吸光光法演示文稿

吸光光度法演示文稿*當(dāng)前第1頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)*優(yōu)選吸光光度法當(dāng)前第2頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)吸光光度法概述吸光光度法：基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收的分析方法

天津理工大學(xué)當(dāng)前第3頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)分類：比色法：以比較溶液顏色深淺，從而確定被測(cè)定組分含量的方法。比色法的準(zhǔn)確度和精密度受視力條件影響很大，一般相對(duì)誤差約在5％～20％的范圍。分光光度法：使用分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量,相對(duì)誤差約在2％～5％

可見分光光度法、紫外分光光度法、紅外分光光度法、熒光分光光度法天津理工大學(xué)當(dāng)前第4頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)特點(diǎn)：(1)具有較高的靈敏度，適用于微量組分的測(cè)定；(2)通常所測(cè)試液的濃度下限達(dá)10-5~10-6mol·L-1；(3)吸光光度法測(cè)定的相對(duì)誤差約為2%~5%；(4)測(cè)定迅速，儀器操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛；(5)幾乎所有的無(wú)機(jī)物質(zhì)和許多有機(jī)物質(zhì)的微量成分都能用此法進(jìn)行測(cè)定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第5頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列，稱電磁波譜。光是一種電磁波，具有波動(dòng)性和微粒性人眼能感覺(jué)到的光稱為可見光。天津理工大學(xué)γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無(wú)線電波當(dāng)前第6頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(真空紫外)遠(yuǎn)紅外中紅外近紅外可見紫外遠(yuǎn)紫外10nm~200nm中層電子200nm

~400nm價(jià)電子400nm

~750nm價(jià)電子750nm~2.5m分子振動(dòng)2.5m

~50m分子振動(dòng)50m~300m分子轉(zhuǎn)動(dòng)天津理工大學(xué)當(dāng)前第7頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)1可見光的顏色和互補(bǔ)色：在可見光范圍內(nèi)，不同波長(zhǎng)的光的顏色是不同的。平常所見的白光（日光、白熾燈光等）是一種復(fù)合光，它是由各種顏色的光按一定比例混合而得的。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等不同顏色的單色光?！?.1吸光光度法基本原理

物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收天津理工大學(xué)當(dāng)前第8頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)白光除了可由所有波長(zhǎng)的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色的光按一定比例復(fù)合得到。能組成白光的兩種顏色的光叫補(bǔ)色光。物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系：當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時(shí)，如果物質(zhì)對(duì)白光中某種顏色的光產(chǎn)生了選擇性的吸收，則物質(zhì)就會(huì)顯示出一定的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補(bǔ)色。天津理工大學(xué)當(dāng)前第9頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)表9-1物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補(bǔ)關(guān)系天津理工大學(xué)當(dāng)前第10頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2吸收(absorption):當(dāng)白光通過(guò)某一有色溶液時(shí)，該溶液會(huì)選擇性地吸收某些波長(zhǎng)的光而讓未被吸收的光透射過(guò)，透射光刺激人眼而使人感到顏色的存在，溶液呈現(xiàn)透射光的顏色，亦即呈現(xiàn)的是它吸收光的互補(bǔ)光的顏色。例如，KMnO4溶液選擇吸收了白光中的綠色(500~560nm)光，與綠色光互補(bǔ)的紫色光因未被吸收而透過(guò)溶液，所以KMnO4溶液呈現(xiàn)紫色。天津理工大學(xué)當(dāng)前第11頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)M+熱M+熒光或磷光M+

h

M

*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2

E=E2-

E1不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的量子化能級(jí)，能量差也不同。光的互補(bǔ)：藍(lán)黃分子、原子或離子具有不連續(xù)的量子化能級(jí)3物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性天津理工大學(xué)當(dāng)前第12頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)光子具有一定的能量Ｅ=h

=hc/λＥ為光的能量（爾格）；為頻率；λ為波長(zhǎng)；h為普朗克常數(shù)；c為光速。僅當(dāng)照射光的光子能量與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)與激發(fā)態(tài)能量之差相當(dāng)時(shí)才能被吸收，不同的物質(zhì)微粒由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的能量差，所以物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性。天津理工大學(xué)E=E2-E1

