《第十一章 吸光光度法2012s.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十一章 吸光光度法2012s.ppt（59页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第十一章第十一章 吸光光度法吸光光度法吸吸光光光光度度法法是是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分分析析方方法法，它它既既是是分分子子光光谱谱，又又是是吸吸收收光光谱谱，包包括括比比色色法法、可可见见及及紫紫外外吸吸光光光光度度法法及及红红外外光光谱谱法法等等。我我们们重重点点讨讨论论可可见光区的吸光光度法。见光区的吸光光度法。一、光的基本性质一、光的基本性质1、电磁波、电磁波光是一种电磁波，具有光是一种电磁波，具有波粒二象性波粒二象性，符合，符合普朗克方程。普朗克方程。E=h=hc/h=6.6310-34 Js=4.13610-15 eVs 计算时应注意
2、各物理量的单位。计算时应注意各物理量的单位。11.1 11.1 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理2、电磁波谱（下册、电磁波谱（下册p33）3、单色光与复合光单色光与复合光单色光：具有单一波长的光复合光：由不同单色光所组成的，如太阳光、白炽光。4、可见光可见光可可见见光光：人人眼眼能能感感觉觉到到的的波波长长位位于于400-780nm范范围围内内的的光光。它它是是由由红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。5 5、可见光区中光的互补原理、可见光区中光的互补原理光光的的互互补补原原理理：按按一一定定比比例例混混合合，得得到到白白
3、光光。混混合合前前的的这这两两种种色色光光称称为为互互补补色色光。光。紫和绿、黄和蓝、橙和青蓝、红和青紫和绿、黄和蓝、橙和青蓝、红和青二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收1、机机理理：分分子子外外层层价价电电子的跃迁引起。子的跃迁引起。v物物质质一一定定，其其分分子子的的基基态态和和激激发发态态就就具具有有确确定定的的能能量量，价价电电子子跃跃迁迁过过程程中中吸吸收收光光的的能能量量（波波长长）是是确确定定的的，故故物物质质对光的吸收具有选择性。对光的吸收具有选择性。注：物质浓度的大小决定了溶液颜色的深浅。注：物质浓度的大小决定了溶液颜色的深浅。2、物质呈现颜色与光吸收的关系：、物
4、质呈现颜色与光吸收的关系：物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。性吸收作用而产生的。3、吸吸收收光光谱谱：以以波波长长为为横横坐坐标标，吸吸光光度度为为纵纵坐坐标作图。标作图。*最最大大吸吸收收波波长长：光光吸吸收收程程度度最最大大处处的的波波长长，用用max表示。表示。*吸光度（吸光度（absorbance）在可见光区，在可见光区，KMnO4溶液溶液对波长对波长525 nm附近绿色光附近绿色光的吸收最强，而对紫色和的吸收最强，而对紫色和红色的吸收很弱。红色的吸收很弱。max=525 nm。浓度不同时，浓度不同时，光吸收曲线形状相同
5、，光吸收曲线形状相同，max不变，吸光度不同。不变，吸光度不同。三、吸光光度法的特点（三、吸光光度法的特点（p332）1、灵敏度高、灵敏度高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3、准确度高、准确度高4、应用广泛、应用广泛四、朗伯四、朗伯-比尔定律（比尔定律（Lambert-Beer law）当当一一束束平平行行单单色色光光通通过过任任何何均均匀匀、非非散散射射的的固固体体、液液体体或或气气体体介介质质时时，一一部部分分被被吸吸收收，一一部部分透过介质，一部分被器皿的表面反射。分透过介质，一部分被器皿的表面反射。在在吸吸光光光光度度分分析析法法中中，试试液液和和空空白白
