朗伯比尔定律ppt课件.ppt

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1、Company LogoCompany Logo第七章第七章 吸光光度法吸光光度法主讲教师：鲁主讲教师：鲁 静静 光学分析法概述主要主要内内容容1 基本原理2 显色反应及显色条件的选择 3 测量条件的选择4 目视比色与分光光度计5 吸光光度法应用 62一、电磁辐射的基本特性一、电磁辐射的基本特性一.电磁辐射的二象性（波动性和微粒性） 光是一种电磁波，具有光是一种电磁波，具有波动性波动性。电磁波可以用周期。电磁波可以用周期T(s)、频率、频率? (Hz)、波长、波长(nm)和波数和波数（cm-1）等参数描述。它们之间的关系）等参数描述。它们之间的关系为：为： ? =1/T=c/ =1/= ?/c

2、 光具有光具有微粒性微粒性，光是由光子组成的，光子具有能量，其能量与频，光是由光子组成的，光子具有能量，其能量与频率或波长的关系为：率或波长的关系为： E=h ?=h c / 由以上公式可知：由以上公式可知： 不同波长的光能量不同，波长越长，能量越小，不同波长的光能量不同，波长越长，能量越小，波长越短，能量越大。波长越短，能量越大。第一节第一节. .光学分析法概述光学分析法概述V= ?3波谱名称波长范围分 析 方 法 射 线0.0050.17 nm中子活化分析,莫斯鲍尔谱法X 射 线0.110 nmX射线光谱法远 紫 外10200 nm真空紫外光谱法近 紫 外200380 nm紫外光谱法可 见

3、 光380750 nm比色法,可见吸光光度法近 红 外0.752.5 m红外光谱法中 红 外2.550 m红外光谱法远 红 外501000 m红外光谱法微 波11000 mm微波光谱法射 频11000 m核磁共振光谱法二、电磁辐射区二、电磁辐射区4v吸光光度法：基于物质对上述区间光的吸收而建吸光光度法：基于物质对上述区间光的吸收而建立起来的分析方法。立起来的分析方法。5 比色分析法比色分析法：利用比较待测溶液本身颜色或者加入试剂后呈现的颜：利用比较待测溶液本身颜色或者加入试剂后呈现的颜色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法。色的深浅来测定溶液中待测物质的浓度的方法。 目视比色法目视比色法 光

4、电比色法光电比色法 吸光光度法吸光光度法：应用分光光度计，根据物质对不同波长单色光的吸收：应用分光光度计，根据物质对不同波长单色光的吸收程度不同而对物质进行定性和定量分析的方法，也叫分光光度程度不同而对物质进行定性和定量分析的方法，也叫分光光度法。 可见分光光度法（380-750nm） 紫外分光光度法（200-380nm） 红外分光光度法（3103-3104nm） 6吸光光度法的特点吸光光度法的特点具有较高的灵敏度，适用于微量分析具有较高的灵敏度，适用于微量分析1准确度较高，一般相对误差为准确度较高，一般相对误差为25%。2分析速度快，设备简单，操作简便。分析速度快，设备简单，操作简便。3应用

5、广泛，也适用于化学平衡研究应用广泛，也适用于化学平衡研究47v 问题问题1：硫酸铜溶液时什么颜色的？：硫酸铜溶液时什么颜色的？v 问题问题2：蓝色的硫酸铜溶液放在钠光灯下呈现什么颜色？：蓝色的硫酸铜溶液放在钠光灯下呈现什么颜色？v 问题问题3：放在暗处，会有什么现象？：放在暗处，会有什么现象？ 溶液的溶液的颜颜色色Diagram 2Diagram3Diagram 2Diagram 3光照及光照及组组成成物物质质本本质质第二节第二节.吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理8一一.单色光、复合光和互补光单色光、复合光和互补光 单色光单色光：具有相同波长的光。：具有相同波长的光。 复合光复合光：含有多

6、种波长的含有多种波长的的光。例如：阳光和白炽灯发出的光。例如：阳光和白炽灯发出 的光均为复合光的光均为复合光。 可见光可见光：指人的眼睛所能感觉到的光，包括的波长范围为：指人的眼睛所能感觉到的光，包括的波长范围为：380750nm。 互补光互补光：将两中适当颜色的光按一定的强度比例混合，如：将两中适当颜色的光按一定的强度比例混合，如果能形成白光，则这两种光称为互补光。果能形成白光，则这两种光称为互补光。9红650 760绿蓝橙600 650蓝黄580 600紫黄绿560 580红紫绿500 560红蓝绿490 500橙绿蓝480 490黄蓝450 480黄绿紫400 450互补光颜色/nm蓝绿