=h

當(dāng)前第13頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)4吸收曲線（吸收光譜）：每一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度是不同的，如果我們讓各種不同波長(zhǎng)的光分別通過(guò)被測(cè)物質(zhì)，分別測(cè)定物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸收程度為縱坐標(biāo)作圖所得曲線。描述了物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收能力。吸收峰和最大吸收波長(zhǎng)max吸收曲線上的各個(gè)峰叫吸收峰。峰越高，表示物質(zhì)對(duì)相應(yīng)波長(zhǎng)的光的吸收程度越大。其中最高的那個(gè)峰叫最大吸收峰，它的最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)叫最大吸收波長(zhǎng)，用λmax表示。天津理工大學(xué)當(dāng)前第14頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長(zhǎng)的特點(diǎn)：

1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長(zhǎng)不同。2）對(duì)同一物質(zhì)，其濃度不同時(shí)，吸收曲線形狀和最大吸收波長(zhǎng)不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。天津理工大學(xué)當(dāng)前第15頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（4）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。（5）在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。（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；天津理工大學(xué)當(dāng)前第16頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.1.2光的吸收基本定律

──朗伯-比耳（Larnbert-Beer）定律1.朗伯—比耳定律吸光度與液層厚度

A∝b吸光度與物質(zhì)濃度A∝cA∝cb天津理工大學(xué)當(dāng)前第17頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)式中A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；

b：液層厚度(光程長(zhǎng)度)，通常以cm為單位；

c：溶液的濃度，單位mol·L-１，g/La：吸收系數(shù)，朗伯—比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式A=abc

朗伯-比爾定律的適用條件1)單色光:

２)稀溶液：天津理工大學(xué)當(dāng)前第18頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)透光度T:描述入射光透過(guò)溶液的程度

T=I

/I0吸光度A與透射比T的關(guān)系:透光度T吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第19頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)比例常數(shù)a的幾種表示方法：吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式中的比例常數(shù)叫“吸收系數(shù)”，它的大小可表示出吸光物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸收本領(lǐng)（即吸收程度）。它與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。另外，a的值隨著b和c的單位不同而不同。下面就介紹a的幾種不同的表示方法。當(dāng)溶液濃度c的單位為g/L,溶液液層厚度b的單位為cm時(shí)，其單位為L(zhǎng)/g·cm天津理工大學(xué)當(dāng)前第20頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度b的單位為cm時(shí)，叫“摩爾吸收系數(shù)”，用κ表示，其單位為L(zhǎng)/mol·cm，此時(shí)：A=κ

bcκ表示的是當(dāng)c=1mol/L，b=1cm時(shí)，物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為λ的光的吸光度。κ表示吸光物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為λ的光的吸收能力。摩爾吸收系數(shù)越大，表示物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為λ的光的吸收能力越強(qiáng)，同時(shí)在分光光度法中測(cè)定的靈敏度也越大。

κ值可以從實(shí)驗(yàn)中得到。天津理工大學(xué)當(dāng)前第21頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)；（2）不隨濃度c和光程長(zhǎng)度b的改變而改變。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，κ僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；（3）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的κ值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)λmax處的摩爾吸收系數(shù)κmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。

摩爾吸收系數(shù)κ的討論天津理工大學(xué)當(dāng)前第22頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（4）可作為定性鑒定的參數(shù)；（5）物質(zhì)的吸光能力的度量

κmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。κ

>105：超高靈敏；

κ

=(6～10）×104：高靈敏；

κ

=104～103：中等靈敏；

κ

<103：不靈敏。（6）κ在數(shù)值上等于濃度為1mol·L-1、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第23頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.1.3偏離比耳定律的原因1.現(xiàn)象

標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯—比耳定律的偏離。2.引起偏離的因素（兩大類）（1）物理性因素，

即儀器的非理想引起的；（2）化學(xué)性因素。天津理工大學(xué)當(dāng)前第24頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)物理性因素：難以獲得真正的純單色光。比爾定律只適用于單色光，但在實(shí)際測(cè)定中無(wú)論是用濾光片或棱鏡分光，只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯—比耳定律的正或負(fù)偏離。避免儀器偏離：首先要求入射光純度要高：應(yīng)選擇比較好的單色器。其次選擇波長(zhǎng)范圍應(yīng)在吸收曲線斜率變化小的部位。天津理工大學(xué)當(dāng)前第25頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)討論：

