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第九章 吸光光度法

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吸光光度法知识点

吸光光度法知识点

第九章吸光光度法知识点吸光光度法是基于分子对光的选择性吸收而建立的一种分析方法，包括比色法、紫外一可见吸光光度法、红外光谱法等。

1．吸光光度法的基本原理①物质对光的选择性吸收：当光照射到物质上时，会产生反射、散射、吸收或透射。

若被照射的物质为溶液，光的散射可以忽略。

当一束白光照射某一有色溶液时，一些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过，溶液的颜色由透射光的波长所决定。

吸收光与透射光互为补色光(它们混合在一起可组成白光)。

分子与原子、离子一样，都具有不连续的量子化能级，在一般情况下分子处于最低能态(基态)。

当入射光照射物质时，分子会选择性地吸收某些频率的光子的能量，由基态跃迁到激发态(较高能级)，其能级差E激发态一E基态与选择性吸收的光子能量hv的关系为Hv=E激发态一E基态分子运动包括分子的转动、分子的振动和电子的运动。

分子转动、振动能级间隔一般小于1 eV，其光谱处于红外和远红外区。

电子能级间的能量差一般为1～20 eV，由电子能级跃迁而产生的吸收光谱位于紫外及可见光区，其实验方法为比色法和可见-紫外吸光光度法。

②吸收曲线：以波长为横坐标，以吸收光的强度为纵坐标绘制的曲线，称为吸收光谱图，也称吸收曲线。

它能清楚地描述物质对不同波长的光的吸收情况。

③光的吸收定律——朗伯一比尔定律：当一束平行单色光垂直通过一厚度为b、非散射的均匀吸光物质溶液时，吸光物质吸收光能，致使透射光强度减弱。

若用I。

表示入射光强度，I t表示透射光强度，I。

与I t之比称为透光率或透光度T，T=I。

/I t，吸光物质对光的吸收程度，还常用吸光度A表示，A=lgT=log I。

/I t。

实验证明，当一束平行单色光垂直照射某一均匀的非散射吸光物质溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积成正比，此即朗伯一比尔定律，其数学表达式为A=lgT=log I。

/I t =abc式中，a为吸收系数。

溶液浓度以g·L-1为单位、液层厚度以cm 为单位时，a的单位为L·g-1·cm-1。

第9章 吸光光度法(2)

第9章 吸光光度法(2)

M + nR = MRn OHH+
(1) 影响显色剂的平衡浓度和颜色→不能过高；
(2) 影响被测金属离子的存在状态→不能过低； (3) 影响有色化合物的组成。
例：磺基水杨酸 – Fe 3+ pH = 2 ~ 3 pH = 4 ~ 7 pH = 8 ~ 10 FeR FeR2 FeR3 紫红色 橙色 黄色
四、标准曲线的绘制
由 A=abc 或 A=εbc 可知： 吸光度A与物质的浓度成正比，以A对c作图，应得一直线， 该直线称为工作曲线.( Standard curve） 在相同条件下测的试液的吸光度， 从工作曲线上就可查到试液的浓 度, 该方法称为工作曲线法。 注意什么？
a. 标准溶液浓度必须在线性范围内，即符合A= bc
2.有机显色剂 有机显色剂分子中含有某些含不饱和键的基 团如偶氮基、对醌基和羰基等生色团（ chromophoric group）和含孤对电子的基团如氨 基 、 羟 基 和 卤 代 基 等 助 色 团 （ auxochrome group）。
生色团：－N＝N－，－N＝O，
O O
C=S,－N
：
（共轭双键）πe
二、参比溶液的选择 为什么要使用参比溶液？ 目的：扣除非待测组分（吸收池和各种试剂）对光的吸收， 使测得的的吸光度真正反映待测物对光的吸收。 测定时，采用两个材质、厚度相同的比色皿进行测量，其中 一个作为参比池，装入参比溶液，调节仪器使透过参比池的吸光 度为零。则测得待测溶液的吸光度为：
A=lgI0/I=lgI参比/I试液
Co2+ Fe2+,Sn4+
c. 利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态 d. 用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。 e. 选择适当的波长 f. 当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增加 显色剂的用量来消除干扰。 g. 采用预先分离的方法。

第九章 吸光光度法

第九章 吸光光度法

发生相互作用。 假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。 当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发 生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。 故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的 形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化 ，影响吸光度。
度的乘积成正比。 朗伯——比耳定律不仅适用于有色溶液，也适 用于其它均匀、非散射的吸光物质(包括液体、气 体和固体)，是各类吸光光度法的定量依据。
A bc
式中，A：吸光度，描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol· －１； L
无线电波 11000m
光谱名称 波长范围 X射线 0.1—10nm 远紫外光 10—200nm
跃迁类型
辐射源
分ห้องสมุดไป่ตู้方法 X射线光谱法
真空紫外光 度法
K和L层电子 X射线管 中层电子 氢灯 氢灯 钨灯
碳化硅热棒
近紫外光 200—400nm 价电子 可见光 400—750nm 价电子
近红外光 0.75—2.5μ m 分子振动 中红外光 2.5— 分子振动 5.0μ m
A总 lg(I01 I02 ) /(I01 10
1bc
I02 10
2bc
)
讨论: A总 lg(I0 I0 ) /(I0 10
1 2 1
1bc
I02 10
2bc
)
(1) 1= 2 = 则： A总 ＝lg（Ｉo/Ｉt）＝ bc
(2) 若 2≠ 1 ；A与C则不成直线关系。 2与 1
I0 A lg I t A Kbc

