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第10章 吸光光度分析

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分析化学第六版第10章 吸光光度法自测题

分析化学第六版第10章 吸光光度法自测题

第十章吸光光度法自测题一、选择题1．下列说法正确的是( )A．摩尔吸光系数ε随浓度的增大而增大B．透光率T随浓度的增大而增大C．朗伯-比耳定律中适用于单色光D．Fe2+-邻二氮菲溶液为红色，应选择红色波长的光作为测定时的入射光E．物质的特征吸收峰随浓度增大而增大，但最大吸收波长不变F．摩尔吸光系数ε越大，说明显色反应越灵敏2．物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长的光所致。

KMnO4显紫红色是由于它吸收白光中的( )A．紫红色光B．绿色光C．黄色光D．.蓝色光3．吸收曲线是( )A、吸光物质浓度与吸光度之间的关系曲线；B、吸光物质浓度与透光度之间的关系曲线；C、入射光波长与吸光物质溶液厚度之间的关系曲线；D、入射光波长与吸光物质的吸光度之间的关系曲线。

4．下列因素中，影响摩尔吸光系数（ε）大小的是( )A、有色配合物的浓度B、入射光强度C、.比色皿厚度D、入射光波长5．有一浓度为C的溶液，吸收入射光的40%（即透光率为60%），在同样条件下，溶液浓度为0.5C 的同一溶液的透光度为( )A、30%B、20%C、77%D、36%6．某试液用2cm 比色皿测量时，T=20%，若改用1cm比色皿测量，则A和T分别为( ) A、0.35和40% B、0.22和36% C、0.35和45% D、0.35和100%7．在吸光度测量中，参比溶液的( )A、.吸光度为0.434B、吸光度为无穷大C、透光度为100%D、透光度为0%8．某有色物质的溶液50ml，含溶质0.10mg，用1.0cm吸收池在某一波长下测得T=10%，则吸光系数K为: ( ) L.g-1.cm-1A、1.0×102B、1.0×103C、2.0×102D、5.0×102E、5.0×1039．在吸光度测量过程中，若要求测量的相对误差最小，则透光度为( )A、0.368B、0.386C、0.638D、0.86310．光光度测定中，工作曲线弯曲的原因可能是( )A．溶液浓度太大B．溶液浓度太稀C．参比溶液有问题D．仪器有故障11．示差法要求( )A．以纯水作参比溶液B．用含显色剂的溶液作参比C．用稍低于待测溶液浓度的标准溶液作参比D．参比溶液的浓度应高于待测溶液的浓度12．双波长分光光度计与单波长分光光度计的主要区别在于( )A．光源的种类B．检测器的个数C．吸收池的个数D．使用单色器的个数13．甲基橙在pH＜2.0时和pH＞4.5时,分别以HA和A-形式存在，在一定条件下测得吸光度值如下表：pH 1.00 3.00 5.00A 0.890 0.692 0.260则甲基橙的pKa值为A．2.34 B．3.34 C．4.34 D．5.3414．邻二氮菲光度法测Fe含量，当浓度为C时，测其透光度为T0，若将此溶液稀释一倍，则透光度为( )A．T0/2 B．2T0 C．(T0)1/2D．T0215．现有不同浓度的KMnO4溶液A、B，在同一波长下测定，若A用１cm比色皿，B用2cm比色皿，而测得的吸光度相同，则它们浓度关系为( )A．C A=C B B．C A=2C B C．C B=2C A D．0.5 C B=C A16．某显色剂在pH=3-6时，呈黄色，pH=6-12时呈橙色，pH>12时呈时红色，该显色剂与金属离子的配合物呈红色，则该显色反应在何种条件下进行。

第10章 吸光光度分析

第10章 吸光光度分析


无机及分析化学
34
3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
无机及分析化学
12
质量吸光系数，摩尔吸光系数
• 质量吸光系数 a: 当一定波长的单色光，通过浓度 为 1g/L，吸收池的液层厚度为 1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.g-1.cm-1
• 摩尔吸光系数ε • 物理意义：当一定波长的单色光，通过浓度为 1mol/L，吸收池的液层厚度为1cm的溶液时，测 得的吸光度。单位为L.mol-1.cm-1
比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的， 因此仅在稀溶液（c < 10-2 mol/L )的情况下才适用。
(2)非单色光引起的偏离
朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但 在实际工作中，入射光是具有一定波长范围的。
无机及分析化学
18
化学因素
溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。
不同的显色反应的适宜 pH 是通过实验确定的。 无机及分析化学
24
3 、显色温度：要求标准溶液和被测溶液在测定 过程中温度一致。
4 、显色时间：通过实验确定合适的显色时间， 并在一定的时间范围内进行比色测定。
5、溶 剂：有机溶剂降低有色化合物的解离度， 提高显色反应的灵敏度。 6、共存离子的影响
无机及分析化学
偏离朗伯—比尔定律。
无机及分析化学
19
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂
显色剂
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。
第10章 吸光光度法

