分光光度分析法辅导

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1、紫外-可见吸收光谱分析技术(冶金分析版)中实国金国际实验室能力验证研究中心2010－6分析测试人员所从事某项技术工作的能力考核技术基础仪器和操作标准方法与应用数据处理书面考核书面考核书面考核试验结果考核操作考核现场考核正确使用正确结果紫外-可见分光光度分析基础前言分光光度法的特点分光光度分析的基本理论分光光度法分析条件的选择分光光度法中主要显色剂类型及其应用※分光光度法的主要测定方式分光光度计的仪器原理和结构分光光度计的仪器安装和调试前言自然界中很多物质都是有颜色的，它是因其对不同颜色的光的吸收或反射所产生。很多化合物在溶液中也常常具有不同的颜色，而且即使本身没有颜色也会因其

2、与某些试剂发生反应而显现颜色。同时这些颜色的深浅与物质的浓度有关，因此人们便利用比较颜色深浅来测定物质的含量。这就是古老的比色分析法。最初采用目视比色，接着出现了光度计，采用了光电比色法。随着科学技术的发展和人们对物质选择性吸收不同波长光的深入研究，出现了各种类型、性能优越的分光光度计和高灵敏显色体系，发展成为目前广为应用的紫外-可见分光光度分析技术。分光光度法的特点分光光度法是采用分光器(棱镜或光栅)获得纯度较高的单色光，是基于物质对单色光的选择性吸收来测定物质组分的分析方法。分光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、操作简便、适用范围广、所需仪器简单价廉等特点：(1)灵敏

3、度高，用于微量组分的测定，其浓度下限为10-5~10-6mol/L，测定下限可达10-3%~10-4%。(2)准确度和稳定性较好，尽管准确度不及滴定分析法和重量分析法，但精密测量,相对误差可在1~2%,适合低含量成分测定。(3)操作简便快速，该法主要包括试样的溶解,被测组分的显色和吸光度的测量三部分,一般可不经分离直接测定。(4)适应范围广，不仅能测定微量组分，也能测定含量较高的组分，例如采用差示分光光度法或光度滴定法等。(5)所需仪器简单价廉，所采用的分光光度计是各实验室广泛使用的仪器。分光光度分析的基本理论1、分光光度分析的原理光是一种电磁波，具有波动性，能产生折射、衍射、

4、偏振和干涉等现象(光波)。同时具有微粒性，能产生光电效应(光子)。—普朗克公式.理论上，将具有某一波长的光称为单色光，由不同波长的光组成的光称为复合光。人眼能产生颜色感觉的光区称为可见光区，其波长范围约为380～760nm。200～380nm范围的光称为近紫外光。具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐射显示选择吸收的特性。有色物质的溶液对不同波长的入射光线有不同程度的选择性吸收。分光光度法就是基于这种物质对电磁辐射的选择性吸收的特性而建立起来分析法，属于分子吸收光谱法。在冶金分析上广为应用的是紫外-可见分光光度法。碳硫分析属于红外吸收光谱法。2、物质的颜色和光的选择性吸收普朗克

5、公式光子的能量E决定于光的频率：E＝h·＝h·c/式中:E为光子能量,J；h为普朗克常数(6.626×10-34J·s)分子吸收光谱形成中所吸收的能量与电磁辐射的频率成正比，符合普朗克条件：E＝E2－E1＝h＝h·c/式中，为辐射频率；c为光速；为波长。当分子吸收了外来辐射能之后,它的能量变化E,为其振动能变化(E振)、转动能变化(E转)、电子运动能量变化(△E电子)的总和，即：E＝E振+E转+E电子其中：E电子最大，一般在1～10eV。若设E电子为5eV，相应的吸收光谱中被吸收光波的波长应该是：＝hc/E电子＝2.48×10-5cm＝248

6、nm因此，由于分子内部电子能级变化而产生的光谱位于紫外区或可见区及红外区内。3、光吸收的基本定律有色溶液对光的吸收程度，与该溶液的液层厚度、浓度以及入射光的强度等因素有关。朗伯-比尔定律—光吸收的基本定律如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度(A)与液层厚度及溶液的浓度有关。其定量关系式为：式中：I0为单色光通过待测溶液前的强度；I为单色光通过待测溶液后的强度；K为吸光系数,为一常数。其数值与溶液的性质及入射光波长有关；c为待测物质的浓度；l为待测溶液的厚度上式:称作朗伯-比尔定律，它是分光光度分析的定量基础。这个关系式仅适用于单色光及均匀非散射的液体、固体和气体。朗伯-比尔定

7、律—是由表示液层厚度和光吸收关系的朗伯定律(A=lgI0/I=K1l)及表示溶液浓度与光吸收关系的比尔定律(A=lgI0/I=K2c)合并而得。分光光度分析是建立在朗伯-比尔定律关系式上，此时吸光度与浓度呈线性关系。但也有发生偏离情况，必须引起注意。在吸光光度分析中,导致偏离朗伯-比尔定律的原因很多，但基本上可分为物理和化学两个方面。属于物理原因的主要是入射光的单色性不纯所造成的；属于化学方面的主要是由于溶液本身化学变化所造成的。即导致偏离朗伯-比尔定律的原因多为：a.单色光不纯b.溶液本身