6、溶溶液液分分别别置置于于同同样样质质料料及及厚厚度度的的吸吸收收池池中中，然然后后让让强强度度为为I0的的单单色色光光分分别别通通过过这这两两个个吸吸收收池池，再再测测量量其其透透过过光光的的强强度度。此此时时反反射射光光强强度度基基本本上上是是不不变变的的，且且其其影影响响可可以以相互抵消。相互抵消。透射比或透光度透射比或透光度 （Transmittance）透透过过光光强强度度It与与人人射射光光强强度度Io之之比比称称为为透透射射比比或或透透光光度度，用用T表表示示溶溶液液的的透透射射比比愈愈大大，表表示示它它对对光光的的吸吸收收愈愈小小;相相反反，透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。透射
7、比愈小，表示它对光的吸收愈大。朗朗伯伯(Lambert J H)和和比比尔尔(Beer A)分分别别于于1760和和1852年年研研究究了了光光的的吸吸收收与与溶溶液液层层的的厚厚度度及及溶溶液液浓浓度度的的定定量量关关系系，二二者者结结合合称称为为朗朗伯伯-比尔定律，也称为光的吸收定律。比尔定律，也称为光的吸收定律。当当一一束束强强度度为为I0的的平平行行单单色色光光垂垂直直照照射射到到均均匀匀非非散散射射的的长长度度为为b的的液液层层、浓浓度度为为c的的溶溶液液时时，由由于于溶溶液液中中吸吸光光质质点点(分分子子或或离离子子)的的吸吸收收，通过溶液后光的强度减弱为通过溶液后光的强度减弱为I
8、：朗朗伯伯-比比尔尔定定律律：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均均匀匀非非散散射射的的含含有有吸吸光光物物质质的的溶溶液液后后，溶溶液液的的吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。这是进行定量分析的理论基础。这是进行定量分析的理论基础。比比例例常常数数K K与与吸吸光光物物质质的的性性质质、入入射射光光波波长长及及温温度等因素有关。度等因素有关。1、成立前提、成立前提v入射光为平行单色光，且垂直照射入射光为平行单色光，且垂直照射v吸光物质为均匀非散射体系吸光物质为均匀非散射体系v吸光质点之间无相互作用吸光质点之间无相互作用v辐辐射
9、射与与物物质质之之间间的的相相互互作作用用仅仅限限于于光光吸吸收收过过程程，无无荧荧光光和和光光化化学学现现象象发生。发生。2、适用范围、适用范围v所有电磁辐射和吸光物质所有电磁辐射和吸光物质3、吸光度的加和性、吸光度的加和性含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液，由由于于各各吸吸光光物物质质对对某某一一波波长长的的单单色色光光均均有有吸吸收收作作用用，若若各各吸吸光光物物质质的的吸吸光光质质点点之之间间相相互互不不发发生生化化学学反反应应，当当某某一一波波长长的的单单色色光光通通过过这这样样一一种种含含有有多多种种吸吸光光物物质质的的溶溶液液时时，溶溶液液的的总总吸吸光光度度应应等等于
10、于各各吸吸光光物物质的吸光度之和。这一规律称吸光度的加和性。质的吸光度之和。这一规律称吸光度的加和性。A总总=A1+A2+4、K的讨论的讨论吸收系数吸收系数a 当当浓浓度度c用用gL-1，液液层层厚厚度度b用用cm为为单单位位表表示示，则则K用用另另一一符符号号a来来表表示示。a称称为为吸吸收收系系数数，单单位位为为Lg-lcm-1，它它表表示示质质量量浓浓度度为为l gL-1，液液层层厚厚度度为为lcm时时溶液的吸光度。溶液的吸光度。摩尔吸收系数摩尔吸收系数molar absorptivity 当当浓浓度度c用用molL-1，液液层层厚厚度度b用用cm为为单单位位表表示示，则则K用用另另一一
11、符符号号来来表表示示。称称 为为 摩摩 尔尔 吸吸 收收 系系 数数，单单 位位 为为 Lmol-lcm-1，它它表表示示物物质质的的量量浓浓度度为为l molL-1，液液层层厚厚度度为为lcm时时溶溶液液的的吸吸光光度度。最最大吸收处的摩尔吸收系数大吸收处的摩尔吸收系数max讨论：讨论：一一定定，T一一定定，溶溶剂剂一一定定时时，不不同同的的物物质质不同。不同。相相同同的的物物质质，T一一定定，溶溶剂剂一一定定时时，不同时，不同时，不同。不同。max下下的的max表表示示该该物物质质吸吸光光能能力力可可以以达到的最高极限。达到的最高极限。桑德尔桑德尔(Sandell)灵敏度灵敏度SS是是指指
