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1、 任务一、了解光学分析法根本知识 任务二、紫外可见分光光度法 实训一、吸收曲线的绘制721型光光度计手动绘制、UV1240自动绘制 实训二、吸光系数的测定721型光光度计手动测定、UV1240自动测定 实训三、邻菲啰啉显色可见分光光度法测定水中微量Fe含量工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法 任务一、了解光学分析法根本知识 一、知识点：1、光学分析法：以电磁辐射为测量信号,从而获得物质组成、结构等定性或定量信息分析的方法。2、分光光度法：利用待测物质受到光的作用后，根据物质对光的吸收程度不同，而对物质进行定性或定量信息分析的方法。3、光的性质 1电磁辐射电磁波：不
2、需要任何物质作传播媒介，以接近光速在真空中为光速传播的能量。光是一种电磁辐射。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法*电磁辐射的根本性质电磁辐射的根本性质 电磁辐射具有波粒二象性：电磁辐射具有波粒二象性：波动性：具有一定的频率波动性：具有一定的频率 HZHZ、强度、速度，能透过物质、强度、速度，能透过物质 c=/c=/微粒性：微粒性：“光光 因而叫光子，具有质量，能产生光电效应。因而叫光子，具有质量，能产生光电效应。E=h=h c/E=h=h c/射线等，因波长小，那么能量大，为高辐射，微粒性突出射线等，因波长小，那么能量大，为高辐射，微粒性突出 c c：光速；：光
3、速；：波长；：波长；1nm=10-3m=10-6mm=10-9m1nm=10-3m=10-6mm=10-9m ：频率；：频率；：波数：波数 ；E E：能量：能量(eV)(eV)；h h：普朗克常数：普朗克常数，*电磁波谱：按各种电磁辐射的波长、频率大小顺序进行排列电磁波谱：按各种电磁辐射的波长、频率大小顺序进行排列 光学光谱区中辐射区波谱区低辐射区高辐射区*4、电磁辐射与物质的相互作用(1)吸收 多数物质处于基态，当电磁辐射能恰好等于两能级的能量差时，物质就会选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；吸收的能量、频率用由普朗克方程求得 (2)发射 受激发的粒子通过弛豫可回到低能态或基
4、态，同时将吸收的能量以光的形式释放出，产生发射光谱；(3)散射 丁铎尔散射和分子散射；(4)折射 折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射 (6)干预：干预现象；(7)衍射：光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振：只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。*5、原子光谱与分子光谱、原子光谱与分子光谱 分子光谱复杂，光谱图呈带状，电子跃迁时带有分子分子光谱复杂，光谱图呈带状，电子跃迁时带有分子振动和分子转动能级跃迁；振动和分子转动能级跃迁；原子光谱简单，为线状光谱，由原子内、外层电子跃原子光谱简单，为线状光谱，由原子内、外层电子跃迁产生。迁产生。原子发射光谱原子发射光谱AES；以
5、火焰、电弧、等离子炬等作为光源，使气态原子的外层电子受激发射出特征光以火焰、电弧、等离子炬等作为光源，使气态原子的外层电子受激发射出特征光谱进行定量分析的方法。谱进行定量分析的方法。原子光谱原子光谱 原子吸收光谱原子吸收光谱AAS：基于原子外层电：基于原子外层电子跃迁；子跃迁；利用特殊光源发射出待测元素的共振线，并利用特殊光源发射出待测元素的共振线，并将溶液中离子转变成气态原子后，测定气态原子将溶液中离子转变成气态原子后，测定气态原子对共振线吸收而进行的定量分析方法。对共振线吸收而进行的定量分析方法。原子荧光分析法原子荧光分析法AFSAFS：气态原子吸收特征波长的辐射后，外层电子从基气态原子吸
6、收特征波长的辐射后，外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，在态或低能态跃迁到高能态，在10-8s10-8s后跃回基态或后跃回基态或低能态时，发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐低能态时，发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐射，在与光源成射，在与光源成9090度的方向上，测定荧光强度进行度的方向上，测定荧光强度进行定量分析的方法。定量分析的方法。X X射线荧光分析法射线荧光分析法XFSXFS：基于原子内层电子跃迁的原子受高能辐射，其内基于原子内层电子跃迁的原子受高能辐射，其内层电子发生能级跃迁，发射出特征层电子发生能级跃迁，发射出特征X X射线射线 X X射线荧射线荧光，测定其强度可进行定量分析。光，
