第11章 吸光光度法

1、吸光光度法吸光光度法 分析化學(xué) 11-1 概論概論 一、光的本質(zhì)一、光的本質(zhì)： 光的本質(zhì)是電磁波，具有特定的波長和頻光的本質(zhì)是電磁波，具有特定的波長和頻 率。若率。若、不同，其物理屬性也不同。不同，其物理屬性也不同。 分析化學(xué) 射射 線線 x 射射 線線 紫紫 外外 光光 紅紅 外外 光光 微微 波波 無無 線線 電電 波波 10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 可可 見見 光光 分析化學(xué) 波長在波長在400400750750nm的可見光：人的視網(wǎng)膜對的可見光：人的視網(wǎng)膜對 此類光尤為敏感，且在此范圍內(nèi)不同波長的光在視此類光

2、尤為敏感，且在此范圍內(nèi)不同波長的光在視 網(wǎng)膜中的顏色不同。其規(guī)律為：網(wǎng)膜中的顏色不同。其規(guī)律為： 分析化學(xué) 常見的自然光為白常見的自然光為白 光，系由多種光混合互光，系由多種光混合互 補(bǔ)而構(gòu)成。補(bǔ)而構(gòu)成。 兩種顏色的光以兩種顏色的光以 一定的比例相混一定的比例相混 合，即成白光。合，即成白光。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 兩兩互補(bǔ)兩兩互補(bǔ) 分析化學(xué) 二、顯色的機(jī)理：二、顯色的機(jī)理： 按物理學(xué)的觀點(diǎn)：按物理學(xué)的觀點(diǎn)： 物質(zhì)本身并不具有物質(zhì)本身并不具有 顏色，之所以顯色，系顏色，之所以顯色，系 物質(zhì)吸收相應(yīng)互補(bǔ)色之物質(zhì)吸收相應(yīng)互補(bǔ)色之 故，如：故，如： 分析化學(xué) 若顯蘭色：若顯蘭色： 系吸收了蘭色的互補(bǔ)色系吸收

3、了蘭色的互補(bǔ)色黃色；黃色； 若顯紅色：若顯紅色： 系吸收了紅色的互補(bǔ)色系吸收了紅色的互補(bǔ)色青色。青色。 分析化學(xué) 極端情況：極端情況： 若所有光均被物質(zhì)吸收若所有光均被物質(zhì)吸收 該物質(zhì)呈黑色；該物質(zhì)呈黑色； 若所有光均不被物質(zhì)吸收若所有光均不被物質(zhì)吸收 該物質(zhì)呈白色。該物質(zhì)呈白色。 同時(shí)，物質(zhì)的顏色的深淺與其吸收的強(qiáng)弱有同時(shí)，物質(zhì)的顏色的深淺與其吸收的強(qiáng)弱有 關(guān)關(guān)吸收越強(qiáng)，顏色越深，由此可進(jìn)行化學(xué)分析。吸收越強(qiáng)，顏色越深，由此可進(jìn)行化學(xué)分析。 分析化學(xué) 分析化學(xué) 三、吸收曲線三、吸收曲線 1、吸光度、吸光度 定義：定義：，常用，常用“A”表表 示。示。 顯然，吸收程度越大，其顏色就越深，吸顯然

4、，吸收程度越大，其顏色就越深，吸 光度光度A值也越大。值也越大。 分析化學(xué) 分析化學(xué) 2、透光度（透光率、透色比）、透光度（透光率、透色比） 顯然：顯然： 0ItI0 故：故：T 的取值范圍為：的取值范圍為： 0T1（或（或0T100%） 分析化學(xué) 定義：透過光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度的比定義：透過光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度的比 值，常用值，常用“ T ”表示：表示： 0 t I T I I0 It 分析化學(xué) 3、二者的關(guān)系、二者的關(guān)系 若將一定強(qiáng)度（若將一定強(qiáng)度（I0）的光照射某一溶液，透）的光照射某一溶液，透 過的光越多，過的光越多，T 越大，相應(yīng)的吸光度越大，相應(yīng)的吸光度A則越小，二則越小，二

5、者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系：者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系： 由此可見：由此可見： 當(dāng)當(dāng)T0，A 當(dāng)當(dāng)T1(或或100%)時(shí)，時(shí)，A0 分析化學(xué) 1 A = lg T 故故A 的取值范的取值范 圍為：圍為：0 分析化學(xué) 4、吸收曲線、吸收曲線 不同的物質(zhì)，由于分子結(jié)構(gòu)不同，不同的物質(zhì)，由于分子結(jié)構(gòu)不同， 其核外電子運(yùn)動時(shí)所需要的能量也不其核外電子運(yùn)動時(shí)所需要的能量也不 同，因而吸收的電磁波也不一樣同，因而吸收的電磁波也不一樣 所需能量越大，吸收光的波長也所需能量越大，吸收光的波長也 越短，反之則越長。越短，反之則越長。 分析化學(xué) 分析化學(xué)分析化學(xué) 如：如：KMnO4溶液主要吸收波長溶液主要吸收波長 為為525nm

