PPT319注冊(cè)公用設(shè)備工程師基礎(chǔ)考試水分析化學(xué)精編附帶習(xí)題及答案61

14.6吸收光光譜法法?吸收光光譜原原理?比色法?分光光度度法一、吸收收光譜原原理1.吸收收光譜法法：在光譜分分析中，，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光光的選擇擇性吸收而建立起起來(lái)的分分析方法法。又稱稱吸光光光度法。。主要有:紅外吸收收光譜法法：吸收光波波長(zhǎng)范圍圍2.5-1000nm,主要用于有機(jī)機(jī)化合物物結(jié)構(gòu)鑒鑒定。紫外吸收收光譜法法：吸收光波波長(zhǎng)范圍圍200-400nm（近近紫外區(qū)），可用于于結(jié)構(gòu)鑒鑒定和定定量分析析。可見(jiàn)吸收收光譜法法：吸收光波波長(zhǎng)范圍圍400-750nm，主要用于有色色物質(zhì)的的定量分分析。2.物質(zhì)質(zhì)的顏色色與光吸吸收的關(guān)關(guān)系（1）互互補(bǔ)色光光：若兩種顏色色的光按某適當(dāng)當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比例例混合后可可成為白白光,則這兩兩種色光光成為互補(bǔ)補(bǔ)色光。。例如,黃光和和藍(lán)光。。（2）物物質(zhì)的顏顏色與光光吸收的的關(guān)系物質(zhì)之所所以呈現(xiàn)現(xiàn)不同的的顏色是是物質(zhì)對(duì)對(duì)光選擇性吸收收造成的的。黑色;全吸收,無(wú)色透明明:全不不吸收顏色：若吸收了了白光中中的某種種色光,則呈現(xiàn)現(xiàn)透射光的顏色色,即被吸收光光的互補(bǔ)補(bǔ)色。例如,KMnO4溶液吸收收波長(zhǎng)500—560nm的綠綠色光,呈現(xiàn)紫色;K2Cr2O7溶液吸收收籃紫色色光,而而呈現(xiàn)黃黃色;硫酸銅溶溶液呈現(xiàn)現(xiàn)藍(lán)色是是由于它它吸收了了白光中中的黃色光波.（3）吸吸收曲線線：在同樣的的條件下下依次將將各種波長(zhǎng)的的單色光光通過(guò)某某物質(zhì)溶溶液,并并分別測(cè)測(cè)定每個(gè)波長(zhǎng)長(zhǎng)下溶液液對(duì)光的的吸收程程度(吸吸光度A),以以波長(zhǎng)為橫橫坐標(biāo),吸光度度為縱坐坐標(biāo)得到到的A～～λ曲線,稱為該溶溶液的吸吸收曲線線，又稱稱吸收光光譜。吸收曲線線的討論論:①同一種種物質(zhì)對(duì)對(duì)不同波波長(zhǎng)光的的吸光度度不同。。吸光度最最大處對(duì)應(yīng)的波波長(zhǎng)稱為為最大吸收收波長(zhǎng)λmax。②不同濃度度的同一一種物質(zhì)質(zhì)，其吸吸收曲線線形狀相相似λmax不變。而對(duì)于不同物質(zhì)質(zhì)，它們的的吸收曲曲線形狀和λmax則不同。③吸收曲曲線可以以提供物物質(zhì)的結(jié)結(jié)構(gòu)信息息，并作作為物質(zhì)定性分析析的依據(jù)據(jù)之一。④在λmax處吸光度隨隨濃度變變化的幅幅度最大大，所以以測(cè)定最靈敏。。吸收曲曲線是定量分析析中選擇入射射光波長(zhǎng)的的重要依據(jù)。3.光的的吸收定定律（1)朗朗伯－比比耳定律律:當(dāng)一束平平行的單單色光通通過(guò)均勻勻溶液時(shí),溶液的吸吸光度與與溶液濃濃度（c）和液液層厚度度（b）的的乘積成成正比。。