7、测定其强度可进行定量分析。分子光谱为带状光谱：分子光谱为带状光谱：紫外光谱法紫外光谱法UVUV；红外光谱法红外光谱法IRIR；分子荧光光谱法分子荧光光谱法MFSMFS；分子磷光光谱法分子磷光光谱法MPSMPS；核磁共振与顺磁共振波谱核磁共振与顺磁共振波谱N N 分子吸收光谱的产生：分子吸收光谱的产生：基于分子中电子能级、振动、转能级跃迁产生。基于分子中电子能级、振动、转能级跃迁产生。1 1物质分子内部三种运动形式：物质分子内部三种运动形式：电子运动：原子核外电子相对于原子核的运动；电子运动：原子核外电子相对于原子核的运动；振动：原子核在其平衡位置附近的相对振动；振动：原子核在其平衡位置附近的相
8、对振动；转动：分子本身绕其重心的转动。转动：分子本身绕其重心的转动。2 2分子具有三种不同能级：分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。三种能级都具有相应的能量。电子能级、振动能级和转动能级。三种能级都具有相应的能量。分子的内能电子能量分子的内能电子能量Ee+Ee+振动能量振动能量Ev+Ev+转动能量转动能量ErEr。即即:E:EEe+Ev+ErEe+Ev+Er，且，且evrevr*转动能级间的能量差r：0.0050.05eV(电子伏特)，如果用能量很低的远红外光照射分子，分子吸收远红外光跃迁产生远红外吸收光谱或分子转动光谱，波长范围 50m1000m 。振动能级的能量差v约为：0
9、.05eV，跃迁产生近、中红外吸收光谱或分子振动光谱，波长范围 0.8 m 50 m,电子能级的能量差e较大，为120eV。电子跃迁产生紫外可见吸收光谱或分子的电子光谱，吸收光谱在紫外可见光区200800nm m 10 3 m m 10 6 m 10 9 nm=10 12 pm工程二工程二工程二工程二 光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量6、吸收光谱具有连续谱的光波通过物质样品时，处于基态的样品原子或分子将吸收特定波长的光而发生能级跃迁，于是在连续谱的背景上出现相应的暗线或暗带，称为吸收光谱。电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃
10、迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的假设干谱线而呈现宽谱带。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量 7 7、单色光和互补光、单色光和互补光 单色光：单波长的光单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成由具有相同能量的光子组成)互补光：共同组成白光的两种颜色的光。互补光：共同组成白光的两种颜色的光。白光橙光青蓝光青蓝光红光红光青光青光黄光蓝光紫光绿光绿光工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法白白 光光(太阳光太阳光)红外光无色红外光无色可见光有色可见光有色:肉眼能感觉到的光
11、，波长肉眼能感觉到的光，波长400-780 nm。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光紫外光无色；近紫外区，波长紫外光无色；近紫外区，波长200-400 nm的的光光.远紫外区，波长远紫外区，波长10-200 nm的光的光工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法8 8、复合光复合光 由各种单色光组成的光。如白光由各种单色光组成的光。如白光 光的互补光的互补：蓝：蓝 黄黄工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法9 9、物质颜色的产生、物质颜色的产生 物质分子对光的选择性吸收物质分子对光的选择性吸收例：高锰酸钾可选择性吸收绿
12、光，因而白光中剩下例：高锰酸钾可选择性吸收绿光，因而白光中剩下互补光互补光紫色光，溶液呈紫色。紫色光，溶液呈紫色。白色光通过无色溶液白色光通过无色溶液溶液呈无色透明溶液呈无色透明白色光通过无色溶液白色光通过无色溶液溶液呈黑色溶液呈黑色不吸收不吸收全吸收全吸收白色光通过无色溶液白色光通过无色溶液溶液呈互补光色溶液呈互补光色局部吸收有选择性局部吸收有选择性工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法10、光的吸收定律 朗伯比尔定律 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年说明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系 Ab 1852年比耳(Beer)又
