1、项目二,分光光度法,Spectrophotometry,第一节 物质的吸收光谱,一、基本概念,复色光：不同波长组成的光 单色光：单一波长的光 可见光：380 780 nm 紫外光：200 380 nm 互补色光：按适当的强度比例混合可成白光的两种颜色的光,白光,蓝,黄,红,青,橙,紫,青蓝,绿,物质的吸收光谱,互补色光示意图,二、物质对光具有选择性吸收,若溶液选择性吸收某种颜色的光，则溶液呈吸收光的互补色光。,如硫酸铜溶液选择吸收黄色光，故溶液呈蓝色,物质的吸收光谱,M(基态）h,M*(激发态),选择性吸收：E= h,光子h=hc/,E,不同物质， E不同，选择吸收光子能量也不 同，即吸收的波
2、长不同,三、吸收光谱,max,(2),(1),A,物质的吸收光谱,A:吸光度，物质对单色光的吸收程度,吸收光谱：A 作图,C2C1,吸光度最大处的波长为最大吸收 波长，用max表示。 max是定性鉴别物质的基础 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。 一般用max单色光测定,第二节 分光光度法基本原理,一、Lambert-Beer law,透光率：透射光强度与入射光强度之比T = It/I0,吸光度A：透光率的负对数 A = -lgT,I0 = Ia+ It,分光光度法基本原理,一、Lambert-Beer 定律,1、Lambert 定律 一定条件下，某溶液
3、吸光度 与单色光通过的液层厚度b成正比。 A = k1b,2、Beer 定律 一定条件下（液层厚度），单色 光通过溶液时，吸光度与溶液的浓度成正比。A = k2C,3. Lambert-Beer 定律 A = bc A = ab, = aM,分光光度法基本原理,: 摩尔吸光系数 L.mol-1.cm-1 b :液层厚度 cm C: 量浓度 mol.L-1 a: 质量吸光系数 L.g-1.cm-1 : 质量浓度 g.L-1,(a) ,溶液对入射光吸收 。 103,可进行分光光度分析,例：浓度为0.150mmol/L某化合物 (Mr=251)溶液，在480nm波长处用2.00cm吸收池测得透光率为
4、39.8%, 求、a.,解： =,A,cb,=,-lgT,cb,=,-lg0.398,0.15010-32.00,=1.33103L.mol.cm-1,分光光度法基本原理,一、Lambert-Beer 定律,a= /M=,1.33103,251,=5.30L.g-1.cm-1,例：某有色溶液在1.00cm吸收池中，测得其透光率T=60%，若改用2cm的吸收池时，其T为？,解： A = k b = - lgTb=1.00 时 A1= -lg0.6 b=2.00 时 A2 2A1 -2lg0.6 = -lg0.36 T=0. 36,练习题：,1.在波长为508nm处，以邻二氮菲光度法测定某元素，该
5、元素的溶液浓度为 2.5104g/L，吸收池厚为2.0cm，测得其吸光度为0.190，已知该物质的为 21223.0，试计算该元素的相对分子质量。,2.称钢样1.500g，用酸溶解后，以过硫酸钾将其中的锰氧化成高锰酸根， 转移到100mL容量瓶内，稀释至刻度后，用1.0cm吸收池在520nm处测得 其吸光度为0.620，试计算试样中的锰含量（=2235、MMn=54.94）,3.某含铁约0.20的试样，用邻二氮杂菲亚铁光度法=（.104）测 定，试样溶解后稀释至100L，用1.00cm的比色皿，在508nm波长下测 定吸光度。为使吸光度的测量引起的浓度相对误差最小，应当称取试样 多少克。（MF
6、e=55.85）,3.丁二酮肟对含镍量为0.12%的某试样进行比色分析测定，若配制100毫升 试液，波长470nm处用1.0厘米的比色皿进行测定，计算当测量误差控制在 最小时，应称取试样多少克？(已知：=1.3104，MNi=58.69),第三节 可见分光光度法,一、分光光度计,光源,单色器,吸收池,检测器,信号放大器,显示器,二、单组份测定方法,（一）、标准曲线法,A,C,0,取标准品配置一系列不同浓 度的标准溶液，置于液层厚 度相同吸收池，测定相应吸 光度，以AC作图，得一条 通过原点的直线,Beers law 当,b等一定，A与C成正比，A=KC,相同条件下，测定样品吸光度Ax, 在标准