7、不同颜色的可见光波长范围及其互补光：不同颜色的可见光波长范围及其互补光：10白光白光青蓝青蓝青青绿绿黄黄橙橙红红紫紫蓝蓝1.物质颜色的产生物质颜色的产生 物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。性吸收而产生的。二、物质对光的选择性吸收二、物质对光的选择性吸收11 一种物质呈现何种颜色，与入射光组成和物质本身的结构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有关,而溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的吸光质点而溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的吸光质点(离子离子或分子或分子)选择性地吸收某种颜色的光而引起的。选择性地吸收某种颜色的光

8、而引起的。 当白光通过某一均匀溶液时，如果各种波长光几乎当白光通过某一均匀溶液时，如果各种波长光几乎全全部被吸部被吸收收，则溶液呈黑色。，则溶液呈黑色。如果入射光如果入射光全部透过全部透过（不吸收），则溶液无色透明。（不吸收），则溶液无色透明。如果对某种色光产生如果对某种色光产生选择性吸收选择性吸收，则溶液呈现透射光的颜，则溶液呈现透射光的颜色，即溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。色，即溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。12溶液的颜色与光吸收的关系溶液的颜色与光吸收的关系完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意13例如：例如： 硫酸铜

9、溶液选择性地吸收了白色光中的黄色光，所以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。（？）呈现蓝色。（？） KMnO4溶液能选择吸收了白光中的绿光，与绿色光溶液能选择吸收了白光中的绿光，与绿色光互补的紫色光因未被吸收而透过溶液，所以互补的紫色光因未被吸收而透过溶液，所以KMnO4溶液溶液呈现紫色。呈现紫色。练习：练习： K2Cr2O4 是什么颜色的？为什么？是什么颜色的？为什么？ 某溶液呈现红色，是因为什么？某溶液呈现红色，是因为什么？ 14152.物质的吸收光谱曲线物质的吸收光谱曲线用不同波长用不同波长(400-750nm)的光，照射某一吸光物质的溶液；的光，照射某一吸光物质的溶

10、液；测吸光度测吸光度(A)，以波长，以波长 为横坐标，吸光度为横坐标，吸光度A为纵坐标得到的为纵坐标得到的一条曲线，直观地表示出物质对光的吸收特征。它反映某溶一条曲线，直观地表示出物质对光的吸收特征。它反映某溶液对不同波长单色光的吸收程度。在最大吸收波长处测定吸液对不同波长单色光的吸收程度。在最大吸收波长处测定吸光度，则灵敏度最高。光度，则灵敏度最高。 不同物质吸收光谱的形状以及不同物质吸收光谱的形状以及 max 不同不同 定性分析定性分析的的基础。基础。 同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状相同，同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状相同，Amax 不不同同定量分析定量分析的基础。的基础。16

11、KMnO4 的吸收曲线的吸收曲线17吸收曲线吸收曲线(absorption spectrum)的讨论的讨论1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长的波长称为最大吸收波长( max)2）同一物质不同浓度的溶液，同一物质不同浓度的溶液，光吸收曲线形状相似，其最大吸光吸收曲线形状相似，其最大吸收波长不变；但收波长不变；但在一定波长处吸光度随溶液的浓度的增加而在一定波长处吸光度随溶液的浓度的增加而增大。这个特性可作为物质定量分析的依据。在实际测定时，增大。这个特性可作为物质定量分析的依据。在实际测定时，只有在只有

12、在max处测定吸光度，其灵敏度最高，因此，吸收曲线处测定吸光度，其灵敏度最高，因此，吸收曲线是吸光光度法中选择测量波长的依据。是吸光光度法中选择测量波长的依据。3）不同物质吸收曲线的形状和最大吸收波长均不相同。光吸收不同物质吸收曲线的形状和最大吸收波长均不相同。光吸收曲线与物质特性有关，故据此可作为物质定性分析的依据。曲线与物质特性有关，故据此可作为物质定性分析的依据。183.分子吸收光谱产生的机理分子吸收光谱产生的机理v 紫外紫外-可见吸收光谱产生的机理：可见吸收光谱产生的机理：v 光子作用于物质分子时，如果光子的能量与物质分子光子作用于物质分子时，如果光子的能量与物质分子的电子能级间的能级

13、差满足：的电子能级间的能级差满足：v E=h ? v 光子将能量传递给物质分子，分子获得能量可发生电光子将能量传递给物质分子，分子获得能量可发生电子能级的跃迁。在光吸收过程中基于分子中电子能级的跃子能级的跃迁。在光吸收过程中基于分子中电子能级的跃迁而产生的光谱，称为紫外迁而产生的光谱，称为紫外-可见吸收光谱（或电子光可见吸收光谱（或电子光谱）。谱）。19三、光吸收的基本定律三、光吸收的基本定律1.透射比和吸光度透射比和吸光度 当一束平行单色光，通过一均匀的溶液后，光的强度当一束平行单色光，通过一均匀的溶液后，光的强度会减弱会减弱 。I0 = Ia + It入射光强度入射光强度吸收光强度吸收光强

