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1、分析化学精品课程建设第十章吸光光度法教案 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望主要参考书主要参考书 北京大学：北京大学：北京大学：北京大学：定量分析简明教程定量分析简明教程定量分析简明教程定量分析简明教程（第二版）（第二版）（第二版）（第二版）武汉大学：武汉大学：武汉大学：武汉大学：分析化学分析化学分析化学分析化学（第二、三、四版）（第二、三、四版）（第二、三、四版）（第二、三、四版）李龙泉，林长山，朱玉瑞，吕敬慈，江万权李龙泉，林长山，朱玉瑞，吕敬慈，
2、江万权李龙泉，林长山，朱玉瑞，吕敬慈，江万权李龙泉，林长山，朱玉瑞，吕敬慈，江万权定量分定量分定量分定量分析化学析化学析化学析化学 R.Kellneretal.,(FECS)R.Kellneretal.,(FECS)Analytical Chemistry Analytical Chemistry （中译本：分析化学，北（中译本：分析化学，北（中译本：分析化学，北（中译本：分析化学，北京大学出版社，京大学出版社，京大学出版社，京大学出版社，20012001）J.A.Dean:J.A.Dean:（世界图书出版社）（世界图书出版社）（世界图书出版社）（世界图书出版社）Analytical Chem
3、istry Handbook(Analytical Chemistry Handbook(中译本：分中译本：分中译本：分中译本：分析化学手册）析化学手册）析化学手册）析化学手册）D.Harvey:(McGrawHill)D.Harvey:(McGrawHill)Modern Analytical Chemistry Modern Analytical Chemistry2经典定量分析法回顾经典定量分析法回顾1.前面我们学习了什么前面我们学习了什么?4种容量分析和重量分析种容量分析和重量分析2.要要点点：定定量量分分析析需需要要满满足足一一定定的的条条件件，不不是是写写了了一一个个方方程程式式，
4、就就可可以以做做定定量量分分析析，容容量量分分析析和和重重量量分分析析都都有有丰丰富富的的内内容容，如如重重量量分分析析晶晶核核的的形形成成、晶晶核核成成长长为为晶晶体体的的过过程程，要要想想得得到到纯纯净净的的沉沉淀淀需需要要控控制制实实验验条条件，减少共沉淀。件，减少共沉淀。3.掌掌握握好好这这些些基基础础知知识识无无论论是是从从事事中中学学教教学学，还还是是进进一一步步从从事事科科学学研研究究工工作作都都是是非非常常重重要要的的，在在今今后后的的事事业中可少走弯路。业中可少走弯路。4.注意问题：上述是经典分析，理论成熟，完善，再注意问题：上述是经典分析，理论成熟，完善，再发展不容易，特别
5、是年轻人难以有所作为发展不容易，特别是年轻人难以有所作为。3第十章第十章吸光光度法吸光光度法吸吸光光光光度度法法（Absorptionphotometry）是是一一种种基基于于物物质质对对光光的的选选择择性性吸吸收收而而建建立立起起来来的的一一种种分分析析方方法法。包包括括可可见见吸吸光光光光度度法法、紫紫外外-可可见见吸吸光光光光度度法法和和红红外外光光谱谱法法等等，也也叫叫分分光光光光度度法法(spectrophotometry)、比比色色法法。吸吸光光光光度度法法同同滴滴定定分分析析法法、重重量量分分析析法法相相比比，有以下一些特点：有以下一些特点：(一一)灵灵敏敏度度高高吸吸光光光光度
