朗伯比尔定律.pptx

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1、仪器分析法我是主流，一统天下！AirHydrogenGas Carrier Data systemRegulatorsHRESETFilters/TrapsColumnSyringe/SamplerDetectors光/电/色谱分析登场！走进今天第1页/共39页第六章 吸光光度法6.1 光谱分析概述 6.2 基本理论6.3 仪器6.4 测定条件6.5 应用新技术光光导导纤纤维维与与漫漫反反射射第2页/共39页6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述6.1.1 光的性质6.1.2 光谱分析概念6.1.3 光吸收的选择性第3页/共39页6.1.1 6.1.1 光的性质光的性质光是电磁波，波粒二象性

2、光是电磁波，波粒二象性光速波长频率波数波动性波动性粒子性粒子性光子的能量普朗克常数折射/衍射/干涉吸收/发射/散射6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第4页/共39页6.1.1 6.1.1 光的性质光的性质不同波长范围不同波长范围能量高低典型的光谱学波长范围量子跃迁类型高能辐射射线发射X射线吸收、发射、荧光0.0051.4A0.1100A核能级内层电子中间部分真空紫外吸收紫外可见吸收、发射、荧光红外吸收、拉曼散射10200 nm200800 nm0.8300m价电子价电子分子转动与振动长波部分微波吸收电子自旋共振0.753.75 mm3 cm分子的转动磁场中电子自旋核磁共振0.610 m磁

3、场中核自旋6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述短波短波长波长波第5页/共39页6.1.1 6.1.1 光的性质光的性质可见光可见光400750 nm本章讨论紫外可见光的吸收本章讨论紫外可见光的吸收200800 nm6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第6页/共39页6.1.1 6.1.1 光的性质光的性质光的互补光的互补单色光与复合光，互补光单色光与复合光，互补光同波长的光能复合成白光的两种光反射、散射、吸收、透射反射、散射、吸收、透射光照溶液光照溶液4 4现象现象变脏？晒太阳哪里热？变脏？晒太阳哪里热？决定颜色？决定颜色？6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第7页/共39页6.1

4、.1 6.1.1 光的性质光的性质物质颜色与吸收色的互补关系物质颜色与吸收色的互补关系6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第8页/共39页6.1.2 6.1.2 光谱分析概念光谱分析概念双原子分子的能级示意图双原子分子的能级示意图2量子化的E总=E电子+E振+E转 分子总能量：分子总能量：E=E2-E1 =E电+E振+E转 =h 光子能量匹配，产生吸收光子能量匹配，产生吸收由价电子跃迁吸收光子由价电子跃迁吸收光子产生产生UV-Vis吸收光谱吸收光谱6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第9页/共39页6.1.2 6.1.2 光谱分析概念光谱分析概念原子光谱、分子光谱原子光谱、分子光谱2原

5、子光谱原子光谱：原子原子外层外层电子电子在在不同能级不同能级间运动所产生间运动所产生分子光谱分子光谱：分子分子外层外层电子电子在在不同能级不同能级间运动所产生间运动所产生线状光谱电子能级与振动、转动能级综合效应，产生带状光谱6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第10页/共39页6.1.2 6.1.2 光谱分析概念光谱分析概念吸收、发射与荧光光谱吸收、发射与荧光光谱吸收光谱吸收光谱：原子或分子吸收特定波长的光后原子或分子吸收特定波长的光后跃迁至更高能级，光强减弱跃迁至更高能级，光强减弱 发射光谱发射光谱：处于激发态的原子回到低能级，处于激发态的原子回到低能级，放出相应波长的光。放出相应波长的

6、光。AES 荧光光谱荧光光谱：吸收光至激发态，又回到基态吸收光至激发态，又回到基态放出波长稍长的光。放出波长稍长的光。光致发光 6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第11页/共39页6.1.2 6.1.2 光谱分析概念光谱分析概念分子吸收光谱的产生分子吸收光谱的产生eee荧光的产生荧光的产生eeee6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第12页/共39页6.1.2 6.1.2 光谱分析概念光谱分析概念光谱分析分类光谱分析分类原子光谱原子光谱分子光谱分子光谱 AAS AES吸收吸收其他其他发光发光紫外可见红外荧光磷光化学发光红外是振动能级折射等是非光谱分析6.1 6.1 光谱分析概述光谱分

7、析概述第13页/共39页6.1.3 6.1.3 光吸收的选择性光吸收的选择性物质吸收光，从基态跃迁至激发态物质吸收光，从基态跃迁至激发态能级量子化，吸收选择性能级量子化，吸收选择性可见光范围内吸收剩余光，即物质的颜色可见光范围内吸收剩余光，即物质的颜色互补原理互补原理分子吸收在紫外可见区分子吸收在紫外可见区6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述剩余的是什么？肉？还是青菜？第14页/共39页脑筋急转弯脑筋急转弯红光照射红色溶液，看透过什么色？红光照射绿色溶液，看透过什么色？冬季出门穿什么颜色衣服暖？灯光下与日光下不同颜色6.1 6.1 光谱分析概述光谱分析概述第15页/共39页6.2 6.2

