分光光度分析法-

分光光度分析法2024/11/25一吸光光度法基本原理基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來(lái)的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。分為:光譜分析法和非光譜分析法。光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下,通過(guò)測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行分析的方法。

2024/11/25在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的分析方法稱為吸光光度法,主要有:紅外吸收光譜:分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍2.51000m,主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。紫外吸收光譜:電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍200400nm（近紫外區(qū)），可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析?？梢?jiàn)吸收光譜:電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍400750nm，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。

2024/11/25一、紫外可見(jiàn)吸光光度法的特點(diǎn)(1)具有較高的靈敏度.一般物質(zhì)可測(cè)到10-10----10-6

mol.L-1.適用于微量組分的測(cè)定。(2)有一定的準(zhǔn)確度該方法相對(duì)誤差為2%---5%。(3)操作簡(jiǎn)便,快速,選擇性好,儀器設(shè)備簡(jiǎn)單。(4)應(yīng)用廣泛可測(cè)定大多數(shù)無(wú)機(jī)物質(zhì)及具有共軛雙鍵的有機(jī)化合物。2024/11/25二.物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線

分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同；溶液之所以呈現(xiàn)不同的顏色.是與它對(duì)光的選擇性吸收有關(guān)溶液的顏色由透過(guò)光的波長(zhǎng)所決定光的互補(bǔ):藍(lán)黃綠黃青橙白光青藍(lán)紅藍(lán)紫紅2024/11/25如果讓一束白光通過(guò)三棱鏡,就分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的光,這種現(xiàn)象稱為光的色散。每種顏色的光具有一定的波長(zhǎng)范圍。我們把白光叫做復(fù)合光；把只具有一種顏色的光,叫做單色光。不僅七種單色光可以混合成白光,如果把適當(dāng)顏色的兩種單色光按一定的強(qiáng)度比例混合,也可以成為白光。這兩種單色光就叫做互補(bǔ)色。用不同波長(zhǎng)的單色光照射,測(cè)吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo),以光的波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)作圖得到—吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)max2024/11/25吸收曲線的討論:（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)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(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,作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。（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。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。2024/11/25三、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∝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，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:A＝lg（I0/It)=εbc或A＝lg（I0/It)=abc2024/11/25A＝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；A＝lg（I0/It)=abc式中:c:溶液的濃度，單位g·L－１a:吸光系數(shù)，單位L·g－１·cm－１a與ε的關(guān)系為:a=ε/M（M為摩爾質(zhì)量）2024/11/25

透光度(透光率)T

透過(guò)度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＝－lg

T

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)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量；

摩爾吸光系數(shù)ε(L.mol-1.cm-1)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；

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。2024/11/252.摩爾吸光系數(shù)ε(比例常數(shù))討論（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),ε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）可作為定性鑒定的參數(shù)；（4）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。2024/11/25（5）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。（6）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。（7）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及應(yīng)用配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下進(jìn)行測(cè)定。然后以吸光度為縱坐標(biāo)，以濃度為橫坐標(biāo)作圖，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，也稱做工作曲線。曲線的斜率為εb，由此可得到摩爾吸收系數(shù)ε；也可根據(jù)未知液的Ax,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃度cx。2024/11/25（7）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及應(yīng)用配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在一定條件下進(jìn)行測(cè)定。然后以吸光度為縱坐標(biāo),以濃度為橫坐標(biāo)作圖,得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線,也稱做工作曲線。曲線的斜率為εb,由此可得到摩爾吸收系數(shù)ε；也可根據(jù)未知液的Ax,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出未知液的濃度Cx。2024/11/253.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）:（1）物理性因素，即儀器的非理想引起的；（2）化學(xué)性因素。2024/11/25（1）物理性因素

a.難以獲得真正的純單色光

b.介質(zhì)不均勻性引起的偏離(2)化學(xué)性因素(溶液的化學(xué)變化而引起的偏離)

2024/11/25儀器可見(jiàn)分光光度計(jì)2024/11/25儀器紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)2024/11/25一、基本組成光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示1.光源在整個(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400～800nm。紫外區(qū):氫、氘燈。發(fā)射185～400(200-400)nm的連續(xù)光譜。2024/11/25

