07 第六章 吸光光度法.pptx

第1页：第6章吸光光度法

第6章吸光光度法：第6章吸光光度法Spectrophotometry

第2页：6.1吸光光度法概述

6.1吸光光度法概述

• 6.1.1吸光光度法分类及特点
• 1、分类：比色法紫外吸光光度法红外光谱法可见吸光光度法吸光光度法

第3页：吸光光度法的特点

吸光光度法的特点：灵敏度高：测定含量为1%~10-3%的微量组分及测定含量为10-4% ~10-5%的痕量组分。准确度较高：比色法相对误差5%~10%；分光光度法相对误差2%~5%。应用广泛，操作简便、快速

第4页：6.1.2比色法和可见吸光光度法

6.1.2比色法和可见吸光光度法：M试液比色测定或可见分光光度计测定MRn的吸光度A根据A计算结果+R显色反应显色剂MRn有色化合物溶液

第5页：6.1.3有色化合物颜色和吸收光谱

6.1.3有色化合物颜色和吸收光谱：1、可见光区的各种光：可见光：波长大约在400~750nm范围内，人眼能感觉到的光。由七种色光组成

第6页：色光与单色光

色光与单色光

• 每种色光具有一定的波长范围，如绿色光：500~560nm，黄色光：580~600nm
• 单色光：只具有一种波长的光。如波长为470nm的光就是单色光

第7页：互补色光与白光

互补色光与白光：可成为白光，则这两种色光称为互补色光

第8页：2、有色化合物溶液的颜色

2、有色化合物溶液的颜色：溶液中有色化合物分子中的价电子由于d—d能级跃迁，可以选择性吸收不同波长的互补色光中的一种色光而让另一种色光透过溶液，被人眼所感觉。故有色化合物的颜色为透过光的颜色

第9页：3、有色化合物的吸收光谱

3、有色化合物的吸收光谱：3、有色化合物的吸收光谱：是分子吸收光谱，即分子中价电子能级跃迁而产生的吸收光谱。EhcE为光量子能量c为光速，为波长，h为普朗克常数

第10页：吸收光谱与d—d能级跃迁

吸收光谱与d—d能级跃迁：—d能级跃迁所需能量E可计算出有色化合物吸收的光的波长。由的范围可知，有色化合物的吸收光谱位于可见光部分。Ehc

第11页：4、吸收光谱曲线

4、吸收光谱曲线：同波长单色光的吸光度。然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标所绘出的曲线

第12页：KMnO4溶液的光吸收曲线

KMnO4溶液的光吸收曲线：例如KMnO4溶液的光吸收曲线

第13页：光吸收曲线的用途

光吸收曲线的用途：可查找出最大吸收波长(即吸光度最大处的波长)，用于分光光度测定。最大吸收波长用max表示

第14页：光吸收曲线的特点

光吸收曲线的特点：光吸收曲线的形状和max不随有色化合物溶液浓度的改变而改变。max=525nm(绿色光)

第15页：6.1.4光吸收的基本定律

6.1.4光吸收的基本定律

• 1、朗伯—比尔(Lambert—Beer)定律
• ①光通过溶液的情况:Ia为吸收光强度It为透过光强度Ir为反射光强度I/IIIoatr→︱︱←液层厚度b

第16页：②透射比

②透射比

• IoTItT用百分数表示大小。取值：从0~100%IoIaIt(Io表示入射光强度)
• ②透射比T的定义I/IIIoatr因为Ir在测定试样和空白溶液时其影响可相互抵消，故可简化为

第17页：③吸光度

③吸光度：A的定义：AlgIoTI0T：0A：∞10%1100%0因为TItIt所以Alg1lgT

第18页：吸光度的加和性

吸光度的加和性：吸光度A具有加和性若溶液中含有多组分有色化合物MR1,MR2,……MRn它们都会对同一波长的光有吸收作用。若各组分的吸光质点彼此不发生作用，则溶液的总吸光度A=A1+A2+……+An

第19页：朗伯—比尔定律的数学表达式

朗伯—比尔定律的数学表达式：—Beer式：A=Kbc……………………………K为比例常数，b为液层厚度，c为溶液浓度式表明：当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比

第20页：A与c的正比关系

A与c的正比关系

• 由数学表达式A=Kbc
• 可知K和b一定时，A与c成正比；已知吸光度A即可求出浓度c。因此，Lambert—Beer定律是进行定量分析的理论基础

第21页：摩尔吸收系数与应用式

摩尔吸收系数与应用式

• ⑤Lambert—Beer定律的应用式：当A=Kbc式中的b用cm为单位,c用mol·L-1为单位时，K用表示；称为摩尔吸收系数bc
• 得A=bcAL·mol-1·cm-1与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关。可知

第22页：⑥吸光光度分析的灵敏度

⑥吸光光度分析的灵敏度：a.用表示：愈大，测定灵敏度愈高；b.用桑德尔灵敏度S表示：S是指当仪器的检测极限为A=0.001时，单位截面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低含量。S的单位为：g·cm-2

