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分析化学 第八章 吸光光度法
对1:
A1
lg
I01 I1
1b c
I1 I01 10λ1bc
对2:
A2
lg
I02 I2
λ
2bc
I2 I02 10λ2bc
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1 Ư I2
lg
I 01
I 01 10λ1bc
光是一种电磁波,具有波粒二像性。
λν= c ,E =hν =hc/ λ Planck常数:h=6.626 × 10 -34 J × S 光的波长越短(频率越高),其能量越大。
白光(太阳光): 由各种单色光组成的复合光
单色光: 由单一波长的光组成的光
复合光: 由不同波长的光组成的光
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3、朗白比尔定律:
T It 10Kbc I0
K 是k 和k ’ 合并常数
A lgT
lg It I0
Kbc
A为吸光度 B为光程的长度(cm)
c为溶质的浓度
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K:比例常数,与物质的性质、入射光波长等有关。
K c:mol / L
摩尔吸光系数 Molar Absorptivity
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特点:
(1)灵敏度高: 10-5~10-6,10-7~10-8,10-10 mol·L-1
(2)准确度高:
比色分析,相对误差5~10%, 分光光度法,2~5%,1~2%;
(3)应用广泛:
可测定绝大多数无机物和许多有机物;
(4)操作简便仪器设备易普及。
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二、光的基本性质
偏离。
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溶液a和b,ca>cb,入射光为λ2~λ3一段 复合光,简化为λ1 λ2的复合光 。
吸光度产生负误差,浓度越 高,误差越大。
结论:用单色光纯度高仪器;选 最大吸收波长测定;用适当低的 浓度测定。
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复合光对比尔定律的影响
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2.由溶液本身的化学和物理因素引起的偏离 (1) 由于介质不均匀性引起的偏离 当被测试液是 胶体、乳浊液或悬浮物时,将对入射光产生散射 现象,导致吸光度增大,而引起正偏离(偏向吸光 度轴)。
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(2) 由于溶液中的化学反应引起的偏离 如吸光物质 的离解、缔合、形成新化合物或互变异构等。
Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H++2CrO42-
橙色
黄色
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第三节 目视比色法及光度计的基本部件
一、目视比色法
用眼睛比较溶液颜色深浅以测定物质含量的方法。
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(4)检测器: 检测器的作用是接受从吸收池发出的透射光并 转换成电信号进行测量。 分为光电池、光电管、光电倍增管和光电二极 管阵列。
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显示装置:
检流计,数显,记录仪,CRT。
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分光光度计
单光束 双光束 双波长 光度计比较
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三、物质对光的选择性吸收
1、吸收光谱的产生:
原子外层电子
原子吸收光谱: 选择性吸收某
线光谱
吸收光谱
些波长电磁波
由价电子跃迁产
电子光谱 生的光谱,也称
分子吸收光谱:
紫外 — 可见光 谱
带光谱
分子振动能级:
振动—转 动光谱
由分子振动或 转动能级跃迁 引起的,也称 红外光谱
分子内部价电子运动,分子内原子振动和分子绕其重心的转动。
190(L g 1 cm1)
Ma 55.85190 1.1104(L mol1 cm1)
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二.偏离比尔定律的原因 1、非单色光引起的偏离
严格地说,比尔定律只适用于单色光。
设入射光由 1 和 2 两种波长组成,溶液的吸光 质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律
第八章 吸光光度法
Spectrophotometry
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第一节 概 述
一、吸光光度法 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析
方法。
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吸光光度法的分类 (1)根据所用仪器的不同:
目视比色法、光电比色法和分光光度法。 (2)根据所吸收的波长范围不同:
紫外分光光度法(波长200~400nm), 可见分光光度法(400~750nm) 红外光谱法(750~2500nm)
假定一辐射能通过光路后被吸收25%,再通过下一个 光路时被吸收0.75×25%,剩56.25%,依次类推,
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入射光 I0
透射光 It
T It 10kb lgT lg It kb
I0
I0
