文档介绍：第10章
可见光分光光度法
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可见光分光光度法基本原理
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1 概述
分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同,可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。
特点:
*灵敏度较高,适用于微量组分的测定。但相对误差较大(2~5%)。
*具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点,为常规的仪器分析方法。
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(1)光的基本性质
光是一种电磁波。所有电磁波都具有波粒二象性。光的波长、频率与光速c的关系为:
×108m·s-1。
光子的能量与波长的关系为:
式中E为光子的能量;为频率;h为普朗克常数,×10-34J·S。
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电磁波谱
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表电磁波谱范围表
光谱名称 波长范围跃迁类型分析方法
X射线 10-1~100nm K和L层电子 X射线光谱法
远紫外光 10~200nm 中层电子真空紫外光度法
近紫外光 200~400nm 外层电子紫外光度法
可见光 400~750nm 外层电子比色及可见光度法
近红外光 ~m 分子振动近红外光谱法
中红外光 ~m 分子振动中红外光谱法
远红外光 ~1000m 分子转动和振动远红外光谱法
微波 ~100cm 分子转动微波光谱法
无线电波 1~1000m 核的自旋核磁共振光谱法
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(2) 物质的颜色与光的关系
单色光(monochromatic light)只具有一种波长的光。
混合光由两种以上波长组成的光。
白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。
物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的。例如:硫酸铜溶液因吸收白光中的黄色光而呈蓝色;高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。因此,物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。
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如果把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合也可以得白光,这两种光就叫互补色光。
如果吸收光在可见区,吸收光的颜色与透过光的颜色为互补关系,物质呈现透过光的颜色。
如果吸收光在紫外区,则物质不呈现颜色
光的互补性与物质的颜色
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吸收光谱(absorption spectrum)或吸收曲线
测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图。
KMnO4溶液对波长525nm附近的绿色光吸收最强,而对紫色光吸收最弱。光吸收程度最大处的叫做最大吸收波长,用max表示。不同浓度的KMnO4溶液所得的吸收曲线都相似,其最大吸收波长不变,只是相应的吸光度大小不同。
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E=h•v=h(C/)
分子的吸收光谱是与其相应的电子能级特征相关的。同时也与振动和转动能级有关。
分子的光吸收机理
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2 光的吸收定律—Lambert-beer定律
(1) 朗伯—比尔定律
当一束平行的单色光照射到有色溶液时,光的一部分将被溶液吸收,一部分透过溶液,还有一部分被器皿表面所反射。设入射光强度为I0,透过光强度为It,溶液的浓度为c,液层宽度为b,经实验表明它们之间有下列关系:
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