6、度法法测测定定物物质质的的浓浓度度下下限限(最最低低浓浓度度)一一般般可可达达1-10-3%的的微微量量组组分分。如如果果对对被被测测组分事先加以组分事先加以富集，灵敏度还可以提高富集，灵敏度还可以提高1-2个数量级。个数量级。4(二二)准确度较高准确度较高一般吸光光度法的相对一般吸光光度法的相对误差为误差为1-5%，其准确度虽不如滴定分析法及重量，其准确度虽不如滴定分析法及重量法，但对微量成分来说，还是比较满意的，因为法，但对微量成分来说，还是比较满意的，因为在这种情况下，滴定分析法和重量法也不够准确在这种情况下，滴定分析法和重量法也不够准确了，甚至无法进行测定。了，甚至无法进行测定。(三三
7、)操作简便，测定速度快操作简便，测定速度快(批量样品测定批量样品测定)(四四)应应用用广广泛泛几几乎乎所所有有的的无无机机离离子子和和有有机机化合物都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。化合物都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。基基于于上上述述特特点点，吸吸光光光光度度法法被被称称作作现现代代分分析析化学的化学的“常规武器常规武器”。5一、光的基本性质一、光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光是一种电磁波，具有波粒二象性。其波长其波长、频率、频率与速度与速度c之间的关系为：之间的关系为：E=c/为为普普朗朗克克常常数数，其其值值为为6.6310-34Js。普普朗朗克克方程表示了光的波
8、动性和粒子性之间的关系。方程表示了光的波动性和粒子性之间的关系。显显然然，不不同同波波长长的的光光具具有有不不同同的的能能量量，波波长长愈短，能量愈高；波长愈长，能量愈低。愈短，能量愈高；波长愈长，能量愈低。通通常常意意义义的的单单色色光光是是指指其其波波长长处处于于某某一一范范围围的的光光，而而复复合合光光则则由由不不同同单单色色光光组组成成，如如阳阳光光和和白炽灯泡发出的光均为复合光。白炽灯泡发出的光均为复合光。第一节第一节物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收6电磁辐射(电磁波)按其波长可分为不同区域：g g射线射线5140pmX射线射线10-310nm光学区光学区10nm1000m
9、mm其中：远紫外区其中：远紫外区10200nm近紫外区近紫外区200380nm可见区可见区380780nm近红外区近红外区0.782.5m mm中红外区中红外区2.550m mm远红外区远红外区501000m mm微波微波 0.1mm1m无线电波无线电波1m 7 电电磁磁波波谱谱的的波波长长范范围围很很宽宽，其其中中范范围围较较窄窄的的一一段段可可见见光光谱谱区区在在分分析析化化学学中中获获得得了了最最为为广广泛泛的的应应用用，本本章章以以此此讨讨论论的的对对象象。所所谓谓可可见见光光是是指指人人的的眼眼睛睛所所能能感感觉觉到到的的波波长长范范围围为为400750nm的的电电磁磁波波。当当一一
10、束束阳阳光光(即即白白光光)通通过过棱棱镜镜后后就就色色散散成成红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、蓝蓝、紫紫等等颜颜色色的的光光，它它们们具具有有不不同同的的波波长长范范围围，如如图图101所所示示。反反之之，这这些些不不同同颜颜色色的的光光依依照照强强度度按按一一定定的的比比例例混混合合后后，便便又又形形成成白白光光。进进一一步步的的研研究究表表明明，只只需需将将两两种种适适当当颜颜色色的的光光依依强强度度按按一一定定的的比比例例混混合合就就可可形形成成白白光光，它它们们称称为为互互补补色色光光，图图101中中处处于于直直线线关关系系的的两两种种光光即即为为互互补补色色光光。(三三基基色色是是红
