無(wú)機(jī)及分析化學(xué)可見(jiàn)光分光光度法

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)可見(jiàn)光分光光度法第1頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月概述

吸光光度法是以物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收為基礎(chǔ)的分析方法。 所用的儀器為分光光度計(jì)（又稱為分光光度法）。 根據(jù)物質(zhì)所吸收光的波長(zhǎng)范圍不同，吸光光度法又有紫外、可見(jiàn)及紅外分光光度分析法。本章重點(diǎn)討論可見(jiàn)分光光度法。 第2頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.1可見(jiàn)光分光光度法的基本原理10.1.1物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收與物質(zhì)的顏色10.1.2光吸收的基本定律10.1.3偏離朗伯-比爾定律的原因*第3頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.1.1物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收與物質(zhì)的顏色人眼能感覺(jué)的波長(zhǎng)在400～750nm，為可見(jiàn)光區(qū)。

光波是一種電磁波。 電磁波包括無(wú)線電波、微波、紅外光、可見(jiàn)光、紫外光、X射線、γ射線等。 可見(jiàn)光只是電磁波中一個(gè)很小的波段。不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光使人們感覺(jué)為不同的顏色。

具有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光。白光（日光）：是由各種單色光組成的復(fù)合光，當(dāng)日光通過(guò)三棱鏡時(shí)被分解為七色光（光的色散）：第4頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月手機(jī)輻射有害健康手機(jī)和腦瘤之間有聯(lián)系別太“牽掛”手機(jī)了。2008年06月16日星期一13:09

但最近美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》網(wǎng)站刊登的“專(zhuān)家關(guān)于手機(jī)和腫瘤之間的辯論死灰復(fù)燃”的文章，不禁又讓人揪心起來(lái)；參議員愛(ài)德華·肯尼迪被診斷患有腦癌，專(zhuān)家們一致認(rèn)為使用手機(jī)和這種腦瘤之間有聯(lián)系。

別以為現(xiàn)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腦瘤，就說(shuō)明天下太平，“從開(kāi)始頻繁地使用手機(jī)到被診斷為腦腫瘤，大約需要10至20年?！鄙窠?jīng)外科專(zhuān)家這樣預(yù)測(cè)。/dlkate/blog/item/e6e98f1f047d60cda6866901.html第5頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在可見(jiàn)光中有色光的互補(bǔ)關(guān)系

若兩種顏色的光按適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比例混合后組成白光，則這兩種有色光稱為互補(bǔ)色。

如圖所示，成直線關(guān)系的兩種光可混合組成白光。

物質(zhì)之所以呈現(xiàn)不同的顏色，是與它對(duì)互補(bǔ)色光的選擇性吸收有關(guān)。第6頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收

當(dāng)光束照射到某物質(zhì)或溶液時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被溶液吸收。另一些波長(zhǎng)的光不被吸收，產(chǎn)生反射、散射或透過(guò)溶液。溶液的顏色由透過(guò)光的波長(zhǎng)所決定。溶液對(duì)光的作用

若被照射的是均勻溶液，則光的散射可以忽略。第7頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例如：

KMnO4溶液強(qiáng)烈地吸收黃綠色的光，對(duì)其他顏色的光吸收很少或不吸收，所以溶液呈現(xiàn)紫紅色。（黃綠色與紫紅色互補(bǔ)）又如：

CuSO4溶液強(qiáng)烈地吸收黃色的光，所以溶液呈現(xiàn)藍(lán)色。

若溶液對(duì)白光中各種顏色的光都不吸收，則溶液為透明無(wú)色;反之則呈黑色。光的互補(bǔ)：藍(lán)黃第8頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于固體物質(zhì):

當(dāng)日光（復(fù)合光）照射到物質(zhì)上時(shí)，如果物質(zhì)對(duì)各種波長(zhǎng)的光完全吸收則呈現(xiàn)黑色； 如果完全反射則呈現(xiàn)白色；如果對(duì)各種波長(zhǎng)的光均勻吸收則呈現(xiàn)灰色。