13、提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。A c 二者的结合称为朗伯比耳定律。AlgI0/It)=b c 式中：A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位；c：溶液的摩尔浓度，单位molL。：摩尔吸光系数：摩尔吸光系数在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。单位 Lmolcm AlgI0/It)=b c 式中：与的关系为：=/M M为摩尔质量 c：溶液的浓度，单位gL ：质量吸光系数：当于浓度为1 g/L、液层厚度为1cm时，溶液在某一波长下的吸光度。单位Lgcm。百分吸光系数：浓度为1g/100ml1%,液
14、层厚度为1cm时，溶液在某一波长下的吸光度。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法 透光率和吸光度的关系 透光率：描述入射光透过溶液的程度描述入射光透过溶液的程度:透射光的强度It与入射光强度I0之比称为透光率(transmittance).用T表示 T T=I I t t /I I0 0 吸光度：透光率的负对数称为吸光度，用符号A表示。A A lg lg T T A愈大，溶液对光的吸收愈多。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法 物质对光的吸收偏离朗伯物质对光的吸收偏离朗伯比耳定律比耳定律的原因的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，标
15、准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲尤其当溶液发现：标准曲线常发生弯曲尤其当溶液浓度较高时，这种现象称为对朗伯浓度较高时，这种现象称为对朗伯比比耳定律的偏离。耳定律的偏离。引起偏离的因素两大类：引起偏离的因素两大类：1 1、物理性因素，即仪器的非理想引物理性因素，即仪器的非理想引起的；起的；2 2、化学性因素。、化学性因素。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法 物理性因素物理性因素 分光光度计只能获取近乎单色的狭窄光带。分光光度计只能获取近乎单色的狭窄光带。因而，复合光可导致对朗伯因而，复合光可导致对朗伯比耳定律的正或负偏离。非单色比耳定律的正或
16、负偏离。非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯比耳定律的偏离，比耳定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。应选择比较好的单最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。应选择比较好的单色器。色器。化学性因素化学性因素 朗伯朗伯比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；假定只有在稀溶液用；假定只有在稀溶液(c10-2mol/L)(c10 c 10 2 mol/L 2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。故：朗伯相互作用，直接影响了
17、对光的吸收。故：朗伯比耳定律只适用比耳定律只适用于稀溶液于稀溶液 。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法1111、吸收光谱曲线、最大吸收波长、吸收光谱曲线、最大吸收波长 吸收曲线：将不同波长的单色光依次通过溶液，测量溶液的吸光度A，以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得吸收曲线。最大吸收波长 吸收光谱中，吸光度最大处的波长为最大吸收波长，用max表示。定性鉴别物质的依据max 定量分析的依据不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰值成正比，这是进行定量分析的依据。右图：四种浓度的KMnO4的吸收曲线。
18、.讨论：讨论：1 1同一种物质，对不同波长光的吸光度同一种物质，对不同波长光的吸光度不同。不同物质的不同。不同物质的maxmax有时可能相同，但有时可能相同，但maxmax不一定相同。不一定相同。2 2同一种物质，浓度不同，其吸收曲线同一种物质，浓度不同，其吸收曲线形状相似形状相似maxmax不变。不变。对于不同物质，它们的吸收曲线形状对于不同物质，它们的吸收曲线形状和和maxmax那么不同。那么不同。任务二、紫外可见分光光度法 一、知识点：分光光度计的结构构成 分光光度计的光路原理 分光光度计的类型及特点 0.570.575 5光源单色器样品池检测器显示显示光源单色器样品室吸收池检测器信号显