12、当当仪仪器器的的检检测测极极限限A=0.001时时，单单位位截截面面积积光光程程内内所所能能检检测测出出来来的的吸吸光光物物质质的的最最低低含含量量，其其单单位位为为gcm-2，S与与及及吸吸光光物物质质摩摩尔尔质质量量M的关系为：的关系为：例例：用用氯氯仿仿将将纯纯胡胡萝萝卜卜素素（C40H56，Mr=536）配配成成浓浓度度为为2.5mg L-1的的溶溶液液，在在max为为465nm，吸吸收收池池厚厚度度为为1cm时时，测测得得溶溶液液的的吸吸光光度度为为0.550，计算胡萝卜素的，计算胡萝卜素的，a，S。11.2 吸光光度法的仪器吸光光度法的仪器一、目视比色法一、目视比色法 colori
13、metry 用用眼眼睛睛观观察察、比比较较溶溶液液颜颜色色深深度度以以确确定定物物质质含含量量的的方方法法。优优点点是是仪仪器器简简单单，操操作作简简便便，适适宜宜于于大大批批试试样样的的分分析析。灵灵敏敏度度高高，因因为为是是在在复复合合光光-白白光光下下进进行行测测定定，故故某某些些显显色色反反应应不不符符合合朗朗伯伯-比比尔尔定定律律时时，仍仍可可用用该该法法进进行行测测定定。主主要要缺缺点点是是准准确确度度不不高高，标标准准系系列列不不能能久久存存，需需要要在在测测定定时时临临时配制时配制。二、分光光度计的构成二、分光光度计的构成 分分光光光光度度计计按按工工作作波波长长范范围围分分类
14、类，紫紫外外、可可见见分分光光光光度度计计应应用用于于无无机机物物和和有有机机物物含含量量的的测测定定，红红外外分分光光光光度度计计主主要要用用于于结结构构分分析析。分分光光光光度度计计又又可可分分为为单单光光束束和和双双光光束束两两类类。以可见分光光度计为例介绍以可见分光光度计为例介绍。分分光光光光度度计计的的基基本本部部件件:光光源源、分分光光系系统统、吸收池、检测系统和信号显示系统。吸收池、检测系统和信号显示系统。1、光源光源（light source）用用612V钨钨丝丝灯灯作作可可见见光光区区的的光光源源，发发出出的的连连续续光光谱谱在在3602500 nm 范范围围内内。光光源源应
15、应该该稳稳定定，即即要要求求电电源源电电压压保保持持稳稳定定。为为此此，通通常常在在仪仪器器内内同同时时配配有有电电源稳压器。源稳压器。2、分光系统分光系统 分分光光系系统统的的作作用用是是将将光光源源发发出出的的连连续续光光谱谱分分解解为为单单色色光的装置。分为棱镜和光栅。光的装置。分为棱镜和光栅。棱棱镜镜（prism）：根根据据光光的的折折射射原原理理而而将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过一一个个很很窄窄的的狭狭缝缝（slit）照照射射到到吸吸收收池池上上。由由玻玻璃璃或或石石英英制制成成。玻玻璃璃棱棱镜镜用用于于
16、可可见见光光范范围围，石石英英棱棱镜镜则则在在紫紫外和可见光范围均可使用。外和可见光范围均可使用。光光栅栅（grating）是是根根据据光光的的衍衍射射和和干干涉涉原原理理将将复复合合光光色色散散为为不不同同波波长长的的单单色色光光，然然后后再再让让所所需需波波长长的的光光通通过过狭狭缝缝照照射射到到吸吸收收池池上上。它它的的分分辨率比棱镜大，可用的波长范围也较宽。辨率比棱镜大，可用的波长范围也较宽。3、吸收池（比色皿）、吸收池（比色皿）用用于于盛盛放放试试液液的的容容器器。它它是是由由无无色色透透明明、耐耐腐腐蚀蚀、化化学学性性质质相相同同、厚厚度度相相等等的的玻玻璃璃制制成成的的，按其厚度
17、分为按其厚度分为0.5cm，lcm，2cm，3cm和和5cm。在在可可见见光光区区测测量量吸吸光光度度时时使使用用玻玻璃璃吸吸收收池池，紫紫外外区区则则使使用用石石英英吸吸收收池池。使使用用比比色色皿皿时时应应注注意意保持清洁、透明，避免磨损透光面。保持清洁、透明，避免磨损透光面。4、检测器、检测器 detector接接受受从从比比色色皿皿发发出出的的透透射射光光并并转转换换成成电电信信号号进进行测量。分为光电管和光电倍增管。行测量。分为光电管和光电倍增管。硒光电池硒光电池 photocell光电管光电管（phototube）光电倍增管（光电倍增管（photomultiplier）5、信号显示
18、系统信号显示系统 作作用用是是把把放放大大的的信信号号以以吸吸光光度度A或或透透射射比比T的的光光度度分分析析法法的的设设计计方方式式显显示示或或记记录录下下来来。分分光光光光度度计计常常用用的的显显示示装装置置是是检检流流计计、微微安安表表、数数字字显示记录仪。显示记录仪。三三、分光光度计的类型、分光光度计的类型1、按波长范围分：紫外、按波长范围分：紫外-可见；可见；红外可见；可见；红外2、按仪器的结构：单光束；双光束；双波长、按仪器的结构：单光束；双光束；双波长单光束：结构简单，价低，缺点：单光束：结构简单，价低，缺点：p339；双双光光束束：可可以以克克服服由由于于光光源源和和检检测测系
