第6章分光光度法.pptx

HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 第第6 6章章 吸光光度法吸光光度法学习要求：学习要求：1.掌握掌握吸光光度法的有关概念；吸光光度法的有关概念；2.掌握掌握光的吸收定律及其适用范围；光的吸收定律及其适用范围；3.掌握掌握分光光度法的分析方法；分光光度法的分析方法；4.了解显色反应及其条件的选择；了解显色反应及其条件的选择；5.了解分光光度法仪器测量的误差及测量条件了解分光光度法仪器测量的误差及测量条件的选择；的选择；6.了解分光光度法的了解分光光度法的特点及特点及某些应用。某些应用。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 6.1概述概述 c1c2c3c4cx有色物质溶液有色物质溶液颜色颜色与溶液中有色物质与溶液中有色物质浓度浓度有关有关观察方向观察方向HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 吸光光度法：吸光光度法：物质对光的选择性吸收而建物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。立起来的分析方法。分光光度法分光光度法HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 仪器：仪器：分光光度计分光光度计测定：吸收光谱曲线测定：吸收光谱曲线定性、定量分析定性、定量分析HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 20.1.1 光度分析法的特点光度分析法的特点（1）灵敏度高灵敏度高 测微量、痕量组分分析，测微量、痕量组分分析，下限可达下限可达10-4%10-5%或或10-310-6 molL1。（2）较高的准确度较高的准确度 比色法的相对误差为比色法的相对误差为5%10%，分光光度法为，分光光度法为25，可满足，可满足微量分析的要求。若使用精密度高的仪器，微量分析的要求。若使用精密度高的仪器，误差可达误差可达1%2%。（3）操作简便、仪器简单操作简便、仪器简单。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science20.1.2 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收光是一种电磁波，按波长排列，光是一种电磁波，按波长排列，可得电磁波谱表。可得电磁波谱表。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 表表6-16-1电磁波谱范围表电磁波谱范围表 P214光谱名称光谱名称波长范围波长范围跃迁类型跃迁类型分析方法分析方法X 射射 线线10-110nmK和和L层电子层电子X射线光谱法射线光谱法远紫外光远紫外光10200nm中层电子中层电子真空紫外光度法真空紫外光度法近紫外光近紫外光200400nm价电子价电子紫外光度法紫外光度法可可 见见 光光400750nm价电子价电子比色及可见光度法比色及可见光度法近红外光近红外光0.752.5m分子振动分子振动近红外光谱法近红外光谱法中红外光中红外光2.55.0m分子振动分子振动中红外光谱法中红外光谱法远红外光远红外光5.0100m分子转动和低位振动分子转动和低位振动远红外光谱法远红外光谱法微微 波波0.1100cm分子转动分子转动微波光谱法微波光谱法无线电波无线电波11000m分子转动分子转动核磁共振光谱法核磁共振光谱法HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 近紫外：近紫外：200-400nm可见光：可见光：人眼能感觉到的波长人眼能感觉到的波长400-750nm的光。的光。白光白光：由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光：由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光按一定比例混合而成的复合光。按一定比例混合而成的复合光。比色分析及可见光区吸光光度法：比色分析及可见光区吸光光度法：物质分子或离子对物质分子或离子对可见区域光可见区域光的吸收。的吸收。波段：波段：400-750nmHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 单色光单色光：同一波长的光。：同一波长的光。=500nm，绿光，绿光复合光复合光：由不同波长的光组合而成的光。：由不同波长的光组合而成的光。互补色光互补色光：两种光按一定比例混合可得到：两种光按一定比例混合可得到白光，这两种单色光称为白光，这两种单色光称为互补色光。互补色光。见表见表20-2。