19、示器工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法氘灯氘灯钨灯钨灯样样品品池池检测器检测器入射狭缝入射狭缝出射狭缝出射狭缝聚焦装置聚焦装置透镜透镜透镜透镜工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法1.1.光源光源 是仪器中提供入射光的装置。可以是仪器中提供入射光的装置。可以提供紫外或可见光。提供紫外或可见光。具有足够的辐射强度、较好的稳定具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。性、较长的使用寿命。常用光源有两种：常用光源有两种：可见光源可见光源是热光源，发射的连续光谱的波长是热光源，发射的连续光谱的波长范围为范围为400400800 nm
20、800 nm。A A、钨灯：光谱强度与灯丝温度有关。、钨灯：光谱强度与灯丝温度有关。B B、卤钨灯如参加、卤钨灯如参加I2 I2 叫碘钨灯：叫碘钨灯：提高发光效率、光的强度、及使用寿命提高发光效率、光的强度、及使用寿命 。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法紫外光源工作气体氢气、氘气在阴阳两极间放电，发射出160375 nm波长范围的紫外连续光谱。A、氢灯：根据阴阳极电压上下不同，又分为低压氢灯和高压氢灯。B、氘灯：现在多用氘灯，氘灯的辐射强度大于氢灯。岛津UV2450型、UV mini-1240型紫外可见分光光度计均具有碘钨灯和氘灯两种光源。可发射光的波长范围为
21、：nm。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法 2.单色器单色器 将光源发射的复合光分解成单色光，将光源发射的复合光分解成单色光，并可从中选出任意波长的单色光，这样并可从中选出任意波长的单色光，这样一个光学系统。一个光学系统。入射狭缝：光源的光由此进入入射狭缝：光源的光由此进入单色器，调节狭缝宽度可以调节入射光单色器，调节狭缝宽度可以调节入射光的强度。的强度。准光装置：使入射光成为平行光准光装置：使入射光成为平行光束含透镜、反射镜束含透镜、反射镜 聚焦装置：透镜或凹面反射镜，聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝。将分光后所得单色光聚焦至出射狭
22、缝。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法出射狭缝：只让所需单色光通过，进入样品池。出射狭缝：只让所需单色光通过，进入样品池。色散元件棱镜色散元件棱镜/光栅：将复合光分解成单色光，光栅：将复合光分解成单色光，单色器部件最关键的部件。单色器部件最关键的部件。利用不同波长的光有不同利用不同波长的光有不同 的折射率而使复合光分开的的折射率而使复合光分开的光学元件。光学元件。有石英棱镜、玻璃棱镜两种：有石英棱镜、玻璃棱镜两种：石英棱镜可用于紫外光区光谱的分光石英棱镜可用于紫外光区光谱的分光玻璃棱镜只用于可见光区光谱的分光玻璃棱镜只用于可见光区光谱的分光f f入射狭缝入射狭缝
23、入射狭缝入射狭缝准直镜准直镜准直镜准直镜棱镜单色器棱镜单色器棱镜单色器棱镜单色器聚焦物镜聚焦物镜聚焦物镜聚焦物镜聚焦面聚焦面聚焦面聚焦面出射狭缝出射狭缝出射狭缝出射狭缝工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法棱镜光路图棱镜光路图入射狭缝入射狭缝入射狭缝入射狭缝准直镜准直镜准直镜准直镜平面衍射光栅平面衍射光栅平面衍射光栅平面衍射光栅聚焦物镜聚焦物镜聚焦物镜聚焦物镜出射狭缝出射狭缝出射狭缝出射狭缝f f工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法光栅光路图光栅光路图 利用光的衍射和干预原理使复合光色散。利用光的衍射和干预原理使复合光色散。3.样品室吸
24、收池 分光光度计中用来盛放溶液的容器 样品室放置吸收池样品池、比色皿和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种：石英池：用于紫外区 玻璃池：用于可见区。比色皿的规格：用厚度光束通过溶液的路径长度表示：1mm、2mm、5mm、1cm、2cm、4cm。定量测定时，所使用的一组样品池的规格要完全一致。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法4.4.检测器：通过吸收池的光转换为光电流，再经放大输入指示器，然后显示。检测器：通过吸收池的光转换为光电流，再经放大输入指示器，然后显示。1 1光电转换器：光电转换器：利用光电效应将透过吸收池的光信号转化为可以测量利用光电效应将透
