第十二章 分光光度分析法

分光度光度法分光光度法学习资料一、分光光度法的基本概念1. 定义- 分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

它利用物质对光的选择性吸收特性，不同的物质由于其分子结构不同，对不同波长的光有不同程度的吸收。

2. 原理基础- 朗伯 - 比尔定律（Lambert - Beer law）是分光光度法的基本定律。

- 朗伯定律指出：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与光通过的路径长度成正比，即A = k_1b（其中A为吸光度，b为光程长度，k_1为比例常数）。

- 比尔定律指出：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度成正比，即A = k_2c（其中c为吸光物质的浓度，k_2为比例常数）。

- 合并朗伯定律和比尔定律得到朗伯 - 比尔定律：A=varepsilon bc，其中varepsilon为摩尔吸光系数，单位为L/(mol· cm)，它表示物质对某一特定波长光的吸收能力，varepsilon越大，表明该物质对该波长光的吸收能力越强。

二、分光光度计的结构与组成1. 光源- 提供足够强度和稳定的连续光谱。

在可见光区常用钨灯或卤钨灯，其发射光的波长范围为320 - 2500nm；在紫外光区常用氢灯或氘灯，发射光的波长范围为180 - 375nm。

2. 单色器- 它的作用是将光源发出的复合光分解为单色光。

主要部件包括狭缝、准直镜和色散元件（如棱镜或光栅）。

通过调节狭缝宽度可以控制出射光的带宽和光强。

3. 样品池- 用于盛放被测溶液。

在可见光区可以使用玻璃样品池，而在紫外光区则需使用石英样品池，因为玻璃对紫外光有吸收。

4. 检测器- 检测透过样品池后的光强，并将光信号转换为电信号。

常见的检测器有光电管和光电倍增管等。

光电倍增管具有更高的灵敏度，可检测微弱的光信号。

5. 信号显示与处理系统- 将检测器输出的电信号进行放大、处理，并以吸光度或透光率等形式显示出来。

分光光度分析法的基本原理
分光光度分析法是一种常用于化学分析的技术，其基本原理是利用物质在特定波长的光照射下发生吸收或发射现象，通过测量被测物质对光的吸收或发射程度来确定其含量或性质。

