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[光的吸收定律
光的吸收定律
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一. Lambert-Beer 定律——光吸收基本定律
????? “ Lambert-Beer 定律 ” 是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度(c)和 液层厚度 (b)间的关系的定律,是光吸收的基本定律,是紫外-可见光度法定量的基础。
Lambert定律 —— 吸收与液层厚度 (b)间的关系
? Beer 定律 —— 吸收与物质的浓度(c)间的关系
??? “ Lambert-Beer 定律 ”可简述如下:
??? 当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池(或气体、固体)时,光的一部分被溶液吸收,一部分透过溶液,一部分被吸收池表面反射;
设:入射光强度为 I0,吸收光强度为Ia,透过光强度为It,反射光强度为Ir,则它们之间的关系应为:
???????????????? I0 = Ia + It + Ir??????????????????????????????? (4)
??? 若 吸收池的质量和厚度都相同,则 Ir 基本不变,在具体测定操作时 Ir 的影响可互相抵消(与吸光物质的 c及 b 无关)
上式可简化为:????? ?????I0 = Ia + It????????????????????????????????? ??(5)
实验证明:当一束强度为 I0 的单色光通过浓度为 c、液层厚度为 b 的溶液时,一部分光被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为 ?It ,则? 它们之间的关系为:
??? ????????????称为透光率,用 T % 表示。
????? ??????????称为 吸光度,用 A 表示
????? 则??????????????? A = -lgT = K · b ·c???????????????????? ?(7)
???? ?此即??? Lambert-Beer? 定律? 数学表达式。
?? ?L-B 定律 可表述为:当一束平行的单色光通过溶液时,溶液的吸光度 (A) 与溶液的浓度 (C) 和厚度 (b) 的乘积成正比。它是分光光度法定量分析的依据。
二. 吸光度的加和性
设 某一波长( ? )的辐射通过几个相同厚度的不同溶液c1,c2?? cn,其透射光强度分别为 I1, I2 ?? In,根据吸光度定义:这一吸光体系的总吸光度为??
而 各溶液的吸光度分别为:
?? (8)
?吸光度的和为:?????????? ??????????(9)
即? 几个(同厚度)溶液的吸光度等于各分层吸光度之和。
??? 如果溶液中同时含有 n 中吸光物质,只要各组分之间无相互作用(不因共存而改变本身的吸光特性),则:
A = K1C1 b1 + K2C2 b2 + ?? KnCn bn = A1 + A2+ ?? + An???? (10)
应用:①进行光度分析时,试剂或溶剂有吸收,则可由所测的总吸光度 A 中扣除,即 以试剂或溶剂为空白的依据;
????? ②测定多组分混合物;
????? ③校正干扰。
三. 吸光系数
??? Lambert-Beer? 定律中的比例系数“K ”的物理意义是:吸光物质在单位浓度、单位厚度时的吸光度。
??? 一定条件(T、 ? 及溶剂)下, K 是物质的特征常数,是定性的依据。
??? K 在标准曲线上为斜率,是定量的依据。常有两种表示方法:
1. 摩尔吸光系数(?):当 c用 mol/L 、b 用 cm 为单位时,用摩尔吸光系数 ?? 表示,单位为 L/mol·cm
??????????????????? A = ? · b · c??????????????????????? (11)
???? ? 与 b及 c 无关。 ? ?一般不超过 105 数量级,通常: ?? 104 为强吸收;???????????? ? 102 为弱吸收; 102 ?? 104 为中强吸收。
??? 吸收系数不可能直接用 1 mol/L 浓度的吸光物质测量,一般是由较稀溶液的吸光系数换算得到。
2. 吸光系数
??? 当 c 用 g /L ,b 用 cm 为单位时,K 用吸光系数 a 表示,单位为 L/g·cm
???????????????????? A = a · b · c????????????????????? (12)
?? ????? 与 a 之间的关系为: ???? = M · a????????????????????? ?(13)
????? ? ——通常多用于研究分子结构
???? ??a ——多用于测定含量。
四. 引起偏离 Lambert-Beer? 定律的因素
??? 根据 L-B? 定律,A与c的关系应是一条通过原点的直
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