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1、分析化学分光光度法第1页，本讲稿共28页 8-1 概述概述一、概念：是基于一、概念：是基于物质对光的选择性吸物质对光的选择性吸收收，进行物质含量测定的一种分析方法。，进行物质含量测定的一种分析方法。第2页，本讲稿共28页二、特点：二、特点：灵敏度高灵敏度高：含量在：含量在1%10-3%的微量组分的微量组分 10-4%10-5%的痕量组分的痕量组分准确度较高准确度较高：相对误差为：相对误差为2%5%（精密仪器）（精密仪器）1%2%仪器设备简单、操作简便、快速仪器设备简单、操作简便、快速应用范围广应用范围广 分光光度法被称为现代分析化学的分光光度法被称为现代分析化学的“常常规武器规武器”。第3页，
2、本讲稿共28页三、分类：三、分类：根据根据入射光波长入射光波长范围的不同（即所用范围的不同（即所用光源光源的不同）的不同）紫外分光光度法紫外分光光度法 400200 nm可见分光光度法可见分光光度法 760400 nm红外分光光度法红外分光光度法 760 nm波长：波长：单位：单位：nm本章研究可见分光光度法本章研究可见分光光度法。第4页，本讲稿共28页8-2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收一、光的基本性质：一、光的基本性质：光是一种光是一种电磁波电磁波，具有具有波粒波粒二象二象性。性。E=hC（普朗克方程）（普朗克方程）(1)不同的不同的光，其能量不同光，其能量不同(2)越长，越长
3、，E第5页，本讲稿共28页二、物质对光的选择性吸收：二、物质对光的选择性吸收：（一）原因：（一）原因：当光通过以透明物体时，光子是否被物质当光通过以透明物体时，光子是否被物质吸收、取决于：吸收、取决于：光子所具有的能量光子所具有的能量 物质的内部结构物质的内部结构第6页，本讲稿共28页 由于不同物质的分子而言，其结构和组成不由于不同物质的分子而言，其结构和组成不同，它们的能级差也不同。同，它们的能级差也不同。能级差不同则所吸能级差不同则所吸收光子的波长不同。收光子的波长不同。物质对光的吸收具有选择性。物质对光的吸收具有选择性。第7页，本讲稿共28页（二）物质的颜色与光吸收的关系：（二）物质的颜
4、色与光吸收的关系：1、单色光：同一波长的光、单色光：同一波长的光2、复合光：由不同波长的光组成的光、复合光：由不同波长的光组成的光 第8页，本讲稿共28页 在可见光区，在可见光区，不同波长的光不同波长的光具有具有不同的颜色不同的颜色。当一束阳光（白光）通。当一束阳光（白光）通过棱镜后就色散成红、橙、黄、绿、过棱镜后就色散成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光，这些不同颜青、蓝、紫等颜色的光，这些不同颜色的单色光具有不同的波长。色的单色光具有不同的波长。不同颜色的不同颜色的单色光单色光按一定的按一定的强度强度比例比例混合后，又形成白光（混合后，又形成白光（复合光复合光）第9页，本讲稿共28页各种
5、颜色的光，其波长不同。各种颜色的光，其波长不同。物质的颜色正是由于它们对不同波物质的颜色正是由于它们对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。长的光具有选择性吸收而产生的。第10页，本讲稿共28页 当一束白光通过某一物质或溶液时，当一束白光通过某一物质或溶液时，由于物质对光的选择性吸收，某些波由于物质对光的选择性吸收，某些波长的光被吸收，另一些波长的光不被长的光被吸收，另一些波长的光不被吸收而透过溶液。吸收而透过溶液。溶液的颜色由溶液的颜色由透过光透过光的波长所决定。的波长所决定。例：白光例：白光CuSO4 人眼人眼吸收黄光吸收黄光吸收黄光吸收黄光透过蓝光透过蓝光透过蓝光透过蓝光第11页，本讲稿共
6、28页（三）光的互补原理：（三）光的互补原理：白光白光500-580500-580 绿绿绿绿 紫紫紫紫400-450400-450青青青青 490-500490-500蓝蓝蓝蓝 450-480450-480青蓝青蓝青蓝青蓝 480-490480-490580-600 580-600 黄黄黄黄650-750 650-750 红红红红600-650 600-650 橙橙橙橙第12页，本讲稿共28页 处于直线关系的两种光，即为互补处于直线关系的两种光，即为互补光。光。一对互补光按一定强度比例混合而成一对互补光按一定强度比例混合而成白光。白光。某物质吸收了某波长的光后，将呈某物质吸收了某波长的光后，将
