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第八章吸光光度法概述基于物质对光的选择性吸收建立的分析方法。溶液颜色的深浅与溶液中有色物质的浓度有关,溶液越浓,则颜色越深。利用这个现象出现了比色分析法、分光光度法(利用分光光度计)及光谱法。吸光光度法特点①灵敏度高;②准确度高;③快速简便;④应用广泛。光的基本性质光具有两相性(波粒二相性):波动性和粒子性。λ:(10~400)nm紫外光;(400~760)nm,为可见光;780nm~300um红外光;光量子的能量与波长的关系为:E=h·ν=hC/λ。h:普朗克常数。不同波长或频率的光,其能量不同,短波能量大,长波能量小。为什么物质对光的吸收有选择性?不同物质有不同核外电子排布,有不同能级,故吸收光情况不同。溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱光吸收定律(朗伯~比尔定律)当一束平行单色光通过任何均匀、非散射的固体、液体、气体介质时,光的一部分被吸收,一部分透过介质,一部分被器皿的表面反射。假设入射光的强度为I0’,吸收光的强度为Ia,透过光的强度为It,反射光的强度为Ir,则有:I0’=Ia+It+IrIr可以用空白试验消除,则:I0’=Ia+It定义透光率(度)T=It/I0;设A=lg(I0/It),其与透光率的关系为:A=lg(I0/It)=lg1/T=-lgT。由试验及推导得:A=abc表明,当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后,一定温度下,溶液的吸光度A与吸光物质浓度c及吸收层厚度b成正比。式中比例常数k与吸光物质的性质(书上没有)、入射光波长、温度、溶剂等因素有关。如果溶液浓度cmol·L-1用,液层厚度用cm为单位表示,则有:A=εbc;ε为摩尔吸光系数,用其衡量物质吸光的灵敏度,ε越大,则该种物质吸收光越强,表示显色反应越灵敏。吸收光谱曲线:如果将某种波长的单色光依次通过一定浓度的某一溶液,测量该溶液对各种单色光的吸收程度,以波长为纵坐标,以吸光度为纵坐标可以得到一条曲线,叫做吸收光谱曲线或光吸收曲线。它清楚地描述了溶液对不同波长的光的吸收情况。苯(254nm)在可见光,KMnO4溶液对波长525nm附近绿色光的吸收最强,而对紫色和红色的吸收很弱。λmax=525nm。浓度不同时,光吸收曲线形状相同,λmax不变,吸光度不同。光吸收程度最大处的波长,称为最大吸收波长,常用λ最大或λmax表示,任何可见光区内、溶液的颜色主要是由这个数值决定的。显色反应及显色条件的选择显色反应:有色物质可以直接来作比色分析,而无色物质则需哟加入一种适当的显色剂,使被测组分变为有色物质。一般都为络合反应或氧化~还原反应。被测物质)M+(显色剂)RMR(有色化合物)显色反应的要求①选择性好,干扰少,或干扰容易消除;②灵敏度高;(生成摩尔吸光系数高的物质)③有色化合物的组成恒定,符合化学式;④有色化合物的化学性质要稳定;(避免外界干扰)⑤有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。(面对试剂空白)显色反应条件1.显色剂用量,情况不同用量也不同:a.有色化合物稳定,则稍过量;b.随着加入显色剂生成配位比不同之络合物,则需严格用量。2.溶液的酸度,酸度的影响:a.影响显色剂的平衡浓度和颜色;b.影响被测金属离子的存在状态;c.影响络合物的组成。3.显色温度,有些需要加温,有些不能加热;4.显色时间;5.溶剂;6.共存离子(络合效应).比色分析和分光光度分析的方法和仪器比色分析和分光光度分析的方法1.目视比色法:配制标准色阶;2.光电比色法,借助光电比色计(用光电池和电流计来比色)来测量;(通常为工作曲线法)与目视比色法相比具有如下优点:a.提高了准确度;b.提高了选择性;c.简便快捷。(获得入射光的方法:使用滤光片)3.分光光度法,获得入射光方法:使用棱镜或光栅。测定方法1.比较法;2.工作曲线法。配制一系列已知浓度的标准溶液,在一定条件下进行测定。然后以吸光度为纵坐标,以浓度为横坐标作图,得到一条标准曲线,也称做工作曲线。曲线的斜率为b,由此可得到摩尔吸收系数;也可根据未知液的Ax,在标准曲线上查出未知液的浓度cx。配制一系列已知浓度的标准溶液,在一定条件下进行测定。然后以吸光度为纵坐标,以浓度为横坐标作图,得到一条标准曲线,也称做工作曲线。曲线的斜率为b,由此可得到摩尔吸收系数;也可根据未知液的Ax,在标准曲线上查出未知液的浓度cx。溶液浓度的测定分光光度计及其基本部件分光光度计按工作波长范围分类,紫外、可见分光光度计应用于无机物和有机物含量的测定,红外分光光度计主要用于结构分析。偏离朗伯-比耳定律的原因2.化学因素引起的偏离a.朗伯-比耳定律仅适用于稀溶液。b.由于溶液本身的化学反应引起的偏离