第9章吸光光度法-2.ppt.ppt

11-1,配位化合物的基本概念,第,11,章 配位化合物,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,9,章 吸光光度法,9-1,吸光光度法基本原理,9-2,光度计及其基本部件,9-3,显色反应及显色条件的选择,9-4,吸光度测量条件的选择,9-5,吸光度法的应用,第,9,章 吸光光度法,仪器分析,光分析,分析化学,化学分析,原子吸收光谱,原子发射光谱,电分析,色谱分析,吸光光度法,化学分析与仪器分析方法比较,仪器分析,：微量组分,(1%),E,r,0.1%,0.2,依据化学反应,使用玻璃仪器,第,9,章 吸光光度法,基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光（或分光）光度法，包括：比色法、可见分光光度法、等。,许多物质是有颜色的，如高锰酸钾水溶液为紫红色，,Cu,2+,溶液呈蓝色，溶液越浓，颜色越深。所以可以比较颜色的深浅来测定物质的浓度，这称为比色分析法。,如采用分光光度计来进行则称为分光光度法。,1,、,灵敏度高,，下限为,10,-5,10,-6,mol,L,-1,。适于微量分析。,2,、,准确度较高,，相对误差为,2%,5%,。,3,、,操作简单、仪器便宜、操作快速简便，易于掌握,。,4,、,应用广泛，,几乎所有无机和有机物都能用此法测定。,特点,:,光的波粒二象性,波动性,粒子性,E,光的折射,光的衍射,光的偏振,光的干涉,光电效应,E：,光子的能量（,J,焦耳）,：,光子的频率（,Hz,赫兹）,：,光子的波长（,nm）,c：,光速（2.9979,X10,10,cm.s-1）,1,）光的基本,性质,（普朗克方程）,9-1,吸光光度法基本原理,1.,物质对光的选择性吸收,，,E,；,，E,射线,x,射线,紫外光,红外光,微波,无线电波,10,-2,nm 10 nm 10,2,nm 10,4,nm 0.1 cm 10cm 10,3,cm 10,5,cm,可 见 光,近紫外：200-400,nm,人眼所能感觉到的波长范围400-750,nm,近红外：7502500,nm,电磁波谱,9-1,吸光光度法基本原理,电磁辐射按波长顺序排列：,射线,X,射线,紫外光,可见光,红外光,微波,无线电波,高能辐射区,射线,能量最高，来源于核能级跃迁,射线,来自内层电子能级的跃迁,光学光谱区,波谱区,红外光,来自分子振动和转动能级的跃迁,紫外光,可见光,来自原子和分子外层电子能级的跃迁,无线电波,来自原子核自旋能级的跃迁,微波,来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁,9-1,吸光光度法基本原理,单色光,单一波长的光,复合光,由不同波长的光混合而成的光,光的互补,若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为,光的互补,。,9-1,吸光光度法基本原理,单色光、复合光、光的互补,白 光,9-1,吸光光度法基本原理,物质呈现的颜色与光有着密切的关系，一种物质呈现何种颜色，是与,光的组成,和,物质本身的结构,有关的。,2,）物质对光产生选择性吸收的原理,对溶液来说，溶液呈现不同的颜色，是由于溶液中的质点,(,分子或离子,),选择性的吸收某种颜色的光所引起的。如果各种颜色的光透过程度相同，这种物质就是,无色透明,的。,如果只让一部分波长的光透过，其他波长的光被吸收，则溶液就呈现出,透过光的颜色,，也就是溶液呈现的是与它吸收的光成互补色的颜色。,9-1,吸光光度法基本原理,溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓 度的高低。,吸收光波长,/nm,吸收光,颜色,互补光,透射光,),400,450,紫,黄绿,450,480,蓝,黄,480,490,绿蓝,橙,490,500,蓝绿,红,500,560,绿,红紫,560,580,黄绿,紫,580,610,黄,蓝,610,650,橙,绿蓝,650,760,红,蓝绿,9-1,吸光光度法基本原理,物质颜色和吸收光之间的关系（表,9-1,）,物质的颜色与吸收光的光谱示意图,完全吸收,完全透过,吸收黄色光,光谱示意,表观现象示意,复合光,9-1,吸光光度法基本原理,9-1,吸光光度法基本原理,光照射物质，光子与物质的分子、原子或离子“碰撞”，光子的能量被吸收，使粒子由最低能态（基态）跃迁到较高能态（激发态）：,M+h,M分子、原子或离子具有不连续的量子化能级。