可見分光光度法

廣東省精品在線開放課程AnalyticalTestingTechniquesRepository分析檢驗技術資源庫AnalyticalTestingTechniquesRepositoryvisiblespectrophotpmetry可見分光光度法授課專業(yè)：

儀器分析Instrumentalanalysis主講老師：左奇

博士Dr.ZuoQiAnalyticalTestingTechniquesRepository分析檢驗技術資源庫AnalyticalTestingTechniquesRepository一、顯色反應三、顯色反應中的干擾及消除方法四、測量條件的選擇五、單一組分定量測定可見分光光度法二、顯色條件的確定六、定性分析七、定量方法八、多組分的定量測定回顧：光譜圖與定性分析光譜圖：連續(xù)的光線入射，測量其吸光度形成譜圖定性：不同的基團對特定波長的入射光線有較強的吸收，形成譜圖上的特定吸收峰。特點：缺乏精細結(jié)構(gòu)，粗略判斷。01234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.20回顧：朗伯-比爾定律與定量分析溶液濃度的測定A＝εbc工作曲線法(校準曲線)光源碘鎢燈氘燈單色器測量池參比池樣品池光電倍增管數(shù)據(jù)處理和儀器控制回顧：紫外可見分光光度計的結(jié)構(gòu)第三單元：可見分光光度法學習要求掌握顯色反應的選擇條件開發(fā)新方法驗證方法掌握顯色反應的干擾因素與消除方法掌握測量條件的確定掌握單組分樣品分析方法掌握多組分定量分析方法了解高含量組分的定量分析方法思考：紫外分光光度法——紫外區(qū)有吸收，樣品溶液為無色紫外分光光度法和可見分光光度法的異同？可見分光光度法——可見光區(qū)有吸收，樣品溶液為有色問題：許多物質(zhì)在紫外區(qū)沒有吸收，本身無色或者顏色很淺，對可見光區(qū)不產(chǎn)生吸收或者吸收很小如亞硝酸根離子。如何解決？通過適當?shù)幕瘜W處理，是該物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能對可見光產(chǎn)生較強吸收的有色化合物，再進行光度測定?！@色反應一、顯色反應氧化還原反應例如：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。一、顯色反應配位反應顯色反應的選擇

靈敏度高，一般κ>104;選擇性好;顯色劑在測定波長處無明顯吸收,反應生成的有色化合物組成恒定，穩(wěn)定;顯色條件易于控制，重現(xiàn)性好.：：：：助色團－NH，－OH，－X（孤對電子）ne顯色劑O生色團：－N＝N－，－N＝O，OC=S,－N（共軛雙鍵）πe無機顯色劑p77表2-4有機顯色劑p78表2-5多元絡合物（略）是由三種或三種以上的組分所形成的絡合物。目前應用較多的是由一種金屬離子與兩種配位體所組成的三元絡合物。三元混配絡合物金屬離子與一種絡合劑形成未飽和絡合物，然后與另一種絡合劑結(jié)合，形成三元混合配位絡合物。例如，釩V(V)，H2O2和吡啶偶氮間苯二酚(PAR)形成1:1:1的有色絡合物，可用于釩的測定，其靈敏度高，選擇性好。離子締合物金屬離子先與絡合劑生成絡陰離子或絡陽離子，再與帶反電荷的離子生成離子締合物。主要用于萃取光度法。如，Ag+與1，10-鄰二氮菲形成陽離子，再與溴鄰苯三酚紅的陰離子形成深藍色的離子締合物。用F-、H2O2、EDTA作掩蔽劑，可測定微量Ag+。

三元膠束配合物金屬離子與顯色劑形成二元配合物，再加入長碳鏈的有機表面活性劑。膠束：表面活性劑在一定濃度下，長碳鏈部分由疏水性而聚集，極性端向外，形成多分子聚集體。增加配合物在水中的溶解度；最大吸收波長向長波方向移動（紅移）。特點：水溶性好，靈敏度高。二、顯色條件的確定c(R)c(R)c(R)1.顯色劑用量（c(M)、pH一定）Mo(SCN)32+

淺紅Mo(SCN)5

橙紅Mo(SCN)6-淺紅Fe(SCN)n3-n2.顯色反應酸度（c(M)、c(R)一定）1、酸度不同時，生成配位數(shù)不同的不同顏色的化合物：如Fe3+與水楊酸自不同pH條件下，生成配位比不一樣的化合物。2、酸度過高時，會降低配合物的穩(wěn)定性。3、溶液酸度變化，顯色劑的顏色可能發(fā)生變化。因為多數(shù)有機顯色劑往往是一種酸堿指示劑。本身顏色隨pH變化。2.顯色反應酸度（c(M)、c(R)一定）pH1<pH<pH2pH鄰二氮菲-鐵酸度的影響25℃50℃t/minAc(M)、c(R)、pH一定另外，還有介質(zhì)條件、有機溶劑、表面活性劑等.3.顯色溫度及顯色時間通過試驗測定溶液在某波長下的吸光度隨時間變化的曲線，以確定顯色反應所需的最佳時間。3．顯色溫度一般均在室溫下進行。顯色反應最適宜的溫度也是通過實驗測定吸光度與溫度的變化曲線來選擇。要求待測溶液與標準溶液在相同溫度下進行測定4．顯色時間三、顯色反應中的干擾及消除方法Co2+,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(藍)⑴NaFSCN－Co2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN－測Co2＋

