第十一章 紫外-可见分光光度法-分析化学

电位法及永停滴定法1. 在25°C,将pH 玻璃电极与饱和甘汞电极浸入pH=6.87的标准缓冲溶液中，测得电动势为0.386V ；测 定另一未知试液时，测得电动势为0.508V o 计算未知试液的pHo2. 若K H+,Na +=l X 10'15,这意味着提供相同电位吋，溶液中允许Na+浓度是屮浓度的多少倍？若Na+浓度为 1.0 mol/L吋，pH= 13.00的溶液所引起的相对误差是多少？（1）K,Na+=l X IO*15时，意味着干扰离子Na*的活度比被测离子T 的活度高1 X 1（^倍时，两者才产生相 同的电位。

⑵空％ =込心poo%-竺兽3十％C g10"3. 某钙离子选择电极的选择系数Kc 砂皤=0.0016,测定溶液中C/+离子的浓度，测得浓度值为2.8X 10'4mol/L,若溶液中存在冇0.15mol/L 的NaCI,计算：①由于NaCl 的存在，产生的相对误差是多少?②若 要使相对谋差减少到2%以下，NaCl 的浓度不能人于多少？医% =心厂严灯00% = °・°°心（0」5芒xl00% = 12.89%C乞2.8x10 4A若要使相对谋差减少到2%以下，则解得NaCl 的浓度不能人于0.059mol/L4. 用下列电池按直接电位法测定草酸根离子浓度。

Ag | AgCl （固）|KC1（饱和 H 迸涣浓度）|Ag2C2O4 個）|Ag（1） 推导出PC2O4与电池电动势Z 间的炎紊式（AgzCzCti 的溶度积Ksp=2.95Xl （）7）（2） 若将一走知浓度的草酸钠溶液置入陀电解池，在25°C 测得电池电动势为0.402V, Ag-AgCI 电极为负极。

计算未知溶液的PC2O4值。

（审切八旳/A 厂+ 0」990V , ^Ag+/Ag =+0.7995V ） a c 2o 42~0.0591 ”0.0591crew 0.059“TI、0.059 厂八"爲念 + 丁临心 -一1侶~广=0.7995 +丁lg(2.95xl0 J +丁=0.4889 + 空愛 pC 2O 42E ~ WAg^CE Ag - 0/fg+"g 一 必皿+°・°59仗® Ag=0.4889 + pC 2O 4 一 0.1990 = 0.2899 + pC 2O 42 20.402 = 0.2899 + pC 2O ApH x = pHs +0.059= 6.87 +0.508-0.386~~0.059-= 8.94 2%＞心n n x/nr UYxl00% =0.0016 x(Cj“2.8 x 10-4xlOO% 必 eg% =必他 +0・0591g% =必仏 +0.0591gpC2O, = 3.8045 -30- 115- 1 1 f :>N 0- <3 U--15 -■ f I / I I I・30-I-45 -C 5 10 15 20 25 30 35 4 024-20- 16- 12- 8-5101520 253035405、下列电池的电动势为0.460V,计算反应M 2++4Y«MY 42_生成配合物MY 广的稳定常数K 皿比-。

紫外-可见分光光度法是一种常用的分析化学方法，它利用物质对紫外光和可见光的吸收来确定物质的浓度。

本文将介绍紫外-可见分光光度法的基本原理，包括仪器的构成、光谱的特点以及测定原理等方面。

1. 仪器的构成紫外-可见分光光度法的仪器主要由光源、进样系统、分光器、检测器和数据处理系统五个部分组成。

其中光源通常采用汞灯、钨灯或氘灯，进样系统包括进样池和进样装置，分光器可分为单道光栅和双道光栅，检测器可采用光电倍增管或光电二极管，数据处理系统包括计算机和相关的数据处理软件。

2. 光谱的特点紫外-可见分光光度法所使用的光源通常在紫外至可见光范围内，因此能够观测到物质在这一范围内的吸收光谱。

吸收光谱通常表现为在特定波长范围内的吸收峰或吸收带，其位置和强度可反映物质的化学性质和浓度。

通过测定样品和对照液的吸光度差值，可以确定样品中所含物质的浓度。

3. 测定原理在紫外-可见分光光度法中，测定原理主要包括比较法和标准曲线法两种。

比较法是通过测定待测溶液与对照液的吸光度差值来确定物质的浓度，而标准曲线法则是通过构建标准曲线，利用标准溶液的吸光度与浓度的关系来确定待测溶液的浓度。

两种方法均需要在特定波长下进行测定，并且要对光谱仪进行基准校准和零点校准。

4. 应用范围紫外-可见分光光度法在分析化学领域有着广泛的应用，可以用于测定各种有机和无机物质的浓度，如药物、生物分子、环境污染物等。

其灵敏度高、操作简便、准确性好，因此被广泛应用于医药、环保、化工等领域。

5. 结语紫外-可见分光光度法作为一种常用的分析化学方法，具有许多优点，但也存在一些局限性，如对样品的要求较高、需要标准曲线等。

因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法，并结合其他分析方法进行综合分析，以获得更准确的结果。