各種物質(zhì)的顏色（透過(guò)光）與吸收光顏色的互補(bǔ)關(guān)系列于下表中：第9頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)顏色（互補(bǔ)色）吸收光顏色波長(zhǎng)（nm）物質(zhì)顏色與吸收光顏色和波長(zhǎng)的關(guān)系黃綠紫400～450黃藍(lán)450～480橙綠藍(lán)480～490紅藍(lán)綠490～500紫紅綠500～560紫黃綠560～580藍(lán)黃580～600綠藍(lán)橙600～650藍(lán)綠紅650～750第10頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）吸收曲線E=E2-

E1=h

：量子化、選擇性吸收； 用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)其吸光度A;

以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo),A為縱坐標(biāo)作出吸收曲線；找到最大吸收波長(zhǎng)

max。M+熱M+熒光或磷光M+

h

M*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2鄰菲羅啉絡(luò)鐵(Ⅱ)離子吸收曲線第11頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月吸收曲線的特點(diǎn)：①同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)λmax②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變（圖中：c1＜c2＜c3＜c4）。③不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則都不同。c1c2c4c3第12頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.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=508nm處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的重要依據(jù)。④吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的依據(jù)b.在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。圖10-3鄰菲羅啉絡(luò)鐵(Ⅱ)離子不同濃度時(shí)的吸收曲線第13頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.1.2光的吸收定律

（1）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∝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(lèi)似的關(guān)系。A∝c

I0:入射光強(qiáng)度； It:透過(guò)光強(qiáng)度第14頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二者的結(jié)合稱為：朗伯—比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

A＝lg（I0/It)=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(zhǎng)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；或:A＝lg（I0/It)=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為摩爾質(zhì)量）第15頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月透光度(透光率)T描述入射光透過(guò)溶液的程度

T=It／I0吸光度A與透光度T的關(guān)系:A＝εbc

＝－lgT

朗伯—比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。廣泛地應(yīng)用于紫外光、可見(jiàn)光、紅外光區(qū)的吸收測(cè)量。第16頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）摩爾吸光系數(shù)ε的特性吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)，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)，ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)?？勺鳛槎ㄐ澡b定的參數(shù)。

同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的ε值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)λmax處的摩爾吸光系數(shù)，常以εmax表示。εmax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。第17頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月εmax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。ε>105：超高靈敏；

ε=(6～10）×104

：高靈敏；

ε<2×104：不靈敏。ε在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度A(通常根據(jù)低濃度時(shí)的A間接求得ε)。吸光系數(shù)a(L·g-1·cm-1）相當(dāng)于濃度為1g/L，液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。A＝εbc或

ε＝A/bc第18頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

濃度為25.5μg/50ml的Cu2+

溶液，用雙環(huán)己酮草酰二腙光度法測(cè)定，在波長(zhǎng)600nm處用2cm比色皿測(cè)量A=0.297，計(jì)算摩爾吸光系數(shù)。=1.9×104（L·mol-1·cm-1）解：

已知Cu原子量為63.55，[Cu2+]==8.0×10-6（mol·L-1）ε==例：第19頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題一有色化合物的0.0010%水溶液在2cm比色皿中測(cè)得透射比為52.2%。已知它在520nm處的摩爾吸光系數(shù)為2.24×103L/(mol·cm)。求此化合物的摩爾質(zhì)量。解：A=-lgT=bc=b×(0.0010×1000/100)/Mr=b×0.010/Mr

Mr=b×0.010/(-lgT)=2.24×103×0.010×2/(-lg0.522)=159(g/mol)第20頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.1.3偏離朗伯—比耳定律的原因*

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。

引起這種偏離的因素（兩大類(lèi)）：一類(lèi)是物理性因素：由儀器的精度不夠引起的。另一類(lèi)是化學(xué)性因素：溶液發(fā)生相互作用引起的

。圖10-4標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比耳定律的偏離第21頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

朗伯—比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。 分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。難以獲得真正的純單色光。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)比耳定律的正或負(fù)偏離。非單色光、雜散光、非平行入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯—比耳定律的偏離。但主要還是非單色光作為入射光引起的偏離。

