第6章吸光光度法.ppt
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1、2019/6/16,Analytical Chemistry,第六章 吸光光度法,1、教学目的:掌握光度法的基本原理,了解光度分析条件的控制,分光光度法的应用范围。 2、教学重点:Beer定律;光度分析的应用。 3、教学难点:光吸收原理;光度分析的准确度。 4、吸光光度法:基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法,包括比色法和分光光度法。 5、分光光度法的优点:灵敏、准确、快速、选择性好、适于微量组分的测定。,2019/6/16,Analytical Chemistry,第六章 吸光光度法,6-1 概述 6-2 光度分析法的设计 6-3 光度分析法的误差 6-4 其他吸光光度法和光度分析法
2、的应用,返回,2019/6/16,Analytical Chemistry,6-1 概述,6-1-1 吸光光度法的特点 6-1-2 光吸收的基本定律 6-1-3 比色法和吸光光度法及其仪器,返回,2019/6/16,Analytical Chemistry,6.1.1 吸光光度法的特点,波长范围 : 10-1 10nm 10400nm 400750nm 0.751000m 0.1100cm 11000m 光谱区域 : X射线 紫外光 可见光 红外 光谱 微波 无线电波,光是一种电磁波,根据波长或频率排列。,1.光的基本性质,2019/6/16,Analytical Chemistry,2.吸收
3、光谱产生的原理,吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱,光的互补示意图,2019/6/16,Analytical Chemistry,2019/6/16,Analytical Chemistry,KMnO4溶液的吸收曲线 (cKMnO4:abcd),2019/6/16,Analytical Chemistry,分子、原子、离子具有不连续的量子化能级,仅能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 E基 (hv)n因为不同物质微粒的结构不同,共有不同的量子化能级,其能量差也不相同,因此对光的吸收具有选择性。若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ,测量不同 下的 A ,以吸光度 A 对吸收波长
4、 作图,就得到吸收曲线,即吸收光谱。 初步定性分析:不同物质吸收曲线的形状与最大吸收波长不同。 定量分析:不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C 而增大,吸收曲线是吸光光度法中选择测定波长的主要依据。,返回,2019/6/16,Analytical Chemistry,3.目视比色法和吸光光度法的特点,主要用于微量组分,特点: (1)灵敏度高:测定含量为 1% 10-3 %的微量组分及测定含量为10-4 % 10-5 %的痕量组分。 (2)准确度较高: 比色法 相对误差 5 % 10 % ; 分光光度法 相对误差 2 % 5 % 。 (3)应用广泛,操作简便、快速。,2019/6/16
5、,Analytical Chemistry,6.1.2 光吸收的基本定律,1、朗伯比尔(LambertBeer)定律 光通过溶液的情况: Ia为吸收光强度 It为透过光强度 Ir为反射光强度 Io 表示入射光强度 Io = Ia + It + Ir,因为 Ir在测定试样和空白溶液时其影响可相 互抵消,故可简化为:Io = Ia + It 透射比T(Transmittance)的定义 T =It/Io,2019/6/16,Analytical Chemistry,吸光度A(Absorbance)的定义: A = lgIo/It 因为T = It/10 所以 A = lg I0/It = lg1/
6、T, LambertBeer 定律的数学表达式: A = K b c,2.摩尔吸收系数 当 A = K b c 式中的 b 用 cm 为单位,c 用 molL-1 为单位时,K 用 表示;得 A = b c 称为摩尔吸收系数mol-1 cm-1,与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关。,2019/6/16,Analytical Chemistry,6.1.3 比色法和吸光光度法及其仪器,1.目视比色法:比较透过光的强度 标准色阶:在相同条件下显色,目视比较。 特点:灵敏度高,准确度低,不同人看,结果不同,不符合朗伯比尔定律也可用目视比色法,因为比较的是透过光。 2. 吸光光度法:与光电比
7、色法的原理相同,只是二者获得单色光的方法不同,前者使用滤光片,后者使用光栅、棱镜,因而比光电比色法的准确度和选择性好。 3. 分光光度计及其基本部件: 光源单色器比色皿(吸收池)检测器显示器,2019/6/16,Analytical Chemistry,(1)光源 : 钨丝灯:可见、红外 4001000nm氢灯或氘灯:紫外 160350nm (2)单色器: a.滤光片:有机玻璃片或薄膜,利用颜色互补原理。 b.棱镜:根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅:在玻璃片或金属片上刻划均匀的线,1200条/mm, 衍射、干涉原理。,(3)吸收池: 玻璃:可见
8、, 石英:紫外、可见 (4)检测器:光电转换器件(光电管、光电倍增光,光电二极管阵列)。利用光电效应,光照产生光电流,测定光电流的大小。 (5)显示器: 检流计:72型。数字显示:722型。数字打印:UV-240,2019/6/16,Analytical Chemistry,6-2 分光光度法设计,6.2.1 显色反应 6.2.2 显色条件的选择 6.2.3 测量波长和吸光度范围的选择 6.2.4 参比溶液的选择 6.2.5 标准曲线的制作,返回,2019/6/16,Analytical Chemistry,6.2.1显色反应,1.定义:将待测组分转化成有色化合物的的反应。 M LML 2.要
9、求: (1)选择性好; (2)灵敏度高,104; (3)有色化合物ML要稳定,不分解; (4)ML的组成要一定(只ML无 MLn); (5)ML与L颜色差别大,吸收峰波长差: 60nm. 3.显色剂:要满足以上要求。无机显色剂在光度分 中应用不多,这主要是因为生成的络合物不稳定,灵敏度和选择性也不高。在 分析化学中应用较多的是有机显色剂,有机显色剂及其产物与它们的分子结构有密切关系,返回,2019/6/16,Analytical Chemistry,6.2.2显色条件的选择,1、 溶液的酸度:MLML(显色剂L存在酸效应L(H) a. 影响显色剂的溶度 b. 影响M的存在状态 c. 影响ML的
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