在分光光度分析法中，首先使用光源发出连续光谱的光线，然后使用单色器将光线按波长进行选择。

选择的波长应为被测物质在该波长具有最大吸收或发射峰值的波长，以提高分析的准确性。

接下来，被测物质与光发生相互作用，其中一部分光被吸收，并转化为其他形式的能量，如化学反应产物的激发状态或电化学反应的电位变化。

另一部分光则不被吸收，保持原来的能量状态。

测量被测物质对光的吸收或发射程度时，一种常用的方式是使用光电二极管或光电倍增管来测量光的强度变化。

被测物质浓度或性质的变化将导致吸收或发射程度的变化，从而可通过测量光的强度来间接确定被测物质的含量或性质。

通过对标准溶液的测量，可以建立标准曲线，从而将测定的光强度值转化为被测物质的浓度或性质值。

分光光度分析法具有灵敏度高、精度高、选择性好等特点，广泛应用于环境监测、食品检测、药物分析等领域。

第十二章分光光度分析法（一）判断题1. 可见光的波长范围在400-760nm之间。

（）2. 吸光度A与透光度T成反比。

（）3. 朗伯-比尔定律只适用于单色光。

（）4. 同一物质与不同显色剂反应，生成不同的有色化合物时具有相同的ε值。

（）5. 可见光源用钨丝白炽灯，紫外光源用氘灯。

（）6. 若显色剂用量多，则显色反应完成程度高，故显色剂用量越多越好。

（）7. 一般来说，加入有机溶剂，可以提高显色反应的灵敏度。

（）8. 浓度相对误差仅与仪器读数误差相关。

（）9. 浓度较高时测量相对误差大，浓度较低时，测量相对误差小。

（）10. 符合朗伯-比尔定律的某有色溶液稀释时，其最大吸收波长λmax向长波方向移动。

（）11. 有色溶液的吸光度随溶液浓度增大而增大，所以吸光度与浓度成正比。

（）12. 在光度分析中，溶液浓度越大，吸光度越大，测量结果越准确。

（）（二）填空题1. 朗伯-比尔定律数学表达式：A=kbc，式中A代表，b代表，c代表，k代表。

当c 的单位用mol·L-1表示时，k以符号表示，称为。

2. 下列物质水溶液选择吸收光的颜色为：CuSO4；K2Cr2O7； KMnO4。

3. 光度计的种类和型号繁多，但都主要由、、、、五大部件组成。

4. 分光光度计的表头上，均匀的标尺是，不均匀的标尺是。

5. 为了降低测量误差，吸光光度分析中比较适宜的吸光度范围是，吸光度为时，测量误差最小。

6. 在以参比溶液调节仪器的零点时，因无法调至透光度为100%，而只好调节至95%处，此处测得一有色溶液的透光度读数为35.2%，该有色溶液的真正透光度为。

7. 二苯硫腙的CCl4溶液吸收580 ~ 620nm范围内的光，它显色。

8. 测量某有色配合物在一定波长下用2cm比色皿测定时其T=0.60，若在相同条件下改用1.0cm比色皿测定，吸光度A为，用3.0cm比色皿测定，T为。

9. 苯酚在水溶液中摩尔吸光系数为6.17⨯103L·cm—1·mol—1，若要求使用1.0cm比色皿，透光度在0.15 ~0.65之间，则苯酚的浓度应控制在。

分光光度法云南先锋化工有限公司质量监测中心1、分光光度法引言（1）概念：分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

（是利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量的一项技术。

）（2）阐述概念：在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到不同波长相对应的吸收强度。

如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。

利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。

用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。

它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。

上述的紫外光区与可见光区是常用的。

但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。

（3）特点：灵敏度高、精确度高、操作简便、快速。

对于复杂的组分系统，无须分离即可检测出其中所含的微量组分的特点。

（4）波长范围(1)200～400nm的紫外光区，(2)400～760nm的可见光区，(3)2.5～25μm(按波数计为4000cm<-1>～400cm<-1>)的红外光区。

2、分光光度法的原理• Lambert 定律：一束单色光在通过透明溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱，若溶液浓度不变，则溶液的厚度越大，光线强度的减弱也越显著，即光吸收的量与溶液的厚度成比例关系。