19、系统统不不稳稳定所造成的影响；定所造成的影响；双双波波长长：有有两两个个单单色色器器，无无需需参参比比溶溶液液，可可用于成分复杂或浑浊溶液的分析。用于成分复杂或浑浊溶液的分析。11.3 显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素1、显色反应（、显色反应（color reaction）类型类型待待测测物物质质本本身身有有较较深深的的颜颜色色，直直接接测测定定；待待测测物物质质是是无无色色或或很很浅浅的的颜颜色色，需需要要选选适适当当的的试试剂剂与与被被测测离离子子反反应应生生成成有有色色化化合合物物再再进进行行测测定定，此反应称为显色反应，所用的试剂称为显色剂此反应称为显色反应，所用的试剂称为显色
20、剂。按按显显色色反反应应的的类类型型来来分分，主主要要有有氧氧化化还还原原反反应应和络合反应两大类，而络合反应是最主要的和络合反应两大类，而络合反应是最主要的。一、显色反应的类型及要求一、显色反应的类型及要求多元络合物体系（三元）多元络合物体系（三元）混混配配型型络络合合物物显显色色体体系系：一一种种金金属属离离子子与与两两种种配配体体，往往往往一一大大一一小小，以以满满足空间构型需要足空间构型需要离离子子缔缔合合物物显显色色体体系系：形形成成配配合合物物本本身身的的一一种种离离子子就就已已经经是是配配阴阴离离子子或或配配阳离子阳离子金金属属离离子子-配配体体-表表面面活活性性剂剂显显色色体体
21、系系：加加入入表表面面活活性性剂剂，是是配配合合物物本本身身在在水水体体系系中中形形成成稳稳定定的的胶胶束束，增增溶溶，提提高高灵敏度灵敏度 2、显色反应的选择、显色反应的选择A选择性好：干扰少，或干扰容易消除选择性好：干扰少，或干扰容易消除;B灵敏度高：有色物质的灵敏度高：有色物质的应大于应大于104 Lmol-lcm-1 C对对比比度度要要大大：有有色色化化合合物物与与显显色色剂剂之之间间的的颜颜色色差差别别要要大大，即即显显色色剂剂对对光光的的吸吸收收与与络络合合物物的的吸吸收收有有明明显显区区别别，要要求求两两者者的的吸吸收收峰峰波波长长之之差差(称称为对比度为对比度)大于大于60 n
22、m。D有色化合物的组成恒定有色化合物的组成恒定:符合一定的化学式。符合一定的化学式。E有有色色化化合合物物的的化化学学性性质质稳稳定定:至至少少保保证证在在测测量量过过程程中中溶溶液液的的吸吸光光度度基基本本恒恒定定。这这就就要要求求有有色色化化合物不容易受外界环境条件的影响。合物不容易受外界环境条件的影响。F显色反应的条件应易于控制。显色反应的条件应易于控制。二、无机离子的常用显色剂二、无机离子的常用显色剂（1）无无机机显显色色剂剂：不不多多，因因为为生生成成的的络络合合物物不不稳稳定定，灵灵敏敏度度和和选选择择性性也也不不高高。如如用用KSCN显显色色测测铁铁、钼钼、钨钨和和铌铌；用用钼钼
23、酸酸铵铵显显色色测测硅硅、磷磷和和钒钒;用用H2O2显色测钛等。显色测钛等。（2）有有机机显显色色剂剂：常常见见的的显显色色剂剂有有偶偶氮氮类类和和三三苯苯甲甲烷烷类类两两种种（p342-344）。分分子子中中含含有有生生色色团团和和助助色色团团。生生色色团团是是某某些些含含不不饱饱和和键键的的基基团团，如如偶偶氮氮基基、对对醌醌基基和和羰羰基基等等。这这些些基基团团中中的的电电子子被被激激发发时时需需能能量量较较小小，可可吸吸收收波波长长200nm以以上上的的可可见见光光而而显显色色。助助色色团团是是含含孤孤对对电电子子的的基基团团，如如氨氨基基、羟羟基基和和卤卤代代基基等等。这这些些基基团
24、团与与生生色色团团上上的的不饱和键作用，使颜色加深。不饱和键作用，使颜色加深。三、影响显色反应的因素三、影响显色反应的因素包包括括:溶溶液液酸酸度度，显显色色剂剂用用量量，试试剂剂加加入入顺顺序序，显显色色时时间间，显显色色温温度度，有有机机溶溶剂剂和和表表面面活活性性剂及共存离子的干扰等。剂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*影响络合物的组成和颜色影响络合物的组成和颜色*绘制绘制pH与吸光度关系曲线以确与吸光度关系曲线以确定适宜的定适宜的pH范围范围*
