第10章 吸光光度法(5)
(四)干扰及消除
干扰离子本身有色、干扰离子与试剂生成有色络 合物、干扰离子与被测离子结合成溶解度小的另 一化合物。 消除方法:控制酸度法、加入掩蔽剂、选择适当 的测量波长、使用参比溶液等。 试样的显色条件应与绘制标准曲线时的条件一致
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三、显色剂
无机显色剂:NH4SCN、H2O2等
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有机显色剂
读数装置 (检流计) ↓ 得到吸光度
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721型分光光度计
单色器—棱镜或光栅 可选择最合适的波长作 测量波长,因而标准曲 线的线性范围宽,测量 的准确度高。 检测器—光电管,可连 续使用较长时间。
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§5 显色反应及显色条件的选择
有时待测溶液是无色的,可通过某些反 应使之转变为有色溶液,这一过程称为 显色,涉及到的化学反应称为显色反应。 显色反应主要是络合反应,生成有色螯 合物,其组成较稳定。
图(c)与前两 种情况完全不 同, 要十分严 格地控制显色 剂浓度
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显色剂的用量应适当,并不是越多越好 !
(二)溶液的酸度的选择
方法是固定M、R的浓度,改变pH值, 测定吸光度。作吸光度与pH关系曲线, 选择平坦而且吸光度高的部分所对应的 pH。
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(三)显色温度、显色时间的选择
方法是:作吸光度与温度曲线;吸光度与反应时 间曲线。选择平台区,为合适的温度与时间
Ka=10-6.45
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四、络合物组成的测定—摩尔比法
M+nL=MLn
固定cM、改变cL,配制一系列不同cL/cM的溶液,
测定其吸光度。以吸光度为纵坐标,为cL/cM横
坐标作图。
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两条直线的交点所对应的 横坐标值为n,则络比为1: n。
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a和e均反映吸光物质对光的吸收能力或
表示测量方法的灵敏度。 a或e愈大,灵 敏度愈高。 在特定波长和溶剂下,a和e是一个特征 常数。
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e
<104
灵敏度
较低
104~5×104
>5×104~105
中等
高
e 越大越好
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实际工作中常常发 现,在浓度较高的 部分,吸光度A与 浓度c 的关系偏离 直线,会向上或向 下弯曲,这种现象 被称为偏离朗伯- 比尔定律
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例:427nm处测得下列条件下的吸光度,计算HL在水 中(25℃)的Ka(用同一比色皿)。0.01mol· -1HCl介 L 质中,吸光度0.062,0.01 mol· -1NaOH介质中,吸光 L 度为0.855,pH6.22介质中,吸光度为0.356。 解:
pK a pH lg A AL AHL 0.356 0.855 6.22 lg 6.45 A 0.062 0.356
§7 吸光光度法的应用
一、高含量组分的测定—示差分光光度法 (一)方法
普通光度法:以纯溶剂或空白溶液为参比溶液 示差光度法:用一个比待测试液浓度稍低的标 准溶液作参比,调节仪器的T=100% ,再测量 待测试液的吸光度。 所得吸光度实际是两种溶液吸光度的差值,我 们称它为相对吸光度Ar,相应的透光度称为相 对透光度Tr。
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示差法相当于把检流计的标尺作了扩展 扩展倍数=100%/T0=Tr/Tx
普通光度法测得的Tx=5%,落在适宜读数范围15~65 %之外,测量误差大。而用示差光度法测得Tr =50%, 落在适宜读数范围之内,所以示差光度法比普通光度 法的准确度高。
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示差光度法测得浓度的相对误差:
dc 0.434 dTr c Tr lg Tr T0
标准溶液的吸光度A和浓度c绘制标准曲线,根
据未知液的吸光度从标准曲线上找出相应的浓 度,从而计算未知物的含量。
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(二)光度计
光源 (钨丝灯) ↓ 发射连续光谱 320~2500nm 比色皿 (光学玻璃) ↓ 盛放试液 0.5、1、3cm厚度 单色器 (滤光片、棱镜或光栅) ↓ 将连续光谱分解为单色光 检测器 (硒光电池或光电管) ↓ 将光强度转化为电流后测量
MR max
l
R max
60nm
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二、显色条件的选择
(一)显色剂用量的选择
M+R=MR
实验方法是:固定M的浓度和其他条件不变, 加入不同量的显色剂,测定其吸光度,绘制吸 光度与显色剂浓度的关系曲线
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图(a)较常 见,可在平台a、 b之间较宽的范 围内选择显色 剂的浓度
图(b)平台 区较窄,应严 格控制显色剂 的浓度在a′、 b′之间
准曲线能通过原点 。
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选择参比溶液的原则:
1、仅MR有色,用纯溶剂(通常是蒸馏水)作参 比。 2、显色剂R或其他试剂略有色,用空白溶液作参 比。 空白溶液:不加试样的溶液,显色剂和其他试 剂照加。 3、试样中的其他组分有色,但不与显色剂反应, 且显色剂本身无色,用不加显色剂的试样溶液 作参比。
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二、多组分分析
