注冊設(shè)備工程師復(fù)習資料水化學課件四

14.6吸收光譜法

吸收光譜原理比色法分光光度法一、吸收光譜原理1.吸收光譜法：在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立起來的分析方法。又稱吸光光度法。主要有:

紅外吸收光譜法：吸收光波長范圍2.5-1000nm,主要用于有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定。

紫外吸收光譜法：吸收光波長范圍200-400nm（近紫外區(qū)），可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。可見吸收光譜法：吸收光波長范圍400-750nm，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。

2.物質(zhì)的顏色與光吸收的關(guān)系（1）互補色光：若兩種顏色的光按某適當?shù)膹姸缺壤旌虾罂沙蔀榘坠?則這兩種色光成為互補色光。例如,黃光和藍光。（2）物質(zhì)的顏色與光吸收的關(guān)系物質(zhì)之所以呈現(xiàn)不同的顏色是物質(zhì)對光選擇性吸收造成的。溶液在日光的照射下,如果可見光幾乎均被吸收,則溶液呈黑色;如果全不吸收,則呈無色透明;若吸收了白光中的某種色光,則呈現(xiàn)透射光的顏色,即被吸收光的互補色。例如,KMnO4溶液吸收波長500—560nm的綠色光,呈現(xiàn)紫色;K2Cr2O7溶液吸收籃紫色光,而呈現(xiàn)黃色;硫酸銅溶液呈現(xiàn)藍色是由于它吸收了白光中的黃色光波.（3）吸收曲線：在同樣的條件下依次將各種波長的單色光通過某物質(zhì)溶液,并分別測定每個波長下溶液對光的吸收程度(吸光度A),以波長為橫坐標,吸光度為縱坐標得到的A～λ曲線,稱為該溶液的吸收曲線，又稱吸收光譜。吸收曲線的討論:①同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax。②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變。而對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。③吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)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)。

3.光的吸收定律（1)朗伯－比耳定律:當一束平行的單色光通過均勻溶液時,溶液的吸光度與溶液濃度（c）和液層厚度（b）的乘積成正比。是吸光光度法定量分析的依據(jù)。其數(shù)學表達式為：

A=kbcA：吸光度(I0：入射光強度,It：透過光強度)k：吸光系數(shù);當b—以cm為單位；c—以mol·L－１為單位；k=ε

A＝εbc

ε稱摩爾吸光系數(shù)物理意義：當某一波長光通過濃度為1mol/L、液層厚度為1cm溶液的吸光度。單位L/mol.cm（2）摩爾吸光系數(shù)ε的討論：①

ε是吸收物質(zhì)在一定波長下的特征常數(shù)。溫度和波長等條件一定時，ε僅與吸光物質(zhì)本性有關(guān)，而與其濃度c和光程長度b無關(guān)；②可作為定性鑒定的參數(shù)；③同一吸收物質(zhì)在不同波長下的ε值是不同的。ε越大表明該物質(zhì)對某波長的光吸收能力越強，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。ε代表測定方法的靈敏度。（3）透光度(透光率)T:描述入射光透過溶液的程度,取值范圍0～100%。

吸光度A與透光度T的關(guān)系:

A＝εbcT=10-εbc例:1.有一溶液,在λmax=310nm處的透光率為87%,在該波長處時的吸光度為多少？解：T＝87％；A＝－lgT＝－lg87％＝0.062.已知苯胺的λmax=280nm,ε=1430,有一含苯胺的水樣,在1cm比色皿中測得吸光度為0.52,求該水樣中苯胺的含量。（以mg/L表示)解:3.某有色化合物的0.0010%水溶液,在510nm處,用3cm比色皿測得吸光度為A=0.57,已知摩爾吸光系數(shù)為2.5×103L/mol.cm,求該有色配合物的摩爾質(zhì)量。解：4.偏離朗伯—比耳定律的原因

朗伯—比耳定律知,吸光度與溶液的濃度成正比,即A～C呈線性關(guān)系,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。

引起這種偏離的因素（兩大類）：（1）物理性因素

朗伯—比耳定律的前提條件之一是入射光應(yīng)為單色光。分光光度計只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對朗伯—比耳定律的正或負偏離。(2)化學性因素

朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點之間不發(fā)生相互作用。故：朗伯—比耳定律只適用于稀溶液(濃度大,易發(fā)生偏離)。溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學平衡時,使吸光質(zhì)點的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。5.顯色反應(yīng)及顯色反應(yīng)條件的選擇（1）對顯色反應(yīng)的要求：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。⑵顯色反應(yīng)條件的選擇①顯色劑用量：選擇吸光度A與顯色劑用量的關(guān)系變化平坦處。

②反應(yīng)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。選擇曲線中吸光度較大且恒定的平坦區(qū)所對應(yīng)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。⑤共存離子干擾的消除a.加入掩蔽劑b.選擇適當?shù)娘@色反應(yīng)條件c.分離干擾離子6.測定條件的選擇（1）選擇適當?shù)娜肷涔獠ㄩL:一般應(yīng)該選擇λmax為入射光波長。如果λmax處有共存組分干擾時，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長。（2辱）選茂擇合懲適的部參比午溶液選擇撇參比辟溶液塘的目未的：消除拿溶劑殼和試法劑等觀非測覺定物畝質(zhì)對上入射崗光吸努收的計影響根,使潮測得將的吸遮光度阿真正仿反映廉待測夾溶液賺吸光時強度欲。參比垃溶液儲的選門擇一校般遵第循以貼下原花則：①若煤僅待側(cè)測組阻分與矮顯色疊劑反幫應(yīng)產(chǎn)平物在路測定孫波長喬處有倘吸收屑，其志它所最加試谷劑均再無吸想收，賴用純?nèi)転ㄏ乃?京作參視比溶脹液；②若皇顯色若劑或器其它芝所加桑試劑鹽在測竊定波午長處描略有計吸收籠，而位試液墾本身肺無吸煎收，齒用“試面劑空籠白”強(不裕加試沙樣溶堆液)事作參時比溶就液；③若憐待測手試液驚在測怪定波燒長處呈有吸賞收，侵而顯營色劑附等無統(tǒng)吸收刑，則簽可用“試動樣空掉白”斯(不穩(wěn)加顯約色劑舊)作縣參比撕溶液負；④若孔顯色裙劑、素試液妥中其池它組受分在稻測量墊波長春處有民吸收田，則俘可在試召液中徹加入瓣適當你掩蔽則劑將米待測閃組分錢掩蔽事后再據(jù)加顯只色劑拐，作預(yù)為參芽比溶遮液。（3安）控降制適艙宜的叫吸光溫度（膏讀數(shù)便范圍犬）最佳焦讀數(shù)塊范圍屑：用儀面器測勸定時先,應(yīng)糕盡量狼使吸光捕度A=0素.8族0～山0.確20魚(溶液萄透光桃度值碼:T%=龜15銳～6奸5%取)疤。二、花比色陵法1.浪目視蹈比色童法：采用湊直接鄭用眼鳥睛比東較標觸準溶嗓液與慚被測性溶液天顏色京的深藝淺,砍來測屯定物舒質(zhì)含社量的紛方法改成為滑目視顧比色野法。裙測量仆的是車透過輝光的柏強度業(yè)。2.光電分比色飾法：利用材光電霸比色績計測華定溶膏液吸庫光度什并進炭行定結(jié)量分臨析的脖方法茫。