25、过吸收池的光信号转化为可以测量的电信号的器件。应用波段的电信号的器件。应用波段1901901100nm1100nm 光电转换器的类型有：光电转换器的类型有：光电管光电管64006400型火焰光度计的检测器上使用型火焰光度计的检测器上使用 光电倍增管光电倍增管 UV24 UV240 0型紫外可见分光光度计上用型紫外可见分光光度计上用 二极管阵列检测器二极管阵列检测器 光电晶体管光电晶体管 UVmini1240 UVmini1240型紫外可见分光光度计上用硅二极管型紫外可见分光光度计上用硅二极管在分光光度计中常用检测器：光电管、光电倍增管。在分光光度计中常用检测器：光电管、光电倍增管。2 2电导检
26、测器电导检测器3 3热检测器热检测器工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法光电管 光电管内装有一个阴极和丝状阳极，两极间加有高压。阴极的凹面涂一层对光敏感的碱金属或碱金属氧化物，当光线照射时，阴极金属物质由于光电效应而发射出自由电子，在阴阳两极间高压电场作用下加速射向阳极而形成电流。光越强，放出的电子越多，电流就越强。电流通过光电管负载电阻，即可变成电压信号，经放大后将信号输给信号显示装置。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法光电倍增管光电倍增管 与光电管结构上的差异：在涂有光敏金属的阴极和阳极之间还有9-16个倍增光敏阴极。当单色器分
27、出的光照射到外加有负压的光敏阴极K上，轰击光敏材料，发射出一次光电子，一次光电子又射向第一倍增极打拿极，轰击出二次光电子，二次光电子又射向第二倍增极打拿极，轰击出更多的光电子，依次倍增，在最后放出的光电子，比最初增加106倍以上，这此电子最后射向阳极，形成电流。最大电流可达 10A，电流经负载电阻转变为电压信号送入放大器，经放大后将信号输入显示装置。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法二极管阵列检测器 微型紫外分光光度计常用二极管阵列检测器，体积小。二极管阵列检测器由集成在硅片上的几百个至上千个光敏二极管、场效应管及移位存放器所组成。工程二工程二工程二工程二 光谱
28、分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法5.5.结果显示记录系统结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量 工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法721型可见分光光度计721型可见分光光度计模型工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法722型可见分光光度计工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光
29、谱分析法光谱分析法光谱分析法工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法日本岛津Uvmini-1240型紫外-可见分光光度计工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法日本岛津UV2450型紫外可见分光光度计波长范围：190-900nm，双光束方式 光电倍增管检测器工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法分光光度计的类型及特点分光光度计的类型及特点根据仪器光学系统的不同，紫外分光光度计分为有两类：单波长分光光度计双波长分光光度计单光束分光光度计双光束分光光度计
30、工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展1.1.单光束分光光度计单光束分光光度计由一束经过单色器的光，轮流通过参比溶液由一束经过单色器的光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光强度测量。和样品溶液，以进行吸光强度测量。特点是：结构简单特点是：结构简单 、价格廉价、价格廉价 ，适于在给，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，主要适于做定量定波长处测量吸光度或透光度，主要适于做定量分析。分析。缺点是：测量结果受电源的波动影响较大，缺点是：测量结果受电源的波动影响较大，容易给定量结果带来较大误差，对光源和检测器容易给定量结果带来较大误差，对光
31、源和检测器等电学组件的质量要求很高具有的稳定性。等电学组件的质量要求很高具有的稳定性。主要有国产的主要有国产的721721型、型、751 751型型 、岛津、岛津UVmini-UVmini-12401240型型工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展单波长单光束分光光度计结构及原理示意图0.575光源单色器样品池检测器显示参比池工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展 hao-17 /Shop/cehui/jiguangcejvyi/2644.html、双光束紫外分光光度计光源发