25、应为应为A最大且恒定的区间最大且恒定的区间2、显色剂的用量、显色剂的用量 M(被被测测组组分分)+R(显显色色剂剂)=MR(有有色色络络合合物物)v为为使使显显色色反反应应进进行行完完全全，需需加加入入过过量量的的显显色色剂剂。但但显显色色剂剂不不是是越越多多越越好好。有有些些显显色色反反应应，显显色色剂剂加加人人太太多多，反反而而会会引引起起副副反反应应，对对测测定定不不利利。在在实实际际工工作作中中根根据据实实验验结结果果来来确确定定显色剂的用量。显色剂的用量。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
26、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迅迅速速完完成成，但但有有色色络络合合物物的的颜颜色色很很快快开开始始褪褪色色;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宜时间。适宜时间。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。但但是是，有有些些显显色色反反应应必必需需加加热热至至一一定定温温度度完成。完成。5、有有机机溶溶剂剂和和表表面面活活性性剂剂：有有机机溶溶剂剂可可以以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
27、高显显色色反反应应的的灵灵敏敏度度。还还可可能能会会提提高高显显色色反反应应的的速速率率，影影响响有有色色络络合合物物的的溶溶解解度度和和组组成成等等。表表面面活活性性剂剂还还可可以以提提高高反应的灵敏度，增加络合物的稳定性。反应的灵敏度，增加络合物的稳定性。（6）共存离子的干扰及其消除（）共存离子的干扰及其消除（p351）影响因素：影响因素：试试样样中中存存在在干干扰扰物物质质会会影影响响被被测测组组分分的的测测定定。例例如如共共存存离离子子本本身身有有颜颜色色或或本本身身无无色色但但却却与与显显色色剂剂反反应应生生成成有有色色物物质质，在在测测量量条条件件下下有有吸吸收收，造造成成正正干干
28、扰扰；共共存存离离子子与与被被测测组组分分或或显显色色剂剂反反应应，在在测测量量条条件件下下无无吸吸收收，但但却却使使显显色色反反应应不不完完全全，会会造造成成负负干干扰扰；共共存存离离子子在在测测量量条条件件下下从从溶溶液液中中析析出出，便便溶溶液液变变混混浊浊，无无法法准准确确测测定定溶液的吸光度。溶液的吸光度。消除方法：消除方法：a.控制溶液酸度控制溶液酸度 b.加加入入掩掩蔽蔽剂剂：所所选选的的掩掩蔽蔽剂剂应应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的颜色应不干扰待测离子的测定。物的颜色应不干扰待测离子的测定。c.利用氧化还原
29、反应，改变干扰离子的价态利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态 d.选择合适的测量波长选择合适的测量波长e.选选用用合合适适的的参参比比溶溶液液消消除除显显色色剂剂和和某某些些共共存存有色离子的干扰。有色离子的干扰。f.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，可通过增加显色剂的用量来消除干扰。可通过增加显色剂的用量来消除干扰。g.分分离离 以以上上方方法法均均不不奏奏效效时时，采采用用预预先先分分离离的的方法。方法。一、测量波长和参比溶液的选择一、测量波长和参比溶液的选择1、测量波长的选择、测量波长的选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，
30、应应选选择择被被测测物物质质的的最最大大吸吸收收波波长长的的光光作作为为入入射射光光，这称为这称为“最大吸收原则最大吸收原则”。但但是是，在在最最大大吸吸收收波波长长处处有有其其他他吸吸光光物物质质干干扰扰测测定定时时，则则应应根根据据“吸吸收收最最大大，干干扰扰最小最小”的原则入射光波长。的原则入射光波长。11.4 吸光度的测量及误差控制吸光度的测量及误差控制例例 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收络合物丁二酮肟镍的最大吸收波长为波长为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处也有一定吸收，干扰镍的测处
