项目二任务一紫外-可见分光光度检测技术1解题.ppt

教学目标 知识目标：掌握紫外-可见分光光度法的基本 原理、特点、常用术语。 能力目标：能够识别区分紫外和可见分光光 度计；掌握不同波长的光的性质；能够应用 朗博比尔定律计算离子浓度。 素质目标：初步具有一定的分析理解能力； 具有一定的计算能力。 教学内容 1．了解物质颜色与光的吸收关系 2．了解紫外—可见分光光度法的基本原理 3．了解光的吸收定律 4．掌握朗伯—比尔定律及其偏离的原因 1.1 基本原理 物质的颜色与光有密切关系，例如蓝色硫酸铜溶液放在钠光（黄光）下就呈黑色；如果将它放在暗处，则什么颜色也看不到。 分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同，可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。 特点： *灵敏度较高（1~10·L-1），适用于微量组分的测定。但相对误差较大（2~5%）。 *具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点，为常规的仪器分析方法。 1.2 光的基本性质 光是一种电磁波。所有电磁波都具有波粒二象性。光的波长、频率与光速c的关系为： 光速在真空中等于2.9979×108m·s-1。 光子的能量与波长的关系为： 式中E为能量；V为频率；h为普朗克常数，为6.626×10-34J·S。 1.3　单色光与互补光 单色光(monochromatic light)只具有一种波长的光。 复合光 由两种以上波长组成的光。 白光　是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。 人眼所能看见有颜色的光叫做可见光，其波长范围大约在400-760nm之间。实验证明：白光(日光、白炽电灯光、日光灯光等)是由各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成的。如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光，这种现象称为光的色散。每种颜色的光具有一定的波长范围。 白光 青蓝 青 绿 黄 橙 红 紫 蓝 实验还证明，不仅七种单色光可以混合成白光，如果把适当颜色的两种单色光按一定的强度比例混合，也可以成为白光。这两种单色光就叫做互补色。如绿光和紫光互补，蓝光和黄光互补，等等。 一种物质呈现何种颜色，与入射光组成和物质本身的结构有关,而溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的离子或分子选择性地吸收某种颜色的光而引起的。 常见的有下列三种情况： ③溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。如硫酸铜溶液选择性地吸收了白色光中的黄色光，所以呈现蓝色。 ①溶液呈黑色。 ②溶液无色透明。 1.4物质对光的选择性吸收 溶液的颜色与光吸收的关系 完全吸收 完全透过 吸收黄色光 光谱示意 表观现象示意 复合光 1.5物质的吸收光谱曲线 测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。 KMnO4溶液对波长525nm附近的绿色光吸收最强，而对紫色光吸收最弱。光吸收程度最大处的叫做最大吸收波长，用?max表示。不同浓度的KMnO4溶液所得的吸收曲线都相似，其最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。 1.6光吸收定律：朗伯—比尔定律 朗伯—比尔定律 当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将被溶液吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面所反射。设入射光强度为I0，透过光强度为It，溶液的浓度为c，液层宽度为b，经实验表明它们之间有下列关系： T－透光率（透射比） A = lg(1/T) = -lgT T= I/I0 溶液浓度与宽度的乘积与吸光度成正比，而不是与透光度成正比。以上两式中k是比例系数，与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当入射光波长和溶液温度一定时，k代表单位浓度的有色溶液放在单位宽度的比色皿中的吸光度.。当c的单位为g·L-1，b的单位为cm时，k以a表示，称为吸光系数，其单位为L·g-1·cm-1，此时变为 例 浓度为25.0g/50mL的Cu2+溶液，用双环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长600nm处，用2.0cm比色皿测得T=50.1%，求吸光系数a。已知M(Cu)=64.0。 解 已知T=0.501，则A=－lgT=0.300，b=2.0cm, 则根据朗伯—比尔定律 A=abc， 定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比尔定律，浓度与吸光度之间的关系应该是一条通过直角坐标原点的直线。但在实际工作中，往往会偏离线性而发生弯曲。 1.7偏离朗伯一比尔定律的原因 吸收定律成立的前提条件之一是入射光为单色光，但实际上难以获得真正的纯单色光。 在实际工作中，为了避免非单色光带来的影响，一般选用峰值波长进行测定。 分光光度计只