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文檔簡介
紫外可見吸收光譜法第一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/261
5-1
基本原理一、概述1.定義:在光譜分析中,依據(jù)物質的分子對光的選擇性吸收而建立起來的分析方法稱為吸光光度法。2.分類①紅外吸收光譜(IR)分子振動光譜,吸收光波長范圍0.251000m
,主要用于有機化合物結構鑒定。(主要應用中紅外2.525m
)第二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/262②紫外吸收光譜(UV)
電子躍遷光譜,吸收光波長范圍200400nm(近紫外區(qū)),研究對象大多為具有共軛雙鍵結構的分子??捎糜跓o機物和有機物的定性和定量分析。③可見吸收光譜(Vis)
電子躍遷光譜,吸收光波長范圍400780nm
,主要用于有色物質的定量分析。
本章主要講授紫外可見吸光光度法。第三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/263UV-Vis吸收光譜與電子結構密切相關,物質的分子對200780nm的入射光進行選擇性吸收,由于價電子能級躍遷而產(chǎn)生的帶狀光譜。第四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2643.方法特點①靈敏度高:可測定10-6~10-7g.mL-1的物質②準確度高:RE%一般在1~
5%。③分析速度快:方法簡單、儀器設備小型,易于操作。④應用廣泛:常用于無機物定量分析、有機物進行鑒定及結構分析(推測有機化合物中的官能團及分子骨架結構)。第五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/265⑤方法的局限性
有些有機化合物在UV-Vis光區(qū)沒有吸收譜帶(如正己烷、正庚烷等),有的吸收光譜相近(如甲苯和乙苯的光譜大體相同)。還要借助于紅外(IR)、核磁共振(NMR)、質譜(MS)等進行定性及結構分析。第六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/266二、紫外可見吸收光譜1.光的基本性質光是一種電磁波,具有波粒二象性。光的波動性可用波長、頻率、光速c、波數(shù)(cm-1)等參數(shù)來描述。
=c
波數(shù)
=1/=/c
光是由光子流組成,光子的能量:
E=h=hc/
(Planck常數(shù):h=6.626×10-34
J·
S)光的波長越短(頻率越高),其能量越大。第七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/267白光(太陽光):由各種單色光組成的復合光單色光:單波長的光(由具有相同能量的光子組成)。可見光區(qū):400~780nm紫外光區(qū):近紫外區(qū)200~400nm遠紫外區(qū):10-200nm
(真空紫外區(qū))2.物質對光的選擇性吸收及吸收曲線M0+h
M*M
+熱M+熒光或磷光基態(tài)激發(fā)態(tài)E1
(△E)E2第八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/268白光綠紫橙青藍黃藍青紅互補色光示意圖第九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/269E=E2-E1=h
★物質結構不同,具有不同的量子化能級排布,物質分子對入射光具有選擇性吸收。
★分子結構的復雜性使其對不同波長光的吸收程度不同?!镉貌煌ㄩL的單色光照射,測吸光度--吸收曲線(最大吸收波長max)。藍
黃
450~480nm
580~600nm第十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2610★吸收曲線的討論(1)同一種物質對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處
對應的波長稱為最大吸收波長λmax。(2)不同濃度的同一種物質,其吸收曲線形狀相似、λmax不變。而對于不同物質,它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。第十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2611(3)吸收曲線可以提供物質的結構信息,并作為物質定性分析的依據(jù)之一。(4)在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大,所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)。第十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2612紫外—可見吸收曲線第十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2613三、光的吸收定律1.朗白-比耳定律布格(Bouguer)和朗白(Lambert)先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關系。A∝b1852年比耳(Beer)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系
A∝c
二者的結合稱為朗白—比耳定律,其數(shù)學表達式為:
A=lg(I0/It)=εbc