14、度透过光强度透过光强度20透光度透光度T （透射比）（透射比）Transmittance定义透光度：定义透光度：0IITtT 取值为取值为0.0 1.0全部吸收全部吸收 全部透射全部透射 A = lg(1/T) = -lgT吸光度吸光度A (Absorbance）A 取值为取值为 0.0 全部透射全部透射全部吸收全部吸收二者关系为二者关系为：定义吸光度定义吸光度 ：tIIA0lg21朗伯朗伯-比尔比尔定律定律A=Kbc如果吸收池的液层厚度一如果吸收池的液层厚度一定，则吸光度与溶液浓度定，则吸光度与溶液浓度成正比：成正比： A=K2c 如果溶液的浓度一定，光如果溶液的浓度一定，光的吸收程度与液层

15、的厚度的吸收程度与液层的厚度成正比：成正比： A=K1b朗伯定律朗伯定律1760比尔定律比尔定律185222 朗伯朗伯- -比尔定律：比尔定律： 当一束平行单色光通过均匀的，透明的吸光物质的稀溶液时，当一束平行单色光通过均匀的，透明的吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度和液层厚度乘积成正比，即溶液的吸光度与吸光物质浓度和液层厚度乘积成正比，即 A= bc 式中比例常数式中比例常数与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。素有关。c c为吸光物质浓度，为吸光物质浓度，b b为透光液层厚度。为透光液层厚度。 K K可用可用a a（吸光系数）或（吸

16、光系数）或（摩尔吸光系数）表示。（摩尔吸光系数）表示。 朗伯朗伯- -比尔定律是紫外比尔定律是紫外- -可见分光光度法的理论基础。可见分光光度法的理论基础。2.朗伯朗伯-比尔定律比尔定律23v 朗伯朗伯比尔定律不仅适用于溶液，也适用于均匀的气体、比尔定律不仅适用于溶液，也适用于均匀的气体、固体状态，是各类光吸收的基本定律，也是各类分光光度固体状态，是各类光吸收的基本定律，也是各类分光光度法进行定量分析的依据。法进行定量分析的依据。v 朗伯朗伯-比尔定律的比尔定律的应用应用条件：条件：v 1) 必须使用必须使用单色光：应选用单色光：应选用 max处测定；处测定；v 2) 吸收发生在均匀的介质吸收

17、发生在均匀的介质；v 3) 吸收过程中，吸收物质互相不发生作吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。24比例常数的取值与浓度的单位有关比例常数的取值与浓度的单位有关A = kb c当当c的单位用的单位用molL-1时，时，用用表示表示,称为摩尔吸光系数称为摩尔吸光系数 A b c a 的单位的单位: Lg-1cm-1 的单位的单位: Lmol-1cm-1=MaM物质的摩尔质量物质的摩尔质量当当c的单位为的单位为gL-1时，时，用用a 表示，称为质量吸光系数表示，称为质量吸光系数 Aa b 3.吸光系数吸光系数25v 摩尔吸光系数的物理意义：摩尔吸光系数的物理意义：v 单位浓度的溶液（单位浓度的溶液

18、（1mol/L）液层厚度为）液层厚度为1cm时，时，在一定波长下物质对光的吸收程度。在一定波长下物质对光的吸收程度。v （1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数。）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数。v （2）不随浓度）不随浓度c和液层厚度和液层厚度b的改变而改变。的改变而改变。v 在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，仅与吸收物质本身的性仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；质有关，与待测物浓度无关；v （3）同一吸光物质在不同波长下的）同一吸光物质在不同波长下的值是不同的。在最值是不同的。在最大吸收波长大吸收波长max处的摩尔吸光系数，常以处的摩尔吸光系数

19、，常以max表示表示 v max表明了该吸收物质最大限度的吸光能力表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。26v a或或反映吸光物质对光的吸收能力，也反映用吸光光度分反映吸光物质对光的吸收能力，也反映用吸光光度分析法的灵敏度。析法的灵敏度。越大，表示改物质对某波长的光的吸收越大，表示改物质对某波长的光的吸收能力越强，测定的灵敏度也就越高。因此测定时，为了提能力越强，测定的灵敏度也就越高。因此测定时，为了提高分析灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进高分析灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进行测定，选择具有最大行测定，选择具有最大值波长的光做入射光。值波长的光做入射光。v 例如，用铜试