是吸光光度法法定量分析的的依據(jù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式式為：A=kbcA：吸光度(I0：入射光強(qiáng)度度,It：透過(guò)光強(qiáng)度度)k：吸光系數(shù);當(dāng)b—以cm為單位位；c—以mol·L－１為單位；k=εA＝εbcIoItA=lgε稱摩爾吸光光系數(shù)物理意意義：當(dāng)某一波長(zhǎng)光光通過(guò)濃度為1mol/L、液液層厚度為1cm溶液的的吸光度。單位L/mol.cm（2）摩爾吸吸光系數(shù)ε的討論：①ε是吸收物質(zhì)在一一定波長(zhǎng)下的的特征常數(shù)。。溫度和波長(zhǎng)等條條件一定時(shí)，，ε僅與吸光物質(zhì)質(zhì)本性有關(guān)，而與其其濃度c和光程長(zhǎng)度b無(wú)關(guān)；②可作為定性鑒定的參參數(shù)；③同一吸收物物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的的ε值是不同的。。ε越大表明該物物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)長(zhǎng)的光吸收能能力越強(qiáng)，用光度法法測(cè)定該物質(zhì)質(zhì)的靈敏度越越高。ε代表測(cè)定方方法的靈敏度度。ε>104為強(qiáng)，ε<103為小，（3）透光度度(透光率)T:描述入射光透透過(guò)溶液的程程度,取值范圍圍0～100%。吸光度A與透光度T的關(guān)系:1TA=lg=?lgTtoIIT=IoItA=lg4.偏離朗伯伯—比耳定律的原原因朗伯—比耳定律知,吸光度與溶液液的濃度成正比,即A～～C呈線性關(guān)關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)測(cè)定未知溶液的濃度度時(shí)發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高高時(shí)），這種現(xiàn)象象稱為對(duì)朗伯—比耳定律的偏偏離。引起這種偏離離的因素（兩兩大類）：（1）物理性性因素朗伯—比耳定律的前前提條件之一一是入射光應(yīng)為單色光。。分光光度計(jì)計(jì)只能獲得得近乎單色色的狹窄光帶。。復(fù)合光可導(dǎo)導(dǎo)致對(duì)朗伯伯—比耳定律的的正或負(fù)偏離離。(2)化學(xué)性因素素朗伯—比耳定律的的假定：所所有的吸光光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生生相互作用用。故：朗伯—比耳定律只只適用于稀溶溶液(濃度度大,易發(fā)發(fā)生偏離)。溶液中存在著離解解、聚合、、互變異構(gòu)構(gòu)、配合物物的形成等化學(xué)平衡衡時(shí),使吸吸光質(zhì)點(diǎn)的的濃度發(fā)生生變化，影響吸光度度。5.顯色反反應(yīng)及顯色色反應(yīng)條件件的選擇（1）對(duì)顯顯色反應(yīng)的的要求：靈敏度高、、選擇性高、生成物物穩(wěn)定、顯顯色劑在測(cè)測(cè)定波長(zhǎng)處處無(wú)明顯吸收，兩種種有色物最最大吸收波波長(zhǎng)之差：：“對(duì)比⑵顯色反應(yīng)應(yīng)條件的選選擇①顯色劑用用量：選擇擇吸光度A與顯色劑用用量的關(guān)系變化平坦坦處。②反應(yīng)體系系的酸度在相同實(shí)驗(yàn)驗(yàn)條件下，，分別測(cè)定定不同pH值條件下顯色溶液液的吸光度度。選擇曲曲線中吸光光度較大且恒定的平平坦區(qū)所對(duì)對(duì)應(yīng)的pH范圍。度，要求”λ>60nm。。