通过以上介绍，相信读者对紫外-可见分光光度法的基本原理有了一定的了解，希望能对相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。

6. 光源的选择与影响在紫外-可见分光光度法中，光源的选择对测定结果有着重要的影响。

第十一章紫外－可见分光光度法思考题和习题1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。

2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。

这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。

由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。

3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n→σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→π*跃迁，所需能量最低。

而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。

分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。

紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。

在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。

4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。

Beer定律的一个重要前提是单色光。

也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。

非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。

浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素（1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01mol/L测定（2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。

可编辑修改精选全文完整版1．紫外可见分光光度法1.1 概述物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。

由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。

分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。

紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律。

即物质在一定波长的吸光度与它的吸收介质的厚度和吸光物质的浓度呈正比。

当分子中含有一个或更多的生色基团（即具有不饱和键的原子基团），辐射就会引起分子中电子能量的改变。

常见的生色团有：如果两个生色团之间只隔一个碳原子，则形成共轭基团，会使吸收带移向较长的波长处（即红移），且吸收带的强度显著增加。

当分子中含有助色基团（有未共用电子对的基团）时，也会产生红移效应。

常见的助色基团有：-OH, -NH2, -SH, -Cl, -Br, -I。

紫外可见分光光度法从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围。

目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。

我国在分析化学领域有着坚实的基础，在分光光度分析方法和仪器的制造方面在国际上都已达到一定的水平。

1.2 特点分光光度法对于分析人员来说，可以说是最有用的工具之一。

几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计。

分光光度法的主要特点为：（1）应用广泛由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收，因此均可借此法加以测定。

到目前为止，几乎化学元素周期表上的所有元素（除少数放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法。

紫外-可见分光光度法是一种广泛应用的分析化学技术，它通过测量物质在紫外-可见光波段的吸收或透射来确定样品中特定物质的浓度。

该方法具有灵敏度高、分辨率好、操作简便等优点，在化学、生物化学、环境监测等领域都有着重要的应用价值。

一、紫外-可见分光光度法的原理紫外-可见分光光度法是利用物质对紫外-可见光的吸收或透射特性来进行定量分析的一种方法。

当紫外-可见光照射到物质上时，如果物质吸收了部分光能，则其吸收的光强与物质浓度成正比。

根据比尔定律，可以得到吸光度与浓度的线性关系：A = εlc其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程，c为物质浓度。

通过建立标准曲线，测定样品的吸光度，并根据标准曲线确定样品中特定物质的浓度。

二、标准曲线的建立标准曲线是指在已知条件下，一系列不同浓度物质对应的吸光度值所构成的曲线。

标准曲线的建立通常需要进行以下步骤：1.准备一系列不同浓度的标准溶液，通常从低浓度到高浓度逐渐增加；2.分别测定各标准溶液的吸光度，并绘制吸光度-浓度曲线；3.通过线性回归等方法，拟合出标准曲线的方程，确定吸光度与浓度的线性关系。

三、标准曲线相关系数标准曲线相关系数是用来评价标准曲线拟合程度的指标。

相关系数越接近1，表示拟合效果越好，曲线与实际数据的吻合程度越高；而相关系数接近0，则表示拟合效果较差，曲线与实际数据的吻合程度较低。

在紫外-可见分光光度法中，标准曲线相关系数的计算通常是依靠计算吸光度与浓度的线性回归方程的确定系数R^2来实现。

R^2的取值范围在0~1之间，越接近1表示拟合效果越好，常用于评价标准曲线的可靠性和稳定性。

四、标准曲线相关系数的影响因素标准曲线相关系数的大小受多种因素影响，包括仪器精度、操作技术、环境条件等。

其中，标准曲线的线性范围和斜率对其相关系数影响较大。

线性范围如果选择不当，可能导致数据偏离线性区域，造成拟合效果不佳；而斜率的大小则直接影响到吸光度与浓度的线性关系，进而影响相关系数的结果。

分析化学主要计算公式总结第二章误差和分析数据处理（1）误差绝对误差δ=x-μ相对误差=δ/μ*100%(2)绝对平均偏差：△=（│△1│+│△2│+……+│△n│）/n （△为平均绝对误差；△1、△2、……△n为各次测量的平均绝对误差）。