第10章 吸光光度法


价电子
分子振动 分子转动
钨灯
碳化硅热棒 电磁波发生器
比色及可见光度法
红外光度法 微波光谱法 核磁共振光谱法
2. 分子吸收光谱产生原理
吸收光谱是由物质对不同波长的光具有选择性吸收 作用而产生的。 由物质的价电子能级跃迁 （能量差在1~20eV）而 产生的吸收光谱，是紫外及可见分光光度法——本章 研究内容。 由物质的分子振动能级（能量差约0.05~l eV）和 转动能级（能量差小于0.05 eV）的跃迁而产生的吸收 光谱，为红外吸收光谱法——用于分子结构的研究。 说明：物质只有对特定波长(能量)的光才能有吸收。
△T为透光率读数的绝对误差，一般为± 0.01。
Er-T 关系图： Er ≤±4%时:
T: 15%~65 %
A: 0.2~0.8
T = 36.8 %，A = 0.434 时误差最小。
10.5 示差吸光光度法
1. 示差吸光光度法的原理 (高浓度) 常规法: 以试剂空白为参比
A bCx
示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比 (Cs＜Cx)
3. 有色溶液对光的选择性吸收
① 单色光、复合光、互补光 单色光:具有同一波长的光
复合光:包含不同波长的光 互补光: 若两种不同颜色 的单色光按一定的强 度比例混合得到白光， 这两种单色光为互补 光。 绿
蓝绿
黄
绿蓝
橙
蓝 紫
红
② 有色溶液对光的吸收
吸收黄色光
复合光
完全透过
溶液的颜色与其吸收掉光的颜色为互补色。 有色溶液呈现不同颜色的原因: 物质的电子结构不同，价电子跃迁所需能量不同， 所吸收光的波长不同，因此溶液对光的选择性吸收， 使其呈现不同颜色。
a. 选择性好
吸光度

吸光度

第10章 吸光光度法
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 常用的吸光光度法
10.1 概述



吸收光谱 发射光谱 散射光谱

分子光谱

原子光谱
吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收。
10.2 吸光光度法基本原理
1 光谱产生的原因
目视比色法—比色管
光电比色法—光电比色计
光源、滤光片、比色池、硒光电池、检流计
分光光度法与分光光度计
722型分光光度计光学系统图
1.光源；2.滤光片；3,8聚光镜 4,7.狭缝；5.准直镜；6.光栅 9.比色池；10.光电管
10.4 显色反应及影响因素
1 显色反应 没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量 生成有色化合物再测定－－ 显色反应 要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (ε>104) c. 化学性质稳定 d. 反应物和产物有明显的颜色差别 (l>60nm)
单色器 作用:产生单色光 常用的单色器：棱镜和光栅 样品池（比色皿） 厚度(光程): 0.5, 1, 2, 3, 5…cm 材质：玻璃比色皿－－可见光区 石英比色皿－－可见、紫外光区
检测器 作用：接收透射光，并将光信号转化为电信号 常用检测器： 光电管 光电倍增管 光二极管阵列
光电管分为红敏和紫敏，阴极表面涂银和氧 化铯为红敏，适用625－1000nm波长；阴极 表面涂锑和铯为紫敏，适用200－625nm波长
AsO3 H2
N N HO3S OH OH H2 O3 As N N SO3H
5 影响因素 a 溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变Δl
吸光光度法习题

吸光光度法习题

第十章吸光光度法一、单项选择题(共25题）10.1。

1 在光度分析中，以1cm的比色皿测量透光率为T，若比色皿的厚度增加一倍，透过率为（）A、T/2B、T2C、2T D10.1.2 相同质量Fe3+和Cd2+（Mr（Fe）=55。

85，Mr（Cd)=112.4）,各用一种显色剂在同样体积溶液中显色,用分光光度法测定，前者用2cm比色皿，后者用1cm比色皿，测得吸光度相同，则两种有色络合物的摩尔吸光系数ε为（）A、基本相同B、Fe3+为Cd2+两倍C、Cd2+为Fe3+两倍D、Cd2+为Fe3+四倍10。

