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1、化学分析：常量组分化学分析：常量组分(1%),Er 0.1%0.2%依据化学反应依据化学反应,运用玻璃仪器运用玻璃仪器 化学分析与仪器分析方法比较化学分析与仪器分析方法比较仪器分析：微量组分仪器分析：微量组分(105为高灵敏度为高灵敏度;104104*选择性好选择性好*显色剂在测定波特长无明显吸取。显色剂在测定波特长无明显吸取。比照性好比照性好,max60 nm.max60 nm.*反应生成的有色化合物组成恒定，稳定。反应生成的有色化合物组成恒定，稳定。*显色条件易于限制，重现性好。显色条件易于限制，重现性好。6.2 光度分析法的设计光度分析法的设计6.2.1 显色反应显色反应33：助色团助色
2、团NH2，OH，X （孤对电子）（孤对电子）ne2.显色剂显色剂O生色团生色团：NN，NO，OC=S,N （共轭双键）（共轭双键）e无机显色剂无机显色剂:SCN-Fe(SCN)2+H2O2 TiOH2O22+有机显色剂有机显色剂:34有机显色剂有机显色剂 CH3CCCH3 HON NOH NNOHCOOHSO3HOO型：型：NNNOH OHON型型：PARNH NHNSNS型型：双硫腙双硫腙NN型：型：丁二丁二酮肟酮肟邻二邻二氮菲氮菲磺基水杨酸磺基水杨酸35 试验条件包括试验条件包括:溶液酸度，显色剂用量，溶液酸度，显色剂用量，试剂加入依次，显色时间，显色温度，有机试剂加入依次，显色时间，显色
3、温度，有机络合物的稳定性及共存离子的干扰等。络合物的稳定性及共存离子的干扰等。（1）溶液的酸度）溶液的酸度 M+HR=MR+H+*影响显色剂的平衡浓度和颜色影响显色剂的平衡浓度和颜色*影响被测金属离子的存在状态影响被测金属离子的存在状态*影响络合物的组成影响络合物的组成 pH与吸光度关系曲线确定与吸光度关系曲线确定pH 范围。范围。6.2.2 显色条件的选择显色条件的选择36（2）显色剂的用量）显色剂的用量 M(被测组分被测组分)+R(显色剂显色剂)=MR(有色络合物有色络合物)为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但显色剂不是越多越好。有些显色
4、反应，显色剂加人太显色剂不是越多越好。有些显色反应，显色剂加人太多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中依据试验结果来确定显色剂的用量。依据试验结果来确定显色剂的用量。c(R)c(R)c(R)37（3 3）显色反应时间）显色反应时间 有有些些显显色色反反应应瞬瞬间间完完成成，溶溶液液颜颜色色很很快快达达到到稳稳定定状状态态，并并在在较较长长时时间间内内保保持持不不变变;有有些些显显色色反反应应虽虽能能快快速速完完成成，但但有有色色络络合合物物的的颜颜色色很很快快起起先先褪褪色色;有有些些显显色色反反应应进进行行缓缓慢慢，溶溶液液颜颜色色需需经
5、经一一段段时时间间后后才才稳稳定定。制制作作吸吸光光度度-时时间间曲曲线线确确定定适适宜宜时时间。间。（4 4）显显色色反反应应温温度度 ：显显色色反反应应大大多多在在室室温温下下进进行行。但是，有些显色反应必需加热至确定温度完成。但是，有些显色反应必需加热至确定温度完成。（5 5）溶溶剂剂：有有机机溶溶剂剂降降低低有有色色化化合合物物的的解解离离度度，提提高高显显色色反反应应的的灵灵敏敏度度。如如在在Fe(SCN)3Fe(SCN)3的的溶溶液液中中加加入入丙丙酮酮颜颜色色加加深深。还还可可能能提提高高显显色色反反应应的的速速率率，影响有色络合物的溶解度和组成等。影响有色络合物的溶解度和组成等