20、剂测定钢，例如，用铜试剂测定钢，436=12800；而用双硫腙测；而用双硫腙测定铜，定铜，495=158000，灵敏度较前者高很多。，灵敏度较前者高很多。v 例题讲解例题讲解273.吸光度的加和性吸光度的加和性 朗伯朗伯-比尔定律不仅适用于紫外光、可见光，比尔定律不仅适用于紫外光、可见光，也适用红外光；在同一波长下，各组分吸光度具也适用红外光；在同一波长下，各组分吸光度具有加和性有加和性 A=A1+A2+An28吸光度吸光度(A)、透光率、透光率(T)与浓度与浓度(c)的关系的关系ATc= 10-kbcTA=kbc线性关系线性关系指数关系指数关系=10-kbcTA=kbc29v4.4.偏离吸收

21、定律的主要因素偏离吸收定律的主要因素 在实际工作中，经常发现标准曲线向浓度轴弯曲的情在实际工作中，经常发现标准曲线向浓度轴弯曲的情况，称为偏离朗伯况，称为偏离朗伯-比比尔尔定律。引起偏离的原因较多，有定律。引起偏离的原因较多，有来自仪器方面的，有来自溶液方面的。来自仪器方面的，有来自溶液方面的。30v （1）入射光）入射光非单色光引起的偏离非单色光引起的偏离v 朗伯朗伯-比耳定律只适用于单色光，但所用的入射光多比耳定律只适用于单色光，但所用的入射光多是复合光，因而导致对朗伯是复合光，因而导致对朗伯-比比尔尔定律的偏离。定律的偏离。v 设检测器（光电池或光电管）对两种波长的光的灵敏设检测器（光电

22、池或光电管）对两种波长的光的灵敏度相同，则可以证明：度相同，则可以证明：1与与2 相差愈大，吸收池愈厚，则相差愈大，吸收池愈厚，则偏离愈严重。偏离愈严重。v 入射光的波长范围窄，偏离朗伯入射光的波长范围窄，偏离朗伯-比比尔尔定律的程度小。定律的程度小。选择最大吸收波长的入射光，不仅有较高的灵敏度，偏离选择最大吸收波长的入射光，不仅有较高的灵敏度，偏离朗伯朗伯-比比尔尔定律的程度较小。定律的程度较小。31v （2）溶液的化学和物理因素引起的偏离溶液的化学和物理因素引起的偏离v 由于介质不均匀性引起的偏离：当被测试液是胶体由于介质不均匀性引起的偏离：当被测试液是胶体溶液、乳浊液或悬浮物质时，部分入

23、射光还因散射现象而溶液、乳浊液或悬浮物质时，部分入射光还因散射现象而损失，导致实测吸光度增加，产生正偏差。损失，导致实测吸光度增加，产生正偏差。 v 由于溶液中的化学反应引起的偏离：由于溶液中的化学反应引起的偏离：溶液中的吸光溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变物质常因离解、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变化而改变其浓度，导致偏离朗伯化而改变其浓度，导致偏离朗伯-比比尔尔定律。定律。v （3 3）比尔定律的局限性引起的偏离比尔定律的局限性引起的偏离v 比尔定律有个局限性，只适用于浓度小于比尔定律有个局限性，只适用于浓度小于0.01mol/l的稀溶液。的稀溶液。32

24、第三节第三节 显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择一、显色反应及要求一、显色反应及要求 1.显色反应：显色反应：在在分光分光光度分析中光度分析中，将试样中的待测组分将试样中的待测组分转变成有色化合物的反应叫转变成有色化合物的反应叫显色反应显色反应。 显色反应一般分为两大类：一类是配位反应；另一类是氧显色反应一般分为两大类：一类是配位反应；另一类是氧化还原反应。化还原反应。Fe3 SCN = FeSCN；Mn2 5e 4H2O = MnO4 8H在这两类反应中，用得较多的是在这两类反应中，用得较多的是配位反应配位反应。33灵敏度高。对显对显色反色反应应的要求：的要求：1选择性好,干扰

25、少。 2 生成的有色化合物组成恒定，化学性质稳定。 3 有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。 4 显色条件要易于控制，以保证有较好的再现性。 534二二.显色条件的选择显色条件的选择影响因素影响因素M + R MROH-M（OH）nH+HnR酸度酸度显色剂用量显色剂用量温度温度显色时间显色时间溶剂溶剂溶液中共存离子溶液中共存离子35酸度对显色反应的主要影响：酸度对显色反应的主要影响：1 1）当酸度不同时，同种金属离子与同种显色剂反应可以生成不）当酸度不同时，同种金属离子与同种显色剂反应可以生成不同配位数的不同颜色的配合物。如同配位数的不同颜色的配合物。如Fe3+Fe3+和水杨酸和水杨酸 PH

