紫外可见分光 (2)幻灯片.ppt

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1、紫外可见分光第1页，共88页，编辑于2022年，星期二第第1313章章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）定义定义：通常是指研究通常是指研究200-780nm光谱区域光谱区域内，物质分子或离子对光辐射吸收的一内，物质分子或离子对光辐射吸收的一种方法，也称为种方法，也称为吸光光度法吸光光度法或或分光光度分光光度法。法。利用有色溶液对可见光的吸收来进利用有色溶液对可见光的吸收来进行定量测定，行定量测定，称为称为比色法比色法。第2页，共88页，编辑于2022年，星期二第第1313章章 紫外可见分光光度法紫外可见分

2、光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）历史（历史（1）公元公元60年年 古希腊古希腊 普里尼普里尼 五倍子浸出液估测醋中五倍子浸出液估测醋中Fe十九世纪十九世纪30-40年代年代 比色是一种普遍分析方法比色是一种普遍分析方法 利用金属离子本身颜色或无机显色剂利用金属离子本身颜色或无机显色剂 MnO4-NH3使使Cu2+Co2+显色显色 方法：目视方法：目视比色法比色法系列标样系列标样CsC2sC3sC4sC5sCx比较比较颜色深浅颜色深浅第3页，共88页，编辑于2022年，星期二第第1313章章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法（Ul

3、traviolet and Visible Spectrophotometry）历史（历史（2）1852年年 Beer定律定律1868年年 布特列洛夫布特列洛夫 1870年年 杜包斯克杜包斯克 目视比色计目视比色计 浦氏光度计浦氏光度计1911年年 贝格尔贝格尔 硒光电池比色计硒光电池比色计1918年年 美国国家标准局美国国家标准局 第一台分光光度计第一台分光光度计20世纪世纪30-40年代年代 E.B.Sandell“痕迹金属比色测定痕迹金属比色测定”20世纪世纪50年代年代 有机显色剂有机显色剂近二、三十年年 信息技术，高新技术，联用技术信息技术，高新技术，联用技术第4页，共88页，编辑于

4、2022年，星期二第第1313章章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）13-1选择吸收及吸收光谱的获得选择吸收及吸收光谱的获得13-2紫外可见吸收光谱的主要类型紫外可见吸收光谱的主要类型13-3光的吸收定律及定量分析方法光的吸收定律及定量分析方法13-4显色反应与光度测量显色反应与光度测量13-5吸光光度的其他分析技术吸光光度的其他分析技术13-6分光光度法在化学研究中的应用分光光度法在化学研究中的应用第5页，共88页，编辑于2022年，星期二第第1313章章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法（Ultr

5、aviolet and Visible Spectrophotometry）选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱光光的的吸吸收收定定律律及及定定量量分分析析方方面面光度分析的拓展及其应用光度分析的拓展及其应用 第6页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱1.1.选择吸收选择吸收宏观现象宏观现象 KMnO4(紫红色紫红色)吸收白光中的吸收白光中的 黄绿色黄绿色 CuSO4 (蓝色蓝色)吸收白光中的吸收白光中的 黄色黄色互补色互补色 结论结论同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸收能力，同一种物质对不同波长的

6、光表现出不同的吸收能力，称之谓选择吸收现象。称之谓选择吸收现象。不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波长溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波长带。带。第7页，共88页，编辑于2022年，星期二量子解释（量子解释（1）入射光的能量入射光的能量能级间的能量差能级间的能量差 h h =hc/hc/=E E2 2-E E1 1=E E 普朗克条件普朗克条件第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱1.1.选择吸收选择吸收 E E？一个分子的总能量一个分子的总能量E E=E E

7、内能内能+E E平动能平动能+E E电电+E E振振+E E转转固有固有连续变化连续变化量子化量子化 E E=E E电电+E E振振+E E转转第8页，共88页，编辑于2022年，星期二量子解释（量子解释（2）E E=E E电电+E E振振+E E转转110eV0.051eV10-40.05eV 10101005eV0.1eV0.005eVnV250nm5nm0.25nm J=1 V=1 n=1J J=1 V=1 J=1第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱1.1.选择吸收选择吸收第9页，共88页，编辑于2022年，星期二量子解释（量子解释

