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文檔簡介

1、0712005-121GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸光光度法簡介第七章第七章2005-122GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.1 吸光光度法的基本原理7.1.1 光的基本性質(zhì)7.1.2 物質(zhì)對(duì)光的吸收7.1.3 溶液的吸光定律7.2 吸光分析法的方法與儀器簡介7.2.1 吸光分析的幾種方法7.2.2 吸光分析法的儀器簡介要點(diǎn)歸納2005-123GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.3 吸光光度法的靈敏度與準(zhǔn)確度7.3.1 靈敏度的表示方法7.3.2 影響準(zhǔn)確度的因素7.3.3 測(cè)量條件的選擇7.4 吸光光度法分析條件的選擇7.4.1 酸度的選擇7.4.2 顯色劑用量

2、的選擇7.4.3 其它條件的選擇2005-124GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.5 吸光光度法應(yīng)用簡介7.5.1 微量組分的測(cè)定7.5.2 示差光度法7.5.3 光度滴定法7.5.4 絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定7.5.5 弱酸弱堿離解常數(shù)的測(cè)定7.5.6 雙波長分光光度法7.5.7 導(dǎo)數(shù)分光光度法2005-125GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.1.1 光的基本性質(zhì)吸光光度法 是基于被測(cè)物質(zhì)的分子 對(duì)光 具有選擇吸收的特性而建立的分析方法。光的電磁波性質(zhì)射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103

3、 cm 105 cm可 見 光2005-126GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年光的波粒二象性波動(dòng)性粒子性 E光的折射光的衍射光的偏振光的干涉光電效應(yīng)E:光子的能量(J, 焦耳) :光子的頻率(Hz, 赫茲) :光子的波長(cm)c:光速(2.99791010 cm.s-1)h:Plank常數(shù)(6.625610-34 J.s 焦耳. 秒)2005-127GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年單色光、復(fù)合光、光的互補(bǔ)單色光復(fù)合光光的互補(bǔ)單一波長的光由不同波長的光組合而成的光若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光,那么就稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光,這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。藍(lán)黃紫紅綠

4、紫黃綠綠藍(lán)橙紅藍(lán)綠2005-128GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.1.2 物質(zhì)對(duì)光的吸收物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復(fù)合光2005-129GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸收光譜光作用于物質(zhì)時(shí),物質(zhì)吸收了可見光,而顯示出特征的顏色,這一過程與物質(zhì)的 性質(zhì)及光的性質(zhì)有關(guān)。分子基態(tài)的電子組態(tài) 物質(zhì)對(duì)光的吸收物質(zhì)對(duì)光的吸收滿足Plank 條件hS2S1S0S3E2E0E1E3hhh2005-1210GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年分子基態(tài)的電子組態(tài)1、用原子軌道線性組合法產(chǎn)生出各個(gè)分子軌道;2、把電子加到每個(gè)分子軌道中去,在每個(gè)分子軌

5、道中最多加進(jìn)兩個(gè)電子(Pauli原理),由此產(chǎn)生分子的電子組態(tài) ;3、把電子對(duì)加到最低能量軌道中去(建造原理),從而產(chǎn)生最低能量的電子組態(tài)(基態(tài)電子組態(tài))例:甲醛的分子軌道電子基態(tài)2005-1211GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年電子躍遷與電子激發(fā)態(tài)甲醛的電子基態(tài)S2S1S0T2T1電子躍遷類型最低激發(fā)態(tài)和基態(tài)的電子組態(tài)最低激發(fā)態(tài)和基態(tài)的電子態(tài)電子多重態(tài)2005-1212GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年電子的多重態(tài)h +單重態(tài)(自旋配對(duì))電子躍遷激發(fā)單重態(tài)(自旋 配對(duì))電子躍遷 和自旋翻轉(zhuǎn)h +單重態(tài)(自旋配對(duì))三重態(tài)(自旋 平行)2005-1213GXQ 分析化學(xué) 2005-

6、2006學(xué)年吸收光譜 Absorption Spectrum純 電子能態(tài) 間躍遷S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜銳線光譜A2005-1214GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收 Selected absorption物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同,所能吸收光的波長也不同,這就構(gòu)成了物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收基礎(chǔ)。例:A 物質(zhì)B 物質(zhì)同理,得:1 ev = 1.610-19 J.2005-1215GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年測(cè)量某物質(zhì)對(duì)不同波長單色光的吸收程度,以波長()為橫坐標(biāo),吸光度(A)為縱坐標(biāo),繪制吸光度隨波長的變化可得一曲線,

7、此曲線即為吸收光譜。(a)(b)(c)(d) 220 240 260 280 nm A0000(a) 聯(lián)苯(己烷溶劑);一些典型的紫外光譜(b) 苯(己烷溶劑);(c) 苯蒸汽;(d) Na蒸汽。吸收光譜的獲得 Absorption Spectra2005-1216GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年定性分析與定量分析的基礎(chǔ)定性分析基礎(chǔ)定量分析基礎(chǔ)物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收ABA在一定的實(shí)驗(yàn)條件下,物質(zhì)對(duì)光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。AC增大2005-1217GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.1.3 溶液的吸光定律透光率 (透射比)Transmittance透光率定義:T 取值為0.0 %