第九章吸光光度法(简)

第九章吸光光度法(简)

解 已知T=0.501，则A=－lgT=0.300，b=2.0cm,
c

25.0 10 6 g 50.0 10 3 L

5.00 10 （4 g L1)
则根据朗伯—比尔定律 A=abc，
a

A bc

0.300 2.0cm 5.00 10 4 g
L1

3.00
10 2 L.g -1.cm1
III
III 0.0006mg/mL
0.3
0.2
II
I
0.1
0.0
400
500
600
/nm
１，１０－邻二氮杂菲亚 铁溶液的吸收曲线
吸收光谱或吸收曲线
max
KMnO4溶液的吸收曲线
(cKMnO4:a<b<c<d)
KMnO4溶液
对波长525nm附近的绿 色光吸收最强，而对紫 色光吸收最弱。光吸收 程度最大处的波长叫做
实验确定 4.溶剂 5.干扰的消除
三 显色剂
1 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵等。 2 有机显色剂：种类繁多 （1）偶氮类显色剂：性质稳定、显色灵敏度高、选择 性好、对比度大，应用最广泛。偶氮胂III、PAR等。 （2）三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等
§9－4 吸光度测量条件的选择
一 选择适当的入射波长
2.由于溶液本身的原因所引起的偏离
朗伯—比尔定律是建立在 均匀、非散射的溶液这个基础 上的。如果介质不均匀，呈胶 体、乳浊、悬浮状态，则入射 光除了被吸收外，还会有反射 、散射的损失，因而实际测得 的吸光度增大，导致对朗伯— 比尔定律的偏离。
3. 溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化
其中有色化合物的离解是偏离朗伯—比尔定律的主

分析化学(第四版_高职高专化学教材编写组) 第九章 吸光光度法

分析化学(第四版_高职高专化学教材编写组) 第九章 吸光光度法

第二节 吸光光度法的基本原理
一、物质对光的选择性吸收
（一）光的基本特性 1.电磁波谱：光是一种电磁波

10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
光
2.可见光、单色光和互补色光

物质呈现不同的颜色其本质是对光的选择性吸收；

颜色深浅随浓度而变化是对光的吸收程度不同。

通过比较溶液颜色的深浅来测定物质的含量的方法，称为 目视比色法。

目前普遍采用分光光度计测量吸光度以代替比较颜色深浅， 应用分光光度计的分析方法称为分光光度法。 分光光度法根据物质对不同波长的单色光的吸收程度不同
进行定性和定量分析。按照研究的波谱区域不同，可分为：
分光光度法

紫外分光光度法——200-400nm
可见分光光度法—— 400-780nm 红外分光光度法——780-3.0×104nm
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。
吸光光度法

比色分析法 分光光度法
二、吸光光度法特点
理解分光光度计的基本结构和工作原理。
掌握定量分析方法和测量条件的选择。
能力目标 能绘制吸收曲线。 能正确选择显色条件和光度测量条件。 能应用吸光光度法对样品中的微量成分进行定量分析。
知识回顾
前面所学滴定分析和质量分析都属于化学分析法，适用于 含量高于1%常量组分的测定，测定结果的相对误差可控制在 0.2%以内。但不宜测定含量低于1%的微量成分。 实例：含Fe约0.05%的样品 称0.2 g试样, 则mFe≈0.1 mg

吸光光度法 PPT

吸光光度法 PPT
为透射比或透光度,用T表示溶液的透射 比愈大,表示它对光的吸收愈小;相反,透 射比愈小,表示它对光的吸收愈大。
T It I0
朗伯(Lambert J H)与比尔(Beer A)分别于 1760与1852年研究了光的吸收与溶液层的厚 度及溶液浓度的定量关系,二者结合称为朗伯比尔定律,也称为光的吸收定律。
光栅(grating)是依照光的衍射与干涉原理将复 合光色散为不同波长的单色光,然后再让所需波 长的光通过狭缝照射到吸收池上。它的分辨率 比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3、吸收系统——比色皿或吸收池
用于盛放试液的容器。它是由无色透明、耐腐 蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的,按 其厚度分为0、5cm,lcm,2cm,3cm与5cm。
• 偏离朗伯－比尔定律的原
因主要是仪器或溶液的实际
条件与朗伯—比尔定律所要
求的理想条件不一致。
1、物理因素
(1)非单色光引起的偏离
* 朗伯-比尔定律只适用于单色光,但由于单色器
色散能力的限制与出口狭缝需要保持一定的宽度, 因此目前各种分光光度计得到的入射光实际上都 是具有某一波段的复合光。由于物质对不同波长 光的吸收程度的不同,因而导致对朗伯－比尔定ຫໍສະໝຸດ * 分子吸收光谱 -带状光谱
molecular absorption spectrum →由电子能级跃迁而产生吸收光谱[能量差
在1~20(eV)],为紫外及可见分光光度法。
UV/Vis Spectrophotometry →由分子振动能级(能量差约0、05~l eV)与
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。用于 分子结构的研究。
B 络合:显色剂与金属离子生成的是多级络合物,且各 级络合物对光的吸收性质不同,例如在Fe(Ⅲ) 与 SCN-的络合物中,Fe(SCN)3颜色最深,Fe(SCN)2+颜 色最浅,故SCN-浓度越大,溶液颜色越深,即吸光度 越大。