8、（3）(1)物物质质对对光光呈呈现现选选择择吸吸收收的的原原因因：单单一一吸吸光光物物质质的的分分子子或或离离子子只只有有有有限限数数量量的的量量子子化化能能级级的缘故。的缘故。(2)选选择择吸吸收收的的性性质质：反反映映了了分分子子内内部部结结构构的的差差异异，各各物物质质分分子子能能级级千千差差万万别别，内内部部各各能能级级间的间隔也不相同。间的间隔也不相同。形形成成吸吸收收带带：电电子子跃跃迁迁时时不不可可避避免免要要同同时时发发生振动能级和转动能级的跃迁。生振动能级和转动能级的跃迁。第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱1.1.选择

9、吸收选择吸收第10页，共88页，编辑于2022年，星期二透光度：透光度：T=I/I0单色光单色光I0I吸光度：吸光度：A=lgT-1=lg(I0/I)透射光谱：透射光谱：T 图图 吸收吸收光谱：光谱：A 图图 max Amax 吸收峰值波长吸收峰值波长吸收峰值吸光度吸收峰值吸光度吸收带宽吸收带宽 max（半峰宽）（半峰宽）摩尔吸光系数摩尔吸光系数 物质的能量特征物质的能量特征强度特征强度特征第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱2.2.吸收吸收光谱光谱第11页，共88页，编辑于2022年，星期二 KMnO4吸收吸收光谱：光谱：A-A-图图

10、525n m 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱2.2.吸收吸收光谱光谱第12页，共88页，编辑于2022年，星期二 CaryCary分光光度计分光光度计第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第13页，共88页，编辑于2022年，星期二 HPHP分光光度计分光光度计第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第14页，共88页，编辑于2022年，星期二紫外可见分光光

11、度计基本结构有五部分组成紫外可见分光光度计基本结构有五部分组成主要类型有：主要类型有：手动型手动型1 1、单波长、单光束分光光度计、单波长、单光束分光光度计 I I0 0 I I I I0 0 A A光源光源单色光器单色光器吸收池吸收池检测器检测器显示记录显示记录钨灯钨灯 滤光片滤光片 光电池光电池 电表电表卤钨灯卤钨灯 单色器单色器-光栅光栅 光电管光电管 记录仪记录仪氢灯或氘灯氢灯或氘灯 棱镜棱镜 光电倍增管光电倍增管 计算器系统计算器系统 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第15页，共88页，编

12、辑于2022年，星期二 单色器后单束平行光，参比液和样品液轮流进入光路。单色器后单束平行光，参比液和样品液轮流进入光路。常用于简易型的仪器。常用于简易型的仪器。适合定波长的吸光度测量，进行定量分析。适合定波长的吸光度测量，进行定量分析。扫描型扫描型2 2、单波长、单波长、双光束分光光度计双光束分光光度计 I I0 0 I I I I0 0 A A 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第16页，共88页，编辑于2022年，星期二单波长、单波长、双光束分光光度计双光束分光光度计 第第13章章紫外可见分光光度

13、法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第17页，共88页，编辑于2022年，星期二3 3、双双波长、波长、双光束分双光束分光光度计光光度计 A A 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第18页，共88页，编辑于2022年，星期二阵列型阵列型4 4、全全波长波长光度计光度计多多色仪色仪 检测器检测器 二极管阵列二极管阵列 CCD(Charge coupled device)CCD(Charge coupled device)第第13章章紫外可见

14、分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第19页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第20页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱3.3.吸收吸收光谱的获得光谱的获得第21页，共88页，编辑于2022年，星期二不同的物质对光有不同的选择吸收不同的物质对光有不同的选择吸收有何规律有何规律 max，max描述描述概念

15、概念生色团生色团 助色团助色团 红移红移 (向红向红)max蓝移蓝移 (向蓝向蓝)浓色效应浓色效应(增色效应增色效应)浅色效应浅色效应(减色效应减色效应)强带强带 (maxmax10104 4)较强带较强带 (10(104 4 maxmax 10 103 3)max弱带弱带 (maxmax 10 104例如：例如：h Fe3+CNSFe2+CNS第27页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱4.4.光谱类型光谱类型类型类型无机物中配位体场吸收带无机物中配位体场吸收带 maxmax=10=10-1-1-10

