2《仪器分析》目视比分析(1课时).doc

章节名 称
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第一 篇 分子光谱技术
授 课安 排
授 课
时 数
1
授 课时 间

授 课
方 法
讲授
授 课 教 具

教 学目 的
1、认识光的性质与物质颜色
2、目视比法测定高锰酸钾溶液的浓度
教 学重 点
光的波粒二象性、物质与光的作用
教 学
难 点
光的波粒二象性、物质与光的作用
项目三 有色物质可见光区的目视比色分析
一、认识光的性质与物质颜色
（一）光与物质的作用
光和物质之间的相互作用，使分子对光产生了吸收、发射或散射。将物质吸收、发射或散射光的强度对频率作图所形成的演变关系，称为分子光谱。
分子光谱是测定和鉴别分子结构的重要实验手段，是分子轨道理论发展的实验基础。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、可见*及紫外光度法及红外光谱法等。
1.比色分析法：通过目视比较颜色的深浅来测定物质的浓度。
2.分光光度法：使用分光光度计测定的方法。
3.光的（波动性和微粒性）波粒二象性

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二、单色光与复合光
1.单色光：具有同一波长的光
复合光：不同波长组成的光
可见光的波长大约在400～760nm之间，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成，各种光具有一定的波长范围。
分子之所以能够吸收或发射光谱，是因为分子中的电子在不同的状态中运动，同时分子自身由原子核组成的框架也在不停地振动和转动。按照量子力学，分子的所有这些运动状态都是量子化的。分子在不同能级之间的跃迁以光吸收或光辐射形式表现出来，就形成了分子光谱。
分子的总能量主要由以下三项组成

分子在两个能级之间的跃迁给出了光谱：

2.分子光谱的分类
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根据跃迁的类型不同可分为电子光谱、振动光谱和转动光谱。 根据吸收电磁波的范围不同，可分为远红外光谱、红外光谱及紫外、可见光谱。
根据光谱产生的机理不同，分子光谱又可以分为分子吸收光谱和分子发光光谱。
转动光谱：
同一振动态内不同转动能级之间跃迁所产生的光谱。转动能级的能量差在10-3~10-6eV，故转动频率在远红外到微波区，特征是线光谱。
‚振动光谱：
同一电子态内不同振动能级之间跃迁所产生的光谱。振动能级的能量差在10-2~1eV，光谱在近红外到中红外区。由于振动跃迁的同时会带动转动跃迁，所以振动光谱呈现出谱带特征。
ƒ电子光谱：
用分子光谱项标记，反映了分子在不同电子态之间的跃迁。电子能级的能量差在1~20eV，使得电子光谱的波长落在紫外可见区。在发生电子能级跃迁的同时，一般会同时伴随有振动和转动能级的跃迁，所以电子光谱呈现谱带系特征。
由于不同形式的运动之间有耦合作用，分子的电子运动、振动和转动是无法严格分离的。
三、目视比法测定溶液浓度
1.常用的比色法有两种：目视比色法和光电比色法，两种方法都是以朗伯-比尔定律(A=εbc)为基础。常用的目视比色法是标准系列法，即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出色泽最相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。、
2.光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。随着光学仪器制造技术的发展，紫外－可见分光光度计应用日益普及，精密度较高而价格又较低的紫外－可见分光光度计已逐渐代替光电比色计，分光光度法也随之逐渐代替了比色法。
3.目视比色法优点：
1）仪器简单，操作简便，适宜于大批试样分析。
2）白光下进行测定，因此有些显色反应不符合朗伯——比耳定律时，仍可用目视法测定。
缺点：
1）有色溶液一般不太稳定，常常临时配制一套标准色阶，较麻烦费时。
2）依靠人的眼睛来观察颜色深度，有主观误差，准确度不高，相对误差约为5～20%。
3）测定的灵敏度不太高，并只能得出一个溶液溶度范围，不能更精确一些。
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