32、出的复合光，经单色器色散为单色光，此单色光经过切光器，将其分成S、R两束光线，并分别通过样品池和参比池，各自到达检测器光电倍增管，并把来自两光束的电信号加以比较，获得吸光度的差值A，进行定量分析。双光束分光光度计的特点：因样品溶液、空白溶液的比照测定几乎同时进行，不会受到光源与检测系统漂移产生的影响，可消除背景干扰。但光路复杂、价格高。如日本岛津UV2450型紫外可见分光光度计工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展差值A光源单色器吸收池检测器显示切光器单波长双光束分光光度计结构及原理图参比池双道双道工程二工程二工程二工程二 光谱分析法
33、测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展3、双波长分光光度计、双波长分光光度计 光源辐射通过两个单色器，光源辐射通过两个单色器，分出两束不同波长的光分出两束不同波长的光(1、2)，经切光器并束后于不同，经切光器并束后于不同时间、交替通过盛有时间、交替通过盛有“空白空白+试样溶液的吸收池无需参试样溶液的吸收池无需参比池，而后到达检测器，经比池，而后到达检测器，经仪器的电子学装置直接获得两仪器的电子学装置直接获得两光束的吸光度之差光束的吸光度之差A进行定进行定量分析。量分析。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析
34、法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展单色器.吸收池检测器1122双波长分光光度计结构及原理图双波长分光光度计结构及原理图单色器1切光器切光器工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法知识拓展知识拓展知识拓展知识拓展任务二、紫外可见分光光度法知识点：分析条件的选择技能点：实训一、吸收曲线的绘制721型光光度计手动绘制、UV1240自动绘制实训二、吸光系数的测定721型光光度计手动测定、UV1240自动测定实训三、物质含量测定 邻菲啰啉显色可见分光光度法测定水中微量Fe含量 知识点：分析条件的选择一、显色反响条件的选择二、仪器测定条件的选择三、参比溶液的选择一、显色
35、反响条件的选择1.显色反响要求 显色剂选择性好，显色反响灵敏度高、生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收，显色剂与产物的颜色差异明显，要求两种有色物之间最大吸收波长之差“比照度：60nm。显色剂显色剂 无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。氧化氢等几种。有机显色剂：种类繁多有机显色剂：种类繁多三苯甲烷类：铬天青三苯甲烷类：铬天青S(Al3+)、二甲酚橙二甲酚橙(Fe3+、Cu2+、Bi3+、Pb2+)等等偶氮类显色剂：本身是有色物质，偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反响灵
36、敏度高、选择有性质稳定、显色反响灵敏度高、选择性好、比照度大等优点，应用最广泛。性好、比照度大等优点，应用最广泛。如偶氮胂如偶氮胂(测测Ca2+、Pb2+)、邻菲罗、邻菲罗啉啉Fe2+、Cu2+等。等。2.2.显色剂浓度、用量显色剂浓度、用量 吸光度吸光度A A与显色剂用量与显色剂用量CRCR的关系会出现的关系会出现如下图的几种情况。选择曲线变化平坦处。如下图的几种情况。选择曲线变化平坦处。3.3.溶液的酸度溶液的酸度 在相同实验条件下，分别测定不同在相同实验条件下，分别测定不同pHpH值值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的
37、度较大且恒定的平坦区所对应的pHpH范围。有范围。有色物本身是一种配合物。色物本身是一种配合物。4.4.显色时间与温度显色时间与温度 实验确定，一般实验确定，一般min.min.有的在常有的在常温有的要加热，应保持标准系列与样品测温有的要加热，应保持标准系列与样品测定一致定一致5.5.溶剂：溶剂：一般尽量采用有机溶剂测定一般尽量采用有机溶剂测定.提高提高有色物质的稳定性有色物质的稳定性6 6、显色反响中的共存离子的干扰及消除、显色反响中的共存离子的干扰及消除干扰：干扰：生成有色物质使结果偏高生成有色物质使结果偏高 共存离子本身有色共存离子本身有色 消耗显色剂，阻碍正常显色消耗显色剂，阻碍正常显