8、 100.0 %全部吸收T = 0.0 %全部透射T = 100.0 %2005-1218GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸收定律的推導(dǎo)Lambert Beer LawI0dbbItII-dIdI N IN :薄層中的吸光粒子數(shù)N = N0 c dS dbN0 :阿伏加德羅常數(shù) dS :捕獲面積,薄層中光照射的面積c:吸光溶液的濃度N = k c db故 dI N I = I k c dbdI = - I k c db ,dI / I = - k c db積分得或得2005-1219GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸光度 與透光率 Absorbance and transmit

9、tanceT : 透光率A: 吸光度1.00.50ACA100500T %TT = 0.0 %A = T = 100.0 %A = 0.0A = 0.434T = 36.8 %2005-1220GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸光系數(shù) Absorptivityb 吸光液層的厚度,光程,cmc 吸光物質(zhì)的濃度, g/L, mol/LK 比例常數(shù)入射光波長物質(zhì)的性質(zhì)溫度取值與濃度的單位相關(guān)c:mol / LK 摩爾吸光系數(shù), L mol 1 cm -1c:g / LK a吸光系數(shù), L g 1 cm -1c:g / 100 mLK 比吸光系數(shù)相互關(guān)系 Molar AbsorptivityA

10、bsorptivity Specific extinction coefficient2005-1221GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年對(duì)比吸收系數(shù)的理解c ( g / 100 mL), b = 1 cm例如撲熱息痛的測(cè)定:取撲熱息痛約40 mg,精密稱定,置250 mL量瓶中,加NaOH ( 0.1 mol / L) 50 mL 溶解,加水至刻度,搖勻,精密量取 5 mL,置100 mL量瓶中,加NaOH ( 0.1 mol / L) 10 mL,加水至刻度,搖勻,在257 nm 1 的波長處測(cè)定吸光度,按C8H9NO2的比吸收系數(shù)為715 計(jì)算,即得。2005-1222GXQ 分析

11、化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸收定律與吸收光譜的關(guān)系A(chǔ)C吸光定律A或吸收光譜AC max三維譜圖2005-1223GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸光的加合性多組分體系中,如果各組分之間無相互作用,其吸光度具有加合性,即對(duì)吸收定律偏離AC主要原因非單色光吸光質(zhì)點(diǎn)的相互作用2005-1224GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年非單色光引起的對(duì)吸光定律的偏離設(shè)入射光由 1 和 2 兩種波長組成,溶液的吸光質(zhì)點(diǎn)對(duì)兩種波長的光的吸收均遵從吸收定律1 2 1 + 2 或或2005-1225GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年非單色光引起的對(duì)吸光定律的偏離對(duì)吸收光譜而言,b 和 c 固定,

12、反映了 隨波長變化的情況,單一波長, 固定;不同波長, 不同。因此,非單色光將導(dǎo)致對(duì)吸光定律的偏離。A或 1 2在實(shí)際工作中,入射光通常具有一定的帶通。為了避免非單色光帶來的影響,一般選用峰值波長進(jìn)行測(cè)定。 1 對(duì)應(yīng)的 1較小 2 對(duì)應(yīng)的 2較大選用峰值波長,也可以得到較高的靈敏度。2005-1226GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年吸光質(zhì)點(diǎn)間相互作用引起的對(duì)吸光定律的偏離質(zhì)點(diǎn)間的靜電作用質(zhì)點(diǎn)間的締合作用質(zhì)點(diǎn)間的化學(xué)反應(yīng)2005-1227GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.2.1 吸光分析的幾種方法目視比色法標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品特點(diǎn)利用自然光比較吸收光的互補(bǔ)色光準(zhǔn)確度低(半定量)不可

13、分辨多組分方法簡便,靈敏度高2005-1228GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年光電比色法分光光度法(紫外-可見分光光度法)UV-VISUltraviolet Visual Spectroscopy0.575光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示I0It參比樣品未考慮吸收池和溶劑對(duì)光子的作用注意比較2005-1229GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年7.2.2 吸光分析法的儀器簡介紫外-可見分光光度計(jì)組件光源單色器樣品池檢測(cè)器信號(hào)輸出氫燈,氘燈,185 350 nm; 鹵鎢燈,250 2000 nm.基本要求:光源強(qiáng),能量分布均勻,穩(wěn)定作用:將復(fù)合光色散成單色光棱鏡光柵 玻璃, 350 2500 nm, 石英,185 4500 nm平面透射光柵, 反射光柵玻璃,光學(xué)玻璃,石英作用:將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并放大光電管,光電倍增管,光電二極管,光導(dǎo)攝像管(多道分析器)表頭、記錄儀、屏幕、數(shù)字顯示2005-1230GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年單波長單光束分光光度計(jì)0.575光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示2005-1231GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年比值光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示光束分裂器單波長雙光束分光光度計(jì)2005-1232GXQ 分析化學(xué) 2005-2006學(xué)年2005-1233GXQ 分析化學(xué) 2

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