1.3 以下说法错误的是（)A、摩尔吸光系数ε随浓度增大而增大B、吸光度A随浓度增大而增大C、透过率T随浓度增大而增大D、透过率T随比色皿加厚而减小10。

1。

4 Ni（NH3）42+络离子为绿色溶液,其吸收最大的光的颜色为( ）A、绿色B、红色C、紫色D、黄色10。

1。

5 以下说法错误的是（)A、吸光度A与浓度C成直线关系B、透光率随浓度的增加而减少C、当透过率为“0”时吸光度为∞D、选用透过率与浓度做工作曲线准确度高10。

1。

6 分光光度计检测器直接测定是( ）A、入射光的强度B、吸收光的强度C、透过光的强度D、散射光的强度10。

1.7 某金属离子M与试剂R形成一有色络合物MR，若溶液中M的浓度为1。

0⨯10-4mol/L,用1cm比色皿于波长525nm处测得吸光度A为0。

400，此络合物在525nm处的摩尔吸光系数ε为（）A、4。

0⨯10—3 L*mol—1*cm—1B、4.0⨯103 L＊mol—1＊cm-1C、4.0⨯10-4 L*mol—1*cm—1D、4.0⨯105 L*mol—1＊cm—110.1.8 测定纯金属钴中锰时，在酸性溶液中以KIO4氧化Mn2+成MnO4-光度测定，测定试样中锰时,其参比溶液为（)A、蒸馏水B、含KIO4的试样溶液C、KIO4溶液D、不含KIO4的试样溶液10。

第10章 吸光光度法

第10章 吸光光度法


当：c的单位用mol·L-1表示时，用ε表示. ε－摩尔吸光系数 (Molar Absorptivity)
A＝εbc ＝ 的单位: ε的单位 L·mol-1·cm-1
吸光度与光程的关系 A = εbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
b 样品 b 样品 b 样品 光源
检测器
吸光度
0.44
检测器
（一）光学因素 （二）化学因素
（一）光学因素
1．非单色光的影响： 非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提 Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
k1 = k2 ⇒ A = k1c ⋅ b 成 性 系 线 关 k1 ≠ k2 ⇒ A与 不 线 关 ， 离 eer定 c 成 性 系 偏 B 律 （ 2 − k1） A与 偏 线 关 越 重 k ↑⇒ c 离 性 系 严
结论： 结论： • 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑ • 选λmax作为测定波长
长
波谱区
微波 无线电波
来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 来自原子核自旋能级的跃迁
二、光学分析法及其分类
（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相 互作用而建立起来的各种分析法的统称~ 互作用而建立起来的各种分析法的统称~。 （二）分类： 分类： 1．光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部 光谱法：利用物质与电磁辐射作用时， 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、 发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱→线状光谱 原子光谱→ 分子光谱→ 分子光谱→带状光谱
分析化学(第五版) 第10章 吸光光度法

分析化学(第五版) 第10章 吸光光度法

第10章 吸光光度法 章
10.1 概述 10.2 吸光光度法基本原理 10.3 分光光度计 10.4 显色反应及影响因素 10.5 光度分析法的设计 10.6 吸光光度法的误差 10.7 常用的吸光光度法 10.8 吸光光度法的应用
10.1 概述 吸收光谱 发射光谱 散射光谱 分子光谱 原子光谱
吸光光度法：分子光谱分析法的一种， 吸光光度法：分子光谱分析法的一种，又称分光光 度法， 度法，属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
e 溶剂 有机溶剂，提高灵敏度、 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率 f 干扰离子 消除办法： 消除办法： 提高酸度，加入隐蔽剂， 提高酸度，加入隐蔽剂，改变价态 选择合适参比 铬天菁S测 ，氟化铵褪色，消除锆、 钴干扰) 褪色空白(铬天菁 测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰 选择适当波长
10.5 光度分析法的设计
2 物理化学因素 非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射， 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测 吸光度增加， 吸光度增加，导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、 离解、缔合、异构等 如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42PAR的偶氮－醌腙式 的偶氮－ 的偶氮
根据吸光度的加和性可以进行多组分的测定以及 某些化学反应平衡常数的测定
10.3 吸光光度计
1 分光光度计的组成
读出系统 光源 单色器 样品池 检测器
常用光源
光源 氢灯 氘灯 钨灯 卤钨灯 氙灯 能斯特灯 空心阴极灯 激光光源 波长范围(nm) 185~375 185~400 320~2500 250~2000 180~1000 1000~3500 特有 特有 适用于 紫外 紫外 可见，近红外 紫外，可见，近红外 紫外、可见（荧光） 红外 原子光谱 各种谱学手段
分析化学十课后习题答案

分析化学十课后习题答案

第十章 吸光光度法1.与化学分析法相比，吸光光度法的主要特点是什么？答：①灵敏度高 ②仪器设备简单，操作简便，快速 ③ 准确度较高 ④ 应用广泛 2.何谓复合光、单色光、可见光和互补色光？白光与复合光有何区别？ 答：⑴复合光指由不同单色光组成的光；单色光指其处于某一波长的光；可见光指人的眼睛所能感觉到的波长范围为400-750 nm 的电磁波；将两种适当颜色的光按照一定的强度比例混合若可形成白光，它们称为互补色光； ⑵ 白光是是一种特殊的复合光，它是将各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成有复合光。

3.简述朗伯-比尔定律成立的前提条件及物理意义，写出其数学表达式。

答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射；② 吸光物质为均匀非散射体系；③吸光质点之间无相互作用；④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程，无荧光和光化学现象发生。