16、-102 2 弱带弱带 maxmax 可见光区（可见光区（少量落在紫外及近红外光区）少量落在紫外及近红外光区）d-d跃迁跃迁（吸收峰较宽）（吸收峰较宽）f-f跃迁跃迁（吸收峰较窄）（吸收峰较窄）过渡金属过渡金属镧系和锕系元素镧系和锕系元素3d，4d电子电子4f，5f电子电子配合物的结构研究配合物的结构研究?1?2第28页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱4.4.光谱类型光谱类型类型类型无机物中配位体场吸收带无机物中配位体场吸收带为什么在配位场作用下才可能发生为什么在配位场作用下才可能发生d-d，f-f

17、 跃迁呢？跃迁呢？过渡元素、镧系和锕系元素在真空下，原子、离子的过渡元素、镧系和锕系元素在真空下，原子、离子的d轨道和轨道和f轨道是简并的。轨道是简并的。在配位体场影响下，简并能级发生分裂成不同能量组轨道。在配位体场影响下，简并能级发生分裂成不同能量组轨道。第29页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱4.4.光谱类型光谱类型类型类型无机物中配位体场吸收带无机物中配位体场吸收带为为什什么么d-dd-d跃跃迁迁的的吸吸收收峰峰较较宽宽，f-ff-f跃跃迁迁的的吸吸收收峰峰较较窄呢？窄呢？外层外层d电子跃迁时

18、容易受外界环境（溶剂、配位体）的电子跃迁时容易受外界环境（溶剂、配位体）的影响影响f电子在内层，受外层轨道电子的屏蔽，不易受溶剂、电子在内层，受外层轨道电子的屏蔽，不易受溶剂、配位体影响配位体影响Ce58 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f 2 5s2 5p6 6s2 Pr59 4f 3 Nd60 4f 4 Ho67 4f 11第30页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-1选择吸收及吸收光谱选择吸收及吸收光谱4.4.光谱类型光谱类型小结小结波数波数cm-1lg 100000 50000 3300

19、0 25100000 50000 33000 25000 20000 16667 14286 12500000 20000 16667 14286 12500 6 6 远远UV UV Vis UV UV Vis 5 5 *共轭共轭电荷转移电荷转移4 *n杂环杂环*3n*2n*共轭共轭 1 1 配位体场吸收带配位体场吸收带10100200300400500600700800nm第31页，共88页，编辑于2022年，星期二1.吸收定律及吸收定律及影响因素影响因素BeerBeer定律定律 (Lambert-BeerLambert-Beer定律定律)A=a b c吸光度吸光度改为改为mol/L时时A=

20、lgT-1吸光系数吸光系数吸收光程吸收光程浓度浓度A=b c=lg(I0/I)(吸收池厚度吸收池厚度)无量纲无量纲 cm-1(g/L)-1cmg/L 摩尔吸光系数摩尔吸光系数 cm-1(mol/L)-1 A.Beer,Ann.der Physik.Chemie,(3),26,78(1852).133第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法 13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面第32页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素 BeerBee

21、r定律定律单色光单色光单色光单色光入射入射溶液均匀溶液均匀溶液均匀溶液均匀吸光质点行为相互无关吸光质点行为相互无关Lambert定律定律Beer定律定律-dIx=kxIxdx -dIc=kcIcdc -dIx/Ix=kx dx -dIc/Ic=kcIcdc积分，积分，I0Ix 0b I0 Ix 0 c ln(I0/I)=kx b ln(I0/I)=kc c A=lg(I0/I)=k1 b A=lg(I0/I)=k2c 合并合并 A=lg(I0/I)=a b cLambert-Beer定律定律简称简称Beer定律定律第33页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可

22、见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素 BeerBeer定律定律用量子观点推导用量子观点推导Beer定律定律 吸光质点总数吸光质点总数 n I0 IX I 吸光体的总截面积吸光体的总截面积 s dx b 分子的俘获截面分子的俘获截面 从统计学的观点看从统计学的观点看 dIx dn光的俘获分数光的俘获分数=俘获光子的几率俘获光子的几率 Ix s第34页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素 BeerBeer定律定律