31、也有一定吸收，干扰镍的测定。为避免铁的干扰，可以选定。为避免铁的干扰，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，但酒石酸铁不干扰镍的测定。石酸铁不干扰镍的测定。2、参比溶液的选择、参比溶液的选择 利利用用参参比比溶溶液液来来调调节节仪仪器器的的零零点点，可可消消除除由由吸吸收收池池壁壁及及溶溶剂剂对对入入射射光光的的反反射射和和吸吸收收带带来来的的误差，扣除干扰的影响。误差，扣除干扰的影响。参参比比溶溶液液选选择择原原则则是是：使使吸吸光光度度真真实实反反映映溶溶液液中待测组分的浓度。中待测组分的浓度。方方法法：将将试试液液中中
32、可可能能影影响响光光吸吸收收的的物物质质，除除待待测组分与显色剂的产物外都选为参比溶液。测组分与显色剂的产物外都选为参比溶液。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 显显色色剂剂为为无无色色，被被测测试试液液中中存存在在其其他他有有色色离离子，用不加显色剂的被测试液作参比溶液。子，用不加显色剂的被测试液作参比溶液。c 显显色色剂剂有有颜颜色色，可可选选择择不不加加试试样样溶溶液液的的试试剂剂空白作参比溶液。空白作参比溶液。d 显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加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，使之入适当掩蔽剂，将
33、被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均不再与显色剂作用，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，按试液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消除显色剂和一些共存组分的干这样就可以消除显色剂和一些共存组分的干扰。扰。e 改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除干显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除干扰。扰。二、引起二、引起偏离朗伯偏离朗伯-比尔定律的因素比尔定律的因素在在吸吸光光光光度度分分析析中中，经经常常出出现现标标准准曲曲线线不不呈呈直直线线的的情情况况，特特别别是是当当吸吸光光
34、物物质质浓浓度度较较高高时时，明明显显地地看看到到通通过过原原点点向向浓浓度度轴轴弯弯曲曲的的现现象象(吸吸光光度度轴轴弯弯曲曲)。这这种种情情况况称称为为偏偏离离朗朗伯伯-比比尔尔定定律律。若若在在曲曲线线弯弯曲曲部部分分进进行行定定量量，将将会会引引起较大的误差。起较大的误差。偏离朗伯比尔定律的原偏离朗伯比尔定律的原因主要是仪器或溶液的实际因主要是仪器或溶液的实际条件与朗伯条件与朗伯比尔定律所要比尔定律所要求的理想条件不一致。求的理想条件不一致。（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能能力力的
35、的限限制制和和出出口口狭狭缝缝需需要要保保持持一一定定的的宽宽度度，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实实际际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收收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的偏离律的偏离。1、物理因素、物理因素*克服非单色光引起的偏离的措施克服非单色光引起的偏离的措施 使使用用比比较较好好的的单单色色器器，从从而而获获得得纯纯度度较较高高的的 “单单色色光光”，使使标标准准曲曲线线有有较较宽宽的的线线性性范围。范围。入入射射光光波波长长选选择择在在被被测
