比尔定律学习教案.pptx

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1、会计学1比尔定律比尔定律(dngl)第一页，共33页。吸光度吸光度吸光度吸光度:absorbance:absorbance 为透光度倒数为透光度倒数为透光度倒数为透光度倒数(d(d o sh)o sh)的对数，用的对数，用的对数，用的对数，用A A表示：表示：表示：表示：即即即即 A=lg1/T=lgI0/It A=lg1/T=lgI0/ItA A值越大，表明物质对光的吸收越大。值越大，表明物质对光的吸收越大。值越大，表明物质对光的吸收越大。值越大，表明物质对光的吸收越大。透光度：透光度：transmittance 为透过为透过(tu u)光的强度光的强度It与入射光强度与入射光强度I0之比，

2、用之比，用T表示：表示：即即 T=It/I0T值越大，表示物质对光吸收的越小。值越大，表示物质对光吸收的越小。第1页/共33页第二页，共33页。一、一、一、一、Lamber-BeerLamber-Beer定律定律定律定律(dngl(dngl)：吸收光谱法基本定律：吸收光谱法基本定律：吸收光谱法基本定律：吸收光谱法基本定律(dngl(dngl)描述物质描述物质描述物质描述物质(wzh)(wzh)对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系假设假设(jish)(jis

3、h)一束平行单色光通过一个吸光物体一束平行单色光通过一个吸光物体 第2页/共33页第三页，共33页。续前续前续前续前n n取物体(wt)中一极薄层第3页/共33页第四页，共33页。续前续前续前续前讨论讨论讨论讨论(t(t oln)oln)：1 1Lamber-BeerLamber-Beer定律的适用条件（前提）定律的适用条件（前提）入射光为单色光入射光为单色光 溶液是稀溶液溶液是稀溶液2 2该定律适用于固体、液体和气体样品该定律适用于固体、液体和气体样品3 3在同一波长下，各组分吸光度具有加和性在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 应用应用(yngyng)(yngyng)：多组分测定：多组分测

4、定第4页/共33页第五页，共33页。二、吸光系数二、吸光系数二、吸光系数二、吸光系数(xsh)(xsh)1 1吸光系数的物理意义吸光系数的物理意义吸光系数的物理意义吸光系数的物理意义(yy)(yy)：单位浓度、单位厚度的吸光度单位浓度、单位厚度的吸光度单位浓度、单位厚度的吸光度单位浓度、单位厚度的吸光度在指定条件在指定条件(单色光、溶剂、温度）下单色光、溶剂、温度）下E是物质的特征常数，是物质的特征常数，表明物质对某一特定波长表明物质对某一特定波长(bchng)光的吸收能力。光的吸收能力。可作为定性、定量的依据。可作为定性、定量的依据。由于浓度单位不同它有两种表示方法。由于浓度单位不同它有两种

5、表示方法。第5页/共33页第六页，共33页。续续续续前前前前2 2吸光系数两种表示法：吸光系数两种表示法：吸光系数两种表示法：吸光系数两种表示法：1 1）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数(EM)(EM)。：在一定在一定在一定在一定 下，下，下，下，C=1mol/LC=1mol/L，L=1cmL=1cm时的吸光度时的吸光度时的吸光度时的吸光度 2 2）百分含量）百分含量）百分含量）百分含量(hnling)(hnling)吸光系数吸光系数吸光系数吸光系数/比吸光系数：比吸光系数：比吸光系数：比吸光系数：在一定在一定在一定在一定 下，下，下，下，C=1g/100mlC=1g/1

6、00ml，L=1cmL=1cm时的吸光度时的吸光度时的吸光度时的吸光度 3 3）两者关系）两者关系）两者关系）两者关系第6页/共33页第七页，共33页。n n氯霉素的水溶液氯霉素的水溶液(rngy)(rngy)在在278 nm278 nm处有吸收峰，处有吸收峰，设用纯品配制设用纯品配制100ml100ml含含2.00mg 2.00mg 的溶液的溶液(rngy)(rngy)以以1cm 1cm 比色池于比色池于278nm278nm处测得透光率处测得透光率T=24.3%T=24.3%求：其百分吸光系数及其摩尔吸光系数？求：其百分吸光系数及其摩尔吸光系数？（Mr=323.15Mr=323.15）第7页

7、/共33页第八页，共33页。三、偏离三、偏离三、偏离三、偏离BeerBeer定律定律定律定律(dngl(dngl)的因的因的因的因素素素素n n依据依据BeerBeer定律，定律，A A与与C C关系应为关系应为n n 经过原点的直线经过原点的直线(zhxin)(zhxin)n n偏离偏离BeerBeer定律的主要因素表现为定律的主要因素表现为n n 以下两个方面以下两个方面（一一一一）光光光光 学学学学 因因因因 素素素素(yn s)(yn s)（二二二二）化化化化 学学学学 因因因因 素素素素(yn s)(yn s)第8页/共33页第九页，共33页。（一）光学（一）光学（一）光学（一）光学