選用譜帶a的復(fù)合光進(jìn)行測(cè)量，得到右圖的工作曲線，A與c基本呈直線關(guān)系。選用譜帶b的復(fù)合光進(jìn)行測(cè)量，κ的變化較大，則A隨波長(zhǎng)的變化較明顯，得到的工作曲線明顯偏離線性。天津理工大學(xué)當(dāng)前第26頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(2)化學(xué)性因素朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光粒子之間不發(fā)生相互作用；僅在稀溶液(c<10-2mol·L-1)時(shí)才基本符合。當(dāng)溶液濃度c>10-2

mol·L-1時(shí)，吸光粒子間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。

故：朗伯—比耳定律只適用于稀溶液。

溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)平衡時(shí)。使吸光物質(zhì)的濃度發(fā)生變化。

例：CrO42-+2H+

=Cr2O72-+H2O天津理工大學(xué)當(dāng)前第27頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)§9.2光度計(jì)及其基本部件1.分光光度計(jì)天津理工大學(xué)當(dāng)前第28頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)分光光度計(jì)天津理工大學(xué)當(dāng)前第29頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.2.1

基本組成光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示天津理工大學(xué)當(dāng)前第30頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.2.3

主要部件

1.光源要求：1提供足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定的連續(xù)光2使用壽命長(zhǎng)

可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在320～2500nm。

紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射180～375nm的連續(xù)光譜。天津理工大學(xué)當(dāng)前第31頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.單色器單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的光波且波長(zhǎng)在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。①入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；②準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：核心部分，起分光的作用。棱鏡或光柵天津理工大學(xué)當(dāng)前第32頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)有不同的折射率而將不同波長(zhǎng)的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長(zhǎng)范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長(zhǎng)范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個(gè)光域。光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第33頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)光柵天津理工大學(xué)當(dāng)前第34頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)3.吸收池吸收池（比色皿）用于盛放試液。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。天津理工大學(xué)當(dāng)前第35頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)吸收池要求：（1）匹配性（對(duì)光的吸收和反射應(yīng)一致）(2)吸收池經(jīng)過(guò)配對(duì)測(cè)試的(3)使用前后都要清洗干凈(4)已匹配好的吸收池不能用爐子或火焰干燥(5)只能接觸毛玻璃一側(cè)天津理工大學(xué)當(dāng)前第36頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)4.檢測(cè)系統(tǒng)

將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流來(lái)進(jìn)行測(cè)量。光電檢測(cè)器。要求：對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光有快速、靈敏的響應(yīng)，產(chǎn)生的光電流應(yīng)與照射于檢測(cè)器上的光強(qiáng)度成正比。(1)光電管天津理工大學(xué)當(dāng)前第37頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(2)光電二極管陣列電容器再次充電的電量與每個(gè)二極管檢測(cè)到的光子數(shù)目成正比，而光子數(shù)又與光強(qiáng)成正比。通過(guò)測(cè)量整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)光強(qiáng)的變化就可得到吸收光譜。電容器充電電容器放電光照射再次充電測(cè)量周期天津理工大學(xué)當(dāng)前第38頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)分光光度計(jì)的類型：（一）單波長(zhǎng)單光束分光光度計(jì)：0.575光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示天津理工大學(xué)當(dāng)前第39頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)這類分光光度計(jì)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。另外，結(jié)果受電源的波動(dòng)影響較大。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第40頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（二）單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)比值光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示光束分裂器天津理工大學(xué)當(dāng)前第41頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)光源單色器單色器檢測(cè)器切光器狹縫吸收池（三）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)：天津理工大學(xué)當(dāng)前第42頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)§9.3顯色反應(yīng)與條件的選擇在光度分析中將試樣中的待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的試劑叫顯色劑。顯色反應(yīng)一般分為兩大類：一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第43頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)

配位顯色反應(yīng)