6、附近的綠光，而使溶液呈附近的綠光，而使溶液呈 紫色。紫色。 若以不同波長（若以不同波長（）的單色光）的單色光 照射溶液，測其吸光度照射溶液，測其吸光度A，以此作，以此作 圖（圖（為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)），可為縱坐標(biāo)），可 得其溶液吸光度得其溶液吸光度A隨隨變化而變化的變化而變化的 曲線曲線 吸收曲線吸收曲線 曲線的最高點(diǎn)（曲線的最高點(diǎn)（A值最大處）值最大處） 位于位于525nm，記為：，記為： max =525nm 分析化學(xué)分析化學(xué) 最大吸收波長最大吸收波長max的意義的意義 不同的物質(zhì)，不同的物質(zhì)，max不同不同 據(jù)此可進(jìn)行據(jù)此可進(jìn)行定定 性分析。性分析。 同一種物質(zhì)，同一種物質(zhì)，m

7、ax相同，但若濃度不同，吸相同，但若濃度不同，吸 收曲線的高度也不同收曲線的高度也不同 據(jù)此即可進(jìn)行據(jù)此即可進(jìn)行定量定量 分析。分析。 曲線高度曲線高度( (吸光度吸光度A) )的意義的意義 分析化學(xué) 有色有色 物質(zhì)物質(zhì) 11-2 光吸收定律光吸收定律 一、朗伯一、朗伯比爾定律：比爾定律： 分析化學(xué) 當(dāng)一束當(dāng)一束平行平行的的單色單色光光垂直垂直地通過某一地通過某一均勻均勻的的非非 散射散射的的吸光吸光物質(zhì)時(shí)，其吸光度物質(zhì)時(shí)，其吸光度A與相應(yīng)物質(zhì)的濃度與相應(yīng)物質(zhì)的濃度c 和吸收層厚度（和吸收層厚度（b）成正比。）成正比。 波長相同波長相同 或相近或相近 溶液溶液 顯然要求物質(zhì)的顯然要求物質(zhì)的 顆

8、粒小顆粒小( (光通過時(shí)光通過時(shí) 不產(chǎn)生散射，而不產(chǎn)生散射，而 是繞其而過是繞其而過) 分析化學(xué)分析化學(xué) A吸光度吸光度 b吸收層厚度吸收層厚度(cm) c吸光物濃度吸光物濃度 k比列系數(shù)比列系數(shù) 此即為此即為朗伯朗伯比爾比爾 定律（光吸收定律）定律（光吸收定律） 式中式中： 即：即： It Io T A = kbc = lg = lg 1 分析化學(xué) A=bc 其中，濃度其中，濃度c的單位有兩種表示方法：的單位有兩種表示方法： 1、以質(zhì)量濃度（、以質(zhì)量濃度（gL-1）為單位，相應(yīng)）為單位，相應(yīng)k稱稱 為吸收系數(shù)用為吸收系數(shù)用“a”表示，則：表示，則：A=abc 2、以物質(zhì)的量濃度（、以物質(zhì)的量

9、濃度（molL-1）為單位，相）為單位，相 應(yīng)應(yīng)k稱為稱為摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)，用，用“”表示，則：表示，則： 分析化學(xué) 較常用，下面較常用，下面 的討論均為此的討論均為此 種關(guān)系種關(guān)系 分析化學(xué) 對于對于，需注意以下兩點(diǎn)：，需注意以下兩點(diǎn)： 1 1、的單位：的單位：吸光吸光度度A是無單位的量，故是無單位的量，故的的 單位為：單位為：Lmol- -1cm- -1 2 2、的物理意義：的物理意義： 指當(dāng)吸收層厚度為指當(dāng)吸收層厚度為1cm，濃度為，濃度為 1 molL- -1時(shí)對時(shí)對 應(yīng)應(yīng)的吸光度。的吸光度。 分析化學(xué) 可見，可見，與濃度、厚度無關(guān)，只取決于測量波長、與濃度、厚度無關(guān)，只取決于