8、(gungxu)(gungxu)因素因素因素因素 1 1非单色光的影响非单色光的影响非单色光的影响非单色光的影响(y(y ngxingxi ng)ng)：Beer Beer定律应用的重要前提定律应用的重要前提定律应用的重要前提定律应用的重要前提入射光为单色光入射光为单色光入射光为单色光入射光为单色光 n n照射物质的光经单色器分光后照射物质的光经单色器分光后n n 并非真正单色光并非真正单色光n n其波长宽度由入射狭缝的宽度其波长宽度由入射狭缝的宽度n n 和棱镜和棱镜(lngjng)(lngjng)或光栅的或光栅的分辨率决定分辨率决定n n为了保证透过光对检测器的响为了保证透过光对检测器的响

9、n n 应，必须保证一定的狭缝宽应，必须保证一定的狭缝宽度度n n 这就使分离出来的光具一定这就使分离出来的光具一定的的n n 谱带宽度谱带宽度第9页/共33页第十页，共33页。续前续前续前续前第10页/共33页第十一页，共33页。续前续前续前续前讨论：讨论：讨论：讨论：入射光的谱带宽度严重影响吸光系数入射光的谱带宽度严重影响吸光系数入射光的谱带宽度严重影响吸光系数入射光的谱带宽度严重影响吸光系数(xsh)(xsh)(xsh)(xsh)和吸收光谱和吸收光谱和吸收光谱和吸收光谱形状形状形状形状 结论：结论：结论：结论：选择选择选择选择(xu(xu nz)nz)较纯单色光（较纯单色光（较纯单色光（

10、较纯单色光（，单色性，单色性，单色性，单色性）选选选选maxmax作为测定波长（作为测定波长（作为测定波长（作为测定波长（EE，SS且成线性）且成线性）且成线性）且成线性）第11页/共33页第十二页，共33页。续前续前续前续前2杂散光的影响：杂散光的影响：杂散光是指从单色器分出的光不杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度在入射光谱带宽度 范围内，与所选波长相距较远范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件学元件(yunjin)污染造成污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值度变值3反射光和散色光的影响：反射光和散

11、色光的影响：反反射射光光和和散散色色光光均均是是入入射射光光谱带宽度谱带宽度(kund)内的光内的光 直接对直接对T产生影响产生影响散散射射和和反反射射使使T，A，吸吸收收光谱变形光谱变形注注：一一般般可可用用空空白白对对比比校校正正消除消除4非平行光的影响：非平行光的影响：使使光光程程，A，吸吸收收光光谱谱变变形形第12页/共33页第十三页，共33页。（二）化学（二）化学（二）化学（二）化学(huxu)(huxu)因素因素因素因素n nBeerBeer定律适用的另一个前提：稀溶液定律适用的另一个前提：稀溶液定律适用的另一个前提：稀溶液定律适用的另一个前提：稀溶液n n浓度过高会使浓度过高会使

12、浓度过高会使浓度过高会使C C与与与与A A关系关系关系关系(gun x)(gun x)偏离定律偏离定律偏离定律偏离定律第13页/共33页第十四页，共33页。四、透光率的测量误差四、透光率的测量误差四、透光率的测量误差四、透光率的测量误差TT要使测定的相对误差要使测定的相对误差c/cc/c最小，求导取极小值，得出：最小，求导取极小值，得出：lgT=-0.4343=A lgT=-0.4343=A即当即当A=0.4343A=0.4343时，吸光度时，吸光度(gungd)(gungd)测量误差最小测量误差最小影响测定结果的相对误差两个因素：影响测定结果的相对误差两个因素：T T和和T T T影响因素

13、：仪器(yq)噪音 1）暗噪音 2）讯号噪音第14页/共33页第十五页，共33页。续前续前续前续前1）暗暗噪噪音音(zoyn)与与检检测测器器和放大电路不确切性有关和放大电路不确切性有关 与光讯号无关与光讯号无关第15页/共33页第十六页，共33页。续前续前续前续前2）讯号）讯号(xn ho)噪音噪音与与光讯号光讯号(xn ho)有关有关表明测量误差较小表明测量误差较小的范围的范围一直可延至较高吸一直可延至较高吸光度光度(gungd)区，区，对测定有利对测定有利 第16页/共33页第十七页，共33页。续续续续前前前前五五、吸吸 光光 度度 测测 量量(cling)的条件选择：的条件选择：1）测