③顯色時(shí)間間與溫度:實(shí)驗(yàn)確定④溶劑：一一般盡量采采用水相測(cè)測(cè)定。⑤共存離子子干擾的消消除a.加入掩掩蔽劑b.選擇適適當(dāng)?shù)娘@色色反應(yīng)條件件c.分離干干擾離子6.測(cè)定條條件的選擇擇（1）選擇擇適當(dāng)?shù)娜肴肷涔獠ㄩL(zhǎng)長(zhǎng):一般應(yīng)該選選擇λmax為入射光波波長(zhǎng)。如果λmax處有有共存組分分干擾時(shí)，則應(yīng)考考慮選擇靈靈敏度稍低低但能避免免干擾的入射光波長(zhǎng)長(zhǎng)。（2）選擇擇合適的參參比溶液選擇參比溶溶液的目的的：消除溶劑和和試劑等非非測(cè)定物質(zhì)對(duì)入射射光吸收的的影響,使使測(cè)得的吸吸光度真正正反映待測(cè)溶液液吸光強(qiáng)度。。參比溶液的選選擇一般遵循循以下原則：：①若僅待測(cè)組組分與顯色劑劑反應(yīng)產(chǎn)物在在測(cè)定波長(zhǎng)處處有吸收，其它所所加試劑均無(wú)無(wú)吸收，用純?nèi)軇ㄋ?作參比溶液；；②若顯色劑或或其它所加試試劑在測(cè)定波波長(zhǎng)處略有吸吸收，而試液本本身無(wú)吸收，，用“試劑空白”(不加試樣溶液)作參參比溶液；③若待測(cè)試液液在測(cè)定波長(zhǎng)長(zhǎng)處有吸收，，而顯色劑等等無(wú)吸收，則可用用“試樣空白”(不加顯色劑劑)作參比溶溶液；④若顯色劑、、試液中其它它組分在測(cè)量量波長(zhǎng)處有吸吸收，則可在試液中加入入適當(dāng)掩蔽劑劑將待測(cè)組分分掩蔽后再加顯色色劑，作為參參比溶液。（3）控制適適宜的吸光度度（讀數(shù)范圍圍）最佳讀數(shù)范圍圍：用儀器測(cè)定時(shí)時(shí),應(yīng)盡量使吸光度：A=0.80～0.20透光度值:T=15～65%二、比色法1.目視比色色法：采用直接用眼眼睛比較標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶液與被測(cè)溶液液顏色色的深深淺,來(lái)測(cè)測(cè)定物物質(zhì)含含量的的方法法成為為目視比色色法。。測(cè)量量的是是透過(guò)過(guò)光的的強(qiáng)度度。2.光電比比色法法：利用光光電比比色計(jì)計(jì)測(cè)定定溶液液吸光光度并并進(jìn)行定定量分分析的的方法法。光電比比色計(jì)計(jì)組成成：光源→濾光片→→比色皿→光電池→檢流計(jì)（1）光源源:常用鎢絲燈燈,發(fā)射400～1100nm的連續(xù)續(xù)光譜。（2）濾光片:濾光片最易易透過(guò)的光光應(yīng)是有色色溶液最易吸收的光光,即濾光光片的顏色色與被測(cè)有有色溶液顏顏色互為補(bǔ)色。。（3）比色皿:盛試液和空空白溶液的的吸收池,有玻璃和和石英兩種,常用規(guī)格格有0.5cm、1cm、3cm、5cm。(操作時(shí),需拿拿毛面,有有色溶液注注到比色皿皿高度的4/5處)（4）光電電池:將光信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成電信信號(hào)的裝置置。常用硒硒光電池。（5）檢流計(jì):測(cè)量光電流流的儀器,上有透光光度（T%）和吸光度（（A）兩種種刻度。光電比色法法優(yōu)點(diǎn):（1）儀器器代替人眼眼,消除主主觀誤差,提高準(zhǔn)確確度。（2）采用用濾光片和和參比溶液液消除干擾擾,提高選選擇性。光電比色法法局限性:只限于可見(jiàn)見(jiàn)光區(qū)400～800nm,濾光片獲得單色色光,不純純,影響準(zhǔn)準(zhǔn)確度和靈靈敏度。