可见分光光度法显色条件的选择

第3章 紫外-可见分光光度法一、内容提要1、电子跃迁类型 σ→σ*跃迁、π→π*跃迁、n →π*跃迁、n →σ*跃迁、电荷迁移跃迁、配位场跃迁。

2、常用术语1）最大吸收波长：曲线上的峰(吸收峰)所对应的波长，以m ax λ表示。

2）最小吸收波长：曲线上的谷(吸收谷)所对应的波长，以m in λ表示。

3）肩峰：在吸收峰旁边存在一个曲折，对应的波长以sh λ表示。

4）末端吸收：在200nm 附近，吸收曲线呈现强吸收却不成峰形的部分。

5）生色团：分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。

有机化合物的生色团主要是含有π→π*或n →π*跃迁的基团（＞C ＝C ＜、＞C ＝O 、＞C ＝S 、—N ＝N —、—N ＝O 等）。

6）助色团：含有非键电子的杂原子饱和基团（如—OH 、—SH 、—OR 、—SR 、—NH 2、—Cl 、—Br 、—I 等），它们本身不能吸收波长大于200nm 的光，但当它们与生色团相连时，能使该生色团的吸收峰向长波长方向移动，并使吸收强度增强。

7）红移和蓝移：化合物常因结构的变化（发生共轭作用、引入助色团等）或溶剂的改变而导致吸收峰的最大吸收波长m ax λ发生移动。

m ax λ向长波长方向移动称为红移；m ax λ向短波长方向移动称为蓝移。

8）增色效应和减色效应：因化合物的结构改变或其他原因而导致吸收强度增强的现象称为增色效应，有时也称为浓色效应；反之，导致吸收强度减弱的现象称为减色效应，有时也称为淡色效应。

9）吸收带：不同类型的电子跃迁在紫外-可见光谱中呈现的不同特征的吸收峰。

10）强带和弱带：摩尔吸收系数大于104的吸收带为强带；摩尔吸收系数小于102的吸收带为弱带。

3、吸收带1）R 带：跃迁类型为n →π*，波长范围为250～500nm ，吸收强度ε<102。

溶剂极性增大时蓝移。

R 带是杂原子的不饱和基团（＞C ＝O 、－NO 、－NO 2、－N ＝N －等）的特征。

显色反应及显色条件可见分光光度法是利用测量有机物质对某一单色光吸收程度来进行定量的，而许多物质本身无色或颜色很浅，也就是说他们对可见光不产生吸收或吸收不大，这就必须事先通过适当的化学处理，使该物质转变为能对可见光产生较强吸收的有色化合物，然后再进行测量u定义：将试样中的待测组分转变为有色化合物的 反应叫做显色反应。

（无色或浅色物+显色剂=深色物）——显色反应氧化还原反应络合反应Fe3＋＋SCN－=FeSCN2＋Mn2＋－5e＋4H2O= MnO4－＋8H＋显色反应需满足的要求：u选择性好u灵敏度高u有色化合物的稳定常数要尽可能的大u显色剂的颜色与有色化合物的颜色差别要大 u显色反应要易于操作、控制u有色化合物的组成恒定，化学性质稳定无机显色剂:KSCN：测 Fe、Mo、W、Nb 等钼酸铵：测 P、As 等过氧化氢：测 Ti、V 等有机显色剂：分子结构含有生色团(即含不饱和键的基团)如偶氮基，对醌基和羰基等含有助色团(含孤对电子的基团)如氨基、羟基和卤代基等。

NN OHCOOHSO 3H OO 型：NNN OH OH ON 型：NH NHN SN S 型：NN 型：假如有一天你的手机坏了，你会怎么处理？如果一件事情由多种因素决定，那么我们在探讨条件时就固定其他因素不变，只改变其中之一。

如此尝试，直至全部因素测试完毕。

分析测试条件的选择也采用同样的方法。

1、显色剂用量取6只洁净的50mL容量瓶，各加入10.00μg·mL-1铁标准溶液5.00mL，1mL100g·L-1盐酸羟胺溶液，摇匀。

分别加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL1.5 g·L-1邻二氮菲，5mL醋酸钠溶液，用蒸馏水稀至标线，摇匀。

用2cm吸收池，以试剂空白溶液为参比溶液，在选定的波长下测定吸光度。

结论：作A-C R曲线，找出曲线平台部分，选择一合适用量即可。

吸光度与显色剂浓度的关系曲线2、溶液pH在6只洁净的50mL容量瓶中各加入10.00μg·mL-1铁标准溶液5.00mL，1mL100 g·L-1盐酸羟胺溶液，摇匀。