（1）物理性因素

——非單色光引起的偏離第22頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月非單色光作為入射光引起的偏離圖10-5復(fù)合光對(duì)比耳定律的影響

在圖上A-c曲線上部(高濃度區(qū))則彎曲愈嚴(yán)重。故朗伯—比耳定律只適用于稀溶液。防止非單色光引起偏離的措施： 首先應(yīng)選擇比較好的單色器。 此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)且吸收曲線較平坦處。第23頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）化學(xué)性因素

朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)時(shí)才基本符合。當(dāng)溶液濃度c>10－2mol/L時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)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。當(dāng)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)，也會(huì)使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。第24頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

例：鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：

CrO42-

＋2H＋=

Cr2O72-

＋H2O

（黃色） （橙色）

堿性溶液中測(cè)CrO42-或酸性溶液中測(cè)Cr2O72-均可獲得較滿意的結(jié)果。若改變?nèi)芤旱乃岫葧?huì)導(dǎo)致平衡移動(dòng)，發(fā)生偏離比耳定律。第25頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.2可見(jiàn)分光光度法10.2.1分光光度計(jì)的基本部件10.2.2顯色反應(yīng)及影響因素*10.2.3吸光度測(cè)量條件的選擇第26頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

10.2.1分光光度計(jì)的基本部件（1）光源光源單色器吸收池檢測(cè)顯示系統(tǒng)

在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命?？梢?jiàn)光區(qū)：

鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在320～2500

nm。第27頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）單色器①入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；②準(zhǔn)光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束；

③色散元件：棱鏡或光柵；可將復(fù)合光分解成單色光；④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；⑤出射狹縫：?jiǎn)紊庥纱松淙霕悠肥摇粘亍鷻z測(cè)顯示系統(tǒng)。

將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。①②③⑤④吸收池④光源第28頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）吸收池樣品室：吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池：石英池（紫外區(qū)）和玻璃池（可見(jiàn)區(qū)）。 （4）檢測(cè)系統(tǒng)①硒光電池

②光電管

③指示器

利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)。 用（硒）光電池（72）、光電管或光電倍增管（721、751）、（5）結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)

是把放大的信號(hào)以A或T的方式顯示或記錄下來(lái)的裝置。 有：檢流計(jì)、微安表、數(shù)字顯示記錄儀、微機(jī)等進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理。圖10-7吸光度與透光率標(biāo)尺刻度第29頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.72型1.穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)2.波長(zhǎng)調(diào)節(jié)器3.光路閘門(mén)4.單色器光源開(kāi)關(guān)5.比色皿定位裝置6.光亮調(diào)節(jié)器7.檢流計(jì)電源開(kāi)關(guān)8.零點(diǎn)調(diào)節(jié)器9.靈敏度調(diào)節(jié)器10.比色皿架72型光度計(jì)的安裝示意圖第30頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.指示燈2.電源開(kāi)關(guān)3.靈敏度選擇按鈕4.比色皿座定位拉桿5.透光率100電位器旋鈕6.透光率0電位器旋鈕7.波長(zhǎng)調(diào)節(jié)旋鈕8.波長(zhǎng)示窗9.光密度（透光率）表10.比色皿暗箱蓋

721型分光光度計(jì)2.721型第31頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.751型第32頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月附：幾種常用的分光光度計(jì)分光光度計(jì)國(guó)產(chǎn)型號(hào)工作范圍λ/nm光源單色器接收器應(yīng)用可見(jiàn)分光光度計(jì)72型721型420～700360～700鎢燈鎢燈玻璃棱鏡玻璃棱鏡硒光電池光電管無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量測(cè)定紫外-可見(jiàn)和近紅外分光光度計(jì)751型或WFD-8型200～1000氫燈及鎢燈石英棱鏡或光柵光電管或光電倍增管無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量測(cè)定;有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析紅外分光光度計(jì)WFD-3型760～40000硅碳棒巖鹽真空熱電偶有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析第33頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.2.2顯色反應(yīng)及其影響因素*（1）顯色反應(yīng)及其選擇（2）顯色劑（3）顯色反應(yīng)條件的選擇第34頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）顯色反應(yīng)及其選擇顯色反應(yīng)：將待測(cè)物轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)。例如：鋼中微量錳的測(cè)定，Mn2＋不能直接進(jìn)行光度測(cè)定