/nm 颜色颜色 互补光互补光 400-450紫黄绿 450-480蓝蓝黄黄 480-490绿蓝绿蓝橙橙 490-500蓝绿蓝绿红红 500-560绿绿红紫红紫 560-580黄绿黄绿紫紫 580-600黄黄蓝蓝 600-650橙橙绿蓝绿蓝 650-750红红蓝绿蓝绿 不同颜色的可见光波长及其互补光不同颜色的可见光波长及其互补光HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收颜色与光的关系：颜色与光的关系：白光全吸收白光全吸收白光全透过白光全透过吸收黄光吸收黄光HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 看到的是固体物质看到的是固体物质反射或溶液透射反射或溶液透射的光。的光。物质（溶液）吸收的光是物质（溶液）吸收的光是反射或透射光反射或透射光的互补光的互补光。溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光溶液颜色的深浅，取决于溶液中吸光物质浓度的高低。物质浓度的高低。物质的颜色：物质的颜色：物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收 HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 为什么物质对光呈现选择吸收为什么物质对光呈现选择吸收？单一吸光物质的分子或离子只有有限单一吸光物质的分子或离子只有有限数量电子能级的缘故。数量电子能级的缘故。同一种物质对不同波长的光表现出不同同一种物质对不同波长的光表现出不同 的吸收能力。如：溶液呈现颜色的吸收能力。如：溶液呈现颜色 不同的物质对光的选择吸收性质不同。不同的物质对光的选择吸收性质不同。KMnO4 紫红色紫红色 K2Cr2O7 橙色橙色物质对光的选择吸收：物质对光的选择吸收：HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science光选择吸收的性质光选择吸收的性质：反映了分子内部结反映了分子内部结构的差异，各物质分子能级千差万别，构的差异，各物质分子能级千差万别，内部各能级间的间隔也不相同。内部各能级间的间隔也不相同。有色溶液：目视比色法分析有色溶液：目视比色法分析 吸光光度法吸光光度法HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science无色溶液对光有吸收？无色溶液对光有吸收？醋酸水溶液：吸收一定波长的紫外光，醋酸水溶液：吸收一定波长的紫外光，吸光光度法测定。吸光光度法测定。吸收光谱曲线吸收光谱曲线 将各种波长的单色光依次通过一定将各种波长的单色光依次通过一定浓度的浓度的(有色有色)溶液，并测定每一波长下有色溶液，并测定每一波长下有色溶液对光的吸收程度溶液对光的吸收程度()。以波长以波长()为横坐标，为横坐标，A为纵坐标作图，为纵坐标作图，得到的曲线，称得到的曲线，称吸收光谱曲线。吸收光谱曲线。最大吸收波长最大吸收波长max：光吸收程度最大处对应的波长。光吸收程度最大处对应的波长。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science不同浓度不同浓度KMnO4 的的吸收光谱曲线吸收光谱曲线浓度不同，不同浓度不同，不同，max不变。不变。、max是定性、是定性、定量分析参数定量分析参数HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 20.2 光吸收基本定律光吸收基本定律20.2.1 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律I0IrItIaI0=Ir+It+IaI0=It+IaT透光率（透射比）透光率（透射比）A 吸光度吸光度HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science A=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT朗伯定律（朗伯定律（1760年）：光吸收与溶液液年）：光吸收与溶液液层厚度成正比层厚度成正比比尔定律（比尔定律（1852年）：光吸收与溶液浓年）：光吸收与溶液浓度成正比度成正比当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶液的吸光度与溶液中吸光物质的浓度及溶液的吸光度与溶液中吸光物质的浓度及溶液的厚度成正比溶液的厚度成正比朗伯比尔定律朗伯比尔定律光吸收基本定律：定量依据光吸收基本定律：定量依据数学表达：数学表达：Alg(1/T)=KbcK:比例常数，比例常数，b:溶液厚度，溶液厚度，c:溶液浓度溶液浓度朗伯朗伯-比尔定律比尔定律HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 14K：与吸光物质的性质、入射光波长及温度：与吸光物质的性质、入射光波长及温度有关，称为有关，称为吸光系数或吸收系数吸光系数或吸收系数。