仅当照射光的光子能量与被照射物质的基态和激发态能量之差相当时才能发生吸收。,不同的物质离子由于结构不同而具有不同的量子化能级，其能量差也不相同，所以物质对,光的吸收具有选择性,。,3,）吸收曲线,让不同的波长的单色光透过某一固定浓度和厚度的有色溶液，测量每一波长下溶液对光的吸收程度（即吸光度,A,），然后将,A,对波长,作图，即可得,吸收曲线,。,定性分析基础,不同的物质具有不同的分子结构，因而具有不同的吸收曲线，可以根据吸收曲线的形状和最大吸收波长的位置，对物质进行定性分析。,定量分析基础,在同一波长下，物质的浓度越大，物质对光吸收程度越大。,KMnO,4,溶液的吸收曲线(,c,KMnO4,:abcd),吸收曲线中吸光度最大值处（吸收峰）对应的波长称为最大吸收波长，以,max,表示。,同一物质，浓度不同，其吸收曲线的形状和,max,的位置不变。,9-1,吸光光度法基本原理,9-1,吸光光度法基本原理,在,max,处测定吸光度，,灵敏度最高,。因此，吸收曲线又是吸光光度法定量分析时选择测定波长的重要依据。,2.,光吸收基本定律,:,Lambert-Beer,定律,9-1,吸光光度法基本原理,吸光光度法的理论依据，研究光吸收的最基本定律。,I,0,=,I,r,+I,t,+,I,a,I,0,=I,t,+,I,a,(,I,r,忽略不计）,I,0I,r,I,t,I,a,A=,lg,(I,0,/I,t,)=-,lgT,T=I,t,/I,0,朗伯定律（,1760,年）：光吸收与溶液层厚度成正比,比尔定律（,1852,年）：光吸收与溶液浓度成正比,A:,吸光度；,T:,透射比或透光度,分光光度法中：,I,o,=,I,a,+I,t,在吸光光度法中，测定时都是采用,同样质量的比色皿,，,反射光的强度,基本上是不变的，其影响可以,相互抵消,。,空白调零,透过光强度,I,t,与入射光强度,I,o,之比称为,透光度或透光率,。用,T,表示：,或,9-1,吸光光度法基本原理,吸光度,A,：,若光全部透过溶液：,I,o,=I,t,，,A=0,若光几乎全被吸收：,I,t,0,，,A =,吸光度,A,也可以用来衡量溶液中吸光物质对波长为,的单色光的吸收程度，值越大，其吸收程度越大；反之亦然。,9-1,吸光光度法基本原理,数学表达式：,K,1,：比例常数，,与,、,c,、,T,有关。,b,：,溶液厚度,I,t,I,0,b,d,x,I,I-,d,I,s,9-1,吸光光度法基本原理,朗伯定律,：当,、,c,、,T,一定时，溶液的,吸光度,与液层的,厚度,成正比。,比尔定律,：,当,、,b,和,T,一定时，溶液的,吸光度,与溶液的,浓度,成正比。,数学表达式：,A,=K,2,c,9-1,吸光光度法基本原理,朗伯,比尔定律：,（同时考虑溶液浓度和液层厚度的影响）一束平行单色光通过溶液，当,和,T,一定时，其,吸光度,与,溶液的浓度,和,液层厚度,成正比。,A,=,lg(,I,0,/,I,t,)=,k,bc,b,:,介质厚度,(cm),数学表达式,：,A,=,lg,(,I,0,/,I,t,)=lg(1/,T,)=-,lg,T,=,kbc,A,T,c,A,=,kbc,9-1,吸光光度法基本原理,吸光度,A,、透射比,T,与浓度,c,的关系,当,c,的单位用,gL,-1,表示时，用,a,表示,(,吸光系数,),A,abc,a,的单位,:Lg,-1,cm,-1,a,是吸光物质在一定的条件下的特性常数，,与本性有关，与吸光物质的浓度和液层厚度无关,。,9-1,吸光光度法基本原理,K,比例系数,A,=,lg(,I,0,/,I,t,)=,k,bc,当,c,的单位用,molL,-1,表示时，用,（,摩尔吸光系数,）,表示,.,A,bc,的单位,:Lmol,-1,cm,-1,=,M,a,M,：物质的摩尔质量,摩尔吸光系数,的讨论,(1),是吸收物质在一定波长和溶剂条件下的,特征常数,，,不随浓度,c,和液层厚度,b,的改变而改变,。