11、红、绿绿、蓝蓝)阳阳光光、白白炽炽灯灯光光等等白白光光便便是是由由一一对对对互补色光依强度按一定比例混合而成的。对互补色光依强度按一定比例混合而成的。Goto 8光的互补色示意图光的互补色示意图return9(一一)物质对光产生选择性吸收和原因物质对光产生选择性吸收和原因物物质质的的分分子子内内部部具具有有一一系系列列不不连连续续的的特特征征能能级级，包包括括电电子子能能级级、振振动动能能级级和和转转动动能能级级，CHP-MolecularEnergyLevels.htm这这些些能能级级都都是是量量子子化化的的，这这些些能能级级又又可可分分为为基基态态和和能能量量较较高高的的若若干干个个激激发
12、发态态。双双原原子子分分子子的的三三种种能能级级跃跃迁迁示示意意图图.jpg在在一一般般情情况况下下，物物质质的的分分子子都都处处于于能能量量最最低低、最最稳稳定定的的状状态态基基态态。当当用用光光照照射射某某物物质质后后，如如果果光光具具有有的的能能量量恰恰与与物物质质分分子子的的某某一一能能级级差差相相等等时时，这这一一波波长长的的光光即即可可被被分分子子吸吸收收，从从而而使使其其产产生生能能级级跃跃迁迁而而进进入入较较高高的的能能态态激激发发态态。也也就就是是说说，并并不不是是任任一一波波长长的的光光都都可可以以被被某某一一物物质质所所吸吸收收。由由于于不不同同物物质质的的分分子子其其组
13、组成成和和结结构构不不同同，它它们们所所具具有有的的特特征征能能级级也也不不同同，故故能能级级差差不不同同，而而各各物物质质只只能能吸吸收收与与它它们们分分子子内内部部能能级级差差相相当当的的光光辐辐射射，所所以以不不同同物物质质对不同波长光的吸收具有选择性。对不同波长光的吸收具有选择性。二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收10（二）（二）物质的颜色与吸收光的关系物质的颜色与吸收光的关系从光本身来说，有些波长的光线，作用于从光本身来说，有些波长的光线，作用于眼睛引起了颜色的感觉，我们把人眼所能看见有眼睛引起了颜色的感觉，我们把人眼所能看见有颜色的光叫做可见光，其波长范围大约在颜色的
14、光叫做可见光，其波长范围大约在400-750nm之间。实验证明：白光之间。实验证明：白光(日光、白炽电灯日光、白炽电灯光、日光灯光等光、日光灯光等)是由各种不同颜色的光按一定是由各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成的。如果让一束白光通过三的强度比例混合而成的。如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫棱镜，就分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七七种颜色的光种颜色的光，这种现象称为光的色散。每种颜色，这种现象称为光的色散。每种颜色的光具有一定的波长范围。我们把白光叫做复合的光具有一定的波长范围。我们把白光叫做复合光；把只具有一种颜色的光，叫做单色光。光；把只具有一种颜色的光，
15、叫做单色光。分析分析化学上所指的单色光是波长范围很窄的光化学上所指的单色光是波长范围很窄的光。Goto 1211物质颜色与吸收光颜色的关系物质颜色与吸收光颜色的关系return12光光的的互互补补色色现现象象在在日日常常生生活活中中常常遇遇到到。如如黄黄绿绿光光和和紫紫光光互互补补，红红光光和和蓝蓝绿绿光光互互补补，等等等等。(提提示示:日日常常生生活活中中光光吸吸收收互互补补性性，如如：植植物物叶叶、花花，塑塑料料薄膜薄膜)对对固固体体物物质质来来说说，当当白白光光照照射射到到物物质质上上时时，物物质质对对于于不不同同波波长长的的光光吸吸收收、透透过过、反反射射、折折射射的的程程度度不不同同