第十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2614
A=lg(I0/It)=εbc
A—吸光度,描述溶液對光的吸收程度;
b—液層厚度(光程長度),cm
c—溶液的摩爾濃度,mol·L-1
ε—摩爾吸光系數(shù),L·mol-1·cm-1
或:A=lg(I0/It)=abc
c—溶液的濃度,g·L-1
a—吸光系數(shù),L·g-1·cm-1
a與ε的關系為:
a=ε/M
(M為摩爾質量)第十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2615(1)朗白—比耳定律是吸光光度法的理論基礎和定量測定的依據(jù),應用于各種光度法的吸收測量。(2)朗白—比耳定律成立的前提條件
①入射光為單色光②吸收發(fā)生在均勻的介質中③在吸收過程中,吸光物質之間不發(fā)生相互作用第十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2616(3)摩爾吸光系數(shù)物理意義
ε在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。(4)吸光系數(shù)a(L·g-1·cm-1)相當于濃度為1g/L
、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。第十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26172.摩爾吸光系數(shù)ε的討論(1)吸收物質在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)。(2)不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時,ε
僅與吸收物質本身的性質有關,與待測物濃度無關。(3)可作為定性鑒定的參數(shù)。第十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2618(4)同一吸收物質在不同波長下的ε值是不同的。在最大吸收波長λmax
處的摩爾吸光系數(shù)以εmax表示。
εmax表明了該吸收物質最大限度的吸光能力,也反映了光度法測定該物質可能達到的最大靈敏度。第十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26193.偏離朗白—比耳定律的原因標準曲線法測定未知溶液的濃度時,發(fā)現(xiàn):標準曲線常發(fā)生彎曲(尤其當溶液濃度較高時),這種現(xiàn)象稱為對朗伯-比耳定律的偏離。引起這種偏離的原因:(1)入射光非單色光。儀器的非理想引起的(2)溶液不均勻。(3)溶液中發(fā)生了化學變化第二十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2620■物理性因素
難以獲得真正的純單色光。朗白-比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。分光光度計只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復合光可導致對朗伯—比耳定律的正或負偏離。第二十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2621
為克服非單色光引起的偏離,首先應選擇比較好的單色器。此外還應將入射波長選定在待測物質的最大吸收波長且吸收曲線較平坦處?!龌瘜W性因素
朗白-比耳定律的假定:所有的吸光質點之間不發(fā)生相互作用。只有稀溶液(c<10-2mol/L)時才基本符合。當溶液濃度c>10-2mol/L
時,吸光質點間可能發(fā)生締合等相互作用,直接影響了對光的吸收。第二十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2622★朗伯—比耳定律只適用于稀溶液?!锂斎芤褐写嬖谥x解、聚合、互變異構、配合物的形成等化學平衡時,使吸光質點的濃度發(fā)生變化,影響吸光度。例:鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡。CrO42-
+2H+
Cr2O72-
+H2O
溶液中CrO42-、Cr2O72-的顏色不同,吸光性質也不相同。此時溶液pH對測定有重要影響。第二十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2623四、分子吸收光譜與電子躍遷1.紫外—可見分子吸收光譜與電子躍遷(1)物質分子內(nèi)部三種運動形式(與光譜產(chǎn)生有關的運動)
①分子中電子相對于原子核的運動②分子中原子間的相對振動③分子本身繞其質量重心的轉動(2)分子具有三種不同能級電子能級、振動能級和轉動能級三種能級都是量子化的,且各自具有相應的能量。第二十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2624分子的內(nèi)能:電子能量Ee
振動能量Ev
轉動能量Er即E=Ee+Ev+Er
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr遠IRIR(中)UV-Vis第二十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2625UV-Vis光譜屬于電子躍遷光譜。電子能級間躍遷的同時總伴隨有振動和轉動能級間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動能級和轉動能級間躍遷產(chǎn)生的若干譜線相互疊加而呈現(xiàn)寬譜帶。第二十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2626