在温度和波长等条件一定时，,仅与吸收物质本身的性质,有关，与,待测物浓度无关,；,9-1,吸光光度法基本原理,(2),同一吸光物质在,不同波长下的,值是不同的,。在最大吸收波长,max,处的摩尔吸光系数，常以,max,表示。,max,表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度,。,(3),max,越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。,max,10,4,反应灵敏度,低,10,4,max,510,4,反应灵敏度,中,510,4,max,10,5,反应灵敏度,超高,(4),在数值上等于浓度为,1mol,L,-1,、液层厚度为,1cm,时该溶液在某一波长下的吸光度。,当,c=1molL,-1,，,b=1cm,时,A=,9-1,吸光光度法基本原理,最大,510,4,灵敏的显色反应,对于微量组分的测定，一般选,较大的显色反应，以提高测定的灵敏度。,光源,检测器,0.00,吸光度,检测器,b,样品,光源,0.22,吸光度,光源,检测器,0.44,吸光度,b,样品,b,样品,吸光度与光程的关系,A,=,b,c,9-1,吸光光度法基本原理,吸光度,0.00,光源,检测器,吸光度,0.22,光源,检测器,b,吸光度,0.42,光源,检测器,b,吸光度与浓度的关系,A,=,b,c,9-1,吸光光度法基本原理,吸收曲线,将,不同波长的光,透过,某一固定的溶液,，测量,不同波长,下溶液对光的,吸光度,，作图,9-1,吸光光度法基本原理,400,480,560,640,720 nm,0.4,0.8,1.2,1.6,A,KMnO,4,溶液的吸收曲线,D,C,B,AA,、,B,、,C,、,D,代表不同浓度下的吸收曲线。,(20,g/mL,),(10,g/mL,),(50,g/mL,),(1.25,g/mL,),（,2,）,不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似,max,不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线,形状,和,max,则不同。,可作为物质定性分析的依据之一。,吸收曲线的讨论,9-1,吸光光度法基本原理,（,1,）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为,最大吸收波长,max,。,（,KMnO,4,的,最大,=525 nm,）,（,3,）,不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度,A,有差异，,A,随浓度的增大而增大。,此特性可作为物质,定量分析,的依据。,9-1,吸光光度法基本原理,（,4,）,在,max,处,吸光度随浓度变化的幅度最大,，所以,测定最灵敏,。吸收曲线是定量分析中选择,入射光波长的重要依据,。,1.,单色光,应选用,max,处或肩峰处测定,2.,吸光质点形式不变,离解、络合、缔合会破坏线性关系,应控制条件,(,酸度、浓度、介质等,),3.,稀溶液,浓度增大，分子之间作用增强,朗伯,-,比尔定律的适用条件,x10,4,(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,mol/L,c.5.9710,-4,mol/L,亚甲蓝阳离子,单体,max,=,660 nm,二聚体,max,=,610 nm,二聚体的,生成破坏了,A,与,c,的线性关系,9-1,吸光光度法基本原理,A,=,A,1,+,A,2,+,+,A,n,9-1,吸光光度法基本原理,多组分体系中，如果各种吸光物质之间没有相互作用，体系的总吸光度等于个组分吸光度之和，即吸光度具有加和性。,Cr,2,O,7,2-,、,MnO,4,-,的吸收光谱,300,400,500,600,700,/nm,350,525 545,Cr,2,O,7,2-,MnO,4,-,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,Absorbance,350,9-1,吸光光度法基本原理,苯,和,甲苯,在环己烷中的吸收光谱苯,(254nm,),甲苯,(262nm),A,230 250 270,9-1,吸光光度法基本原理,解,:,由,A,=-,lg,T,=,abc,可得,T,=10,-,abc,当,b,1,=1cm,时，,T,1,=10,-,ac,=,T,当,b,2,=2cm,时，,T,2,=10,-,2ac,=,T,2,习题,例,1,某有色溶液，当用,1cm,比色皿时，其透光度为,T,，若改用,2cm,比色皿，则透光度应为多少？