其物理意义如下：当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A 与吸光物质的浓度c 及吸收层厚度 b 成正比。

其数学表达式为： Kbc TI I A t===1lglg0 4.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？ 答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L 和吸收层厚度为 1cm 时，吸光物质对某波长光的吸光度。

(2)在吸光物质的浓度适宜低时，测其吸光度A ，然后根据bcA=κ计算而求得。

(3) κ值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。

5.何谓吸光度和透射比，两者的关系如何？答：吸光度A 是指入射光强度I 0与透射光强度I t 的比值的对数值。

透射比T 是指透射光强度I t 与入射光强度I 0的比值。

两者的关系如下：TI I A t 1lg lg0== 6.在光度法测定中引起偏离朗伯-比尔定律的主要因素有那些？如何消除这些因素的影响？答：⑴物理因素：①非单色光引起的偏离 ②非平行入射光引起的偏离 ③ 介质不均匀引起的偏离。

第10章 吸光光度法

第10章 吸光光度法


普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E h c h
h －普朗克(Planck)常数 6.63×10-34J·s
c －真空中光速 2.99792458×108m/s~3.0 ×108m/s
－波长，单位：m,cm,mm, m,nm,Å
1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
用不同波长的单色光照射溶液，测其吸光度，以A对λ作
图，得吸收曲线，即吸收光谱。
10
第
不同物质吸收曲线的形状，λmax位置不同。
章
——定性分析
吸 光
最大吸收波长（λmax）—吸光度A最大处对应的波长。
光
度
法
第
10
章
同一物质在同一波长下吸光度A随着浓度的增
吸
大而增大 。
光
光
——定量分析
度
法
❖ 物质的分子结构与吸收光谱的关系
E

E2

E1

h

hc

不同物质分子因结
构不同而能级不同，故
各能级间的能级差也不
相同，因而选择吸收的
性质反映了分子内部结
第
构的差异。
章 吸 光 光 度 法
10
10.1.3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
入射光
I0
It
透射光
b
透射比（透光度） T It I0
第
吸光度
A lg I0 lg 1 lg T
章
② 吸光物质为均匀非散射体系；
吸 光
③ 吸光质点之间无相互作用（稀溶液） ；
光 度
④ 辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程。
吸光光度法

吸光光度法


第四节、 第四节、吸光光度法的仪器部件 一、目视比色法
用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅，以确 用肉眼比较被测溶液同标准溶液颜色深浅， 定被测物质含量的方法，称为玛纳斯比色法. 定被测物质含量的方法，称为玛纳斯比色法. 最常用的目视比色法是标准系列法. 最常用的目视比色法是标准系列法.
C1
C2
分子振动
红外光谱法
第一节、吸光光度法概述 第一节、
吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法， 起来的分析方法， 包括： 包括：
比色分析法， 比色分析法， 可见光度法， 可见光度法， 紫外分光光度法， 紫外分光光度法， 红外分光光度法。 红外分光光度法。
比色分析法和分光光度法特点: 比色分析法和分光光度法特点:
二、仪器测量误差
当A=0.434时，测量值 A=0.434时 相对误差最小. 相对误差最小.
三.测量条件的选择
1、入射光波长的选择
2、吸光度读数范围的选择
T最小=0.368, A=-logT=0.434， A=-logT=0.434，
3、参比溶液的选择
(1)、当试液， (1)、当试液，显色剂及所用的其他试剂在测定波长处无 吸收时，可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; 吸收时，可用纯溶剂(或蒸馏水)作参比; (2)、如果显色剂无吸收，而待测试液在此波长处有吸收， (2)、如果显色剂无吸收，而待测试液在此波长处有吸收， 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. 那么采用不加显色剂的待测试液作参比溶液. (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收，可将一份试液， (3)、如果显色剂和待测试液均有吸收，可将一份试液， 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来， 加入适当的掩蔽剂将待测组分掩蔽起来，使之不再与显色 剂反应，然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂， 剂反应，然后按操作步骤加入显色剂及其它试剂，以此作 参比溶液. 参比溶液.
吸光光度分析

吸光光度分析

吸光光度分析法基于物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法，称为吸光光度分析法。

本章重点讨论可见光区的吸光光度分析。

第一节吸光光度分析概述吸光光度分析法(absorption spectrophotometry)，包括比色分析法、可见分光光度法、紫外分光光度法和红外分光光度法等。