分析化学吸光光度法M

分析化学吸光光度法M
• 参比溶液— 调节光度计T=100%，A=0的溶液。 • 参比溶液的作用— 扣除比色皿对光的反射以及试液中其他 成分吸收入射光对测量造成的影响。 用参比溶液调节A1=0的 实质是设定仪器，使参 参 比液的： I 比 I
0
1
溶 液
A1=lg(I0/I1)
I 0 I1
I0 I1 A2 lg lg I2 I2
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的 方法。
标准系列法
优点 缺点
二、光度计的基本部件
光电比色法：使用光电比色计测定溶液吸光度进行 定量分析的方法。 分光光度法：——分光光度计——————。
不同仅在于获得单色光的方法：
光电：滤光片 分光：棱镜或光栅 优点：准确度高、选择性高、分析速度快
l l
工作曲线将偏 离比耳定律
2. 由于溶液中的化学反应引起的偏离 例： Cr2O72- + H2O 2H+ + 2CrO42（橙） （黄） 消除方法：使作工作曲线和测量时的条 件一致 3. 被测溶液浓度太大 消除方法：稀释溶液 4. 介质不均匀 消除方法：使溶液澄清、透明
§9-2 目视比色法及光度计的基本部件
p258 式(9-7)
结论： 不同透光度或吸光度下的分析误差是不同的。为了使分析误差 在2.0％以下，应控制读数T =10～70％（A＝1.0～0.15）之间。
当T=36.8% (A=0.434)时,分析误差最小,约为1.4％。→
1.光源
2.单色器
3.吸收池
4.检测系统：
光电管、读数装置
光源
→
单色器
→
吸收池
→
检测系统
§9-3Βιβλιοθήκη 显色反应及显色条件的选择进行光度分析时，首先要把待测组分转变为有色化合物 显色反应：将待测组分转变为有色化合物的反应

吸光光度法(职高)

吸光光度法(职高)
Ⅳ-3
吸光光度法
一、吸光光度法的分析原理 1、溶液的颜色对光的选择性吸收 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。不同波长(或 频率)的光，能量不同，短波的能量大，长波的能量小。 波长、频率与速度之间的关系为：E=hν =hc/ λ h为普朗克常数，其值为6.63×10-34J·s
10-2 nm 10 nm
电 磁 波 谱
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
无 线 电 波
105 cm
可 见
光
近紫外：200-400nm 人眼所能感觉到的波长范围400-750nm 近红外：750－2500nm 可见光 色散
红 橙 黄 绿 青 青蓝 蓝 紫
650-750 600-650 580-600
500-580 490-500
480-490 450-480
400-450
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
nm
概念： 单色光: 同一波长的光 复合光: 由不同波长的光组合而成的光，即白光
波长在400～750nm范围内，称为可见光。
光的互补: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，那么就称这两种单色光为互补色光， 这种现象称为光的互补。 物质选择性地吸收白光中某种颜色的光，物质就会呈 现其互补色光的颜色。 溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。
对固体物质来说，当白光照射到物 质上时，物质对于不同波长的光线 吸收、透过、反射、折射的程度不 同而使物质呈现出不同的颜色。如 果物质对各种波长的光完全吸收， 则呈现黑色；如果完全反射，则呈 现白色；如果对各种波长的光吸收 程度差不多，则呈现灰色；如果物 质选择性地吸收某些波长的光，那 么，这种物质的颜色就由它所反射 或透过光的颜色来决定。

分析化学第九章吸光光度法

分析化学第九章吸光光度法

3. 分光光度计及其基本部件：
光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显
（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或 氘灯：紫外 160－350nm （2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。 b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃 棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200 条/mm, 衍射、干涉原理。
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱 单色 单一波长的光 光 光 复合光 由不同波长的光组合而成的光
两种不同颜色的单色光按一定的强度比 光的互补 例混合得到白光，那么就称这两种单色 光为互补色光
光的互补示意图
KMnO4溶液的 吸收曲线 (cKMnO4:a<b<c <d)



分子、原子、离子具有不连续的量子化能级，仅 能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n因为不同物质微粒的结构不同， 共有不同的量子化能级，其能量差也不相同,因此 对光的吸收具有选择性。若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ，测量不同 λ下的 A ，以吸光 度 A 对吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线， 即吸收光谱。 初步定性分析：不同物质吸收曲线的形状与最大 吸收波长不同。 定量分析：不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C ↑而增大，吸收曲线是吸光光度法中选择测 定波长的主要依据。
3.温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下 进行。 4.溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高 显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42－在水中大 部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。
5.显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。
6.干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物， 正干扰；生成无色络合物，负干扰。 干扰的消除：

