分光光度法幻灯片.ppt
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1、 比色法和分光光度法比色法和分光光度法1化学分析法化学分析法酸碱滴定法酸碱滴定法配位滴定法配位滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法u重量分析法重量分析法u容量分析法容量分析法仪器分析比色法和分光光度法仪器分析比色法和分光光度法2 利利用用溶溶液液颜颜色色的的深深浅浅来来测测定定溶溶液液中中有有色色物物质质的浓度,这种测定方法称为的浓度,这种测定方法称为比色分析法。比色分析法。用分光光度计进行的比色分析的方法称为用分光光度计进行的比色分析的方法称为分光光度法。分光光度法。概述概述目视比色目视比色,称为称为比色法。比色法。3 灵敏度高灵敏度高:测定下限可达:测定下限可达10510
2、6mol/L,10-4%10-5%准确度高准确度高一般吸光光度法的相对误差为一般吸光光度法的相对误差为2-5%,对微量成分来说,还是比较满意的,因为,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。准确了,甚至无法进行测定。操作简便快速操作简便快速应用广泛应用广泛:几乎所有的无机离子和有机化合物几乎所有的无机离子和有机化合物都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。都可直接或间接地用吸光光度法进行测定。光度分析法的特点光度分析法的特点 41、光的基本性质、光的基本性质 光具有波粒二象性,即波动性、粒子性。光具
3、有波粒二象性,即波动性、粒子性。根据波长的不同,可分为:根据波长的不同,可分为:p396 紫外光区紫外光区:200nm 400nm 可见光区可见光区:400nm 750nm 红外光区红外光区:750nm 1000m 描述其波动性的主要参数是:波长描述其波动性的主要参数是:波长,频率,频率,光速光速C。三者间关系为:三者间关系为:C物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收5具有同一波长的光称为具有同一波长的光称为单色光单色光。光的粒子性:如光电效应。光的粒子性:如光电效应。光子的能量(光子的能量(E)决定于光的频率和波长:)决定于光的频率和波长:不同波长组成的光称为不同波长组成的光称为复合光复合
4、光。白光(如日光)是复合光,是由白光(如日光)是复合光,是由红、橙、黄、绿、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫青、蓝、紫等光按适当的强度比例混合而成的,在等光按适当的强度比例混合而成的,在400nm750nm 范围的一种复合光。范围的一种复合光。62、物质对光的选择性吸收、物质对光的选择性吸收物质为什么有颜色,其实质是什么?物质为什么有颜色,其实质是什么?-物质本性、光物质本性、光7互补色光互补色光如如KMnO4吸收吸收绿色光绿色光,因此,因此KMnO4溶液呈现溶液呈现紫色紫色。物质的颜色物质的颜色8 将不同波长的光透过某一固定的溶液,测量不同波长下溶液对光将不同波长的光透过某一固定的溶液,测量不同波
5、长下溶液对光的吸光度,作图得到的吸光度,作图得到光吸收曲线光吸收曲线,描述物质对不同波长光的吸收。描述物质对不同波长光的吸收。400480560640720 nm0.40.81.21.6AKMnO4 溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线DCBA A、B、C、D代表不同浓代表不同浓度下的吸收曲线。度下的吸收曲线。3 吸收曲线吸收曲线max9IrIoItIa 一束一束平行平行单色单色光照射透明溶液时,光的一部分被吸收,光照射透明溶液时,光的一部分被吸收,一部分透过溶液,一部分被器皿的表面反射。一部分透过溶液,一部分被器皿的表面反射。光吸收的基本定律光吸收的基本定律1、朗伯、朗伯比尔定律比尔定律10Io=I
6、a+It+Ir 若入射光强度为若入射光强度为Io,吸收光的强度为,吸收光的强度为Ia,透过光强,透过光强度为度为It,反射光的强度为,反射光的强度为Ir,它们的关系是:,它们的关系是:在吸光光度法中,测定时都是采用同样质量的在吸光光度法中,测定时都是采用同样质量的比色皿,反射光的强度基本上是不变的,其影响可以比色皿,反射光的强度基本上是不变的,其影响可以相互抵消。相互抵消。空白调零。空白调零。分光光度法中:分光光度法中:Io=Ia+It11从上式可以看出:从上式可以看出:溶液的透光度愈大,说明溶液对光的吸收愈小,相反,透溶液的透光度愈大,说明溶液对光的吸收愈小,相反,透光度愈小,说明溶液对光的