6、。38邻二氮菲亚铁反应完全度与邻二氮菲亚铁反应完全度与pH的关系的关系 Fe2+3RHHA柠檬酸柠檬酸c(R)R=10-4molL-131021.33FeR339pH38为适宜为适宜的酸度范围的酸度范围40（6 6）干扰及其消退方法）干扰及其消退方法a.限制溶液酸度限制溶液酸度b.加加入入掩掩蔽蔽剂剂 选选取取的的条条件件是是掩掩蔽蔽剂剂不不与与待待测测离离子子作作用用，掩掩蔽蔽剂剂以以及及它它与与干干扰扰物物质质形形成成的的络络合合物物的的颜颜色色应不干扰待测离子的测定。应不干扰待测离子的测定。c.利用氧化还原反应，变更干扰离子的价态利用氧化还原反应，变更干扰离子的价态 d.利用校正系数利用
7、校正系数e.用参比溶液消退显色剂和某些共存有色离子的干扰。用参比溶液消退显色剂和某些共存有色离子的干扰。f.选择适当的波长选择适当的波长g.当当溶溶液液中中存存在在有有消消耗耗显显色色剂剂的的干干扰扰离离子子时时，可可通通过过增加显色剂的用量来消退干扰。增加显色剂的用量来消退干扰。h.分别分别 以上方法均不奏效时，接受预先分别的方法。以上方法均不奏效时，接受预先分别的方法。41测量波长和吸光度范围的选择测量波长和吸光度范围的选择（1 1）测测 量量 波波 长长 的的 选选 择择 为为 了了 使使 测测 定定 结结 果果 有有 较较高高 的的 灵灵 敏敏 度度，应应 选选 择择 被被 测测 物物
8、 质质 的的 最最 大大 吸吸 取取 波波长长 的的 光光 作作 为为 入入 射射 光光，这这 称称 为为“最最 大大 吸吸 取取 原原 则则”（m m a a x x i i m m u u m m a a b b s s o o r r p p t t i i o o n n）。选选 用用 这这 种种 波波 长长 的的光光 进进 行行 分分 析析，不不 仅仅 灵灵 敏敏 度度 高高，且且 能能 削削 减减 或或 消消除除 由由 非非 单单 色色 光光 引引 起起 的的 对对 朗朗 伯伯-比比 尔尔 定定 律律 的的 偏偏 离离。但但 是是，在在 最最 大大 吸吸 取取 波波 特特 长长 有
9、有 其其 他他 吸吸 光光 物物质质 干干 扰扰 测测 定定 时时，则则 应应 依依 据据 入入 射射 光光 波波 长长 吸吸 取取 最最大大，干干扰扰最最小小的的原原则则。42例例 丁二酮肟光度法测钢中镍，丁二酮肟光度法测钢中镍，络合物丁二酮肟镍的最大吸取络合物丁二酮肟镍的最大吸取波长为波长为470 nm，但试样中的铁，但试样中的铁用酒石酸钠掩蔽后，在用酒石酸钠掩蔽后，在470 nm处也有确定吸取，干扰镍的测处也有确定吸取，干扰镍的测定。为避开铁的干扰，可以选定。为避开铁的干扰，可以选择波长择波长 520 nm进行测定，虽然进行测定，虽然测镍的灵敏度有所降低，但酒测镍的灵敏度有所降低，但酒石
10、酸铁不干扰镍的测定。石酸铁不干扰镍的测定。43（2）吸光度范围的选择）吸光度范围的选择 从从仪仪器器测测量量误误差差的的角角度度来来看看，为为使使测测量量结结果果得得到到较较高高的的精精确确度度，一一般般应应限限制制标标准准溶溶液液和和被被测测试试液液的的吸吸光光度度在在0.20.8范范围围内内。可可通通过过限限制制溶溶液液的的浓浓度度或或选选择择不不同同厚厚度度的的吸取池来达到目的。吸取池来达到目的。446.2.4 6.2.4 参比溶液的选择参比溶液的选择 利用参比溶液来调整仪器的零点，可消退利用参比溶液来调整仪器的零点，可消退由吸取池壁及溶剂对入射光的反射和吸取带由吸取池壁及溶剂对入射光的
