无机与分析化学 教学课件 作者 王英健 尹兆明 主编第10章 分光光度法和气相色谱法.ppt

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1、第10章分光光度法和气相色谱法1.分光光度法和气相色谱法的产生、分类、特点；2.掌握分光光度法和气相色谱法的基本原理；3.熟悉分光光度计和气相色谱仪的类型、工作原理、结构及使用方法；4.掌握分光光度法和气相色谱法测量条件的选择、定性分析和定量分析；5.通过实验训练能操作常见的分光光度计和气相色谱仪，完成实际分析任务。学习指南第10章分光光度法和气相色谱法10.1分光光度法原理10.2分光光度计10.3气相色谱法原理10.4气相色谱仪10.1分光光度法原理【能力目标】能根据朗伯-比尔定律计算被测物质的含量；会

2、选择合适的显色剂及显色条件。【知识目标】了解物质对光的选择性吸收的原理；了解偏离朗伯-比尔定律的因素；掌握紫外-可见分光光度法的基本原理；掌握朗伯-比尔定律，以及吸光系数的意义。10.1分光光度法原理10.1.1光吸收定律10.1.2测定条件的选择光具有波粒二象性。具有同一波长的光称为单色光，包含不同波长的光称为复合光。通常将波长范围很窄的复合光作为单色光。人们把能对人的视觉系统产生明亮和颜色感觉的电磁辐射称为可见光，波长为380～780nm。单一颜色的光并不是单色光。把两种特定颜色的光按一定比例混合就可以

3、得到白光，这两种特定颜色的光称为互补色光。10.1分光光度法原理分光光度法具有仪器简单、操作便捷、分析速度快、易于普及推广；灵敏度高，适于测定低含量及微量组分，适宜测定的含量范围为0.001%~0.1%；准确度高、选择性好，相对误差一般为1%~3%。分光光度法在石油化工工业分析及环境监测中占有重要地位，主要用于无机元素的测定。10.1.1光吸收定律10.1.1.1物质对光的选择性吸收10.1.1.2光的吸收定律10.1.1.3显色反应凡是按波长顺序排列的电磁辐射都称为光谱。通常把吸光物质对电磁辐射吸收时其透

4、射光的光谱称为吸收光谱。若吸光物质是分子或离子团，则将其吸收光谱称为分子吸收光谱；若吸光物质是原子蒸气，则将其吸收光谱称为原子吸收光谱。分子吸收光谱分为紫外吸收光谱（200~380nm）、可见吸收光谱（380~780nm）、红外吸收光谱（0.78~25μm）和远红外吸收光谱（25~1000μm）。10.1.1.1物质对光的选择性吸收保持待测物质溶液浓度和吸收池厚度不变，测定不同波长下待测物质溶液的吸光度A（或透射比T），以波长λ为横坐标，吸光度A（透射比T）为纵坐标，绘制得到的曲线称为吸收光谱，又称为吸收曲

5、线。它能清楚地描述物质对一定波长范围光的吸收情况。图10-2KMnO4溶液的吸收光谱图吸光度最大处的波长称为最大吸收波长，用符号λmax表示。在λmax处测得的摩尔吸光系数为εmax，εmax可以更直观地反映用吸光光度法测定该吸光物质的灵敏度。对同一物质，浓度不同时，同一波长下的吸光度A不同，最大吸收波长的位置和吸收光谱的形状相似。对于不同物质，由于它们对不同波长光的吸收具有选择性，因此它们的λmax的位置和吸收光谱的形状互不相同，可以据此对物质进行定性分析。对于同一物质，在一定的波长下，随着浓度的增加，吸

6、光度A也相应增大。而且由于在λmax处吸光度A最大，在此波长下A随浓度的增大最为明显，可以据此对物质进行定量分析。10.1.1.2光吸收定律（1）朗伯-比尔定律当一束平行的单色光通过一均匀、非散射和反射的吸收介质时，由于吸光物质与光子的作用，一部分光子被吸收，一部分光子透过介质。I0为入射光强度，It为透过的光强度。透射光强度It与入射光强度I0之比称为透射比（或透光度），用T表示。透射比倒数的对数称为吸光度，用A来表示。当一束平行的单色光垂直入射通过一均匀、各向同性、非散射和反射的吸收介质时，它的吸光度与

7、介质中吸收物质的浓度及吸收介质的光路长度成正比，这就是朗伯-比尔定律，又称为光吸收定律。吸光系数是指待测物质在单位浓度、单位厚度时的吸光度，用K来表示。按照使用浓度单位的不同，可分为质量吸光系数、摩尔吸光系数和比吸光系数。吸光系数K与吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素有关。例10-1用1，10-菲啰啉分光光度法测定铁，配制铁标准溶液浓度为4.00μg/mL，用1cm的比色皿在510nm波长处测得吸光度为0.813，求铁(Ⅱ)一菲啰啉配合物的摩尔吸光系数。解：吸光度具有加和性。当一束平行单色辐射，垂直入射

8、，通过几种彼此不起反应的物质所组成的吸收介质时，若该吸收介质的入射、出射面是互为平行的平面，且它内部是各向同性的、均匀的、不发光不散射的，则该吸收介质总的吸光度等于几种特征吸光度的总和，即吸光度具有加和性。可用下式表示当吸收池的厚度恒定时，以吸光度对浓度作图应得到一条通过原点的直线。当吸光物质浓度较高时，明显地看到通过原点向浓度轴弯曲的现象（个别情况向吸光度轴弯曲）。这种情况称为偏离朗伯-比尔定律。若在曲线弯曲部