光電啞比色叛計組菜成：光源元→濾光相片→炮比色店皿易→霧光電帝池削→檢窩流計（1事）光扣源:常用柏鎢絲勒燈,泉發(fā)射椒40先0～列11畢00忍nm硬的連末續(xù)光關(guān)譜。（2析）濾光帖片:濾光來片最本易透蘿過的情光應(yīng)私是有景色溶磁液最差易吸燈收的飾光,列即濾脹光片的顏沉色與喊被測循有色榨溶液倉顏色饑互為神補色暈。（3窯）比色青皿:盛試費液和孩空白壘溶液彼的吸寒收池親,有徐玻璃勉和石溉英兩毀種,霞常用送規(guī)格必有0認.5業(yè)cm晝、1啟cm列、3寺cm劣、5吉cm料。(操榜作時宮,需館拿毛胞面)（4伯）光宅電池槐:將光浙信號育轉(zhuǎn)換貴成電惜信號翼的裝認置。肥常用服硒光圍電池六。（5袋）檢流筋計:測量泳光電若流的泡儀器那,上尾有透幅光度泳（T嗽%）采和吸巧光度爽（A回）兩擔種刻雪度。光電叛比色蹲法優(yōu)暮點:（1追）儀秘器代詠替人小眼,酷消除泛主觀管誤差肢,提都高準眨確度洲。（2貍）采砍用濾轟光片告和參捐比溶竟液消滴除干鼻擾,管提高慮選擇缺性。光電舌比色榨法局師限性慎:只限遷于可低見光西區(qū)4蕩00鋤～8畜00探nm詳,濾提光片游獲得失單色妹光,攔不純竿,影味響準忙確度拴和靈燭敏度罰。三、身分光板光度觀法:利用垂分光確光度湖計測凍定溶窗液吸翅光度景進行籠定量膀分析晌的方殺法成教為分嫌光光稠度法丙。1.卷分光耐光度俱計組免成光源腳→單色側(cè)器→壟比色主皿晉→俊光電慌池曉→檢府流計除了希單色斧器以丟外,鄭其他同與光模電比怪色計定構(gòu)件程相同遮。單色郊器：即分赤光系譽統(tǒng),讀是將談混合步的光鳳按波智長順羨序分券散為令不同晝波長房誠的單循色光杜的裝乎置。念其主開要部摸件是棱鏡及(或擇光柵惜)+狹縫。2.頁分光砌光度義法特股點:（1露)采束用棱濁鏡或僅光柵誰等分法光器限將復(fù)固合光乎變?yōu)轼潌紊?倍可獲祝得純題度較懸高的滅單色描光,扮進一盯步提封高了模準確綢度和提靈敏片度。（2適）擴察大了愛測量糖的范餡圍:牌測量霞范圍下由可牲見光格區(qū)擴位展到漠紫外抽光區(qū)膜和紅迅外光驚區(qū)。3.公分光戚光度剝計類斑型:可見槐分光肚光度飼計（負工作叮范圍凈36庫0～燒80誓0n它m）攀;紫外姓—可好見分結(jié)光光關(guān)度計線（2床00原～1逐00陷0n送m）燭;紅外羽分光勒光度休計（蠶76虹0～果80卸0n停m）韻。4.胸定量倡方法只:常用標準勵曲線輛法(掃或工深作曲絹線法曾)：配制搶不同全濃度陸的標綠準溶干液,然分別怨測定懼各濃便度的吃吸光胳度,翅以濃家度為永橫坐覽標,秤吸光嘆度為艘縱坐來標,擇繪制A-淡C標艙準曲添線（魚工作看曲線領(lǐng)）。央待測辛試液躲在相嫌同條訂件下叔顯色膏,并昨測定辟吸光填度,象然后凱在工笛作曲餃線上速求出距其濃毯度。標準異曲線鵲(工擊作曲年線)例題1、筆吸收乞曲線飯是（械C油）A宴,A視—C橋關(guān)系頁圖籍B旨,顧A—旨pH朱關(guān)躺系圖C勵,伏A-近-掛λ圣關(guān)系繩圖D擦,A詠--檢-ε裹關(guān)系給圖2、底今有矩甲乙那兩個伸不同而濃吊度的步同一化有色田物質(zhì)首的溶疼液，白用同撞一波標長的灰光，堪同一吸厚度塑的比畜色皿能測得墊吸光昨度為吩：甲0。2，津乙干0。3，假如果撓甲的鬧濃度壺為4說．0刺×1唱0-4mo還l/劍L，是則乙趁的濃乎度為矮（配C舌）mo貓l/發(fā)LA、煤2．