三、分光光光度法:利用分光光光度計(jì)測(cè)定定溶液吸光光度進(jìn)行定量量分析的方方法成為分分光光度法法。1.分光光光度計(jì)組成成光源→單色器→比色皿→光電池→檢流計(jì)除了單色器器以外,其其他與光電電比色計(jì)構(gòu)構(gòu)件相同。。單色器：即分光系統(tǒng)統(tǒng),是將混混合的光按按波長(zhǎng)順序序分散為不同波長(zhǎng)長(zhǎng)的單色光光的裝置。。其主要部部件是棱鏡(或光柵)+狹縫。2.分光光光度法特點(diǎn)點(diǎn):（1)采用用棱鏡或光光柵等分光光器將復(fù)合合光變?yōu)閱螁紊?可獲得得純度較高高的單色光光,進(jìn)一步步提高了準(zhǔn)準(zhǔn)確度和靈敏敏度。（2）擴(kuò)大大了測(cè)量的的范圍:測(cè)測(cè)量范圍由由可見(jiàn)光區(qū)區(qū)擴(kuò)展到紫外光光區(qū)和紅外外光區(qū)。3.分光光光度計(jì)類型型:可見(jiàn)分光光光度計(jì)（工工作范圍360～800nm）;紫外—可見(jiàn)分光光光度計(jì)（200～1000nm）;紅外分光光光度計(jì)計(jì)（760～800nm）。。4.定量量方法:常用標(biāo)準(zhǔn)曲線線法(或或工作曲曲線法)：配制不同濃濃度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液液,分別別測(cè)定各各濃度的吸光度度,以濃濃度為橫橫坐標(biāo),吸光度度為縱坐標(biāo),繪繪制A-C標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線線（工作作曲線））。待測(cè)試液液在相同同條件下下顯色,并測(cè)定定吸光度,然后后在工作作曲線上上求出其其濃度。。標(biāo)準(zhǔn)曲線線(工作曲線線)例題1、吸收收曲線是是（C）A,A—C關(guān)系圖B,A—pH關(guān)系圖C,A--λ關(guān)系圖D,A---ε關(guān)系圖2、今有有甲乙兩兩個(gè)不同同濃度的同一一有色物物質(zhì)的溶溶液，用用同一波長(zhǎng)的的光，同同一厚度度的比色色皿測(cè)得得吸光度度為：甲0。2，乙0。3，如果果甲的濃濃度為4．0××10-4mol/L，則乙的濃度度為（C）mol/LA、2．．0×10-4;C、6.0×10-4;B、4.0×10-4;D、8.0××10-4.3.在分光光光度法中中，吸光光度和透透光度的的關(guān)系是是下列四四個(gè)中的哪一個(gè)個(gè)（B）A、A=1gT;B、A=1g（（1/T）;C、T=1gA;D、A=1n（（1/T）.4.在分分光光度度法中，，理想的的顯色劑劑應(yīng)該滿滿足（A）。A、靈敏敏度高、、選擇性性和穩(wěn)定定性好B、靈敏敏度高、、顯著性和和穩(wěn)定性性好C、靈敏敏度高、、選擇性性和顯著著性好D、靈敏敏度高、、顯著性和準(zhǔn)確確度好5.某試液用用2.0cm的比色皿,測(cè)得T=60%,若改用1.0cm的比色皿,測(cè)得得T為（D）A15%B30%C39%D77%6.在分光光度法法中，宜選用用的吸光度讀讀數(shù)范圍為：：A、0~0.2；B、0.1~0.3；C、0.3~1.0；D、0.2~0.77.某物質(zhì)的摩爾爾吸光系數(shù)ε很大，則表明明：(D)A、該物質(zhì)溶液液的濃度很大大；B、光通過(guò)該物質(zhì)質(zhì)溶液的光程長(zhǎng)；C、測(cè)定該物質(zhì)質(zhì)的靈敏度低低；D、測(cè)定該物質(zhì)質(zhì)的靈敏度高；C、21gT0；D、lgT08.