10、測量波長、 物質(zhì)種類。物質(zhì)種類。 A=bc=A/(bc) 分析化學(xué) 顯然，對于特定的物質(zhì)而言，影響顯然，對于特定的物質(zhì)而言，影響大小的唯一大小的唯一 因素只剩下測定時(shí)所用電磁波的波長：波長不同，因素只剩下測定時(shí)所用電磁波的波長：波長不同， 值也就不同值也就不同因而應(yīng)用因而應(yīng)用時(shí)，需注明測定波長時(shí)，需注明測定波長 （如選用（如選用max，也可不注明）。，也可不注明）。 3 3、的分析意義：的分析意義： 按吸收曲線的變化關(guān)系已知，波長不同，同一按吸收曲線的變化關(guān)系已知，波長不同，同一 物質(zhì)的吸光度也不同物質(zhì)的吸光度也不同相應(yīng)的相應(yīng)的也不一樣。由關(guān)也不一樣。由關(guān) 系式系式 =A/(bc)可知，若測定

11、波長選擇最大吸收波長可知，若測定波長選擇最大吸收波長 max，對應(yīng)的吸光度，對應(yīng)的吸光度A最大，相應(yīng)的最大，相應(yīng)的也最大也最大稱稱 為為最大摩爾吸收系數(shù)最大摩爾吸收系數(shù)，寫為，寫為max 。 A=bc=A/(bc) 分析化學(xué) 不同的物質(zhì)，對光的吸收性能不同，其不同的物質(zhì)，對光的吸收性能不同，其max 也不同。顯然，也不同。顯然，max越大的物質(zhì)，在相同濃度下越大的物質(zhì)，在相同濃度下 的吸光度越大，其測定的靈敏度也越高。即：的吸光度越大，其測定的靈敏度也越高。即： max靈敏度。靈敏度。 通常情況下，為獲得較好的測量效果，一般通常情況下，為獲得較好的測量效果，一般 要求：要求：max10104

12、4 Lmol-1cm-1 吸光光度法的靈敏度除用摩爾吸收系數(shù)吸光光度法的靈敏度除用摩爾吸收系數(shù)max表示外，表示外， 還常用桑德爾靈敏度表示。其定義見還常用桑德爾靈敏度表示。其定義見P280，常用符號，常用符號S表示，表示， S與與max的關(guān)系為的關(guān)系為： S=M/ M被測物的摩爾質(zhì)量被測物的摩爾質(zhì)量 分析化學(xué) 二、吸光度二、吸光度A濃度濃度c的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線： 按朗伯按朗伯比爾定律，當(dāng)物比爾定律，當(dāng)物 質(zhì)一定，波長一定，吸收層質(zhì)一定，波長一定，吸收層 厚度一定時(shí)，厚度一定時(shí)，Ac應(yīng)呈線性應(yīng)呈線性 關(guān)系（如右圖）：關(guān)系（如右圖）： 但實(shí)踐中，若處理不好，但實(shí)踐中，若處理不好， 關(guān)系曲線常有

13、偏離關(guān)系曲線常有偏離分正分正 偏差、負(fù)偏差兩種情況：偏差、負(fù)偏差兩種情況： 正偏差（正偏差（A測 測 A理 理）； ）； 負(fù)偏差（負(fù)偏差（A測 測 A理 理）。 ）。 分析化學(xué) 1 1、物理因素：、物理因素： 光不純：光不純： 朗伯朗伯比爾定律要求入射光應(yīng)為單色光（具比爾定律要求入射光應(yīng)為單色光（具 有確定波長的光），且一般要求測定時(shí)的波長為有確定波長的光），且一般要求測定時(shí)的波長為 最大吸收波長（最大吸收波長（max或或max）。）。 若入射光不純，含有其他不同波長的光，則若入射光不純，含有其他不同波長的光，則 此類光由于不易被所測物質(zhì)吸收，必然導(dǎo)致此類光由于不易被所測物質(zhì)吸收，必然導(dǎo)致A減

14、減 小，產(chǎn)生小，產(chǎn)生負(fù)偏差負(fù)偏差。 造成偏差的原因有兩類：造成偏差的原因有兩類： 物理因素物理因素 和和 化學(xué)因素化學(xué)因素 分析化學(xué) a.選擇好的分光器以獲得選擇好的分光器以獲得 較純的單色光。較純的單色光。 b.即使再好的分光器，也即使再好的分光器，也 難以獲得絕對意義上的單色難以獲得絕對意義上的單色 光，但若混進(jìn)的光的光，但若混進(jìn)的光的與選與選 測光的測光的測 測相近，則對吸光 相近，則對吸光 度度A不影響；若相差較大，不影響；若相差較大， 需調(diào)整入射波長，減小靈敏需調(diào)整入射波長，減小靈敏 度，選擇影響較小的度，選擇影響較小的分析分析 （見右圖）。（見右圖）。 解決方法：解決方法： A m