38、色消除方法：消除方法：1 1参加掩蔽剂参加掩蔽剂 选择掩蔽剂的原那么是：掩蔽剂不与待测组分反选择掩蔽剂的原那么是：掩蔽剂不与待测组分反响；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反响产物不干响；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反响产物不干扰待测组分的测定。扰待测组分的测定。例如：用铬天菁例如：用铬天菁S S光度法测定光度法测定Al3+Al3+时，参加抗坏血酸作掩蔽剂将时，参加抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+Fe3+复原为复原为Fe2+Fe2+，消除消除Fe3+Fe3+的干扰。的干扰。2 2别离干扰离子如萃取别离法别离干扰离子如萃取别离法 3 3选择适当的显色反响条件如酸度和测定条选择适当的显色反响条件如酸度和测
39、定条件如入射波长参比溶液。件如入射波长参比溶液。二、仪器测定条件的选择二、仪器测定条件的选择1.1.选择适当的入射波长选择适当的入射波长 一般应该选择一般应该选择maxmax为入射光波长。为入射光波长。如果如果maxmax处有共存组分干扰时，那么应考虑处有共存组分干扰时，那么应考虑选择灵敏度稍低但能防止干扰的入射光波长。选择灵敏度稍低但能防止干扰的入射光波长。三、参比溶液选择三、参比溶液选择 通过适当组分的溶液作为调节仪器通过适当组分的溶液作为调节仪器 A值值A=0或或T(透光率透光率T=100%)，以消除吸收池试剂等，以消除吸收池试剂等对入射光的吸收，使测得的吸光度真正反映待测对入射光的吸收
40、，使测得的吸光度真正反映待测溶液的吸光强度。溶液的吸光强度。参比溶液类型及选择原那么：参比溶液类型及选择原那么：溶剂参比：如只有待测组分与显色剂的反响溶剂参比：如只有待测组分与显色剂的反响产物在测定波长处有吸收，可用溶剂作参比溶液，产物在测定波长处有吸收，可用溶剂作参比溶液，以消除吸收池、试剂等因素的影响；以消除吸收池、试剂等因素的影响；试剂参比：假设显色剂或其它所加试剂在测试剂参比：假设显色剂或其它所加试剂在测定波长处也略有吸收，那么按显色反响相同条件定波长处也略有吸收，那么按显色反响相同条件加试剂、显色剂和溶剂，只是不加试样，是又叫加试剂、显色剂和溶剂，只是不加试样，是又叫“试剂空白试剂空
41、白(不加试样溶液不加试样溶液)参比溶液。参比溶液。试液样品参比：假设待测试液中干扰试液样品参比：假设待测试液中干扰组分在测定波长处有吸收，但不与显色剂起显组分在测定波长处有吸收，但不与显色剂起显色反响，那么可用色反响，那么可用“试样空白试样空白(不加显色剂的不加显色剂的样品溶液样品溶液)作参比溶液；其它应加的试剂应与加作参比溶液；其它应加的试剂应与加显色剂的待测样品溶液同样进行。显色剂的待测样品溶液同样进行。褪色参比平行操作参比：假设显色褪色参比平行操作参比：假设显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，那剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，那么可让显色的试液参加适当褪色剂，将显色的么可让显
42、色的试液参加适当褪色剂，将显色的待测液褪色作为参比溶液。待测液褪色作为参比溶液。四四.选择适当的待测溶液浓度，以控制适宜的吸光度读数范围选择适当的待测溶液浓度，以控制适宜的吸光度读数范围 不同的透光度读数，产生的误差大小不同，浓度测量值不同的透光度读数，产生的误差大小不同，浓度测量值的相对误差的相对误差c/cc/c不仅与仪器的透光度误差不仅与仪器的透光度误差T T 有关，而有关，而且与其透光度读数且与其透光度读数T T 的值也有关。的值也有关。用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在：用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在：T%=20 T%=2065%65%吸光度吸光度 A=0.70 A=0.700.2
43、00.20。实训一、吸收曲线的绘制721型光光度计手动绘制、UV1240自动绘制 一、721型分光光度计操作1在仪器尚未接通电源时，电表的指针必须位于“0刻线上，假设不在零点，那么调节电表上零点校正螺丝，使指针至“0。2翻开比色皿暗盒盖已关闭光门，翻开电源开关，预热仪器20min。3将波长调节旋钮调至所需波长，将灵敏选择预置于“1档。4用“0透光率调节旋钮将仪器调节在透光率“0处，常称此操作为调节机械零点。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法光谱分析法光谱分析法光谱分析法仪器操作仪器操作仪器操作仪器操作5将装有溶液的比色皿放入比色皿架中。盖上比色皿暗盒盖，此时光路开启。让参比溶液置于光路上，用
