物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收

關(guān)于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收第1頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三光的電磁波性質(zhì)射線x射線紫外光紅外光微波無線電波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可見光一、光的基本性質(zhì)§11-1

物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收第2頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三光的波粒二象性波動(dòng)性粒子性λνE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）ν：光子的頻率（Hz,赫茲）λ：光子的波長（nm）c：光速（2.9979X1010cm.s-1）h：plank常數(shù)（6.6256×10-34J.s）第3頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三單色光、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)綠第4頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(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)合光第5頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三物質(zhì)對(duì)光的吸收與電子躍遷物質(zhì)對(duì)光的吸收滿足條件S2S1S0S3E2E0E1E3h第6頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收

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=1.6?10-19J.第7頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三§11-2

光的吸收定律一、透光度Transmittance透光度定義：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It結(jié)論：溶液的透光度越大，表示它對(duì)光的吸收越??；相反，透光度越小，表示它對(duì)光的吸收越大。

第8頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三二、吸光度A吸光度定義：入射光I0透射光It實(shí)踐證明，溶液吸光度，與溶液濃度、液層厚度及入射光波長等因素有關(guān)。吸光度與透光度的關(guān)系第9頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三三、吸收曲線

吸收曲線與最大吸收波長

max

用不同波長的單色光照射，測吸光度A值。第10頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三吸收曲線的討論：①同一種物質(zhì)對(duì)不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax②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(duì)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。第11頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三④不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。濃度越大，吸光度也越大。此特性可作作為物質(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12頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三

四、朗伯—比耳定律

布格(Bouguer)和朗伯(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(guān)系。

A∝b

1852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(guān)系。A∝c

二者的結(jié)合稱為朗伯—比耳定律。第13頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三朗伯-比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式

A＝εbc

式中A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；

b：液層厚度(光程長度)，通常以cm為單位；

c：溶液的摩爾濃度，單位mol·L－１；

ε：摩爾吸光系數(shù)，單位L·mol－１·cm－１；與所用入射光的波長及物質(zhì)的本性有關(guān)?；?A＝abc

c：溶液的濃度，單位g·L－１

a：吸光系數(shù)，單位L·g－１·cm－１

a與ε的關(guān)系為：

a=ε/M（M為待測物質(zhì)的摩爾質(zhì)量）

AC增大第14頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三例：某有色溶液在2.00cm吸收池中，測得T=50%，若改用1cm的吸收池，其T和A各為多少？解：先求有色溶液在2.00cm吸收池中吸光度A，

A=-lgT=-lg50%=0.30由于吸光度與液層厚度成正比，可求得厚度為1cm時(shí)吸光度，

b=1cm,A=0.30/2.00×1.00=0.15T=10-0.15=71%第15頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三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增大第16頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三§11-3

吸光光度法的儀器紫外-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)字顯示第17頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三儀器實(shí)物第18頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三分光光度計(jì)（紫外-可見分光光度計(jì)）UV-vis0.575I0參比樣品入射光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)光的作用第19頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三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第20頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三參比液的選擇原則：扣除非待測組分的吸收以顯色反應(yīng)為例進(jìn)行討論M+R=M-R

試液 顯色劑溶劑吸光物質(zhì)參比液組成無吸收無吸收光學(xué)透明溶劑基質(zhì)吸收無吸收吸收不加顯色劑的試液無吸收吸收吸收顯色劑基質(zhì)吸收吸收吸收吸收顯色劑+試液+待測組分的掩蔽劑若欲測M-R

的吸收A（樣）=A（待測吸光物質(zhì)）+A（干擾）+A（池）A（參比）=A（干擾）+A（池）第21頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三一、單組分的測定

1.A-C

標(biāo)準(zhǔn)曲線法§11-4

吸光光度法的應(yīng)用A2.標(biāo)準(zhǔn)比較法應(yīng)用于待測試樣濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度相近的情況。第22頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三二、多組分的同時(shí)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(jìn)行測定。這本質(zhì)上與單組分測定沒有區(qū)別。⑵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。A