2 一些基本名词和概念
吸收光谱曲线：物质在不同波长下吸收光的强度大小
A～ 关系
最大吸收波长 max：光吸收最大处的波长
Δ
对比度(Δ ):络合物最大吸 收波长( MRmax)与试剂最大 吸收波( Rmax)之差
max
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
ΔE=E2-E1=hν
不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级， 其能量差也不相同。仅当照射光光子提供的能量(hν)与被照物 质的基态与激发态能量之差ΔE相等时才能发生吸收。所以物 质对光的吸收具有选择性。
h
S3 S2
E3 E2 E1
A
S1
S0
纯电子能态 间跃迁
S2 h
E0
锐线光谱
A

光的互补
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。

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
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
2、化学反应引起的偏离 L-B中浓度(c) 应指吸光物质的平衡浓度， 即吸光型体的平衡浓度。 实际常用吸光物质的分析浓度。只有当平衡 浓度等于或正比于分析浓度时，其吸光度符合 比尔定律。但溶液中吸光物质常因缔合、离解、 互变异构，络合物的逐级形成，以及与溶剂的 相互作用等而形成新的化合物或改变吸光物质 浓度，这些都将导致偏离比尔定律。如
第七章 吸光光度法
Spectrophotometry
7.1 概述
吸光光度法：基于物质对光的选择性吸收 的分析方法，又称分光光度法。 属于分子吸收光谱分析方法 基于外层电子跃迁
• • • 吸收光谱 发射光谱 散射光谱
7.2 吸光光度法基本原理 1 物质颜色和其吸收光关系 单色光、复合光、光的互补
单色光 复合光 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光
界面 反射 损失
入射光束
溶液散 射损失
透射光束
—— —— ———————— —— — ——————— —— —
—— —— ———————— —— — ——————— —— —
如被照射的是均匀溶液，则光的散射可以忽 略。
光的波粒二象性
光的折射 波动性
，
光的衍射 光的偏振 光的干涉
粒子性
E
光电效应
2、非平行入射光引起的偏离 朗伯-比尔定律要求入射光平行垂直入射。 若入射光束为非平行光，可能导致工作曲线 产生正偏离。
A bc
A' b 'c
ห้องสมุดไป่ตู้
b b’
b' b A' A
3、介质不均引起的偏离
朗伯-比尔定律要求吸光物质溶液：均匀的、 非散射的。若溶液不均，如产生胶体或浑浊， 当入射光通过该溶液时，除了一部分光被吸收 外，还有一部分因散射而损失，使实测的吸光 度偏高，从而使工作曲线产生正偏离。
κ与a 的关系
Ma
式中M为物质的摩尔质量。
经研究：当一束单色光，通过任何均匀、非散 射的固体、液体或气体介质时，其吸光度与吸 光厚度和物质浓度成正比。 二、透光度T(transmittance)
T I / I0
吸光度与透光度的关系
A lg I 0 / I lg1 / T lg T bc
C
四、工作曲线
工作曲线又称标准曲线或较正曲线。绘 制时先配制一系列具有不同浓度吸光物质的 标准溶液，然后在确定的波长和吸光厚度(光 程)等条件下，分别测量其吸光度。以吸光度 A为纵坐标，标准物质的浓度c为横坐标作图， 即为工作曲线。
A Ax
cx
c
灵敏度表示方法--κ
（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变，在温度和波 长等条件一定时， κ仅与吸收物质本身的性质有关，与 待测物浓度无关；