15、ax 測測 分析化學(xué) 入射光不平行：入射光不平行： 測定時(shí)，是將被測測定時(shí)，是將被測 溶液置于矩形的比色皿溶液置于矩形的比色皿 內(nèi)進(jìn)行測試。若入射光內(nèi)進(jìn)行測試。若入射光 不平行，則難以保證光不平行，則難以保證光 線垂直通過被測溶液，線垂直通過被測溶液， 造成部分光線的光程增造成部分光線的光程增 大（相當(dāng)于液層厚度大（相當(dāng)于液層厚度b 增大），從而導(dǎo)致增大），從而導(dǎo)致A增增 加，產(chǎn)生加，產(chǎn)生正偏差正偏差（右（右 圖）圖） 。 解決方法：解決方法： 分析化學(xué) 平行光平行光 不平行光不平行光 不平行光不平行光 使入射光嚴(yán)格平使入射光嚴(yán)格平 行通過吸收層行通過吸收層 （垂直于比色皿（垂直于比色皿 的被

16、照表面）的被照表面） 分析化學(xué) 介質(zhì)不均勻：介質(zhì)不均勻： 若被測物為溶液，溶質(zhì)是分子或接近分子的若被測物為溶液，溶質(zhì)是分子或接近分子的 離子狀態(tài)，顆粒很小，其直徑遠(yuǎn)小于可見光波長，離子狀態(tài)，顆粒很小，其直徑遠(yuǎn)小于可見光波長， 則入射光通過時(shí)將發(fā)生繞射而非散射，微粒對則入射光通過時(shí)將發(fā)生繞射而非散射，微粒對A無無 直接影響（吸收除外）。直接影響（吸收除外）。 若被測物顆粒較大，入射光通過時(shí)將發(fā)生散若被測物顆粒較大，入射光通過時(shí)將發(fā)生散 射，使射，使T 減小，減小，A 增加，產(chǎn)生增加，產(chǎn)生正偏差正偏差。 解決方法：解決方法： 分析化學(xué) 控制操作條件，使溶液控制操作條件，使溶液 澄清透明，避免生成膠

17、澄清透明，避免生成膠 體或產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象。體或產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象。 被測物質(zhì)被測物質(zhì) 分析化學(xué) 2、化學(xué)因素：、化學(xué)因素： 溶液濃度過高：溶液濃度過高： 使溶液中微粒之間的間隙減小，同時(shí)使溶質(zhì)間使溶液中微粒之間的間隙減小，同時(shí)使溶質(zhì)間 的相互作用增加，溶液的粘度增加，導(dǎo)致的相互作用增加，溶液的粘度增加，導(dǎo)致T 、A 發(fā)生變化（這種改變與濃度增大時(shí)，被測物分子發(fā)生變化（這種改變與濃度增大時(shí)，被測物分子 數(shù)增多，吸光度增大毫不相關(guān)）。數(shù)增多，吸光度增大毫不相關(guān)）。 解決方法：解決方法： 稀釋，使被測液在稀釋，使被測液在 較低濃度下進(jìn)行。較低濃度下進(jìn)行。 分析化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)： 通過解離、締合等形成

18、其他化合物，使通過解離、締合等形成其他化合物，使 被測物的濃度被測物的濃度c 減小，減小，A 減小，產(chǎn)生減小，產(chǎn)生負(fù)偏差負(fù)偏差。 解決方法：解決方法： 控制濃度、酸度，除控制濃度、酸度，除 去其它易反應(yīng)物質(zhì)，去其它易反應(yīng)物質(zhì)， 從而減小偏差。從而減小偏差。 分析化學(xué) 11-3 吸光光度法的儀器吸光光度法的儀器 分光光度計(jì)分光光度計(jì) 由光源、單色器、吸收池、檢測系統(tǒng)四部分由光源、單色器、吸收池、檢測系統(tǒng)四部分 構(gòu)成。構(gòu)成。 0.482 光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器顯示器顯示器 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 分析化學(xué) 吸收池又叫吸收池又叫比色皿比色皿，是由質(zhì)料均勻的玻，是由質(zhì)料均勻的玻 璃構(gòu)成

19、，分璃構(gòu)成，分0.5cm、1cm、2cm、3cm（均指（均指 池的厚度，即液層厚度）幾種規(guī)格。雖然無池的厚度，即液層厚度）幾種規(guī)格。雖然無 色透明，但仍有一定的吸光度（色透明，但仍有一定的吸光度（A池 池）。 ）。 另外，雖然多數(shù)溶劑為水，表面無色透另外，雖然多數(shù)溶劑為水，表面無色透 明，但也有一定的吸光度，用明，但也有一定的吸光度，用A劑 劑表示。 表示。 吸收池：吸收池： 分析化學(xué) 若溶液中具有顏色的被測離子吸光度為若溶液中具有顏色的被測離子吸光度為A測 測， ， 則當(dāng)一束光照射至吸收池及其內(nèi)部溶液時(shí)，所測則當(dāng)一束光照射至吸收池及其內(nèi)部溶液時(shí)，所測 得的總吸光度為得的總吸光度為A總 總，則