26、 4PH 4： 紫红色紫红色1:11:1 PH 47: PH 47: 橙红色橙红色1:21:2 PH 810PH 810：黄：黄 色色1:31:32 2）酸度过高会降低配合物的稳定性（弱酸型显色剂）酸度过高会降低配合物的稳定性（弱酸型显色剂+ +金属离子）金属离子）3 3）酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。）酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。4 4）酸度过低可能引起被测的金属离子发生水解，破坏了有色配）酸度过低可能引起被测的金属离子发生水解，破坏了有色配合物，是溶液的颜色发生改变。合物，是溶液的颜色发生改变。1.溶液酸度溶液酸度36 酸度对显色反应有影响，要控制合适的酸度，通过实验酸度对显

27、色反应有影响，要控制合适的酸度，通过实验确定。确定。 固定固定c(M)、 c(R)，改变，改变pHpH选择平坦部分选择平坦部分372.显色剂用量显色剂用量 显色剂用量对显色反应主要有有三种情况，如图显色剂用量对显色反应主要有有三种情况，如图(a)、(b)、(c)所示。所示。M + R MR383.显色温度显色温度 显色反应的进行与温度有很大关系。一般显色反显色反应的进行与温度有很大关系。一般显色反应可在室温下完成。但是有的在室温下进行得很慢，应可在室温下完成。但是有的在室温下进行得很慢，需要加热促使反应迅速完成。有的显色反应所形成需要加热促使反应迅速完成。有的显色反应所形成的配合物在温度高时发

28、生分解或褪色。有的需放置的配合物在温度高时发生分解或褪色。有的需放置一段时间才能使反应进行完全。一段时间才能使反应进行完全。 显然，对于不同的显色反应，应选择适宜的温度显然，对于不同的显色反应，应选择适宜的温度进行反应，使反应能进行完全。同样，标样和试样进行反应，使反应能进行完全。同样，标样和试样显色时，其温度应很近似，以减小其误差。显色时，其温度应很近似，以减小其误差。 394.显色时间显色时间 有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到稳定状态，有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到稳定状态，并较长时间保持不变；有些显色反应虽能迅速完成，但有并较长时间保持不变；有些显色反应虽能迅速完成，但有色

29、络合物的颜色很快开始褪色；有些显色反应进行缓慢，色络合物的颜色很快开始褪色；有些显色反应进行缓慢，溶液颜色需经一段时间后才稳定。适宜的显色时间由实验溶液颜色需经一段时间后才稳定。适宜的显色时间由实验确定。确定。2550t /minA显色时间：显色时间：显色反应完成所需要的时间显色反应完成所需要的时间稳定时间：稳定时间：显色后有色物质色泽保持稳定的时间显色后有色物质色泽保持稳定的时间405.溶剂的选择溶剂的选择 有机溶剂会降低有色化合物的离解度，从而提高显色有机溶剂会降低有色化合物的离解度，从而提高显色反应的灵敏度。同时，有机溶剂还可能提高显色反应的速反应的灵敏度。同时，有机溶剂还可能提高显色反

30、应的速度以及影响有色配合物的溶解度和组成。度以及影响有色配合物的溶解度和组成。6.显色反应中干扰及消除显色反应中干扰及消除 如果共存离子本身有颜色或共存离子与显色剂生成有如果共存离子本身有颜色或共存离子与显色剂生成有色络合物，会使吸光度增加，造成正干扰。色络合物，会使吸光度增加，造成正干扰。如果共存离子与被测组分或显色剂生成无色络合物，如果共存离子与被测组分或显色剂生成无色络合物，则会降低被测组分或显色剂的浓度则会降低被测组分或显色剂的浓度，从而影响显色剂与被从而影响显色剂与被测组分的反应测组分的反应,引起负干扰。引起负干扰。41 控制溶液的酸度。 1 加入掩蔽剂,掩蔽干扰离子。 2改变干扰离

31、子的价态。 3选择适当的波长。 4选用适当的参比溶液 5干扰消除的方法干扰消除的方法: 分离干扰离子。 6应用双波长,导数光谱法等新技术消除干扰。 742 与待测组分生成有色化合物的试剂叫显色剂。与待测组分生成有色化合物的试剂叫显色剂。分为分为无机显色剂无机显色剂和和有机显色剂有机显色剂两大类。两大类。M + R MR被测被测组分组分有色有色物质物质显色剂显色剂三、显色剂三、显色剂43无机显色剂无机显色剂 无机显色剂在比色分析中应用得并不很多，主要原无机显色剂在比色分析中应用得并不很多，主要原因是生成的络合物不够稳定；灵敏度和选择性也不高。目因是生成的络合物不够稳定；灵敏度和选择性也不高。目前