14、量波长的选择：2）吸光度(gungd)读数范围的选择：3）参比溶液(空白溶液)的选择：选选A=0.20.7A=0.20.7注：采用空白对比(dub)消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰第17页/共33页第十八页，共33页。.第三节第三节第三节第三节 紫外分光紫外分光紫外分光紫外分光(fn(fn unun)光度计光度计光度计光度计一、主要部件的性能与作用一、主要部件的性能与作用基本结构基本结构: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(xi(xi nsh)nsh)系统系统样品(yngpn)第18页/共33页第十九页，共33页。1光光源源(gungy

15、un)：2单单色色器器：包包括括狭狭缝缝、准准直直(zhn zh)镜、色散元件镜、色散元件 棱镜棱镜对不同波长的光折射率不同对不同波长的光折射率不同色散元件色散元件 分出光波长不等距分出光波长不等距 光栅光栅衍射和干涉衍射和干涉 分出光波长等距分出光波长等距钨灯或卤钨灯钨灯或卤钨灯可见光源可见光源 3501000nm氢灯或氘灯氢灯或氘灯紫外光源紫外光源 1504000nm第19页/共33页第二十页，共33页。第20页/共33页第二十一页，共33页。续前续前续前续前3吸收池：吸收池：玻玻璃璃能能吸吸收收UV光光，仅仅适用于可见光区适用于可见光区 石石英英不不能能吸吸收收紫紫外外光光，适用于紫外和

16、可见光区适用于紫外和可见光区 要要求求：匹匹配配性性（对对光光的的吸吸收收和反射应一致和反射应一致(yzh)）4检检测测器器：将将光光信信号号转转变变为为电电信号的装置信号的装置5 5记录装置记录装置记录装置记录装置(zhungzh)(zhungzh)：讯号处理和显示系统：讯号处理和显示系统：讯号处理和显示系统：讯号处理和显示系统光电池光电池光电管光电管光电倍增管光电倍增管二极管阵列检测器二极管阵列检测器第21页/共33页第二十二页，共33页。二、类型二、类型二、类型二、类型(lixng)(lixng)：1 1单光束单光束单光束单光束(gungsh)(gungsh)分光光度计：分光光度计：分光

17、光度计：分光光度计：特点：特点：使使用用时时来来回回拉拉动动吸吸收收池池 移动误差移动误差比色池配对比色池配对国国 产产(guchn)722(guchn)722、751751型型、XG-125XG-125型型、英英国国 SP500SP500型型 和和 伯伯 克克 曼曼DU-8DU-8型等。型等。第22页/共33页第二十三页，共33页。续前续前续前续前2 2双光束分光双光束分光双光束分光双光束分光(fn(fn unun)光度计：光度计：光度计：光度计：特点：特点：不用拉动吸收池，可以减小移动不用拉动吸收池，可以减小移动(ydng)(ydng)误差误差可以自动扫描吸收光谱可以自动扫描吸收光谱国产国

18、产710710型、型、730730型、型、740740型、日立型、日立UV-340UV-340型型第23页/共33页第二十四页，共33页。第24页/共33页第二十五页，共33页。国产(guchn)WFZ800-5型、岛津UV-260型、UV-265型等。3双波长双波长(bchng)分分光光度计光光度计第25页/共33页第二十六页，共33页。续前续前续前续前3双波长双波长(bchng)分光分光光度计光度计 特点：利用吸光度(gungd)差值定量消除干扰和吸收池不匹配引起的误差第26页/共33页第二十七页，共33页。三、分光光度计的校正(jiozhng)和检验1.波长(bchng)校正2.吸光度校

19、正3.杂散光的检验4.稳定性的检验第27页/共33页第二十八页，共33页。习题习题(xt)n n下化合物中，可用紫外可见分光下化合物中，可用紫外可见分光下化合物中，可用紫外可见分光下化合物中，可用紫外可见分光(fn(fn unun)光度法直接测定含量的是（光度法直接测定含量的是（光度法直接测定含量的是（光度法直接测定含量的是（）n nA A 乙醇乙醇乙醇乙醇 B B 正庚烷正庚烷正庚烷正庚烷 C C 环己烷环己烷环己烷环己烷 D D 苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛 E E 甲烷甲烷甲烷甲烷n n光量子的能量正比于辐射的光量子的能量正比于辐射的光量子的能量正比于辐射的光量子的能量正比于辐射的 （）n