11、反射和吸取带来的误差，扣除干扰的影响。参比溶液选择：来的误差，扣除干扰的影响。参比溶液选择：a 试液及显色剂均无色，蒸馏水作参比溶液。试液及显色剂均无色，蒸馏水作参比溶液。b 显色剂为无色，被测试液中存在其他有色显色剂为无色，被测试液中存在其他有色离子，用不加显色剂的被测试液作参比溶离子，用不加显色剂的被测试液作参比溶液。液。c 显色剂有颜色，可选择不加试样溶液的试显色剂有颜色，可选择不加试样溶液的试剂空白作参比溶液。剂空白作参比溶液。45d 显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入适显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使
12、之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消退显色剂和一些共存组分的干扰。消退显色剂和一些共存组分的干扰。e 变更加入试剂的依次，使被测组分不发生显色变更加入试剂的依次，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消退干扰。反应，可以此溶液作为参比溶液消退干扰。46 0 1 2 3 4 mg/mlA。*0.80.60.40.20溶液浓度的测定溶液浓度的测定A bc工作曲线法工作曲线法(校准曲线校准曲线)6.2.5 标准曲线的制作标准曲线的制作(p229)476.3
13、6.3 光度分析法的误差光度分析法的误差1 1 对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离 在吸光光度分析中，常常出现标准曲在吸光光度分析中，常常出现标准曲线不呈直线线不呈直线的状况，特殊是当吸光物质浓度较高时，明显的状况，特殊是当吸光物质浓度较高时，明显地看到地看到通过原点向浓度轴弯曲的现象通过原点向浓度轴弯曲的现象(吸光度轴弯曲吸光度轴弯曲)。这种这种状况称为偏离朗伯状况称为偏离朗伯-比尔定律。若在曲线弯曲部比尔定律。若在曲线弯曲部分进行定量，将会引起较大的误差。分进行定量，将会引起较大的误差。偏离朗伯比尔定律偏离朗伯比尔定律的缘由主要是仪器或溶液的缘由主要是仪器或溶液的实际条件与朗伯的实
14、际条件与朗伯-比尔定比尔定律所要求的志向条件不一样。律所要求的志向条件不一样。48（1）非单色光引起的偏离）非单色光引起的偏离 *朗朗伯伯-比比尔尔定定律律只只适适用用于于单单色色光光，但但由由于于单单色色器器色色散散实实力力的的限限制制和和出出口口狭狭缝缝须须要要保保持持确确定定的的宽宽度度，所所以以目目前前各各种种分分光光光光度度计计得得到到的的入入射射光光事事实实上上都都是是具具有有某某一一波波段段的的复复合合光光。由由于于物物质质对对不不同同波波长长光光的的吸吸取取程程度度的的不不同同，因因而而导导致致对对朗朗伯伯比比尔尔定定律律的的偏离。偏离。49*克服非单色光引起的偏离的措施克服非
15、单色光引起的偏离的措施 运用比较好的单色器，从而获得纯度较高的运用比较好的单色器，从而获得纯度较高的 “单色光单色光”，使标准曲线有较宽的线性范围。，使标准曲线有较宽的线性范围。人射光波长选择在被测物质的最大吸取处，保证人射光波长选择在被测物质的最大吸取处，保证测定有较高的灵敏度，此处的吸取曲线较为平坦，测定有较高的灵敏度，此处的吸取曲线较为平坦，在此最大吸取波长旁边各波长的光的在此最大吸取波长旁边各波长的光的值大体相等，值大体相等，由于非单色光引起的偏离要比在其他波特长小得由于非单色光引起的偏离要比在其他波特长小得多。多。测定时应选择适当的浓度范围，使吸光度读数在测定时应选择适当的浓度范围，