44、“100%透光率调节旋钮使电表指针指在透光率100%位置即A=0.006重复几次翻开、关上比色皿暗盒盖，反复调整透光率“0和“100%,待指示稳定后，方可开始测量。7将待测溶液推入光路，读取吸光度。读数后将比色皿暗盒盖翻开。8每当改变波长测量时，必须重新校正透光率“0和“100%。9仪器使用完毕，取出比色皿，洗净、晾干。关闭电源开关，拔下电源插头，复原仪器。工程二工程二工程二工程二 光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量仪器操作仪器操作仪器操作仪器操作二 自动绘制吸收曲线 仪器：岛津UV1240型紫外可见分光光度计 天津UV5501型紫外可见分
45、光光度计 工程二工程二工程二工程二 光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量光谱分析法测定物质含量工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量 UVmini-1240 UVmini-1240紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法2、仪器：岛津UV1240型紫外可见分光光度计 单元-显示操作菜单和测量结果键盘：-输入操作指令和数值岛津岛津UVmini-1240型紫外型紫外可见分光光度计可见分光光度计仪器面板仪器面板岛津岛津
46、UVmini-1240UVmini-1240型紫外型紫外可见分光光度计仪器键盘可见分光光度计仪器键盘键盘：键盘：START/SFOP:START/SFOP:参数设置好后参数设置好后,按下该健开始测定按下该健开始测定,或停止测定或停止测定.AUTO ZERO:AUTO ZERO:将波长下的读数自动归零将波长下的读数自动归零GOTO WL:GOTO WL:改变当前波长设置改变当前波长设置ENTER:ENTER:当输入数值当输入数值(如波长如波长),),或显示模式或显示模式,必须按下该健确认必须按下该健确认.光标光标():():可选一个工程可选一个工程,左右移动液晶屏上的光标左右移动液晶屏上的光标,
47、左光标还用于输入负数左光标还用于输入负数.功能键功能键:与液晶屏显示的功能相对应与液晶屏显示的功能相对应RETURN:RETURN:可以从当前屏幕反回前一屏幕可以从当前屏幕反回前一屏幕LCD CONT:LCD CONT:按该健同时按住光标健按该健同时按住光标健,可改变液晶屏幕显示的比照度可改变液晶屏幕显示的比照度.PRINT:PRINT:输出到打印机输出到打印机数字键数字键:输入数值输入数值CECE键键:用该健去除数值输入的错误用该健去除数值输入的错误,重新输入数值重新输入数值 UVmini-1240 UVmini-1240型紫外可见分光光度计的操作步骤型紫外可见分光光度计的操作步骤型紫外可见
48、分光光度计的操作步骤型紫外可见分光光度计的操作步骤一、预备操作一、预备操作一、预备操作一、预备操作1 1、开机前确认样品室里没有样品或其他东西档住光路。、开机前确认样品室里没有样品或其他东西档住光路。、开机前确认样品室里没有样品或其他东西档住光路。、开机前确认样品室里没有样品或其他东西档住光路。2 2、关好样品室，翻开电源开关，仪器开始初始化，直、关好样品室，翻开电源开关，仪器开始初始化，直、关好样品室，翻开电源开关，仪器开始初始化，直、关好样品室，翻开电源开关，仪器开始初始化，直至初始化画面上每一项都显示至初始化画面上每一项都显示至初始化画面上每一项都显示至初始化画面上每一项都显示“OK“O
49、K。3 3、仪器初始化完成并预热、仪器初始化完成并预热、仪器初始化完成并预热、仪器初始化完成并预热1010分钟后，根据自己的检测分钟后，根据自己的检测分钟后，根据自己的检测分钟后，根据自己的检测需要按数字键选择相对应的测量模式。需要按数字键选择相对应的测量模式。需要按数字键选择相对应的测量模式。需要按数字键选择相对应的测量模式。光度模式：单点法测含量时选用光度模式：单点法测含量时选用光度模式：单点法测含量时选用光度模式：单点法测含量时选用 光谱模式：测吸收曲线最大吸收波长时选用光谱模式：测吸收曲线最大吸收波长时选用光谱模式：测吸收曲线最大吸收波长时选用光谱模式：测吸收曲线最大吸收波长时选用 定
50、量模式：多点法测含量时选用定量模式：多点法测含量时选用定量模式：多点法测含量时选用定量模式：多点法测含量时选用工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量工程二、光谱分析法测定物质的含量 UVmini-1240 UVmini-1240紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法紫外可见分光光度计操作方法二、系统设置操作 按数字键“5进入系统设置模式，在“系统设置模式下：按数字键“1进入启动程序设置 按数字键“2 进入显示数据设置 按“3进入光源设置，波长200400nm设氘灯，波长400800nm设钨灯，按“