16、而而使使物物质质呈呈现现出出不不同同的的颜颜色色。如如果果物物质质对对各各种种波波长长的的光光完完全全吸吸收收，则则呈呈现现黑黑色色；如如果果完完全全反反射射，则则呈呈现现白白色色；如如果果对对各各种种波波长长的的光光吸吸收收程程度度差差不不多多，则则呈呈现现灰灰色色；如如果果物物质质选选择择性性地地吸吸收收某某些些波波长长的的光光，那那么么，这这种种物物质质的的颜颜色色就就由由它它所所反反射射或或透透过过光光的的颜颜色来决定。色来决定。13 对对溶溶液液来来说说，溶溶液液呈呈现现不不同同的的颜颜色色，是是由由于于溶溶液液中中的的质质点点(分分子子或或离离子子)选选择择性性的的吸吸收收某某种种
17、颜颜色色的的光光所所引引起起的的。如如果果各各种种颜颜色色的的光光透透过过程程度度相相同同，这这种种物物质质就就是是无无色色透透明明的的。如如果果只只让让一一部部分分波波长长的的光光透透过过，其其它它波波长长的的光光被被吸吸收收，则则溶溶液液就就呈呈现现出出透透过过光光的的颜颜色色，也也就就是是溶溶液液呈呈现现的的是是与与它它吸吸收收的的光光成成互互补补色色的的颜颜色色。例例如如硫硫酸酸铜铜溶溶液液因因吸吸收收了了白白光光中中的的黄黄色色光光而而呈呈蓝蓝色色；高高锰锰酸酸钾钾溶溶液液因因吸吸收收了了白白光光中中的的绿绿色色光光而而呈呈现现紫紫色色。其其实实，任任何何一一种种溶溶液液对对不不同同
18、波波长长的的光光的的吸吸收收程程度度是是不不相相等等的的。如如果果将将某某种种波波长长的的单单色色光光依依次次通通过过一一定定浓浓度度的的某某一一溶溶液液，测测量量该该溶溶液液对对各各种种单单色色光光的的吸吸收收程程度度，以以波波长长为为横横坐坐标标，以以吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标可可以以得得到到一一条条曲曲线线，叫叫做做吸吸收收光光谱谱曲曲线线或或光光吸吸收收曲曲线线。它它清清楚楚地地描描述述了溶液对不同波长的光的吸收情况。了溶液对不同波长的光的吸收情况。14以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即可得到一条吸光度随波长变化的曲线，称之为吸收曲得到一条
19、吸光度随波长变化的曲线，称之为吸收曲线或吸收光谱。线或吸收光谱。图图102是四个不同浓度的是四个不同浓度的KMnO4溶液的光吸收曲线。从图溶液的光吸收曲线。从图102可以看出，在可见可以看出，在可见光范围内，光范围内，KMnO4溶液对波长溶液对波长525nm附近的绿色附近的绿色光有最大吸收，而对紫色和红色光则吸收很少。光光有最大吸收，而对紫色和红色光则吸收很少。光吸收程度最大处的波长，称为最大吸收波长，常用吸收程度最大处的波长，称为最大吸收波长，常用l l最最大大或或l lmax表表示示，任任何何可可见见光光区区内内、溶溶液液的的颜颜色色主主要要是是由由这这个个数数值值决决定定的的。在在正正常
20、常情情况况下下，选选用用不不同同浓浓度度的的某某种种溶溶液液，最最大大吸吸收收波波长长也也是是固固定定不不变变的的，说明光的吸收与溶液中物质的结构有关。说明光的吸收与溶液中物质的结构有关。Goto 1715Absorptionspectrum图图10-2KMnO4溶溶液的吸收曲线液的吸收曲线(cKMnO4:abcd)return16一、朗伯一、朗伯-比耳定律比耳定律（一）朗伯（一）朗伯-比耳定律的推导比耳定律的推导朗朗伯伯(Lambert)和和比比耳耳(beer)分分别别于于1760年年和和1852年年研研究究了了光光的的吸吸收收与与有有色色溶溶液液吸吸收收层层的的厚厚度度及及溶溶液液浓浓度度
21、的的定定量量关关系系，奠奠定定了了分分光光光光度度分分析析法法的的理理论论基基础础。当当一一束束平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射到到任任何何均均匀匀、非非散散射射的的介介质质（固固体体、液液体体或或气气体体）；例例如如溶溶液液，光光的的一一部部分分被被介介质质吸吸收收，一一部部分分透透过过溶溶液液、一一部部分分被被器器皿皿的的表表面面反反射射。如如果果入入射射光光的的强强度度为为I0，吸吸收收光光的的强强度度为为Ia，透透过过光光的的强强度度为为It,反反射射光光的的强强度度为为Ir则则它它们们之之间间的的关关系为系为I0Ir+Ia+It17 在在分分光光光光度度测测定定中中，装装溶溶液液