規(guī)0×聾10-4外;B、博4.界0×碌10-4刊;C、蠟6.挽0深×1觸0-4鐵;D院、蛋8.優(yōu)0×貝10-4猶.3.趙在分弱光光鋪度法團中，閃吸光御度和倉透光植度的應(yīng)關(guān)系晶是下事列四紗個中足的哪略一個導(dǎo)（賭B曾）A、夾A=鮮1g倉T;何B、蠻A=詢1g劍（1猜/T樸）;C、刮T=氧1g增A阿;劈燕D、責A=惕1n刑（1掘/T觀）.4.膛在分買光光介度法際中，死理想巖的顯跡色劑玩應(yīng)該寸滿足悔（東A彩）娛。A、抱靈敏型度高聚、選塊擇性冊和穩(wěn)釣定性豪好砍B道、靈攀敏度曲高、發(fā)顯著蠻性和弦穩(wěn)定壘性好C、膨靈敏美度高塔、選慢擇性毛和顯納著性母好劉D麻、靈鉗敏度啟高、減顯著犯性和井準確位度好5.晝某試浮液用畏2.關(guān)0c醉m的圓比色純皿,鉤測得鈴T速=6偉0%娛,若效改用傻1.忌0c頸m的剃比色年皿,歡測得豈T脆為（悲D摸）A屠15蜓%裹B砍3青0%登C程39代%D辭77劉%6.滲在顫分光內(nèi)光度蜓法中寧，宜司選用剝的吸道光度監(jiān)讀數(shù)匹范圍塊為：A、0~歇0.泛2；B、0.鼻1~逮0.章3；C、0.夏3~渠1.首0；D、0.施2~搏0.暖77.與某物抽質(zhì)的驅(qū)摩爾誦吸光臨系數(shù)ε很大干，則崗表明摘：(誼D揭)A、濟該物奮質(zhì)溶步液的顛濃度拜很大辯；B椅、光通暫過該橋物質(zhì)恢溶液錫的光飯程長柳；C、測定隆該物蒸質(zhì)的次靈敏壺度低；D、封測定捏該物鴉質(zhì)的語靈敏冒度高凝；8.店某金設(shè)屬離暖子X玩與R遙試劑星形成破一有界色絡(luò)唱合物踩，若杏溶液垂中X夕的濃僻度為腎1.棚0×壩10-4mo汽l·熟L-1，用陰1c范m比寬色皿荒在5贏25夢nm劍處測喇得吸渣光度稼為0愿.4融00迅，則壁此絡(luò)黑合物營在5系25弦nm奔處的倦摩爾訊吸光歲系數(shù)粗為：站(洗B帳)A、4×10-3；B、4×103；C、4×10-4；D、4×104。9.張某符合肅比耳蓮定律賄的有晨色溶站液，維當濃卷度為c時，蟻其透供光度攏為T0；若管濃度推增大1倍，免則此按溶液毀的透沫光度穿的對返數(shù)為楊：(貸C壯)A、T0/2；B、2T0；C、21鹽gT0；D、喚。10波.符誦合比善爾定意律的編某有欠色溶宋液稀攀釋時尼,其怪最大側(cè)吸收遷峰的框波長禽位置遞:(矮C簡)A、附向短桿波方按向移屠動;快B、慣向長胃波方取向移科動;C、綱不移疫動,同但高兼峰值域降低;墳D、搶不移嚷動,垮但高酸峰值責增大牲.11方.在突吸光室光度吸法中捕，透育過光疼強度膽（It）與鬼入射有光強革度（貸I0）之礦比，托即It/I0，稱咽為(猴C環(huán))A、面吸光患度；汪B際、消悅光度趴；C、獨透光鄰度；框D、舅光密斑度。12升.有甲脂、乙濃兩個據(jù)不同環(huán)濃度芬的同椅一有走色物輩質(zhì)水只樣，焰用同晌一波拒長進觸行測屢定。專當甲靜水樣校用1瞞cm剛比色債皿，攏乙用荷2c短m比洋色皿結(jié)，測諒定的例吸光山度相將同，駝則它液們的筒濃度說關(guān)系完是：CA、鞭甲是岔乙的臘1/壤2；目B皂、甲青是乙扶的4泉倍；C、腐乙是逐甲的滴1/貢2；遠D、重乙是邁甲的禍4倍糟。13該.Fe怒和C穗d的悔摩爾娘質(zhì)量稅分別膏是5算5.聰85罩g/紛L和悟1