2Mn2＋＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4-+10SO42-＋16H+生成紫紅色的MnO4-在525nm處可以進(jìn)行光度測(cè)定。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(jiàn)吸收光譜。氧化還原顯色反應(yīng):氧化劑：過(guò)二硫酸根第35頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ε大的顯色劑顯色反應(yīng)靈敏度高顯色劑顯色條件λ最大（nm）ε氨銅試劑（DDTC）雙環(huán)己銅草酰雙腙（BCO）雙硫腙pH5.7～9.2CCl4萃取pH8.9～9.60.1mol/L酸度CCl4萃取6204365955331.2×1021.3×1041.6×1045.0×104Cu2+的顯色劑及其配合物的ε值選擇顯色反應(yīng)時(shí)應(yīng)考慮的因素：

（1.1）靈敏度高：ε=104～105第36頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1.2）選擇性高：選擇干擾小或易除去干擾的顯色劑（1.3）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：

Δλ=稱為“對(duì)比度”;要求>60nm。（1.4）生成的有色化合物組成恒定

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可以保證至少在測(cè)定過(guò)程中吸光度基本保持不變，否則將影響吸光度測(cè)定的準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性。第37頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)顯色劑(2.1)無(wú)機(jī)顯色劑：

硫氰酸鹽(測(cè)Fe,Mo,W)、鉬酸銨(測(cè)P,Si,W)、過(guò)氧化氫(測(cè)Ti,V)等幾種。(2.2)有機(jī)顯色劑：種類(lèi)繁多(偶氮類(lèi)、三苯甲烷類(lèi)等)

有機(jī)顯色劑中含有生色團(tuán)和助色團(tuán)。生色團(tuán)

(含不飽和鍵的基團(tuán),能吸收波長(zhǎng)大于200nm的光)如： 偶氮基（-N=N-），羰基（＞C=O），硫羰基（＞C=S），亞硝基（-N=O）等。

助色團(tuán)（含有孤對(duì)電子的基團(tuán)，與生色團(tuán)上的不飽和鍵相互作用，可以使顏色加深）如：

········胺基（-NH2、RNH-或R2N-）、羥基（-OH）等第38頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①偶氮類(lèi)顯色劑(ON型)

：

本身是有色物質(zhì)，生成配合物后,顏色發(fā)生明顯變化；具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛。如：偶氮胂Ⅲ（測(cè)Th,Zr,U）、PAR（測(cè)Ag,Hg,Ga,U）4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚②三苯甲烷類(lèi)(OO型螯合顯色劑)：鉻天青S(CAS)主要測(cè)Al;pH5～5.8時(shí)顯色;λmxa=530nm,ε=5.9×104）等。第39頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③其它有機(jī)顯色劑丁二酮肟(DMG)(NN型螯合顯色劑):主要測(cè)Ni4+，在NaOH堿性中,有氧化劑(過(guò)硫酸銨)存在時(shí),生成可溶性紅色絡(luò)合物;

λmxa=470nm,ε=1.3×104鄰二氮雜菲(Phen;1,10-二氮菲;鄰菲羅啉)(NN型螯合顯色劑):主要測(cè)Fe2+,pH5～6時(shí)生成穩(wěn)定的桔紅色的[Fe(Phen)3]2+;

λmxa=508nm,ε=1.1×10412456378910第40頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)顯色條件的選擇（3.1）顯色劑用量顯色反應(yīng)式:M(待測(cè)物)＋R(顯色劑)=MR(有色配合物)

吸光度A與顯色劑用量CR的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)如圖所示的幾種情況:選擇曲線a或b中變化平坦處。第41頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3.2）反應(yīng)體系的酸度