32、应用较多的主要有硫氰酸盐（测定前应用较多的主要有硫氰酸盐（测定Fe、Mo()、W()、Nb等），钼酸铵（测定等），钼酸铵（测定Si、P、W等和过氧化等和过氧化氢（测定氢（测定Ti()）。）。44有机显色剂有机显色剂 大多数有机显色剂与金属离子生成极其稳定的螯大多数有机显色剂与金属离子生成极其稳定的螯合物，而且具有特征的颜色，因此，选择性和灵敏度合物，而且具有特征的颜色，因此，选择性和灵敏度都较高。不少螯合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取都较高。不少螯合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取比色，这对进一步提高灵敏度和选择性很有利。比色，这对进一步提高灵敏度和选择性很有利。45常见的有机显色剂：常见的有机

33、显色剂：磺基水杨酸磺基水杨酸磺基水杨酸磺基水杨酸 可与很多高价离子生成稳定的螯合物，主可与很多高价离子生成稳定的螯合物，主要用于测定要用于测定Fe3+。 丁二酮肟丁二酮肟在在NaOH碱性溶液中，有氧化剂存在时，试剂与碱性溶液中，有氧化剂存在时，试剂与Ni(IV )生成可溶性红色络合物。生成可溶性红色络合物。max= 470 nm， = 1.3104 OHCOOHSO3H磺基水杨酸磺基水杨酸CH3CCCH3 HON NOH 丁二丁二酮肟酮肟461，10-二氮菲二氮菲是目前测定微量是目前测定微量Fe3+的较好试剂。用还原剂先将的较好试剂。用还原剂先将Fe3+还原为还原为Fe2+，然后在，然后在pH

34、=39的条件下，的条件下，Fe2+与试剂作用，生成稳定与试剂作用，生成稳定的桔红色络合物。的桔红色络合物。maxmax= 508 nm，= 1.1104。二苯硫腙二苯硫腙是目前萃取比色测定是目前萃取比色测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等很多等很多重金属离子的重要试剂。控制酸度及加入掩蔽剂，可以消除重金属离子的重要试剂。控制酸度及加入掩蔽剂，可以消除重金属离子之间的干扰，提高反应的选择性。重金属离子之间的干扰，提高反应的选择性。NN邻二邻二氮菲氮菲NH NHNSN二苯硫腙二苯硫腙47第四第四节节.测测量量条条件的件的选择选择v 1、入射光波长的选择：、入射光波长的选择：v 选

35、择被测物质的选择被测物质的最大吸收波长最大吸收波长作为入射光波长。这样，作为入射光波长。这样，灵敏度较高，偏离朗伯灵敏度较高，偏离朗伯-比比尔尔定律的程度减小。当有干扰物定律的程度减小。当有干扰物质存在时，应根据质存在时，应根据“吸收最大、干扰最小吸收最大、干扰最小”的原则选择入的原则选择入射光波长。射光波长。v 2、控制适当的吸光度范围：、控制适当的吸光度范围：v 一般应控制标准溶液和被测试液的吸光度在一般应控制标准溶液和被测试液的吸光度在0.20.8范范围内，可以从以下两方面来考虑：围内，可以从以下两方面来考虑：v 控制溶液的浓度；控制溶液的浓度；v 选择不同厚度的吸收池。选择不同厚度的吸

36、收池。 v 48光度分析误差光度分析误差化学因素化学因素仪器因素仪器因素浓度测量的相对误差与浓度测量的相对误差与T T( (或或A A) )的关系：的关系：TTlgT4340ccEr.仪器读数仪器读数误差误差对于给定的仪器，读数误差对于给定的仪器，读数误差T T为一常数为一常数49v 3.3.参比溶液参比溶液的选择的选择: : 参比溶液是用来调节仪器工作零点的，若参比溶液选参比溶液是用来调节仪器工作零点的，若参比溶液选得不适当，则对测量读数准确度的影响较大。得不适当，则对测量读数准确度的影响较大。1234溶液溶液参比参比试剂试剂参比参比试液试液参比参比褪色褪色参比参比为什么需要使用参比溶液？为

37、什么需要使用参比溶液？ 测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。50 参比溶液的选择一般遵循以下原则：参比溶液的选择一般遵循以下原则： 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸 收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水) )作参比溶液；作参比溶液； 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用而试液本身无吸收，用“试剂空白试剂空白”(”(不加试样溶液不加试样溶液) )作参比作参比溶液；溶液； 若待测试液在测定

38、波长处有吸收，而显色剂等无吸若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用收，则可用“试样空白试样空白”(”(不加显色剂不加显色剂) )作参比溶液；作参比溶液； 若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。作为参比溶液。 参比溶液选择动画演示参比溶液选择动画演示51第五第五节节.目目视视比色和分光光度比色和分光光度计计目视比色法：目视比色法： 用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定

