1、第第10章章 吸光光度法吸光光度法10.1 概述概述10.2 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理10.3 分光光度計分光光度計10.4 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素10.5 光度分析法的設計光度分析法的設計10.6 吸光光度法的誤差吸光光度法的誤差10.7 常用的吸光光度法常用的吸光光度法10.8 吸光光度法的應用吸光光度法的應用吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱分光光吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱分光光度法，屬于分子吸收光譜分析方法度法，屬于分子吸收光譜分析方法 基于外層電子躍遷基于外層電子躍遷10.1 概述概述n吸收光譜吸收光譜n發射光譜發射光譜n散射光譜散射光譜n分

2、子光譜分子光譜n原子光譜原子光譜10.2 吸光光度法基本原理吸光光度法基本原理1 吸收光譜產生的原因吸收光譜產生的原因 光光: :一種電磁波一種電磁波, ,波粒二象性波粒二象性 光譜名稱波長范圍X射線0.110nm遠紫外光10200nm近紫外光200400nm可見光400750nm近紅外光0.752.5um中紅外光2.55.0um遠紅外光5.01000um微波0.1100cm無線電波11000m當光子的能量與分子的當光子的能量與分子的 E匹配時，匹配時，就會吸收光子就會吸收光子 E=hu u=hc/l la 躍遷類型躍遷類型 價電子躍遷價電子躍遷：*, *; n*, n* E (h) 順序:

3、n* n*104)c. 產物的化學組成穩定產物的化學組成穩定d. 化學性質穩定化學性質穩定e. 反應和產物有明顯的顏色差別反應和產物有明顯的顏色差別 ( l l60nm)沒有顏色的化合物，需要通過適當的反應定量沒有顏色的化合物，需要通過適當的反應定量生成有色化合物再測定生成有色化合物再測定 顯色反應顯色反應1 顯色反應顯色反應NNN NSO3HHO3SOHH O As32AsOOOHMO絡合反應絡合反應氧化還原反應氧化還原反應2 顯色反應類型顯色反應類型NNFe2+3NHHOOCCOOH+ VO3-+ H+NNCOOHCOOHHOOCHOOC+ VO2+ H O2離子締合反應離子締合反應CCO

4、OHNN(C H )22 5(C H )22 5H+O-AuCl4.成鹽反應成鹽反應 (CH3)2NCHSCOCCHNS(CH3)2NCCOCCHNS+ AgAgS褪色反應褪色反應 Zr(IV)-偶氮胂偶氮胂III絡合物測定草酸絡合物測定草酸吸附顯色反應吸附顯色反應 達旦黃測定達旦黃測定Mg(II),Mg(OH)2吸附達旦黃呈紅色吸附達旦黃呈紅色 3 顯色劑顯色劑無機顯色劑無機顯色劑: 過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀NNNNSO3HHO3SOHOHAsO H32H O As32有機顯色劑：有機顯色劑： 偶氮類：偶氮胂偶氮類：偶氮胂III三苯甲烷類三苯甲烷類 三苯甲烷酸性染

5、料三苯甲烷酸性染料 鉻天菁鉻天菁S S OCH3COOHHOCClClSO3HCH3COOH 三苯甲烷堿性染料三苯甲烷堿性染料 結晶紫結晶紫 CN(CH3)2(H3C)2NN(CH3)2鄰菲羅啉類：新亞銅靈鄰菲羅啉類：新亞銅靈 NNCH3CH3肟類：丁二肟肟類：丁二肟 CCCH3NNOHHOCH34 多元絡合物多元絡合物混配化合物混配化合物 Nb-5-Br-PADAP-酒石酸 V-PAR-H2O 離子締合物離子締合物 AuCl4-羅丹明B金屬離子金屬離子-配體配體-表面活性劑體系表面活性劑體系 Mo-水楊基熒光酮-CTMAB 5 影響因素影響因素a 溶液酸度（溶液酸度（pH值及緩沖溶液）值及緩