,9-1,吸光光度法基本原理,例,2,浓度为,25.0g/50mL,的,Cu,2+,溶液，用双环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长,600nm,处，用,2.0cm,比色皿测得,T=501%,，求吸光系数,a,和摩尔吸光系数。已知,M(Cu,)=64.0,。,9-1,吸光光度法基本原理,解 已知,T,=0.501,，则,A,=,lg,T,=0.300,，,b,=2.0cm,则根据朗伯,比尔定律,A=,abc,，,而,=Ma,=64.0gmol,-1,3.0010,2,Lg,-1,cm,-1,=1.9210,4,(Lmol,-1,cm,-1,),9-1,吸光光度法基本原理,3.,偏离朗伯,比尔定律的原因,溶液浓度的测定，一般要绘制工作曲线,0 1 2 3 4 mol/L,A,。,*,0.8,0.6,0.4,0.2,0,但实际工作中，特别是溶液浓度较高时，常会出现标准曲线不成直线的显现，称为偏离,朗伯,比尔定律。,原因：,非单色光引起的偏离（仪器原因）；,化学因素引起的偏离。,（粒子相互作用，组分的缔合、解离、互变异构、配合物逐级形成等）,因此，需根据物质性质、化学平衡等严格控制显色反应的条件。,方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。,观察方向,1,）目视比色法,c,4,c,3,c,2,c,1,c,1,c,2,c,3,c,4,1.,光度分析的几种方法,9-2,光度分析的方法和仪器,通过滤光片得一窄范围的光,(,几十,nm),光电比色计结构示意图,灵敏度和准确度较差,9-2,光度分析的方法和仪器,2,）光电比色法,光源,单色器,吸收池,检测系统,稳压电源,分光光度法的基本部件,通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光。,波长可调,故选择性好,准确度高。,3,）吸光光度法和分光光度计,9-2,光度分析的方法和仪器,9-2,光度分析的方法和仪器,分光光度计,722,型分光光度计结构方框图,光源,吸收池,检测系统,分光系统,9-2,光度分析的方法和仪器,分光光度计的主要部件,光源,单色器,样品室,检测器,显示,9-2,光度分析的方法和仪器,光源,：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度,稳定。,可见光区：,钨灯，碘钨灯,(320,2500nm),紫外区：,氢灯，氘灯,(180,375nm),单色器,：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。,棱镜,:,玻璃,350,3200nm,石英,185,4000nm,光栅,:,波长范围宽,色散均匀,分辨性能好,使用方便,氙灯,氢灯,钨灯,9-2,光度分析的方法和仪器,吸收池,：,(,比色皿,),用于盛待测及参比溶液。,可见光区：光学玻璃池,紫外区：石英池,指示器,：用于显示吸光度等测量结果,低档仪器：刻度显示,中高档仪器：数字显示，自动扫描记录,检测器,：利用光电效应，将光能转换成电流讯号。,光电池，光电管，光电倍增管,9-2,光度分析的方法和仪器,棱镜：,依据不同波长光通过棱镜时折射率不同,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,1,2,800,600,500,400,9-2,光度分析的方法和仪器,9-2,光度分析的方法和仪器,棱镜,9-2,光度分析的方法和仪器,M,1,M,2,出射狭缝,光屏,透镜,平面透射光栅,光栅衍射示意图,9-2,光度分析的方法和仪器,原理,：利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光。