紫外可见分光光度法显色反应紫外可见分光光度法是一种常用的分析方法，通过测量样品溶液在特定波长下的吸光度来分析样品的成分。

在紫外可见分光光度法中，显色反应是指将待测物质与某种试剂反应，生成具有特定吸收波长的化合物，然后通过测量该化合物的吸光度来测定待测物质的浓度。

以下是显色反应的详细描述：1.显色剂的选择：显色反应中使用的显色剂应与待测物质反应迅速、稳定，生成的化合物具有明显的颜色和特定的吸收波长。

不同的显色剂与不同的待测物质反应，生成的化合物也具有不同的吸收波长，因此应根据待测物质的性质选择合适的显色剂。

2.显色反应条件：显色反应需要在一定的条件下进行，包括温度、pH值、反应时间等。

这些条件会影响反应的速率和生成化合物的稳定性，因此需要仔细控制这些条件以获得最佳的测量结果。

3.测量波长的选择：在紫外可见分光光度法中，测量波长是影响测量结果的重要因素之一。

测量波长应选择在待测物质生成的有色化合物的最大吸收波长处，以提高测量的灵敏度和准确性。

4.干扰因素：在显色反应中，可能会存在一些干扰因素，如共存离子、溶剂等，这些因素会影响测量的准确性。

因此，在实验前需要对样品进行预处理，以消除这些干扰因素的影响。

5.标准曲线的绘制：在紫外可见分光光度法中，通常需要绘制标准曲线来建立待测物质浓度与吸光度之间的关系。

标准曲线的绘制需要使用已知浓度的标准样品，通过测量其吸光度来建立吸光度与浓度的关系。

6.显色反应动力学：显色反应的动力学过程包括反应速率、反应机理等。

了解显色反应的动力学有助于控制实验条件和提高测量精度。

7.实际应用：紫外可见分光光度法中的显色反应在实际应用中广泛用于各种物质的分析和检测，如金属离子、有机化合物、生物样品等。

通过选择合适的显色剂和实验条件，可以实现对不同类型样品的定量和定性分析。

总之，紫外可见分光光度法中的显色反应是一种重要的化学分析方法，通过选择合适的显色剂和实验条件，可以实现对不同类型样品的定量和定性分析。

项目一思考与练习教材P12一、填空题1. 单色光是指具有单一_______ 的光。

2. 红外光区、紫外光区、可见光区3 个电磁波谱区，能量最小的是_______，频率最小的是_______，波长最短的是_______。

3. 某溶液选择性地吸收了可见光区某段波长的光，则该溶液呈现_______ 颜色。

4. 朗伯定律说明在一定条件下，光的吸收与_______ 成正比；比尔定律说明在一定条件下，光的吸收与_______ 成正比，二者合为一体称为朗伯- 比尔定律，其数学表达式为_______。

5. 摩尔吸光系数的单位是_______，它表示物质的浓度为_______、液层厚度为_______ 时在一定波长下溶液的吸光度，常用符号_______ 表示。

因此光的吸收定律的表达式可写为_______。

6. 吸光度和透射比的关系是：_______。

二、选择题1. 人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是（）。

A.380 ～ 780 nmB.200 ～ 380 nmC.200 ～ 1 000 nmD.100 ～ 380 nm2. 物质吸收光辐射后产生紫外- 可见吸收光谱，这是由于（）。

A. 分子的振动B. 分子的转动C. 原子核外层电子的跃迁D. 分子的振动和转动跃迁3. 物质的颜色是由于选择性吸收了白光中的某些波长的光所致。

硫酸铜溶液的蓝色是由于它吸收白色光中的（）。

A. 蓝色光波B. 绿色光波C. 黄色光波D. 青色光波4. 吸光物质的摩尔吸光系数与下面因素中有关的是（）。

A. 吸收池材料B. 吸收池厚度C. 吸光物质浓度D. 入射光波长5. 符合吸收定律的溶液稀释时，其最大吸收峰波长位置（）。

A. 向长波移动B. 向短波移动C. 不移动D. 不移动，吸收峰值降低6. 当吸光度A ＝ 0 时，透光度T（%）为（）。

A.0B.10C.100D. ∞ .三、简答题1. 下列波长的电磁辐射分别在电磁波谱的什么区域？ 300nm，520nm，20μm，2m。

紫外可见分光光度法——光的吸收定律一. Lambert-Beer 定律——光吸收基本定律“ Lambert-Beer 定律” 是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度（c）和液层厚度（b）间的关系的定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可见光度法定量的基础。