6、沖溶液）u 影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變lu 影響待測離子的存在狀態，防止沉淀u 影響絡合物組成形式形式 pH max(nm) 形式形式 pH max(nm)H4L+ 1.2 462-465 Sn4+ 1.0 530H3L 4.8-5.2 462,490 Ga3+ 5.0 550H2L- 8.4-9.0 512HL2- 11.4-12.0 532-538pH對苯芴酮及其絡合物的顏色影響對苯芴酮及其絡合物的顏色影響 b 顯色劑的用量顯色劑的用量稍過量，處于平臺區稍過量，處于平臺區 c 顯色反應時間顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間 顯色反應快且穩定；顯色反應快但不穩定； 顯色反應慢，穩

7、定需時間；顯色反應慢但不穩定d 顯色反應溫度顯色反應溫度加熱可加熱可加快反應速度，導致顯色劑或產物分解e 溶劑溶劑f 干擾離子干擾離子 有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率消除辦法：消除辦法： 提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態 選擇合適參比選擇合適參比 褪色空白褪色空白(鉻天菁鉻天菁S測測Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾) 選擇適當波長選擇適當波長 10.5 光度分析法的設計光度分析法的設計1. 選擇顯色反應選擇顯色反應2. 選擇顯色劑選擇顯色劑3. 優化顯色反應條件優化顯色反應條件4. 選擇檢測波

8、長選擇檢測波長5. 選擇合適的濃度選擇合適的濃度6. 選擇參比溶液選擇參比溶液7. 建立標準曲線建立標準曲線測量條件選擇測量條件選擇1 測定波長選擇測定波長選擇選擇原則：選擇原則：“吸收最大，干擾最小吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性2 測定濃度控制測定濃度控制控制濃度控制濃度 吸光度吸光度A：0.20.8減少測量誤差減少測量誤差3 參比溶液選擇參比溶液選擇儀器調零儀器調零消除吸收池壁和溶液對入射光的反射消除吸收池壁和溶液對入射光的反射 扣除干擾扣除干擾試劑空白試劑空白試樣空白試樣空白褪色空白褪色空白 4 標準曲線制作標準曲線制作0123456780.000.050.100.150.200.25

9、0.300.35Aconcentration理論基礎：朗伯理論基礎：朗伯-比爾定律比爾定律 相同條件下相同條件下測定不同濃度標準測定不同濃度標準溶液的吸光度溶液的吸光度AAc 作圖作圖10.6 吸光光度法的誤差吸光光度法的誤差非單色光引起的偏移非單色光引起的偏移物理化學因素：非均勻介質及化學反應物理化學因素：非均勻介質及化學反應吸光度測量的誤差吸光度測量的誤差 對朗伯對朗伯-比爾定律的偏移比爾定律的偏移1 非單色光引起的偏移非單色光引起的偏移復合光由復合光由l l1和和l l2組成，對于濃度不同的溶液組成，對于濃度不同的溶液a和和b,引起的吸光度的偏差不一樣，濃度大，復合光引引起的吸光度的偏差

10、不一樣，濃度大，復合光引起的誤差大，故在高濃度時線性關系向下彎曲。起的誤差大，故在高濃度時線性關系向下彎曲。 非均勻介質非均勻介質 膠體，懸浮、乳濁等對光產生散射，使實測膠體，懸浮、乳濁等對光產生散射，使實測吸光度增加，導致線性關系上彎吸光度增加，導致線性關系上彎2 物理化學因素物理化學因素離解、締合、異構等離解、締合、異構等如：如：Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H+2CrO42- PAR的偶氮醌腙式的偶氮醌腙式 化學反應化學反應吸光度標尺刻度不均勻吸光度標尺刻度不均勻3 吸光度測量的誤差吸光度測量的誤差A0.434 ，T36. 8% 時，測量的相對誤差最小時，測量的相對誤差最小

11、A=0.20.8, T=1565%，相對誤差，相對誤差4% dc/c= dA/A=dT/TlnT Er=dc/c100= dA/A100=dT/TlnT100令令ST=0.01,計算計算T不同值時的不同值時的Sc/c，當，當TlnT對對T進行進行微分時，其值為零時，微分時，其值為零時，Sc/c最小，此時最小，此時T=0.368。1.示差吸光光度法示差吸光光度法目的：提高光度分析的準確度和精密度目的：提高光度分析的準確度和精密度 解決高解決高(低低)濃度組分濃度組分(i.e. A在在0.20.8以外以外)問題問題分類：高吸光度差示法、低吸光度差示法、分類：高吸光度差示法、低吸光度差示法、 精密差

