分析化学李娜定分课件8-Basic (2).ppt
《分析化学李娜定分课件8-Basic (2).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分析化学李娜定分课件8-Basic (2).ppt(182页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第八章 吸 光 光 度 法 第八章 吸光光度法 8.1 吸光光度法的基本原理 8.2 光度分析的方法和仪器 8.3 吸光光度法的灵敏度与准确度 8.4 显色反应与分析条件的选择 8.5 吸光光度法的应用 8.6 紫外可见分光光度法在有机 定性分析中的应用 获诺贝尔奖的仪器分析项目(1) W.H.Bragg & W.L.Bragg (英) 物理奖 1915 应用X射线研究晶体结构 F.W.Aston (英) 化学奖 1922 用质谱法发现同位素并应用于定量分析 F.Pregl (奥地利) 化学奖 1923 开创有机物质的微量分析法 F.Bloch & E.M.Purcell (美) 物理奖 19
2、52 发明核磁的测定方法 A.J.P.Martin & R.L.M.Syngc (英) 化学奖 1952 开创气相分配色谱分析法 武大仪分p3 获诺贝尔奖的仪器分析项目 (2) J.Hegrovsky (捷) 化学奖 1959 开创极谱分析法 R.Yalow (美) 生理医学奖 1977 开创放射免疫分析法 K.M.Siegbahn (瑞典) 物理奖 1981 发展高分辨率电子光谱学并应用于化学分析 R.R.Ernst (瑞士) 化学奖 1991 发展高分辨核磁共振波谱学方法 A.Zewail(美籍埃及人) 化学奖 1999 利用激光闪烁研究化学反应 化学分析: 利用化学反应及其计量关系来进行
3、分析 的方法。 仪器分析: 采用比较复杂或者特殊的仪器设备,通 过测量物质的某些物理或物理化学性质 的参数及其变化来确定物质的化学组成 、成分含量及化学结构的一类分析方法 。 化学分析与仪器分析的关系? 1672, Isaac Newton 1802, Willian Hyde Wollaston Dark lines from the solar spectrum with a spectroscpoe Bunsen-Kirchhoff Spectroscope 1759-1860 光学分析法 光学分析法 光谱法 分子光谱法 UV/Vis,IR,MFS,MPS 非光谱法 (折射法,浊度法,旋
4、光法) 原子光谱法 AAS,AES, AFS (不以光的波长为特征讯号,通过测量电磁 辐射的某些基本性质的变化的分析方法。) (以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法 ,通过检测光谱的波长和强度来进行定性和定 量的方法。) 分子光谱学(1) *者为四大波谱 *紫外可见分光光度法(UV/Vis) Ultra Violet/Visible Spectrophotometry *红外吸收光谱法(IR) Infrared Spectroscopy 分子荧光光谱法(MFS) Molecular Fluorescence Spectroscopy 分子磷光光谱法(MPS) Molecular Phosph
5、orescence Spectroscopy 分子光谱学(2) 光声光谱法 (PAS) Photo Acoustic Spectroscopy 拉曼光谱法 (RS) Raman Spectroscopy *核磁共振波谱法(NMR) Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy *质谱法 (MS) Mass Spectroscopy 联用技术发展很快 物质的量与仪器的信号的联系 Sample Converter Reading 1.3 定量分析方法(2) 按试样量大小分: 方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL) 常量 100 10 半微量 10100
6、110 微量 1%) 微量组分 (0.01-1%) 痕量组分 (5105 高 物理意义: 最常用的形式: Abc A、T、b、k的名称 Akbc A 吸光度 Absorbance 光密度 Optical Density 用D或O.D表示 消光度 Extinction 用E表示 T 透射比 Transmission 透光度(率) Transmittance b 样品光程(Sample Path Length),单位为 cm。 一般为吸收池厚度。 K 吸光系数 Absorptivity 消光系数 Extinction Coefficient 吸收指数 Absorbancy Index 当c的单位用