,类型：平面透射光栅,反射光栅（广泛使用）,特点：波长范围宽,色散均匀，分辨性能好,使用方便。,光栅：,在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的,等宽度等间距,条痕,(600,、,1200,、,2400,条,/mm),。,9-2,光度分析的方法和仪器,光栅,1000,条,/mm,比色皿,9-2,光度分析的方法和仪器,可见光区：光学,比色皿,紫外区：石英,比色皿,检测器,Se,Au,，,Ag,半导体,h,硒光电池,Ag,、,Au,9-2,光度分析的方法和仪器,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,9-2,光度分析的方法和仪器,待扫描,160-700 nm,1,个,光电子可产生,10,6,10,7,个电子,9-2,光度分析的方法和仪器,光电倍增管,分光光度计的类型,9-2,光度分析的方法和仪器,0.575,光源,单色器,吸收池,检测器,显示,（,1,）单波长单光束分光光度计,9-2,光度分析的方法和仪器,比值,光源,单色器,吸收池,检测器,显示器,光束分裂器,（,2,）单波长双光束分光光度计,92,光度分析的方法和仪器,9-2,光度分析的方法和仪器,（,3,）双波长分光光度计,光源,单色器,吸收池,检测器,显示器,切光器,1,2,A=A,1,A,2,=(,1,-,2,),bc,A,与吸光物质浓度成正比,。这是定量的理论依据。只用一个吸收池，以试液本身对某一波长的光的吸光度为参比，消除了因试液与参比液及两个吸收池之间的差异引起的测量误差，提高测量的准确度。,其他类型分光光度计,将光度计放入样品中,原位测量,.,对环境和过程监测非常重要,.,纤维光度计,9-2,光度分析的方法和仪器,多通道仪器,光电二极管阵列,(,通常具有,316,个硅二极管,),photodiode arrays(,PDAs,),同时测量,200,820nm,范围内的整个光谱,比单个检测器快,316,倍,信噪比增加,316,1/2,倍,.,纤维光度计,9-2,光度分析的方法和仪器,待测物质本身有较深的颜色，直接测定；,待测物质是无色或很浅的颜色，需要选适当的试剂与被测离子反应生成有色化合物再进行测定，此反应称为显色反应，所用的试剂称为,显色剂,。,9-3,显色反应及显色条件的选择,1.,显色反应的选择,选择性好，显色剂仅与一个或几个组分反应（最好是特效反应）,M,无色,+,R=MR,有色,(主要是络合、氧化还原反应）,对显色反应或显色剂的要求：,灵敏度高（,max,5,10,4,Lmol,-1,cm,-1显色反应的条件要易于控制,9-3,显色反应及显色条件的选择,对比度要大，显色剂与有色化合物(,max,),最大吸收,波长相差60,nm,以上。,MR,组成恒定，化学性质稳定。,例如测,Cu,2+,时,：氨水,+Cu,2+,配合物，,=1.2,10,2,Lmol,-1,cm,-1,；,苦胺,R(0.7M,HCl,)+Cu,2+,，,=2.8,10,4,Lmol,-1,cm,-1,；,双硫腙,(0.1 M),，以,CCl,4,萃取，,=5.0,10,4,Lmol,-1,cm,-1,：,：,：,：,NH,2,，,OH,，,X,（,孤对电子）,ne,O,N,N,，,N,O,，,O,C=S,N,（共轭双键）,e,无机显色剂,:SCN,-,Fe(SCN),2+,（,Fe,3+,、,Mo(VI,),、,W(V),、,Nb,5+,）；钼酸铵（,P,、,Si,、,W,）；,H,2,O,2,（,V,5+,、,Ti,4+,）,有机显色剂（有机显色剂及其产物的颜色与分子结构有关）,：,9-3,显色反应及显色条件的选择,显色剂,生色团：,是某些含不饱和键的基团，如偶氮基、对醌基 和羰基等。这些基团中的,电子被激发时需能量较小，可吸收波长,200 nm,以上的可见光而显色。,助色团：,是含孤对电子的基团，如氨基、羟基和卤代基等。这些基团与生色团上的不饱和键作用，使颜色加深。