文档介绍：分光光度法的应用
第12章分光光度分析法
概述
光吸收基本原理
光度分析的方法和仪器
显色反应和显色条件
仪器测量误差和测量条件
概述
基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为分光光度分析法,包括比色法和吸光光度法。主要有:红外、紫外和可见分光光度分析法。
红外吸收光谱:分子振动光谱,1000 m ,主要用于有机化合物结构鉴定。
紫外吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围200400 nm(近紫外区) ,可用于结构鉴定和定量分析。
可见吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围400750 nm ,主要用于有色物质的定量分析。
本章主要学习紫外可见分光光度法。
分光光度法的特点
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、操作方便、快速。
溶液颜色与光吸收的关系
主要用于测定试样中的微量组分。
光是一种电磁波,具有波粒二象性。
光的波动性:波长、频率、光速c、波数(cm-1)等参数来描述= c ; 波数= 1/ = /c
光的粒子性:能量来描述,光是由光子流组成,光子的能量: E = h = h c /
(Planck常数:h= × 10 -34 J × S )
下表所示为各种频率及波长的电磁波谱。
微波光谱、电子顺磁共振
分子转动
电子自旋
~100
1011~108
微波
红外吸收光谱
分子振动
~1000μm
×1014~1011
红外
近红外吸收光谱
分子振动
~
×1014~×1014
近红外
400~750nm
×1014~×1014
可见
紫外-可见吸收和发射光谱
200~400nm
1015~×1014
紫外
远紫外吸收光谱、光电子能谱
价电子和非
键电子跃迁
10~200nm
1016~1015
远紫外
X射线吸收、发射、衍射、荧光光谱、光电子能谱
内层电子跃迁
10-3~10nm
1020~1016
X射线
光波类型
跃迁类型
波长
频率/Hz
区域
可见光是指眼睛能够感觉到的那一小段光,是电磁波中一个很小的波段(400~750nm)。日常所见的日光、白炽光,都是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同波长的光所组成的复合光。
由不同波长的光组成的光称为复合光。不仅七种单色光可以混合成白光,两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合也可得到白光。这两种单色光称为互补色。
将不同波长的单色光依次通过一定的有色溶液,分别测出对各种波长的光的吸收程度(用A表示),以波长为横坐标,吸光程度为纵坐标作图,就得到吸收曲线,或者叫做吸收光谱曲线。
,在可见光范围内,KMnO4溶液对波长525nm附近的绿色光有最大吸收,,称为最大吸收波长,常用λ最大或λmax表示,,选
A
用不同浓度的某种溶液,最大吸收波长也是固定不变的,说明光的吸收与溶液中物质的结构有关.
其中KMnO4的浓度大小为:a<b<c<d,可见浓度越大吸收程度也越大,
光吸收基本定律
设入射光强度为I0,吸收光强度为Ia,透射光强度为 It,反射光强度为Ir,则:
I0 = Ia + It + Ir
由于反射光强度基本相同,其影响可相互抵消,上式可简化为: I0 = Ia + It
透光度:透过光的强度It与入射光强度I0之比,用T表示:
吸光度: 为透光度倒数的对数,用A表示:
朗伯(Lambert)和比耳(beer)分别于1760年和1852年研究了光的吸收与有色溶液按层的厚度及溶液浓度的定量关系,奠定了分光光度分析法的理论基础。
1. 朗伯定律
-dI=k1Idb lgI0/I=K2b
-dI=k3Idc lgI0/I=K4c
2. 比耳定律
-比耳定律
式中A:吸光度;描述溶液对光的吸收程度;
b:液层厚度(光程长度),通常以cm为单位;
c:溶液的摩尔浓度,单位mol·L-1
K是比例常数,与入射光波长,溶液的性质和温度有关.
应用朗伯-比耳定律时应注意:(1)朗伯-比耳定律不仅适用于有色溶液,也可适用于其他均匀非散射的吸光物质(包括液体、气体和固体);(2)该定律应用于单色光,既适用于可见光,也适用于红外光和紫外光,是各类吸光光度法的定量依据;(3)吸光度具有加和性,是指溶液的总