2.單色器將光源發(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)。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:將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；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。2024/11/253.樣品室（比色皿）樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。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(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。4.檢測(cè)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),常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5.結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理2024/11/25分光光度計(jì)儀器的校準(zhǔn)1、波長(zhǎng)的校準(zhǔn)2、吸光度的校正3、雜散光的校正4.比色皿的校正2024/11/25可見(jiàn)分光光度計(jì)使用的注意事項(xiàng)（1）每臺(tái)儀器所配套的比色皿,不能與其他儀器的比色皿單個(gè)調(diào)換。（2）為確保儀器穩(wěn)定,在電壓波動(dòng)較大時(shí),應(yīng)將220V電源預(yù)先穩(wěn)定。（3）當(dāng)儀器工作不正常時(shí),如數(shù)字顯示無(wú)亮光、光源燈不亮?xí)r,應(yīng)檢查儀器后蓋保險(xiǎn)絲是否損壞,然后檢查電源是否接通,再查電路。（4）每次使用結(jié)束后,應(yīng)仔細(xì)檢查樣品室內(nèi)是否有溶液溢出,若有溢出隨時(shí)用濾紙吸干,否則會(huì)引起測(cè)量誤差或影響儀器使用壽命。（5）每周要檢查一次儀器內(nèi)部干燥筒內(nèi)防潮硅膠是否已經(jīng)變色,如發(fā)現(xiàn)已變?yōu)榧t色,應(yīng)及時(shí)取出調(diào)換或烘干至藍(lán)色,待冷卻后再放入。2024/11/25比色皿使用的注意事項(xiàng)（1）取拿比色皿時(shí),應(yīng)用手捏住比色皿的毛面,切勿觸及透光面,以免透光面被玷污或磨損。（2）被測(cè)液以倒至比色皿的約3/4高度處為宜。（3）在測(cè)定一系列溶液的吸光度時(shí),通常都是按從稀到濃的順序進(jìn)行。使用的比色皿必須先用待測(cè)溶液潤(rùn)洗2-3次。（4）比色皿外壁的液體應(yīng)用吸水紙吸干。（5）清洗比色皿時(shí),一般用水沖洗。如比色皿被有機(jī)物沾污,宜用鹽酸-乙醇混合液浸泡片刻,再用水沖洗,不能用堿液或強(qiáng)氧化性洗滌液清洗,也不能用毛刷刷洗,以免拐傷比色皿。2024/11/25顯色反應(yīng)的要求選擇顯色反應(yīng)時(shí),應(yīng)考慮的因素靈敏度高、選擇性高、生成物穩(wěn)定、所形成的有色化合物與顯色劑之間的差別要大。2024/11/25顯色反應(yīng)條件的選擇1.顯色劑用量

2.反應(yīng)體系的酸度3.顯色時(shí)間與溫度4.溶劑

2024/11/25共存離子干擾的消除1、盡可能選用選擇性高、靈敏度也高的試劑2、控制酸度，使干擾離子不產(chǎn)生顯色反應(yīng)3、加入掩蔽劑選擇掩蔽劑的原則是：掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定。4、加入氧化劑或還原劑，改變干擾離子的價(jià)態(tài)以消除干擾5、選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)以消除干擾6.萃取法消除干擾7、選用其他能將被測(cè)組分與雜質(zhì)分離的步驟，如：交換離子、蒸餾等8、利用參比溶液消除顯色劑和某些有色共存離子的干擾9、利用校正系數(shù)從測(cè)定結(jié)果中扣除干擾離子影響2024/11/25測(cè)定條件的選擇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)。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)。2024/11/25最佳讀數(shù)范圍與最佳值設(shè):ΔT=1%，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。如圖所示:當(dāng):ΔT=1%，T在20%～65%之間時(shí)，濃度相對(duì)誤差較小，最佳讀數(shù)范圍?？汕蟪鰸舛认鄬?duì)誤差最小時(shí)的透光度Tmin為:Tmin＝36.8%,Amin＝0.434

用儀器測(cè)定時(shí)應(yīng)盡量使溶液透光度值在T%=20～65%(吸光度A=0.70～0.20)。2024