T 称为透光率 Transmittance
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T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
I02 I02
10 λ 2bc
若: λ1 λ2 A 1bc 或 A 2bc
λ1 λ2 A 1bc 或 A 2bc
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非单色光引起的对吸光定律的偏离 对吸收光谱而言,b 和 c 固定,
A Ki
反映了 随波长变化的情况,单一波长, 固定;不 同波长, 不同。因此,非单色光将导致对吸光定律的
测定方法: 标准系列法。
标1
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标
标3 标4 标5
2
未知1 未知2
标准系列 未知样品
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3、优点:
设备简单,操作方便,不要求严格遵守比尔定律。
4、用途:
用在要求不高的常规分析中。
5、缺点: 准确度不高,标准系列制作麻烦,容易受干扰。
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二、分光光度法及光度计 1、分光光度法: 使用分光光度计进行测定的方法。 2、与比色法比较:
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3、光度计组成:
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3、光度计组成: 光源—单色器—吸收池—检测系统 (1)光源: 要求稳定,强度高. 常用6~12V钨丝灯或卤钨灯,2600~2870K, 发
320nm~2500nm的连续光谱
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物质的颜色
由于不同的物质结构不同具有不同量子化能级,产生 的吸收不同。其颜色和光的吸收、透过、反射有关。
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①互补色光: 把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合, 成为白光,称为互补色光。
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②无色: 对光谱中各种色光透过程度相同。 ③有色: 物质的颜色由它透过或反射的光决定。 ④黑色: 几乎吸收所有的入射光。 ⑤白色: 几乎全部反射入射光。
练习题 1、人眼能感觉到的光称为可见光,其波长范围是
A. 400~780nm
B. 200~320nm
A
C. 200~780nm
D. 200~1000nm
2 、符合比尔定律的一有色溶液,当其浓度增大
时,最大吸收波长和吸光度分别是
A
A. 不变,增加 C. 增加,不变
B. 不变,减少 D. 减少,不变
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含吸光物质的最低含量,
其单位是μg·cm-2
s M
S在一定的温度和波长下是一常数。S越大, 则测定的灵敏度越低;S越小,灵敏度越高。
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A 和T 的关系:
T It
I0
A lgT lg 1 lg I0 bc
T
It
百分透光率
T% It % I0
A 2.00 lgT %
(1)是用仪器代替人眼进行测量,消除了人的主观误差, 提高了准确度; (2)待测溶液中有其它有色物质共存时,可以选择适当 的单色光和参比溶液来消除干扰,因而提高选择性;
(3)在分析大批试样时,使用标准曲线法可以简化手续, 加快分析速度。
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分光光度计
Agilent 6010紫外/可见分光光度计
A bc
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第四节 显色反应及显色条件的选择
显色反应 将待测组分转变为有色化合物的反应。
显色剂 与待测组分形成有色化合物的试剂。
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一、显色反应的选择 1、显色反应的类型
B. 入射光波长
C. 有色物质溶液的浓度 D. 入射光的强度
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5、某有色物质溶液,遵守比尔定律,当其浓度为c
时,用1.00cm比色皿测得其透光度为T,,当浓度
减小为0.50 c 时,,在同样条件下测定,其透光率
应为
C
A. T 2 B. 2T C. T 1/2
D. T / 2
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全部吸收 T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
Link
2、比尔定律(Beer’s Law): 1852 Beer and Bermard发现类似定律, T 和吸光物质的浓度有关:
T It 10k 'c I0
lgT lg It k 'c I0
LinK
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波长光的吸收能力越强,显色反应越灵敏,在最大吸收
波长处的摩尔吸光系数常以 max表示; (2)根据朗伯-比耳定律, =A/bc 由实验结果计 算,以总浓度代替吸光物质的浓度, 为表观摩尔吸收 系数, =Ma, M是摩尔质量;
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桑德尔(Sandell)灵敏度S
仪器检测限为A =0.001时,单位截面积(cm2) 光程内所