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第10章吸光光度法2

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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
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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。

吸光光度法-原理介绍PPT

吸光光度法-原理介绍PPT

2、摩尔吸光系数ε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，ε 仅与吸收物质本身的性质有关，与待测
物浓度无关；
（3）可作为定性鉴定的参数； （4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸 收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示。εmax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
1.显色剂用量
吸光度A与显色剂用量CR 的关系会出现如图所示的几种 情况。选择曲线变化平坦处。
2.反应体系的酸度
在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件 下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且 恒定的平坦区所对应的pH范围。
3.显色时间与温度
实验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定，
三、共存离子干扰的消除
(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 测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波 长的重要依据。
二、光的吸收定律 1.朗伯—比耳定律
•
布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和
应控制A：0.2~0.8之间。控制方法：
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不 同波长光的吸光度不 同。吸光度最大处对 应的波长称为最大吸 收波长λmax （2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似 λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和 λmax则不同。（动画）
吸收曲线的讨论：
(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。

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

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

第十章吸光光度法_课后思考题及练习题答案

第十章吸光光度法_课后思考题及练习题答案

6、用一般吸光光度法测量 0.00100 molL-1 锌标准溶液和含锌试液，分别测得 A=0.700 和 A=1.000， 两种溶液的透射比相差多少？如用 0.00100 molL-1 标准 溶液作参比溶液，试液的吸光度是多少？与示差吸光光度法相比较，读数标 尺放大了多少倍？
解：T1
It 10 A I0
解： lg 50.5% 1.85 10 4 1.8 10 4 L mol 1 cm 1 25.5 10 6 2 63.546 0.050 M 63.546 S 3.43 10 3 g cm 2 3.4 10 3 g cm 2 4 1.85 10 lg T bc
应称取试样多少克？
解： A 0.434时，测量的相对误差最小， 0.434 A ) 0.100 58.693 ) V M Ni ( 4 b 1 . 3 10 1 ms 0.16 g W Ni 0.12% (
5、浓度为 25.5g/50mL 的 Cu2+溶液，用双环己酮草酰二腙光度法进行测定，于 波长 600nm 处用 2cm 比色皿进行测量，测得 T=50.5%，求摩尔吸收系数， 灵敏度指数 S。
7、标准溶液以示差吸光光度法测定高锰酸钾溶液的浓度，以含锰 10.0mgmL-1 的标准溶液作参比溶液，其对水的透射比为 T=20%,并以此调节透射比为 100%，此时测得未知浓度高锰酸钾溶液得透射比为 Tx=40.0%，计算高锰酸 钾的质量浓度。
解：As lg T lg 20.0% 0.699 Ax lg Tx lg 40.0% 0.398 A样 As Ax 0.699 0.398 1.097 C样 A样 As Cs 1.097 10.0 15.7mg mL1 0.699

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
• • • • • • • • • • 本章主要内容： 第一节 概述 一、吸光光度法的特点 二、光吸收的基本定律 三、比色法和吸光光度法及其仪器 第二节 光度分析法的设计 一、显色反应 二、显色条件的选择 三、测量波长和吸光度范围的选择 四、参比溶液的选择
续前
• 第三节 光度分析法的误差
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
0.4
0.2 300 350 400 500 600 700
/nm
苯 (254nm) A
甲苯 (262nm)
230
250
270

苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
10.2 光吸收基本定律
1. 光吸收定律－朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律 吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律
800
λ1
白光
600
500
λ2
入射狭缝 准直透镜 棱镜 聚焦透镜 出射狭缝
400
光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度
等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。 原理： 利用光通过光栅时
平面透 射光栅 透 镜
光屏
M1
发生衍射和干涉现象而 分光.
M2
光栅衍射示意图
出 射 狭 缝
检测器
-kbc -A T = 10 = 10
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T = 10
-kbc
T
A=kbc
c
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g· L-1表示时，用a表示，
A＝abc
a的单位: L· g-1· cm-1
当c的单位用mol· L-1表示时，用表示.

第十章 吸光光度法


该溶液的吸
收曲线。右 图为 K2Cr2O7和 KMnO4溶液
的吸收曲线。
17:19
12
吸收曲线的讨论：

（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。
吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax （2）不同浓度的KMnO4溶液的光吸收曲线形状
相似，其最大吸收波长不变；
不同物质吸收曲线的形状和最大吸收波长均不相
吸收某些波长的光而让未被吸收的光透射过，即溶
液呈现透射光的颜色，亦即呈现的是它吸收光的互
补光的颜色。
例如，KMnO4 溶液选择吸收了白光中的绿色光
，与绿色光互补的紫色光因未被吸收而透过溶液，
所以KMnO4溶液呈现紫色。
17:19 11
当依次将各种波长的单色光通过某一有色溶液，测量每一 波长下有色溶液对该波长光的吸收程度（吸光度A），然后以波 长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到一条曲线，称为
1．方法原理 吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度 ，根据朗伯－比耳定律确定物质溶液的浓度的方法。 常用的测定方法有比较法和标准曲线法。
17:19
26
2. 测定方法 a. 比较法 比较法是先配制与被测试液浓度cx相近的标准溶液cs， 在相同条件下显色后，测其相应的吸光度，分别为As和Ax， 根据朗伯—比耳定律：
碳化硅热棒
碳化硅热棒 碳化硅热棒 电磁波发生器
17:19
6
可见光是指眼睛能够感觉到的那一小段光，是电 磁波中一个很小的波段（400 ~ 750nm）。 日常所见的日光、白炽光，都是由红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫七种不同波长的光所组成的复合光。
17:19
7
由不同波长的光组成的光称为复合光。 单色光其实只是一种理想的“单色”，实际上常 含有少量其他波长的色光。各种单色光之间并无严格 的界限。 例如黄色与绿色之间就有各种不同色调的黄绿色 。不仅七种单色光可以混合成白光，两种适当颜色的 单色光按一定强度比例混合也可得到白光。这两种单 色光称为互补色。