,CH,3,C,C,CH,3HO,N N,OH,N,N,OH,COOH,SO,3,H,OO,型：,N,N,N,O,H,OH,ON,型,：,PAR,N,H,N,H,N,S,N,S,型,：,双硫腙,NN,型：,丁二酮肟,邻二,氮菲,磺基水杨酸,有机显色剂,9-3,显色反应及显色条件的选择,9-3,显色反应及显色条件的选择,2.,显色条件的选择,1,）显色剂用量,（,c,(M,),、,pH,一定）,显色反应：,M(,待测物,)+R(,显色剂,)=MR(,有色配合物,),为使显色反应进行完全，需加入过量的显色剂。但显色剂不是越多越好。有些显色反应，显色剂加入太多，反而会引起副反应，对测定不利。在实际工作中根据,实验结果来确定显色剂的用量,。,Mo(SCN),3,2+,浅红,Mo(SCN),5,橙红,Mo(SCN),6,-,浅红,Fe(SCN),n,3-n,2,）显色反应酸度,（,c,(M,),、,c,(R,),一定）,9-3,显色反应及显色条件的选择,*,影响显色剂的平衡浓度和颜色,*影响被测金属离子的存在状态,*影响络合物的组成,*,pH,与吸光度关系曲线确定,pH,范围。,M+HR=MR+H,+,大多数有机显色剂是有机弱酸，且具有酸碱指示剂的性质。,9-3,显色反应及显色条件的选择,3,）显色时间,有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到稳定状态，并在较长时间内保持不变,;,有些显色反应虽能迅速完成，但有色络合物的颜色很快开始褪色,;,有些显色反应进行缓慢，溶液颜色需经一段时间后才稳定。制作,吸光度,-,时间曲线,确定适宜时间。,t,（,min,）,A,T,1,(),T,2,(),t,(min),A,4,）显色温度,9-3,显色反应及显色条件的选择,显色反应大多在室温下进行。但是，有些显色反应必需加热至一定温度完成,。,另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等因素。,5,）干扰及其消除方法,9-3,显色反应及显色条件的选择,干扰物质本身有颜色或与显色剂反应，在测量条件下也有吸收，造成正干扰；,干扰物质与被测组分反应或与显色剂反应，使显色反应不完全，也会造成干扰；,干扰物质在测量条件下从溶液中析出，使溶液变混浊，无法准确测定溶液的吸光度。,试样中存在干扰物质会影响被测组分的测定。,例如,:,a.,控制溶液酸度,b.,加入掩蔽剂,选取的条件是掩蔽剂不与待测离子作用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的颜色应不干扰待测离子的测定。,c.,利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态,d.,利用校正系数,e.,用,参比溶液,消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。,f.,选择适当的波长,g.,当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增加显色剂的用量来消除干扰。,h.,分离,以上方法均不奏效时，采用预先分离的方法。,9-3,显色反应及显色条件的选择,干扰的消除方法,Co,2,Fe,3+,Co,2+,FeF6,3-,Co(SCN),2,(,蓝,),NaF,SCN,Co,2+,Fe,2+,Sn,4+,(2)Sn,2+,Co(SCN),2,SCN,测,Co,2,(,含,Fe,3+,):,(,掩蔽法,),9-3,显色反应及显色条件的选择,Co,2+,Zn,2+,Ni,2+,Fe,2+,CoR,ZnR,NiR,FeR,CoR,Zn,2+,Ni,2+,Fe,2+,钴试剂,R,H,+,测,Co,2,:,(,生成络合物性质不同,),测,Fe,3,:,(,控制,pH),Fe,3+,Cu,2+,FeSS,（,紫红）,Cu,2+,pH 2.5,SS,9-3,显色反应及显色条件的选择,1.,选择,显色反应,2.,选择显色剂,3.,优化显色反应条件,4.,选择检测波长,5.,选择合适的浓度,6.,选择参比溶液,7.,建立标准曲线,测量条件选择,光度分析法的设计,9-4,吸光度测量条件的选择,选择原则：“吸收最大，干扰最小”,灵敏度,选择性,515,655,415,500,钍,-,偶氮砷,III,钴,-,亚硝基红盐,A,A,络合物,络合物,试剂,试剂,1.,测定波长选择,9-4,吸光度测量条件的选择,9-4,吸光度测量条件的选择,2.,参比溶液的选择,由于反射、散射以及溶剂和试剂等对光的吸收，造成透射光强度的减弱。