分析化学吸光光度法的基本原理和仪器分析
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【关键字】分析第八章吸光光度法基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法。
包括比色法、看来及紫外分光光度法等。
本章主要讨论看来光区的吸光光度法。
利用看来光进行分光光度法分析时,通常将被测组分通过化学反应转变成有色化合物,然后进行吸光度的测量。
例如:测量钢样中Mn的含量,在酸性溶液中将Mn 氧化为MnO4-,然后进行吸光度的测量。
与化学分析法比较它具有如下特点:(一)灵敏度高分光光度法常用于测定试样中1-0.001%的微量组分。
对固体试样一般可测至10-4%。
(二)分析微量组分的准确度高例如:含铁量为0.001%的试样,如果用滴定法测定,称量试样,仅含铁0.01mg,无法用滴定分析法测定。
如果用显色剂1,10-邻二氮杂菲与铁生成橙红色的1,10-邻二氮杂菲亚铁配合物就可用吸光光度法来测定。
Fe2+ + 3(1,10-phen) → [ Fe(1,10-phen)3] 2+(三)操作简便,测定快速(四)应用广泛几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可直接或间接地用分光光度法测定。
可用来研究化学反应的机理、溶液中配合物的组成、测定一些酸碱的离解常数等。
§8-1 吸光光度法基本原理一、物质对光的选择吸收当光束照射到物质上时,光与物质发生相互作用,产生了反射、散射、吸收或透射(p241, 图9-1)。
若被照射的是均匀的溶液,则光在溶液中的散射损失可以忽略。
当一束由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色的光复合而成的白光通过某一有色溶液时,一些波长的光被溶液吸收,另一些波长的光则透过。
当透射光波长在400-700nm范围时,人眼可觉察到颜色的存在,这部分光被称为看来光。
透射光和吸收光呈互补色,即物质呈现的颜色是与其吸收光呈互补色的透射光的颜色。
例如:CuSO4溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光,呈现的是与黄色呈互补色的蓝色。
不同波长的光具有不同的颜色,见P294,表9-1。
物质吸收了光子的能量由基态跃迁到较高能态(激发态),这个过程叫做物质对光的吸收。
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)。