与经典的化学分析方法相比，吸光光度法具有以下几个特点：1．灵敏度高吸光光度法主要用于测定试样中微量或痕量组分的含量。

测定物质浓度下限一般可达10—5～10—6 mol·L—1，若被测组分预先加以富集，灵敏度还可以提高。

2．准确度高比色法测定的相对误差为5%～10%，分光光度法测定的相对误差为2%～5%，完全可以满足微量组分测定的准确度要求。

若采用精密分光光度计测量，相对误差可减小至1%～2%。

3．仪器简便，测定速度快吸光光度法虽然需要用到专门仪器，但与其它仪器分析法相比，比色分析法和分光光度法的仪器设备结构均不复杂，操作简便。

近年来由于新的高灵敏度、高选择性的显色剂和掩蔽剂的不断出现，常常可以不经分离而直接进行比色或分光光度测定，使测定显得更为方便和快捷。

4．应用广泛吸光光度法能测定许多无机离子和有机化合物，既可测定微量组分的含量，也可用于一些物质的反应机理及化学平衡研究，如测定配合物的组成和配合物的平衡常数，弱酸、弱碱的离解常数等。

第二节吸光光度分析的基本原理一、溶液的颜色和对光的选择性吸收1．光的基本性质光是一种电磁波。

电磁波范围很大，波长从10—1 nm～103 m，可依次分为X–射线、紫外光区、可见光区、红外光区、微波及无线电波，见表8—1。

表8-1电磁波谱区域λ/ nmX –射线10-1～10远紫外光区10～200近紫外光区200～400可见光区400～760近红外光区760～5×104远红外光区5×104～1×106微波1×106～1×109无线电波1×109～1×1012注：1 m = 109 nm人的眼睛能感觉到的光称为可见光(visible light)。

分析化学第10章-吸光光度法


电磁辐射波谱图
• 能 谱：波长很短(小于10nm)、能量大于102eV(如γ射线和X射线) 的电磁波谱，粒子性比较明显，称为能谱。——能谱分析法。 • 波 谱：波长大于1mm、能量小于10-3eV(如微波和无线电波)的电 磁波谱，波动性比较明显，称为波谱。——波谱分析法。 • 光学光谱：波长及能量介于以上两者之间的电磁波谱，通常借助 于光学仪器获得，称为光学光谱。——光谱分析法。 • 复合光：物质发出的光，是包含多种频率成分的光。 • 单色光：光谱分析中，常常采用一定的方法获得只包含一种频率 成分的光(单色光)来作为分析手段。 • 单色性：单色光的单色性通常用光谱线的宽度(或半宽度)表示。
波长范围/nm
400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-600 600-650 650-700
物质颜色和吸收光颜色的关系
(2) 物质对光的选择性吸收(CuSO4溶液为何只吸收黄色光?)

当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的分子、 原子或离子与光子发生 “碰撞”，光子的能量就转移到分子、 原子上，使这些粒子由最低能态（基态）跃迁到较高能态 （激发态）： M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光
分子光谱——气态或溶液中的分子---电子能级、振动能级和转动 能级跃迁 --- 发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐 射组成的带状光谱。 分子光谱有三个层次： 转动光谱－反映分子纯转动能级跃迁引起的转动能量的变化。 分子转动能量小于 0.05 eV ，相当于远红外光的能 量，在远红外波段。 振动光谱－反映分子纯振动能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子振动能量为0.05-1.0 eV，位于中红外波段。 电子光谱－反映分子纯电子能级跃迁引起的转动能量的变化。分 子转动能量小于 1.0-20 eV ，位于可见或紫外光波段。 固体光谱——炽热的固体物质及复杂分子受激后---发射出波长范 围相当广阔的连续光谱。

第十章紫外-可见吸光光度法习题及答案

1第十章 紫外-可见吸光光度法习题1.是非判断题1-1物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长所致，VitB 12溶液呈现红色是由于它吸收了白光中是红色光波。

了白光中是红色光波。

1-2因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。

因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。

1-3有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。

有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。

1-4符合朗伯符合朗伯--比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。

比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。

1-5符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置不移动，但吸收峰降低。

1-6朗伯朗伯--比耳定律的物理意义是：比耳定律的物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，溶液是吸光度与吸溶液是吸光度与吸光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。

光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。

1-7在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。

在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。

1-8吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。

吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。

1-9有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小,,所以透光度与溶液的浓度成反比关系。

所以透光度与溶液的浓度成反比关系。

1-10在吸光光度测定时，在吸光光度测定时，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测溶液浓被测溶液浓度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。