为使光强度的减弱仅与待测物质的浓度有关，,必须进行校正,。,采用光学性质相同、厚度相同的吸收池盛参比溶液，调节仪器使,透过参比池的吸光度为零,，然后让光束通过试样池，测得试样显色液的吸光度。,即以通过参比池的光强度作为试样池的入射光强度。,9-4,吸光度测量条件的选择,参比溶液的选择原则（,扣除非待测组分的吸收,）：,1,）仅显色产物有吸收，,溶剂,作参比。,如,phen,Fe,2+,标准曲线,2,）待测液也有吸收,，,被测液,作参比。,如 测汽水中的,Fe,3,）显色剂或其他试剂也有吸收，,空白溶液,作参比。,例,:,邻二氮菲光度法测,Li,2,CO,3,中的,Fe,，参比溶液为不含,Li,2,CO,3,样品的所有试剂。,4,）干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时：,a.,掩蔽被测组分,，再加入显色剂，作参比,.,b.,加入等量干扰组分,到空白溶液中,作参比,.,9-4,吸光度测量条件的选择,3.,吸光度读数范围的选择,吸光度的实验测定值总是存在误差。不同吸光度下，相同的吸光度读数对测定带来的误差是不同的。,经推导，可得：,浓度相对误差与透光度,T,和其绝对误差,T,有关。,T,是由仪器刻度读数不可靠引起的误差，与,T,无关，与仪器设计及制造水平有关。,9-4,吸光度测量条件的选择,T,是一般在,0.2 2.0%,。,假设为,0.5%,，则可得：,透射比很小或很大时，浓度测量误差都较大，即光度测量最好选,吸光度读数在刻度尺的中间而不落两端,。待测溶液的透射比,T=,15%-65%,之间，或使吸光度,A,在,0.2-0.8,之间，才能保证测量的相对误差较小。,当,A,=0.434(,或透射比,T,=0.368),时，,测量的相对误差最小,。,所以实际中应参照仪器说明书，设法使测定在适宜的吸光度范围内进行，如：改变吸收池或显色液的厚度。,1.,单组分的测定,(,纯物质或共存物质不干扰,),通常采用,A-C,标准曲线法定量测定。,(1),选择合适的显色反应和显色条件,(2),绘出被测组分的 吸收光谱曲线,(,用标液,),(3),在,max,下测一系列标准溶液的,A,值，绘制,标准曲线,A-c,(4),测未知物,A,X,，从工作曲线上,查,c,X,9-5,吸光光度法的应用,例,用邻二氮菲分光光度法测定铁的标准曲线，数据如下表：,c,Fe,2+,/(g/50mL),A,10,20,30,40,50,0.050,0.120,0.180,0.240,0.310,40.00mL,水样,在相同条件下,测定的吸光度为,0.160,，求水样中铁的含量。,9-5,吸光光度法的应用,*,0,10,30,20,50,40,A,0.1,0.2,0.4,0.3,Fe,2+,(g/50mL),首先绘制标准曲线，然后查找试液吸光度对应的浓度为,c,Fe2+,=,27.0(g/50mL),，再换算水样铁的含量,:,9-5,吸光光度法的应用,不重叠。,在,1,处测组分,x,在,2,处测组分,y,，,与测定单组分无区别。,b),部分重叠。,在,1,处测组分,x;,在,2,处测总吸收,扣除,x,吸收,可求,y,。,9-5,吸光光度法的应用,2.,多组分的测定,9-5,吸光光度法的应用,c)x,y,组分不能直接测定,A,1,=,x,1,bc,x,+,y,1,bc,y,(,在,1,处测得,A,1,),A,2,=,x,2,bc,x,+,y,2,bc,y,(,在,2,处测得,A,2,),x,1,、,y,1,、,x,2,、,y,2,由,x,y,标液在,1,2,处分别测得,本法通常只用于测定两个或三个组分的体系。,NaOH,滴定 对硝基酚,p,K,a,=7.15,间硝基酚,p,K,a,=8.39,p,K,a,=1.24,V,1,V,2,V,(NaOH)/mL,对硝基酚,间硝基酚,酸形均无色,.,碱形均黄色,9-5,吸光光度法的应用,3.,光度滴定,依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。