与吸光物质的浓度、吸收池的厚度、材料与吸光物质的浓度、吸收池的厚度、材料无关。无关。K取取值与单位取决于值与单位取决于c c、b b的单位：的单位：HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science当当 c：mol/L，b：cm，用用表示表示，摩尔吸收系数摩尔吸收系数 Lmol-1cm-1 Alg(1/T)=bc当当 c：g/L，b：cm用用a表示表示，吸收系数吸收系数 Lg-1cm-1 Alg(1/T)=abc HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science光度法灵敏度光度法灵敏度的物理意义：的物理意义：是各种吸光物质在是各种吸光物质在特定特定波长波长下的一个特征常数。下的一个特征常数。数值上等于数值上等于1cm的溶液厚度中吸光物质浓度的溶液厚度中吸光物质浓度为为1 molL-1时的吸光度。吸光能力量度。时的吸光度。吸光能力量度。可表示显色反应的可表示显色反应的灵敏度灵敏度。是有色化合物的重要特性。是有色化合物的重要特性。定性参数定性参数。愈大，表示该物质对某波长的光吸收能力愈愈大，表示该物质对某波长的光吸收能力愈强，光度测定的灵敏度就越高。强，光度测定的灵敏度就越高。反映灵敏度。反映灵敏度。值不能直接取值不能直接取1mol/L 这样高浓度的有色溶液来这样高浓度的有色溶液来测量，而只能通过实验数据计算求得。测量，而只能通过实验数据计算求得。溶液中吸光物质的浓度常因离解、聚合等因溶液中吸光物质的浓度常因离解、聚合等因素而改变。计算素而改变。计算 时，必须知道溶液中吸光时，必须知道溶液中吸光物质的真正浓度。物质的真正浓度。通常在实际工作中，多以被测物质的总浓度通常在实际工作中，多以被测物质的总浓度计算，这样计算出的计算，这样计算出的 值称为表观摩尔吸光值称为表观摩尔吸光系数。系数。文献中所报道的文献中所报道的 值就是表观摩尔吸光系数值就是表观摩尔吸光系数值。值。P398 例题例题 Alg(1/T)=bc A=0.390 b=2 c=1.0mg/L=1.010-3/55.85 =1.810-5mol/L =A/bc=0.390/21.810-5 =1.1104Lmol-1cm-1HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度SS：仪仪器器的的检检测测极极限限为为A=0.001时时，单单位位截截面面积积光光程程内内所所能能检检测测出出来来的的吸吸光光物物质的最低含量，单位为质的最低含量，单位为gcm-2。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science A=0.001，A=0.001=bc，mol/Lcm(mol/1000cm3)cm故故bc为单位截面积光程内的为单位截面积光程内的物质量物质量。S与与的关系的关系例例 已知双硫腙光度法测已知双硫腙光度法测Cd2+时时 520=8.8104，求桑德尔灵敏度，求桑德尔灵敏度 MCd=112.4S越小，灵敏度越高。越小，灵敏度越高。S=MCd/520=112.4/8.8104 =1.310-3 g/cm2HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 20.2.2 吸光度的加和性吸光度的加和性溶液中多种组分，都对某溶液中多种组分，都对某光有吸收光有吸收各吸光组分彼此不作用：各吸光组分彼此不作用：A=A1+A2+An吸光度的吸光度的加和性加和性。该规律可用于多组分。该规律可用于多组分的测定。的测定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 20.2.3 对朗伯对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离 A=kbcA A对对c c作图，应为一通过原点的直线，作图，应为一通过原点的直线，称为称为工作曲线（或称标准曲线）。工作曲线（或称标准曲线）。有时会在工作曲线的高浓度端发生偏离。有时会在工作曲线的高浓度端发生偏离。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 偏离比耳定律的原因主要有：偏离比耳定律的原因主要有：1.1.比耳定律的局限性比耳定律的局限性假设了吸光粒子之间假设了吸光粒子之间无相互作用无相互作用，因此仅在，因此仅在稀溶稀溶液液的情况下适用。的情况下适用。溶液浓度较高（溶液浓度较高（c0.01 molL-1）时，吸光粒子之）时，吸光粒子之间平均距离缩小可能存在相互作用，其对光吸间平均距离缩小，可能存在相互作用，其对光吸收的能力会改变。因此，高浓度时，收的能力会改变。因此，高浓度时，A与与c的线性的线性关系发生偏离。关系发生偏离。一般适用于小于一般适用于小于0.01 mol/L稀稀溶液。溶液。