36、测物物质质的的最最大大吸吸收收处处，保保证证测测定定有有较较高高的的灵灵敏敏度度，此此处处的的吸吸收收曲曲线线较较为为平平坦坦，在在此此最最大大吸吸收收波波长长附附近近各各波波长长的的光光的的值值大大体体相相等等，由由于于非非单单色色光光引引起起的偏离要比在其他波长处小得多。的偏离要比在其他波长处小得多。测测定定时时应应选选择择适适当当的的浓浓度度范范围围，使使吸吸光光度度读数在标准曲线的线性范围内。读数在标准曲线的线性范围内。（2）非平行光引起的偏离）非平行光引起的偏离当入射光为非平行光，就不能保证当入射光为非平行光，就不能保证光全部垂直通过吸收池，导致光束光全部垂直通过吸收池，导致光束的实
37、际光程大于吸收池的厚度，实的实际光程大于吸收池的厚度，实际的吸光度大于理论值，从而产生际的吸光度大于理论值，从而产生正偏离。正偏离。（3）介质不均匀引起的偏离）介质不均匀引起的偏离 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均均匀匀的的。如如果果被被测测溶溶液液不不均均匀匀，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收收外外，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，使使透透射射比比减减少少，因因而而实实测测吸吸光光度度增增加加，使使标标准准曲曲线线偏偏离离直直线线向向吸吸光光度度
38、轴轴弯弯曲曲，引引起起正正偏偏离离。故故在在光光度度法法中中应应避免溶液产生胶体或混浊。避免溶液产生胶体或混浊。（4）溶液浓度过高引起的偏离）溶液浓度过高引起的偏离 浓浓度度过过高高使使得得吸吸光光物物质质分分子子或或离离子子之之间间的的平平均均距距离离减减小小，质质点点之之间间的的相相互互作作用用改改变变电荷分布，继而改变了物质的吸光能力。电荷分布，继而改变了物质的吸光能力。溶溶液液中中的的吸吸光光物物质质常常因因解解离离、缔缔合合、形形成成新新化化合合物物或或互互变变异异构构等等化化学学变变化化而而改改变变其其浓浓度度，因因而而导致偏离朗伯导致偏离朗伯比尔定律。比尔定律。A 解解离离：大大
39、部部分分有有机机酸酸碱碱的的酸酸式式、碱碱式式对对光光有有不不同同的的吸吸收收性性质质，溶溶液液的的酸酸度度不不同同，酸酸(碱碱)解解离离程程度度不不同同，导导致致酸酸式式与与碱碱式式的的比比例例改改变变，使使溶溶液液的的吸吸光度发生改变。光度发生改变。B 络络合合：显显色色剂剂与与金金属属离离子子生生成成的的是是多多级级络络合合物物，且且各各级级络络合合物物对对光光的的吸吸收收性性质质不不同同，例例如如在在Fe()与与SCN-的的络络合合物物中中，Fe(SCN)3颜颜色色最最深深，Fe(SCN)2+颜颜色色最最浅浅，故故SCN-浓浓度度越越大大，溶溶液液颜颜色越深，即吸光度越大。色越深，即吸
40、光度越大。2、化学因素、化学因素溶液本身的化学反应引起的溶液本身的化学反应引起的偏离偏离 c 缔缔合合：例例如如在在酸酸性性条条件件下下，CrO42-会会缔缔合合生生成成Cr2O72-，而而它它们们对对光光的的吸吸收收有有很很大大的的不同。不同。在在分分析析测测定定中中，要要控控制制溶溶液液的的条条件件，使使被被测测组组分分以以一一种种形形式式存存在在，以以克克服服化化学学因因素素所所引引起起的的对对朗朗伯伯比尔定律的偏离。比尔定律的偏离。三、吸光度测量的误差三、吸光度测量的误差 在在吸吸光光光光度度分分析析中中，仪仪器器测测量量不不准准确确也也是是误误差差的的主主要要来来源源。任任何何光光度
41、度计计都都有有一一定定的的测测量量误误差差。这这些些误误差差可可能能来来源源于于光光源源不不稳稳定定，实实验验条条件件偶偶然然变变动动，读数不准确等。读数不准确等。当当A=0.434(或或透透射射比比T=36.8%)时时，测测量量的的相对误差最小相对误差最小。要要使使测测量量相相对对误误差差最最小小，则则TlnT必须取最大值。必须取最大值。d（TlnT）=0即即lnT+1=0 T=0.368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准准确确度度，一一般般应应控控制制标标准准溶溶液液和和 被被 测测 试试 液液
