分析化学光学分析法
可见光区:380nm ~ 760nm 红外光区:760nm ~ 300μm
光的电磁波性质
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
光
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光的波粒二象性
择性吸收,某些波长的光被吸收,另一些波长的光则不被吸 收而透过溶液。
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溶液的颜色由透过光的波长所决定
(1)如果物质把各种波长的光完全都吸收,则呈现黑色;
(2)如果完全反射,则呈现白色;
(3)如果透过所有的光,则为无色透明溶液;
(4)如果对各种波长的光吸收程度差不多,则呈现灰色;
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
350
400
500
600
700
/nm
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A
苯 (254nm)
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
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吸收曲线的讨论
(1)同一种物质对不同波长光的吸光度不同。 吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax。 (KMnO4的最大 = 525 nm)
灵敏度高。10-3 -10-6 mol/L。
准确度高。相对误差2-5%。 仪器设备简单、操作简便。 应用范围广。
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6.2.1 物质对光的选择性吸收
溶液为什么有颜色,其实质是什么?实验证明, 溶液的颜色是由于均匀分布在溶液中的有色化合物的 质点选择性的吸收了某种颜色的光所造成的。日常生 活中所见到的白光,如日光等是由红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫等光按适当的强度比例混合而成的,在 380~760nm范围的一种复合光。
(2)不同浓度的同一种物质,其吸收曲线形状 相似λmax不变。而对于不同物质,它们的吸收曲线 形状和λmax则不同。可作为物质定性分析的依据之 一。
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( 3 )不同浓度的同一种物质,在某一定波长下
吸光度 A 有差异,A 随浓度的增大而增大 。此特性
可作为物质定量分析的依据。 (4)在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大, 所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射 光波长的重要依据。
(二)吸收曲线1.来自用不同波长(400-720nm)的光,照射某一吸 测吸光度(A)
以—A作图,得一曲线
光物质的溶液;
2. 3.
直观地表示出物质对光的吸收特征。
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Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 0.8 Absorbance 0.6 0.4 0.2 300
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(一) 物质的颜色与光吸收的关系
在可见光区,不同波长的光具有不同的颜色。当一束阳
光 ( 白光 ) 通过棱镜后就色散成红、橙、黄、绿 …… 等颜色的
光,这些光具有不同的波长。
所以不同颜色光,其波长不同,物质的颜色正是由于他
当一束白光通过某一物质或溶液时,由于物质对光的选
们对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。
(5) 如果物质选择性地吸收某些波长的光,那么,这种物质的颜 色就由它所反射或透过光的颜色来决定。
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例 如:CuSO4溶液
CuSO4
透过蓝光
白光→
人眼
吸收黄光
实验证明: CuSO4溶液浓度越高,对黄色光的吸收越多, 表现为透过的蓝色越强,溶液的蓝色也越深。
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第六章 光学分析法
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章总目录 本章目录
6.1 概述 6.2 光吸收定律 6.3 分光光度计 6.4 显色反应和显色条件的选择 6.5 吸光度测量条件的选择 6.6 吸光光度光法的应用
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化学分析与仪器分析方法比较
化学分析:常量组分(>1%), Er 0.1%~0.2% 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 例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
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(三)物质对光产生选择性吸收的原因
当光通过透明物体时,光子是否被物质吸收。 取决于:①光子所具有的能量 ②物质的内部结构
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按照辐射的本质, 分子光谱法和原子光谱法;
按照物质与辐射能相互作用的结果,
吸收 发射 散射等类型的光谱。
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吸光光度法
是基于被测物质的分子 对光 具有选择吸收的特
性而建立的分析方法。 根据波长的不同,可分为:
6.1.1 光的基本性质
紫外光区:200nm ~ 380nm
光谱示意
复合光
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
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6.2 紫外-可见分光光度法
分光光度法及其特点 比色法:利用有色溶液颜色的深度测定该溶液的浓度。 目视比色法:用肉眼直接比较样品和标准溶液的颜色深浅。 分(吸)光光度法:用光电比色计或分光光度计测量溶液吸光度。 分光光度法的特点:
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单色光、复合光、光的互补 单色光 复合光 光的互补 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光 若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混 合得到白光,那么就称这两种单色光为互补色 光,这种现象称为光的互补。
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
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黄绿 黄 橙
紫
紫红
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6.1.2 物质对光的吸收 物质的颜色与光的关系
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
3
准确度高
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6.1
概述
光学分析法可分为:
光谱法与非光谱法两大类
光谱法:物质内部发生量子化的能级跃迁 非光谱法:不涉及物质内部能级的跃迁
光的折射
波动性
E
光的衍射 光的偏振 光的干涉
粒子性
光电效应
hc E h
E:光子的能量(J, 焦耳) :光子的频率(Hz, 赫兹) :光子的波长(cm) c:光速(2.99791010 cm.s-1) h:Plank常数(6.625610-34 J.s 焦耳. 秒)
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