16、使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。标准曲线的线性范围内。50（2 2）介质不匀整引起的偏离）介质不匀整引起的偏离 朗朗伯伯比比尔尔定定律律要要求求吸吸光光物物质质的的溶溶液液是是匀匀整整的的。假假如如被被测测溶溶液液不不匀匀整整，是是胶胶体体溶溶液液、乳乳浊浊液液或或悬悬浮浮液液时时，入入射射光光通通过过溶溶液液后后，除除一一部部分分被被试试液液吸吸取取外外，还还有有一一部部分分因因散散射射现现象象而而损损失失，使使透透射射比比削削减减，因因而而实实测测吸吸光光度度增增加加，便便标标准准曲曲线线偏偏离离直直线线向向吸吸光光度度轴轴弯弯曲曲。故故在在光光度度法法中中应应避避开开溶溶液产生胶体或
17、混浊。液产生胶体或混浊。51（3 3）由于溶液本身的化学反应引起的偏离）由于溶液本身的化学反应引起的偏离 溶液中的吸光物质常因解离、缔合、形成溶液中的吸光物质常因解离、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变更而变更其浓度，新化合物或互变异构等化学变更而变更其浓度，因而导致偏离朗伯因而导致偏离朗伯比尔定律。比尔定律。A A 解离解离 大部分有机酸碱的酸式、碱式对光有不同大部分有机酸碱的酸式、碱式对光有不同的吸取性质，溶液的酸度不同，酸的吸取性质，溶液的酸度不同，酸(碱碱)解离程度解离程度不同，导致酸式与碱式的比例变更，使溶液的吸不同，导致酸式与碱式的比例变更，使溶液的吸光度发生变更。光度发生变更。
18、52 B 络合 显色剂与金属离子生成的是多级络合物，且各级络合物对光的吸取性质不同，例如在Fe()与SCN-的络合物中，Fe(SCN)3颜色最深，Fe(SCN)2+颜色最浅，故SCN-浓度越大，溶液颜色越深，即吸光度越大。c 缔合 例如在酸性条件下，CrO42-会缔合生成Cr2O72-，而它们对光的吸取有很大的不同。在分析测定中，要限制溶液的条件，使被测组分以一种形式存在，以克服化学因素所引起的对朗伯比尔定律的偏离。532 2 吸光度测量的误差吸光度测量的误差 在吸光光度分析中，仪器测量不精在吸光光度分析中，仪器测量不精确也是误差确也是误差的主要来源。任何光度计都有确定的测量的主要来源。任何光
19、度计都有确定的测量误差。这误差。这些误差可能来源于光源不稳定，试验条件些误差可能来源于光源不稳定，试验条件偶然变动，偶然变动，读数不精确等。读数不精确等。在光度计中，透射比的标尺刻度匀整。吸在光度计中，透射比的标尺刻度匀整。吸光度标光度标尺刻度不匀整。对于同一仪器，读数的波尺刻度不匀整。对于同一仪器，读数的波动对透射动对透射比为确定值；而对吸光度读数波动则不再比为确定值；而对吸光度读数波动则不再为定值。为定值。吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误吸光度越大，读数波动所引起的吸光度误差也越大差也越大54 透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即光度测量
20、最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两光度测量最好选吸光度读数在刻度尺的中间而不落两端。待测溶液的透射比端。待测溶液的透射比T在在15%65%之间，或使吸光之间，或使吸光度度A在在0.20.8之间，才能保证测量的相对误差较小。之间，才能保证测量的相对误差较小。当当A=0.434(或透射比或透射比T=36.8%)时，测量的相对误时，测量的相对误差最小。差最小。556.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用其他吸光光度法及吸光光度法应用1 示差吸光光度法示差吸光光度法2 双波长吸光光度法双波长吸光光度法3 弱酸和弱碱解离常数的测定弱酸和弱碱解离常数的测定4 络合物组成的测定络合物组成的测定56（1）示