當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成配合物時(shí)，通常會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外-可見吸收光譜氧化還原顯色反應(yīng)某些元素的氧化態(tài)，如Mn（Ⅶ）、Cr（Ⅵ）在可見光區(qū)能強(qiáng)烈吸收，可利用氧化還原反應(yīng)對(duì)待測(cè)離子進(jìn)行顯色后測(cè)定。

例如：鋼中微量錳的測(cè)定，

2Mn2＋＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4＋+10SO42-＋16H+

將Mn2＋

氧化成紫紅色的MnO4＋后，在525nm處進(jìn)行測(cè)定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第44頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.3.1顯色反應(yīng)的選擇：1．靈敏度要高：首先考慮的主要方面，κ在104-105。

2．選擇性要好：干擾較少或干擾易除去的3．有色化合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4．顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收，兩種有色物最大吸收波長(zhǎng)之差：“對(duì)比度”，要求△>60nm。5．反應(yīng)的條件要易于控制。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第45頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.3.2顯色劑無(wú)機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨等。有機(jī)顯色劑：種類繁多偶氮類顯色劑：性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂III、PAR等。三苯甲烷類：鉻天青S、二甲酚橙等天津理工大學(xué)當(dāng)前第46頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)控制顯色條件，使顯色反應(yīng)完全和穩(wěn)定。（一）顯色劑用量：顯色反應(yīng)一般可用下式代表：M＋RMR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R的過(guò)量時(shí)，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。9.3.3顯色反應(yīng)條件的選擇天津理工大學(xué)當(dāng)前第47頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對(duì)測(cè)定產(chǎn)生不利。例如：用SCN-與Fe3+反應(yīng)生成紅色配合物測(cè)定鐵時(shí)，當(dāng)加入的顯色劑太多時(shí)，就會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生不利。對(duì)于不同的情況，顯色劑的用量對(duì)顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實(shí)際選用時(shí)，一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的。實(shí)驗(yàn)方法為：固定待測(cè)組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，分別測(cè)定它們的吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，顯色劑用量為橫坐標(biāo)作圖，可得到吸光度—顯色劑用量的曲線，其結(jié)果分為三種情況：天津理工大學(xué)

當(dāng)前第48頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)圖是吸光度與顯色劑用量關(guān)系的幾種情況。圖吸光度與顯色劑用量的關(guān)系

從三個(gè)圖中可以得到：

可以在a-b范圍內(nèi)選用的合適的，用量較寬

在a-b較窄的范圍內(nèi)，吸光度值較穩(wěn)定?？梢赃x用的用量較窄

表明隨著顯色劑用量的增加，吸光度也不斷增大。必須嚴(yán)格控制用量。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第49頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（二）溶液酸度：

溶液的酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是多方面的

:

例如由于顯色劑大多是有機(jī)弱酸，酸度影響顯色劑的離解，因而影響顯色劑反應(yīng)的完全程度。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，分別測(cè)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(duì)應(yīng)的pH范圍。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第50頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（三）顯色時(shí)間：顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長(zhǎng)時(shí)間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過(guò)久也會(huì)褪色。適宜的顯色時(shí)間要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第51頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（四）溫度：一般顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進(jìn)行。而且還有一些有色配合物在室溫下要分解。天津理工大學(xué)當(dāng)前第52頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（五）干擾離子的影響和消除方法：有的干擾離子本身有顏色，如Cu2＋（藍(lán)）、Co2＋（紅）、Cr3（綠）、Fe3＋（黃）；有的與試劑生成有色配合物，如硅鉬藍(lán)法測(cè)Si時(shí)，P、As也與鉬酸銨生成雜多酸且同時(shí)被還原成鉬藍(lán)干擾測(cè)定；有的與試劑或被測(cè)離子生成更穩(wěn)定化合物，使被測(cè)離子配位不完全等。因此，對(duì)與一個(gè)新的比色方法的提出，往往必須做干擾離子試驗(yàn)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第53頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)干擾的消除（1）加入配位掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑

使干擾離子生成無(wú)色配合物或無(wú)色離子（2）選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾

用磺基水楊酸測(cè)定Fe3+離子時(shí),Cu2+與試劑形成黃色絡(luò)合物,干擾測(cè)定，但如控制pH在2.5左右，Cu2+則不與試劑反應(yīng)。（3）分離干擾離子天津理工大學(xué)當(dāng)前第54頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)考試時(shí)間12月28日（18周周三）16:10-18:10當(dāng)前第55頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)§9.4吸光度測(cè)量條件的選擇9.4.1選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng)一般應(yīng)該選擇λmax為入射光波長(zhǎng)1在此波長(zhǎng)處摩爾吸收系數(shù)值最大，使測(cè)定有較高的靈敏度。2在此波長(zhǎng)處的一個(gè)較小的范圍內(nèi)，吸光度變化不大，不會(huì)造成對(duì)比爾定律的偏離，使測(cè)定有較高的準(zhǔn)確度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第56頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)如果λmax處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。

如圖選500nm波長(zhǎng)測(cè)定，靈敏度雖有所下降，卻消除了干擾，提高了測(cè)定的準(zhǔn)確度和選擇性。天津理工大學(xué)當(dāng)前第57頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.4.2參比溶液的選擇為什么需要使用參比溶液？消除因溶劑和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素對(duì)透光率的干擾

測(cè)得的的吸光度真正反映待測(cè)溶液吸光強(qiáng)度。選擇參比溶液所遵循的一般原則：⑴若僅待測(cè)組分與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，其他所加試劑均無(wú)吸收，用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤?；天津理工大學(xué)當(dāng)前第58頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑵若顯色劑或其他所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略有吸收,用“試樣空白”(不加試樣溶液)作參比溶液；⑶若待測(cè)試液其他組分在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無(wú)吸收，則可用“顯色劑空白”(不加顯色劑)作參比溶液；⑷若顯色劑、試液中其他組分在測(cè)量波長(zhǎng)處有吸收,則可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑，作為參比溶液。天津理工大學(xué)當(dāng)前第59頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.4.3吸光度讀數(shù)范圍的選擇不同的吸光度讀數(shù)，產(chǎn)生的誤差大小不同：

－lgT=κbc微分：－dlgT＝－0.434dlnT=-0.434T-1dT=κbdc兩式相除得：Δc/c不僅與儀器的透射比誤差ΔT有關(guān)，而且與其透射比讀數(shù)T的值也有關(guān)。是否存在最佳讀數(shù)范圍？何值時(shí)誤差最小？天津理工大學(xué)當(dāng)前第60頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)最佳讀數(shù)范圍與最佳值:設(shè)：ΔT=1%，Δc/c~T關(guān)系曲線T在10%～70%（A在）之間時(shí),濃度相對(duì)誤差較小，濃度相對(duì)誤差最小時(shí)的透射比Tmin為：

Tmin＝36.8%,A＝0.434

通過(guò)改變吸收池厚度或待測(cè)液濃度，使吸光度讀數(shù)處在適宜范圍。普通分光光度法不適于高含量或極低含量物質(zhì)的測(cè)定。天津理工大學(xué)當(dāng)前第61頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)例1鄰二氮菲光度法測(cè)鐵，c(Fe)=1.0mg/L,b=2cm,A=0.38，計(jì)算解：

cFe=1.0mg/L=1.0×10-3/55.85=1.8×10-5mol/L天津理工大學(xué)當(dāng)前第62頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)§9.5吸光光度法的應(yīng)用9.5.1普通分光光度法1.單組分的測(cè)定

A-c

標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。2.多組分的同時(shí)測(cè)定

⑴各組分的吸收曲線不重疊

⑵各組分的吸收曲線互有重疊根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出各組分的含量。

Aλ1

=κaλ1

bca＋κbλ1bcb

Aλ2

=κaλ2

bca＋κbλ2bcb

天津理工大學(xué)當(dāng)前第63頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.5.2高含量組分的測(cè)定──示差法設(shè)：待測(cè)溶液濃度為cx，標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度cs，cs<cx)作為參比溶液。則：

Ax=κb

cx

As=κbcsＡr

=Ａx－Ａs=κb(cx－cs）=κbΔc繪制Ar~Δc工作曲線，再根據(jù)cx=cs+Δc計(jì)算試樣濃度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第64頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)示差法為什么能較準(zhǔn)確地測(cè)定高濃度組分呢？普通光度法:

cs:Ts=10%，cx:Tx=5%，示差法:

cs:Ts=100%，cx:Tr=50%，

透射比讀數(shù)標(biāo)尺擴(kuò)大了十倍。讀數(shù)落入適宜讀數(shù)范圍內(nèi)，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第65頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)示差法的濃度相對(duì)誤差：