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 2.2.非单色入射光引起的偏离非单色入射光引起的偏离 朗伯朗伯-比耳定律比耳定律仅适用于单色光仅适用于单色光。一般仪器单色器所获得的光是有一定波一般仪器单色器所获得的光是有一定波长范围的复合光，这些非单色光会引起长范围的复合光，这些非单色光会引起对比尔定律的偏离。这并不是定律不正对比尔定律的偏离。这并不是定律不正确，而是由于仪器条件的限制所造成的。确，而是由于仪器条件的限制所造成的。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 设入射光由设入射光由1 1 和和 2 2 组成，入射组成，入射光强度为光强度为I01和和I02，对应透过光强为，对应透过光强为I1和和I2。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science1=2 Ac 线性关系线性关系12 Ac 偏离偏离 线性关系线性关系1、2 相差越大，偏离越严重相差越大，偏离越严重HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science选择较纯单色光（选择较纯单色光（，单色性，单色性）选选maxmax作为测定波长（作为测定波长（，SS且成线性）且成线性）HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 3.由介质的不均匀引起的偏离由介质的不均匀引起的偏离朗伯比耳定律适用于均匀、非散射溶液。朗伯比耳定律适用于均匀、非散射溶液。当被测溶液是胶体溶液、悬浊液或乳浊液时，当被测溶液是胶体溶液、悬浊液或乳浊液时，入射光通过溶液后除一部分被吸收外，还有入射光通过溶液后除一部分被吸收外，还有一部分因溶液中存在微粒的散射作用而损失，一部分因溶液中存在微粒的散射作用而损失，并使透光度减小。并使透光度减小。向吸光度轴弯曲向吸光度轴弯曲-正偏离正偏离。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 而当胶体或其他微粒凝聚沉淀时，又会使溶而当胶体或其他微粒凝聚沉淀时，又会使溶液吸光度下降。液吸光度下降。向浓度轴弯曲向浓度轴弯曲-负偏离。负偏离。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 4.4.样品溶液因素样品溶液因素 溶液组分间的相互作用不可避免溶液组分间的相互作用不可避免Cr2O72-离子在水溶液中存在着二聚平衡离子在水溶液中存在着二聚平衡Cr2O72-+H2O 2HCrO42-2H+2CrO42-450nm橙橙 375nm黄黄 控制溶液酸度为酸性控制溶液酸度为酸性HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 例例.一符合朗伯比尔定律的有色一符合朗伯比尔定律的有色溶液，当浓度为溶液，当浓度为c c时，透射比为时，透射比为T T，若其它条件不变浓度为若其它条件不变，浓度为c/3c/3时，时，T T为为_，浓度为，浓度为2c2c时，时，T T为为_。解解:-lgT=kc -lgT1=kc/3 T1=T1/3 T2=T2 这说明浓度与这说明浓度与透射比透射比T T 的是指数关系。的是指数关系。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 比色法和分光光度法及其仪器比色法和分光光度法及其仪器目视比色法目视比色法c1c2c3c4 cx=c2或或cx=(c1+c2)/2。方便、灵敏，准确度差，常带有主观误差。方便、灵敏，准确度差，常带有主观误差。cx观察方向观察方向 HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science分光光度计分光光度计光光 源源 单色器单色器 吸收池吸收池 检测器检测器 显示装置显示装置 I0IrItIaHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science光源光源：发出所需波长范围内的连续光：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度，稳定。谱，有足够的光强度，稳定。可见光区：可见光区：钨灯，碘钨灯钨灯，碘钨灯(3202500nm)HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 单色器单色器：将光源发出的连续光谱分解为：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置称为色散原件，单色光的装置称为色散原件，由入射狭缝、出射狭缝和准直镜组成由入射狭缝、出射狭缝和准直镜组成单色器。单色器。棱镜棱镜:玻璃玻璃3503200nm,石英石英1854000nm光栅光栅:波长范围宽波长范围宽,色散均匀色散均匀,分辨性能好分辨性能好,使用方便。