21、差吸光光度法的原理）示差吸光光度法的原理 吸吸光光光光度度法法一一般般仅仅适适用用于于微微量量组组分分的的测测定定，当当待待测测定定组组分分浓浓度度过过高高或或过过低低，会会引引起起很很大大的的测测量量误误差差，导导致致精精确确度度降降低低。示示差差吸吸光光光光度度法法可可克克服服这这一一缺缺点点。目目前前，主主要要有有高高浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法、低低浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法和和运运用用两两个个参参比比溶溶液液的的精精密密示示差差吸吸光光光光度度法法。它它们们的的基基本本原原理理相相同同，且且以以高高浓浓度度示示差差吸吸光光光光度度法法应应用用最最多多，仅仅介介绍绍高
22、高浓浓度度示示差差吸吸光光度法。光光度法。6.4.1 6.4.1 示差吸光光度法示差吸光光度法57 吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。吸光度差与这两种溶液的浓度差成正比。以把以把空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲线作为空白溶液作为参比的稀溶液的标准曲线作为A和和c的标准曲线，依据测得的的标准曲线，依据测得的A求出相应的求出相应的c值，值，从从cx=co+c可求出待测试液的浓度，这就是可求出待测试液的浓度，这就是示差吸示差吸光光度法定量的基本原理。光光度法定量的基本原理。58（2）示差吸光光度法的误差）示差吸光光度法的误差 c(即即cxco)，测测量量误误差差为为x%，结结果果为为cx(cx-c
23、o)x%；一一般般光光度度法法的的结结果果为为cxcxx%。因因cx只只是是稍稍大大于于co，故故cx总总是是远远大大于于c，故故示示差差吸吸光光光光度度法法的的精精确确度度高高。参参比比溶溶液液的的浓浓度度越越接接近近待待测测试试液液的的浓度，测量误差越小，最小误差可达浓度，测量误差越小，最小误差可达0.3%。59（1）双波长吸光光度法的原理）双波长吸光光度法的原理 使两束不同波长的单色光以确定的时使两束不同波长的单色光以确定的时间间隔交替地照射同一吸取池，测量并记间间隔交替地照射同一吸取池，测量并记录两者吸光度的差值。这样就可以从分析录两者吸光度的差值。这样就可以从分析波长的信号中扣除来自
24、参比波长的信号，波长的信号中扣除来自参比波长的信号，消退各种干扰，得待测组分的含量。分析消退各种干扰，得待测组分的含量。分析方法的灵敏度、选择性及测量的精密度高。方法的灵敏度、选择性及测量的精密度高。被广泛用于环境试样及生物试样的分析。被广泛用于环境试样及生物试样的分析。6.4.2 双波长吸光光度法双波长吸光光度法60 A与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依据。只用一个吸取池，以试液本身对某一波长的光的吸光度为参比，消退了因试液与参比液及两个吸收池之间的差异引起的测量误差，提高测量的精确度。61（2）双波长吸光光度法的应用）双波长吸光光度法的应用*混浊试液中组分测定混浊试液中组分测定：一般选
