分析化学教案第10章吸光光度法.pptx

吸光光度法 吸光光度法是以物质对光的选择性吸收为基础的分析方法。本章主要讨论可见光区(400-750 nm)的吸光光度法。Analytical Chemistry1 光吸收基本原理1-1 光的基本性质1-2 吸收光谱产生的基本原理1-3 光吸收的基本定律Analytical Chemistry一、光的基本性质量子力学——微观世界的基本规律粒子、波、能量——量子化运动基本规律——波粒二像性（几率波）位置与速度的测量——测不准原理（不确定性）Analytical Chemistry 电磁波谱的频率范围，已知最高频率的为γ射线，再高的尚未发现，比微波更低频率的电磁波为射频（无线电波），长波用于无线电导航和测向等。Analytical Chemistry电磁波谱——长波的波动性、短波的粒子性光的波粒二象性光子的能量：E = hv = hc/λ；粒子、波、能量——量子化分子、原子轨道（能级）——量子化能级跃迁——能量匹配不同能级能量差对应不同波长的电磁波（光）——内层电子（X射线），外层电子（紫外线和可见光），分子振动（红外线），分子转动（微波）Analytical Chemistry二、吸收光谱产生的原理吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱单色光 单一波长的光光复合光由不同波长的光组合而成的光 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光的互补绿黄青光的互补示意图 白光橙青蓝物质颜色与吸收光谱的互补关系波长对应数据表详见表10-1，P312红蓝紫Analytical Chemistry 三、光吸收的基本定律1、朗伯—比尔(Lambert—Beer)定律 ①光通过溶液的情况: Ia为吸收光强度 It为透过光强度 Io 表示入射光强度 Io = Ia + It忽略或抵消其它光损失（如反射、折射、散射等）的情况下②透射比T（Transmittance）的定义 T =It/IoAnalytical Chemistry③吸光度A（Absorbance）的定义： A = lg Io/It = lg 1/T = - lg TK为比例常数b为液层厚度c为溶液浓度④ Lambert—Beer 定律的数学表达式： A = K b c2.摩尔吸光系数 b用cm,c用mol·L-1时，K用ε表示；得 A = εbc 其中ε-摩尔吸收系数（L/mol-1· cm-1），是物质（特定波长下）的特征常数。ε值越大，溶液的吸光能力越强，显色反应的灵敏度越高，是选择显色反应的重要依据。ε与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关。Analytical Chemistry郎伯-比尔定律A = ε b c适用条件单色光（一定波长）浓度范围（依据摩尔吸光系数在微量或痕量组分）单一物种（无杂质或副反应）光强关系（入射=吸收+透过）不能同时满足以上条件时，仍有A，但不满足以上数量关系公式。经过一定技术处理或采用特殊方法仍然可以测量c。Analytical Chemistry2 分光光度计及吸收光谱 2-1 分光光度计2-2 吸收光谱Analytical Chemistry一、分光光度计1. 吸光光度法：测量透过光的强度→吸光度主要用于微量组分，具有如下特点:灵敏度高：测定含量为 1% ~ 10-3 %的微量组分及含量为10-4 % ~ 10-5 %的痕量组分。准确度较高：分光光度法 相对误差 2 % ~ 5 % 。应用广泛，操作简便、快速。 2. 分光光度计及其基本部件：光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显示器Analytical Chemistry（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或氘灯：紫外 160－350nm（2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。（带通、截止） b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃棱镜:Vis,石英棱镜:UV-Vis。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200条/mm, 衍射、干涉原理。（3）吸收池: 玻璃: 可见, 石英: 紫外、可见（4）检测器: 光电转换器件（光电池、光电管、光电倍增管、光电二极管阵列、CMOS、CCD）。利用光电效应，光照产生光电流，测定光电流的大小。（5）显示器: 检流计：72型。数字显示：722型。数字打印：UV-240；计算机系统Analytical Chemistry二、吸收光谱吸收曲线：以吸光度 A 对吸收波长λ 作图测量方法：固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b测量不同λ下的 AKMnO4溶液的吸收曲线(cKMnO4:abcd) C不同，峰值A不同，但峰的位置不变Analytical Chemistry解释： 分子能级量子化 △E=E激-E基=hv →吸收能量为hv的照射光子不同物质—结构