M+HRMR+H+

（顯色劑）（有色配合物）

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。

（3.3）顯色反應(yīng)溫度：

實(shí)驗(yàn)確定，一般盡量采用在室溫下進(jìn)行。（3.4）顯色時(shí)間：實(shí)驗(yàn)確定，在顯色反應(yīng)完全和有色配合物穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)完成。（3.5）溶劑：

一般盡量采用水相測(cè)定。選圖中A較大且平坦區(qū)對(duì)應(yīng)的pH范圍。圖10-9

吸光度與pH的關(guān)系第42頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3.6）共存離子干擾的消除①加入掩蔽劑選擇掩蔽劑的原則是： 掩蔽劑不能與待測(cè)組分反應(yīng)； 掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)的產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定。例：測(cè)定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽劑使Fe3+(黃色)成為Fe(PO４)23-(無(wú)色)，消除Fe3+的干擾；又如：用鉻天菁S光度法測(cè)定Al3+時(shí)，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(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件③分離干擾離子第43頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.2.3吸光度測(cè)量條件的選擇（1）入射光波長(zhǎng)的選擇（2）參比溶液的選擇（3）吸光度讀數(shù)范圍的選擇與誤差第44頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）入射光波長(zhǎng)的選擇一般應(yīng)該選擇λmax為入射光波長(zhǎng)。

但如果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)。c1c2c4c3第45頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如:顯色劑與鈷配合物在420nm處均有最大吸收。圖10-10吸收曲線ABA-鈷配合物吸收曲線B-顯色劑的吸收曲線

若用此波長(zhǎng)測(cè)定鈷，則未反應(yīng)的顯色劑會(huì)發(fā)生干擾而降低測(cè)定的準(zhǔn)確度。

因此，選擇500nm的波長(zhǎng)測(cè)定較好，在此波長(zhǎng)下顯色劑不發(fā)生吸收，而鈷配合物則有一吸收平臺(tái)。

用此波長(zhǎng)測(cè)定，靈敏度雖有所下降，卻可以消除干擾，從而提高了測(cè)定的準(zhǔn)確度和選擇性。第46頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

測(cè)某有色物的吸收光譜如下圖所示，你認(rèn)為選擇那一種波長(zhǎng)測(cè)定較合適？說(shuō)明理由。

原則上選擇A-λ曲線上A最大處a所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；例：解：但a處波長(zhǎng)范圍很窄，A易隨λ變化而產(chǎn)生較大誤差，工作條件難于控制準(zhǔn)確一致，將影響測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。

采用b處波長(zhǎng)測(cè)定則易于控制工作條件，從而減小測(cè)量誤差。ab第47頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）參比溶液的選擇

為使測(cè)得的A能真正反映待測(cè)溶液的吸光強(qiáng)度,需要使用參比溶液。

參比溶液的選擇一般有以下幾種情況：①純?nèi)軇ㄋ?作參比

若僅待測(cè)組分與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，其它所加試劑均無(wú)吸收時(shí)選用。②空白溶液(不加試樣的溶液)作參比

若顯色劑或其它所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略有吸收，而試液本身無(wú)吸收時(shí)選用。第48頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

③試樣溶液(不加顯色劑)作參比

若待測(cè)試液在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無(wú)吸收時(shí)選用。

④將試液中待測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑作為參比

若顯色劑、試液中其它組分在測(cè)量波長(zhǎng)處有吸收時(shí)選用。

另外濃度測(cè)量值的相對(duì)誤差與其透光度讀數(shù)T的值也有關(guān)。第49頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）吸光度讀數(shù)范圍的選擇與誤差

在不同的吸光度(光密度)范圍內(nèi)，讀數(shù)對(duì)測(cè)定帶來(lái)的誤差不同，一般讀數(shù)在標(biāo)尺兩端誤差較大（參見(jiàn)標(biāo)尺刻度圖）。

一般在T=70％～10％(A=0.15～1.0)范圍內(nèi)，濃度測(cè)量的相對(duì)誤差較小。第50頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制適宜的吸光度

