分光光度法基本原理简介分光光度法（spectrophotometry）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，可分为紫外分光光度法、可见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（1~10μg·L-）的测定；误差较大，相对误差达到2~5%。1.物质的颜色与吸收光的关系电磁波谱：X射线0.1~100nm远紫外光10~200nm近紫外光200~400nm可见光400~760nm近红外光750~2500nm中红外光2500~5000nm远红外光5000~10000nm微波0.1~100cm无线电波1~1000m日光紫蓝青绿黄橙红
1 分光光度法基本原理简介 分光光度法（spectrophotometry）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，可分为紫外分光光度法、可见 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 (1~10g·L-1)的测定； 误差较大，相对误差达到2~5%。 2 电磁波谱： X射线 0.1~100 nm 远紫外光 10~200 nm 近紫外光 200~400 nm 可见光 400~760 nm 近红外光 750~2500 nm 中红外光 2500~5000 nm 远红外光 5000~10000 nm 微 波 0.1~100 cm 无线电波 1~1000 m 1.物质的颜色与吸收光的关系 日光：紫 蓝 青 绿 黄 橙 红
复合光：由各种单色光组成的光。如白光（太阳光）单色光：只具有一种波长的光。要求：2=±2nm。互补色光：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到白光，这两种光就叫互补色光。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。如：CuSO，呈兰色。物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系日光的互补：蓝<>黄光O互补光650-760nm红400~450nm600~650nm紫橙日光450~480nm蓝580~600nm青蓝480~490nm500~580nm青490-500nm2014-11-3
2014-11-3 3 复合光：由各种单色光组成的光。如白光(太阳光) 单色光：只具有一种波长的光。 要求：=2nm。 互补色光：如果把两种适当颜色的光按一定的强度比例混合也 可以得到白光，这两种光就叫互补色光。 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。如：CuSO4呈兰色。 物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。 光的互补：蓝 黄 日 光 2014-11-3 4 日光 红 黄 青 绿 蓝 紫 青蓝 橙 650~760nm 450~480nm 580~600nm 480~490nm 600~650nm 500~580nm 400~450nm 490~500nm 互补光
2.物质的吸收曲线M+热M+hyM*-M+荧光或磷光基态激发态Ei(△E)E2AE=E, - E,=h v各能级是量子化；选择性吸收；分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同；2014-11-3用不同波长的单色光照射，测定吸光度，如果以波长为横坐标，吸光度为纵坐标即可得一条曲线称为吸收曲线（α~A曲线）06x=510nm0.50.4A 0.30.20.1400450500550600650波长（nm）吸收曲线吸收曲线清楚地描述了物质对光的吸收情况
2014-11-3 5 2.物质的吸收曲线 M + 热 M + 荧光或磷光 E = E2 - E1 = h 各能级是量子化 ；选择性吸收; 分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同； M + h M * 基态 激发态 E1 （△E） E2 6 用不同波长的单色光照射，测定吸光度，如果以波长为 横坐标，吸光度为纵坐标即可得一条曲线称为吸收曲线（ ~A 曲线）。 吸收曲线清楚地描述了物质对光的吸收情况。 吸收曲线 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 400 450 500 550 600 650 波长（nm） A max=510 nm
（1）不同物质吸收曲线的形状和吸收波长不同531545U4ACr20%MnO4440400420440460480500520540560580600入吸收曲线（2）同一物质对不同波长光的吸光度不同；同一物质不同浓度，其吸收曲线形状相似。MneA400420440460480500520540560580600入吸收曲线是特性的，可以提供物质的结构信息，作为物质定性分析的依据之一；吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据：
7 （1）不同物质吸收曲线的形状和吸收波长不同。 MnO4 - 531 吸收曲线 2014-11-3 8 （2）同一物质对不同波长光的吸光度不同；同一物质不同浓 度，其吸收曲线形状相似。 吸收曲线是特性的，可以提供物质的结构信息，作为物质定 性分析的依据之一；吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的 重要依据
3.光的吸收定律朗伯-比耳定律吸光度A：物质对光的吸收程度。定义：A=lg (I/1)A越大，表示对光的吸收越大，透过光越弱。1760年朗伯(Lambert)阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系：Aαb1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系：Aαc二者的结合称为朗伯一比耳定律，Aαcbc