22、的的比比色色皿皿都都是是采采用用相相同同质质的的光光学学玻玻璃璃制制成成的的，反反射射光光的的强强度度基基本本上上是是不不变变的的(一一般般约约为为入入射射光光强强度度的的4)其其影影响响可可以以互互相相抵抵消消，于是可以简化为于是可以简化为I0It+Ia纯纯水水对对于于可可见见光光的的吸吸收收极极微微，故故有有色色液液对对光光的的吸吸收完全是由溶液中的有色质点造成的。收完全是由溶液中的有色质点造成的。当当入入射射光光的的强强度度I0一一定定时时，如如果果Ia越越大大，It就就越越小小，即即透透过过光光的的强强度度越越小小，表表明明有有色色溶溶液液对对光光的的吸吸收收程程度度就越大。就越大。实
23、践证明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液实践证明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。的浓度、液层的厚度以及入射光的强度等因素有关。如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度与溶液的如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度与溶液的浓度和液层的厚度有关。浓度和液层的厚度有关。183.朗伯朗伯-比耳定律比耳定律如如果果同同时时考考虑虑溶溶液液的的浓浓度度和和液液层层的的厚厚度度都都变变化化，都都影影响响物物质质对对光光的的吸吸收收，则则上上述述两两个个定定律律可可合合并并为为朗伯朗伯-比耳定律，即得到：比耳定律，即得到：CHP-Beer-LambertLaw.h
24、tm1.朗伯定律朗伯定律2.比耳定律比耳定律19A=Kbc此式为光吸收定律的数学表达式。此式为光吸收定律的数学表达式。式式中中A称称为为吸吸光光度度，K是是比比例例常常数数，与与入入射射光光的波长、物质的性质和溶液的温度等因素有关。的波长、物质的性质和溶液的温度等因素有关。I/I0称为透光率，用称为透光率，用T表示。它与表示。它与A的关系为：的关系为：20朗伯朗伯比尔定律的物理意义和适用范围比尔定律的物理意义和适用范围 当当一一束束平平行行单单色色光光垂垂直直通通过过某某一一均均匀匀非非散散射射的的吸吸光光物物质质时时，其其吸吸光光度度A与与吸吸光光物物质质的的浓浓度度c及及吸吸收收层层厚厚度
25、度b成成正正比比。这这正正是是吸吸光光光光度度法法进行定量分析的理论依据。进行定量分析的理论依据。朗朗伯伯比比尔尔定定律律是是光光吸吸收收的的基基本本定定律律，适适用用于于所所有有的的电电磁磁辐辐射射与与所所有有的的吸吸光光物物质质(可可以以是是气气体体、固固体体、液液体体、原原子子、分分子子和和离离子子)间间的的作作用用。但但由由推推导导过过程程中中所所确确定定的的假假设设可可知知，朗朗伯伯比比尔尔定定律律的的成成立立是是有有前前提提的的，即即(1)入入射射光光为为平平行行单单色色光光且且垂垂直直照照射射；(2)吸吸光光物物质质为为均均匀匀非非散散射射体体系系；(3)吸吸光光质质点点之之间间
26、无无相相互互作作用用；(4)辐辐射射与与物物质质之之间间的的作作用用仅仅限限于于光光吸吸收过程，无荧光和光化学现象发生。收过程，无荧光和光化学现象发生。21吸光度的加和性吸光度的加和性 以上是对吸收介质中单一组分吸光度的讨以上是对吸收介质中单一组分吸光度的讨论。当介质中含有多种吸光组分时，只要各组论。当介质中含有多种吸光组分时，只要各组分间不存在着相互作用，则在某一波长下介质分间不存在着相互作用，则在某一波长下介质的总吸光度是各组分在该波长下吸光度的加和，的总吸光度是各组分在该波长下吸光度的加和，即即AA1+A2+An，这一规律称为吸光度的，这一规律称为吸光度的加和性，可应用于多组分的同时测定
