光学式分析法.ppt

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1、光学分析法的基本知识一、概念光学式分析方法：基于被测成分的某些光学特性采用适当的装置，对被测成分进行定性或定量分析的方法光学特性：如吸收光波、发射光波、反射光波、散射光波等本质：研究物质的成分与辐射能之间的关系优点：快速、准确、灵敏、操作简便，特别适合于微量和痕量分析，占分析仪器的30－40％分类：比色分析法、分光光度法、光谱分析法、浊度分析法等二、光的本质1.波粒二象性波动性：C＝λ×ν10~390nm紫外光390~770nm可见光波长范围770~106nm红外光粒子性E=hν；两能级差ΔE=Em-En=hν共振线：

2、原子能态从第一激发态跃迁回基态时发射的谱线特点：在发射光谱中，共振线是最强的谱线，及灵敏线。分子能级：电子能级、分子的振动能级及转动能级构成共振吸收：把原子从基态激发到第一激发态吸收能量的过程三、物体的颜色当光照射物体时，组成物体微粒与光发生作用，可有以下几种现象：反射或散射光透射过物体光被吸收物体颜色与这些现象有关不透明物体其颜色由反射光决定对于透明或半透明物体颜色，是由透射、反射、或散色光的颜色决定互补色：白光照射物体，吸收光与未被吸收光可以互相补充组成白色物体白光下呈现的颜色是被该物体吸收的色光互补色四、光的吸收

3、定律（一）比耳-朗伯定律入射光I0透射光IT透光率T：吸光度A（消光度或光密度）：或（二）比尔定律的应用等吸光度法：调节溶液的厚度,使吸光度相等A标=A样即：KL1C1=KL2C2C2=KL1C1/L2等厚度法：溶液厚度相同,吸光度与吸光物质的浓度成正比示差法：用已知接近试样浓度的标准液做空白参比液五、影响分析精度的因素方法误差：由分析方法决定的溶液浓度的影响:在浓度较高时，浓度与吸光度偏离比尔定律。操作条件的影响：显色反应过程中，显色剂的用量、溶液的pH值、温度和显色时间等都对光的吸收有一定影响。严格控制操作条件，保

4、证标准试样与被测试样操作条件一致，才可提高测量准确度。AC干扰物质的影响：干扰物本身颜色干扰物与显色剂生成有色物质干扰物与金属离子、显色剂生成稳定的无色物质消除办法添加掩蔽剂或将干扰物质从溶液中分离出去仪器误差：光源的不稳定：电压或电流波动引起误差。解决办法：采用恒流源或双光路系统。光的单色性的影响：提高仪器的灵敏度和分析准确度，采用被测物质的最大吸收单色光，光的单色性越好分析精度越高。滤光片的单色光比棱镜或光栅的单色性差，另外狭缝越宽光的单色性越差，但过窄光线太弱，不能满足测量的需要，光电元件的光电转换特性的影响：光

5、电元器件光电池、光电管、光电倍增管等长期使用的老化及强光照射的疲劳现象都影响光电转换的关系比色皿的影响：同组比色皿的材质、厚度、长度应相同，不要混用不同仪器的比色皿，在紫外区时用石英比色皿。光电比色计和分光光度计的主要部件分析仪器组成：由光源、单色光器、比色皿、光电元件和检测显示等组成一、光源可见光区和红外区：用钨丝白炽灯紫外区：氢弧灯或氘灯λ(nm)相对能量%020406080300500700900100180~400nm交流4V8A直流350V→80V工作电流300mAλ(nm)相对能量%020406080200

6、300400500100λ(nm)相对能量%0255075200300100二、单色光器定义：用来获得单色光的器件滤光片、棱镜、光栅1.滤光片:由有色玻璃制成作用：当复合光透过滤光片时，经滤光片选择性吸收，其透色光为一近似的单色光。滤光片质量：用最大透光度T和T/2两点间的波长差Δλ衡量，其值越小越好，常规值在30~100nm，干涉滤光片其值可小于5nm复合滤光片:由两块有色玻璃联合使用λ(nm)TTmaxTmax/2λ(nm)T滤光片选择:滤光片透光率最大的波长与溶液最大的吸收波长相同或相近互补原则、根据已知的被测物

7、质的最大吸收波长选择滤光片、曲线法用普通光学玻璃制作其玻璃的透光范围在300nm以上；紫外区用石英玻璃2.棱镜:利用棱镜的散射作用，结合其他光学器件可获得多种单色光当i1＝i2΄时，δ最小，即最小偏向角i1i2δ偏向角i2΄i1΄ABCEF3.光栅由刻有大量等宽、等距、平行线条的光学玻璃特点：1cm内可达万条以上刻痕都相当于不易透光的毛玻璃利用光的衍射和干涉现象进行分光的满足产生明条纹光栅常数衍射角衍射光的波长光谱级次三、光电元件作用：将光能转换成电能，转换方法基于光电效应.光电效果：光是由能量为hv的粒子流组成，其打

8、到不同性质的光电元件材料上时，可产生不同的光电效应。1.外光电效应：在光线照射下，电子由物体表面逸出。如光电管和光电倍增管。2.阻挡层光电效应：在光线作用某物体上，在物体上产生一定方向的电动势的现象。如光电池。3.内光电效应：在光的作用下，物体的电阻率发生改变的现象。如光敏电阻。应用：光电比色计、分光光度计的光电转换元件有光电管、