20、： ，則： A總 總= A測測+ A池池+A劑劑= A測測+ AR AR 雖然按朗伯雖然按朗伯比爾定律，比爾定律，A測 測= bc，但 ，但 得到的卻非得到的卻非A測 測而為 而為A總 總，若由其算 ，若由其算c，須知，須知AR，這，這 樣就略顯復(fù)雜。樣就略顯復(fù)雜。 分析化學(xué) 解決方法：解決方法： 先取同樣厚度的吸收池盛同樣的溶劑（先取同樣厚度的吸收池盛同樣的溶劑（注意：注意： 不含被測離子不含被測離子），此類溶液稱），此類溶液稱“參比溶液參比溶液”。用同。用同 樣波長的光在相同條件下測定，其吸光度用樣波長的光在相同條件下測定，其吸光度用“A參 參” ” 表示，顯然：表示，顯然： 分析化學(xué) A

21、參 參= A池池+A劑劑=AR 若人為的將參比液的吸光度調(diào)節(jié)為若人為的將參比液的吸光度調(diào)節(jié)為0（亦即（亦即T參 參 =100%），即），即 A參 參=0，再對被測溶液進(jìn)行測定： ，再對被測溶液進(jìn)行測定： A總 總= A測測+A參參=A測測= bc 由測出的由測出的A總 總即可直接計(jì)算 即可直接計(jì)算c。 參比調(diào)零參比調(diào)零 分析化學(xué) 由于吸光光度法是一種很靈敏的分析法（靈敏由于吸光光度法是一種很靈敏的分析法（靈敏 度可高達(dá)度可高達(dá)10 4 10 5%，萬分之一或十萬分之一的 ，萬分之一或十萬分之一的 含量），故操作條件尤為關(guān)鍵，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)含量），故操作條件尤為關(guān)鍵，應(yīng)注意以下幾點(diǎn) （針對吸收池

22、）：（針對吸收池）： 分析化學(xué) . .各吸收池的規(guī)格和性能應(yīng)一致。各吸收池的規(guī)格和性能應(yīng)一致。 . .使用時(shí)應(yīng)注意保持清潔。使用時(shí)應(yīng)注意保持清潔。 . .不要在吸收池上留下劃痕。不要在吸收池上留下劃痕。 . .吸收池在比色槽中的位置要固定。吸收池在比色槽中的位置要固定。 分析化學(xué) 11-4 吸光光度法分析條件的選擇吸光光度法分析條件的選擇 一、顯色反應(yīng)及影響因素：一、顯色反應(yīng)及影響因素： 1 1、顯色反應(yīng)：、顯色反應(yīng)： 若被測物有色若被測物有色可直接測其可直接測其A；若無色，；若無色， 則需加入某種試劑使之顯色。此類試劑叫則需加入某種試劑使之顯色。此類試劑叫“顯顯 色劑色劑”，其反應(yīng)稱，其反應(yīng)

23、稱“顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)”，可表示為：，可表示為： 無色被測物無色被測物+ +顯色劑顯色劑 有色物有色物 分析化學(xué) 其顯色機(jī)理有兩類：其顯色機(jī)理有兩類： 氧化還原：氧化還原： 如：如： Mn2+S2O82- - MnO4- -(紫紅 紫紅) 絡(luò)合絡(luò)合： 如：如： Mo5+(無色 無色) 5SCN- -Mo(SCN)5(橙紅 橙紅) 過二硫過二硫 酸鹽酸鹽 分析化學(xué) 使用顯色劑時(shí)需注意使用顯色劑時(shí)需注意: 選擇性好選擇性好：顯色劑不與其它離子發(fā)生副反應(yīng)；顯色劑不與其它離子發(fā)生副反應(yīng)； 靈敏度要高靈敏度要高：只需很少被測物即能顯出明顯顏色；只需很少被測物即能顯出明顯顏色； 對比度要大對比度要大：顯色劑

24、與產(chǎn)物之間的顏色（波長）顯色劑與產(chǎn)物之間的顏色（波長） 相差較大（相差較大（在在 60nm以上，即顏色不同）否則以上，即顏色不同）否則 顯色劑將發(fā)生干擾；顯色劑將發(fā)生干擾； 有色物要穩(wěn)定，組成要恒定有色物要穩(wěn)定，組成要恒定：保證重現(xiàn)性好，準(zhǔn)保證重現(xiàn)性好，準(zhǔn) 確度高；確度高； 顯色條件易于掌握。顯色條件易于掌握。 分析化學(xué) 2 2、影響因素：、影響因素： 顯色劑的用量：顯色劑的用量： 因顯色反應(yīng)可逆，故增大顯色劑用量，可使因顯色反應(yīng)可逆，故增大顯色劑用量，可使 平衡右移，產(chǎn)物轉(zhuǎn)換徹底，平衡右移，產(chǎn)物轉(zhuǎn)換徹底，A增大，準(zhǔn)確性和靈增大，準(zhǔn)確性和靈 敏度均可提高。敏度均可提高。 但個(gè)別物質(zhì)，如但個(gè)別物

