示差吸光光度法.ppt

第八章 分光光度法Spectrophotometry 8.1 概述 8.2 光度分析法的设计 8.3 光度分析法的误差 8.4 分光光度法的应用 8.1 概述 1 分光光度法的特点 2 光的基本性质 3 物质对光的选择吸收 一. 分光光度法的特点 定义：分吸光光度法是基于物质对光的选择吸收而建立起来的分析方法。包括比色法、可见及紫外分光光度法及红外光谱法等。我们重点讨论可见光区的分光光度法（又称分光光度法），其测定对象以金属离子为主。 分光光度法属于仪器分析法，与化学分析法相比，主要有以下特点： （1）灵敏度高。可用于微量组分（1℅~10-3℅）和痕量组分的测定（10-4℅~10-5℅） （2）仪器设备简单，操作简便。 （3）准确度较高。一般相对误差为2℅~5℅。 （4）应用广泛。该法不仅可测定绝大多数无机阴离子，也可测定许多有机物；不仅可用于定量分析，也可用于某些有机物的定性分析，还可用于某些物理化学常数及络合物组成的测定。 二. 光的基本性质 光是一种电磁波，具有波粒二象性。根据波长或频率排列，得到如表8-1所示的电磁波谱表。 * 单色光（monochromatic light）：具同一波长的光。 * 复合光（multiplex light）：由不同波长组成的光。 * 紫外光（ultraviolet light）：波长200~400 nm。 * 可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波长在400~750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的 * 波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。 * 互补色光（complementary color light）：按一定比例混合，得到白光（white light）。 * 物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。 三. 物质对光的选择吸收 1. 物质对光产生选择吸收的原因 物质分子内部具有一系列不连续的特征能级，包括电子能级、振动能级和转动能级。在一般情况下，分子都处于能量最低的基态。当用一束连续光照射某物质时，若光的能量恰与分子的某一能级能量差相等，则分子会吸收光的能量从基态跃迁到激发态。由于不同物质的分子结构不同，对光的吸收具有选择性，因而产生其特征的吸收光谱。 2. 物质的颜色与光吸收的关系 物质的颜色是因物质对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的，物质呈现出的颜色是它所吸收的光的互补色。 3. 吸收曲线（吸收光谱） * 吸收光谱曲线或光吸收曲线（absorption curve）：以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标作图。吸收曲线能准确地描述物质对不同波长光的吸收情况。 * 最大吸收波长（maximum absorption wavelengh ）：光吸收程度最大处的波长，用λmax表示 * 吸光度（absorbance）：表示物质对光的吸收程度的大小，用A表示。 吸收曲线的形状和λmax位置取决于物质的分子结构，不同物质因分子结构不同而具有各自特征的吸收曲线，据此可进行物质的定性分析。在同一波长下吸光度随着浓度的增大而增大，据此可进行物质的定量分析。 图8.1是KMnO4溶液的吸收曲线。在可见光区，KMnO4溶液对波长525nm附近绿色光的吸收最强，而对紫色和红色的吸收很弱。λmax=525 nm。浓度不同时，光吸收曲线形状相同，λmax位置不变。 8.2 光吸收的基本定律 1 朗伯-比尔定律 2 标准曲线及其对朗伯-比尔定律的偏离 1.朗伯-比尔定律的意义 当一束强度为I0 的平行单色光垂直照射到长度为b 的液层、浓度为c 的溶液时，由于溶液中吸光质点(分子或离子)的吸收，通过溶液后光的强度减弱为I： 透过光强度I与人射光强度Io之比称为透射比或透光度，用T 表示.溶液的透射比愈大，表示它对光的吸收愈小;相反，透射比愈小，表示它对光的吸收愈大。 * 朗伯-比尔定律表明：当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。这是进行定量分析的理论基础。比例常数K 与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关。 * 含有多种吸光物质的溶液，由于各吸光物质对某一波长的单色光均有吸收作用，若各吸光物质的吸光质点之间相互不发生化学反应，当某一波长的单色光通过这样一种含有多种吸光物质的溶液时，溶液的总吸光度应等于各吸光物质的吸光度之和。这一规律称吸光度的加和性。 2.吸收系数和桑德尔(Sandell)灵敏度 （1）吸收系数 *吸收系数a 当浓度c用g·L-1，液层厚度b用cm