使用方便。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 棱镜：棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同依据不同波长光通过棱镜时折射率不同单色器单色器入射狭缝入射狭缝准直透镜准直透镜棱镜棱镜聚焦透镜聚焦透镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 500400HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science光栅：光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽等宽 度等间距度等间距条痕条痕(600、1200、2400条条/mm)。原理原理：利用光通过光栅时发生衍：利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光。射和干涉现象而分光。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science吸收池吸收池：(比色皿比色皿)用于盛待测及参比溶液。用于盛待测及参比溶液。可见光区：光学玻璃池可见光区：光学玻璃池 紫外区：紫外区：石英池石英池注意：透光面垂直于光束方向，并保持注意：透光面垂直于光束方向，并保持比色皿的光洁。比色皿的光洁。检测器检测器：利用光电效应，将光能转换：利用光电效应，将光能转换成电流讯号。成电流讯号。光电池，光电管，光电倍增管光电池，光电管，光电倍增管HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science检测器检测器Seh 硒光电池硒光电池Ag、Au结构简单，价廉，易疲劳。结构简单，价廉，易疲劳。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 光电管光电管红敏管红敏管 625-1000 nm蓝敏管蓝敏管 200-625 nm灵敏度高，光敏范围广，不易疲劳。灵敏度高，光敏范围广，不易疲劳。90V DC直流放大直流放大阴极阴极R-+光束光束e阳极丝（阳极丝（Ni）抽真空抽真空HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science读数指示器读数指示器：将光电流或放大信号显示或：将光电流或放大信号显示或记录下来。记录下来。低档仪器：刻度显示低档仪器：刻度显示中高档仪器：数字显示，计算机自动扫中高档仪器：数字显示，计算机自动扫描记录描记录HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 上刻度：上刻度：A 下刻度：下刻度：T两者关系两者关系T=65%A=lg100-lg65=0.187HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science读数时，应读读数时，应读A，因，因A与与C成正比。成正比。TC 指数关系指数关系HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science20.4 显色反应与显色条件的选择显色反应与显色条件的选择能使被测物质生成有色化合物的反应，能使被测物质生成有色化合物的反应，叫叫显色反应显色反应，所用的试剂为，所用的试剂为显色剂显色剂。使用显色反应的必要性：使用显色反应的必要性：待测物质本身待测物质本身无色或颜色很浅无色或颜色很浅显色反应的类型：显色反应的类型：氧化还原反应、配位氧化还原反应、配位反应。反应。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science M +nR =MRn被测离子被测离子 显色剂显色剂 有色配合物有色配合物1.灵敏度高，有色物质的灵敏度高，有色物质的值一般应为值一般应为104105 L mol1 cm1；2.选择性好，只与被测组分显色，干扰少；选择性好，只与被测组分显色，干扰少；3.有色配合物组成一定，性质稳定；有色配合物组成一定，性质稳定；20.4.1 对显色反应的要求对显色反应的要求HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science4.4.有色化合物与显色剂之间的颜色差别要有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。通常用大。通常用“反衬度反衬度”或或“对比度对比度”表示，表示，对比度一般应大于对比度一般应大于60 nm。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science20.4.2 显色反应条件的选择显色反应条件的选择实际中，为提高准确度，了解影响显色实际中，为提高准确度，了解影响显色反应的反应的因素因素，控制其最佳分析条件。