第23页：桑德尔灵敏度S与ε的关系

桑德尔灵敏度S与ε的关系

• C.S和的关系：SMM为物质的摩尔质量
• S与关系式的推导：根据S的定义和A=bc可得A=0.001=bc

第24页：桑德尔灵敏度推导

桑德尔灵敏度推导：=0.001=bcc0.001b将单位代入式右端bcmL所以c0.001molcm0.001molbL

第25页：桑德尔灵敏度推导（续）

桑德尔灵敏度推导（续）：即c0.001molbL根据S的概念和单位进行变化0.001molMg106gbLmolgc

第26页：桑德尔灵敏度单位换算

桑德尔灵敏度单位换算：即Lbc0.001M106g1000cm3/bcmgbc0.001M106S的概念：g/cm2(A0.001)所以

第27页：桑德尔灵敏度计算式

桑德尔灵敏度计算式：0.001M106gbcmb所以根据S的概念,得cMg/cm2SMg/cm

第28页：6.1.5吸光光度法及仪器

6.1.5吸光光度法及仪器：1、可见吸光光度法：仪器设备：容量瓶或比色管、分光光度计方法：标准曲线法标准曲线法的依据：A=bc

第29页：标准曲线

标准曲线：用标准溶液配制一系列浓度c (标)不同的有色化合物溶液，并测定吸光度A(标)，然后用A(标)对c(标)作图，可得一条过原点的直线.(A=b c)该直线称为标准曲线

第30页：标准曲线法示例

标准曲线法示例

• 测定试液中Fe2+含量
• 显色反应为Fe2++3phen→[Fe3]2+phen为1,10-邻二氮菲[Fe3]2+显深红色反应条件:pH5~6

第31页：标准曲线法示例（续）

标准曲线法示例（续）

• 标准曲线法示例（接上页）：
• ①用Fe2+含量不同的标准溶液配制[Fe3]2+溶液，然后于=510nm处测定吸光度A(标)。标样

第32页：标准曲线法的测定步骤

标准曲线法的测定步骤

• A为纵坐标，浓度c为横坐标
• ④在标准曲线上根据Ax查找对应的cx。。…。………绘制标准曲线
• ③用同样方法配置试样的有色溶液并测定吸光度Ax。Axcx↙

第33页：3、分光光度计的基本部件

3、分光光度计的基本部件：光源：6~12V钨丝灯2单色器：棱镜或光栅3比色皿：盛放试液的容器，有玻璃和石英两种。又称吸收池

第34页：检测器与显示装置

检测器与显示装置：显示装置：检流计、微安表、数字显示记录仪

第35页：721型分光光度计部件示意

721型分光光度计部件示意：35721型分光光度计基本部件示意图

第36页：光度分析法的设计

光度分析法的设计

• 1.显色反应
• 1、显色反应的选择：显色反应可表示为：M+nR=MRnM:被测物；R:显色剂；MRn:有色化合物氧化还原反应显色反应的类型络合反应(主要类型)

第37页：显色反应的要求

显色反应的要求

• 灵敏度足够高，104
• ②有色化合物的组成恒定
• ③有色化合物的化学性质应稳定
• ④有色化合物与显色剂的颜色差别要大，maxmax60nm

第38页：2、显色剂

2、显色剂：①无机显色剂：KSCN：测Fe、Mo、W、Nb等钼酸铵：测P、As等过氧化氢：测Ti、V等

第39页：②有机显色剂

②有机显色剂：)如偶氮基，对醌基和羰基等.含有助色团(含孤对电子的基团)如氨基、羟基和卤代基等

第40页：有机显色剂的种类

有机显色剂的种类：OO型螯合剂：如磺基水杨酸NN型螯合剂：如丁二酮肟；1，10—邻二氮菲含S显色剂：如二苯硫腙偶氮类螯合剂：偶氮胂III（铀试剂III）三苯甲烷类螯合剂：铬天青S，结晶紫

第41页：3、多元络合物的种类

3、多元络合物的种类：a.三元混配络合物:如V—H2O2—PARb.离子缔合物:[Ag2]+·[BPR]-c.金属离子—络合剂—表面活性剂体系如稀土元素—XO—CPB体系

第42页：杂多酸型多元络合物

杂多酸型多元络合物：d.杂多酸:磷酸盐或硅酸盐或砷酸盐（过量）+钼酸盐杂多酸阴离子(如[PMo12O40]3-12-磷钼酸阴离子)+如SnCl2适当酸度还原剂磷钼蓝或硅钼蓝或砷钼蓝进行光度测定

第43页：6.2.2显色条件的选择

6.2.2显色条件的选择

• M+nR=MRn通过实验选择显色反应的显色条件
• 1、溶液的酸度
• 3、显色反应时间
• 2、显色剂的用量
• 4、显色反应温度
• 6、干扰及其消除

第44页：6.2.3测量波长和吸光度范围的选择

6.2.3测量波长和吸光度范围的选择：1、测量波长的选择“最大吸收原则”或“吸收最大，干扰最小”原则

第45页：2、吸光度范围的选择

2、吸光度范围的选择

• 一般控制标准溶液和被测试液的吸光度在0.2~0.8范围内，才能保证测量的相对误差较小
• 原因浓度测量的相对误差Er与透射比T（或吸光度）有关

第46页：Er与透射比T的关系

Er与透射比T的关系：Er与透射比T的关系：%1TlnTEr由该式可计算不同T时的∣Er∣，作∣Er∣-T曲线图。由图可得适宜的(∣Er∣<3.6%)透射比T和吸光度A的范围