若以I 0表示入射光强度，I 表示透过光强度，L 表示溶液的厚度，而I/ I 0表示光线透过溶液的程度，称为透光率，用T 表示，则T= I/I 0。

K 为消光系数，在入射波长、溶液种类和温度一定的条件下，K是一个定值。

• Beer 定律：一束单色光在通过透明溶液时，若溶液的厚度不变，则溶液浓度愈高，光线强度的减弱也愈显著，即溶液对光的吸收与溶液的浓度成比例关系。

第十二章紫外分光光度法一、填空题1．在紫外光区测试样品溶液所用的吸收池用石英材料制成；光源用氢（或氘）灯。

2．跃迁类型相同的吸收峰，在可见紫外光区的位置称吸收带。

其中R带是由n →π* 跃迁引起的；K带是由π→π* 跃迁引起的；B带是芳香族类化合物的特征吸收带，是由苯环的骨架振动与苯环内的π→π*的跃迁重迭所引起。

3．紫外吸收光谱是由电子能级跃迁产生的，属于电子光谱，因为还伴随着振动能级与转动能级的跃迁，所以紫外吸收光谱的谱带较宽，为带状光谱。

4．近紫外分光光度法即通常所指的紫外分光光度法是药物分析中应用最广泛的分光光度法之一。

其波长范围为200～400nm 。

5．化合物CH2＝CHOCH3除有σ→σ*、σ→π*跃迁外，还存在n→σ* 和π→π* 跃迁。

6．丙酮在154nm、187nm和280nm处有最大吸收，280nm所对应的电子跃迁类型属n→π* 跃迁。

7．当分子中的助色团与生色团直接相连，使π→π*跃迁吸收带向红移动，这是由于产生n→π*（或p→π*）共轭效应。

8．对R—CO—X类有机化合物，X上的n电子与C＝O上的π电子共轭的结果，可使n→π*跃迁吸收带紫移；π→π*跃迁吸收带红移。

9．甲、乙两个化合物为CH2＝CHCH2CH2COCH3和CH2＝CHCOC2H5，由结构式可知，可能出现两个吸收带的为CH2＝CHCOC2H5，仅出现一个吸收带的为CH2＝CHCH2CH2COCH3。