Lambert定律——吸收与液层厚度（b）间的关系Beer 定律——吸收与物质的浓度（c）间的关系“ Lambert-Beer 定律”可简述如下：当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池（或气体、固体）时，光的一部分被溶液吸收，一部分透过溶液，一部分被吸收池表面反射；设：入射光强度为Io，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，则它们之间的关系应为：Io = Ia + It + Ir (4)若吸收池的质量和厚度都相同，则Ir 基本不变，在具体测定操作时Ir 的影响可互相抵消（与吸光物质的c及 b 无关）上式可简化为： Io= Ia + It (5)实验证明：当一束强度为I0 的单色光通过浓度为c、液层厚度为 b 的溶液时，一部分光被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为 It ，则它们之间的关系为：称为透光率，用T % 表示。

称为吸光度，用 A 表示则 A = -lgT = K · b ·c (7)此即Lambert-Beer 定律数学表达式。

L-B 定律可表述为：当一束平行的单色光通过溶液时，溶液的吸光度(A) 与溶液的浓度(C) 和厚度(b) 的乘积成正比。

它是分光光度法定量分析的依据。

二. 吸光度的加和性设某一波长（l ）的辐射通过几个相同厚度的不同溶液c1，c2...... c n，其透射光强度分别为I1，I2 ...... I n，根据吸光度定义：这一吸光体系的总吸光度为而各溶液的吸光度分别为：吸光度的和为：即几个（同厚度）溶液的吸光度等于各分层吸光度之和。

如果溶液中同时含有n 中吸光物质，只要各组分之间无相互作用（不因共存而改变本身的吸光特性），则：A=K1C1b1 + K2C2b2 + ⋯⋯K n C n b n = A1 + A2+ ⋯⋯ + A n (10)应用：①进行光度分析时，试剂或溶剂有吸收，则可由所测的总吸光度 A 中扣除，即以试剂或溶剂为空白的依据；②测定多组分混合物；③校正干扰。

简述分光光度法对显色剂的要求
分光光度法是一种常用的分析方法，用于测定溶液中物质的浓度。

它通过将光束分为多个波长，然后测量样品对每个波长的吸光度来确定溶液中物质的浓度。

对于显色剂，分光光度法有以下要求：
1. 具有吸光度较高的特性：显色剂应能够吸收可见光或紫外光，以便产生显色反应。

吸光度越大，测量结果的准确性和灵敏度就越高。

2. 良好稳定性：显色剂应具有稳定性，即在不同温度、pH值
和其他环境条件下，颜色不发生明显变化。

这样可以确保测量结果的准确性和可重复性。

3. 易于制备和使用：显色剂的合成方法应简单，方便且经济实用。

此外，显色剂应易于使用，可以通过简单的实验步骤测定其浓度，而不需要复杂的操作或使用昂贵的仪器。

4. 无毒或低毒：显色剂在测量过程中不应对人体或环境产生不良影响。

在选择显色剂时，需要考虑其毒性和生物相容性，以确保安全和可靠的测量结果。

总的来说，分光光度法对显色剂的要求是：具有高吸光度、稳定性好、易于制备和使用、无毒或低毒。

这些要求可以保证测量结果的准确性、可靠性和安全性。

可见分光光度法对显色反应的要求
显色反应是有机化学分析中常见的一种物质分析方法，利用具有特定发色性能的物质，可以实现对样品中物质的快速定性或定量的检测，从而实现物质的快速合成、分析及其组成的组合结构的确定。