度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。

1-11进行吸光光度法测定时，必须选择最大吸收波长的光作入射光。

第十章 吸光光度法

解：依题意可知
Cd2+ :的浓度为：
A=-lgT=-Lg0.445=0.35
κ=-1·cm-1
=1.4×10-3 μg·cm-2
16.钴和镍与某显色剂的络合物有如下数据：
λ/nm 510 656 KCo/L×mol-1×cm-1 3.64×104 1.24×103 KNi/L×mol-1×cm-1 5.52×103 1.75×104 将0.376g土壤试样溶解后配成50.00ml溶液，取25.00ml溶液进行处理，以除去干扰物质，然后加入先色剂，将体积调至50.00ml.此溶液在510nm处吸光度为0.467，在656nm处吸光度为0.374，吸收池厚度为1cm。计算钴镍在土壤中的含量（以μg·g-1表示）。
解：根据题意得
由图得k=4.200
硅的质量百分数
≈1.24%
答：试样中硅的质量百分数为1.24%。
19．钢样0.500g溶解后在容量瓶中配成100ml溶液。分取20.00ml该溶液于50ml容量瓶中，其中的Mn2+氧化成MnO4-后，稀释定容。然后在λ=525nm处，用b=2cm的比色皿测得A=0.60。已知k525=2.3×103L·mol-1·cm-1,计算钢样中Mn的质量分数(﹪)。
4.摩尔吸收系数κ在光度分析中有什么意义？如何求出κ值？κ值受什么因素的影响？
答：⑴摩尔吸光系数κ在光度分析中的意义：当吸光物质的浓度为1mol/L和吸收层厚度为
1cm时，吸光物质对某波长光的吸光度。
(2)在适宜的低浓度时，测其吸光度A，然后根据计算而求得。
(3) κ值受入射光的波长，吸光物质的性质、溶剂、温度、溶液的组成、仪器灵敏度等因素的影响。
答：确定前提为：①入射光为平行单色光且垂直照射;② 吸光物质为均匀非散射体系;③吸光质点之间无相互作用;④辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程,无荧光和化学现象发生。

分析化学-吸光光度法

CYJ 11
Analytical Chemistry 分析化学
2、物质对光选择性吸收的实质
一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与 光子发生碰撞，光子的能量转移至分子、原子或离 子上，使这些粒子发生能级变化，由基态跃迁至较 高能态，这个过程即为吸收。
光是否被物质吸收，取决于
光子的能量 物质的结构 只有当能级差△E 与光子能量h相当时物质吸收光。
（3）吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质 定性分析的依据之一。
2011.3
分析化学（2011)
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Analytical Chemistry 分析化学
（4）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光 度 A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此 特性可作为物质定量分析的依据。 （5）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以
A1 = 1/2A=0.150
由于A1 = –lgT1 则 T1 =10-0.15 = 0.708=70.8%
10.6 吸光光度法的误差
10.7 常用的吸光光度法
10.8 吸光光度法的应用
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分析化学（2011)
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Analytical Chemistry 分析化学
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%)，Er 0.1%-0.2% 依据化学反应， 使用玻璃仪器
准确度高
灵敏度高 仪器分析：微量组分(<1%)， Er 2%-5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
2011.3
分析化学（2011)
CYJ 12
Analytical Chemistry 分析化学
吸收光谱
光作用于物质时，物质吸收了可见光，而 显示出特征的颜色，这一过程与物质的性 质及光的性质有关。