27、中。加和性，可应用于多组分的同时测定中。本年度本领域主要研究成果本年度本领域主要研究成果:1.LM-BP1.LM-BP神神经经网网络络应应用用于于光光度度法法同同时时测测定定邻邻苯苯二二酚酚、间间苯苯二二酚酚和和对对苯苯二二酚酚三三组组分分光光谱谱学学与与光光谱谱分分析析，20052005，25(11)25(11)：124-126124-1262 2主主成成分分线线性性回回归归分分光光光光度度法法同同时时测测定定复复方方制制剂剂中中苯苯酚酚和和间间苯苯二二酚酚中中国国卫卫生生检检验验，20052005，(10)(10)：1156-1156-1157115722思考题与习题P3011、2、3、4
28、23谢谢各位同学参与!24谢谢大家的支持!Return 8 25（二）吸收系数和桑德尔灵敏度（二）吸收系数和桑德尔灵敏度1.吸收系数吸收系数(1)吸收系数吸收系数a当当c的单位为的单位为g/L，b的单位为的单位为cm时，时，K用用a表示，表示，称为吸收系数，其单位为称为吸收系数，其单位为L/gcm，这时朗伯，这时朗伯-比耳比耳定律变为：定律变为：Aabc(2)摩尔吸收系数摩尔吸收系数 当式中浓度当式中浓度c的单位为的单位为mol/L，液层厚度的单位，液层厚度的单位为为cm时，则用另一符号时，则用另一符号表示，称为摩尔吸收系数，表示，称为摩尔吸收系数，它表示物质的浓度为它表示物质的浓度为1mol
29、/L，液层厚度为，液层厚度为1cm时，时，溶液的吸光度。其单位为溶液的吸光度。其单位为L/molcm。这时朗伯。这时朗伯-比比耳定律就变为耳定律就变为:26Abc在分光光度分析实践中在分光光度分析实践中,我们不能直接取我们不能直接取1mol/L这样高浓度的有色溶液来测定摩尔吸光系数值，而这样高浓度的有色溶液来测定摩尔吸光系数值，而是在适宜的低浓度时测定吸光度，然后通过计算求是在适宜的低浓度时测定吸光度，然后通过计算求得得值。值。2.桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度 吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数吸光光度法的灵敏度除用摩尔吸收系数表示外，表示外，还常用桑德尔灵敏度还常用桑德尔灵敏度S表示。表示。定义
30、：当光度仪器的检测极限为定义：当光度仪器的检测极限为A=0.001时，单时，单位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量位截面积光程内所能检出的吸光物质的最低质量（gcm-2）。）。27由桑德尔灵敏度由桑德尔灵敏度S的定义可得到：的定义可得到：A=0.001=bc 28即：即：S=M/k k 可可见见，某某物物质质的的摩摩尔尔吸吸光光系系数数k k越越大大，其其桑桑德德尔灵敏度尔灵敏度S越小，即该测定方法的灵敏度越高。越小，即该测定方法的灵敏度越高。3.标准曲线的绘制及应用标准曲线的绘制及应用配配制制一一系系列列已已知知浓浓度度的的标标准准溶溶液液，在在一一定定条条件件下下进进行行测测定定。然
31、然后后以以吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标，以以浓浓度度为为横横坐坐标标作作图图，得得到到一一条条标标准准曲曲线线，也也称称做做工工作作曲曲线线。曲曲线线的的斜斜率率为为k kb，由由此此可可得得到到摩摩尔尔吸吸收收系系数数k k；也也可可根根据据未未知知液液的的Ax,在在标标准准曲曲线线上上查查出出未未知知液液的的浓浓度度cx。29二、引起偏离朗伯二、引起偏离朗伯-比耳定律的原因比耳定律的原因(一一)物理因素物理因素1.单色光不纯所引起的偏离单色光不纯所引起的偏离严严格格地地讲讲，朗朗伯伯-比比耳耳定定律律只只对对一一定定波波长长的的单单色色光光才才成成立立。但但在在实实际际工工作作中中，目目前