7、gL-1表示时,用a表示,Aabc 当c的单位用molL-1表示时,用表示. A bc 摩尔吸光系数 Molar Absorptivity 或称摩尔吸光指数 Molar Absorbancy Index 当c的单位用g100mL-1表示时,用 表示 , A bc, 叫做比消光系数 (Specific Extinction Coefficient). 吸光度与光程的关系 A = abc : 0.11 b 0.22 2b 0.33 3b 0.00 光源 检测器 显示器 吸光度与浓度的关系 A = abc 0.00 光源 检测器 显示器 0.22 b 0.44 b 吸光度与波长的关系A = abc
8、0.00 光源 检测器 显示器 0.00 b 0.22 b 朗伯-比尔定律的局限性 当溶质浓度很高(一般0.01mol/L)时, 分子之 间的距离与分子大小相比,静电作用影响摩尔吸 光系数的偏离 样品中粒子的散射 待测样品在测定波长下发荧光或磷光 在高浓度的电解质溶液中,折射指数发生变化 随着浓度的增加,化学平衡发生移动 非单色光发射,尽量选用max处测定 杂散光 吸光度的加和性 在含有多组分体系的吸光分析中, 往往各组分对同一波长的光有吸收。溶 液的吸光度等于各组分的吸光度之和: A = A1 + A2 + +An 8.2 光度分析的方法和仪器 8.2.1 光度分析的几种方法 目视比色法 光
9、电比色法 分光光度法 8.2.2 分光光度计的类型 目视比色法 通过眼睛观察比较溶液深浅来确定物 质含量的方法。 空 白 c1c2c3c4 浓浓度增大 观察方向 光电比色计结构示意图 722分光光度法 光电管 样品 聚光镜 出光狭缝 光栅 准直镜 聚光镜 进光狭缝 反射镜 滤光片 W灯 光 门 722型分光光度计光学系统 基础分析化学实验p92 722型分光光度计结构方框图 基础分析化学实验p93 分光光度法的基本部件 光源单色器吸收池检测系统 稳压电源 分光光度计的主要部件(1) 光源:发出所需波长范围内的连续光谱,有足够 的光强度且不随而改变。稳定。 可见光区:钨灯,碘钨灯 紫外区:氢灯,
10、氘灯 单色器:将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。 分光元件:滤光片,棱镜,光栅 吸收池:(比色皿)用于盛待测及参比溶液。 可见光区:光学玻璃 紫外区:石英 分光光度计的主要部件(2) 检测器:利用光电效应,将光强度转换成 电流讯号。 光电池,光电管,光电倍增管 检流计(指示器):将信号以适当方式显示 或记录。 低档仪器:刻度显示 中高档仪器:记录仪,数字显示 典型光源的发射光谱 钨灯:发射波长 3202500nm 可见光区光源 氢灯:发射波长180375nm 紫外光区光源 氙灯:紫外、可见光区均可用作光源 光源 /nm 钨灯(热辐射光源) 4006008001000 氙灯(气体放电光源
11、) 氢灯 强度 分光元件(1) 棱镜:依据不同波长光通过棱镜时有不同的 折射率而将不同波长的光分开。 玻璃:3503200nm 石英:1854000nm 单色器 入射狭缝 准直透镜 棱镜聚焦透镜出射狭缝 白光 红 紫 1 2 光栅:在镀铝的玻璃表面刻有数量很大 的等宽等间距条痕。 平面透射光栅 反射光栅(广泛使用) 原理:利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光 。 分光元件(2) 反射光栅:紫外、可见: 600、1200、2400条/mm 红外 2030条/mm 滤光片(用在光电比色计上) 吸收滤光片:只允许指定的窄范围波长光通过, 其他波长的光均被吸收的滤光片(用于可见光区) 。 分光元件
12、(3 ) /nm T% 标称波长 带通半高宽 滤光片颜色max溶液颜色 红650 蓝绿 绿530 红紫 蓝440 黄 国产581型光电比色计 常用的几种滤光片 玻璃滤光片:由各种有色玻璃制成, 60nm 夹胶滤光片:用有机染料使塑料薄膜着色后夹在 光学玻璃中制成, 30nm40nm 干涉滤光片:根据光的干涉作用而设计的, 10nm。(用于紫外光区) 选择滤光片的原则: 滤光片透光率最大的光是有色溶液吸收 最大的光。即滤光片的颜色与有色溶液的颜 色互补。 吸收光谱法应用的检测器 TypeWL range, nmType of Spectroscopy Photon Detectors Photo
13、tubes Photomultiplier tubes Silicon photodiodes Photoconductive cells 150-1000 150-1000 350-1100 1000-50000 UV/Vis & Near IR UV/Vis & Near IR, Molecular Fluorescence Vis & Near IR IR Thermal Detectors Thermocouples Bolometers Pneumatic cells Pyroelectric cells 600-20000 600-20000 600-40000 1000-2000