（3）标准偏差相对标准偏差（RSD）或称变异系数（CV） RSD=S/X*100% (4)平均值的置信区间：＊真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为68.3%＊置信度——可靠程度＊一定置信度下的置信区间——μ±1σ对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系：s：为标准偏差n：为测定次数t：为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子) (5)单个样本的t检验目的：比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ0。

计算公式：t统计量：自由度：v=n - 1适用条件：(1) 已知一个总体均数；(2) 可得到一个样本均数及该样本标准误；(3) 样本来自正态或近似正态总体。

例1 难产儿出生体重n=35, =3.42, S =0.40,一般婴儿出生体重μ0=3.30（大规模调查获得），问相同否？解：1.建立假设、确定检验水准αH0：μ = μ0（无效假设，null hypothesis）H1：（备择假设,alternative hypothesis，）双侧检验，检验水准:α=0.052.计算检验统计量，v=n-1=35-1=343.查相应界值表，确定P值，下结论查附表1，t0.05 / 2.34= 2.032,t< t0.05 / 2.34,P >0.05，按α=0.05水准，不拒绝H0，两者的差别无统计学意义(6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的，主要通过比较两组数据的方差 S^2，以确定他们的精密度是否有显著性差异。

至于两组数据之间是否存在系统误差，则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后，再进行t 检验。