8、光吸收基本定律光吸收基本定律6.2.1 朗伯-比尔定律6.2.2 吸收曲线6.2.3 定量方法6.2.4 偏离比尔定律第16页/共39页6.2.1 6.2.1 朗伯比尔定律朗伯比尔定律6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律bI0I透光度透光度T：吸光度吸光度A：I0：入射光强度I：透过光强度L Lambertambert J H J H 17601760B Beereer A A 18521852定义光吸收基本定律光吸收基本定律（郎伯（郎伯-比尔定律）比尔定律）新的定义特殊性质第17页/共39页6.2.1 6.2.1 朗伯比尔定律朗伯比尔定律郎伯郎伯-比尔定律比尔定律表达式表达式 A：吸光

9、度；对光的吸收程度 b：液层厚度，单位cm c：溶液的浓度，molL-：摩尔吸收系数，Lmol-cm-如果c单位：gL-则吸收系数为a，单位：Lg-cm-的特点的特点=f()定律适用单色光标志灵敏度6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第18页/共39页6.2.1 6.2.1 朗伯比尔定律朗伯比尔定律进一步讨论进一步讨论吸收物质在一定波长和溶剂条件下的吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数特征常数=f()，在在max处测得处测得max，为最大灵敏度，为最大灵敏度105:超高灵敏超高灵敏;104105:高灵敏高灵敏;0.8读不准。现在为数显仪器。吸光度具有加和性n元混合液：第20页/共39

10、页6.2.2 6.2.2 吸收曲线吸收曲线A(右)或(左)与波长的关系曲线KMnO4苯甲苯max=255nmmax=525nm6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第21页/共39页6.2.3 6.2.3 定量方法定量方法Ac标准曲线法选定条件下,测一系列标液得标准曲线,又称工作曲线据Ax,查出cxcx标准对比法仅测一个标液cs得As测Ax,得出一定要有标准 calibration6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第22页/共39页6.2.4 6.2.4 偏离比尔定律偏离比尔定律1 仪器因素：非单色光入射光必须是单色光=f()仪器提供较小波长范围的复合光建议改进仪器，得较纯的单色光

11、选变化较小处测量，如max一阶导数为0偏离是指：6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第23页/共39页6.2.4 6.2.4 偏离比尔定律偏离比尔定律1 仪器因素：非单色光1波长选择效果示意图2maxmax变化较大处6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第24页/共39页6.2.4 6.2.4 偏离比尔定律偏离比尔定律2 介质因素：不均匀定律适用于均相混浊溶液散射，产生正偏离建议改进仪器，积分球技术避免乳浊或悬浊物存在6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第25页/共39页1,2,3为相应的SCN-配比溶剂:水/丙酮(用区分)6.2.4 6.2.4 偏离比尔定律偏离比尔定律3 化

12、学因素：解离/缔合等又一前提:吸光物质间无相互作用显色剂浓度显色剂浓度(配比)/溶剂溶剂影响例:Fe3+-SCN-配合物酸碱度酸碱度影响 CrO42-(黄)+2H+=Cr2O72-(橙)+H2O建议保持相同条件:pH值/溶剂/显色剂浓度/温度/离子强度 等6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第26页/共39页6.2.4 6.2.4 偏离比尔定律偏离比尔定律4 溶液浓度：又一假设:吸光质点间无相互作用仅适用于稀溶液c10-2 mol L-1高浓度产生负偏离，负偏离，另外c太大，A也很大，误差大建议确认适当的浓度范围，并保持适当的吸光度范围6.2 6.2 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律第27页/

13、共39页6.3 6.3 分光光度计的主要部件分光光度计的主要部件6.3.1 目视比色与吸光光度法6.3.2 分光光度计的主要部件光源单色器吸收池检测器显示系统第28页/共39页6.3.1 6.3.1 目视比色与吸光光度法目视比色与吸光光度法比色法一套玻璃管，常10/25/50ml规格设备简单,眼睛看互补色,杂色/无色不能,误差大光度法用仪器测量吸收光的程度 A6.3 仪器主要部件第29页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件6.3 仪器主要部件整个光区(UV-Vis)可以发射连续光谱可见区钨灯。发射波长范围3202500 nm2 光源光强大/稳定性较长的使用寿命

14、紫外区氢/氘灯。发射波长范围185400 nm氘灯:光强大3-5倍，寿命更长第30页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件将光源产生的复合光色散成单色光入射狭缝2 单色器准直透镜色散元件聚焦透镜出口狭缝色散元件:棱镜，现通用光栅6.3 仪器主要部件第31页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件将光源产生的复合光色散成单色光入射狭缝2 单色器准直透镜色散元件聚焦透镜出口狭缝色散元件:棱镜，现通用光栅Flash制作感谢CB 6.3 仪器主要部件第32页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件2 单色器光栅

15、原理图第33页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件3 吸收池常比色皿普通玻璃石英玻璃紫外区测量必须石英比色皿，普通玻璃有大吸收1cm最常见6.3 仪器主要部件第34页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件3 吸收池普通玻璃石英玻璃紫外区测量必须石英比色皿，普通玻璃有大吸收6.3 仪器主要部件第35页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件4 检测器将光信号转换成电信号(电流),测量光电管6.3 仪器主要部件第36页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件4 检测器阵列型 CCD/PDA光电二极管阵列PDA示意图可记录全波长光谱如Agilent8453,1024个同时记录190-1100nm6.3 仪器主要部件第37页/共39页6.3.2 6.3.2 分光光度计主要部件分光光度计主要部件4 读出装置检流计通过A/D转换成数字信号计算机存储/处理/显示数字显示是主流趋势微安表记录仪数显器6.3 仪器主要部件第38页/共39页感谢您的欣赏第39页/共39页