UV-Vis光譜的產(chǎn)生是由于分子中價電子能級躍遷產(chǎn)生的。2.價電子種類在有機化合物分子中,與UV-Vis光譜有關的價電子共三種。①形成單鍵的σ電子②形成雙鍵的π電子③分子中未成鍵的孤對電子,即n電子第二十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2627★分子軌道理論一個成鍵軌道必定有一個相應的反鍵軌道。通常外層電子均處于分子軌道的基態(tài),即成鍵軌道或非鍵軌道上?!锿鈱与娮游兆贤饣蚩梢娸椛浜?,從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷。所需能量ΔE大小順序為:σ→σ*>
n→σ*≥π→π*>
n→π*第二十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26283.價電子的躍遷方式(1)σ→σ*躍遷(<200nm)
所需能量最大,σ電子只有吸收遠紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠紫外區(qū)(吸收波長λ<200nm,只能被真空紫外分光光度計檢測到)。如甲烷的λmax為125nm,
乙烷λmax為135nm?!?/p>
UV-Vis吸收光譜中用飽和烴類(正己烷或正庚烷)作分析時的溶劑。第二十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2629(2)n*躍遷(150~250nm)(飽和碳氫化合物中的H被N、O、S、X取代)
實現(xiàn)這類躍遷所需要的能量較高,其吸收光譜落于遠紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)(150~250nm),ε為102~103,中等強度吸收。如:CH3OH、CH3Cl、CH3I的λmax分別為
183、173、258nm。第三十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2630(3)*躍遷(200nm或200~700nm強吸收)(凡含雙鍵或三鍵不飽和有機化合物)
它需要的能量較低,吸收峰一般處于近紫外光區(qū),在200nm左右,ε很大,為強吸收帶。共軛程度越大,所需能量越低,λmax增大。
不飽和烴、共軛烯烴和芳香烴類均可發(fā)生該類躍遷。如:乙烯、丁二烯、己二烯的λmax分別為
162、217、268nm。第三十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2631(4)n*躍遷(200~400nm弱吸收)
(含雜原子的雙鍵不飽和有機化合物)
所需能量最低,吸收波長200~400nm。ε較小,弱吸收。如丙酮n→π*躍遷的λmax
=275nm
εmax=22L·mol-1·cm-1(溶劑環(huán)己烷)。
UV-Vis光譜的主要研究對象為
*和n*躍遷。第三十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26324.生(發(fā))色團與助色團(1)生(發(fā))色團最有用的紫外—可見光譜是由π→π*和n→π*躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機物分子中含有不飽和基團。這類含有π鍵的不飽和基團稱為生色團。簡單的生色團由雙鍵或叁鍵體系組成,如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基-N=N-、乙炔基、腈基—C三N等。第三十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2633某些常見生色團的吸收光譜第三十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2634(2)助色團有一些含有n電子(雜原子)的基團(如—OH、—OR(烷氧基)、-NH2、COOR(酯基)、-SR(烷硫基)—X等),它們本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光),但當它們與生色團相連時,就會發(fā)生n*共軛作用,增強生色團的生色能力(吸收波長向長波方向移動,且吸收強度增加),這樣的基團稱為助色團。第三十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26355.紅移與藍移有機化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLλmax和吸收強度εmax發(fā)生變化。
λmax向長波方向移動稱為紅移,向短波方向移動稱為藍移(或紫移)。吸收強度即摩爾吸光系數(shù)ε增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應或減色效應。第三十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2636含n電子取代使n*紅移。如CH4、CH3Cl、CH3I的
λmax分別為125、173、258nm。極性溶劑使n*藍移;使π*紅移。第三十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26376.吸收帶—吸收峰的波帶位置。(1)R吸收帶(弱帶)
n*躍遷的吸收帶又稱R吸收帶,λmax在200~400nm。強度弱,一般ε為102以下。如:含羰基(C=O)、偶氮(N=N)基團的化合物。(2)K吸收帶(強帶)