吸收曲线部分重叠
根据吸光度具有加 和性,可分别在l1 和l2测量总吸光度 A1=ex1bcx+ey1bcy A2=ex2bcx+ey2bcy 求解可得组分x、y 的浓度
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三、酸碱离解常数的测定
HL=H++L只要HL和L-有一种有色 分别测量三种介质中的吸光度: 1、强酸性介质,测得HL的吸光度 AHL=eHLbc……………(1) 2、强碱性介质,测定L-的吸光度 AL-=eL-bc ……………(2) 3、在某一pH缓冲溶液中,测定HL和L-的总吸光度
因为T≤1,所以A≥0。当T=0时,A=∞。 溶液的透光率愈小,则对光的吸收愈大。
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二、朗伯-比尔定律的数学表达式
A=Kbc 吸光度A与溶液的浓度c成正比,这是定量分析的依据
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若以A为纵坐标,c为横坐
标作图,可得一条直线,
称为工作曲线或标准曲线
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三、朗伯-比尔定律中的常数K
K与吸光物质的性质、温度和入射光波长等有关 随b、c所用单位的不同而有不同的名称。 1、吸光系数 c—g· -1, b—cm,K—a,吸光系数,L·-1· -1 L g cm A=abc 2、摩尔吸光系数 c—mol· -1, b—cm, L K—e ,摩尔吸光系数,L· -1· -1 mol cm A=ebc
Ar=-lgTr
Tx Tr T0
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(三)示差光度法比普通光度法准确的原因
例:设有一浓度较大的试样,以纯溶剂作参比 测得Tx=5%。现取一浓度稍低于试样的标准 溶液,同样以纯溶剂作参比,测得Ts=10%。 如果用此标准溶液调透光度=100%,问此时 再测试样,其透光度为多少? 解:
Tx 5% Tr 0.5 50% T0 10%
Ka [H ] A e HL b[ HL] e L b[ L ] e HL b c e L b c [H ] K a [H ] K a
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将(1)、(2)式代入,并整理得:
AHL A Ka [H ] A AL
pK a pH lg A AL AHL A
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当A=0.434,即T= 36.8%时浓度测量 的相对误差最小。 当被测试液的吸光 度过小或过大时, 误差都是很大的。 我们要设法改变称 样量、改变溶液的 稀释程度或更换不 同厚度的比色皿, 使吸光度处于适宜 的读数范围0.2~ 0.8内(透光度65~ 15%)。
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三、参比溶液的选择
利用参比溶液来调节仪器的吸光度A=0,即透 光度T=100%,可以消除由于比色皿的壁及溶 剂等对入射光的反射和吸收带来的误差 ,使标
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可以用下图帮助记忆:
CuSO4溶液为蓝色 KMnO4 紫色
同 一 直 线 上 的 两 种 色 光 互 补 吸收光为黄色 绿色
物测 质定 颜物 色质 互对 补光 的的 色吸 光收 照要 射用 与
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四、吸收曲线
(一)吸收曲线的制作
测定某物质的溶液对一系列不同波长光
的吸光度,然后以吸光度A为纵坐标,波 长l为横坐标作图,即可得吸收曲线。
当一束强度为I0的平行单色光垂直照射到任何 均匀、非散射的介质(如溶液)时,光的一部 分被溶液吸收,另一部分透过去,其强度减弱 为I
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一、透光度和吸光度
1、透光度(透光率) T
I T I0
因为I ≤ I0,所以T≤1,故通常用百分透光率表示。 2、吸光度A
1 A lg lg T T
一、光的基本性质
光是一种电磁波,具有波动性和粒子性。 波动性表现在: n =c/l 粒子性表现在: E = hn = hc/l 因此,光的频率越高,波长越短,则能量越大 可见光波长为 400~750nm
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二、物质对光的吸收—吸收光谱的产生
当光照射到分子上时,外层电子吸收能量产生
跃迁,同时还伴随分子的振动能级和转动能级
的跃迁,它们一起构成分子吸收光谱。
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由于分子的能级是不连续的,是量子化 的,所以只有当光的能量满足: hn=E激-E基 时,电子才能产生跃迁,这一频率的光 才能被吸收, 所以物质对光的吸收具有选 择性。 因为分子的结构不同,其能级间的能量 差也不同,故它们各自的吸收光谱不同。
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三、物质颜色与吸收光颜色的关系
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每一种物质的吸收曲线都有一个最大吸收峰,与之 所对应的波长称为最大吸收波长,用lmax表示。
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(二)关于吸收曲线的两点说明:
1、不同物质吸收曲线的形状、lmax不同
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2、同一种物质,吸收曲线的形状、lmax不随浓 度改变而改变,但峰高随浓度增加而增高。
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§3 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律
第十章 吸光光度法
§1 概述 吸光光度法是以物质对光具有选择性吸 收为基础的一种分析方法。