不同的透光度讀數(shù)，產(chǎn)生的誤差大小不同：

A=-lgT=εbc或

lgT=-εbc微分：d(lgT)＝0.434d(lnT)=0.434dT/T=-εbdc兩式相除得：

dc/c=(0.434/T·lgT)dT

以有限值表示可得：

Δc/c=(0.434/T·lgT)ΔT

(10-6)

濃度測(cè)量值的相對(duì)誤差（Δc/c）不僅與儀器的透光度誤差ΔT有關(guān)（一般:±0.2%～±2%），而且與其透光度讀數(shù)T的值也有關(guān)。第51頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

若: 儀器的透光度讀數(shù)誤差ΔT=±0.5％(半格讀數(shù)誤差)由圖可知：在T=70％～10％(A=0.15～1.0)范圍內(nèi)，濃度測(cè)量相對(duì)誤差約為1.4％～2.2％;最小誤差為1.4％時(shí)T=36.8%(A=0.434)。圖10-11Δc/c-T的關(guān)系

(誤差曲線)第52頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)：ΔT=1%(1格讀數(shù)誤差*)，則可繪出溶液濃度相對(duì)誤差Δc/c與其透光度T的關(guān)系曲線。

當(dāng)ΔT=1%，T%=20～65％(A=0.70～0.20)之間時(shí)，濃度相對(duì)誤差較小。當(dāng): Tmin＝36.8%,

Amin＝0.434時(shí)濃度相對(duì)誤差最小為2.72%即:Δc/c與儀器的透光度讀數(shù)誤差ΔT有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)參照儀器的使用說(shuō)明書(shū)。第53頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儀器的ΔT與Δc/c關(guān)系ΔTΔc/c較小范圍1.4％～2.2％Δc/c最小值ΔT=±0.5％(半格讀數(shù)誤差)T=70％～10％(A=0.15～1.0)1.4％T=36.8%(A=0.434)ΔT=1%(1格讀數(shù)誤差)T%=20～65％(A=0.70～0.20)2.72%Tmin＝36.8%（Amin＝0.434）第54頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習(xí)1： 某顯色劑與Co(Ⅱ)形成有色絡(luò)合物,在max=598nm處測(cè)得吸光度A為0.58,則透射比T=？ 某顯色劑與Cu(Ⅱ)形成有色絡(luò)合物,在max=540nm處測(cè)得透射比T=70.0%,其吸光度A=？若使用的儀器測(cè)量誤差(T)為±0.5%,上述兩結(jié)果由儀器測(cè)量引起的濃度相對(duì)誤差分別為多少？第55頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：(a)A=-lgT,則T=10-A=10-0.58=26.3%

(b)

A=-lgT=-lg0.70=0.155

第56頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.3可見(jiàn)光分光光度法的應(yīng)用10.3.1高含量組分的測(cè)定10.3.2多組分分析第57頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.3.1高含量組分的測(cè)定（1*）微量組分的測(cè)定（標(biāo)準(zhǔn)曲線法）通常采用A-c

標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。

吸光光度法主要用于微量單組分和多組分含量的測(cè)定，也可以用于高含量組分和痕量組分的測(cè)定、研究化學(xué)平衡和配合物的組成等。 ①配制一系列不同濃度(c)的被測(cè)組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的λmax和最佳操作條件下，測(cè)得各自的吸光度(A)。第58頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 ②以A-c作圖得一直線（標(biāo)準(zhǔn)曲線）: ③在完全相同的條件下，測(cè)得試樣的吸光度Ax，然后從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的濃度cx。標(biāo)準(zhǔn)工作曲線cx第59頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法時(shí)必須注意：（1）使用標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的范圍應(yīng)當(dāng)使A與c之間保持直線關(guān)系。一般使A在0.15～1.0之間為宜，最好參照儀器的使用說(shuō)明書(shū)，以保證足夠的準(zhǔn)確度。（2）須用不含被測(cè)元素的空白溶液作參比，用于儀器調(diào)零，以便從試樣的吸光度中扣除本底空白值。（3）所有操作條件（光源、單色器、檢測(cè)器等）在整個(gè)分析過(guò)程中必須保持恒定。第60頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）高含量組分的測(cè)定（示差法）