42、 的的 吸吸 光光 度度 在在0.150.80范范围围内内。可可通通过过控控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的吸收池来达到目的。度的吸收池来达到目的。11.5 吸光光度分析方法吸光光度分析方法一、经典光度分析方法一、经典光度分析方法1、校校准准曲曲线线法法可可用用于于微微量量单单组组分分的的测测定定 在在选选择择的的最最佳佳实实验验条条件件下下分分别别测测量量一一系系列列不不同同含含量量的的标标准准溶溶液液的的吸吸光光度度，以以标标准准溶溶液液中中待待测测组组分分的的含含量量为为横横坐坐标标，吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标作作图图，得得到到一一条条通通过过原原点点的的直直线线，
43、称称为为标标准准曲曲线线，此此时时测测量量待待测测溶溶液液的的吸吸光光度度，在在标标准准曲曲线线上上就就可可以查到与之相对应的被测物质的含量。以查到与之相对应的被测物质的含量。2、示示差差光光度度法法适适于于常常量量分分析析（2-5%）（1）测量原理）测量原理参比溶液的选择参比溶液的选择示示差差吸吸光光光光度度法法中中以以浓浓度度稍稍小小于于待待测测组组分分（Cx）的的标标准准溶溶液液（Cs）作作为为参参比比溶溶液液，此此时时在在普普通吸光光度法中通吸光光度法中测试样的示差吸光度测试样的示差吸光度Af：相当于两者的相当于两者的差值差值作标准曲线，计算作标准曲线，计算cX 吸吸光光度度差差Af与
44、与这这两两种种溶溶液液的的浓浓度度差差成成正正比比。以以A和和c作作标标准准曲曲线线，根根据据测测得得的的A求求出出相相应应的的c值值，从从cx=cs+c可可求求出出待待测测试试液液的的浓浓度度，这就是示差吸光光度法定量的基本原理。这就是示差吸光光度法定量的基本原理。（2）对仪器的要求：需要一个发射强度较）对仪器的要求：需要一个发射强度较大的光源才能使高浓度的参比溶液大的光源才能使高浓度的参比溶液A调调0。3、解联立方程法、解联立方程法多组分同时测定多组分同时测定（1）适用情形：各组分吸收曲线相互重叠）适用情形：各组分吸收曲线相互重叠（2）测测量量原原理理：利利用用吸吸光光度度具具有有加加和和
45、性性，分分别选几种组分别选几种组分max作为测量波长，测作为测量波长，测A。v若若组组分分中中含含i个个组组分分，则则选选i个个测测量量波波长长，每每一一个个波波长长下下混混合合溶溶液液的的A均均等等于于各各组组分分吸吸光光度之和，可列度之和，可列i个方程，解方程组可求得个方程，解方程组可求得ci。v如：混合液中铬、锰含量的同时测定如：混合液中铬、锰含量的同时测定v组组分分多多，计计算算工工作作量量大大，可可借借助助计计算算机机来来完完成计算工作。成计算工作。二、双波长分光光度法（略）二、双波长分光光度法（略）三、催化光度法（略）三、催化光度法（略）11.6 吸光光度法的应用吸光光度法的应用v
46、可可进进行行定定性性分分析析（根根据据吸吸收收曲曲线线的的形形状状）和和定定量量分分析析（一一般般方方法法）以以及及某某些些物物理理化化学学常数的测定。常数的测定。一、定量分析一、定量分析1、无机离子分析、无机离子分析2、生化物质分析、生化物质分析二、弱酸和弱碱解离常数的测定二、弱酸和弱碱解离常数的测定 HB=H+B-三、三、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)适用于解离度较小络合比高的络合物组成的测定。适用于解离度较小络合比高的络合物组成的测定。固定一种组分固定一种组分(通常是金属离通常是金属离子子M)的浓度，改变络合剂的浓度，改变络合剂(R)的浓度
47、，得到一系列的浓度，得到一系列R/M比值不同的溶液，并配制相应比值不同的溶液，并配制相应的试剂空白作参比液，分别测的试剂空白作参比液，分别测定其吸光度。定其吸光度。以吸光度以吸光度A为纵坐标，为纵坐标，R/M为横坐标作图。为横坐标作图。2、等摩尔连续变化法、等摩尔连续变化法(又称等摩尔系列法又称等摩尔系列法)适用于络合比低稳定性较高的络合物组成的测定适用于络合比低稳定性较高的络合物组成的测定cM+cR=c，改变改变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收波长处测量这一系列的最大吸收波长处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。以以A和和cM/c作图作图当当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。根据根据A0和和A的值可以求得络合物的离解度的值可以求得络合物的离解度