第九章 吸光光度法

第九章 吸光光度法

2
§8-1 吸光光度法基本原理
比色法介绍
3
一、物质对光的选择性吸收
1．光的基本性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波 长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述： = c ； 波数 = 1/ = /c 光是由光子流组成，光子的能量： E=h=hc/ （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J .S ) 光的波长越短（频率越高），其能量越大。 白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光,是连续光谱。 单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成) 可见光区：400-750 nm 紫外光区：近紫外区200 - 400 nm 远紫外区10 - 200 nm （真空紫外区）
将Mn2＋ 氧化成紫红色的MnO4- 后，在525 nm处进行测 定。
23
4.显色剂 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂：种类繁多 偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发 生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、 对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。 三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等
21
§ 8-3 显色反应及显色条件的选择
一、显色反应的选择 1.选择显色反应时，应考虑的因素 灵敏度高(ε值104~105)、选择性好、生成物稳定、显色 剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之 差：“对比度”，要求△ > 60nm。 2.配位显色反应 当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生 电荷转移跃迁，产生很强的紫外—可见吸收光谱。 例如:Cu2+与双硫腙配位形成的双硫腙铜在 λ=533nm 处的ε=5×104
27
2. 选择合适的参比溶液
为什么需要使用参比溶液？ 调节参比的A=0，使测得的的吸光度真正反映待测物的吸光强 度。扣除待测物的吸收之外的其他所有吸收。 参比溶液的选择一般遵循以下原则： ⑴ 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其 它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水) 作参比溶液； ⑵ 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液 其它组分无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；

第9章-紫外可见吸收光谱法

第9章-紫外可见吸收光谱法

第九章紫外可见吸收光谱法§9-1 概述利用紫外可见分光光度计测量物质对紫外可见光的吸收程度〔吸光度〕和紫外可见吸收光谱来确定物质的组成、含量，推测物质结构的分析方法，称为紫外可见吸收光谱法或紫外可见分光光度法〔ultraviolet and visible spectrophotometry,UV-VIS〕。

它具有如下特点：〔1〕灵敏度高适于微量组分的测定，一般可测定10-6g级的物质，其摩尔吸收系数可以到达104~105数量级。

(2) 准确度较高其相对误差一般在1%~5%之。

(3) 方法简便操作容易、分析速度快。

(4) 应用广泛不仅用于无机化合物的分析，更重要的是用于有机化合物的鉴定与结构分析〔鉴定有机化合物中的官能团〕。

可对同分异构体进展鉴别。

此外，还可用于配合物的组成和稳定常数的测定。

紫外可见吸收光谱法也有一定的局限性，有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带，有的仅有较简单而宽阔的吸收光谱，更有个别的紫外可见吸收光谱大体相似。

例如，甲苯和乙苯的紫外吸收光谱根本一样。

因此，单根据紫外可见吸收光谱不能完全决定这些物质的分子结构，只有与红外吸收光谱、核磁共振波谱和质谱等方法配合起来，得出的结论才会更可靠。

§9-2 紫外可见吸收光谱法的根本原理当一束紫外可见光〔波长围200~760nm〕通过一透明的物质时，具有某种能量的光子被吸收，而另一些能量的光子那么不被吸收，光子是否被物质所吸收既决定于物质的部结构，也决定于光子的能量。

当光子的能量等于电子能级的能量差时〔即ΔE电 = h f〕，那么此能量的光子被吸收，并使电子由基态跃迁到激发态。

物质对光的吸收特征，可用吸收曲线来描述。

以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得到的A-λ曲线即为紫外可见吸收光谱〔或紫外可见吸收曲线〕。

它能更清楚地描述物质对光的吸收情况〔图9-1〕。

从图9-1中可以看出：物质在某一波长处对光的吸收最强，称为最大吸收峰，对应的波长称为最大吸收波长〔λmax〕；低于高吸收峰的峰称为次峰；吸收峰旁边的一个小的曲折称为肩峰；曲线中的低谷称为波谷其所对应的波长称为最小吸〕；在吸收曲线波长最短的一端，吸收强度相当大，但不成峰形的收波长〔λmin局部，称为末端吸收。

第九章吸光光度法

第九章吸光光度法
绿
蓝绿
黄绿
黄 橙
绿蓝 蓝 紫 紫红
红
4
/nm 400-450
颜色 紫
互补光 黄绿
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
• 分子、原子、离子具有不连续的量子化能 级，当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n时才能发生吸收。 • 不同物质微粒的结构不同，有不同的量子 化能级，其能量差也不同，因此物质对光 的吸收具有选择性。 • 若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ， 测量不同 λ下的 吸光度A ，以吸光度 A 对 吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线，即吸 收光谱。
•白光:
是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种
色光按一定比例混合而成的。
•物质的颜色:是由于物质对不同波长的光具有选择
性的吸收作用而产生的。例如：硫酸铜溶液因吸收 白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光 中的绿色光而呈紫色。因此，物质呈现的颜色和吸 收的光颜色之间是互补关系。
光的互补性与物质的颜色
二.分光光度计的主要部件
• 1.光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度,
稳定。
– 可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)
– 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)
• 2.单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。
– 棱镜: 玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析：常量组分(>1%),相对误差 0.1%～0.2%

