比色分析与分光光度分析

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1、《发酵工业分析》第四章比色分析与分光光度分析2021/7/201比色法的发展比色法(colorimetry)是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法.（1）早在公元初古希腊人就曾用五倍子溶液测定醋中的铁。（2）1795年，俄国人也用五倍子的酒精溶液测定矿泉水中的铁。（3）比色法作为一种定量分析的方法，大约开始于19世纪30～40年代。（4）20世纪30～60年代，是比色法发展的旺盛时期，此后就逐渐为分光光度法所代替。2021/7/202第一节概述1光度分析法的特点2物质对光的选择性吸收3光吸收的基本定律4常用仪器5显色反

2、应及显色条件的选择6影响比色与分光光度分析的因素2021/7/2031光度分析法的特点有色物质颜色的深浅和浓度有关，利用比较溶液颜色深浅来测定含量的分析方法称为比色分析法。目视比色称为比色法；利用分光光度计测试，称为分光光度法。光度分析法特点：(1)具有较高的灵敏度。一般物质可测到10-3~10-6molL-1(2)有一定的准确度。相对误差为2%~5%(3)操作简便、快速，选择性好，仪器设备简单。(4)应用广泛。2021/7/2042物质对光的选择性吸收在可见光区(400~760nm)不同波长的光具有不同的颜色。溶液呈现一定的颜色是对光选

3、择性吸收的结果。当一束白光通过一有色溶液时，某些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过，溶液的颜色由透过光决定。透射光与吸收光又可组成白光，这两种光称为互补色光。2021/7/205如CuSO4溶液呈蓝色就是吸收了白光中黄光。2021/7/206如果将不同波长的光通过一固定浓度和厚度的有色溶液，测量每一波长下有色溶液对光的吸收程度（吸光度A），然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得一曲线，称吸收曲线。2021/7/207图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线，代表同一被测物质含量由高到低的吸收曲线。邻二氮杂菲亚铁溶液的吸收曲线2021/7/208（1

4、）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似，λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。（3）在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。2021/7/2093光吸收的基本吸收定律（1）朗伯-比尔定律（2）吸光度的加和性（3）对朗伯-比尔定律的偏离2021/7/2010（1）朗伯-比尔定律当一束平行的单色光通过均匀、透明的有色溶液时，如溶液的浓度越大、液层厚度越大，则光强度的

5、减弱越显著。I0：入射光强度；It：透射光强度“A”称为吸光度，量纲为1。溶液对光的吸收程度越大，则透射光强度越小，A越大。2021/7/2011吸光度测量中，也用透光度T表示透过光强度越大，T值越大。2021/7/2012b：液层的厚度cm；c：溶液的浓度g·L-1K：吸光系数L·g-1·cm-1如“c”的单位：mol·L-1，此时的吸光系数称为摩尔吸光系数kk：摩尔吸光系数L·mol-1·cm-1式中M为摩尔质量2021/7/2013k是吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数。在温度和波长等条件一定时，k仅与吸收物质本身的性质有关，与

6、待测物浓度无关。k是吸光物质吸光能力的量度，k值越大，光度法测定该物质的灵敏度越高。由实验结果计算时，常以被测物质的总浓度代替吸光物质的浓度，这样计算的k值实际上是表观摩尔吸光系数。2021/7/2014例：已知含Fe2+浓度为1.0mg·L-1的溶液，用邻二氮菲光度法测定铁(Fe2+与邻二氮菲反应，生成橙红色配合物)。使用厚度为2cm的吸收池，在波长510nm处测得吸光度A=0.390。计算该配合物的摩尔吸光系数。。解：已知铁的相对原子质量为55.85。2021/7/2015（2）吸光度的加和性在含有多组分的体系中，若各组分对同一波长的光

7、都有吸光作用，且各组分的吸光物质彼此不发生作用，则测得的吸光度等于各组分的吸光度之和。A=A1+A2+…+A32021/7/2016（3）对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的局限性非单色入射光引起的偏离由于溶液本身发生化学变化的原因引起的偏离2021/7/2017比尔定律的局限性通常在用分光光度法进行分析时，多采用标准工作曲线法。即固定液层厚度、入射光的波长，测定一系列不同浓度标准溶液的吸光度，此时A与c应成直线关系。在实际工作上，特别是在浓度较高时，常出现标准曲线不为直线，即偏离了朗伯—比尔定律。2021/7/2018比尔定律是一个有限制性的

8、定律，它假设入射光为单色光，吸收粒子间没有干扰。因此仅在稀溶液中才适用。在高浓度时，由于吸光物质微粒间相互影响，从而改变了它对光的吸收能力，使吸光度与浓度的线性关系发生偏离。20