7、吸收愈光度愈小,说明溶液对光的吸收愈大大.透光度透光度:透过光强度透过光强度It与入射光强度与入射光强度Io之比之比,用用 T 表示表示吸光度:吸光度:用用 A表示表示12 比例常数,比例常数,与与、c、T有关。有关。b:溶液厚度:溶液厚度朗伯定律:朗伯定律:当当 、c、T 一定时,溶液的吸光度与液层一定时,溶液的吸光度与液层的厚度成正比。的厚度成正比。比尔定律比尔定律:当当 、b 和和 T一定时,溶液的吸光度与溶液一定时,溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。的浓度成正比。13朗伯朗伯比尔定律比尔定律(同时考虑溶液浓度和液层厚(同时考虑溶液浓度和液层厚度的影响)一束度的影响)一束平行单色光平行单色
8、光通过溶液,当通过溶液,当 和和T一定时,其吸光度与溶液的浓度和液层厚度成一定时,其吸光度与溶液的浓度和液层厚度成正比。正比。朗伯朗伯-比尔定律的适用条件比尔定律的适用条件(1)单色光单色光:应选用应选用 max处或肩峰处测定处或肩峰处测定(2)吸光质点形式不变:离解、络合、缔合会破吸光质点形式不变:离解、络合、缔合会破坏线性关系,坏线性关系,应控制条件应控制条件(酸度、浓度、介酸度、浓度、介质等质等)(3)稀溶液:稀溶液:浓度增大,分子之间作用增强浓度增大,分子之间作用增强14 当当c用用gL-1表示,表示,b用用cm表示时,表示时,K用用a表示,称为表示,称为吸光系数,其单位为吸光系数,其
9、单位为 L(g.cm)-1,则:则:2、比例常数、比例常数K吸光系数吸光系数aA=a b c摩尔吸光系数摩尔吸光系数 c用用molL-1表示,表示,b用用cm表示时,表示时,K用用表表示,称为摩尔吸光系数,其单位为示,称为摩尔吸光系数,其单位为L(mol.cm)-1。则:。则:A=b c在数值上等于浓度为在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。时该溶液在某一波长下的吸光度。15u越越大大表表明明该该物物质质的的吸吸光光能能力力越越强强,用用光光度度法测定该物质的灵敏度越高。法测定该物质的灵敏度越高。105:超高灵敏;:超高灵敏;=(610)10
10、4:高灵敏;:高灵敏;2104:不灵敏。:不灵敏。u桑德尔桑德尔(Sandell)灵敏度灵敏度(灵敏度指数灵敏度指数)用用S来表来表示。示。S是指当仪器的检测极限是指当仪器的检测极限A=0.001时,时,单位截单位截面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低含量含量,其单位为,其单位为gcm-2,S与与及吸光物质摩及吸光物质摩尔质量尔质量M的关系为:的关系为:S=M/分光光度的灵敏度分光光度的灵敏度16【例例】:有有一一浓浓度度为为1.0 g/ml Fe2+的的溶溶液液,以以邻邻二二氮氮菲菲显显色色后后,在在比比色色皿皿厚厚度度为为 2cm、波波长长510nm
11、处处测测得得吸吸光光度度为为0.380,计计算算(1)透透光光度度T;(2)吸光系数吸光系数a;(;(3)摩尔吸光系数)摩尔吸光系数。解解(1)T T1010-A-A10-0.3800.417(2)(3)1716-2-2 吸光度的加合性吸光度的加合性A总总=Ai=1b1c1+2b2c2+nbncn 总的吸光度等于各个吸光物质的吸光度之和。总的吸光度等于各个吸光物质的吸光度之和。或或溶液的吸光度应等于溶液中各组分的吸光度之和。溶液的吸光度应等于溶液中各组分的吸光度之和。(组分间没有干扰组分间没有干扰)A4 A3 A2 A118对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离 一、物理因素:一、物理因素
12、:1 1、单色光不纯,导致负偏差。、单色光不纯,导致负偏差。CA标准工作曲线图标准工作曲线图正误差正误差负误差负误差2、散射光的影响,胶体、散射光的影响,胶体、乳浊液或悬浊液由于散射的乳浊液或悬浊液由于散射的作用使吸光度增大,或入射作用使吸光度增大,或入射光不是垂直通过比色皿产生光不是垂直通过比色皿产生正偏差。正偏差。19二、化学因素二、化学因素1、吸光质点的相互作用,浓度较大时,产生偏、吸光质点的相互作用,浓度较大时,产生偏差,差,朗伯朗伯-比尔定律只适合于稀溶液(比尔定律只适合于稀溶液(c 10-2 molL-1)。2、平衡效应,物质的离解、缔合、互变异构、平衡效应,物质的离解、缔合、互变
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