32、前用用各各种种方方法法得得到到的的入入射射光光并并非非纯纯的的单单色色光光，而而是是具具有有一一定定波波长长范范围围的的单单色色光光。那那么么，在在这这种种情情况况下下，吸吸光光度度与与浓浓度度并并不不完完全全成成直直线线关关系系，因因而而导导致致了了对对朗朗伯伯比比耳耳定定律律的偏离。的偏离。2.非平行入射光引起的偏离非平行入射光引起的偏离非非平平行行入入射射光光将将导导致致光光束束的的平平均均光光程程b大大于于吸吸收池的厚度收池的厚度b，实际测得的吸光度将大于理论值。，实际测得的吸光度将大于理论值。303介质不均匀性引起的偏离介质不均匀性引起的偏离朗伯朗伯-比耳定律是建立在均匀、非散射基比
33、耳定律是建立在均匀、非散射基础上的一般规律、如果介质不均匀，呈胶体、础上的一般规律、如果介质不均匀，呈胶体、乳浊、悬浮状态存在，则入射光除了被吸收乳浊、悬浮状态存在，则入射光除了被吸收之外、还会有反射、散射作用。在这种情况之外、还会有反射、散射作用。在这种情况下，物质的吸光度比实际的吸光度大得多，下，物质的吸光度比实际的吸光度大得多，必然要导致对朗伯必然要导致对朗伯-比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。31（二）化学因素（二）化学因素1溶液浓度过高引起的偏离溶液浓度过高引起的偏离朗朗伯伯-比比耳耳定定律律是是建建立立在在吸吸光光质质点点之之间间没没有有相相互互作作用用的的前前提提下下。但但当当溶溶
34、液液浓浓度度较较高高时时，吸吸光光物物质质的的分分子子或或离离子子间间的的平平均均距距离离减减小小，从从而而改改变变物物质质对对光光的的吸吸收收能能力力，即即改改变变物物质质的的摩摩尔尔吸吸收收系系数数。浓浓度度增增加加，相相互互作作用用增增强强，导导致致在在高高浓浓度度范范围围内内摩摩尔尔吸吸收收系系数数不不恒恒定定而而使使吸吸光光度度与与浓浓度度之之间间的的线线性关系被破坏。性关系被破坏。2.化学变化所引起的偏离化学变化所引起的偏离溶溶液液中中吸吸光光物物质质常常因因解解离离、缔缔合合、形形成成新新的的化化合合物物或或在在光光照照射射下下发发生生互互变变异异构构等等，从从而而破破坏坏了了平
35、平衡衡浓浓度度与与分分析析浓浓度度之之间间的的正正比比关关系系，也也就就破破坏坏了了吸吸光光度度A与与分分析析浓浓度度之之间间的的线线性性关关系系。产产生生对朗伯对朗伯-比耳定律的偏离。比耳定律的偏离。32第三节第三节吸光光度法的仪器吸光光度法的仪器一、基本部件一、基本部件一一般般由由光光源源、单单色色器器（分分光光系系统统）、吸吸收收池池、检检测系统和信号显示系统等五部分组成。测系统和信号显示系统等五部分组成。（一）光源（一）光源常常用用的的光光源源为为6-12伏伏低低压压钨钨丝丝灯灯，电电源源由由温温器器供供给给，为为了了保保持持光光源源强强度度的的稳稳定定，以以获获得得准准确确的的测测定
36、定果果，电压必须稳定。电压必须稳定。（二）单色器（分光系统）（二）单色器（分光系统）单单色色器器的的作作用用从从光光源源发发出出的的复复合合光光中中分分出出所所需需要要的单色光。的单色光。单单色色器器通通常常由由由由入入射射狭狭缝缝、准准直直镜镜、色色散散元元件件、聚焦镜和出射缝组成。聚焦镜和出射缝组成。33（三）吸收池（比色皿）（三）吸收池（比色皿）比比色色皿皿是是用用透透明明无无色色的的光光学学玻玻璃璃制制作作的的。大大多多数数比比色色皿皿为为长长方方形形，也也有有圆圆柱柱形形的的。一一般般厚厚度度为为0.5、1、2和和3厘米。厘米。（四）检测系统（四）检测系统(又叫光电转化器又叫光电转化