隨著參比溶液濃度增加，即Ts減小，濃度相對(duì)誤差減小。示差法要求儀器光源有足夠的發(fā)射強(qiáng)度或能增大光電流放大倍數(shù)，以便能調(diào)節(jié)參比溶液透射比為100%。天津理工大學(xué)當(dāng)前第66頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.5.3光度滴定

光度測(cè)量用來(lái)確定滴定終點(diǎn)。靈敏，并可克服目視滴定法中的干擾。終點(diǎn)由直線外推法得到，可用于平衡常數(shù)較小的滴定反應(yīng)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第67頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.5.4酸堿離解常數(shù)的測(cè)定用于測(cè)定對(duì)光有吸收的弱酸（堿）的離解常數(shù)。

HL=H++L-

(1)配制一系列總濃度(c)相等，而pH不同的HL溶液(2)測(cè)定各溶液的pH值。(3)在酸式(HL)或堿式(L-)最大吸收波長(zhǎng)處，測(cè)吸光度。天津理工大學(xué)當(dāng)前第68頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)根據(jù)分布系數(shù)的概念(4)假設(shè)高酸度時(shí)，弱酸全部以酸式形式存在，則:

AHL=κHLc(5)在低酸度時(shí)，弱酸全部以堿式形式存在，則:

AL=κLc天津理工大學(xué)當(dāng)前第69頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)光度法測(cè)定一元弱酸離解常數(shù)的基本公式。天津理工大學(xué)當(dāng)前第70頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.5.5配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定摩爾比法

M+nL=MLn(1)測(cè)定金屬離子濃度cM固定，而配位體濃度cL逐漸改變的不同溶液的吸光度。作圖(2)當(dāng)cL/cM＜n時(shí)，配位不完全當(dāng)cL/cM＞n時(shí)，配位完全天津理工大學(xué)當(dāng)前第71頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.5.6雙波長(zhǎng)分光光度法兩束光交替照射：試液本身作參比液。主要應(yīng)用：(1)多組分混合物的測(cè)定(2)混濁樣品的測(cè)定(3)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究天津理工大學(xué)當(dāng)前第72頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)儀器分析實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排化工1班8,10,14,16,18周周五下午1點(diǎn)化工2班7,9,11,13,15周周五下午1點(diǎn)化工3班8,10,12，14,16周周六下午1點(diǎn)化工4班7,9,11,13,15周周六下午1點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第73頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)§9.6紫外吸收光譜法簡(jiǎn)介

9.6.1有機(jī)化合物電子躍遷的類型

有機(jī)化合物的紫外吸收光譜是由于分子中的價(jià)電子（σ、π、n電子）躍遷產(chǎn)生的?！存I軌道。外層電子均處于分子軌道的基態(tài)(成鍵或非鍵軌道)。外層電子吸收紫外或可見輻射后，從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。四種躍遷:

n→π＊<π→π＊<n→σ＊<σ→σ＊天津理工大學(xué)當(dāng)前第74頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)1.σ→σ＊躍遷

所需能量最大。飽和烴（C-C鍵和C-H鏈）的吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(λmax<200nm，只能被真空紫外分光光度計(jì)檢測(cè)到)。甲烷的λmax為125nm,乙烷λmax為135nm。天津理工大學(xué)當(dāng)前第75頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.n→σ＊躍遷所需能量較大。在近紫外端200nm附近。飽和烴衍生物(含N、O、S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*躍遷的λmax分別為173nm、183nm和227nm。天津理工大學(xué)當(dāng)前第76頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)3.π→π＊躍遷雙鍵或三鍵躍遷上的價(jià)電子躍遷到π＊形成的躍遷，所需能量較小，吸收峰大都處在近紫外區(qū)，κmax>104L·mol-1·cm-1，強(qiáng)吸收。乙烯κmax:1×104L·mol-1·cm-1共軛烯炔中的π→π＊躍遷的吸收峰稱K吸收帶。天津理工大學(xué)當(dāng)前第77頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)4.n→π＊

