第十二章 吸光光度分析法一、本章要点1．掌握吸收曲线的绘制方法、吸收光谱、最大吸收波长的概念。

2. 掌握朗伯-比尔定律、吸光度、摩尔吸光系数、透光率的基本概念及相互之间的关系。

3.熟悉偏离朗伯-比尔定律的原因。

4. 掌握显色反应及其条件的选择、吸光光度分析方法及熟悉常用仪器的基本原理、主要部件及具体操作。

二、示例解析1. 已知含Cd 2+浓度为140µg ·L -1的溶液，用双硫腙显色后，用厚度为2cm 的比色皿测得 A=0.22，计算此溶液的摩尔吸光系数。

解： 查表知Cd 的摩尔质量为112.41g ·mol —1c (Cd 2+)=140×10-6/112.41=1.25×10—6（mol ·L —1） 461088102512220⨯=⨯⨯==ε-...bc A （L ·mol -1·cm —1） 需要指出的是，上例中的ε 值是把被测组分看成是完全转变成有色化合物的。

但在实际测定中，因有色物质组成不确定或有副反应存在，实际计算出的是表观摩尔吸光系数。

2. 已知吸光度A = 0.474，计算T 及T %解： A = -lg T = 2 - lg T %lg T = -A = -0.474 ， T = 0.336； lg T % = 2-A = 2-0.474 =1.53， T % = 33.63. 准确移取含磷30μg 的标准溶液于25mL 容量瓶中，加入5%钼酸铵及其它相关试剂，稀释至刻度。

在690nm 处测定吸光度为0.410。

称10.0g 含磷试样，在与标准溶液相同的条件下测得吸光度为0.320。

计算试样中磷的质量分数。

解： ω（P ）=100⨯mA V c A S X S X =3100.1025410.02530320.0⨯⨯⨯⨯⨯ =0.23 4. 某一分光光度计的透光率读数误差为0.005，当测量的百分透光率为9.5%时，测得的浓度相对误差为多少？解：∆T = 0.005，T = 0.095，代入式（8-6）：095.0lg 095.0005.0434.0⨯⨯=∆c c = -0.022 = -2.2% 5. 测定某样品中Fe 的含量，称样0.2g 测得T =1.0%，若仪器透光率读数误差为0.50%试计算：⑴ 测量结果的相对误差为多少？⑵ 欲使测得的A 值为0.434，以提高测量的准确度，则应减少称样量或稀释样品多少倍？⑶ 若不进行上面的操作，为提高测量准确度应选用几厘米的比色皿？解： ⑴ ∆T =0.50%，T = 1.0%，代入（8-6）式01.0lg 01.0005.0434.0⨯⨯=∆C C = 0.1085 = 10.85% ⑵ 原试液T =1.0%，A = 2.00，要使A = 0.434，降低相对误差，则需稀释样品。

因为减少称样量会增大称量误差。

所以稀释倍数=C 原/C =2.00/0.434 =4.6，即稀释4.6倍。

⑶若不稀释样品，为了提高准确度，则要降低吸光度，因为C 较大，所以应选择厚度小的比色皿，即选用0.5cm 比色皿。

6. 如何选择适宜的参比溶液？答： 溶剂空白：在测定波长下溶剂有吸收。

试剂空白：在测定波长下试剂有吸收。

试样空白：在测定波长下试样基体有吸收。

蒸馏水空白：在测定波长下均无吸收。

7. 某合金中含有Mn 和Cr ，称取1.000g 试样，溶解后稀释至50.00mL ，将其中的Cr 氧化至Cr 2O 72-，Mn 氧化至MnO 4-，然后在440nm 和545nm 用1.0cm 比色皿测得吸光度分别为0.204和0.860。

已知在440nm 时Mn 和Cr 的摩尔吸光系数分别为ε（Mn ）=95.0 L ·cm —1·mol —1，ε（Cr ）=369.0 L ·cm —1·mol —1。

在545nm 时Mn 和Cr 的摩尔吸光系数分别为ε（Mn ）=2.35⨯103 L ·cm—1·mol —1，ε（Cr ）=11.0 L ·cm —1·mol —1。

求试样中Mn ，Cr 的质量分数。

（M （Mn ）=54.94 g ·mol—1，M （Cr ）=52.00 g ·mol —1）解：根据（8-8）、（8-9）式Cr Cr 440M n Mn 440Cr 440M n 440440bC bC A A A ε+ε=+=Cr Mn Mn Cr Mn bC A A A 545545545545545εε+=+= 0.204 = 95.0⨯C Mn + 369.0⨯C Cr0.860 = 2350⨯C Mn + 11.0⨯C Cr解得 C Mn = 3.64⨯10—4mol ·L —1 C Cr = 4.59⨯10—4mol ·L -1ω（Mn ）=000.194.5410501064.334⨯⨯⨯⨯-- = 0.0010 ω（Cr ）=000.100.525021059.44⨯⨯⨯⨯- = 0.0024 8. 某酸碱指示剂在水中存在下列平衡：HIn （黄色） H + + In -（蓝色），在650nm 处仅In -有吸收。

今配制两份同浓度而不同pH 值的指示剂溶液，于650nm 处在同样测量条件下测量吸光度，得到pH 1 = 4.50时，A 1 =0.180；pH 2 = 5.10时，A 2 =0.360。