9 3.光的吸收定律——朗伯-比耳定律 吸光度A ：物质对光的吸收程度。 定义： A＝lg（I0 /It) A越大，表示对光的吸收越大，透过光越弱。 10 1760年朗伯(Lambert)阐明了光的吸收程度和吸收层 厚度的关系：A∝b • 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物 浓度之间也具有类似的关系：A∝c 二者的结合称为朗伯—比耳定律， A∝bc
朗伯一比耳定律数学表达式：A=lg(l/l)=ebc式中：A，吸光度，无量刚：b，液层厚度（光程长度)，cm；c，溶液的浓度，mol·L-；e称为摩尔吸光系数，L·mol-1·cm-"，仅与入射光波长、溶液的性质及温度有关，与浓度无关。上式表明：当一束单色光通过溶液时，其吸光度与溶液浓度和宽度的乘积成正比。1透光度（透光率）T：透过光和入射光强度之比，即T=1,/, ×100%T越大，表示对光的吸收越小。T、A、c间的关系：A= lg (I/ I) = Hg T= e b cAT% 1.0100800.8600.6400.4200.2CT、C 三者的关系
11 朗伯—比耳定律数学表达式： A＝lg（I0 /It)= εb c 式中：A，吸光度，无量刚； b，液层厚度(光程长 度)，cm； c，溶液的浓度， mol · L -1 ； ε称为摩尔 吸光系数，L·mol-１·cm-1，仅与入射光波长、溶液的性 质及温度有关，与浓度无关。 上式表明：当一束单色光通过溶液时，其吸光度与溶 液浓度和宽度的乘积成正比。 12 T、A、c间的关系： A ＝ lg（I0/It) = -lg T = εb c 透光度(透光率)T ：透过光和入射光强度之比，即 T= It /I0 ×100% T越大，表示对光的吸收越小
吸光度具有加和性：在多组分体系中，吸光度具有加和性，即A(总) = Ai + A2 +... + An= &ibc+ &2bc+...+ nbc定量测定方法一一标准曲线法其方法和步骤是：1）配制一组浓度不同的标准溶液(G、C2);2）在一定波长下，分别测定其吸光度(A1、A2....)。3）以A为纵坐标，浓度c为横坐标，绘制曲线，得到一条通过原点的直线，称为标准曲线（A-c曲线）。从标4）用完全相同的方法和步骤测定待测溶液的吸光度Ax准曲线上找出对应的浓度c值（Ax→Cx）
13 吸光度具有加和性： 在多组分体系中，吸光度具有加和性，即： A（总）＝ A1 + A2 +.+ An = ε1b c+ ε2b c+.+ εnb c 14 其方法和步骤是： 1）配制一组浓度不同的标准溶液(c 1 、 c 2 .)； 2）在一定波长下，分别测定其吸光度(A 1、A 2.)。 3）以A为纵坐标，浓度c为横坐标，绘制曲线，得到一条通过 原点的直线，称为标准曲线（A-c曲线）。 4）用完全相同的方法和步骤测定待测溶液的吸光度A x，从标 准曲线上找出对应的浓度c x值（ A x c x ）。 4. 定量测定方法——标准曲线法
C1Co空白标准溶液待测溶液BlankStandard SampleSample0.80.6标准曲线A0.40.2Cx0.800.20.40.6c(mmol/L)5.配合物配位比的测定物质的量比法：固定一种组分如金属离子M的浓度，改变配位剂R（显色剂）的浓度，得到一系列比值不同的溶液，并以相应的试剂空白作参比溶液，分别测定其A。以A为纵坐标，配位剂与金属离子的浓度比值为横坐标作图。当配位剂减少时，金属离子没有完全被配合。随着配位剂的增加，生成的配合物便不断增多。当金属离子全部被配位剂配合后，再增加配位剂，其吸光度亦不会增加了。图中的转折点不敏锐，这是由于配合物解离造成的。利用外推法可得一交叉点D，D点所对应的浓度比值就是配合物的配合比
15 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 c (mmol/L) A Ax cx 空白 标准溶液 待测溶液 Blank Standard Sample Sample c1 c2 c3 c4 cx c0 标 准 曲 线 16 5. 配合物配位比的测定 物质的量比法：固定一种组分如金属离子M的浓度，改 变配位剂R（显色剂）的浓度，得到一系列比值不同的溶液， 并以相应的试剂空白作参比溶液，分别测定其A。以A为纵坐 标，配位剂与金属离子的浓度比值为横坐标作图。当配位剂减 少时，金属离子没有完全被配合。随着配位剂的增加，生成的 配合物便不断增多。当金属离子全部被配位剂配合后，再增加 配位剂，其吸光度亦不会增加了。图中的转折点不敏锐，这是 由于配合物解离造成的。利用外推法可得一交叉点D，D点所对 应的浓度比值就是配合物的配合比
物质的量比法最大CR/CM外推法得一交点D，D点对应的浓度比值就是配合物的配合比。参见《无机及分析化学》P373页6．紫外一可见分光光度计a.目视比色法用眼睛比较溶液颜色的深浅以确定物质浓度的方法称为目视比色法。特点：设备简单、操作简便；无需单色光；准确度不高。b.分光光度计B00
17 A CR/ CM D 物质的量比法 外推法得一交点D，D点对应的浓度比值就是配合物的配合比。 参见《无机及分析化学》 P373页 A最大 a.目视比色法 用眼睛比较溶液颜色的深浅以确定物质浓度的方 法称为目视比色法。 特点：设备简单、操作简便；无需单色光；准确度不 高。 b.分光光度计 6. 紫外—可见分光光度计
仪器基本组成光源单色器样品室检测器显示器光源a.在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在共外一对现分先光度计间320~2500nm。紫外区：氢、氛灯。发射185~400nm的连续光谱。19b.单色器又称波长控制器，其作用是将光源发射的复合光分解成单色光，并可从中选出一任波长单色光的光学系统。包括狭缝、色散元件和准光装置。色散元件的作用是将复合光分解成单色光，有棱镜或光栅两种。光路示意图-101波长=700m
2014-11-3 19 仪器基本组成 光源 单色器 样品室 检测器 显示器 a. 光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具 有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。 可见光区：钨灯作为光 源，其辐射波长范围在 320～2500 nm。 紫外区：氢、氘灯。发 射185～400 nm的连续光谱。 2014-11-3 20 b.单色器 又称波长控制器，其作用是将光源发射的复合光分解成单色 光，并可从中选出一任波长单色光的光学系统。包括狭缝、色 散元件和准光装置。色散元件的作用是将复合光分解成单色 光，有棱镜或光栅两种