，控制其最佳分析条件。条件通过实验得到。条件通过实验得到。条件条件：溶液酸度、显色剂用量、试剂加入顺序、溶液酸度、显色剂用量、试剂加入顺序、显色时间、显色温度等显色时间、显色温度等。1 1显色剂用量显色剂用量 一般需过量。但有时并非显色剂过量越多越一般需过量。但有时并非显色剂过量越多越好。好。实际用量由条件实验决定。实际用量由条件实验决定。方法方法：固定金属离子的浓度：固定金属离子的浓度,在其他条件不在其他条件不变的情况下变的情况下,改变显色剂用量改变显色剂用量,分别测定吸光分别测定吸光度。以度。以吸光度对显色剂用量做图吸光度对显色剂用量做图。由图中曲。由图中曲线选择适宜的用量。线选择适宜的用量。显色反应显色反应：M +R =MR HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Sciencec(R)c(R)c(R)Mo(SCN)32+浅红浅红Mo(SCN)5 橙红橙红Mo(SCN)6-浅红浅红Fe(SCN)n3-n1 1显色剂用量显色剂用量HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 2溶液的酸度溶液的酸度 影影响响显显色色剂剂的的平平衡衡浓浓度度和和颜颜色色：显显色色剂剂大多为有机弱酸，酸度会影响其平衡浓度；大多为有机弱酸，酸度会影响其平衡浓度；M +nR =MRn +nH+=nHR当当c(H+)增大，增大，c(R)减小，使配位反应不完全。减小，使配位反应不完全。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science影响配合物的组成影响配合物的组成例如，例如，Fe3+与磺基水杨酸的显色反应，与磺基水杨酸的显色反应，在不同酸度下，可生成在不同酸度下，可生成1:1、1:2、1:3三三种颜色不同的配合物。种颜色不同的配合物。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science pH 1.82.5 48 811.5 12组成组成 1:1 1:2 1:3 Fe(OH)3颜色颜色 紫色紫色 棕色棕色 黄色黄色 Fe3+与磺基水杨酸配合物与磺基水杨酸配合物HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 影响被测离子的存在状态影响被测离子的存在状态 许多金属离子在酸度降低时会水解许多金属离子在酸度降低时会水解形成羟基配合物、碱式盐、或氢氧化物形成羟基配合物、碱式盐、或氢氧化物沉淀。沉淀。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 酸度的选择：酸度的选择：固定被测组分与显色剂的浓度，调节溶液不固定被测组分与显色剂的浓度，调节溶液不同的酸度，测定吸光度，绘制同的酸度，测定吸光度，绘制pH值与值与A的曲的曲线，从中找到适宜的酸度。线，从中找到适宜的酸度。pH1pHpH2pHHEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 3.3.显色反应的温度和时间显色反应的温度和时间 大多在室温下进行，有的必须加热一段时间，大多在室温下进行，有的必须加热一段时间，有的加热可能分解。例：磷钼蓝法测磷的测有的加热可能分解。例：磷钼蓝法测磷的测定温度为定温度为5560，因显色反应速度慢。，因显色反应速度慢。反应速率不同，时间不同，由实验确定。反应速率不同，时间不同，由实验确定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceAt(min)T2()T1()HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science许多有色配合物在水中的解离度较大，许多有色配合物在水中的解离度较大，而在有机溶剂中的解离度较小，使其颜而在有机溶剂中的解离度较小，使其颜色加深，提高了测定的灵敏度。色加深，提高了测定的灵敏度。有机溶剂还可能提高显色反应的速度，有机溶剂还可能提高显色反应的速度，影响有色配合物的溶解度和组成等。影响有色配合物的溶解度和组成等。4 4溶剂的影响溶剂的影响萃取光度法萃取光度法HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 5 5干扰及其消除方法干扰及其消除方法干扰的种类：干扰的种类：干扰物质本身有色，或与显色剂反应；干扰物质本身有色，或与显色剂反应；干扰物质与被测物质反应，使显色反应干扰物质与被测物质反应，使显色反应不完全；不完全；干扰物质在测定条件下析出，使溶液变干扰物质在测定条件下析出，使溶液变浑浊；浑浊；HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 消除干扰的方法消除干扰的方法 控制溶液的酸度控制溶液的酸度;加入掩蔽剂加入掩蔽剂利用氧化还原反应，利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态改变干扰离子的价态;选择适当波长选择适当波长;利用参比溶液消除干扰利用参比溶液消除干扰;采用如萃取等适当的分离方法采用如萃取等适当的分离方法HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science如：控制酸度如：控制酸度：使使M显色，干扰不显色。