23、(用用量量子子观观点点推推导导Beer定定律律)光光束束通通过过b厚厚度度，积积分分。由由吸吸光光度的定义：度的定义：I0 nA=lg=I 2.303s ns=V/b A=0.4343 NA b NA V dm3Avogadro常数常数cm吸光质点的浓度吸光质点的浓度c（mol dm 3）A=0.4343 6.023 1023 10 3 b c=2.614 1020 b c A=b c第35页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素 BeerBeer定律定律几点说明几点

24、说明推导推导BeerBeer定律的四点假定定律的四点假定 加和性加和性A=b（1 c1+2 c2+3 c3+n cn）（1 1）n 种互不作用的吸光物质种互不作用的吸光物质 （2 2）同一波长）同一波长=2.614 1020 =(1/3)统计常数统计常数 分子大小截面分子大小截面 跃迁几率跃迁几率 10-15cm2(0.050.5)可以估算得可以估算得 105,实际情况实际情况 在在104103。科学启示科学启示第36页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素 影响因素

25、影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性物质物质信号信号A=b c令令b=1cm A=c能量能量样品溶液因素样品溶液因素 基本限制基本限制 0.01 mol/L 浓度浓度分子或离子间距缩小分子或离子间距缩小电荷分布改变电荷分布改变吸收能力吸收能力高浓度高浓度n改变改变 改变改变 溶剂影响溶剂影响 “非真非真”吸收吸收 试剂，溶剂中的杂质试剂，溶剂中的杂质第37页，共88页，编辑于2022年，星期二 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性样品溶液因素样品溶液因素 溶液组分间的相互作用不可避免-即平衡影响-化学误差：例一例一 CrCr2 2O O7 72-

26、2-离子在水溶液中存在着二聚平衡离子在水溶液中存在着二聚平衡Cr2O72-+H2O2HCrO42-2H+2CrO42-橙橙黄黄吸收绿蓝吸收绿蓝光（光（450nm）吸收蓝吸收蓝光（光（375nm）A比尔定律比尔定律 发生了正偏差发生了正偏差 0.0330.0500.100 c第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素第38页，共88页，编辑于2022年，星期二 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性样样品品溶溶液液因因素素 溶液组分间的相互作用不可避免-即平衡影响-化学误差例例:Fe

27、Fe3+3+-水杨酸受水杨酸受 pH pH 影响影响pHpH 4 4 9 9 12 12 Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3)+Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3)2 2-Fe(C Fe(C7 7H H4 4O O3 3)3 33-3-Fe(OH)Fe(OH)3 3 紫色紫色 红色红色 黄色黄色第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素第39页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分

28、析方面1.吸收定律及影响因素 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）仪仪器器的的单单色色光光 单单色色器器提提供供的的单单色色光光 0 0 是是具具有有一一定定的的通通带带宽宽度度，(即即带带宽宽）定定量量分分析析时时取取 为为吸吸收峰宽收峰宽 的的1/81/10时，误差可不计时，误差可不计a.a.对对測量的測量的具体具体影响影响 0 0一定一定 A A A实实 -A真真 =A A为二次方为二次方影响影响 A实实A真真 ，A0不切实际不切实际 0第40页，共88页，编辑于2022年，星期二 影响因素影响因素吸收定律的适应

29、性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）仪器的单色光仪器的单色光 A1a.a.对对測量的測量的具体具体影响影响 A2 一定一定不同不同 0，A不同不同 0101：峰峰 A1小小 A影响影响小小 02：陡坡：陡坡 A2大大 A影响影响大大 0，一定一定 A正比于正比于c 02 01 A随随(A)2变化，使变化，使A-c 曲线（向曲线（向c 弯曲）弯曲）第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影响因素第41页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫

30、外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）仪器的单色光仪器的单色光b b.狭缝对提供单色光性能的关系狭缝对提供单色光性能的关系I 1 0 2 1 0 2 1 0 2 入射狭缝入射狭缝S S1 1出射狭缝出射狭缝S S2 2 S S1 1=S=S2 2 S S1 1 S S2 2 单色光不纯单色光不纯 0 0 ,I Imaxmax 光不纯光不纯,I I第42页，共88页，编辑于2022年，星期二 影响因素影响因素吸收定律的适

31、应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）光光程问题程问题光束倾斜光束倾斜试样容器的窗面试样容器的窗面平行平行 n n n R A/A%0.02mm 20 0.020 R 50 0.11 100 0.38内反射损失内反射损失第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素第43页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素 影响因素影响因素吸收

32、定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）杂散光杂散光定义定义表示法：杂散光分数表示法：杂散光分数 S=Is/I0杂散光存在时的测量值杂散光存在时的测量值 1I+Is1+S1+S A M=lg=lg=lg-=lg TM I0+Is(I/I0)+S T+S几点说明：几点说明：一台高质量的紫外可见光光度计，杂散光应很小一台高质量的紫外可见光光度计，杂散光应很小 在仪器光谱感应区的极端，杂散光引起的误差较大在仪器光谱感应区的极端，杂散光引起的误差较大 高吸光度时，杂散光引起的相对误差大高吸光度时，杂散光引起的相对误差大第44页，共88页，编辑于202

33、2年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）光度误差光度误差 c c/c A=-lgT=a b c c/c=(0.4343 T)/(TlgT)T 与与T 的关系的关系 T=k1 a.暗电流，放大器噪声，暗电流，放大器噪声，0%T值的不精确性值的不精确性 b.热噪声热噪声 c.有限读出分辨率有限读出分辨率 T=k2(TT2)1/2 d.信号的散粒噪声信号的散粒噪声 T=k3 T e.

34、e.光源的闪变噪声光源的闪变噪声 f.f.吸收池定位的不精确性吸收池定位的不精确性 第45页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性 能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）光度误差光度误差 c c/c 低中档仪器低中档仪器 c(有限读出分辨率有限读出分辨率)为主要因素为主要因素 T=k1=0.005 c/c=1.5-3%0.003 c/c=12%在在 10-80%T即即0.1-1.0A）时，

35、误差小时，误差小第46页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面1.吸收定律及影提供响因素 影响因素影响因素吸收定律的适应性及可靠性吸收定律的适应性及可靠性 能量測量因素（仪器因素）能量測量因素（仪器因素）光度误差光度误差 c/c 高级分高级分光光度计光光度计 d.f.为主要因素为主要因素 一般一般 k2 =0.003 0.003 误差小误差小 0.2-2.5A k3=0.003 0.003 A c/c 0 综合综合 k2，k3 一般一般在在 0.8-1.5 0.8-1.5 A c/c 小小

36、 第47页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面 定量測定的溶液体系定量測定的溶液体系 在測量条件下，仅有在測量条件下，仅有单一物质单一物质有吸收有吸收被測物质本身有较大吸收，即被測物质本身有较大吸收，即 maxmax 大大物质溶液体系物质溶液体系直接直接測量測量 A A被測物质本身吸收小，无被測物质本身吸收小，无 物质物质转化转化为有色物測量为有色物測量 A A显色反应显色反应 显色剂显色剂-无机显色剂无机显色剂有机显色剂（具有不饱和键基团）有机显色剂（具有不饱和键基团）

37、N=NC=OC=SNO2N=O影响显色反应因素影响显色反应因素络合物稳定性络合物稳定性,显色剂用量显色剂用量,pH,温度温度,时间时间,溶剂溶剂第48页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面 定量測定的溶液体系定量測定的溶液体系 在測量条件下，仅有单一物质有吸收在測量条件下，仅有单一物质有吸收 在測量条件下，体系内有在測量条件下，体系内有多种物质多种物质有吸收有吸收 物质分离各组分 第四篇第四篇 物质的化学掩蔽 滴定分析中有讨论滴定分析中有讨论 信息分离处理 见下面见下面1

