-MAXR|60nm化合物組成及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及選擇性好干擾小?；衔锝M成及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及選擇性好干擾小。2022年5月5日5時(shí)13分2. 顯色劑顯色劑無(wú)機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。無(wú)機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。有機(jī)顯色劑：種類繁多有機(jī)顯色劑：種類繁多偶氮類顯色劑：性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇偶氮類顯色劑：性質(zhì)

28、穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大，應(yīng)用最廣泛。雙硫腙、偶氮胂性好、對(duì)比度大，應(yīng)用最廣泛。雙硫腙、偶氮胂IIIIII、PARPAR等。等。 三苯甲烷類：鉻天青三苯甲烷類：鉻天青S S、二甲酚橙等、二甲酚橙等2022年5月5日5時(shí)13分3. 顯色條件的選擇顯色條件的選擇cRcRcR1). 顯色劑用量顯色劑用量(cM、pH一定一定) )Mo(SCN)32+ 淺紅淺紅;Mo(SCN)5 橙紅橙紅;Mo(SCN)6- 淺紅淺紅Fe(SCN)n3-n用量范圍寬用量范圍窄嚴(yán)格控制R量2022年5月5日5時(shí)13分2). 顯色反應(yīng)酸度（顯色反應(yīng)酸度（cM、 cR一定）一定）pH1pH10 +H2D2

29、紅色 518 Pb2+ + pH8-9 +H2D2 粉色 510 Hg2+ + pH6 +H2D2 橙色 485 2.加入掩蔽劑 測(cè)Hg2+ +H2D2 + ( EDTA-Bi3+/KSCN-Ag+ ) Sr-mBCZm +硫脲 -Cu/磺基水揚(yáng)酸Al Fe 2022-5-5523.利用氧化還原反應(yīng),改變干擾離子價(jià)態(tài) 鉻天青S+Al3+Vc-Fe3+Fe2+消除Fe3+的干擾 4.利用生成惰性絡(luò)合物 Ni2+ pH=2 NiR 分解 Ni2+ Fe3+ Zn2+ 5.分離干擾元素 6.利用校正系數(shù) 7.利用參比液消除顯色劑, 試劑帶入的干擾 8.選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量波長(zhǎng) 2022年5月5日5時(shí)13分

30、化學(xué)法化學(xué)法 Co2, Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2 (藍(lán)藍(lán))NaFSCNCo2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN測(cè)測(cè)Co2(含含F(xiàn)e3+)掩蔽法掩蔽法氧化還原法氧化還原法例例:2022年5月5日5時(shí)13分測(cè)測(cè)Co2 (生成絡(luò)合物性質(zhì)不同生成絡(luò)合物性質(zhì)不同)Co2+, Zn2+,Ni2+, Fe2+ CoR,ZnR NiR,FeRCoR, Zn2+ ,Ni2+ , Fe2+ 鈷試劑鈷試劑RH+如不能通過(guò)控制酸度和掩蔽的辦法消除如不能通過(guò)控制酸度和掩蔽的辦法消除干擾，則需采取分離法。干擾，則需采取分離法。測(cè)測(cè)Fe3(控制控制pH)Fe3+, Cu2+FeSS

31、 （紫紅）（紫紅）Cu2+pH 2.5SS磺基水楊酸磺基水楊酸2022年5月5日5時(shí)13分 8.4 測(cè)量條件的選擇測(cè)量條件的選擇 8.4.1. 選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)定波長(zhǎng)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)定波長(zhǎng)515655釷釷-偶氮砷偶氮砷III A絡(luò)合物絡(luò)合物試劑試劑415500鈷鈷-亞硝基紅鹽亞硝基紅鹽 A絡(luò)合物絡(luò)合物試劑試劑下測(cè)定須在左右maxmaxmaxmaxcbAAA較較小小的的測(cè)測(cè)定定靈靈敏敏度度高高2022年5月5日5時(shí)13分2 2）參比溶液）參比溶液( (空白溶液空白溶液) )的選擇：的選擇：樣參調(diào)節(jié)光路光學(xué)性質(zhì)和厚度相同樣品池樣品溶液，參比池空白溶液樣品池參比池配制樣品的溶劑空白溶液ATA%1000注：注

32、：采用空白對(duì)比消除因溶劑和容器的吸采用空白對(duì)比消除因溶劑和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素對(duì)透光率的收、光的散射和界面反射等因素對(duì)透光率的干擾干擾2022年5月5日5時(shí)13分8.4.3:8.4.3:吸光度讀數(shù)范圍的選擇吸光度讀數(shù)范圍的選擇v選A=0.20.8 T 在在 20%65% 之間時(shí)之間時(shí), 濃度濃度相對(duì)誤差較小，相對(duì)誤差較小， 最佳讀數(shù)范圍最佳讀數(shù)范圍v濃度相對(duì)誤差最小時(shí)的透射比濃度相對(duì)誤差最小時(shí)的透射比Tmin為：為：v Tmin 36.8%, Amin 0.434 通過(guò)改變吸收池厚度或待測(cè)液濃度，使吸光度讀通過(guò)改變吸收池厚度或待測(cè)液濃度，使吸光度讀數(shù)處在適宜范圍。普通分光光度法