25、择待测组分的最大：一般选择待测组分的最大吸取波长为测量波长吸取波长为测量波长(l)，选择与其相近而两，选择与其相近而两波长相差在波长相差在4060 nm范围内且有较大的范围内且有较大的A值的值的波长为参比波长。波长为参比波长。*单组分的测定单组分的测定：进行单组分的测定，以络合物吸：进行单组分的测定，以络合物吸取峰作测量波长，参比波长的选择有：以等吸取取峰作测量波长，参比波长的选择有：以等吸取点为参比波长点为参比波长;以有色络合物吸取曲线下端的某以有色络合物吸取曲线下端的某一波长作为参比波长；以显色剂的吸取峰为参比一波长作为参比波长；以显色剂的吸取峰为参比波长。波长。62*两组分共存时的分别测
26、定：当两种组分的吸取光谱有重叠时，要测定其中一个组分就必需消退另一组分的光吸取。对于相互干扰的双组分体系，它们的吸取光谱重叠，选择参比波长和测定波长的条件是:待测组分在两波特长的吸光度之差A要足够大，干扰组分在两波特长的吸光度应相等，这样用双波长法测得的吸光度差只与待测组分的浓度成线性关系，与干扰组分无关，从而消退了干扰。63 测定苯酚测定苯酚(X)与与2，4，6-三氯苯酚三氯苯酚(Y)混合物中的混合物中的苯酚时就可用这种方法。苯酚时就可用这种方法。当选择当选择2为测量波长，三为测量波长，三氯苯酚在此波特长也有较氯苯酚在此波特长也有较大吸取，产生干扰。选择大吸取，产生干扰。选择波长波长1或或1
27、（等吸取点）（等吸取点）作为参比波长，则可以消作为参比波长，则可以消退三氯苯酚对苯酚测定的退三氯苯酚对苯酚测定的干扰。干扰。643 弱酸和弱碱解离常数的测定弱酸和弱碱解离常数的测定 HB=H+B-656.4.4 络合物组成的测定络合物组成的测定（1）饱和法）饱和法(又称摩尔比法又称摩尔比法)固定一种组分固定一种组分(通常是金通常是金属离子属离子M)的浓度，变更络合的浓度，变更络合剂剂(R)的浓度，得到一系列的浓度，得到一系列R/M比值不同的溶液，比值不同的溶液，并配制相应的试剂空白作并配制相应的试剂空白作参比液，分别测定其吸光度。参比液，分别测定其吸光度。以吸光度以吸光度A为纵坐标，为纵坐标，
28、R/M为横坐标作图。为横坐标作图。66（2）连续变更法）连续变更法(又称等摩尔系列法又称等摩尔系列法)cM+cR=c，变更，变更cM和和cR的相对量，的相对量，配制一系列溶液，在有色络合物配制一系列溶液，在有色络合物的最大吸取波特长测量这一系列的最大吸取波特长测量这一系列溶液的吸光度。当溶液中络合物溶液的吸光度。当溶液中络合物MRn浓度最大时，浓度最大时，cR/cM比值为比值为n。当当cM/c为为0.5时，络合比为时，络合比为1:1；当当cM/c为为0.33，络合比为，络合比为1:2；当当cM/c=0.25时，络合比为时，络合比为1:3。671 了了解解分分子子对对光光的的吸吸取取与与溶溶液液
29、颜颜色色的的关关系系.吸吸取取曲曲线线定定性分析的基础。性分析的基础。定定量量分分析析的的基基础础朗朗伯伯-比比尔尔定定律律：A=bc=-lgT 式式中中各各参数的物理意义，定量计算。参数的物理意义，定量计算。2 了了解解目目视视比比色色法法、分分光光光光度度法法的的特特点点，分分光光光光度度计计的的基基本部件。本部件。3 灵敏度的表示灵敏度的表示摩尔吸光系数的意义和计算；摩尔吸光系数的意义和计算；精确度精确度适宜的测量范围、偏离比尔定律的缘由。适宜的测量范围、偏离比尔定律的缘由。4 显显色色反反应应及及条条件件的的确确定定:显显色色剂剂用用量量、酸酸度度、时时间间、温温度、干扰及消退。度、干扰及消退。5 应应用用:单单一一组组分分测测定定示示例例、多多组组分分测测定定、光光度度滴滴定定、络络合物组成的测定、酸碱离解常数的测定。合物组成的测定、酸碱离解常数的测定。第六章第六章 小小 结结68