样本标准偏差的平方，即(“^2”是表示平方)：S^2=∑(X-X平均)^2/(n-1)两组数据就能得到两个S^2值，S 大^2和S 小^2 F=S 大^2/S 小^2由表中f 大和f 小（f 为自由度n-1),查得F 表， 然后计算的F 值与查表得到的F 表值比较，如果 F < F 表 表明两组数据没有显著差异； F ≥ F 表 表明两组数据存在显著差异(7)可疑问值的取舍： G 检验法 G=Sxx -第4章 酸碱滴定法（1）共轭酸碱对Ka 与Kb 间的关系：KaKb=Kw（2）酸碱型体平衡浓度([ ]),分析浓度（c ）和分布系数（δa ）之间的关系(3)一元强酸溶液的pH 的计算 [H +]=24w2K c c ++ 精确式pH=－lg c 近似式 （4）一元弱酸溶液pH 的计算 [H +]=wa ]HA [K K + 精确式（5－11）（关于[H +]的一元三次方程）其中 [HA]=c [H +]/（[H +]+K a ）·若[A －]＞20[OH －]（即cK a ＞20K w ），可以忽略因水解离产生的H +PBE 简化为 [H +]≈[A －]∴ [H +]=a a])H [(]HA [K c K +-= (5－12)·若不但cK a ＞20K w ，而且c /K a ＞400（即c ＞20[A －]或c ＞20[H +]），也就是弱酸的解离度[A －]/c ＜0.05，就可以忽略因解离对弱酸浓度的影响，于是[HA]≈c∴ [H +]=acK最简式·若cK a ＞20K w ，c /K a ＜400，由式（5－12）可得[H +]=24a2a a cK K K ++- 近似式（1）·若cK a ＜20K w ，C/K a ＞400（适用于酸极弱、且浓度极小的情况，此时[HA]≈c ），由式（5－11）可得 [H +]=wa K cK +近似式（2）（5）多元酸溶液pH 的计算最简式 ][H A][H 1a 2cK c =∴≈+(6)两性物质（NaHA ）溶液pH 的计算最简式][H 21a a K K =+(7)缓冲溶液pH 值的计算 最简式:[H+]=ca/cb*Ka第五章 络合滴定法 （1）酸效应系数：)(H Y α==][][][][][][][62'Y Y H Y H HY Y Y Y ++++= ==1/Y δ在副反应中分布分数Y δ与)(H Y α互为倒数⑴)(H Y α==621621211456][][][a a a a a a a a a K K K K K K H K K H K H ++++++++==1+4556][][][2a a a a K H K K H K H ++++++6534][aa a K K K H ++6534][a a a K K K H ++6534][a a a K K K H +（2）共存离子效应系数αY （N ）)(N Y α==][][][Y NY Y + 因为[NY]==K NY [N][Y] 故：)(N Y α==1+ K NY [N]（3）EDTA 与H+及N 同时发生副反应的总的副反应系数αY ，Y α==)(H Y α+1)(-N Y α(4)被测金属离子M 的副反应系数αM ：][][][][][][][2')(M ML ML ML M M M n L M ++++==== α= 1+nn L L L ][][][221βββ+++若有P 个络合物与金属发生副反应，则：)(N Y α=)(1N Y α+)(2NY α+…+）（n N Y α-（n-1）化学计量点pM ’的计算 pM ’=1/2[p cM(sp)+lgK’MY](7)金属离子指示剂颜色转变点（变色点）pM t 值的计算 pM t =lgK MIn -lg αIn(H) (8)滴定终点误差%1001010',''⨯-==∆-∆MYSP M pM pM t KC E（9）直接准确滴定金属离子的可行性判据：6lg ',≥MYsp M KC第六章 氧化还原滴定法（1）氧化还原电对的电极电位——Nernst 方程式)Red ()Ox (lg0.059)Ox /Red ()Ox /Red (θa a n E E +=（2）以浓度替代活度，且考虑到副反应的影响，则电对在25C 时的条件电位lg059.0/OR RO n E Eαγαγθθ+=（3）氧化还原反应的条件平衡常数K ’(25C 时)059.0)n'E ' (E K' Lg 21︒-︒=（4）氧化还原滴定化学计量点时的电位值φsp212211sp n n 'E n 'E n E +︒+︒=（5）氧化还原滴定突跃范围计算式 φ2‘+0.59*3/n 2(V)—φ1‘+0.59*3/n 1(V) （6）氧化还原指示剂变色的电位范围 φ‘±0.059/n(V)第7章沉淀滴定法和重量滴定法主要计算公式（1）沉淀溶解积 pKsp=pAg+pX(2)化学计量点 pAg=pX+1/2pKsp(3)质量分数计算ω=(CV*M/1000)/m s*100%(4)1:1型的MA沉淀溶解度的计算S='Ksp=KspaMaA(4)化学因数（或称换算因数）Fm’=mF (m为称量形式的质量，m’为被测成分的质量) （6）被测成分的质量分数ωω=mF/me*100%第八章电位分析法及永停分析法主要计算公式（1）电池电动势： E电池=φ（+）-φ（-）（2）直接电位法测定溶液pHpH x=PH s+(E x-E s)/0.059(25C)(3)离子选择电极的电位φφ=K±2.303RT/F*lg ai= K’±2.303RT/F*lg ciK’=K±2.303RT/nF*lg(f i/a i)（5）离子选择电极两次测量法计算待测溶液中离子的浓度 Ex-Es=±2.303RT/nF*(lg cx -lg cs ) (6)标准加入法计算待测溶液的离子浓度XS E S X SS X V V V V C C ⋅⋅+=⇒∆10)(nFRTS 303.2)1()2(=-式，且令式（7）直接电位法测量误差的计算式 △c/c=nF/RT*△E ≈39n △E第9章 光学分析法概论 主要计算公式（1）光的波动性用波长λ，波数σ和频率υ作为表征 λ是在波的传播路线上具有相同振动相位的相邻两点之间的线性距离，常用nm 作为单位。

第十一章紫外-可见分光光度法第十一章紫外-可见分光光度法第一节概述1．电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中，根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法，统称为光学分析法。

根据物质与辐射能间作用的性质不同，光学分析法又分为光谱法和非光谱法。

当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。

利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法(spectroscopic analysis)，简称光谱法。

光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。

如按作用物是分子或原子，可分为分子光谱法和原子谱法；物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向)，可分为吸收光谱法和发射光谱法；按辐射源的波长不同，可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。

非光谱分析法是物质受辐射线照射时，改变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。

这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁，如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。

2．物质对光的选择性吸收当辐射能通过某些吸光物质时，物质的原子或分子吸收与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态，这种由物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。

几种常用的吸收光谱是：原子吸收光谱、分子吸收光谱、核磁共振光谱等。

各种色光的波长范围在可见光中，紫色光的波长最短能量最大，红色光的波长最长能量最小。

除此之外，波长小于400nm 的光称为紫外光，波长大于760nm 的光称为红外光。

如果适当选配两种颜色的光按一定的强度比例混合，也可以获得白光，则这两种色光称为互补色光。

如图11-1所示，处于直线相连的两种色光互为补色光，如绿色光与紫色光互补，蓝色光与黄色光互补等等。

第二节 基本原理1．吸收光谱光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为激发态，只有当分子红橙黄绿青青蓝蓝紫白光的能量(hν)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(∆E)相等时才能被吸收。