第十一章 吸光光度法
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吸光光度法概述(一)10.1.1吸光光度法概念许多物质本身具有显然的色彩,例如,高锰酸钾溶液呈紫红色,硫酸铜溶液呈蓝色。
有些物质本身无色或是浅色,但碰到某些试剂后,变成了有色物质,如淡黄色的Fe3+与SCN-反应生成血红色的协作物,淡绿色的Fe2+与邻二氮菲作用生成橙红色的协作物等。
物质展现不同的色彩是因为物质对不同波长的光挑选性汲取的结果,而色彩的深浅是山于物质对光的汲取程度不同而引起的。
基于物质对光的挑选性汲取而建立起来的分析办法称为吸光光度法。
对于有色溶液来说,溶液色彩的深浅在一定条件下与溶液中有色物质的含量成正比关系。
吸光光度法利用这一关系,通过分光光度计测得溶液中有色物质对光的汲取程度而对物质举行定性和定量分析。
与经典化学分析办法相比,吸光光度法的特点有:①敏捷度高。
吸光光度法适用于测定微量物质,被测组分的最低浓度为10-5~10-6mol/L。
②精确度高。
吸光光度法的相对误差通常为2%~5%,常量组分的精确度的确不如滴定分析法和分量分析法高,但对微量组分,化学分析法是无法举行的,而吸光光度法则彻低能满足要求。
③操作简便。
吸光光度法的仪器设备容易,操作简便。
若采纳敏捷度高、挑选性好的显色剂,再采纳相宜的掩蔽剂消退于扰,有的样品可不经分别挺直测定。
完成一个样品的测定普通只需要几分钟到十几分钟,有的甚至更短。
④应用范围广泛。
几乎全部的无机离子和许多有机化合物均可挺直或间接地用吸光光度法测定。
吸光光度法已经成为生产、科研、环境监测等部门的一种不行缺少的测试手段。
通常状况下,吸光光度法可以分为以下几种:①可见吸光光度法。
基于物质对420~760 nm可见光区的挑选性汲取而建立的分析办法,也称为可见分光光度法,是微量分析的简便而通用的办法。
②红外吸光光度法。
利用物质对0.78~1000um红外光区电磁辐射的挑选性汲取的特性来举行结构分析、定性分析和定量分析的一种分析办法,又称为红外汲取光谱法和红外分光光度法。
第十一章吸光光度分析法本章要求1、掌握吸光光度法的基本原理及朗伯比尔定律;2、了解分光光度计的基本构造及功能;3、了解显色反应及条件选择、仪器测量误差及条件选择;了解分光光度法的应用。
基本内容如果将各种波长的单色光依次通过一定浓度的某一溶液,测定该溶液对各种单色光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,可以得到一条曲线,该曲线称为光吸收曲线或吸收光谱曲线。
光吸收程度最大处的波长,称为最大吸收波长,常用λ最大或λmax表示。
4、光吸收的基本定律⑴朗伯—比尔定律透过光的强度It 与入射光的强度I之比为透光率(也称透光度、透射比),用T表示:T=IIt吸光度A与透光率T的关系为:A =lgT 1= –lg T =lg tI I 0溶液的透光率越小,吸光度越大,表明溶液对光的吸收越强;相反溶液的透光率越大,吸光度越小,表明溶液对光的吸收越弱。
光的吸收定律:朗伯—比尔定律,其数学表达式为:A =Kbc式中K 值随浓度c ,液层厚度b 所取单位的不同而不同。
当浓度以g •L -1表示,液层厚度用cm 表示时,则常数K 用a 表示,a 称为吸光系数,其单位为L •g -1•cm -1。
此时朗伯—比尔定律表示为:A =abc当浓度以mol •L -1表示,液层厚度用cm 表示时,则常数K 用ε表示,ε称为摩尔吸光系数,其单位为L •mol -1•cm -1。
此时朗伯—比尔定律表示为:A =εbc (12–7)摩尔吸光系数ε在数值上等于浓度为1moL •L –1、光程(液层厚度)为1cm 溶液的吸光度。
ε是吸光物质在特定波长下的特征常数,它与入射光波长、溶液的性质以及温度等因素有关,而与溶液的浓度及液层厚度无关,ε值愈大,表明物质对此波长光的吸收程度愈强,显色反应的灵敏度愈高。
一般认为,ε<104属低灵敏度,104<ε<5×104属中等灵敏度,ε>5×104属高灵敏度。
在实际分析中,为了提高灵敏度常选择ε值较大的有色化合物为待测物质,通常选择有最大ε值的光波max λ作为入射光。
第十一章紫外-可见分光光度法第十一章紫外-可见分光光度法第一节概述1.电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中,根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法,统称为光学分析法。
根据物质与辐射能间作用的性质不同,光学分析法又分为光谱法和非光谱法。
