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第10章吸光光度法依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法,主要有:红外吸收光谱:分子振动光谱,吸收光波长范围2.51000m,主要用于有机化合物结构鉴定。紫外吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围200400nm(近紫外区),可用于结构鉴定和定量分析。可见吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围400750nm,主要用于有色物质的定量分析。10.1.1物质对光的选择性吸收1.光的基本性质白光(太阳光):由各种单色光组成的复合光单色光:单波长的光(由具有相同能量的光子组成)可见光区:400-750nm3.1-1.7eV紫外光区:近紫外区200-400nm远紫外区10-200nm(真空紫外区)硫酸铜溶液,吸收黄光呈现蓝色.2.吸收光谱产生的原因3.物质对光的选择性吸收10.1.2光吸收定律-朗伯-比尔定律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的浓度及光程(溶液的厚度)成正比关系---朗伯比尔定律数学表达:A=lg(1/T)=Kbc其中,A:吸光度,T:透射比,K:比例常数,b:溶液厚度,c:溶液浓度注意(1)摩尔吸光系数e(2)Sandell灵敏度S摩尔吸光系数ε的讨论(5)εmax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。ε>105:超高灵敏;ε=(6~10)×104:高灵敏;ε<2×104:不灵敏。(6)ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。氯磺酚S测定钢中的铌50ml容量瓶中有Nb30μg,用2cm比色池,在650nm测定光吸收,A=0.43,求S.(Nb原子量92.91)。10.2分光光度计及吸收光谱仪器型号光源在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱,具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。2.单色器光栅:光的衍射和干涉原理3.吸收池4.检测系统A~l作图得吸收曲线(吸收光谱)参比液的选择10.3显色反应及影响因素络合反应离子缔合反应褪色反应Zr(IV)-偶氮胂III络合物测定草酸3、显色剂三苯甲烷类三苯甲烷酸性染料铬天菁S邻菲罗啉类:新亚铜灵4、多元络合物5、影响因素b、显色剂的用量e、溶剂10.4吸光光度分析及误差的控制1、测定波长选择2、标准曲线制作3、对朗伯-比尔定律的偏移a非单色光引起的偏移非均匀介质胶体,悬浮、乳浊等对光产生散射,使实测吸光度增加,导致线性关系上弯吸光度标尺刻度不均匀根据误差传递公式,可以推导出浓度测量的相对误差为控制吸光度范围的方法例1:Fe(phen)32+溶液的e=1.1×104L·mol-1·cm-1,在lmax处,用2cm比色皿测得溶液吸光度A=2.若DT=0.5%,1)求Dc/c.2)怎样才能使A=0.2~0.7?例2.若上题中比色皿厚度为0.5cm,欲使测量误差最小,溶液的浓度应为多少?1.目视比色法①简便,不需要仪器,也适于大批试样分析;②灵敏度较高,因为液层厚度大,所以适于微量组分测定;③适用范围广,因为可在复合光下进行,有些显色反应不符合Lambert-Beer‘sLaw的也可测定。(4)缺点:①色阶难配;②准确度较差,相对误差5%~20%。2.标准曲线法3.标准比较法(1)方法及原理:若某试样中被测组分含量较高,则用一含被测组分的标液代替空白作参比(调节T=100%,A=0),测定试样的AX,并使∵∴(1)(2)∴(3)(仍为一直线)方法比较(2)示差吸光光度法的误差因为在示差法中,△A∝△C,所以仪器测量所造成的浓度误差应为△C的百分之几,而△C仅是绝对浓度的很小部分,所以使绝对浓度的测量准确度大大提高。例:即:△C仅占CX的1/10。若在适宜范围内读数,其误差为5%,则绝对浓度造成的测量相对误差仅0.5%。示差法之所以能提高测定结果的准确度,实质上是充分地利用了仪器的灵敏度,扩大了读数标尺的结果。方法例题示差法提高准确度的实质目的:解决浑浊样品光度分析消除背景吸收的干扰多组分同时检测原理:A=Al1-Al2=(l1-l2)bc2问题标准曲线法测单一组分1、测定弱酸和弱碱的离解常数以一元弱酸HA为例:③在高酸度时,弱酸几乎全部以酸式形式存在,即c=[HA],测得的吸光度为AHA,则:⑤也可用图解法求pKa值,如图。2、络合物组成确定2、连续变化法(等摩尔系列法)连续变化法3、混合组分分析(1)x、y二组分互不干扰(最简单)(2)x与y的吸收峰部分重叠仍可按单一组分测定y(),但在处,y干扰x测定。对x:①对y:②对x+y:③解方程组:(3)x、y相互干扰(设b=1.0)在处:①在处:②解此方程组得:注:上述讨论中由纯物质测得。1了解分子对光的吸收与溶液颜色的关