在共軛非封閉(烯烴)體系中,由*躍遷產(chǎn)生的吸收帶又稱為K吸收帶。吸收強度大,一般ε>104,吸收峰在217~280nm
。有兩個以上的雙鍵共軛時,隨著共軛系統(tǒng)的延長有紅移現(xiàn)象。如苯乙烯、苯甲醛等有K帶,極性溶劑使K帶紅移。第三十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2638K吸收帶及其紅移現(xiàn)象芳環(huán)上有發(fā)色基團取代時(苯乙烯、苯乙酮)也有K帶。第三十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2639(3)B吸收帶(苯吸收帶)
芳香族化合物的*躍遷而產(chǎn)生的精細結構吸收帶。吸收峰在230~270nm,ε≈102。常用B吸收帶的精細結構來判斷芳香族化合物,但苯環(huán)上有取代基且共軛時,B帶簡單化、紅移和增色;B帶在蒸汽狀態(tài)或非極性溶劑中極為明顯;而在極性溶劑中B帶不明顯或消失。苯的紫外吸收光譜(異辛烷)
第四十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2640(4)E吸收帶(封閉共軛體系)
芳香族化合物的*躍遷而產(chǎn)生的特征吸收帶。分為E1吸收帶和E2吸收帶。
E1帶出現(xiàn)在185nm,
>104;
E2帶出現(xiàn)在204nm,>103?!锓枷阕寤衔餅榄h(huán)狀共軛體系?!锉江h(huán)結構中三個乙烯的環(huán)狀共軛系統(tǒng)產(chǎn)生了E1、E2吸收帶,是芳香族化合物的特征吸收?!顱吸收帶和E吸收帶是芳香族化合物的特征吸收帶,常用來判斷化合物中是否有芳香環(huán)存在。第四十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2641
5-2UV-Vis分光光度計752型UV-Vis分光光度計第四十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2642一、儀器的基本構造光源單色器樣品室檢測器顯示1.光源在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜,具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。第四十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2643★可見光區(qū):鎢燈或碘鎢燈作為光源,其輻射波長范圍在320~1000nm。★紫外區(qū):氫、氘燈。發(fā)射180~360nm的連續(xù)光譜。D2燈
MgF2窗—115-230nm;
石英窗—155-310nm。2.單色器將光源發(fā)射的復合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學系統(tǒng)?!锷⒃簩秃瞎夥纸獬蓡紊狻@忡R或光柵目前大多儀器使用光柵,可用于整波段,成本低,便于保存,分辨能力均勻一致。第四十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2644玻璃棱鏡只能用于可見光區(qū);石英棱鏡可用于紫外光區(qū)。石英在紫外光區(qū)有較高的色散率,而在可見光區(qū)的色散率不及光學玻璃。光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的。光柵在很寬的波長范圍內(nèi)具有相同的色散率。第四十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26453.樣品室樣品室放置各種類型的吸收池(比色皿)和相應的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。★紫外區(qū)須采用石英池;(1cm)★可見區(qū)一般用玻璃池。(0.5、1、2、3cm)第四十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26464.檢測器利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號,常用的有光電池、光電管、光電倍增管(PMT)或光電二極管陣列(PDA)檢測器。5.結果顯示記錄系統(tǒng)檢流計、數(shù)字顯示、微機進行儀器自動控制和結果處理。第四十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2647二、分光光度計的類型1.單光束簡單、價廉,適于在給定波長處測量吸光度或透光度,一般不能作全波段光譜掃描,要求光源和檢測器具有很高的穩(wěn)定性。第四十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26482.雙光束利用斬光器將單色光一分為二,分別經(jīng)過參比和樣品池,可消除光源不穩(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響,特別適合于結構分析。儀器復雜,價格較高。第四十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26493.雙波長將不同波長的兩束單色光(λ1、λ2)快速交替通過同一吸收池而后到達檢測器,無需參比池?!鰽=Aλ1
-Aλ2
??蓽y高濃度、混濁、多組分混合試樣。第五十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2650
