室内环境检测及材料检测.ppt

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1、第一章分光光度法一、概述在化验分析中，经常遇到微量组分的测定，目前化验室中测量微量组分，最普遍使用的是比色和分光光度法。本节着重介绍比色分析法的原理和影响比色分析的因素。何谓比色分析法？我们知道许多物质都是具有颜色的。例如MnO4-为紫色，Fe3+与SCN-形成的[Fe(SCN)3]为红色。当含有这些物质的溶液浓度改变时，溶液颜色的深浅度也就随着改变。溶液越浓颜色愈深，溶液越稀颜色愈浅。因此可以利用比较溶液颜色的深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量，这种方法称为比色分析法。由此可见用比色分析法进行测定时,被测物质的

2、溶液必须是有颜色的，但大多数情况下被测物质是无颜色的，而可使它们在一定条件下与适当的试剂反应转变为有色物质，然后再比较溶液颜色的深浅来测定物质的含量。因此比色分析法一般要经过两个步骤:一、选择适当的显色剂,使被测组分,转变为有色物质,称为显色阶段;二、选择最佳条件测定溶液的深浅度，称为比色阶段。二、基本原理（一）溶液颜色与光吸收的关系物质呈现的颜色与光有着密切的关系。不同波长的可见光可使眼睛能引起不同颜色的感觉。日常所见的白光如日光，白炽灯光都是混合光，即它们是由波长400～760nm的电磁波按适当强度比例混合而成

3、的。这段波长范围的光是人们视觉可觉查到的，所以称为可见光。当电磁波的波长短于400nm时称为紫外光，长于760nm时称为红外光，它们是人们视觉觉查不到的光。不同波长的可见光引起人们不同的视觉。但是由于人们视觉的分辨能力所限，人们看到的某种颜色光是介于一个波长范围的光。为了更精确的说明物质具有选择性吸收不同波长范围光的性能，通常用光吸收曲线来描述。其方法是将不同波长的光依次通过一定浓度的有色溶液，分别测出它们对各种波长光的吸收程度，用吸光度A、光密度D或消光度E表示。然后以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，画出曲线，所

4、得曲线称为光的吸收曲线。（二）光的吸收定律光的吸收定律也称为朗伯-比耳定律。朗伯定律是说明光的吸收与吸收层厚度成正比。比耳定律是说明光的吸收与溶液浓度成正比。如果同时考虑吸收层的厚度与溶液的浓度对单色光吸收率的影响，则得朗伯-比耳定律。它是比色分析的理论基础。A=kcL式中：A-----表示吸光度；c-----溶液浓度；L-----溶液厚度；k-----比例常数，它与入射光的波长和物质性质有关而与光的强度、溶液的浓度及溶层厚度无关。（三）光吸收定律的适用范围朗伯定律和比耳定律的使用都有一定的条件，在应用朗伯-比耳定

5、律是应注意其使用范围。朗伯定律对于各种有色的均匀溶液都是适用的。但对比耳定律只在一定浓度范围内适用，吸光度A和浓度才成直线关系。在比色分析中，常利用这种直线关系测定物质含量。测定方法是：配制一系列不同浓度的标准溶液，在一定条件下显色，使用同样厚度的比色皿，测定吸光度，然后以浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标做图，得一条直线，称为工作曲线或标准曲线。在同样条件下测出试样溶液的吸光度，就可以从工作曲线上查出试样溶液的浓度c1。如图所示。AA.正偏离负偏离c1cc标准曲线标准曲线弯曲但在实际工作中经常发现曲线不成直线的情况，

6、特别是当吸光物质的浓度高时，明显的表现标准曲线向上或向下偏离。这种情况称为偏离朗伯-比耳定律现象。在一般情况下，如果偏离朗伯-比耳定律的程度不太严重仍可用于比色分析，偏离严重则不能，否则将引起较大的误差。引起偏离朗伯-比耳定律的原因有以下二点：（1）入射光非单色光，严格讲朗伯-比耳定律只适用于单色光。但实际上目前各种方法所得到的入射光，实际上是一定波长范围内的光，因而产生了对朗伯-比耳定律的偏离。（2）溶液中的化学反应，溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新的化合物或互变异购体等的化学变化而改变了浓度，因而导致对朗

7、伯-比耳定律的偏离。三、比色条件的选择和误差来源比色分析是利用生成有色化合物的反应来进行分析的方法，因此首先要选择合适的显色反应，然后进行比色测定。比色测定条件包括“显色”和“测定”两部分。在解决以上问题时，必须从显色反应灵敏度与选择性两方面考虑。（一）显色反应在比色分析中，生成有色化合物的反应有络合反应，氧化还原反应等。其中以络合反应应用最广泛。故比色分析中所用显色剂大多是络合剂。用于分析的显色反应，必须满足以下条件：（1）显色反应选择性要高，生成的有色络合物的颜色必须较深。（2）有色络合物的摩尔吸光系数愈大，比

8、色测定的灵敏度就愈高。（3）有色络合物的离解常数要小，有色络合物的离解常数愈小，络合物就愈稳定，络合愈稳定，比色测定的准确度就愈高，并且还可以避免或减少试样中其他离子的干扰。（4）有色络合物的组成要恒定。选择良好的显色剂是提高比色测定灵敏度和准确度的重要因素。但是更重要的是要从理论上了解和分析显色所需要的条件。（二）显色条件的选择1、显色剂的用量显色反应可用