:(掩蔽法)1.化學法pH、掩蔽、氧化還原、分離Co2+,Zn2+,Ni2+,Fe2+

CoR,ZnRNiR,FeRCoR,Zn2+

,Ni2+

,Fe2+

鈷試劑RH+測Co2＋:(生成絡合物性質(zhì)不同)消除干擾，也可采取分離法。Fe3+,Cu2+FeSSal（紫紅）Cu2+pH=2.5SSal測Fe3＋:(控制pH)2.物理法—選擇適當?shù)臏y定波長515655415500釷-偶氮砷III

鈷-亞硝基紅鹽

AA絡合物絡合物試劑試劑

/nm

/nm3、選擇適當?shù)膮⒈热芤海ㄖ攸c）僅絡合物有吸收，溶劑作參比。如phen—Fe2+

標準曲線2.待測液也有吸收，被測液作參比。如測汽水中的Fe3.顯色劑或其他試劑也有吸收，空白溶液作參比

例:鄰二氮菲光度法測Li2CO3中的Fe，參比溶液為不含Li2CO3樣品的所有試劑。4.干擾組分與顯色劑有反應,又無法掩蔽消除時：1）掩蔽被測組分，再加入顯色劑，作參比2）加入等量干擾組分到空白溶液中,作參比.

四、測量條件的選擇選擇波長吸光系數(shù)足夠大、干擾吸收盡量小選擇參比溶液吸光度讀數(shù)范圍0.2～0.8最佳讀數(shù)范圍與最佳值

設：ΔT=1%，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：當：ΔT=1%，T在20%～65%之間時，濃度相對誤差較小，即最佳讀數(shù)范圍(吸光度A=0.80～0.20)?？赏ㄟ^改變試樣量、稀釋溶液或改變比色皿厚度等方法來調(diào)節(jié)吸光度大小。

可求出濃度相對誤差最小時的透光度Tmin為：

Tmin＝36.8%,Amin＝0.434

如果光度計讀數(shù)誤差為1％，濃度測量的相對誤差小于5％，最佳的吸光度范圍在0.2-0.7。這種情況僅是對比較簡單的低、中檔儀器而言。現(xiàn)在較高檔的分光光度計的檢測器使用光電倍增管或硅二極管陣列檢測器(可使讀數(shù)誤差小于1％)，使得可用透光率范圍得到擴展，因此在吸光度高達2.0，甚至3.0時，也可以保證濃度測量的相對誤差小于5％。五、單一組分定量測定：

六、定性分析定性依據(jù)：

主要根據(jù)光譜上一些特征吸收，包括最大吸收波長、最小吸收波長、肩峰、吸收系數(shù)、吸光度比值等，特別是最大吸收波長

max及吸收系數(shù)

max

，其中

max是鑒定物質(zhì)的常用物理常數(shù)。

六、定性分析方法：

1、比較光譜的一致性(未知試樣的鑒定)

⑴兩個化合物若是相同，其吸收光譜應完全一致。在鑒定時，試樣和標準品以相同濃度配制在相同溶劑中，分別測定吸收光譜，比較光譜圖是否一致。

⑵如果沒有標準品，也可以和現(xiàn)成的標準品光譜圖(有專門雜志收載，常稱為標準圖譜)相比較。若光譜圖一致，那么兩者可能是同一物質(zhì)了。

與標準吸收光譜譜圖的比較時注意：相同化學環(huán)境與測量條件七、定量方法（重點）：

依據(jù)：朗伯-比耳定律

吸光度：A=

bc透光度：-lgT=

bc

1、標準曲線法

在選擇的實驗條件下分別測量一系列不同含量的標準溶液的吸光度，以標準溶液中待測組分的含量為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，得到一條通過原點的直線，稱為標準曲線，測量待測溶液的吸光度，在標準曲線上就可以查到與之相對應的被測物質(zhì)的含量。（見右上圖）2、標準樣品對照法（比較法，標準曲線法簡化）

只配制一個標準溶液，在同樣測量條件下測量標準溶液及待測樣品溶液，吸光度分別為A標和A樣，根據(jù)比耳定律可得到：

式中：C標是已知的，因此待測樣品溶液的濃度C樣可計算出來。這種方法的誤差比標準曲線法要大些，但不需做標準曲線因而要簡便些。該方法只有在測定濃度處于線性范圍，且C樣與C標大致相當時，才可得到準確結(jié)果。八、多組分的定量測定不重疊——在

1處測組分x,在

2處測組分y2.單向重疊——在

1處測組分x;在

2處測總吸收,扣除x吸收,可求y3.雙向重疊x,y組分不能直接測定

A1=exl1bcx+eyl1bcy(在

1處測得A1)

A2=exl2bcx+eyl2bcy(在

2處測得A2)

xl1,eyl1,exl2,eyl2由x,y標液在

1,

2處分別測得8、示差吸光光度法示差分光光度法以一個與被測試液濃度接近的標準溶液顯色后作為參比溶液進行測量，從而求得被測物含量的分析方法。比較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，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)。則：Ax=εbCx，As=εbCsΔＡ=Ａx－Ａs=εb(Cx－Cs）=εbΔc測得的吸光度相當于