33、不適于高含量或極數(shù)處在適宜范圍。普通分光光度法不適于高含量或極低含量物質(zhì)的測(cè)定。低含量物質(zhì)的測(cè)定。2022年5月5日5時(shí)13分標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作v1、制作依據(jù)：、制作依據(jù)：比爾定律比爾定律 A =bcv吸光度與吸光物質(zhì)的含量呈正比關(guān)系吸光度與吸光物質(zhì)的含量呈正比關(guān)系v2、制作方法：、制作方法：在選擇的實(shí)驗(yàn)條件下，從低濃度到在選擇的實(shí)驗(yàn)條件下，從低濃度到高濃度分別測(cè)量一系列（不少于高濃度分別測(cè)量一系列（不少于5）不同含量的標(biāo)）不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的含量為準(zhǔn)溶液的吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一條通過(guò)原點(diǎn)橫坐標(biāo)，吸光度為縱

34、坐標(biāo)作圖，得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線（或工作曲線）。此時(shí)再測(cè)的直線，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線（或工作曲線）。此時(shí)再測(cè)量待測(cè)溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可以查到與量待測(cè)溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可以查到與之相對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的含量。之相對(duì)應(yīng)的被測(cè)物質(zhì)的含量。v3、標(biāo)準(zhǔn)曲線不通過(guò)原點(diǎn)原因：、標(biāo)準(zhǔn)曲線不通過(guò)原點(diǎn)原因：參比選擇不當(dāng)；吸參比選擇不當(dāng)；吸收池厚度不等；吸收池位置不妥；吸收池不清潔等。收池厚度不等；吸收池位置不妥；吸收池不清潔等。8.5 吸光光度法的應(yīng)用2022年5月5日5時(shí)13分2022年5月5日5時(shí)13分一、天然水中亞鐵離子的測(cè)定一、天然水中亞鐵離子的測(cè)定二、飲用水中二氧化氯的測(cè)定二、飲用

35、水中二氧化氯的測(cè)定雙硫腙分光光度法測(cè)鎘雙硫腙分光光度法測(cè)鎘在強(qiáng)堿性介質(zhì)中，鎘離子與雙硫腙反應(yīng)，生在強(qiáng)堿性介質(zhì)中，鎘離子與雙硫腙反應(yīng)，生成成紅色螯合物紅色螯合物，用，用CHClCHCl3 3萃取分離后，于萃取分離后，于518nm518nm處測(cè)定其吸光度，標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。處測(cè)定其吸光度，標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。汞（日本水俁病）（一）雙硫腙分光光度法（二）冷原子吸收法 （三）冷原子熒光法v采樣時(shí)，每采集采樣時(shí)，每采集1升水樣應(yīng)立即加入升水樣應(yīng)立即加入10ml硫酸硫酸或或7ml硝酸，使水樣硝酸，使水樣pH值低于或等于值低于或等于1。若取。若取樣后不能立即進(jìn)行測(cè)定，向每升樣品中加入樣后不能立即進(jìn)行測(cè)定，向每升樣品中

36、加入5%高錳酸鉀溶液高錳酸鉀溶液4ml，必要時(shí)多加一些，使，必要時(shí)多加一些，使其呈現(xiàn)持久的淡紅色。樣品貯存于硼硅酸玻璃其呈現(xiàn)持久的淡紅色。樣品貯存于硼硅酸玻璃瓶中，廢水樣品應(yīng)加酸至瓶中，廢水樣品應(yīng)加酸至1%。測(cè)汞水樣的保存與處理 雙硫腙分光光度法測(cè)汞原理有機(jī)汞無(wú)機(jī)汞H+,氧化劑95測(cè)其吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線定量Hg2+雙硫腙溶液485nm橙色螯合物CCl4 萃取酸性介質(zhì)4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定微量酚v測(cè)定原理：測(cè)定原理：pH10.0pH10.00.20.2的介質(zhì)中，在鐵氰化的介質(zhì)中，在鐵氰化鉀的存在下，酚類化合物與鉀的存在下，酚類化合物與4-4-氨基安替比林氨基安替比林（4-AAP4-AAP）反應(yīng)，生成）反應(yīng)，生成橙紅色橙紅色的吲哚酚安替比的吲哚酚安替比林染料，在林染料，在510nm510nm波長(zhǎng)處有最大吸收，用比色波長(zhǎng)處有最大吸收，用比色法定量。該法所測(cè)酚類不是總酚，而只是與法定量。該法所測(cè)酚類不是總酚，而只是與4-AAP4-AAP顯色的酚，并以苯酚為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果以苯顯色的酚，并以苯酚為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果以苯酚計(jì)算含量。酚計(jì)算含量。 （一）氨氮（一）氨氮1、測(cè)定