14、0 IR IR IR IR 硒光电池(Barrier-layer photocell) 适用于300-800 nm, 在500-600 nm范围最灵敏 。 Se 阴极Au,Ag 半导体 h 阳极 硒光电池(Barrier-layer photocell) 待扫描 光电管(phototube) h (片 ) 光电管 红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm Ni环(片 ) 碱金属 光敏阴极 h 光电倍增管 待扫描 160-700 nm 1个光子可产生106107个电子 722型分光光度计 光源:钨卤素灯12V、30W 波长范围:330800nm 分光元件:光栅,1200线/m
15、m 检测器:端窗式G1030光电管 多碱阴极真空管 300850nm 波长精度:2nm 光谱带宽:6nm 波长精度:仪器波长指示器所显示的波长 值与仪器对应输出的实际波长值之间的 符合程度。可用二者之差来衡量。 吸光光度法仪器主要差异比较 可见光 (380780nm ) 紫外 (200380nm) 中红外 (2.550 m ) 光源 钨灯 碘钨灯 3202500 氢灯 氘灯 180375 硅炭棒 (红外线) 棱镜材料 玻璃 (3503200) 石英 (1854000) NaCl晶体 液槽材料玻璃石英 NaCl晶体 单光束分光光度计 可变波长单光束紫外-可见分光光度计示意图 双光束分光光度计 (
16、Double-beam-in-space) 双光束分光光度计 (Double-beam-in-time) Varian Cary 1E 分光光度计光路图 3035mm 1200条/mm 30转/s Varian Cary 1E 紫外可见分光光度计 双光束型可以消除单光束仪器 受光源强度变化的影响 参比 样品 I0 I0 IR IS 光源 光电管 几种类型分光光度计的比较 多通道仪器(Multichannel Instruments ) 光电二极管阵列 photodiode arrays (PDAs) 纤维光度计 其他类型分光光度计 HP 8452A多通道二极管阵列分光光度计 镀铝反射镜 纤维光
17、度计示意图 纤维光度计 8.3 吸光光度法的灵敏度与准确度 8.3.1 灵敏度的表示方法 摩尔吸光系数 桑德尔(Sandell)灵敏度 8.3.2 影响准确度的因素 对比尔定律的偏离 灵敏度,S Sandell灵敏度 定义:截面积为1cm2的液柱在一定波长或 波段处,测得吸光度为0.001时所含物质的 量。 用S表示,单位:gcm-2 由 A=bc A/bc(cmmol/1000cm3) 0.001/ L S越小,方法的灵敏度越高 S大多在0.010.001 gcm-2 例 已知用邻二氮菲光度法测定铁时, 5081.1104 Lmol-1cm-1 S = 55.85/(1.1104)0.005
18、1 gcm-2 用4,7-二苯基邻二氮菲光度法测定铁 5332.2104 Lmol-1cm-1 S = 55.85/(2.2104)0.0025 gcm-2 用双硫腙萃取光度法 测定铜时,4.5104 Lmol-1cm-1 , 测定铅时,6.8104 Lmol-1cm-1 , 计算S。 测Cu S = 63.55/(4.5104)0.0014 gcm-2 测Pb S = 207.2/(6.8104)0.0030 gcm-2 例 影响准确度的因素 对比尔定律的偏离 非单色光的影响 化学反应的影响 其他因素 光不纯引起的对Beer定律的偏离(1) 2 maxmax 2 max处,基本不变 2处,变
19、化较大 A A /nmc/mol/L 应尽量选择max作为测定波长(?) 光不纯引起的对Beer定律的偏离(2) 若1 2,则Abc 若1 2,则Abc 偏离朗伯比尔定律 两波长1,2的光经溶液被吸收 1处:A1lg(I0/It )=1bc , 2处:A2lg(I0/It )=2bc , I0=I0 +I0, It=It+It 其他因素对比尔定律的影响 被测溶液的浓度太大,使得吸光质点太接 近 摩尔吸光系数发生变化 溶液折光指数发生变化 化学因素引起对比尔定律的偏离 离解 络合 缔合 x104 (nm) 亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱 a. 6.3610-6 mol/L b. 1.2710-4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分析化学李娜定分课件8-Basic 2 分析化学 李娜定分 课件 Basic
链接地址:https://www.31doc.com/p-2982726.html