紫外可见分光光度法

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1、第九章紫外—可见分光光度法（UltravioletandVisibleSpectrophotometry）19.1概述9.2光的吸收定律——朗伯—比尔定律9.3紫外—可见分光光度计及测定方法9.4显色反应及其影响因素9.5紫外—可见分光光度法的误差和测量条件的选择9.6紫外—可见分光光度法应用实例2学习要求1．了解物质颜色与光的吸收关系2．了解紫外—可见分光光度法的仪器及测量误差和测量条件的选择3．了解显色反应及其影响因素4．熟悉紫外—可见分光光度法的实际应用5．掌握朗伯—比尔定律及其偏离的原因6．掌握紫外—可见分光光度法的测定方法39.1概述

2、分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同，可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。特点：*灵敏度较高（1~10·L-1），适用于微量组分的测定。但相对误差较大（2~5%）。*具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点，为常规的仪器分析方法。49.1.1光的基本性质光是一种电磁波。所有电磁波都具有波粒二象性。光的波长、频率与光速c的关系为：（9-1）光速在真空中等于2.9979×108m·s-1。光子的能量与波长的关系为：（9-2）式中E为光子的能量；为频率；h为普朗克常数，为6

3、.626×10-34J·S。5电磁波谱6表9-1电磁波谱范围表光谱名称波长范围跃迁类型　分析方法X射线10-1~100nmK和L层电子X射线光谱法远紫外光10~200nm中层电子真空紫外光度法近紫外光200~400nm外层电子紫外光度法可见光400~750nm外层电子比色及可见光度法近红外光0.75~2.5m分子振动近红外光谱法中红外光2.5~5.0m分子振动中红外光谱法远红外光5.0~1000m分子转动和振动远红外光谱法微波0.1~100cm分子转动微波光谱法无线电波1~1000m核的自旋核磁共振光谱法79.1.2　物质的颜色与光的关系

4、单色光(monochromaticlight)只具有一种波长的光。混合光由两种以上波长组成的光。白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的。例如：硫酸铜溶液因吸收白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。因此，物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。8如果把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合也可以得白光，这两种光就叫互补色光。如果吸收光在可见区,吸收光的颜色与透过光的颜色为互补关系,物质呈现透过光的颜色。如果吸收光在紫外区，则物质不

5、呈现颜色光的互补性与物质的颜色9吸收光谱(absorptionspectrum)或吸收曲线测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图。KMnO4溶液对波长525nm附近的绿色光吸收最强，而对紫色光吸收最弱。光吸收程度最大处的叫做最大吸收波长，用max表示。不同浓度的KMnO4溶液所得的吸收曲线都相似，其最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。10E=h•v=h(C/)分子的吸收光谱是与其相应的电子能级特征相关的。同时也与振动和转动能级有关。分子的光吸收机理119.2光的吸收定律—Lambert-beer定

6、律9.2.1朗伯—比尔定律当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将被溶液吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面所反射。设入射光强度为I0，透过光强度为It，溶液的浓度为c，液层宽度为b，经实验表明它们之间有下列关系：(9-3)12透光度、吸光度与溶液浓度及液层宽度的关系（9-4）溶液浓度与宽度的乘积与吸光度成正比，而不是与透光度成正比。以上两式中k是比例系数，与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当入射光波长和溶液温度一定时，k代表单位浓度的有色溶液放在单位宽度的比色皿中的吸光度.。当c的单位为g·L-1，b的单位为cm时，k以a表示

7、，称为吸光系数(absorptioncoefficient)，其单位为L·g-1·cm-1，此时式（9-3）变为(9-5)13如果浓度c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，这时k常用表示。称为摩尔吸光系数(molarabsorptivity)，其单位为L·mol-1·cm-1，它表示吸光质点的浓度为1mol·L-1，溶液的宽度为1cm时，溶液对光的吸收能力。值越大，表示吸光质点对某波长的光吸收能力愈强，故光度测定的灵敏度越高。值在103以上即可进行分光光度法测定，高灵敏度的分光光度法可达到105~106。于是式（9-3）可写成为：A=εbc

8、（9-6）ε与a的关系为：ε=Ma（9-7）式中M为吸光物质的摩尔质量14实际测定中选用参比的重要性15例9-1浓度为25.0g/50mL的Cu2+溶