某金屬離子X(jué)與R試劑形成一有有色絡(luò)合物，若溶液中中X的濃度為1.0×10-4mol·L-1，用1cm比色皿在525nm處測(cè)得吸光度度為0.400，則此絡(luò)合物物在525nm處的摩爾吸光系數(shù)為：：(B)A、4×10-3；B、4×103；C、4×10-4；D、4×104。9.某符合比耳定律律的有色溶液液，當(dāng)濃度為為c時(shí)，其透光光度為T(mén)0；若濃度增大大1倍，則此溶液的透光光度的對(duì)數(shù)為為：(C)。A、T0/2；B、2T0；1210.在吸光光度法法中，透過(guò)光光強(qiáng)度（It）與入射光強(qiáng)強(qiáng)度（I0）之比，即It/I0，稱為(C)A、吸光度；B、消光度；C、透光度；D、光密度。11.有甲、乙兩個(gè)個(gè)不同濃度的的同一有色物物質(zhì)水樣，用用同一波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)當(dāng)甲水樣用1cm比色皿，乙用用2cm比色皿，測(cè)定定的吸光度相同同，則它們的的濃度關(guān)系是是：CA、甲是乙的1/2；B、甲是乙的4倍；C、乙是甲的1/2；D、乙是甲的4倍。12.用雙硫腙光度度法測(cè)定Pb2+(其摩爾質(zhì)量為為207.1g/mol),若50ml溶液液中中,含有有0.1mgPb2+.用1cm比色色皿皿在在520下,測(cè)得得透透光光度度為為10%,則此此有有色化化合合物物的的摩摩爾爾吸吸光光系系數(shù)數(shù)為為()A、1.0×102；B、1.0×103；C、1.0×104；D、1.0×10513、相相同同質(zhì)質(zhì)量量的的Fe3+和Cd2+[Ar(Fe)=55.85,Ar(Cd)=112.4]各用用一一種種顯顯色色劑劑在在同同樣樣體體積積溶溶液中中顯顯色色,用分分光光光光度度法法測(cè)測(cè)定定,前者者用用2cm比色色皿皿,后者者用用1cm比色色皿皿,測(cè)得得的的吸吸光光度度相相同同,則兩兩有有色絡(luò)絡(luò)合合物物的的摩摩爾爾吸吸光光系系數(shù)數(shù)為為()(A)基本本相相同同(B)Fe3+為Cd2+的兩兩倍倍(C)Cd2+為Fe3+的兩兩倍倍(D)Cd2+為Fe3+的四四倍倍提示示:A=εFe×2×m/55.85A=εCd×1×m/112.414.某有有色色配配合合物物的的溶溶液液投投射射比比為為T(mén)=9.77%,則吸吸光光度度值值lg(1/T)為：：CA，1.0；B，1.01；C，1.010；D，1.010115.比色色分分析析時(shí)時(shí),下述述操操作作中中正正確確的的是是()A、比比色色皿皿外外壁壁有有水水珠珠；；B、手捏捏比比色色皿皿的的毛毛面面；；C、用普普通通白白紙紙察察試試比比色色皿皿外外壁壁的的水水；；D、待測(cè)測(cè)溶溶液液注注到到比比色色皿皿的的三三分分之之二二高高度度處處16.分光光光光度度法法與與普普通通光光度度法法的的不不同同點(diǎn)點(diǎn)是是:CA、測(cè)量量范范圍圍不不同同；；B、檢測(cè)測(cè)器器不不同同；；C、獲得得單單色色光光的的方方法法不不同同；；D、光源源不不同同。。17.符合合比比爾爾定定律律的的某某有有色色溶溶液液稀稀釋釋時(shí)時(shí),其最最大大吸吸收收峰峰的的波波長(zhǎng)位位置置:(C)A、向向短短波波方方向向移移動(dòng)動(dòng);B、向向長(zhǎng)長(zhǎng)波波方方向向移移動(dòng)動(dòng);C、不移移動(dòng),但高峰峰值降降低;D、不移移動(dòng),但高峰峰值增增大