25、質(zhì)，如Mo(SCN)n，顯，顯 色劑色劑SCN-用量增大后，因生成配位用量增大后，因生成配位 數(shù)為數(shù)為6的絡(luò)合物的絡(luò)合物Mo(SCN)6-，顏色，顏色 反而變淺，反而變淺，A減小。減小。 A C n=5 分析化學(xué) 溶液酸度：溶液酸度： 若溶液中被測離子或顯色劑能與酸堿作用，若溶液中被測離子或顯色劑能與酸堿作用， 則改變酸度即可改變產(chǎn)物濃度，使其吸光度和靈則改變酸度即可改變產(chǎn)物濃度，使其吸光度和靈 敏度發(fā)生變化。敏度發(fā)生變化。 解決方法：解決方法： 讓顯色反應(yīng)在不同酸度下進(jìn)行，找出其最大讓顯色反應(yīng)在不同酸度下進(jìn)行，找出其最大 吸收酸度，即得最適宜的酸度條件。吸收酸度，即得最適宜的酸度條件。 A

26、pH pHmax 分析化學(xué) 顯色時(shí)間：顯色時(shí)間： 當(dāng)被測物與顯色劑通過顯色反應(yīng)生成有色產(chǎn)當(dāng)被測物與顯色劑通過顯色反應(yīng)生成有色產(chǎn) 物后，按產(chǎn)物的穩(wěn)定情況可分幾種不同的類型：物后，按產(chǎn)物的穩(wěn)定情況可分幾種不同的類型： 分析化學(xué) 穩(wěn)定型：穩(wěn)定型：產(chǎn)物一產(chǎn)物一 旦產(chǎn)生，便非常旦產(chǎn)生，便非常 穩(wěn)定（最理想的穩(wěn)定（最理想的 類型，可在類型，可在t t0 0以以 后測定）后測定） 不穩(wěn)定型：不穩(wěn)定型：產(chǎn)產(chǎn) 物形成后逐漸物形成后逐漸 分解（不能用分解（不能用 于吸光分析）于吸光分析） 半穩(wěn)定型：半穩(wěn)定型：產(chǎn)物較產(chǎn)物較 穩(wěn)定，經(jīng)一段時(shí)間穩(wěn)定，經(jīng)一段時(shí)間 放置后才逐漸分解放置后才逐漸分解 （應(yīng)抓緊時(shí)間在（應(yīng)抓緊時(shí)

27、間在t t1 1 至至t t2 2測定）測定） A t A t A t t0 t0 t1t2 分析化學(xué) 溫度：溫度： 不同的顯色反應(yīng)需不同的溫度，有的常溫下即可不同的顯色反應(yīng)需不同的溫度，有的常溫下即可 進(jìn)行，有的需加熱，有的在高溫下要分解，故應(yīng)根進(jìn)行，有的需加熱，有的在高溫下要分解，故應(yīng)根 據(jù)不同情況選擇適宜溫度。據(jù)不同情況選擇適宜溫度。 分析化學(xué) 共存離子干擾：共存離子干擾： a.a.共存離子與顯色劑生成有色物。共存離子與顯色劑生成有色物。 消除方法：消除方法：掩蔽或分離。掩蔽或分離。 b.b.共存離子本身有顏色，且不易分離。共存離子本身有顏色，且不易分離。 消除方法：消除方法：適當(dāng)調(diào)整參

28、比溶液，如用不加顯色劑的適當(dāng)調(diào)整參比溶液，如用不加顯色劑的 溶液為參比，將其參比調(diào)零，即可消除。溶液為參比，將其參比調(diào)零，即可消除。 分析化學(xué) 二、儀器的測量誤差二、儀器的測量誤差 分析化學(xué) 儀器的質(zhì)量引起的誤差儀器的質(zhì)量引起的誤差讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差 如儀器不穩(wěn)定，如儀器不穩(wěn)定， 顯示不靈敏等顯示不靈敏等 對儀器讀數(shù)表上的刻對儀器讀數(shù)表上的刻 度讀取不準(zhǔn)造成（盡度讀取不準(zhǔn)造成（盡 管采用液晶顯示，但管采用液晶顯示，但 仍存在一定的顯色誤仍存在一定的顯色誤 差）差） 分析化學(xué) 前一種誤差可通過檢修等方法提高質(zhì)量，而前一種誤差可通過檢修等方法提高質(zhì)量，而 后一種則難以消除。后一種則難以消除。 一般來

