《水分析化学》课件

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1、14.6吸收光谱法吸收光谱原理比色法分光光度法一、吸收光谱原理1.吸收光谱法：在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。又称吸光光度法。主要有:红外吸收光谱法：吸收光波长范围2.5-1000nm,主要用于有机化合物结构鉴定。紫外吸收光谱法：吸收光波长范围200-400nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。可见吸收光谱法：吸收光波长范围400-750nm，主要用于有色物质的定量分析。2.物质的颜色与光吸收的关系（1）互补色光：若两种颜色的光按某适当的强度比例混合后可成为白光,则这两种色光成为互补色光。例如,黄光和蓝光。（2）物质的颜色与光吸收的关系物质之所以呈现不

2、同的颜色是物质对光选择性吸收造成的。溶液在日光的照射下,如果可见光几乎均被吸收,则溶液呈黑色;如果全不吸收,则呈无色透明;若吸收了白光中的某种色光,则呈现透射光的颜色,即被吸收光的互补色。例如,KMnO4溶液吸收波长500—560nm的绿色光,呈现紫色;K2Cr2O7溶液吸收篮紫色光,而呈现黄色;硫酸铜溶液呈现蓝色是由于它吸收了白光中的黄色光波.（3）吸收曲线：在同样的条件下依次将各种波长的单色光通过某物质溶液,并分别测定每个波长下溶液对光的吸收程度(吸光度A),以波长为横坐标,吸光度为纵坐标得到的A～λ曲线,称为该溶液的吸收曲线，又称吸收光谱。吸收曲线的讨论:①同一种物质对不同波长光

3、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吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。④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。3.光的吸收定律（1)朗伯－比耳定律:当一束平行的单色光通过均匀溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度（c）和液层厚度（b）的乘积成正比。是吸光光度法定量分析的依据。其数学表达式为：A=kbcA：吸光度(I0：入射光强度,It：透过光强度)k：吸光系数;当b—以

4、cm为单位；c—以mol·L－１为单位；k=εA＝εbcε称摩尔吸光系数物理意义：当某一波长光通过浓度为1mol/L、液层厚度为1cm溶液的吸光度。单位L/mol.cm（2）摩尔吸光系数ε的讨论：①ε是吸收物质在一定波长下的特征常数。温度和波长等条件一定时，ε仅与吸光物质本性有关，而与其浓度c和光程长度b无关；②可作为定性鉴定的参数；③同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。ε越大表明该物质对某波长的光吸收能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。ε代表测定方法的灵敏度。（3）透光度(透光率)T:描述入射光透过溶液的程度,取值范围0～100%。吸光度A与透光度T的关系:A＝εbcT=1

5、0-εbc例:1.有一溶液,在λmax=310nm处的透光率为87%,在该波长处时的吸光度为多少？解：T＝87％；A＝－lgT＝－lg87％＝0.062.已知苯胺的λmax=280nm,ε=1430,有一含苯胺的水样,在1cm比色皿中测得吸光度为0.52,求该水样中苯胺的含量。（以mg/L表示)解:3.某有色化合物的0.0010%水溶液,在510nm处,用3cm比色皿测得吸光度为A=0.57,已知摩尔吸光系数为2.5×103L/mol.cm,求该有色配合物的摩尔质量。解：4.偏离朗伯—比耳定律的原因朗伯—比耳定律知,吸光度与溶液的浓度成正比,即A～C呈线性关系,标准曲线法测定未知溶液的

6、浓度时发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯—比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：（1）物理性因素朗伯—比耳定律的前提条件之一是入射光应为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。(2)化学性因素朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用。故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液(浓度大,易发生偏离)。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时,使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。5.显色反应及显色反应条件的选择（1）对显色反应的要求：灵敏度高、选择性高、生成物稳定、显色剂在测定

7、波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之差：“对比度”，要求△>60nm。⑵显色反应条件的选择①显色剂用量：选择吸光度A与显色剂用量的关系变化平坦处。②反应体系的酸度在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。③显色时间与温度:实验确定④溶剂：一般尽量采用水相测定。⑤共存离子干扰的消除a.加入掩蔽剂b.选择适当的显色反应条件c.分离干扰离子6.测定条件的选择（1）选择适当的入