20、nA A 频率频率频率频率 B B 波长波长波长波长 C C 波数波数波数波数 D D 传播速度传播速度传播速度传播速度 E E 周期周期周期周期n n下面五种化合物中，下面五种化合物中，下面五种化合物中，下面五种化合物中，跃迁所需能量最大者是（跃迁所需能量最大者是（跃迁所需能量最大者是（跃迁所需能量最大者是（）n n A 1 A 1，4 4戊二烯戊二烯戊二烯戊二烯 B 1 B 1，3 3丁二烯丁二烯丁二烯丁二烯 C 1 C 1，3 3环己二烯环己二烯环己二烯环己二烯 n n D 1 D 1，3 3，5 5己三烯己三烯己三烯己三烯第28页/共33页第二十九页，共33页。l l某溶液符合朗伯比尔

21、定律，稀释之后，其紫外可见光某溶液符合朗伯比尔定律，稀释之后，其紫外可见光某溶液符合朗伯比尔定律，稀释之后，其紫外可见光某溶液符合朗伯比尔定律，稀释之后，其紫外可见光谱的吸收峰将（谱的吸收峰将（谱的吸收峰将（谱的吸收峰将（）。）。）。）。l l A.A.向短波方向移动向短波方向移动向短波方向移动向短波方向移动 B.B.不移动，但峰高值增大不移动，但峰高值增大不移动，但峰高值增大不移动，但峰高值增大l l C.C.向长波方向移动向长波方向移动向长波方向移动向长波方向移动 D.D.不移动，但峰高值减小不移动，但峰高值减小不移动，但峰高值减小不移动，但峰高值减小 E.E.峰的位置和峰高值都不变峰的位

22、置和峰高值都不变峰的位置和峰高值都不变峰的位置和峰高值都不变l l某溶液符合某溶液符合某溶液符合某溶液符合Lambert-Beer Lambert-Beer 定律，若只改变入射光波长定律，若只改变入射光波长定律，若只改变入射光波长定律，若只改变入射光波长则（则（则（则（）发生改变。）发生改变。）发生改变。）发生改变。l l A.A.吸光度吸光度吸光度吸光度 B.B.百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数 l l C.C.吸收峰高度吸收峰高度吸收峰高度吸收峰高度 D.D.吸收峰位置吸收峰位置吸收峰位置吸收峰位置l l某有色溶液符合朗伯某有色溶液符合朗伯某有色溶液符合朗伯某有色溶液符合朗

23、伯-比尔定律，当浓度比尔定律，当浓度比尔定律，当浓度比尔定律，当浓度(nngd)(nngd)为为为为C C时测得透光率为时测得透光率为时测得透光率为时测得透光率为1616 若其它条件不变，浓度若其它条件不变，浓度若其它条件不变，浓度若其它条件不变，浓度(nngd)(nngd)稀稀稀稀释至释至释至释至1/2 C1/2 C时，透光率为（时，透光率为（时，透光率为（时，透光率为（）。）。）。）。l lA 8A 8 B 16 B 16 C 32 C 32 D 40 D 40 E 80 E 80 第29页/共33页第三十页，共33页。n n1 1、朗伯朗伯比尔定律的适用条件是比尔定律的适用条件是 和和

24、；n n2 2、吸光系数与吸光系数与 有关。有关。n n3 3、至至 nm nm是紫外一可见波长，其吸收光谱属于是紫外一可见波长，其吸收光谱属于 光谱。光谱。n n4 4、一般测量吸光度一般测量吸光度(gungd)A(gungd)A的值在的值在 范围，吸光度范围，吸光度(gungd)(gungd)与透射率的关系是与透射率的关系是 紫外分光光度紫外分光光度(gungd)(gungd)法中，偏离比耳定律的主要原因有法中，偏离比耳定律的主要原因有 和和 。第30页/共33页第三十一页，共33页。n n安络血的分子量为236，将其配成0.4962mg/100ml浓度，在max=355nm处于1cm 吸

25、收(xshu)池中测得其A=0.557,求安络血的 百分吸光系数和摩尔吸光系数？第31页/共33页第三十二页，共33页。l紫外可见分光光度法中，紫外可见分光光度法中，跃迁是发生跃迁是发生(fshng)在在含有杂原子的不饱和化合物中，其吸收峰随溶剂极性增含有杂原子的不饱和化合物中，其吸收峰随溶剂极性增加而向加而向 移动，即产生移动，即产生 。l（）吸光系数是物质的特征常数，故同一物质在任一）吸光系数是物质的特征常数，故同一物质在任一波长下吸光系数相同。波长下吸光系数相同。l（）吸光物质分子具有各种类型的电子跃迁，均能在）吸光物质分子具有各种类型的电子跃迁，均能在在紫外在紫外可见吸收光谱中反映出来。可见吸收光谱中反映出来。第32页/共33页第三十三页，共33页。