吸光光度法

第30讲 30讲
第十章 吸光光度法
第1讲
第十章 吸光光度法
吸光光度法（ 吸光光度法 （ Absorption Photometry） 是一 ） 种基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种 分析方法。包括可见吸光光度法、紫外-可见吸光 分析方法 。 包括可见吸光光度法 、 紫外 可见吸光 光度法和红外光谱法等。 光度法和红外光谱法等。 吸光光度法同滴定分析 重量分析法相比，有以下一些特点： 法、重量分析法相比，有以下一些特点： (一)灵敏度高 吸光光度法测定物质的浓度下 一 灵敏度高 最低浓度)一般可达 的微量组分。 限 (最低浓度 一般可达 最低浓度 一般可达1-10-3%的微量组分 。 对固 的微量组分 体试样一般可测到10 体试样一般可测到 -4%。如果对被测组分事先加 。 以富集，灵敏度还可以提高1-2个数量级 个数量级。 以富集，灵敏度还可以提高 个数量级。
第30讲 30讲第十章 吸光度法第1讲在分光光度测定中， 在分光光度测定中，盛溶液的比色皿都是采用相 同质且的光学玻璃制成的， 同质且的光学玻璃制成的，反射光的强度基本上是不 变的(一般约为入射光强度的 一般约为入射光强度的4％ 其影响可以互相抵消 其影响可以互相抵消， 变的 一般约为入射光强度的 ％)其影响可以互相抵消， 于是可以简化为 I0＝It+Ia 纯水对于可见光的吸收极微， 纯水对于可见光的吸收极微，故有色液对光的吸 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 收完全是由溶液中的有色质点造成的。 当入射光的强度I 一定时，如果I 越大， 就越小， 当入射光的强度 0一定时， 如果 a越大 ， It就越小 ， 即透过光的强度越小， 即透过光的强度越小，表明有色溶液对光的吸收程度 就越大。 就越大。 实践证明，有色溶液对光的吸收程度， 实践证明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。 如果保持入射光的强度不变， 如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度与溶液的 浓度和液层的厚度有关。 浓度和液层的厚度有关。
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无机及分析化学
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2、参比溶液 溶剂空白：试液及显色剂均无色 试样空白：被测试液中存在其他有色离子 试剂空白：显色剂有色，而试液本身无色 如果显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入 适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色 剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入， 以此作为参比溶液，这样可以消除显色剂和一些共存 组分的干扰。
KMnO4溶液的光吸收曲线
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√
思考1、符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最 大吸收峰的波长位置 A.向长波方向移动 B.向短波方向移动 C.不移动，但高峰值降低 D.不移动，但高峰值增大
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三、朗伯-比耳定律
当一束平行的单色光照射到任何均匀的、非散射的介质 (固体、液体或气体),例如溶液时，光的一部分被介质吸 收，一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。如果 入射光的强度为Io，吸收光的强度为Ia，透过光的强度为 It，反射光的强度为Ir，则： Io = Ia + It + Ir 可简化为 ：Io = Ia + It （ Ir 基本上不变 ）
⑤干扰的消除 加掩蔽剂、选择适当的显色条件、
分离干扰离子等。 无机及分析化学
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思考4：显色反应是指( )。 A. 将无色混合物转变为有色混合物 B. 将无机物转变为有机物 √C. 将待测离子或分子转变为有色化合物 D. 向无色物质中加入有色物质
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§10－3 光度分析法及其仪器
一、目视比色法 用眼睛观察、比较溶液颜色深浅以确定物质含量的方法。 仪器：由相同质料制成的、形状大小相同的比色管 方法：将一系列不同量的标液依次加入各比色管中，再分 别加入等量的显色剂及其他试剂，并控制其他实验条件相 同，最后稀释至同样的体积。配成一套颜色逐渐加深的标 准色阶。将一定量被测试液置于另一相同的比色管中，在 同样条件下显色，并稀释至同样体积。然后从管口垂直向 下观察，也可以从比色管侧面观察，若试液与标准系列中 某管溶液的颜色深度相同，则说明两者浓度相等；若试液 颜色介于两标准溶液之间，则其浓度介于两者之间。
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• • • •
•
吸光光度仪器的一般操作程序 a.选合适的波长作为入射光，接通电源预热仪器。 b.调透光率为零，即仪器零点。光路应断开，光电转 换元件不应受光，显示系统显示T%=0.0，如不在“0” 处，则应调节到“0”。 c.调T%=100.0 。将参比溶液置于光路，接通光路(盖 上吸收池暗箱盖)，显示系统显示T%= 100.0 。2、3 步应反复调整。 d.将样品溶液推入光路，读取吸光度A。溶液的吸光 度应控制在0.2～0.8范围内，使测定结果有较高的准 确度。而当 A=0.434 或 T%=36.8 时，测定的误差最小。 过大或过小应予以调节。 e. 整理好仪器。 无机及分析化学
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应用朗伯－比耳定律时，必须掌握好以下条件： ①入射光波长应为λmax，且单色性好； ②被测溶液具有均匀性、非散射性(不浑浊,也不呈胶体)； ③被测物质的浓度应在一定范围内。 必须指出： 朗伯－比耳定律不仅适用于可见 光，也适用于红外光和紫外光；不仅 适用于均匀非散射的液体,也适用于 固体和气体。因此，它是各类吸光光 度法定量的依据,用途很广。
第十章 吸光光度分析法
本章主要介绍可见分光光度法的基本原理、仪器的 基本结构和有关应用。
学习要求
1、熟悉吸光光度法的特点； 2、掌握吸光光度法的基本原理及适用范围； 3、了解吸光光度法的分析方法以及显色反应和显 色条件的选择； 4、了解吸光光度法仪器构造及测量条件的选择。
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§10－1 吸光光度法的基本原理