躍遷含雜原子不飽和基團(tuán)（—C≡N，C＝O），需能量最低，吸收波長(zhǎng)λmax>200nm，譜帶強(qiáng)度弱，摩爾吸收吸數(shù)小，10～100L·mol-1·cm-1，強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和π鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)生n→π＊

躍遷。丙酮n→π＊

λmax

為280nm,κmax為22L·mol-1·cm-1天津理工大學(xué)當(dāng)前第78頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)影響紫外吸收光譜的因素1溶劑的影響：溶劑極性的變化會(huì)改變光譜形狀(精細(xì)結(jié)構(gòu))和吸收波長(zhǎng)。極性大的溶劑會(huì)使π→π*躍遷譜帶紅移；使n→π*躍遷譜帶向藍(lán)移。由于溶劑對(duì)電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑與已知化合物紫外光譜作對(duì)照時(shí)也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同；在進(jìn)行紫外光譜法分析時(shí)，必須正確選擇溶劑。

天津理工大學(xué)當(dāng)前第79頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第80頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)紅移與藍(lán)移

有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩL(zhǎng)λmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化。λmax向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移(或紫移)。天津理工大學(xué)當(dāng)前第81頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)

max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)*230238237243n*329315309305溶劑對(duì)λmax影響：n-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓，藍(lán)移；π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑，紅移天津理工大學(xué)當(dāng)前第82頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)改變?nèi)軇┑臉O性，會(huì)引起吸收帶形狀的變化。

1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮

當(dāng)溶劑的極性由非極性改變到極性溶劑時(shí)，吸收帶精細(xì)結(jié)構(gòu)消失，變向平滑。天津理工大學(xué)當(dāng)前第83頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)溶劑pH值的影響：具有酸或堿性基團(tuán)時(shí)影響較大。苯胺λmax

（乙醇）230nm,稀酸203nm3空間效應(yīng)的影響：存在空間阻礙，影響了較大共軛體系的生成，則吸收波長(zhǎng)λmax較短，κ小。天津理工大學(xué)當(dāng)前第84頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)9.6.3紫外吸收光譜法的應(yīng)用利用Woodward經(jīng)驗(yàn)規(guī)則求最大吸收波長(zhǎng)，與實(shí)測(cè)值比較。比較吸收光譜制作試樣的吸收曲線并與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對(duì)照；如果完全相同，含有相同的生色團(tuán)。λmaxεmax天津理工大學(xué)一、定量分析二、定性分析當(dāng)前第85頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第86頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第87頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第88頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)天津理工大學(xué)當(dāng)前第89頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)三、結(jié)構(gòu)分析天津理工大學(xué)當(dāng)前第90頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)順?lè)串悩?gòu)體的確定

順式異構(gòu)體的最大吸收波長(zhǎng)小于反式順式肉桂酸：λmax=280nm；εmax=13500共平面產(chǎn)生最大共軛效應(yīng)，εmax大反式：λmax=295nm；εmax=7000天津理工大學(xué)當(dāng)前第91頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)①化合物本身無(wú)吸收。乙醇中的苯（256nm有吸收，說(shuō)明含苯）②化合物本身有吸收。在λmax處測(cè)

ε′max與文獻(xiàn)中理論值比較εmax

純度四、純度檢查天津理工大學(xué)當(dāng)前第92頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)常用術(shù)語(yǔ)１生色團(tuán)：能吸收紫外-可見光的基團(tuán)叫生色團(tuán)

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(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有π鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)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。注：當(dāng)出現(xiàn)幾個(gè)生色團(tuán)共軛，則幾個(gè)生色團(tuán)所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長(zhǎng)將比單個(gè)生色團(tuán)的吸收波長(zhǎng)長(zhǎng)，強(qiáng)度也增強(qiáng)天津理工大學(xué)當(dāng)前第93頁(yè)\共有102頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)２助色團(tuán)：本身無(wú)紫外吸收，但可以使生色團(tuán)吸收峰加強(qiáng)同時(shí)使吸收峰長(zhǎng)移的基團(tuán)。對(duì)有機(jī)化合物：主要為連有雜原子的飽和基團(tuán)例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X助色團(tuán)本身沒(méi)有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)