5-3
顯色與測量條件的選擇一、顯色反應的選擇及類型1.靈敏度高、選擇性高、生成物穩(wěn)定、顯色劑在測定波長處無明顯吸收。兩種有色物最大吸收波長之差:“對比度”,要求△>60nm。2.配位顯色反應當金屬離子與有機顯色劑形成配合物時,產(chǎn)生很強的紫外—可見吸收光譜。
Fe2+
與鄰二氮菲→橙紅色溶液
Cr6+與二苯碳酰二肼→紅色溶液第五十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26513.氧化還原顯色反應某些元素的氧化態(tài),如Mn(Ⅶ)、Cr(Ⅵ)在紫外或可見光區(qū)能強烈吸收,可利用氧化還原反應對待測離子進行顯色后測定。如:鋼中微量錳的測定,Mn2+不能直接進行光度測定。
2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+
將Mn2+氧化成紫紅色的MnO4-后,在525nm處進行測定。第五十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2652二、顯色反應條件的選擇1.顯色劑用量:選擇曲線變化平坦處。2.反應體系的酸度:在相同實驗條件下,分別測定不同pH值條件下顯色溶液的吸光度。選擇曲線中A較大且恒定的平坦區(qū)所對應的pH范圍。3.顯色時間與溫度:實驗確定4.溶劑:一般盡量采用水相測定。第五十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2653三、共存離子干擾的消除1.加入掩蔽劑例:測定Ti4+,可加入H3PO4掩蔽劑使
Fe3+(黃色)成為Fe(PO4)23-(無色),消除Fe3+的干擾。又如:用鉻天菁S光度法測定Al3+時,加入抗壞血酸作掩蔽劑將Fe3+還原為
Fe2+,消除Fe3+的干擾。2.選擇適當?shù)娘@色反應條件。3.分離干擾離子。第五十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2654四、測定條件的選擇1.選擇適當?shù)娜肷洳ㄩL一般應該選擇λmax為入射光波長。如果λmax處有共存組分干擾時,則應考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長。依據(jù)“吸收最大,干擾最小”第五十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26552.選擇合適的參比溶液★目的測得的的吸光度真正反映待測溶液吸光強度?!飬⒈热芤旱倪x擇一般遵循以下原則⑴若僅待測組分與顯色劑反應產(chǎn)物在測定波長處有吸收,其它所加試劑均無吸收,用純?nèi)軇ㄋ?作參比溶液。⑵若顯色劑或其它所加試劑在測定波長處略有吸收,而試液本身無吸收,用“試劑空白”(不加試樣溶液)作參比溶液。第五十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2656⑶若待測試液在測定波長處有吸收,而顯色劑等無吸收,則可用“試樣空白”(不加顯色劑)作參比溶液。⑷若顯色劑、試液中其它組分在測量波長處有吸收,則可在試液中加入適當掩蔽劑將待測組分掩蔽后再加顯色劑,作為參比溶液。第五十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26573.控制適宜的吸光度(讀數(shù)范圍)不同的透光度讀數(shù),產(chǎn)生的誤差大小不同:
第五十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2658
濃度測量值的相對誤差(Δc/c)不僅與儀器的透光度誤差ΔT有關,而且與其透光度讀數(shù)T
的值也有關。
是否存在最佳讀數(shù)范圍?何值時誤差最???第五十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2659最佳讀數(shù)范圍與最佳值設ΔT=0.5%,則可繪出溶液濃度相對誤差Δc/c與其透光度T的關系曲線。如圖所示:T
在20%~65%之間時,濃度相對誤差較小(Δc/c<2%),最佳讀數(shù)范圍。用儀器測定時應盡量使溶液透光度值在T%=20~65%(吸光度A=0.70~0.20)??汕蟪鰸舛认鄬φ`差最小時的透光度Tmin為:
Tmin=36.8%,Amin=0.434第六十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2660吸光度A的讀數(shù)范圍
A=0.20~0.70
T=65%~20%根據(jù)朗白-比耳定律,可用改變吸收池厚度(b)或待測液的濃度(c)來使吸光度A處在適宜的范圍內(nèi)。第六十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2661
5-4
分光光度測定方法一、普通分光光度法1.單組分的測定通常比較法或采用
A-C標準曲線法定量測定。BlankStandardSampleSample第六十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2662第六十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26632.多組分的同時測定⑴若各組分的吸收曲線互不重疊,則可在各自最大吸收波長處分別進行測定。這本質上與單組分測定沒有區(qū)別。
Aa(λ1)=εabCa
求出Ca
Ab(λ2)=εbbCb
