紫外可见分光光度法.doc

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1、紫外可见分光光度法——光的吸收定律一.Lambert-Beer定律——光吸收基本定律  “Lambert-Beer定律”是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度(c)和液层厚度(b)间的关系的定律,是光吸收的基本定律,是紫外-可见光度法定量的基础。  Lambert定律——吸收与液层厚度(b)间的关系  Beer定律——吸收与物质的浓度(c)间的关系  “Lambert-Beer定律”可简述如下:  当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池(或气体、固体)时,光的一部分被溶液吸收,一部分透过溶液,一部分被吸收池表面反射;  设:入射光强度为Io,吸收光

2、强度为Ia,透过光强度为It,反射光强度为Ir,则它们之间的关系应为:  Io=Ia+It+Ir      (4)  若吸收池的质量和厚度都相同,则Ir基本不变,在具体测定操作时Ir的影响可互相抵消(与吸光物质的c及b无关)  上式可简化为:        Io=Ia+It          (5)  实验证明:当一束强度为I0的单色光通过浓度为c、液层厚度为b的溶液时,一部分光被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为  It,则  它们之间的关系为:称为透光率,用T%表示。称为吸光度,用A表示  则          A=-lgT=K·b·c           

3、   (7)  此即  Lambert-Beer  定律  数学表达式。  L-B定律可表述为:当一束平行的单色光通过溶液时,溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(C)和厚度(b)的乘积成正比。它是分光光度法定量分析的依据。  二.吸光度的加和性  设某一波长(l)的辐射通过几个相同厚度的不同溶液c1,c2...... cn,其透射光强度分别为 I1, I2...... In,根据吸光度定义:这一吸光体系的总吸光度为  而各溶液的吸光度分别为:吸光度的和为:即  几个(同厚度)溶液的吸光度等于各分层吸光度之和。如果溶液中同时含有 n 中吸光物质,只要各组分之间无相互作用

4、(不因共存而改变本身的吸光特性),则:A = K1C1 b1+ K2C2 b2+⋯⋯ KnCn bn= A1+ A2+⋯⋯+ An    (10)应用:①进行光度分析时,试剂或溶剂有吸收,则可由所测的总吸光度 A 中扣除,即以试剂或溶剂为空白的依据;    ②测定多组分混合物;    ③校正干扰。三.吸光系数  Lambert-Beer  定律中的比例系数“K ”的物理意义是:吸光物质在单位浓度、单位厚度时的吸光度。一定条件(T、 l 及溶剂)下, K 是物质的特征常数,是定性的依据。K 在标准曲线上为斜率,是定量的依据。常有两种表示方法:1.摩尔吸光系数(e):

5、当 c用mol/L、b 用cm为单位时,用摩尔吸光系数 e  表示,单位为L/mol·cm              A = e ·b·c                (11)e 与 b及 c 无关。e 一般不超过105数量级,通常: e  >104为强吸收;e <102为弱吸收;102 > e  >104为中强吸收。吸收系数不可能直接用1mol/L浓度的吸光物质测量,一般是由较稀溶液的吸光系数换算得到。2.吸光系数当 c 用g/L,b 用cm为单位时,K 用吸光系数 a 表示,单位为L/g·cm              A = a·b·c          

6、     (12)e 与 a 之间的关系为:   e = M ·a                (13)e ——通常多用于研究分子结构a——多用于测定含量。四.引起偏离Lambert-Beer  定律的因素根据 L-B  定律,A与c的关系应是一条通过原点的直线,称为“标准曲线”。但事实上往往容易发生偏离直线的现象而引起误差,尤其是在高浓度时。导致偏离L-B定律的因素主要有:1.吸收定律本身的局限性事实上, L-B  定律是一个有限的定律,只有在稀溶液中才能成立。由于在高浓度时(通常 C >0.01mol/L),吸收质点之间的平均距离缩小到一定程度,邻近质点彼此

7、的电荷分布都会相互受到影响,此影响能改变它们对特定辐射的吸收能力,相互影响程度取决于C,因此,此现象可导致 A与 C 线性关系发生偏差。此外,   ( n 为折射率)只有当 c £ 0.01mol/L(低浓度)时,n 基本不变,才能用e 代替e真 。  2.化学因素    溶液中的溶质可因 c 的改变而有离解、缔合、配位以及与溶剂间的作用等原因而发生偏离 L-B 定律的现象。  例:在水溶液中,Cr(Ⅵ)的两种离子存在如下平衡Cr2O42-+H2O⇌2CrO42-+2H+  Cr2O42-、CrO42-  有不同的 A 值,溶液的 A  值是二种离子的

8、 A 之和

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