10．如能提供合适的能量，甲醛分子可以发生σ→σ* 、n→σ* 、n→π* 及π→π* 等四种类型的电子跃迁。

11．应用等吸收双波长消去法消除干扰组分的前提是干扰组分在所选定的两个波长处具有相同的吸光度。

12．在一个分子中负责产生所示吸收带的主要原子基团，或引起电子迁移的不饱和基团称为发色团。

当含有杂原子的饱和基团与发色团或饱和烃相连，使得原有的吸收峰向长波方向位移，这些基团称为助色团。

13．物质的紫外吸收光谱基本上是反映分子中发色团及助色团的特征，而不是整个分子的特性。

分光光度分析法分光光度分析法（Spectrophotometric Analysis）是一种常用的分析方法，用于定量或定性分析物质的成分和浓度。

它基于物质对光的吸收、散射和发射的特性，通过测量样品与光的相互作用，来推断其化学和物理性质。

分光光度分析法的基本原理是光的吸收定律，即黄色光穿过物质后，光的强度与物质浓度之间呈现一定的定量关系。

光学分光仪是分光光度分析法中的关键仪器，它能够将可见光谱或紫外光谱拆分成不同波长的光束，进而进行分析。

使用分光光度分析法前，需要先构建标准曲线。

标准曲线是一种已知浓度的标准溶液与吸收光强度之间的关系曲线。

以溴酸钾溶液为例，将一系列不同浓度的溴酸钾溶液分别放入分光光度计中，测量它们在一定波长下的吸收光强度。

再将吸收光强度与溴酸钾溶液的浓度绘制成标准曲线，利用该曲线可以推断未知溴酸钾溶液的浓度。

在环境监测中，分光光度分析法通常用于对水质污染物的检测。

例如，对于水中的重金属离子，可以使用分光光度计检测特定波长下吸收光的强度，从而推断其浓度。

分光光度分析法不仅具有高灵敏度和高准确性，还可以同时检测多种污染物，提高检测效率。

在食品安全方面，分光光度分析法被广泛应用于食品添加剂和残留农药的检测。

通过构建标准曲线，可以准确测量食品中添加剂和农药的浓度，从而保障食品质量和安全。

例如，对于食品中的硝酸盐含量的检测，可以使用分光光度法对其吸收光强度进行测量，从而推测其浓度是否超过安全限值。

在药物研发中，分光光度分析法被广泛用于新药活性成分的测定。

例如，一些药物分子能够吸收特定波长的光，因此可以通过分光光度法来测量其在不同波长处的吸收光强度，从而推测其浓度和纯度。

这对于药物研发过程中药物含量和质量的检测非常重要。

总之，分光光度分析法是一种精密、灵敏、准确的分析方法，被广泛应用于多个领域。

其基本原理是通过检测物质对特定波长光的吸收来推断其浓度和成分。

对于分析样品中微量物质和复杂混合物具有很高的适应性和可靠性，并且能够同时检测多种成分，提高分析效率。

分光光度分析法基本原理
分光光度分析法是一种常用的光学分析方法，基于分子或离子的吸收、散射、荧光等光学性质来定量分析化学物质的方法。

其基本原理可以归纳为以下几个步骤：
1.样品处理：首先，需要将待测的化学物质转化为可测量的形式。

这可能包括溶解、稀释、提取或反应等一系列的样品处理步骤。

2.光源：分光光度分析法使用一种合适的光源，例如白炽灯、
汞灯或滤光片光源，以产生一定波长范围内的光线。

3.选择光谱范围：根据物质的吸收特性，选择适当的光谱范围
用于测试。

常用的光谱范围包括紫外-可见光谱范围、红外光
谱范围等。

4.样品吸收：将样品吸收测量。

通过光源发出的光经过样品后，被样品中的化学物质吸收。

吸收的程度与待测物质的浓度成正比。

可以使用单光束光度计或双光束光度计进行测量。

5.基线校正：为了减少其他介质的吸收对测量结果的影响，需
要进行基线校正。

通常会测量一个不含待测物质的参比溶液，并将其光谱作为基线进行校正。

6.标准曲线：为了获得待测物质的浓度，需要建立一个标准曲线。

通过测量一系列已知浓度的标准溶液的吸光度，并绘制吸光度和浓度的关系曲线，可以确定未知样品的浓度。

7.结果分析：通过进行吸光度测量、基线校正和标准曲线拟合，可以计算出待测物质的浓度。

总的来说，分光光度分析法基于根据待测物质吸收特性对其进行量化分析。

通过选择合适的光源、光谱范围，进行样品吸收测量，并依靠标准曲线和基线校正，可以得出待测物质的浓度。

第三节 分光光度分析技术有色溶液对光线有选择性的吸收作用，不同物质由于其分子结构不同，对不同波长光线的吸收能力也不同。

因此，每种物质都具有其特异的吸收光谱。

有些无色溶液，虽对可见光无吸收作用，但所含物质可以吸收特定波长的紫外线或红外线。

分光光度技术(分光光度法) 主要是指利用物质特有的吸收光谱来鉴定物质性质及含量的技术，其理论依据是Lambert 和Beer 定律。

分光光度法是比色法的发展，比色法只限于在可见光区，分光光度法则可以扩展到紫外光区和红外光区。

比色法用的单色光通过滤光片产生，谱带宽度为40-120nm ，精度不高，而分光光度法则要求近于真正单色光，其光谱带宽最大不超过3-5nm ，在紫外光区可到1nm 以下。

单色光通过棱镜或光栅产生，具有较高的精度。

一、基本原理分光分析法常被用来测定溶液中存在的光吸收物质的浓度，其理论依据是Lambert 和Beer 定律。

1、Lambert 定律：一束单色光在通过一溶液时，由于溶液吸收一部分光能，使光的强度减弱，若溶液的浓度不变，则溶液的厚度愈大，光线强度的减弱也愈显著。

2、Beer 定律：当一束单色光通过一溶液时，若溶液的厚度不变，则溶液浓度愈高，光线强度的减弱也愈显著。

3、Lambert--Beer 定律及其应用kcl I I -=0lg如果将通过溶液后的光线强度(I)和入射光(I0)的比值称为透光度(T)，将0lg I I-用光密度(OD 或D)表示该溶液对光线吸收的情况(有的也用吸光度A 表示)；则它们之间的关系如下：kcl T I I OD =-=-=lg lg 0其中：k 为常数，称为消光系数(E)，表示物质对光线吸收的本领，其值因物质种类和光线波长而异。

OD(或A)=ECL (1)从公式(1)可知，对于相同物质和相同波长的单色光(消光系数不变)来说，溶液的光密度和溶液的浓度呈正比。

22112121C OD OD C C C OD OD ⨯=⇔= (2)如果C2为标准溶液的浓度，则可根据测得的光密度值，按公式(2)求得待测溶液的浓度。