单色光：具有相同能量(相同波长)的光。 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起。
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《分析化学》第九章 分光光度法
§9.1 吸光光度法基本原理
9.1.1 物质对光的选择性吸收
当白光通过某一有色溶液 时，该溶液会选择性地吸收 某些波长(wavelength)的光 而让未被吸收的光透射过， 即溶液呈现透射光的颜色， 亦即呈现的是它吸收光的互 补光的颜色。
物理性因素：
难以获得真正的纯单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合
光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
《分析化学》第九章 分光光度法
第九章 分光光度法
• 什么是分光光度法？
– 基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析 方法。包括比色法、可见分光光度法、紫外分光光 度法。
使用中用到分光光度计，因此是一种仪器分析方法
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《分析化学》第九章 分光光度法
化学分析法与仪器分析方法有什么不同？
化学分析：常量组分(>1%), Er 0.1%～0.2% 准确度高 依据化学反应, 使用玻璃仪器 仪器分析：微量组分(<1%), Er 1%～5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器
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《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）与浓度无关。 （3）ε与吸收物质本身的性质有关，与波长有关, 与温度
有关； （4）在最大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数ε max:
表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了 光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度:
透射比T及吸光度的加和性
透射比T : 描述入射光透过溶液的程度
T = I / I0
吸光度A与透射比T 的关系:
I AlgTlg0
bc
I
吸光度具有加和性(即同一入射波长下, 多个物质有吸收时, 总吸 光度为各个物质吸光度之和)。
A 总 A 1 A 2 A n 1 b 1 2 c b 2 c n b n
A
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
λ
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600
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《分析化学》第九章 分光光度法
吸收曲线与最大吸收波长
在最大吸收波长处测定吸光度，则灵敏度 最高。
不同物质吸收光谱的形状以及max 不同 —
—定性分析的基础。 同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状
500
600
700 /nm
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《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.2 光的吸收基本定律
─朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律
A=lg(I0/It)=εbc
吸光度
介质厚 度(cm).
朗伯定律(1760)
A=lg(I0/It)=k1b
比尔定律(1852)
A=lg(I0/It)=k2c
《分析化学》第九章 分光光度法
朗伯—比耳定律数学表达式
AlgI0 bc
注意量纲
I
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 mol·L-１； ε ：摩尔吸收系数，单位 L·mol-１·cm-１；
或: A = lg(I0/It) = a b c
c：溶液的浓度，单位g·L-１ a：吸收系数，单位L·g-１·cm-１ a与ε的关系为： a = ε /M （M为摩尔质量）
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《分析化学》第九章 分光光度法
摩尔吸收系数ε的讨论
ε max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该 物质的灵敏度越高。
ε >105：超高灵敏； ε = (6～10）×104 ：高灵敏； ε = 104～ 103 ：中等灵敏； ε < 103 ：不灵敏。 （6） 可作为定性鉴定的参数。
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பைடு நூலகம்
《分析化学》第九章 分光光度法
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《分析化学》第九章 分光光度法
电子能级的越迁
注意体会: 紫外可 见吸收光谱, 红外 光谱, 原子吸收等 吸收光谱的来源
电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
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《分析化学》第九章 分光光度法
λ
A
420 0.199
430 0.211
440 0.237
450 0.283
460 0.313
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《分析化学》第九章 分光光度法
9.1.3 偏离郎伯-比耳定律的原因
1. 现象 标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（尤其当溶液浓度较高时），这种现 象称为对朗伯—比耳定律的偏离。 2. 引起偏离的因素（两大类） （1）物理性因素，
即仪器的非理想引起的； （2）化学性因素。
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《分析化学》第九章 分光光度法
470 0.333
480 0.371
490 0.395
500 0.445
510 0.476
520 0.451
530 0.401
540 0.321
550 0.242
560 0.157
570 0.122
580 0.118
吸收光谱or吸收曲线
分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度 不同，用不同波长的单色光照射，测吸光度A， 画图。
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光的互补：蓝➢ 黄
《分析化学》第九章 分光光度法
不同颜色的可见光波长及其互补光
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《分析化学》第九章 分光光度法
当一束光照射到物质或其溶液上时: M可以是分子,原 子,或离子
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h
能级结构的量子化 : 物质只能吸收某些特定波长的光; 分子或原子间能级结构个性化: 不同物质吸收不同波长的光
例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准 光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
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《分析化学》第九章 分光光度法
波粒二象性
E hc
结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越长(频率越低)， 光量子的能量越低。
相同，Amax 不同——定量分析的基础。
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《分析化学》第九章 分光光度法
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
(Absorption spectra of Cr2O72-、MnO4- )
350
525 545
1.0
Absorbance
0.8
0.6
Cr2O72-
MnO4-
0.4
440
nm
0.2
300
400