火焰原子吸收

火焰原子吸收

第九节火焰原子吸收分光光度法(一)基础知识分类号：W9-0一、填空题1．原子吸收光谱仪由光源、、和检测系统四部分组成。

答案：原子化器分光系统2．原子吸收光谱仪的火焰原子化装置包括和。

答案：雾化器燃烧器3．火焰原子吸收光谱仪的原子化器的作用是，用以吸收来自锐线源的。

答案：产生基态原子共振辐射4．火焰原子吸收光度法常用的锐线光源有、和蒸气放电灯3种。

答案：空心阴极灯无极放电灯5．火焰原子吸收光度法分析过程中主要干扰有：物理干扰、化学干扰、和等。

答案：电离干扰光谱干扰6．原子吸收仪的空心阴极灯如果长期闲置不用，应该经常开机预热，否则会使谱线，甚至不再是光源。

答案：不纯锐线7．火焰原子吸收光度法分析样品时，灯电流太高会导致和，使灵敏度下降。

答案：谱线变宽谱线自吸收8．火焰原子吸收光度法中扣除背景干扰的主要方法有：双波长法、、和自吸收法。

答案：氘灯法塞曼效应法9．火焰原子吸收光度法塞曼效应校正背景的光来自同一谱线的，而且在光路上通过原子化器。

答案：分裂同一10．火焰原子化器装置中燃烧器类型有型和型。

答案：预混合全消耗11．火焰原子吸收光度法分析样品时，确定空心阴极灯达到预热效果的标志是观察是否稳定、是否稳定和灵敏度是否稳定。

答案：发射能量仪器的基线12．原子吸收光度法分析样品时，物理干扰是指试样在转移、和过程中，由于试样的任何物理特性的变化而引起的吸收强度下降的效应。

答案：蒸发原子化13．火焰原子吸收光度法中光谱干扰是指待测元素的光谱与干扰物的不能完全分离所引起的干扰。

答案：发射或吸收辐射光谱二、判断题1．火焰原子吸收光谱仪中，大多数空心阴极灯一般都是工作电流越小，分析灵敏度越低。

( )答案：错误正确答案为：大多数空心阴极灯一般都是工作电流越小，分析灵敏度越高。

2．火焰原子吸收光谱仪中，分光系统单色器所起的作用是将待分析元素的共振线与光源中的其他发射线分开。

( )答案：正确3．火焰原子吸收光度法分析中，用10HNO3-HF—HClO4消解试样，在驱赶HClO4时，如将试样蒸干会使测定结果偏高。

第 09 章 吸光光度法

第 09 章 吸光光度法

天津理工大学
白光除了可由所有波长的可见光复合得到外，还 可由适当的两种颜色的光按一定比例复合得到。 能组成白光的两种颜色的光叫补色光。
物质的颜色与吸收光的关系： 当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种 颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示 出一定的颜色。 物质所显示的颜色是吸收光的互补色。
吸收峰和最大吸收波长max • 吸收曲线上的各个峰叫吸收峰。峰越高，表 示物质对相应波长的光的吸收程度越大。其中最 高的那个峰叫最大吸收峰，它的最高点所对应的 波长叫最大吸收波长，用λmax表示。
天津理工大学
物质的吸收曲线和最 大吸收波长的特点： 1）不同的物质，吸 收曲线的形状不同， 最大吸收波长不同。 2）对同一物质，其 浓度不同时，吸收曲 线形状和最大吸收波 长不变，只是吸收程 度要发生变化，表现 在曲线上就是曲线的 高低发生变化。
价电 子
价电 子
分子 振动
分子 振动
分子 转动
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§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1物质对光的选择性吸收
1 可见光的颜色和互补色： 在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。 平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复 合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得 的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。
κ值可以从实验中得到。
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摩尔吸收系数κ的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波 长等条件一定时， κ仅与吸收物质本身的性质有关，与 待测物浓度无关； （3）同一吸收物质在不同波长下的κ值是不同的。在最 大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数κmax表明了该吸收物质 最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能 达到的最大灵敏度。

吸光光度法

吸光光度法

非单色光引起的偏离
设入射光仅由 l1 和 l2 两种波长组成，两波长下比尔定 律都是适用的：
l1： l2：
A'
lg
I0' I1
e1bc
A''
——电磁辐射，是一种以极大的速度通过空间，不需要以任
何物质作为传播媒介的能量。
——电磁辐射具有波动性和微粒性。
波动性：波的传播以及反射、衍射、干涉、折射和散射现象
微粒性：光电效应、compton效应说明辐射能量是量子化
的，能量的最小单位是光子。
光子的能量E=hν=hc/λ
电磁波谱表
光谱名称 X射线
ε = Ma = 55.85 ×190
=1.1 ×104 L·mol-1·cm-1
吸光度的加和性
在某一波长，溶液中的多种物质对该波长的光产生 吸收，那么溶液的总吸光度等于溶液中各个吸光物质的 吸光度之和。
A1 = e1bc1 A2 = e2bc2 A = e1bc1+ e2bc2
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。
3、通过理论证明： 分子，原子或离子具有不连续的最子化能级（如图）。
M + h
M*
E h hc l
物质对光的选择性吸收
不同的物质粒子由于结构不同，具有不同的量子化 能级，其能量差也不同，吸收光的波长也不同，这就构 成了物质对光的选择性吸收基础。
物质对光的选择性吸收在实际工作中的应用
低灵敏度
P240
例：铁的质量浓度为(Fe2+)=5.0 ×10-4 g·L-1的溶液，
与1,10邻二氮菲反应。生成橙红色的配合物，最大 吸收波长工业基础508 nm。比色皿厚度为2 cm时, 测得上述显色溶液的A=0.19，计算1,10邻二氮菲亚 铁比色法对铁的a及ε 。