求该指示剂的理论变色点。

解：根据酸碱指示剂变色原理，其理论变色点的pH 即指示剂的p K a θ。

设酸碱指示剂的总浓度为c ，当指示剂全部以In -存在，即C In = C 时，吸光度为A ，则pH 1 = p K a θ + lg11In In C C c - pH 2 = p K a θ + lg 22In In C C C - c （In -）1 = A 1/εb ， c （In ）2 = A 2/εb ， c = A /εb 代入上式pH 1 = p K a θ + lg =-11A A A p K A θ + lg =-180.0180.0A 4.50 pH 2 = p K a θ + lg 2A A A -= p K a θ + lg =-360.0360.0A = 5.10 解得： A = 0.540 p K a θ = 4.80三、自我检测（一）判断题1.可见光的波长范围在400-760nm 之间。

（ ） 2.吸光度A 与透光度T 成反比。

（ ） 3.朗伯-比尔定律只适用于单色光。

（ ） 4.同一物质与不同显色剂反应，生成不同的有色化合物时具有相同的ε 值。

（ ） 5.可见光源用钨丝白炽灯，紫外光源用氘灯。

（ ） 6.若显色剂用量多，则显色反应完成程度高，故显色剂用量越多越好。

（ ） 7.一般来说，加入有机溶剂，可以提高显色反应的灵敏度。

（ ）8. 浓度相对误差仅与仪器读数误差相关。

（ ）9. 浓度较高时测量相对误差大，浓度较低时，测量相对误差小。

（ ）10. 符合朗伯-比尔定律的某有色溶液稀释时，其最大吸收波长λmax 向长波方向移动。

（ ）11. 有色溶液的吸光度随溶液浓度增大而增大，所以吸光度与浓度成正比。

（ ）12. 在光度分析中，溶液浓度越大，吸光度越大，测量结果越准确。

（ ）（二）填空题1. 朗伯-比尔定律数学表达式：A =kbc ，式中A 代表 ，b 代表 ，c 代表 ，k代表 。

当c 的单位用mol ·L -1表示时，k 以符号 表示，称为 。

2. 下列物质水溶液选择吸收光的颜色为：CuSO 4 ；K 2Cr 2O 7 ； KMnO 4 。

3. 光度计的种类和型号繁多，但都主要由 、 、 、 、 五大部件组成。

4. 分光光度计的表头上，均匀的标尺是 ，不均匀的标尺是 。

5. 为了降低测量误差，吸光光度分析中比较适宜的吸光度范围是 ，吸光度为 时，测量误差最小。

6. 在以参比溶液调节仪器的零点时，因无法调至透光度为100%，而只好调节至95%处，此处测得一有色溶液的透光度读数为35.2%，该有色溶液的真正透光度为 。

7. 二苯硫腙的CCl 4溶液吸收580 ~ 620nm 范围内的光，它显 色。

8. 测量某有色配合物在一定波长下 用2cm 比色皿测定时其T =0.60，若在相同条件下改用1.0cm 比色皿测定，吸光度A 为 ，用3.0cm 比色皿测定，T 为 。

9. 苯酚在水溶液中摩尔吸光系数为6.17⨯103 L ·cm —1·mol —1，若要求使用1.0cm 比色皿，透光度在0.15 ~ 0.65之间，则苯酚的浓度应控制在 。

10. 吸光光度分析的方法有 、 、 等。

（三）选择题1. 在吸光光度法中，透射光强度与入射光强度之比称为 （ ）A ． 吸光度 B. 透光度 C. 消光度 D. 光密度2. 有色溶液的摩尔吸光系数ε 与下列哪种因素有关 （ ）A ．入射光波长 B.液层厚度 C.有色物质浓度 D.有色物质稳定性3. 透光度与吸光度的关系是 （ ）A. 1/T = AB. lg1/T = AC. lg T = AD. T = lg1/A4. 若测得某溶液在λmax 时A >0.8，可以采取下列哪些措施？ （ ）A.增大光源亮度B.改变入射光波长C.稀释溶液D.换用小的比色皿。

5. 邻菲罗林测Fe ，合适的参比溶液 （ ）A ．样品空白 B.试剂空白 C.蒸馏水空白6. 分光光度法测定钴盐中微量Mn ，加入无色氧化剂将Mn 2+氧化为MnO 4-，测定中应选（ ）A.试剂空白B.不加氧化剂的样品空白C. 蒸馏水空白7. 一有色溶液，测得 A = 0.701，其T %为 （ ）A ． 10.7 B.19.9 C.15.8 D.25.28. KMnO 4溶液吸收白光中的 （ ）A ．黄光 B.红光 C.蓝光 D.绿光9. 符合朗伯-比尔定律的有色溶液，当其浓度增大后 （ ）A. λmax 不变 B .T 增大 C. A 减小 D.ε 增大10. 有A 、B 两份完全相同的有色物质溶液，A 溶液用1.0cm 比色皿，B 溶液用2.0cm 比色皿，在同一波长下测得的吸光度值相等，则它们的浓度关系为。

（ ）A. C A = 1/2C BB. B A c c =C. C A = 2C BD. 2B A c c =（四）计算题1. 有一KMnO4溶液，盛于1cm比色皿中，在560nm波长的单色光下测得透光度为60%，如将其浓度增大1倍，其它条件不变，吸光度为多少？2. Fe2+用邻二氮菲显色，当Fe2+的浓度ρ=0.76μg·mL—1，于510nm波长处、用2.0cm的比色皿测得透光度为50.2%，求该显色反应的摩尔吸光系数。