38、3-313-3内容内容第49页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量測定的定量測定的光度光度測量測量波长波长 max 单色器宽度单色器宽度 单单(1/81/10）吸吸 A 值值 落在落在 c/c 较较小区域小区域参比液参比液 消除除測定组分外引起吸收变化的影响消除除測定组分外引起吸收变化的影响溶剂溶剂 溶解能力溶解能力,吸收峰吸收峰,稳定性稳定性,对被測吸收峰的影响对被測吸收峰的影响 A=1=1时，短波长端临界波长值（时，短波长端临界波长值（nm）200 210 230 245 265 280 305 330200 210 230 245 265 280 305 330 水水 甲醇甲醇 甘

39、油甘油 氯仿氯仿 四氯化碳四氯化碳 苯苯 吡啶吡啶 丙酮丙酮 正己烷正己烷 乙醇乙醇 二氯甲烷二氯甲烷 正庚烷正庚烷 异丙醇异丙醇 环己烷环己烷第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第50页，共88页，编辑于2022年，星期二第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面 定量校正方法定量校正方法 xi xi 编码编码 解码解码 间接法间接法 直接法直接法 用标准物校正用标准物校正 用确定的用确定的 y=f(x)计算计算 定函数定函

40、数 y=f(x)A=a 1%1cm,max c定量基本关系式定量基本关系式 A=bc=K c 标准标准吸光系数吸光系数待定待定绝对法绝对法与实验条件有关与实验条件有关（吸光系数法）（吸光系数法）第51页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 单组份单组份測定測定 A=K c 外标法外标法 单个标样单个标样cs -直接比较法直接比较法-求求待定系数待定系数K-解析法解析法 （标准对照法）（标准对照法）cx=(Ax cs)/As 系列标样系列标样-标准标准曲线法曲线法-求求K 的平均的平均-图解法图解法 （工作（工作曲线法）曲线法）作作As cs 图，图，求求K由由图查图查

41、Ax 的的c cx x 值值 解析法解析法 拟合拟合线性方程，线性方程，定定K由由方程方程解解Ax 的的cx 值值 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第52页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 单组份单组份測定測定 外标法外标法 注意点注意点：标准样标准样cs 的确定的确定单个标样时单个标样时cs 应与应与cx 值接近值接近系列标样时系列标样时cx 值应处于系列溶液浓度中间值应处于系列溶液浓度中间用于简单试样体系用于简单试样体系系列标样比单个标样更准确系列标样比单个标样更准确第

42、第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第53页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 单组份单组份測定測定 标准（标准（试样试样）加（减）入法）加（减）入法 增（减）量法增（减）量法 单个标样加入单个标样加入-标准加入标准加入法法 解析法解析法 （试样）（减）cx=(Vs cs/V）Ax/（As+x-Ax）系列标样加入系列标样加入-系列标准加入系列标准加入法法-图解法图解法 （连续标样加入）（连续标准加入法）作作A Vs 图，求图，求A=0时时Vs 值值由由 cx=-Vs cs/V 计算

43、计算 解析法解析法 拟合拟合线性方程，线性方程，由由方程方程解解A Ax x时的时的V Vs s 值值 由由 cx=Vs cs/V 计算计算 第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第54页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 单组份单组份測定測定 标准标准(试样试样)加加(减减)入法入法 增增(减减)量法量法 注意点注意点：标准样标准样cs 的确定的确定加入标准样加入标准样cs cx 100，VsV/100保持各測试溶液浓度在同一数量级，基体相似保持各測试溶液浓度在同一数量级，基体相

44、似用于复杂试样体系，或试样量少场合。用于复杂试样体系，或试样量少场合。系列标样加入比单个标样加入更准确。系列标样加入比单个标样加入更准确。第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第55页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 多组份体系多组份体系測定（信号重叠时）測定（信号重叠时）加和性原则加和性原则 m个波长处，建个波长处，建m个方程个方程 A A 1 A1=A1a+A1b+=K1a ca+K1b cb+a 2 A2=A2a+A2b+=K2a ca+K2b cb+b m Am=Ama+

45、Amb+=Kma ca+Kmb cb+1 2 m m n m n Aj=Aji=(Kji ci)j=1,2,m 波长点数波长点数 j=1 j=1 i=1 j=1 i=1 i=1,2,n 组份组份数（数（mn）第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第56页，共88页，编辑于2022年，星期二 定量校正方法定量校正方法 多组份体系多组份体系測定測定(信号重叠时）信号重叠时）外标法外标法 单组单组(n个组份个组份)混合标样混合标样 csi,測定測定Asj,求求Kji（j=1,2,m，i=1,2,n）測定測定Axj,