29、說，讀數(shù)器上最初讀取的參數(shù)均為透一般來說，讀數(shù)器上最初讀取的參數(shù)均為透 光度（再以此換算為光度（再以此換算為A）。因測量條件所限，均）。因測量條件所限，均 存在一定的讀數(shù)誤差。存在一定的讀數(shù)誤差。 通常情況下，讀數(shù)誤差通常情況下，讀數(shù)誤差T處在處在0.0020.01 之間，取平均值：之間，取平均值： 分析化學(xué) 0.005T 即每次顯示的即每次顯示的T值均值均 有有0.0050.005的誤差，且的誤差，且 此值對此值對0 01.01.0之間的之間的 每個(gè)每個(gè)T T值均相同。值均相同。 分析化學(xué) 但是，因但是，因T 與與A、c 均非線性而呈現(xiàn)對數(shù)均非線性而呈現(xiàn)對數(shù) 關(guān)系，故在不同關(guān)系，故在不同T

30、所對應(yīng)的讀數(shù)誤差所對應(yīng)的讀數(shù)誤差T 導(dǎo)致導(dǎo)致 的吸光度的吸光度A的誤差的誤差A(yù) 是不同的，由此造成的是不同的，由此造成的 濃度濃度c 也不同。也不同。 何處的何處的A、c最小？最小？ 分析化學(xué) 絕對誤絕對誤 差差 按關(guān)系按關(guān)系: : 解出：解出： 微分：微分： bcT T A ln434. 0 1 lg b T c ln434. 0 T dT b dc 434. 0 t E TT dT TT dT c dc lg 434. 0 ln 相對誤差相對誤差 后式除后式除 以前式：以前式： 分析化學(xué) 以以T對對Et作圖，可得一向下彎曲的曲線，由此可作圖，可得一向下彎曲的曲線，由此可 見：見： 當(dāng)當(dāng)T0

31、.150.70范圍內(nèi)，范圍內(nèi)， Et相對較小，故為獲得較準(zhǔn)相對較小，故為獲得較準(zhǔn) 確的結(jié)果，應(yīng)使被測物確的結(jié)果，應(yīng)使被測物T 處在此處在此 范圍內(nèi)（相應(yīng)的吸光度范圍內(nèi)（相應(yīng)的吸光度A=0.15 0.80之間）；之間）； 曲線有一最低點(diǎn)，其對應(yīng)曲線有一最低點(diǎn)，其對應(yīng) 的：的：T=0.368，A0.434，此時(shí)，此時(shí) 讀數(shù)誤差引起的濃度誤差最小讀數(shù)誤差引起的濃度誤差最小 ，結(jié)果最準(zhǔn)確。，結(jié)果最準(zhǔn)確。 0.15 0.368 0.70 (T) 0.80 0.434 0.15 (A) Et 分析化學(xué) 11-5 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用 兩方面：兩方面： 定性定性 利用不同物質(zhì)最大吸收波利用不同物

32、質(zhì)最大吸收波 長長max不同進(jìn)行分析；不同進(jìn)行分析； 定量定量 利用同一物質(zhì)在不同濃度利用同一物質(zhì)在不同濃度 下吸光度不同進(jìn)行分析。下吸光度不同進(jìn)行分析。 最主要最主要 的應(yīng)用的應(yīng)用 分析化學(xué) 一、定量分析：一、定量分析： 又分單組分和多組分（兩種或兩種以上被測又分單組分和多組分（兩種或兩種以上被測 組分）。針對單組分：分析方法主要有兩種：組分）。針對單組分：分析方法主要有兩種： 1 1、標(biāo)準(zhǔn)曲線法：、標(biāo)準(zhǔn)曲線法： 當(dāng)當(dāng)吸收池厚度一定時(shí)，被測組分的吸光度吸收池厚度一定時(shí)，被測組分的吸光度A 與與c呈正比關(guān)系，故此可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定被測呈正比關(guān)系，故此可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定被測 組分濃度，具體步驟為

33、：組分濃度，具體步驟為： 分析化學(xué) 第一步：配制一系列含有第一步：配制一系列含有 同樣被測物且濃度不同（均已同樣被測物且濃度不同（均已 知）的溶液知）的溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液，在，在 相同條件下測出各標(biāo)準(zhǔn)溶液的相同條件下測出各標(biāo)準(zhǔn)溶液的 吸光度：吸光度： c1、c2、cn； A1、A2、An。 第二步：以第二步：以A為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)， c為橫坐標(biāo)作圖，可得到一為橫坐標(biāo)作圖，可得到一 直線直線“標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線” 。 第三步：在同樣條件測第三步：在同樣條件測 未知液的吸光度（未知液的吸光度（Ax），其），其 圖上的水平線與標(biāo)準(zhǔn)曲線之圖上的水平線與標(biāo)準(zhǔn)曲線之 點(diǎn)對應(yīng)的橫坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的橫坐標(biāo)cx即為被