37、器)在在光光度度计计中中，常常用用的的是是硒硒光光电电池池。晒晒光光电电池池和和眼眼睛睛相相似似，对对于于各各种种不不同同波波长长的的光光线线，灵灵敏敏度度是是不不同同的的。对对于于波波长长为为500-600nm的的光光线线最最灵灵敏敏。而而对对紫紫外外线线，红外线则不能应用。红外线则不能应用。光光电电管管和和光光电电倍倍增增管管用用于于较较精精密密的的分分光光光光度度计计中中。具有灵敏度高、光敏范围广及不易疲劳等特点。具有灵敏度高、光敏范围广及不易疲劳等特点。34（五）信号显示系统（五）信号显示系统早早期期使使用用的的是是检检流流计计、微微安安表表、电电位位计计、数数字字电压表、自动记录仪等
38、。电压表、自动记录仪等。现现代代的的分分光光光光度度计计广广泛泛采采用用数数字字电电压压表表、函函数数记录仪、示波器及数据处理台等。记录仪、示波器及数据处理台等。测测量量光光电电流流的的检检流流计计常常用用悬悬镜镜式式检检流流计计(也也称称作作直直流流复复射射式式检检流流计计)，其其灵灵敏敏度度可可达达10-9安安培培格格。为为了了保保护护检检流流计计，使使用用中中要要防防止止震震动动或或大大电电流流通通过过。检检流流计计标标尺尺上上有有两两种种刻刻度度，等等刻刻度度的的是是表表示示百百分分透透光率光率(T)，对数刻度表示吸光度，对数刻度表示吸光度(A)。根根据据透透光光率率T，如如果果把把入
39、入射射光光强强度度I当当作作I光光强强单单位位，透透过过光光强强度度当当作作100光光强强单单位位中中的的一一部部分分，这这一数值为百分透光度，亦称为百分透光率。一数值为百分透光度，亦称为百分透光率。35二、吸光度的测量原理二、吸光度的测量原理分分光光光光度度计计实实际际上上测测得得的的是是光光电电流流或或电电压压，通通过过转转换换器器将将测测得得的的电电流流或或电电压压转转换换为为对对应应的的吸吸光光度度A。测测定定时时，只只要要将将待待测测物物质质推推入入光光路路，即即可可直直接接读读出出吸吸光度值。光度值。测定步骤：测定步骤：1调节检测器零点，即仪器的机械零点。调节检测器零点，即仪器的机
40、械零点。2应用不含待测组分的参比溶液调节吸光零点。应用不含待测组分的参比溶液调节吸光零点。3.待测组分吸光度的测定。待测组分吸光度的测定。36三、分光光度计的类型三、分光光度计的类型可可见见分分光光光光度度计计、紫紫外外-可可见见分分光光光光度度计计和和红红外外分光光度计。分光光度计。(一一)单光束分光光度计单光束分光光度计721、722、751型型。751型型分分光光光光度度计计是是一一种种波波长长范范围围较较宽宽(200-1000nm)、精精密密度度较较高高的的分分光光光光度度计计。由由光光源源(钨钨丝丝灯灯或或氢氢灯灯)发发出出的的光光线线由由反反射射镜镜反反射射，使使光光线线经经狭狭缝
41、缝的的下下半半部部，经经准准光光镜镜进进入入单单色色器器棱棱镜镜色色散散底底，由由准准光光镜镜将将光光聚聚焦焦于于狭狭缝缝上上半半部部而而射射出出，经经液液槽槽照照射射于于光光电电管管上上。由由此此可可见见，仪仪器器用用同同一一狭狭缝缝作作入入光光和和出出光光狭狭缝缝，它们始终具有相同的宽度。它们始终具有相同的宽度。37棱棱镜镜和和透透镜镜均均由由石石英英材材料料作作成成，反反光光镜镜和和准准光光镜镜表表面面镀镀铝铝。所所以以全全部部系系统统保保证证紫紫外外光光谱谱通通过过。波波长长 200-320nm范范 围围 用用 氢氢 灯灯 作作 光光 源源，波波 长长 320-1000nm范范围围用用钨钨丝丝灯灯作作光光源源波波长长200-625nm用用蓝蓝敏敏 光光 电电 管管(GD-5)测测 量量 进进 射射 光光 强强 度度，波波 长长 625-1000nm用用红红放放光光电电管管(GD-6)测测量量透透射射光光强强度度。吸吸光光度度和和透透光光度度刻刻在在读读数数电电位位差差计计转转盘盘上上，而而电电流流计计起示零作用。起示零作用。(二二)双光束分光光度计双光束分光光度计38