求出Cb第六十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2664⑵若各組分的吸收曲線互有重疊,則可根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出各組分的含量。第六十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/26653.配合物組成的測定(1)物質的量比法固定一種組分如金屬離子M的濃度,改變配位劑R的濃度,分別測定其吸光度。以吸光度A為縱坐標,配位劑與金屬離子的濃度比值為橫坐標作圖。利用外推法可得一交叉點D,
D點所對應的濃度比值就是配合物的配合比。第六十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2666(2)連續(xù)變化法設配位反應為M+nRMRnM為金屬離子,R為配合劑。并設cM和cR為溶液中M和R兩組分的濃度,cM+cR=c0(常數(shù))金屬離子和配位劑的物質的量分數(shù)分別為:第六十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2667配制一系列不同xM(或xR)值的溶液,溶液中配合物濃度隨xM而改變,當xM(或xR)與形成的配合物組成相當時,即金屬離子和配位劑物質的量之比和配合物組成一致時,配合物的濃度最大。根據(jù)與最大吸光度對應的x值,即可求出n。第六十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2668二、示差分光光度法(示差法)普通分光光度法一般只適于測定微量組分,當待測組分含量較高時,將產(chǎn)生較大的誤差。需采用示差法。即提高入射光強度,并采用濃度稍低于待測溶液濃度的標準溶液作參比溶液。設:待測溶液濃度為cx,標準溶液濃度為cs(cs<cx)
Ax=εbcx
As=εbcsΔA=Ax-As=εb(cx-cs)=εbΔc第六十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2669測得的待測溶液與標準溶液的吸光度之差ΔA相當于普通法中吸光度A。
ΔA=Ax-As=εb(cx-cs
)=εbΔc
示差法測得的吸光度與Δc呈直線關系。由標準曲線上查得相應的Δc值,則待測溶液濃度cx
:
cx=cs+Δc
第七十頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2670示差法標尺擴展原理普通法:cs的T=10%cx的T=5%示差法:cs
做參比,調(diào)T=100%
則:cx的T=50%
,標尺擴展10倍。第七十一頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2671三、雙波長分光光度法(了解)
不需空白溶液作參比,但需要兩個單色器獲得兩束單色光(λ1和λ2)。以參比波長λ1處的吸光度Aλ1作為參比,來消除干擾。在分析渾濁或背景吸收較大的復雜試樣時顯示出很大的優(yōu)越性。靈敏度、選擇性、測量精密度等方面都比單波長法有所提高。
ΔA=Aλ1-Aλ2=(ελ1-ελ2)bc
兩波長處測得的吸光度差值ΔA與待測組分濃度成正比。第七十二頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2672
x為待測組分,
y為干擾組分。λ2第七十三頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2673第七十四頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2674
選擇波長組合λ1
、λ2的基本要求:⑴選定的波長λ1和λ2處,干擾組分應具有相同吸光度。⑵在選定的兩個波長λ1和λ2處,待測組分的吸光度應具有足夠大的差值。第七十五頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2675P83第10題K2CrO4的堿性溶液在372nm處有最大吸收,若堿性K2CrO4溶液的濃度為3.00×10-5mol.L-1,吸收池厚度為1cm,在此波長下測得透光率為71.6%。計算(1)該溶液的吸光度;(2)摩爾吸光系數(shù);(3)若吸收池厚度為3cm,則透光率為多少?第七十六頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2676λmax=372nm,
C=3.00×10-5mol·L-1,b=1cm第七十七頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2677P83第11題苯胺在λmax為280nm處的k為1430L.mol-1.cm-1,現(xiàn)欲制備一苯胺水溶液,使其透射率為30%,吸收池厚度為1cm,問制備100mL該溶液需苯胺多少克?第七十八頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2678第七十九頁,共八十九頁,2022年,8月28日2023/2/2679P83第12題某組分A溶液的濃度為5.00×10-4mol.L-1,在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度分別為0.638和0.139;另一組份B溶液濃度為8.00×10-4mol.L-1,在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度分別為0.106和0.470?,F(xiàn)有A、B組份混合溶液在1cm吸收池中于440nm及590nm下其吸光度分別為
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