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1、第十二章吸光光度分析法Spectrophotometry本章学习要求1.了解溶液颜色与光吸收的关系2.了解吸光光度法的基本概念和特点，掌握吸收曲线的特点，了解其应用3.掌握Lambert—Beer定律的原理和应用,掌握吸光系数a和摩尔吸光系数ε,了解Lambert—Beer定律的偏离情况4.掌握显色反应的特点,掌握显色条件和测量条件的选择5.掌握吸光光度法的应用,了解吸光光度法的仪器，吸收光谱分析AnalysisofAbsorptionSpectroscopy吸光光度法是以物质对光的选择性吸收为基础
2、的分析方法.本章主要讨论可见光区(400-750nm)的吸光光度法11.1基本概念1.物质对光的选择吸收单色光具有同一波长的光为单色光.复合光由不同波长光组成的混合光称为复合光。互补光透射光与吸收光组成白光，故称为互补色光物质的颜色对不同波长的光选择性吸收溶液的颜色被吸收光色的互补色硫酸铜溶液，吸收黄光呈现蓝色.青蓝白光绿青蓝紫红橙黄光的互补色示意图高锰酸钾溶液，吸收绿光,呈现紫色。2.吸收曲线absorptionspectrum照射到溶液的入射光有一部分被溶液吸收,另一部分透过溶液.入射光强度I0
3、透射光强度I吸收光强度IaI0=I+IaI0I溶液透光度TtransmittanceT=I/I0吸光度AabsorbanceA=-lgT=lgI0/IA~l作图得吸收曲线(吸收光谱)溶液对不同波长的光吸收具有选择性，KMnO4溶液最大吸收波长lmax=525nm。物质的吸收曲线是一种特征曲线。不同浓度溶液的吸收曲线形状相似，最大吸收波长不变。在最大吸收波长附近，吸光度测量的灵敏度最高。这一特征可作为定量分析选择入射光波长的依据。11.2光吸收定律1.Lambert-Beer定律一束平行单色光通过有色
4、溶液时，溶液的吸光度A与液层厚度b和溶液浓度c的乘积成正比。--------Lambert-Beer定律A=KbcK—比例常数,与溶液性质,T,l有关K值随c的单位不同而不同,液层厚度以cm为单位.c/g·L-1A=abca吸光系数absorptioncoefficient单位:L·g-1·cm-1c/mol·L-1A=ebce摩尔吸光系数molarabsorptivity单位:L·mol-1·cm-1emolarabsorptivitye表示吸光物质浓度为1mol/l,液层厚度为1cm时溶液的吸光
5、度.e值越大，溶液的吸光能力越强，显色反应的灵敏度越高.e是吸光物质在特定波长下的特征常数e值是选择显色反应的重要依据.Ex.浓度为0.51mg/ml的Cu2+溶液,用双环己酮草酰二腙光度法测定.在600nm波长处用2cm比色皿测得A=0.297.求e,a.e=a·M2.Lambert-Beer定律的偏离按照Lambert-Beer定律A~c有线性关系:A=ebc但有时会发生偏离,特别在浓度较大时,偏离更大.原因:1)非单色光2)化学因素:离解、缔合、异构化等Ac011.3吸光光度分析的方法和仪器1
6、.测定方法1).目视比色法2).分光光度法定量方法标准曲线法标准比较法As/Ax=Cs/CxAcAxcx0··光度分析的标准曲线····2.分光光度计1.光源2.单色器3.吸收池4.检测系统3.分光光度法的优点灵敏度高.10-5~10-6mol/l准确度好.RE=2~5%简便,快速,成本低,应用广.例:用浓度为0.100mgMn/ml的KMnO4标准溶液.以1cm比色皿在520nm波长处测得该溶液吸光度A为0.500,今取含Mn未知液10.00ml,氧化为MnO4-后,定容至50.00ml,在相同条
7、件下测得A=0.300.求未知液Mn的浓度.解:0.500/0.300=0.100/cxcx=0.0600mg/mlc未=0.0600×50.00/10.00=0.300mg/ml11.4显色反应和显色条件1.显色反应1.灵敏度高.Cu~NH3e620=1.2×102Cu~双硫腙e533=5.0×1042.选择性好3.显色产物组成恒定,性质稳定.4.显色产物与显色剂色差大,显色时颜色变化明显.试剂空白值小.2.显色条件1)显色剂的用量（由实验确定）M+R=MR(被测组分)(显色剂)(有色化合物)R过
8、量,反应完全,MR稳定,A值稳定.AAACRCRCRabab000A与CR关系图2)酸度大多数显色剂是有机弱酸(碱),显色反应受酸度影响.M+RMRM(OH)nHROH-H+显色反应最适宜的酸度由实验确定磺基水杨酸与Fe3+在不同条件下形成具有不同组成和颜色的配位化合物:pH2~3Fe(ssal)+pH4~7Fe(ssal)2-pH8~10Fe(ssal)33-pH>12Fe(OH)3黄色橙色紫色沉淀3)温度、时间适宜的显色时间和温度由实验确定At11.5吸光度测量条