第47页：适宜吸光度范围的确定

适宜吸光度范围的确定：∣Er∣-T曲线图∣Er∣<3.6%时T:15%~65%A:0.8~0.2图中曲线最低点∣Er∣=2.7%即∣Er∣最小时，T=36.8%或A=0.434

第48页：6.2.4参比溶液的选择

6.2.4参比溶液的选择：1、参比溶液：光度测量时用来调节仪器的零点的一种溶液。2、参比溶液的用途消除由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，并扣除干扰的影响。如参比溶液选择不当，会使标准曲线不通过原点

第49页：参比溶液的重要性

参比溶液的重要性：以M + nR(过量，乙色) =MRn(甲色)为例，说明参比溶液的重要性。nMR+RMRn+RR零点——A(甲)零点———————————调A(乙)=0R——A(乙)———A(甲)+A(乙)水

第50页：参比溶液的选择方法

参比溶液的选择方法：按下表根据试液与显色剂本身是否带色选择对应的参比溶液。

第51页：6.3 对朗伯—比尔定律的偏离

6.3 对朗伯—比尔定律的偏离

• —比尔定律的偏离
• 1、偏离现象：标准曲线不成直线

第52页：偏离朗伯—比尔定律的原因

偏离朗伯—比尔定律的原因：制和出口狭缝需要保持一定的宽度，所以目前各种分光光度计得到的入射光，实际上都是具有某一波段的复合光

第53页：介质不均匀引起的偏离如被测溶液

介质不均匀引起的偏离如被测溶液：乳浊液或悬浮液)，入射光会因散射现象而损失使透射比减少，实测吸光度增加产生正偏离。3由于溶液本身的化学反应引起的偏离溶液中的吸光物质因解离、络合或缔合使浓度发生改变，而使吸光度发生变化所产生的偏离

第54页：示差吸光光度法的分类

示差吸光光度法的分类

• 1.示差吸光光度法
• 1、示差吸光光度法分类高浓度示差吸光光度法低浓度示差吸光光度法精密示差吸光光度法

第55页：高浓度示差吸光光度法

高浓度示差吸光光度法：用的参比溶液不同高浓度示差吸光光度法，采用比待测溶液浓度稍低的标准溶液作参比溶液。故可测定高浓度组分

第56页：3、示差吸光光度法原理设用作参比

3、示差吸光光度法原理设用作参比：Co(已知)，待测试液浓度为Cx，且Cx大于Co。根据Lambert—Beer定律：AxcxbAocob当以标准溶液为参比时A相对AAxAob(CxCo)

第57页：示差吸光光度法原理

示差吸光光度法原理：Ab(CxCo)bcbc相对Abc所以根据测得的△A即可求出相应的△C因为ΔC= Cx－Co所以待测试液的浓度Cx为：Cx=Co+ΔC

第58页：6.4.2 可见吸光光度法的应用

6.4.2 可见吸光光度法的应用：1、物质含量的测定咖啡酸的测定:咖啡酸是一些药用植物中有止血和升白血球作用的成分。化学名为3－(3,4－二羟基苯)丙烯酸

第59页：咖啡酸的测定

咖啡酸的测定：络合物在波长420nm处以试剂空白作参比+HAc+钼酸钠

第60页：红细胞膜胆固醇含量的测定

红细胞膜胆固醇含量的测定：l+FeNH42·12H2O+ H3PO4(铁矾)测吸光度A波长560nm试剂空白作参比胆固醇—铁络合物(紫色)+FeCl3+NH3+HAc+UO22·2H2O(乙酸铁铀试剂)

第61页：酪氨酸含量的测定

酪氨酸含量的测定：——————————————————————显色一小时40℃兰色络合物分光光度计测A(波长680nm,试剂空白作参比)

第62页：吸光光度法在科研中的应用

吸光光度法在科研中的应用

• 弱酸弱碱解离常数的测定：(AAB)pKalg(AHBA)pH根据
• 络合物组成的测定1饱和法（摩尔比法）2连续变化法（等摩尔系列法）

第63页：第6章要点

第6章要点：2、掌握吸光度与透射比的关系及换算。3、熟练运用朗伯-比尔定律求物质的浓度、吸光度等。4、掌握吸光光度法测定中的标准曲线法和选择参比溶液的方法

第64页：第6章作业

第6章作业：P239习题No.3,No.4,No.5No.9(题中‘应该用什么参比溶液’改为‘应该分别用什么参比溶液’)No.11No.14(改错：题中‘现称取0.00500g某加合物’改为‘现称取0.0500g某加合物’)第7章.ppt