吸光光度法的基本原理

吸光光度法的基本原理

吸光光度法的基本原理具体来说，吸光光度法使用的是一束单色光通过样品溶液后的光强的测量。

单色光通过样品中时，有一部分光被吸收，另一部分光透射通过样品。

被吸收的光子的数量与样品中的分子或离子的数量成正比。

根据比尔－朗伯定律，这一吸收过程的强度可以通过下式来表示：A = εlc其中，A表示吸光度，ε是摩尔吸光系数（也称为摩尔吸光度），l是样品溶液的光程，c是溶液中的物质浓度。

吸光度单位通常使用“摩尔吸光度/厘米”或“摩尔吸光度/毫升”来表示，而浓度单位则可以是摩尔/升、克/升或百分比等。

1.光源：吸光光度法通常使用单色光源，如钠灯、汞灯或LED。

选择不同波长的光源可以针对不同化学分析问题。

2.样品：经过光源的光束通过溶液中的样品，在其透射或吸收一定量的光线之后，进入光电器件进行检测。

3.检测：光电器件通常是一个光电二极管或光电倍增管，用来测量透射或吸收的光线强度。

通过比较样品溶液的吸光度与标准溶液的吸光度，可以计算出样品中的物质浓度。

在实际应用中，吸光光度法常用于分析药物、环境污染物、食品成分、金属离子浓度等。

通过选择适当的光源和光电检测装置，可以实现对特定化合物的高灵敏度和选择性分析。

需要注意的是，吸光光度法在实际应用中对于样品的准备和处理非常重要。

避免杂质的干扰和保证测量条件的准确性是确保吸光光度法测量结果准确性的关键。

此外，还需要合适的标准溶液来建立测量曲线和校准方法。

总之，吸光光度法是一种常用的分析方法，其基本原理是根据溶液中物质吸光的特性来测量溶液中物质的浓度。

通过光源和光电器件的选择，可以实现高灵敏度和选择性的分析。

在使用吸光光度法进行分析时，需要注意样品的准备和处理以及校准方法的建立，以确保测量结果的准确性。

第九章 紫外可见吸收光谱

第九章 紫外可见吸收光谱

2. 助色团(auxochrome)
是指分子中的一些带有非成键电子对的基 团本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是 当它与生色团连接后，使生色团的吸收带 向长波移动，且吸收强度增大。
-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、 -Br、-I
3. 红移(red shift or bathochromic shift)
-CH3、-CH2CH3、 -O-COCH3
5. R带
它是由含杂原子的生色团的n→π* 跃迁
产生的吸收带，该带的特点是吸收强度很 弱，εmax＜100，吸收波长一般在 270nm以上。
6. K—带
K—带（取自德文： konjuierte 共轭谱
带）。它是由共轭体系的π→π* 跃迁产生
的。它的特点是：跃迁所需要的能量较R吸 收带大，吸收峰处于217～280nm，摩 尔吸收系数εmax＞104。K吸收带是共轭 分子的特征吸收带，因此用于判断化合物 的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最 多的吸收带。
1. 电荷迁移跃迁 ：与有机物类似，电子从给予体向与接受 体相联系的轨道上跃迁，发生在近紫外 线区与可见光区之间。
hv
Mn+____Lb-
M(n-1)+____L(b-1)-
电子接受体 电子给予体
εmax≥104，是强吸收带
hv
Cl- ____(H2O)n
Cl ____(H2O)n -
Fe3+____OH-
KMnO4的颜色及吸收光谱
叶绿素的结构和吸收光谱
一个新配合物的吸收 光谱
9.1.1 有机化合物的电子光谱
１.跃迁类型
σ* π*
σ*
C
C
σ
C
C
Px Py Pz

第九章 吸光光度法 (工)

第九章 吸光光度法 (工)
该图显示了物质对不同波长光的吸收能力。 最高吸收峰对应下的波长称之为最大吸收波长， 用λmax表示。 定性分析：据物质不同吸收曲线的形状和最大吸 收峰各不相同。 定量分析：同一物质，最大吸收峰位置不变，其 吸光度随浓度增大而增大。
12
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 0.8 Absorbance 0.6
第九章 吸光光度法
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5
吸光光度法的基本原理 光度计及其基本部件 显色反应及显色条件的选择 吸光度测量条件的选择 吸光光度法的应用
1
9.1 吸光光度法的基本原理
吸光光度法是基于被测物质的分子对光具 有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。
一、概述： 比色法：比较溶液颜色的深浅确定组分含量的一种 方法。
38
722型分光光度计结构方框图
光 源
分光 系统 吸收池 检测系统
39
分光光度计的主要部件
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够
的光强度,稳定。