7.6 105
4 偏离比耳定律的原因
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。
（1）物理性因素：
1 非单色光引起的偏离
(2) 化学性因素 1、高浓度引起的偏离
L-B定律的基本假设要求溶液中吸光质点是独立的，
彼此间无相互作用，因此稀溶液能很好地服从该定律。
高浓度时(>0.01 mol/L)，由于吸收组分粒子之间的
平均距离减小，相互影响邻近粒子的电荷分布，使吸光
能力发生变化。即改变物质的摩尔吸光系数(κ)。 其相互作用的程度与浓度有关，浓度增大，吸光度 与浓度之间的关系偏离线性关系越大。所以一般认为比 尔定律仅适用于稀溶液。
见
光
黄绿 黄 橙
紫 紫红
物质的颜色与光的关系
光谱示意 完全吸收
复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
当光束照射到物质上时，不仅发生吸收 或透射现象，还会产生反射、散射。
界面 反射 损失
—— —— ———————— —— — ——————— —— — —— —— —————— —— —— ———————— —— — ——————— —— —
吸光度与光程的关系 A = kbc
吸光度
光源
0.00
检测器
吸光度
光源
0.22
L
检测器
吸光度
0.44
样品
L L 光源
检测器
样品
样品
吸光度与浓度的关系 A = kbc
吸光度
0.00
L2>L1
光源
检测器
吸光度 光源
0.22
L1
检测器 吸光度
0.42
L2
光源
检测器
例: 1.有一溶液,在λmax=310 nm处的透光率为87%，在 该波长处时的吸光度为多少？ 解：T＝87％； A＝－lgT＝－lg87％＝0.06 2.已知苯胺的λmax=280 nm, ε=1430,有一含苯胺的 水样，在1 cm比色皿中测得吸光度为0.52，求 该水样中苯胺的含量。（以mg/L表示) 解: A 0.52 C (m ol/ L) 3.636104 b 14301 3.636104 92.118103 33.49m g / L
hc E h
E：光子的能量（J） ：光子的频率（Hz） ：光子的波长（cm） c：光速（2.99791010 cm.s-1） h：Plank常数（6.625610-34 J.s ）
物质对光吸收的本质
一束光
物质或 溶液 分子
(离子)
(原子)
能量
分子+hν
(原子)
M + hν = M* (基态) (激发态) 能级3 λ3 hν3 λ2 hν2(ΔE) λ1 hν 1 能级2 能级1 基态
（3）同一吸收物质在不同波长下的κ值是不同的。在最
大吸收波长λmax处的摩尔吸收系数κmax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。
（4）可作为定性鉴定的参数； （5）物质的吸光能力的度量 κmax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。 κ >105：超高灵敏； κ = (6～10）×104 ：高灵敏； κ = 2×104～ 6×104 ：中等灵敏； κ < 2×104 ：不灵敏。 （6） κ在数值上等于浓度为1 mol · L-1、液层厚度为1cm 时该溶液在某一波长下的吸光度。
1852年，Beer指出：光的吸收与吸光 物质的数量有关；如吸光物质溶于不吸 光的溶剂中，则吸光度与吸光物质的浓 度成正比。即当单色光通过液层厚度一 定的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液 的浓度成正比。这个关系称为比尔定律。
A lg I 0 / I k 2c
式中c：有色溶液浓度 k2：比例常数
3 朗伯-比尔定律 一、吸光度(absorbance)
1729年，Bouguer首先发现物质对光的吸收 与吸光物质的厚度有关。 1760年他的学生Lambert更明确地指出：如 果溶液的浓度一定，则光的吸收程度与液层的 厚度成正比，这个关系称为朗伯定律。表示为：
b 入射光 I0 透射光 I
A lg I 0 / I k1b
S1
S0
分子内电子跃迁
带状光谱
0 A
(a)
一些典型的紫外-可见吸 收光谱 (a) 联苯(己烷溶剂)； (b) 苯(己烷溶剂)； (c) 苯蒸汽；
0
(b)
0
(c) (d)
260 280 nm
(d) Na蒸汽。
0
220 240
定性分析与定量分析的基础
B
定性分析基础
A
A
物质对光的选择吸收 不同物质吸收光谱不同 相同物质吸收光谱相同
测定时入射光的总强度为(I’0+I”0）,透射光 的总强度 为(I1+I2)，因此所得吸光度值为：
(I I ) A lg ( I1 I 2 )
' 0 " 0
' I1 I 0 101bc
I 2 I 10
'' 0
2bc
将I1和I2代入得：
(I I ) A lg ' 2bc ( I 0 10 I 10 )