7、曲 线上查出对应的被测物浓度Cx,Ax,Cx,可见分光光度法,（一）标准曲线法:,标准曲线,可见分光光度法,（一）标准曲线法:,用空白液(参比液)对仪器进行校正,以消除溶剂、 显色剂对光的吸收，以及光在吸收池中的散射和 反射等。,第四节 提高测量灵敏度和准确度方法,一、分光光度法的误差,（一）、溶液偏离Beers law 引起的误差,A,C,AC 线性差，出现弯曲,（1）溶液中吸光物质不稳定,（2）单色光纯度差,（二）、仪器测定误差,光电管灵敏性差、疲劳及光源不准等。,当T很大或很小时所产生误差都很大（读数误差）。 一般控制T在15% 65%(或A在0.2 0.8)之间。,（三）、主观误差,操
8、作不当引起的误差（对标准液和试样的处理不平行）,提高测量灵敏度和准确度方法,一、分光光度法的误差,提高测量灵敏度和准确度方法,二、提高测量灵敏度和准确度方法,（一）、选择合适显色剂,（1）灵敏度高 104,（2）选择性好 只与被测物显色,（3）生成的有色物稳定、组成一定,（4）显色剂在测定处无明显吸收,（二）、选择合适测定条件,1、波长选择,一般选max,max,A,但共存物或显色剂等在 max处也有一定吸收 时，应选max附近或 第二大,提高测量灵敏度和准确度方法,被测物、干扰物吸收光谱,2、显色剂用量,通过实验测定，合适用量 在ab之间（平坦区）,C显色剂,A,a,b,3、溶液酸度,酸度过
9、大-酸效应,Mn+ + n HL MLn nH+,酸度过小水解效应,Mn+ + nOH- M(OH)n,提高测量灵敏度和准确度方法,（二）、选择合适测定条件,一般加缓冲液，控制溶液酸度（较佳酸度由A-pH 实验曲线确定),提高测量灵敏度和准确度方法,（二）、选择合适测定条件,3、溶液酸度,磺基水杨酸离子Sal2-与Fe3+形成配合物,pH 配合物 颜色,1.82.5 Fe(Sal)+ 紫色,48 Fe(Sal)2- 橙色,811 Fe(Sal)33- 黄色,12 Fe(OH)3,提高测量灵敏度和准确度方法,4、显色时间,作吸光度A与时间曲线，确定时间,5、干扰离子的掩蔽,掩蔽：借助一定化学反应
10、（加入掩蔽剂），不经分离而消除干扰的过程。如配合，氧还反应,（二）、选择合适测定条件,（二）、标准对照法,配置一个与被测物浓度相近的标准溶液Cs，在max附近处测出As,则,As = kCs Ax = kCx,Cx=,Ax,As,Cs,适于个别样品，误差较大。只有在测定的浓度区间内溶液完全遵从郎伯-比尔定律。 Cs和 Cx相近时结果准确。,（三）、增量法,如果标准试样和未知试样不能保持一致时，采用增量法。具体方法：把未知试样溶液分成体积相同的若干份溶液（不少于四份），其中一份不加入被测组分的标准溶液，在其他几份中都加入不同量的标准溶液，然后在相同条件下，测定各试液吸光度，并绘制吸光度对增量的工
11、作曲线。,A, C（增量值）,Cx,三、多组分定量方法,由同学解答。 练习题： 在440nm和545nm处用分光光度法在1cm吸收池中测定浓度为8.3310-4mol/L的重铬酸钾标准溶液的吸光度为0.308和0.009；又测定浓度为3.7710-4mol/L的高锰酸钾标准溶液的吸光度为0.035和0.886，并且在上述两波长处测得某重铬酸钾和高锰酸钾混合溶液吸光度分别为0.385和0.653。计算该混合液中高锰酸钾和重铬酸钾物质的量浓度。 。,第五节 紫外分光光度法,可见光：380 780 nm 紫外光：200 380 nm,可见分光光度法：只能测定有色或与显色剂发生显色的物质；,紫外分光光
12、度法：可测定在近紫外区（200380 nm）有特征吸收的任何物质(有无颜色均可)。,一、751-G型分光光度计 P284/13-12,光源：氢灯、钨灯 紫外光不能透过玻璃,用石英,二、紫外分光光度法的应用,（一）、定性鉴别,比较max, (max) or a(max),紫外分光光度法,醋酸可的松 238 39.0,醋酸泼尼松 238 38.5,max a(238),（二）、定量测定,光的吸收符合lambert-Beer定律,例：,解：已知 a(361)=20.7L.g-1.cm-1 b=1.00cm A=0.618 样=0.030g.L-1,质量分数=,测,样,=,A/ab,样,=,0.618/20.71.00,0.030,紫外分光光度法,二、紫外分光光度法的应用,= 0.997,本章要求,1、掌握基本概念,吸收光谱，最大吸收波长, 单色光,2、掌握 Lambert-Beer 定律 A = bc A = abA= -lgT， 吸光系数 = aM 及相关计算,3、掌握标准曲线法,4、了解提高测量灵敏度和准确度方法,5、了解紫外分光光度法,作业: P286/ 2，3，8，10,