12、示吸光度法精密差示吸光度法特點：特點： 以標準溶液作空白以標準溶液作空白原理：原理： A相對相對 = A = e ebcx- e ebc0= e eb c準確度：讀數標尺擴展準確度：讀數標尺擴展, 相對誤差減少相對誤差減少, c0愈接近愈接近cx, 準確度提高愈顯著準確度提高愈顯著10.7 常用的吸光光度法常用的吸光光度法例：硫脲還原硫氰酸鹽比色法測定鋼鐵中的鉬。酸例：硫脲還原硫氰酸鹽比色法測定鋼鐵中的鉬。酸溶，硫酸高氯酸介質中，硫脲還原鐵（溶，硫酸高氯酸介質中，硫脲還原鐵（III）為鐵）為鐵(II),除干擾，還原鉬（除干擾，還原鉬（VI）為五價，）為五價，2.00mg/100ml的的鉬標準溶

13、液為參比溶液，用鉬標準溶液為參比溶液，用2.00-2.30mg/100ml的鉬標的鉬標準溶液，繪制工作曲線和測定樣品溶液的吸光準溶液，繪制工作曲線和測定樣品溶液的吸光度度,480nm測定測定A。 2.雙波長吸光光度法雙波長吸光光度法 目的：解決渾濁樣品光度分析目的：解決渾濁樣品光度分析 消除背景吸收的干擾消除背景吸收的干擾 多組分同時檢測多組分同時檢測 原理：原理： A = Al l1-Al l2 = （e el l1- e el l2）b c 波長對的選擇：波長對的選擇： a.等吸光度點法，等吸光度點法，b.系數倍率法系數倍率法選選l l1為參比波長為參比波長, l l2為測量波長為測量波長

14、得得 Al l1= e e xl l1bcx + e e yl l1bcy Al l2= e e xl l2bcx+ e e yl l2bcy A=Al l2-Al l1= (e e x2bcx+e e yl l2bcy)-(e e xl l1bcx+e e yl l1bcy)在等吸光度的位置在等吸光度的位置(G, F), e e yl l2 e e yl l1，則上式成為，則上式成為 A=(e e xl l2- e e xl l1）bcx A與與cx成正比成正比, 可用于測定可用于測定例例,苯酚與苯酚與2,4,6-三氯苯酚三氯苯酚(y)混合物中混合物中苯酚苯酚(x)的雙波長分光光度法測定。的

15、雙波長分光光度法測定。3.導數吸光光度法導數吸光光度法 目的：提高分辨率目的：提高分辨率 去除背景干擾去除背景干擾 原理：原理： dnA/dl ln l l 10.8 吸光光度法的應用吸光光度法的應用1 測定弱酸和弱堿的離解常數測定弱酸和弱堿的離解常數 AHB和AB-分別為有機弱酸HB在強酸和強堿性時的吸光度，它們此時分別全部以HB或B-形式存在。HB H+ + B- H+B-Ka = HBpKa=pH+ lg HBB-A=AHB+AB-pKa=pH+ lg AB- - AA- AHBlg AB- - AA- AHB對對pH作圖即可求得作圖即可求得pKa 2 絡合物組成確定絡合物組成確定 飽和法（摩爾比法）飽和法（摩爾比法）制備一系列含釕制備一系列含釕3.010-5 mol/L (固定不變固定不變)和不和不同濃度（小于同濃度（小于12.010-5 mol/L）的）的PDT溶液，按溶液，按實驗條件，實驗條件，485nm測定吸光度測定吸光度,作圖。作圖。PDT:Ru=2:1等摩爾連續變化法等摩爾連續變化法固定固定M+L,改變改變M,獲得一系列吸光度值，吸獲得一系列吸光度值，吸光度最大的值所對應的光度最大的值所對應的M與與L的比值，即獲得的比值，即獲得M:L比值。比值。C