,V,sp,滴定剂吸收,V,sp,被滴物,吸收,V,sp,滴定剂与待测物均吸收,V,sp,产物吸收,9-5,吸光光度法的应用,9-5,吸光光度法的应用,4.,配合物组成及稳定常数的测定,(1),摩尔比法（饱和法）,:,固定,c,M,改变,c,R,M+,nR,MR,n,(,有色）,c,M,固定,，,把,c,R,从,0,开始增大,改变,c,R,，就可得一系列,c,R,/,c,M,值不同的溶液，配制相应的参比，,在特定波长测定,测,A,作图得：,运用外推法得一交点，对应的,c,R,/,c,M,值即,为配合物的配合比,3:1,c,(R)/,c,(M),A,1.0 2.0 3.0,1:1,9-5,吸光光度法的应用,M +,nR,=,MR,n,C,M,+,C,R,=C(,常数,),C,M,/C,从,0 1,改变,c,M,和,c,R,的相对量，配制一系列溶液，在配合物的,max,处,测量这一系列溶液的吸光度。当溶液中配合物,MR,n,浓度最大时，,c,R,/,c,M,比值为,n,。,0,0.5,1.0,A,C,M,/,C,0.33,C,M,/,C,=0.5,n=1,C,M,/,C,0.33,n=2,c,M,/,c,为,0.25,时,n=?,3,（,2,）连续变化法（等摩尔系列法）测配合比,（,3,）条件稳定常数的测定,(,设,M,、,R,均无吸收,),9-5,吸光光度法的应用,0,0.5,1.0,A,C,M,/,C,A,由于络合物离解引起,A A,离解度：,MR =R +M,总浓度,C,M,平衡浓度,C,M,(1-,a,),C,M,a,C,M,a,将,代入上式便可求出络合物的条件稳定常数,HL,H,L,-,K,a,H,+,L/HL,高酸度下，几乎全部以,HL,存在，可测得,A,HL,HL,c,(HL),；,低酸度下，几乎全部以,L,存在，可测得,A,L,L,c,(HL),。,或,配制一系列总浓度,c,相同，,pH,不同的溶液，用,1cm,比色皿测,A,。,9-5,吸光光度法的应用,5.,一元弱酸离解常数的测定,代入整理：,A,HL,3.32(p,K,a,),1,2,3,4,5,6,A,pH=,p,K,a,pH,A,L,0.6,0.4,0.2,0,-0.2,-0.4,-0.6,3,.0,4,.0,pH,3.34,MO,离解常数的测定,作图法,9-5,吸光光度法的应用,6.,双波长分光光度法消除干扰,(,不要求,),在,2,，,A,2,=,A,x,2,+,A,y,2,在,1,，,A,1,=,A,x,1,+,A,y,1,A,=,A,2,-,A,1,=,A,x,2,+,A,y,2,(,A,x,1,+,A,y,1,),=,A,x,2,A,x,1,=,A,x,A,y,2,A,y,1,A,x,=(,x,2,x,1,),bc,x,消除了,y,的干扰,X,被测,Y,干扰,2,1,1,A,y,1,A,X,1,A,y,2,A,X,2,A,/nm,双波长分光光度法消除浑浊背景干扰,1,2,A,A,1,-,A,2,=,A,Ac,例 牛奶中微量,Fe,的测定,A,图,混合物导数光谱,0,1,2,3,4,7.,导数分光光度法,(,不要求,),常药,降压片中氢氯噻嗪含量的测定,1.,氢氯噻嗪,.,2.,硫酸双肼肽嗪,3.,盐酸可乐定,4.,常药降压片,250 290 3304,1,2,3,1,2,A,肝中茚满二酮类抗凝血杀鼠剂的固相萃取,方法：肝匀浆用乙腈浸提，浸提液用,6,的,HClO,4,稀释，然后用,GDX100,大孔树脂萃取，用二氯甲烷,5mL,洗脱杀鼠剂，,40,挥干，剩余物用,0.1molL,-1,NaOH4mL,溶解后，紫外导数光谱测定。,A,0.0,c,d,a,b,D,a.,空白肝普通光谱,b.2.5 mg/L,敌鼠溶液的普通光谱,c.,空白肝二阶导数光谱,d.2.5 mg/L,敌鼠溶液的二阶导数光谱,小 结,1.,了解分子对光的吸收与溶液颜色的关系,.,吸收曲线,定性分析的基础。,定量分析的基础,朗伯,-,比尔定律：,A=,bc,=-,lg,T,式中各参数的物理意义，定量计算。,2.,了解目视比色法、分光光度法的特点，分光光度计的基本部件。,3.,灵敏度的表示,摩尔吸光系数的意义和计算,；,准确度,适宜的测量范围、偏离比尔定律的原因。,4.,显色反应及条件的确定,:,显色剂用量、酸度、时间、温度、干扰及消除。,5.,应用,:,单一组分测定示例、多组分测定、光度滴定、络合物组成的测定、酸碱离解常数的测定。,