吸光光度法簡介課件

AnalyticalChemistry吸光光度法簡介第七章第七章AnalyticalChemistry吸光光度法簡介第七7.1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7.1吸光光度法的基本原理7.1.1光的基本性質(zhì)7.7.3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顯色劑用量的選擇7.4.3其它條件的選擇7.3吸光光度法的靈敏度與準(zhǔn)確度7.3.1靈敏度的表7.5吸光光度法應(yīng)用簡介7.5.1微量組分的測定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)的測定7.5.5弱酸弱堿離解常數(shù)的測定7.5.6雙波長分光光度法7.5.7導(dǎo)數(shù)分光光度法7.5吸光光度法應(yīng)用簡介7.5.1微量組分的測定7.1.1光的基本性質(zhì)吸光光度法是基于被測物質(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10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見光7.1.1光的基本性質(zhì)吸光光度法是基于被測物質(zhì)的分子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（2.99791010cm.s-1）h：Plank常數(shù)（6.625610-34J.s焦耳.秒）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)黃紫紅綠紫黃綠綠藍(lán)橙紅藍(lán)綠單色光、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hS2S1S0S3E2E0E1E3hhh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：甲醛的分子軌道最高占有分子軌道最低空軌道電子基態(tài)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)電子躍遷與電子激發(fā)態(tài)甲醛的電子基態(tài)′S2S1S0T2T1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）電子的多重態(tài)h+單重態(tài)電子躍遷激發(fā)單重態(tài)電子躍遷和吸收光譜AbsorptionSpectrum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A吸收光譜AbsorptionSpectrum純電子能物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收Selectedabsorption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：1ev=1.610-19J.物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收Selectedabsorption物吸收光譜的獲得

AbsorptionSpectra測量某物質(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，此曲線即為吸收光譜。(a)(b)(c)(d)220240260280

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

AbsorptionSpectra測量某物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%~100.0%全部吸收T=0.0%全部透射T=100.0%入射光I0透射光It7.1.3溶液的吸光定律透光率（透射比）Transm吸收定律的推導(dǎo)Lambert–BeerLawI0dbbItII-dIdI∝NIN：薄層中的吸光粒子數(shù)N=N0cdSdbN0

：阿伏加德羅常數(shù)

dS：捕獲面積，薄層中被光照射的面積。c：吸光溶液的濃度N=k’

cdb故dI∝NI=Ik’

cdbdI=-Ik

cdb,dI/I=-k

cdb積分得或得吸收定律的推導(dǎo)Lambert–BeerLawI0db吸光度與透光率AbsorbanceandtransmittanceT：透光率A：吸光度1.00.50ACA100500T%TT=0.0%A=∞T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%吸光度與透光率Absorbanceandtransm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/100mLK

比吸光系數(shù)相互關(guān)系MolarAbsorptivityAbsorptivitySpecificextinctioncoefficient吸光系數(shù)Absorptivityb：吸光液層的厚度，光程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121+2或或非單色光引起的對(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，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12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。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)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)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）不可分辨多組分方法簡便，靈敏度高7.2.1吸光分析的幾種方法目視比色法標(biāo)準(zhǔn)系列未知樣品特光電比色法分光光度法（紫外-可見分光光度法）UV-VISUltravioletVisualSpectroscopy0.575光源單色器吸收池檢測器顯示I0It參比樣品入射光I0透射光It請(qǐng)注意與定義比較未考慮吸收池和溶劑對(duì)光子的作用光電比色法分光光度法（紫外-可見分光光度法）UV-VISUl7.2.2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器信號(hào)輸出氫燈，氘燈，185~350nm；鹵鎢燈，250~2000nm.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，350~2500nm,石英，185~4500nm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)組件光單波長單光束分光光度計(jì)0.575光源單色器吸收池檢測器顯示單波長單光束分光光度計(jì)0.575光源單色器吸收池檢測器顯示單波長雙光束分光光度計(jì)比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器單波長雙光束分光光度計(jì)比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂吸光光度法簡