39、物质含量的方法称为目视比色法法称为目视比色法。 测定的准确度较差（相对误差约为测定的准确度较差（相对误差约为5%-20%），但是），但是由于仪器简单，操作简便，仍广泛应用于对于准确度要求由于仪器简单，操作简便，仍广泛应用于对于准确度要求不高的一些中间控制分析中，更主要的是应用在不高的一些中间控制分析中，更主要的是应用在界限分析界限分析中。中。52一、方法原理一、方法原理 将有色的标准溶液和被测溶液在将有色的标准溶液和被测溶液在相同的条件相同的条件下对颜色下对颜色进行比较，当溶液的液层厚度相同、颜色深度一样时，两进行比较，当溶液的液层厚度相同、颜色深度一样时，两者的浓度相同。者的浓度相同。 根据

40、光的吸收定律：根据光的吸收定律： As=scsbs Ax=xcxbx 当被测溶液的颜色和标准溶液相同的时候，则当被测溶液的颜色和标准溶液相同的时候，则As= =Ax ，又因为是同一种物质，同样的光源，所，又因为是同一种物质，同样的光源，所以以 s= =x 。且液层厚度相同。且液层厚度相同, ,即即bsbs= =bxbx。 因此：因此：c cs s=c=cx x53二、测定方法：二、测定方法：标准系列法标准系列法步步骤骤 1步步骤骤2步步骤骤 3制制作作标标准准色色阶阶待待测测组组分分显显色色目目视视比比色色54v （1）制作标准色阶：将一系列不同量的标准溶液依次加）制作标准色阶：将一系列不同量

41、的标准溶液依次加入各比色管中，再分别加入等量的显色剂及其他试剂，最入各比色管中，再分别加入等量的显色剂及其他试剂，最后稀释至同样体积。后稀释至同样体积。v （2）待测组分显色：将一定量被测试液置于另一比色管）待测组分显色：将一定量被测试液置于另一比色管中中,在在同样条件下同样条件下进行显色，并稀释至同样体积。进行显色，并稀释至同样体积。55v （3）目视比色：从管口垂直向下或从比色管侧面观察，）目视比色：从管口垂直向下或从比色管侧面观察，若试液与标准系列中某溶液的颜色深度相同，则此两溶液若试液与标准系列中某溶液的颜色深度相同，则此两溶液的浓度相等；如果试液颜色深度介于两标准溶液之间，则的浓度相

42、等；如果试液颜色深度介于两标准溶液之间，则试液浓度也就介于这两者之间试液浓度也就介于这两者之间（取其平均值）（取其平均值）。12481632x观察方向观察方向56例题解析：例题解析：v例：称取例：称取0.4994克克CuSO4.5H2O溶于溶于1L水中，水中，移取此标准溶液移取此标准溶液1.00mL，2.00mL 3.00mL ，4.00mL，,5.00mL 6.00mL 加入加入6只比色管中，只比色管中，加浓氨水加浓氨水5mL，用水稀释至，用水稀释至25mL刻度，制成标准刻度，制成标准色阶。称取含铜试样色阶。称取含铜试样5.0克溶于克溶于250mL水中，吸取水中，吸取5.00mL试液放入比色

43、管中，加浓氨水稀释至试液放入比色管中，加浓氨水稀释至25mL，其颜色深度与第四个比色管的标准溶液相，其颜色深度与第四个比色管的标准溶液相同。求试样中铜的质量分数？同。求试样中铜的质量分数？v解题思路：解题思路：v 先算出标准色阶中第四个比色管溶液的浓度先算出标准色阶中第四个比色管溶液的浓度-由由于颜色相同，则浓度相同，故：于颜色相同，则浓度相同，故：57三、目视比色法的特点三、目视比色法的特点优点：(1) 仪器简单，操作简便，适宜于大批试样分析。仪器简单，操作简便，适宜于大批试样分析。(2) 测定的灵敏度高，适宜稀溶液中微量物质的测定。测定的灵敏度高，适宜稀溶液中微量物质的测定。(3) 某些显

44、色反应不符合朗伯某些显色反应不符合朗伯-比耳定律时，仍可用目视比耳定律时，仍可用目视比色法进行测定比色法进行测定（如浑浊溶液）（如浑浊溶液）。缺点缺点： 主观误差大，主观误差大，准确度较差，相对误差约为准确度较差，相对误差约为520 。不。不同人看，结果不同。同人看，结果不同。应用：用应用：用于限界分析。于限界分析。58v一、仪器的基本组成部件一、仪器的基本组成部件分光光度计分光光度计光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示信号显示59分光光度法（可见分光光度法分光光度法（可见分光光度法)Ultraviolet Visual Spectroscopy0.575I0It未考虑吸收池和