当物质与辐射能相互作用时,物质内部发生能级跃迁,根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。
利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法(spectroscopic analysis),简称光谱法。
光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。
如按作用物是分子或原子,可分为分子光谱法和原子谱法;物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向),可分为吸收光谱法和发射光谱法;按辐射源的波长不同,可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。
非光谱分析法是物质受辐射线照射时,改变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。
这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁,如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。
2.物质对光的选择性吸收当辐射能通过某些吸光物质时,物质的原子或分子吸收与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态,这种由物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
几种常用的吸收光谱是:原子吸收光谱、分子吸收光谱、核磁共振光谱等。
各种色光的波长范围在可见光中,紫色光的波长最短能量最大,红色光的波长最长能量最小。
除此之外,波长小于400nm 的光称为紫外光,波长大于760nm 的光称为红外光。
如果适当选配两种颜色的光按一定的强度比例混合,也可以获得白光,则这两种色光称为互补色光。
如图11-1所示,处于直线相连的两种色光互为补色光,如绿色光与紫色光互补,蓝色光与黄色光互补等等。
第二节 基本原理1.吸收光谱光照射某物质,物质能够吸收光,使原有的基态转为激发态,只有当分子红橙黄绿青青蓝蓝紫白光的能量(hν)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(∆E)相等时才能被吸收。
第十一章吸光光度分析法一、概述吸光光度法:依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。
主要有:•红外吸收光谱:吸收光波长范围2.5~1000 μm ,主要用于有机化合物结构鉴定。
•紫外吸收光谱:吸收光波长范围200~400 nm(近紫外区),可用于结构鉴定和定量分析。
•可见吸收光谱:吸收光波长范围400~750 nm ,主要用于有色物质的定量分析1、光的性质光是一种电磁波。
可见光:人的眼睛能感觉到的波长范围在400~760 nm的光单色光:只具有一种波长的光互补色光:如果将两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合,可以得到白光,通常将这两种颜色的单色光2、物质对光的选择性吸收:当一束白光通过某溶液时,如果溶液对各种颜色的光均不吸收,则溶液是无色的;如果溶液只吸收了白光中一部分波长的光,而其余的光都透过溶液,则溶液呈现出透过光的颜色即呈现出吸收光的互补色光的颜色例如,CuSO4溶液选择性地吸收了白光中的黄色光而呈现蓝色;KMnO4溶液选择性地吸收了白光中的绿色光而呈现紫红色。
3、吸收光谱物质的光吸收曲线或吸收光谱:以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,得到的曲线最大吸收波长(maximum absorption):对应于光吸收程度最大处的波长称最大吸收波长,以λ最大或λmax表示由图可见:•在可见光范围内,KMnO4水溶液对不同波长的光的吸收情况不同•四条曲线的最大值均出现在525 nm波长处,即KMnO4水溶液的最大吸收波长λmax = 525 nm,不随浓度的变化而改变,且不同浓度KMnO4水溶液的吸收光谱形状是完全相似的。
•不同浓度的同种物质的溶液,在一定波长处吸光度随溶液浓度的增加而增大。
二、光吸收基本定律1、朗伯一比耳定律透光率或透光度T :透过光强度It与入射强度I0之比T=I t/I0溶液的透光率愈大,表示它对光的吸收愈小;相反,透光率愈小,表示它对光的吸收愈大。
吸光度A的定义为:A=lg(I0/I t)=lg1/T=-lgT显然,A大,则吸收程度大,A小则吸收程度小。