可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)
单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的
装置。
棱镜:玻璃350～3200nm, 石英185～4000nm 半宽度 5～10nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使
6
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量 传播方向
7
微粒性 光量子，具有能量。
E h
h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J· s －频率 E－光量子具有的能量
单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)
8
波粒二象性
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茜素
偶氮胂Ⅲ
铬变酸
二苯硫卡巴腙
8-羟基喹啉 亚硝基 R 盐
1，10-邻二氮菲 N-苯基苯氧肟酸 硫氢酸钾 1-（2-吡啶）2-萘酚
二甲基二硫代甲氨酸钠
四、多元络合物
多元络合物是由三种或三种以上的组分 所形成的络合物。目前应用较多的是由 一种金属离子与两种配位体所组成的三 元络合物，三元络合物在吸光光度分析 中应用较普遍。主要特点为； 1、稳定性强； 2、对比度和灵敏度高； 3、选择性好。
二、分光光度法及光度计
1、分光光度法：使用分光光度计进行测定 的方法。 2、与比色法比较： （1）是用仪器代替人眼进行测量，消除了 人的主观误差，提高了准确度； （2）待测溶液中有其它有色物质共存时， 可以选择适当的单色光和参比溶液来消除 干扰，因而提高选择性； （3）在分析大批试样时，使用标准曲线法 可以简化手续，加快分析速度。
博 学
善 思
第九章
吸光光度法
9—1 概述
一、吸光光度法
1、定义：基于物质对光的选择性吸收而建立 起来的分析方法。它包括比色法，可见分光光 度法及紫外分光光度法。 2、特点： （1）灵敏度高：10-5~10-6，10-7~10-8，10-10 mol·-1， L （2）准确度高：比色分析，相对误差 5~10%，分光光度法，2~5%，1~2%； （3）应用广泛：可测定几乎所有无机物和许 多有机物； （4）操作简便仪器设备易普及。
二、光的基本性质
1、光是什么：光是一种电磁波，具有波粒二像性。 λν= c ，E =hν =hc/ λ。单色光，复合光
三、物质对光的选择性吸收
1、吸收光谱的产生：
原子吸收光谱：原子外层电子选择性吸 ⑴吸收光谱 收某些波长电磁波，线光谱 分子吸收光谱：带光谱 ⑵分子振动能级：分子内部价电子运动，分子内原子 振动和分子饶其重心的转动。 ⑶分子能量：E = Ee + Ev + Er ⑷分子吸收光谱产生：分子吸收外界能量（光、电、热） 引起分子能级跃迁，从基态跃迁到激发态 Δ E= E1－ E2= hν = =hc/ λ 电子跃迁能级较大，能量在1~20eV,紫外可见吸收光 谱在200~780nm
5、A 和T 的关系:
透光率 T = I /I0 A =- lgT = lg1/T = lg I0 / I =abc A =- lgT = lg1/T = lg I0 / I =εbc 百分透光率 T % = I /I0×100% A = 2.00－lgT %
6、例题
铁（Ⅱ）浓度为5.0×10-4 g· -1 的溶液，与 1， L 10-邻二氮菲反应，生成橙红色络合物。该络合物在 波长508nm，比色皿厚度为2cm时，测得A=0.19。 计算1，10-邻二氮菲铁的a及κ。 需要知两个公式 A= a b c 以及κ =Ma, 解：先求a，再求κ 已知 M (Fe)=55.85 a =A / bc = 0.19/2×5.0×10-4=190L· -1· -1 g cm κ =Ma =55.85×190=1.1×104L·mol-1·cm-1
ຫໍສະໝຸດ 2、比尔定律(Beer’s Law):
1852 Beer and Bermard发现类似定律，T 和吸光 物质的浓度有关： T=I/I0=10 -k’ c lgT=lg I/I0=-k c Beer’s Law 3、朗白比尔定律：合并上述两个定律为比尔定律 T=I/I0=10 –a b c a 是k 和k ’ 合并常数 lgT=lg I/I0=-a b c A=- lgT=lg1/T=lg I0 / I = a b c, a 是吸光系数 A是吸光度，大小取决于波长和吸光物质的性质 如果c 以摩尔浓度表示 A= κ b c， κ单位L· -1· -1，表示物质的量浓度 mol cm 为1mol·L-1，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。
3、吸收曲线：测量 某种物质对不同波长 单色光的吸收程度， 以波长为横坐标，吸 光度为纵坐标，得到 的一条吸收光谱曲线。 （1）用途： ①进行定性分析； ②进行定量分析； ③选择吸收波长； ④判断干扰情况。
9
9-2 光的吸收定律


