第五章 紫外-可见吸光光度法

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1、第五章紫外-可见吸光光度法§5-1吸光光度法的基本原理§5-2光的吸收定律—郎伯-比耳定律§5-3紫外-可见吸光光度计§5-4实验条件的选择§5-5吸光光度法应用示例1化学分析：常量组分(>1%),Er:0.1%-0.2%依据化学反应,使用玻璃仪器化学分析与仪器分析方法比较仪器分析：微量组分(<1%),Er:1%-5%依据物理或物理化学性质,需要特殊的仪器例:含Fe约0.05%的样品,称0.2g,则m(Fe)≈0.1mg重量法m(Fe2O3)≈0.14mg,称不准容量法V(K2Cr2O7)≈0.02mL,测不准光度法

2、结果0.048%～0.052%,满足要求准确度高灵敏度高2仪器分析方法分类2.电化学分析法:依据物质的电化学性质及其变化3.色谱法:气相色谱,液相色谱,毛细管电泳法4.质谱法、热分析法、放射化学法等非光谱法（折射法，浊度法，旋光法）（不以光的波长为特征讯号）光谱法分子光谱法UV/Vis,IR,NMR原子光谱法AAS,AES,AFS（以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法，通过检测光谱的波长和强度来进行定性和定量的方法）光学分析法1.光学分析法:基于电磁辐射与物质的相互作用.3吸光光度法基于被测物质的分子对光具有选择吸

3、收的特性而建立的分析方法。§5-1吸光光度法的基本原理特点灵敏度高：测定下限可达10-5-10-6mol·L-1；准确度能够满足微量组分的测定要求：相对误差2%-5％操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单应用广泛4一、光的基本性质波动性光的传播速度:c－真空中光速3.0×108m/s－波长，单位：m,cm,mm,m,nm,Å1m=10-6m,1nm=10-9m,1Å=10-10m－频率，单位：Hz次/秒5h－普朗克(Planck)常数6.626×10-34J·sE－光量子具有的能量单位：J(焦耳)，eV(电子伏

4、特)1eV=1.602×10－19J微粒性光量子，具有能量：6结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越长(频率越低)，光量子的能量越低.单色光：具有相同能量(相同波长)的光.混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在一起.例如白光.波粒二象性7射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光光学光谱区8二、物质对光的选择性吸收物质的颜色与光的关系完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光9/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-

5、480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红不同颜色的可见光波长及其互补光蓝绿10价电子相对于原子核的运动--电子能级;能级差：1-20ev；吸收波长：1.25-0.06m；紫外-可见光谱或电子光谱。2.原子核在其平衡位置附近的相对振动--振动能级;能级差：0.05-1ev；吸收波长：25-1.25m；红外光谱或分子振-转光谱。3.分子本身绕其重心的转动--转动能级.能级差：0.005-0.05ev；吸收波长：25

6、0-25m；远红外光谱或分子转动光谱。物质分子内部3种运动形式及其对应能级11三、定性分析与定量分析的基础定性分析基础定量分析基础物质对光的选择吸收ABA在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。AC增大12§5-2光的吸收定律—郎伯-比耳定律郎伯-比耳定律；吸光度与透光度的关系；偏离郎伯-比耳定律的原因；13一、郎伯-比耳定律透光度(透射比)Transmittance透光度定义：T取值为0.0%~100.0%全部吸收T=0.0%全部透射T=100.0%入射光I0透射光I14朗伯定律:(1760)A

7、b当入射光的、吸光物质的c一定时，溶液的吸光度A与液层厚度b成正比.比耳定律(1852)Ac当入射光的、液层厚度b一定时，溶液的吸光度A与吸光物质的c成正比.15意义：当一束平行单色光通过均匀、透明的、非散射的吸光物质时，其吸光度与溶液液层的厚度和浓度的乘积成正比。A=lg(I0/I)=abc前提条件：单色光：应选用max处测定；吸光质点形式不变；离解、络合、缔合会破坏线性关系,应控制条件(酸度、浓度、介质等)；稀溶液：浓度太大，分子间作用力增强。16吸光度与透光度T：透光度A：吸光度1.00.50ACA1

8、00500T%TT=0.0%A=∞T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%17吸光系数b:吸光液层的厚度,cmc:吸光物质的浓度,g/L,mol/La：比例常数入射光波长物质的性质温度取值与浓度的单位相关c:mol/Laκ摩尔吸光系数,cm-1·mol–1·Lc:g/La吸光系数,L·g–1·cm-1MolarAbsorptiv