显色，干扰不显色。例：双硫腙法测例：双硫腙法测Hg2+，Cd2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Sn2+、Zn2+、Pb2+、Bi3+干扰，强干扰，强酸性中只有双硫腙汞稳定。酸性中只有双硫腙汞稳定。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 测量波长的选择测量波长的选择一般用一般用最大吸收波长最大吸收波长max。此时。此时最大，测量灵敏度和准确度最高。最大，测量灵敏度和准确度最高。但若有干扰存在，应根据具体情况但若有干扰存在，应根据具体情况兼顾灵敏度和选择性。兼顾灵敏度和选择性。吸收最大，干扰最小原则吸收最大，干扰最小原则 HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 光度计读数范围的选择光度计读数范围的选择A=-lgT=bc微分：微分：d(lgT)=d(0.434lnT)=0.434dT/T =-bdcc/c=0.434 T/(TlgT)T=36.8%(A=0.434)处，处，浓度测量相对误差最小；浓度测量相对误差最小；HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material ScienceA：0.20.8控制吸光度方法：改变比色皿的厚度；控制吸光度方法：改变比色皿的厚度；改变溶液的浓度或试样的质量。改变溶液的浓度或试样的质量。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 20.5.3 参比溶液的选择参比溶液的选择参比溶液：参比溶液：在光度测量时，用以在光度测量时，用以调节仪器零点调节仪器零点，消除吸收池壁及溶剂，消除吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，对入射光的反射和吸收带来的误差，并扣除干扰的溶液。并扣除干扰的溶液。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 选择参比溶液的一般规律：选择参比溶液的一般规律：（1）蒸馏水参比（试液及显色剂均无）蒸馏水参比（试液及显色剂均无 色）色）；（2）试剂空白（显色剂有色）；）试剂空白（显色剂有色）；P228HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science含铁酸性试液含铁酸性试液+盐酸羟胺盐酸羟胺+邻二氮菲邻二氮菲+乙乙酸钠酸钠参比：参比：蒸馏水或试剂空白蒸馏水或试剂空白试剂空白：盐酸羟试剂空白：盐酸羟胺胺+邻二氮菲邻二氮菲+乙酸乙酸钠钠例：邻二氮菲光度法测铁例：邻二氮菲光度法测铁HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science（3）显色剂和试液均有色，或干扰）显色剂和试液均有色，或干扰与显色剂反应显色，可取一份试液加与显色剂反应显色，可取一份试液加入适当掩蔽剂，掩蔽被测组分，然后入适当掩蔽剂，掩蔽被测组分，然后加入显色剂和其他试剂，以此溶液作加入显色剂和其他试剂，以此溶液作参比。参比。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 溶液浓度的测定溶液浓度的测定工作曲线法或比较法确定溶液浓度。工作曲线法或比较法确定溶液浓度。1.工作曲线法工作曲线法配制一系列不同浓度的被测组分的标配制一系列不同浓度的被测组分的标准溶液，在相同条件下显色，用相同准溶液，在相同条件下显色，用相同厚度（厚度（b）的比色皿，在同一波长（）的比色皿，在同一波长（max）下的单色光下，以适当的参比）下的单色光下，以适当的参比溶液调节溶液调节A为零后，分别测量其吸光度。为零后分别测量其吸光度。然后做然后做A-c图，应为一条通图，应为一条通过原点的直线过原点的直线，称为称为工作曲线或标准曲线工作曲线或标准曲线。再测量待测试。再测量待测试液在同条件下的液在同条件下的A，在直线上查得对应的，在直线上查得对应的浓度。浓度。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 0 1 2 3 4 g/mlA。*0.80.60.40.20HEBEI NORMAL UNIVERSITY