46、求求cxi 系列组系列组(n个组份个组份)混合标样混合标样 csi 组数组数 測定測定Asj 组数组数,求平均求平均Kji（j=1,2,m，i=1,2,n）測定測定Axj,求求cxi求解方程组：求解方程组：m=n方法方法m n方法方法 标准加入法标准加入法?第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-2光的吸收定律及定量分析方面光的吸收定律及定量分析方面2.定量分析方面第57页，共88页，编辑于2022年，星期二1.1.定量分析中的两个重要摡念定量分析中的两个重要摡念 灵敏度灵敏度 一般定义一般定义 S=dY/dX 吸吸光度法中光度法中S=dA/dc 或或S=A/c当当 b=1时，时

47、，S=桑德尔（桑德尔（SandellSandell）灵敏度灵敏度S 定义定义 一定波长，一定带宽，光程一定波长，一定带宽，光程1cm时，时，测得吸光度为测得吸光度为0.001，每毫升溶液所含吸光物质的微克数，单位每毫升溶液所含吸光物质的微克数，单位 g cm-2。=F/S第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-3光度分析的拓展及其应用光度分析的拓展及其应用第58页，共88页，编辑于2022年，星期二 注意点注意点1同一同一 值，不同元素，因其值，不同元素，因其F值不同，值不同，S不同。不同。2经经显显色色反反应应，组组份份变变为为吸吸光光物物质质，使使用用S时时并并不不要要求求知

48、知道吸光物质组成。道吸光物质组成。3一般元素一般元素S值为值为0.001 0.01 g cm-2。4最小检测浓度最小检测浓度cmin=S/b=F/b(g cm-3)例：例：Fe2+-邻二氮菲邻二氮菲F：55.85:1.1104b:1cm cmin=0.0050 g cm-3=110-7mol/L5使使用用灵灵敏敏度度摡摡念念时时，要要区区分分光光度度(显显色色)反反应应灵灵敏敏度度和和分分析析方方法灵敏度，光度反应灵敏度是分析方法灵敏度的核心。法灵敏度，光度反应灵敏度是分析方法灵敏度的核心。第第13章章紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法13-3光度分析的拓展及其应用光度分析的拓展及其应用1.

49、1.定量分析中的两个重要摡念定量分析中的两个重要摡念 灵敏度灵敏度第59页，共88页，编辑于2022年，星期二 提高灵敏度的基本途径提高灵敏度的基本途径 试样试样 改善分子的光度特性改善分子的光度特性 更灵敏的显色试剂更灵敏的显色试剂 多元配合物或表面活性剂多元配合物或表面活性剂 利用化学反应利用化学反应 放大反应，转换为放大反应，转换为 大的物质大的物质 利用动态的化学动力学方法利用动态的化学动力学方法仪器仪器 改进測量技术改进測量技术 下降最小下降最小A 值值，下降散射光下降散射光 提高单色性，利用吸收窄峰提高单色性，利用吸收窄峰 加长吸光光程加长吸光光程第第13章章紫外可见分光光度法紫外

50、可见分光光度法13-3光度分析的拓展及其应用光度分析的拓展及其应用1.1.定量分析中的两个重要摡念定量分析中的两个重要摡念 灵敏度灵敏度第60页，共88页，编辑于2022年，星期二 选择性（干扰问题）选择性（干扰问题）选择性试剂选择性试剂 特效试剂特效试剂 分离是消除干扰分离是消除干扰 提高分光光度法选择性的途径提高分光光度法选择性的途径 试样试样(1)(1)寻求高选择性的试剂，引入分析功能团寻求高选择性的试剂，引入分析功能团 (2)(2)用化学方法改进溶液体系，掩蔽法用化学方法改进溶液体系，掩蔽法 仪器仪器(3)(3)采用新的测量技术，包括信息处理技术采用新的测量技术，包括信息处理技术第第1