比色分析法及光度分析法

第四章比色分析及分光光度法Colorimetric and Spectrophotometric Analysis§1 概述许多物质本身具有明显的颜色，例如KMnO4溶液显紫色，K2Cr2O7溶液显橙色等。

另外，有些物质本身并无颜色，或者颜色并不明显，可是当它们与某些化学试剂反应后，则可以生成有明显颜色的物质，例如Fe3+本身具有黄色，当与一定量的KSCN试剂反应后，生成的Fe(SCN)3具有血红色；浅蓝色的Cu2+与氨水作用后，则生成深蓝色的Cu(NH3) 42+。

当这些有色物质溶液的浓度改变时，溶液颜色的深浅液会改变。

浓度越大，颜色越深；浓度越小，颜色越浅。

因此，可以肯定地说，溶液颜色的深浅与有色物质的含量之间有一定的关系。

在分析化学中，把这种基于比较有色物质溶液的颜色深浅以确定物质含量的分析方法称为比色分析。

实践证明，无论物质有无颜色，当一定波长的光通过该物质的溶液中时，根据物质对光的吸收程度，也可以确定该物质的含量。

这种方法称为分光光度法。

目前的比色分析常用分光光度计将光源变为单色光，并选择对待测物质具有最大吸收的单色光进行比色测定。

比色分析法、分光光度法与前面所讲的容量分析法、重量分析法相比，具有以下优点：1.灵敏度高比色分析法和分光光度法测定物质的浓度，下限一般可以达到10-5～10-6 mol/L，可以测定相当于含量0.001～0.0001%的微量组分。

如果将被测物质加以富集，灵敏度还可以提高。

2.准确度高一般比色分析的相对误差为5～20%，分光光度法的相对误差为2～5%，其准确度虽不如容量分析及重量分析，但对微量组分来说，这个灵敏度还是可以的，因为微量组分用容量分析及重量法已无法测定，更谈不上准确了。

例如1滴KMnO4滴入100mL水中时，仍可得到明显的适于比色分析的颜色，但这一滴溶液在滴定分析中只相当于它的误差的大小，根本无法进行准确测定。

由此看来，比色法的准确度较高，可进行微量组分的分析。

分析比较目视比色法和分光光度法目视比色法和分光光度法都是常见的实验室酸碱测定方法之一，它们具有易操作、灵敏度高、设备简单等特点，因此普遍应用于药物和食品分析领域。

两种方法各有特点及使用区别，本文将分析比较这两种方法的不同点，为两种方法的运用提供参考。

首先，来自于二者的原理：目视比色法基于酸碱指示剂的色谱变化来合成检测酸碱度。

大多数指示剂在某一范围酸碱度值内变化色谱来表示酸碱度，由此可更直观地检测溶液的酸碱程度。

而分光光度法是认为根据不同浓度环境下有机物的光谱吸收特性，针对影响酸碱度溶液的组分，把其选定最佳紫外光谱吸收波数，结合特定的酸碱指示剂检测溶液的PH 值。

因此可以认为，目视比色法的原理是根据酸碱指出剂色谱的变化，而分光光度法是借助特定指示剂测量溶液的吸光度以及紫外吸收特性。

其次，从实际操作上来看，有些明显的区别。

使用目视比色法时，首先需要准备一些酸碱指示剂悬浮液，然后在标准玻璃比色杯内量取被检测溶液，并加入适量的指示剂，当被检测溶液与指示剂混合时，即可出现典型的比色条带，通过比较比色条带的色彩深浅，即可间接的推测出溶液的酸碱度范围。

而使用分光光度法时，首先需将酸碱指示剂浓度稳定后，再添加相应溶液，通过溶液中有机物紫外吸收比对着色体紫外吸收光谱特征，然后通过取舍紫外吸收光谱仪湿润以及滨值，来计算溶液的酸碱度。

最后，在结果稳定性方面，基于以上介绍可得知，目视比色法更加依赖于操作者的经验以及眼力，若不加以严格控制，操作者看到的酸碱度或会有较大的偏差，因此对结果的稳定性比较差。

而分光光度法更加严谨，结果准确稳定，而且分析速度很快，更适用于批量测定。

综上所述，目视比色法和分光光度法的原理基础不同，在操作上也有较大的差异，两者属于不同的测定技术，各有优势，在不同的场合会选择不同的分析方法使用，根据检测条件确定对应的检测方法，确保最终结果的精准可靠性。

比色及吸光光度法教学目的：1、掌握比色分析法的特点、方法原理，应用范围和一些专业术语。

2、明确溶液颜色与光吸收的关系。

3、掌握朗伯-比耳定律的物理意义及其应用。

教学重点：朗伯-比耳定律教学内容：第一节概述一、比色分析法比色分析法：利用比较溶液颜色深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量。

有色物质溶液颜色越深，浓度越大；颜色越浅，浓度越小。

二、比色分析法测定步骤①选择适当显色剂，使被测组分转变成有色物质，称为显色阶段。

测定无色溶液时要进行显色阶段。

②选择最佳条件测定溶液的深浅度，称为比色阶段。

三、发展过程：目视比色法→光电比色法→分光光度计（吸光光度法）四、比色与分光光度法的特点比色和分光光度法主要用于测定微量组分。

1、灵敏度高：测定试样中微量组分（1～0.001%）常用方法，甚至可测定10-4 ~ 10-5%的痕量组分。

2、准确度高：一般比色法相对误差为5～10%，分光光度法为2～5%，其准确度虽比重量法和滴定法低，但对微量组分的测定已完全满足要求。

如采用精密分光度计，误差将减少至1～2%。

3、应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用比色法和分光光度法进行测定。

4、操作简便、快速，仪器设备也不复杂。

例如：试样中含Cu量为0.001%，即在100mg试样中含Cu 0.001mg，用比色法可以测出。

如用碘量法进行滴定分析测定：设Na2S2O3溶液浓度为0.05mol/L，消耗体积为V（mL），则：0.001/63.55 = 0.05·VV = 0.0003（mL）所需Na2S2O3标准溶液0.0003mL，无法用化学分析法来测定，但比色和吸光光度法完全可以准确的测定其含量。

第二节光的基本性质：光具有两象性：波动性和粒子性1、波动性：入ν = c入：波长（nm）ν：频率（Hz）c：速度（3×1010 cm/s）例如：光的反射、折射、衍射、偏振、干涉等现象。

2、粒子性：E = h νE：光量子能量h：常数（普朗克常数=6.6256×10-34 J·s）ν：频率不同波长（或频率）的光，其能量不同。