34、測液的濃度即為被測液的濃度。 C1 C2 Cn 1 A 2 A X A n A A C Cx 分析化學(xué) 【注意】：【注意】： 本法所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線系由一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液本法所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線系由一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液 的測定所得。顯然，標(biāo)準(zhǔn)溶液越多，越易在測量的測定所得。顯然，標(biāo)準(zhǔn)溶液越多，越易在測量 中減少偶然誤差的影響，結(jié)果越準(zhǔn)確，但過多時(shí)中減少偶然誤差的影響，結(jié)果越準(zhǔn)確，但過多時(shí) 操作又較復(fù)雜費(fèi)，通常：操作又較復(fù)雜費(fèi)，通常： ； 測定條件下測定條件下A與與c不應(yīng)發(fā)生偏離，若有偏離不應(yīng)發(fā)生偏離，若有偏離 （呈曲線），應(yīng)取其直線部分進(jìn)行測定；（呈曲線），應(yīng)取其直線部分進(jìn)行測定； 若因各種隨機(jī)誤差的影響，某

35、些點(diǎn)不在同若因各種隨機(jī)誤差的影響，某些點(diǎn)不在同 一直線上。應(yīng)一直線上。應(yīng)“ ”，取其總，取其總 的趨勢作一平滑曲線（切忌作各點(diǎn)的折線）。的趨勢作一平滑曲線（切忌作各點(diǎn)的折線）。 分析化學(xué) 上下兼顧，左右兼顧上下兼顧，左右兼顧 分析化學(xué) 2 2、示差分光光度法：、示差分光光度法： 通常情況下測定被測物的吸光度通常情況下測定被測物的吸光度A時(shí)，時(shí)， 均以不含被測組分的溶液均以不含被測組分的溶液(空白溶液空白溶液)作參比，作參比， 通過參比調(diào)零，使其通過參比調(diào)零，使其A參 參=0，此時(shí) ，此時(shí) A總 總 A測 測 bc， 為確保讀數(shù)誤差較小，均要求測得的為確保讀數(shù)誤差較小，均要求測得的A總 總處于

36、處于 0.150.80之間。之間。 但若被測物濃度較大，則將造成許多不但若被測物濃度較大，則將造成許多不 利后果，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：利后果，表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 分析化學(xué) 吸光度吸光度A值超出值超出0.150.80范圍，出現(xiàn)較大的范圍，出現(xiàn)較大的 讀數(shù)誤差；讀數(shù)誤差； 溶液的光學(xué)屬性與參比液相差很大，造成較溶液的光學(xué)屬性與參比液相差很大，造成較 大偏離；大偏離； 吸光分度法雖然靈敏較高，但準(zhǔn)確度卻較差吸光分度法雖然靈敏較高，但準(zhǔn)確度卻較差 （測定誤差約為（測定誤差約為4）故多用于微量分析，而故多用于微量分析，而 少用于高濃度的常量分析。少用于高濃度的常量分析。 較大的測量誤差較大的測量誤差

37、分析化學(xué) 當(dāng)然，上述問題可通過稀釋處理，但操作麻當(dāng)然，上述問題可通過稀釋處理，但操作麻 煩，加之增加了一項(xiàng)操作，誤差值可能進(jìn)一步增煩，加之增加了一項(xiàng)操作，誤差值可能進(jìn)一步增 大。為此，可采用示差分光光度法，其原理是：大。為此，可采用示差分光光度法，其原理是： 取一含被測組分的標(biāo)準(zhǔn)液作參比（其濃度取一含被測組分的標(biāo)準(zhǔn)液作參比（其濃度cs 和被測液相近或略低于被測液和被測液相近或略低于被測液cx ），即：），即： cs cx 分析化學(xué) 對參比溶液：對參比溶液：ASbcS 對被測溶液：對被測溶液：AXbcX 兩者相減：兩者相減： AXASb（cXcS） 即：即：Abc A c 兩溶液的吸光兩溶液的吸光 度之差與濃度度之差與濃度 差成正比差成正比 分析化學(xué) 測定時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比，調(diào)節(jié)測定時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比，調(diào)節(jié)As0。然后，。然后， 在同樣條件下測定被測液，測得的數(shù)值實(shí)為兩溶液在同樣條件下測定被測液，測得的數(shù)值實(shí)為兩溶液 的吸光度之差（示差吸光度），用的吸光度之差（示差吸光度），用Af表示：表示： AfAbc 上式中，只要知道上式中，只要知道b，即可由，即可由Af算出算出c， 再由：再由：ccxcs，算出：，算出： cxccs 采用此法后，因縮小了參比液和被測液的濃度采用此法后，因縮小了參比液和被測液的濃度 差，即可解決問題差，即可解