分析化学第十章吸光光度法习题答案分析化学(第三版)(上册)华中师范大学东北师范大学陕西师范大学

第十章 吸光光度法 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就可形成复合光,它们称为互补色光; ⑵ 白光是是一种特殊的复合光，它是将将各种小组长的光按一定的强度比例混合而成。

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)在适宜的低浓度时，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 是指入射光强度与透射光强度的比值的对数值。

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


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。
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A
CM / C =0.5, n = 1 CM / C =0.33, n = 2
0
0.33 0.5
1.0 CM / C
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 bc x 示差法: 以浓度为 Cs 的标准溶液为参比(Cs＜Cx)
△A △A
Ax As b(c x cs ) A bc x
示差法定量依据
c x c x cs
△Cx △C
2. 示差吸光光度法的误差
常规法
T
0 5 10 50 100
Tx 示差法 T
0 5 10
Ts
50 100
例题 一未知浓度的有色溶液采用普通光度法,其 吸光度值为1.22,相同条件下测得同一物质标准 溶液的吸光度为1.0, 如改用示差法测定未知浓 度的溶液,其吸光度有多大？ 解: 普通光度法: As=1.0 Ax=1.22 示差法: ∴Ts=10% . ∴Tx=6% 扩大了10倍,
dT dA 100 % Er 100 % T ln T A
T Er 100 % T ln T
△T为透光率的读数误差, 一般为±0.01.
Er-T 关系图
Er%
10.0
Er≤±4%时:
T: 15%~65 %
5.0
0.368
0.0 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
AHR A Ka [ H ] A AR

( AHR A) pKa lg pH ( A AR )
说明:AHR----酸性溶液中全部以HR存在时的吸光度. AR---碱性溶液中全部以R存在时的吸光度. A---某PH下HR+R的吸光度.
且三个吸光度的测定波长相同.
10.4 吸光光度分析及误差控制 10.4.1 测量波长和标准曲线的制作
1.测量波长的选择 无干扰: 选择max
A
有干扰: 干扰最小,制作
定量方法: 标准曲线法 标准曲线的制作: 配制系列待测物标准溶液: C1、C2…Cn 相同条件下测吸光度: A1、A2…An
A Ax 0
2.络和物组成的测定
(1)饱和法(摩尔比法) 配制系列标 准溶液. (2)以试剂空白为参比在特定波长测定A. (3)以A对CR/CM作图.
A
M + nR = MRn
(1)固定CM, 改变CR ,使其从 0 开始增大.
n
CR/CM
(2)连续变化法(等摩尔系列法)
M + nR = MRn
(1) 固定CM+ CR =C 常数 (CM / C 从 0 →1), 配制系列标准溶液. (2)在络和物的max处测定A. (3)以A对CM/C作图 , 求得CR / CM =n.
Cx
C
标准曲线不过原点的原因:
A
参比溶液选择不当，
参比与待测液的吸收池厚度不等，
吸收池位置不妥， 吸收池透光面不清洁等. 被测物质在低浓度时显色不完全等。
0 C
10.4.2 对朗伯-比尔定律的偏离
正偏离
1. 非单色光引起的偏离
2.介质不均匀引起的偏离
A
负偏离 0 C
3.由于吸光物质本身的化学反应引起的偏离 A 解离 B 络合
A: 0.2~0.8.
T
T = 36.8 % A = 0.434 时误差最小 .
10.5 其他吸光光度法 10.5.1 目视比色法
用眼睛观察、比较溶液颜色 深度以确定物质含量的方法。
标准系列
特点: 利用自然光 比较的是透过光的强度 准确度低（半定量）
未知样品
不可分辨多组分
方法简便，灵敏度高
10.5.2 示差吸光光度法
c 缔合
4. 显色反应的干扰及其消除: P325
10.4.3
吸光度测量的误差
吸光度的读数只有在一定范围内，读数误差才比较小。 吸光度的读数误差即为 dA dc 100 % 100 % 浓度的测量误差，故吸光度 Er A c 应控制一定的读数范围。
即透光率读数的绝对误差是均匀的。
测量误差与透光率读数范围的关系：
C= [HR] + [R]
A AHR AR
HR b [HR] R b [R]
HR
R

HR
cKa c[ H ] b b R [H ] Ka [H ] Ka
AHR K a AR K a [H ] Ka [H ] Ka
T 100%
' S
T 60%
' X
A 0.22
' S
10.5.3
双波长光度法
P329
10.5.4 导数光度分析法 P331
10. 6 吸光光度分析法的应用
10.6 .1痕量金属分析 10.6.2临床分析 10.6.3食品分析 10.6.4其他应用
1. 弱酸弱碱离解常数的测定 HR = H+ + RA HR R