普通分光光度法一般只適于測(cè)定微量組分，當(dāng)待測(cè)組分含量較高(或較低)時(shí)，將產(chǎn)生較大的誤差。需采用示差法。示差法需要較大的入射光強(qiáng)度，并采用濃度稍低于待測(cè)溶液濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比溶液調(diào)節(jié)儀器透光度為100％（A=0）。

然后測(cè)定試液的吸光度，該吸光度為相對(duì)吸光度Ar，對(duì)應(yīng)的透光度為相對(duì)透光度Tr。第61頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

測(cè)得的吸光度相當(dāng)于普通法中待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度之差ΔＡ。示差法測(cè)得的吸光度與Δc呈直線關(guān)系。由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得相應(yīng)的ΔC值，則可知待測(cè)溶液濃度cx

：設(shè)：待測(cè)溶液濃度為cx，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為cs(cs<cx)。則：

Ax=εbcx

As=εbcsΔＡ＝Ａx

－Ａs =εb(cx

－cs

） =εbΔccx=cs+Δc

示差法工作曲線第62頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

示差法標(biāo)尺擴(kuò)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Tr,x=50%；標(biāo)尺擴(kuò)展10倍第63頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月試樣濃度高(低)：選稍低(高)濃度標(biāo)準(zhǔn)液作參比第64頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

用不同Ts的溶液作參比時(shí)，將其濃度的相對(duì)誤差分別作出誤差曲線不同Ts的溶液作參比時(shí)的誤差曲線由圖可見(jiàn)：隨著參比溶液濃度增加(即Ts減小)，濃度相對(duì)誤差也就減小。（假定儀器透光度讀數(shù)的絕對(duì)誤差ΔT=0.5％）。如圖所示：第65頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

以純?cè)噭┱{(diào)節(jié)透光率滿度時(shí)(T=100%)，測(cè)出某試液Tx=5%，假定儀器的ΔT=±0.5%，問(wèn)：①測(cè)定的相對(duì)誤差(Δc/c)是多少？②若以Ts=10%的標(biāo)準(zhǔn)液調(diào)滿度，該試液的Tr=？測(cè)定的相對(duì)誤差(Δcx/cx)是多少?解：①②見(jiàn)華東理科大學(xué)，成都科技大合編《分析化學(xué)》第四版325頁(yè)例：第66頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課堂練習(xí)2： 欲測(cè)定某有機(jī)胺的摩爾質(zhì)量,先用苦味酸(M=229g/mol)處理,得到苦味酸胺(系1:1的加合物)。今稱取此苦味酸胺0.0300g,溶于乙醇并配制成1L溶液,用1.00cm的比色皿,于其最大吸收波長(zhǎng)380nm處測(cè)得吸光度為0.800[已知苦味酸胺在380nm處的摩爾吸光系數(shù)=1.3×104L/(mol·cm)]。試求該有機(jī)胺的摩爾質(zhì)量。第67頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：已知：配制苦味酸胺0.0300g/L，苦味酸胺在380nm處的

=1.3×104L/(mol·cm)A=0.800，b=1.00cm。

c=A/

b=0.800/1.3×104×1.00=6.15×10-5(mol/L)M(苦味酸胺)=0.0300(g

/L)/6.15×10-5(mol/L) =488(g/mol)

又：苦味酸M=229g/mol，

則：該有機(jī)胺的摩爾質(zhì)量M=488-229=259(g/mol)第68頁(yè)，課件共76頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.3.2多組分分析⑴各組分的吸收曲線互不重疊在各自最大吸收波長(zhǎng)處分別進(jìn)行測(cè)定（與單組分測(cè)定無(wú)區(qū)別）。分別在λ1和λ2時(shí)測(cè)定組分a和b（互不干擾）。⑵各組分的吸收曲線互有