7、呈现其现其互补光互补光的颜色。的颜色。第13页，本讲稿共28页例：例：KMnO4溶液呈紫红色（吸收青绿）溶液呈紫红色（吸收青绿）无色透明溶液（透过所有颜色）无色透明溶液（透过所有颜色）黑色（全部吸收）黑色（全部吸收）白色（反射所有）白色（反射所有）实验证明：实验证明：CuSO4溶液浓度越高，对溶液浓度越高，对黄色光的吸收越多，表现为透过的蓝色越黄色光的吸收越多，表现为透过的蓝色越强，溶液的蓝色也越深。强，溶液的蓝色也越深。第14页，本讲稿共28页8-3 吸收曲线吸收曲线用用不同波长不同波长()的单色光照射某一吸光的单色光照射某一吸光物质物质测测吸光度吸光度(A)吸光度吸光度(A):物质对光的吸
8、收程度。物质对光的吸收程度。A作图，得一作图，得一曲线曲线 第15页，本讲稿共28页KMnO4溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线(c(c KMnO4：abcd)abcd)第16页，本讲稿共28页1.某物质的吸收光谱表明了该某物质的吸收光谱表明了该物质对不同物质对不同波长的光的吸收能力的分布波长的光的吸收能力的分布情况。情况。2.C、A即光的吸收程度越大即光的吸收程度越大第17页，本讲稿共28页3.最大吸收处只有一个，对应的波长相同。最大吸收处只有一个，对应的波长相同。即：即：同一物质，只有一个最大吸收峰，同一物质，只有一个最大吸收峰，该峰对应的波长叫最大吸收波长该峰对应的
9、波长叫最大吸收波长（max）。）。本例：本例：max=525 nm第18页，本讲稿共28页 定量测定时，必须用定量测定时，必须用max的光照的光照射。射。不同物质，其内部结构不同，则吸收不同物质，其内部结构不同，则吸收曲线不同，曲线不同，max不同。不同。max只与物质的只与物质的种类种类有关，而与有关，而与浓浓度度无关。无关。第19页，本讲稿共28页8-4 光吸收的基本定律光吸收的基本定律一、朗伯一、朗伯比耳定律：比耳定律：1760年由朗伯推导出了吸光度年由朗伯推导出了吸光度A于吸收于吸收介质厚度介质厚度b的关系式；的关系式；1852年由比耳确定了吸光度年由比耳确定了吸光度A与吸光与吸光物质
10、的浓度物质的浓度C的关系式。的关系式。（一）其数学表示式：（一）其数学表示式：第20页，本讲稿共28页第21页，本讲稿共28页A与与T的关系：的关系：第22页，本讲稿共28页（二）物理意义：当一束（二）物理意义：当一束平行平行的的单色光垂直单色光垂直通通过以过以均匀均匀的、的、非散射非散射的吸光物质溶液时，其的吸光物质溶液时，其吸光度吸光度于溶液液层于溶液液层厚度厚度和和浓度浓度的乘积成正比。的乘积成正比。第23页，本讲稿共28页例：例：用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶液用邻二氮菲分光光度法测铁。已知溶液中中Fe2+的浓度为的浓度为500 g L-1，液层厚度为，液层厚度为2cm，在，在508
11、nm处测得透明光度为处测得透明光度为0.645。计算摩尔吸收光系数计算摩尔吸收光系数 (MFe=55.85 g mol-1)解：解：第24页，本讲稿共28页A=-lgT=-lg0.645=0.190（三位有效数字）c=500g L-1=50010-6 g L-1 =5.0010-4 g L-1 第25页，本讲稿共28页（三）标准曲线：（工作曲线）（三）标准曲线：（工作曲线）保持液层厚度保持液层厚度b不变，测一系列浓度不变，测一系列浓度c不同的标准溶液的不同的标准溶液的A，以，以A（纵）（纵）c（横）得一通过原点的直线，称为标准（横）得一通过原点的直线，称为标准曲线。曲线。A=bc第26页，本讲
12、稿共28页1.绘制：绘制：配一系列不同浓度配一系列不同浓度c的的标液标液 测测A2.应用：测未知液应用：测未知液Ax查查cxA Ax xc cx xcA第27页，本讲稿共28页8-5 分光光度计的构造分光光度计的构造分光光度计的基本部件：分光光度计的基本部件：光源、单色器（分光系统）、吸收池、检测系光源、单色器（分光系统）、吸收池、检测系统（转换为电信号）和显示系统（检流计、微统（转换为电信号）和显示系统（检流计、微安表）安表）五大部分五大部分组成。组成。光源光源光源光源单色器单色器单色器单色器吸收池吸收池吸收池吸收池检测系统检测系统检测系统检测系统信号显示系统信号显示系统信号显示系统信号显示系统第28页，本讲稿共28页