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思考6、用分光光度计测量有色物质的浓度，相对 误差最小是吸光度为： A. 0.343 B. 0.334 C. 0.443 D. 0.434 √ 思考7、在作分光光度测定时，下列有关的几个 操作步骤：①旋转光量调节器，②将参比溶液置 于光路中，③调节至T＝0，④将被测溶液置于光 路中，⑤调节零点调节器，⑥测量A值，⑦调节 A＝0。其合理顺序是 A. ②①③⑤⑦④⑥ B. ②①⑦⑤③④⑥ C. ⑤③②①⑦④⑥ D. ⑤⑦②①③④⑥ √
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二、物质对光的选择性吸收
1.单色光、复合光、互补色光 单色光：具有同一波长的光 复合光：由不同波长的光组 成的光 互补色光：适当颜色的两种单
色光按一定的强度比例混合， 也可以成为白光，这两种单色 光被称为互补色光
光的互补色示意图 无机及分析化学
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2、溶液的颜色与光的选择性吸收
• (1)物质对光的选择性吸收 • (2)光吸收曲线 • 将不同波长的单色光通过某 一固定浓度的有色溶液，测 量对应波长下溶液对光的吸 光度，然后以波长为横坐标， 吸光度为纵坐标作图，即可 得一曲线，称为光吸收曲线。 • 光吸收程度最大处的波长称 为最大吸收波长 , 用λmax 表 示。
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3、吸光度范围
被测溶液的吸光度值在0.2～0.8范围内，使测定
结果有较高的准确度，过大或过小应予以调节。 而当A= 0.434或T% = 36.8时，测定的误差最小。 为此可从以下三方面加以控制： 一是改变试样的称样量，或采用稀释、浓缩、富
集等方法来控制被测溶液的浓度；
二是选择适宜厚度的吸收池； 三是选择适当的显色反应和参比溶液。
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二、分光光度法及分光光度计
1.基本原理 由光源发出白光，采用分光装置，获得单色光， 让单色光通过有色溶液，透过光的强度通过检测器 进行测量，从而求出被测物质含量。
光源 单色器 吸收池 检测器 显示系统
2.分光光度计的主要部件 ①光源 紫外光源一般使用氢灯或氘灯，可见光源使 用钨灯和卤钨灯。 ②单色器 选择波长的装置。如棱镜或光栅。 无机及分析化学
无机及分析化学
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§10－4 吸光光度法的应用
单一组分分析 1.比较法（只有几个样品溶液需要分析，而精度要求 又不很高，常采用比较法测定。）
标准溶液 待测溶液
则
As Ksbs cs
Ax K xbx cx
As c s Ax c x
即
Ax c x cs As
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无机及分析化学
2.工作曲线法（标准曲线法 ） 适用于经常性的、大批试样的分析 • 以A为纵坐标，标液的浓度c
四、偏离朗伯－比耳定律的原因
1.非单色光引起的偏离 2.化学因素引起的偏离
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思考2：已知KMnO4溶液的最大吸收波长是 525nm，在此波长下测得某KMnO4溶液的吸光度 为0.710。如果不改变其他条件，只将入射光波长 改为550nm，则其吸光度将会( )。 A. 增大 √ B. 减少 C. 不变 D. 不能确定
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例题 浓度为0.51μg/mL的Cu2+溶液，用双环已酮 草酰二腙比色测定，在波长600nm处，用厚度为 2.0cm比色皿测得T = 50.5%，问吸光系数a，摩尔 吸光系数ε为多少? (MCu= 63.55 g/mol) 解：此题是关于a、ε的计算和转化 Cu2+的质量浓度为 c = 0.51×10-6/10-3 = 5.1×10-4 ( g· L-1) A = -lgT = -lg0.505 = 0.297 a = A/bc = 0.297/(2.0×5.1×10-4 ) = 291(L· g - 1· cm-1) ε= A/bc = 0.297/[(2.0×5.1×10-4 )/63.55] =1.9×104（L· mol-1· cm-1） 无机及分析化学
一、吸光光度法的特点 三、朗伯—比耳定律 二、物质对光的选择性吸收 四、偏离朗伯—比耳定律的原因
§10－2 显色反应及其影响因素
一、显色反应与显色剂 二、影响显色反应的因素
§10－3 光度分析法及其仪器
一、目视比色法 二、分光光度法及分光光度计
三、吸光度测量条件的选择
§10－4 吸光光度法的应用 无机及分析化学
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分光光度计
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思考5、分析有机物时，常用紫外分光光度计， 应选用哪种光源和比色皿： A. 钨灯光源和石英比色皿 B. 氢灯光源和玻璃比色皿 C. 氢灯光源和石英比色皿 √ D. 钨灯光源和玻璃比色皿
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三、吸光光度法测量条件的选择
测量条件
1、入射光波长 a.最大吸收波长；b.能避开干扰组分的入射光波长
MR
(有色化合物)
显色反应：加入某种试剂使被测组分变成有色化合物的反应 在光度分析中生成有色物质的反应主要有配位反应、 氧化还原反应等，其中以配位反应应用最广。 显色剂 与待测组分形成有色化合物的试剂
无机显色剂 有机显色剂 价格便宜,但灵敏度和选择性不高,应用不多 种类多,灵敏度和选择性较高,应用广泛
为横坐标作图，得到一条通 过原点的直线，称为工作曲 线或标准曲线。 • 再在相同条件下用相同方法 配制样品溶液，并测出其吸 光度 Ax，在工作曲线上即可 查得相应的浓度cx。 注意：待测样的测定结果应 在工作曲线范围内，不能延 长工作曲线；工作曲线也只 能在同一次测定中应用。
It T 透光率T I0 透光率倒数的对数则表示有色溶液对光的吸收程度，称 为吸光度A I0 1 A lg lg T It
无机及分析化学
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实践证明，有色溶液对光的吸收程度，与溶 液的浓度、液层厚度及入射光波长等因素有关。 保持入射光波长不变，Lambert和Beer分别 研究了光的吸收程度与液层厚度及溶液的浓度之 间的定量关系。 吸光度、溶液的浓度及液层厚度之间的关系 如下： A = Kbc 朗伯-耳定律的数学表达式
2
§10－1
吸光光度法的基本原理