一、朗白-比尔定律
1、朗白定律（Lambert’s Law）： 1729 Bougure,1760 Lambert通过实验发现 电磁能被物质吸收时，透过能量呈指数减少。假 定一辐射能通过光路后被吸收25%，再通过下 一个光路时被吸收0.75×25%， 剩56.25%，依次类推，在无 限大的光路中将吸收全部辐射能 写成指数形式 T = I / I0 = 10-k b T 称为透光率 lgT = lgI / I0= -k b Lambert’s Law
A =- lgT = lg1/T 。
8、某有色物质溶液，遵守比尔定律，当其浓度为c 时， 吸光度A = 0.30，那么当浓度为2 c 时，该溶液的吸光度A = 0.60 。
作业：P268~269 习题， 1，2，3，4，
再见！
上课了！大家安静！
9-4 显色反应及显色条件的选择
显色反应：将待测组分转变为有色化合物的反应。 显色剂：与待测组分形成有色化合物的试剂。
5、溶剂：降低有色化合物离解度，增加灵敏度 如在Fe(SCN)3的溶液中加入与水混溶的有机试剂 （如丙酮），由于降低了Fe(SCN)3的解离度而使颜 色加深，提高了测定灵敏度。 6、干扰及其消除： （1）控制溶液酸度； （2）加入络合掩蔽剂或氧化还原掩蔽剂； （3）利用氧化还原反应改变离子的状态； （4）选择适当的波长，要求吸收大，干扰小； （5）选择合适的参比溶液； （6）采用适当的预先分离的方法。
光栅的分辨率比棱镜大， 可用的波长范围也较宽。
（3）比色皿：也称吸收池，长方体，两面透明， 有玻璃和石英玻璃两种，规格有0.5，1.0，2.0， 5.0cm等； （4）检测器：检测器的作用是接受从吸收池发出 的透射光并转换成电信号进行测量。分为光电池、 光电管、光电倍增管和光电二极管阵列。
显示装置： 检流计，数显， 记录仪，CRT。
二.偏离比尔定律的原因
1、非单色光引起的偏离 严格地说，比尔定律只适用 于单色光。 溶液a和b，ca＞cb，入射光 为λ2~λ3一段复合光，简化 为λ1 λ2的复合光 。从图， 表看出： 吸光度产生负误差，浓度越 高，误差越大。 结论：用单色光纯度高仪器； 选最大吸收波长测定；用适 当低的浓度测定。
练习题
1、人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范 围是 A。400~780nm B。200~320nm C。200~780nm D。200~1000nm 答案： A 2 、符合比尔定律的一有色溶液，当其浓度增 大时，最大吸收波长和吸光度分别是 A。不变，增加 B。不变，减少 C。增加，不变 D。减少，不变 答案： A
三、显色剂
1、无机显色剂： 应用不多，因其生成络合物不稳定，灵敏 度选择性也不高。 目前有使用价值的主要有； 硫氰酸盐：测定Fe3+、Mo(Ⅵ)、W(Ⅴ)、 Nb5+等。 钼酸铵：测定P、Si、W等。 过氧化氢：测定V5+、Ti4+等
2、有机显色剂：
⑴特点：有机显色剂大多能与金属离子生成极其稳定的 螯合物，具有特征颜色，其选择性，灵敏度均高。不少 螯合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取比色。 有机显色剂多是含有生色团和助色团的化合物。 ⑵生色团：含有不饱和键的基团，如-N=N-,＞C=C＜, -N=O, ＞C=O, ＞ C=S、醌基等。 ⑶助色团：某些含有孤对电子的基团,它们与生色团上 的不饱和键相互作用,影响其吸收,使颜色加深（红移）。 如-OH, -RH, -NH2, -NHR, -SH, -Cl, -Br, -I等。 ⑷类型： ①偶氮类：偶氮胂Ⅲ，偶氮氯膦，PAR等； ②三苯甲烷类：铬天青S，二甲酚橙，结晶紫等； ③其它型：OO,NN,含S型等。
图9-8 复合光对比尔定律的影响
2、介质不均匀引起的偏离：胶体、乳浊液或悬 浮物质液吸收、散射； 3、由于溶液本身的化学反应引起的偏离：物质 的解离、缔合、形成化合物或互异构；
HA H++ACr2O72- +H2O 2H+ + 2CrO42-
9-3 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
1、定义：用眼睛比较溶液颜色深浅以测 定物质含量的方法。 2、测定方法：标准系列法。 3、优点：设备简单，操作方便，不要求 严格遵守比尔定律。 4、用途:用在要求不高的常规分析中。 5、缺点：准确度不高，标准系列制作麻 烦，容易受干扰。
二、显色条件的选择
1、显色剂的用量：
M
待测组分
+ R
显色剂
MR
有色配合物
2、溶液的酸度： M + HR MR + H+
显然，增大酸度对显色 反应不利。 ⑴影响显色剂浓度和颜色； ⑵影响Mn+的存在状态;
⑶影响配合物的组成。
3、显色温度的选择： 一般在室温，有时需加热，通过实验确定
4、显色反应时间：制作吸光度-时间曲线
9 - 5 吸光度测量条件的选择
一、入射光波长的选择
1、原则：“吸收最大，干扰最小”，κ大， A变化小的区域。
选520nm进行测定
二、参比溶液的选择
1、 蒸馏水：试液、显色剂均无色时，用蒸 馏水作参比； 2、试剂空白：显色剂有色时，用不加试样溶 液的试剂空白作参比； 3、试液空白：试液中有其它有色离子时，用 不加显色剂的被测液作参比； 4、褪色空白：显色剂和试液均有色时，加一 掩蔽剂掩蔽被测组分，以此溶液作参比； 5、不显色空白：改变加入试剂的顺序，使被 测组分不发生显色反应，以此溶液作参比。
一、显色反应的选择：
1、显色反应的类型：配位反应和氧化还原反应。 2、对显色反应的要求： ⑴灵敏度足够高:κ＞105 超高灵敏，κ=(6~10)104 高灵敏,κ=(2~6)104中等，κ＜2×104不灵敏 ⑵显色剂在测定波长处无明显吸收，试剂空白小。 对比度：两有色物质最大吸收波长之差 Δλ=|λMAXMR-λMAXR|≥60nm ⑶有色化合物组成及化学性质稳定以及选择性好干扰小。