一、显色反应的要求
1.反应物应具有良好的发色性能，即反应物可有良好的色谱对比度，使其色谱可以高度重合。

2.反应条件应符合反应物的性质，包括温度、时间、浓度等，这有助于确定反应物最佳显色条件。

3.可以通过酸碱梯度法、氯化梯度法及各种多组分梯度法等来优化反应条件，从而大大提高显色效果。

4.反应条件应具有适当的稳定性，即反应物的发色强度应稳定，否则会对分析结果产生出入，不利于科学合理的数据处理。

二、分光光度法对显色反应的要求
1.分光光度的试验可进行定量测定，使得反应的显色程度更加准确，有助于分析结果更具有可信度。

2.反应体系必须稳定，可采取系统加入稳定剂，或适当改变反应条件（温度、时间、pH等），从而保证反应体系稳定，使得结果更加精确准确。

3.选择启发剂时要考虑其对发色物的选择性，多个发色物可以分离同时
检测，从而获得更佳的分析效果。

4.配制分光光度仪，采用可以应用于某种发色物的合适滤光片，用以改变发色物的反应行为，从而获得更准确的分析结果。

5.光度值需准确测定，从而更准确地判断反应产物所处的各个阶段，并正确评价发色反应的结果。

分光光度法对显色反应的要求
分光光度法对显色反应的要求非常严格，它要求显色反应本身具
备一定的特点：1、显色反应可以在特定条件下发生，且当变化的条件
时可以快速的反应；2、反应前后的组分的分子结构不会发生变化，仅
仅是产生显色物质，便于测量；3、反应过程中能有较好的光学性质；4、显色反应可以和其他物质发生并行反应；5、反应产生的显色物质
具有良好的稳定性。

此外，分光光度法还要求分析样品和显色指示剂在温度、酸碱度、反应时间等方面都要有一定的要求，以保证反应的准确性。

首先，分
析样品的温度一般要求20~25℃，不宜过高或过低，否则可能干扰反应
速率；其次，由于分光光度的反应受酸碱度的影响，所以样品的酸碱
度也要求采用一定的范围，一般为pH 5.5-7.5；再次，反应时间也会
影响结果的准确性，如果反应时间过短，可能会遗漏部分反应；反之，如果反应时间过长，就可能导致反应物发生交联，从而影响结果的准
确性。

总之，分光光度法对显色反应的要求非常严格，要求分析样品和
显色指示剂的温度、酸碱度、反应时间等都要有一定的范围；此外，
反应本身的特点也会影响反应过程，因此反应本身也必须具有一定的
特性，以保证分光光度法的准确性和稳定性。

可见分光光度法显色条件的选择显色条件主要包括显色剂用量、酸度、显色温度、显色时间等，这些条件对分析结果有很大影响，因此必须通过实验认真选择这些条件。

1.显色剂用量显色剂的适宜用量一般是由实验确定的。

其方法是：在一系列含有相同浓度待测组分的溶液中加入不同量的显色剂，然后在相同条件下测量其吸光度。

选择吸光度稳定区域显色剂的用量作为实际分析时显色剂用量。

2.酸度酸度对显色体系的影响主要表现在以下三个方面：（1）对显色剂的影响。

许多显色剂都是有机酸（碱），介质酸度的变化将直接影响显色剂的离解程度和显色反应能否进行完全。

（2）对被测金属离子的影响。

当介质酸度降低时，许多金属离子会发生水解，形成各种型体的羟基配合物，甚至析出沉淀，使显色反应无法进行。

（3）对有色配合物的影响。

对于某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸度的改变而不同。

由此可见，介质酸度是影响显色反应的重要因素。

显色反应的最佳酸度可通过实验确定。

其方法是固定溶液中被测离子和显色剂的浓度，改变溶液的酸度，测量各溶液的吸光度，绘制A-pH 曲线，从中找出最佳pH 范围。

3．显色温度多数显色反应在室温下能迅速进行，但有些反应需适当提高温度。

例如，以硅钼蓝法测硅时，生成硅钼黄的反应在室温下需几十分钟才能完成，而在沸水浴中30s 即可完成。

对于某些显色反应，温度升高会降低有色配合物的稳定性。

例如钼的硫氰酸配合物，在15-20℃时可稳定40h，当温度超过40℃,12h 就完全褪色。

4．显色时间由于反应速度不同，完成显色反应的时间也各异。

有些反应瞬时完成，而且完成后有色配合物能稳定很长时间，例如偶氮胂Ⅲ与稀土的显色反应。

有些反应进行得较慢，一旦完成，稳定时间也较长。

例如钛铁试剂与钛的显色反应。

有些显色反应虽能迅速完成，但产物会迅速分解。

例如丁二酮肟与镍的显色反应。

因此应通过实验确定有色配合物的生成和稳定时间。

其方法是：配制一份显色液，从加入显色剂起计算时间，每隔几分钟测量一次吸光度，然后绘制A- t 曲线，从而确定显色时间及测量吸光度的时刻。