45、溶剂对光子的作用未考虑吸收池和溶剂对光子的作用601.光源光源 可见光光源可见光光源 在可见光谱区可以发射在可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。性、较长的使用寿命。钨灯作为光源，其辐射钨灯作为光源，其辐射波长范围在波长范围在3202500nm。最适宜的范围是最适宜的范围是3801000nm。光源光源作用：提供符合要求作用：提供符合要求的入射光的入射光61氙灯氙灯氢灯氢灯钨灯钨灯622.单色器单色器作用：作用：从光源的连续光谱从光源的连续光谱分解为单色光分解为单色光，并准确的并准确的分出某一波长范围的光，分出某一波

46、长范围的光，作为吸光光度分析的光源。作为吸光光度分析的光源。 棱镜：棱镜： 玻璃玻璃3503200 nm， 石英石英1854000 nm；单色器单色器光栅：光栅：波长范围宽，色散均匀，波长范围宽，色散均匀，分辨性能好，使用方便分辨性能好，使用方便63 入射狭缝入射狭缝 准直透镜准直透镜 棱镜聚焦透镜棱镜聚焦透镜 出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 500400棱镜分光示意图棱镜分光示意图643.吸收池（比色皿）吸收池（比色皿）v 比色皿用于盛参比溶液和被测试液。一般为长方形比色皿用于盛参比溶液和被测试液。一般为长方形， 有有0.5cm0.5cm、1.0cm 1.0cm

47、、2.0cm2.0cm、3.0cm3.0cm等规格。等规格。v 同样厚度比色皿之间的透光率相差应小于同样厚度比色皿之间的透光率相差应小于0.5%。 玻璃玻璃 仅适用于可见光区仅适用于可见光区 石英石英 适用于紫外和可见光区适用于紫外和可见光区问题：在使用比色皿的过程中应该注意哪些事项？问题：在使用比色皿的过程中应该注意哪些事项？作用：用于盛放作用：用于盛放盛参比溶液和盛参比溶液和被测试液被测试液，且决定透光液层厚，且决定透光液层厚度的器件度的器件65664.4.检测器检测器v 常用的是：光电池，光电管，光电倍增管。常用的是：光电池，光电管，光电倍增管。作用：对透过吸收池的作用：对透过吸收池的光

48、做出相应，并把光做出相应，并把它转变成电信号输它转变成电信号输出，其输出电信号出，其输出电信号大小与光的强度成大小与光的强度成正比正比。675.信号显示器信号显示器低档仪器：刻度显示；低档仪器：刻度显示； 中高档仪器：数字显示，自动扫描记录中高档仪器：数字显示，自动扫描记录。作用：放大检测器产生的电信号，作用：放大检测器产生的电信号，经放大处理后，用一定的方式经放大处理后，用一定的方式显示出来，以便于计算和记录。显示出来，以便于计算和记录。686970717273分光光度计的使用 预热预热20min。 调节调节T = 0。 调节调节T = 100% （A=0）。）。 测定样品的吸光度测定样品的

49、吸光度A。74分光光度计的保养与维护v安置在干燥、无污染的地方；安置在干燥、无污染的地方；v仪器内的防潮硅胶应定期更换或再生；仪器内的防潮硅胶应定期更换或再生；v仪器停止工作时，必须切断电源，应按开关机仪器停止工作时，必须切断电源，应按开关机顺序关闭主机和稳流稳压电源开关；顺序关闭主机和稳流稳压电源开关；v比色皿使用完毕后，立即用蒸馏水或有机溶剂比色皿使用完毕后，立即用蒸馏水或有机溶剂冲洗干净，并用柔软情节的纱布把水渍擦净；冲洗干净，并用柔软情节的纱布把水渍擦净；v仪器经过搬动，请及时检查并纠正波长精度。仪器经过搬动，请及时检查并纠正波长精度。75第六节第六节 吸光光度法应用吸光光度法应用1、

50、定量分析方法定量分析方法(1)工作工作曲线法曲线法(适用于成批样品的分析适用于成批样品的分析)配制一系列配制一系列(4个以上个以上)不同含量的待测组分的标准溶液，不同含量的待测组分的标准溶液，以不含待测组分的空白溶液为参比，测定标准溶液的吸光度以不含待测组分的空白溶液为参比，测定标准溶液的吸光度。并绘制吸光度浓度曲线，得到标准曲线（工作曲线），。并绘制吸光度浓度曲线，得到标准曲线（工作曲线），然后再在相同条件下测定试样溶液的吸光度。由测得的吸光然后再在相同条件下测定试样溶液的吸光度。由测得的吸光度在曲线上查得试样溶液中待测组分的浓度，最后计算得到度在曲线上查得试样溶液中待测组分的浓度，最后计算