第三节基本原理 Lamber-Beer定律 吸光系数和吸收光谱 三、偏离Ber定律的因素 四、透光率的测量误差
第三节 基本原理 一、Lamber-Beer定律 二、吸光系数和吸收光谱 三、偏离Beer定律的因素 四、透光率的测量误差
Lamber-Beer定律:吸收光谱法基本定律 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系 Lamber定律:A∞l Beer定律:A∝C 假设一束平行单色光通过一个吸光物体 入射光强为l0 透过光强为 物体截面为S 厚度为l X=0 X=l 吸光质点数为n 图11-3光通过截面积S厚度l的吸光介质
一、Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律 ➢ 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系 假设一束平行单色光通过一个吸光物体 Beer A C Lamber A l 定律： 定律： n l S I I 吸光质点数为 厚度为 物体截面为 透过光强为 入射光强为 0
续前 ■取物体中一极薄层 设入射光强为lx 薄层的吸光质点数为dhn 不让光子通过的面积为dS=k·dn dSk·dn 光子通过薄层被吸收的几率 透过薄层减弱的光强为dlx d.k·dn k·dS 1k·n lg=E 由S=-和n=V·C
续前 ◼ 取物体中一极薄层 x x d I S k d n S d S d S k d n d n I 透过薄层减弱的光强为 光子通过薄层被吸收的几率 不让光子通过的面积为 薄层的吸光质点数为 设入射光强为 = = S k dn I dI x x − = − = I n I x x S k dS I d I 0 0 S n E I I S k n I I − = − = 0 0 ln lg l C S n n V C l V 由S = 和 = =
续前 → Lamber-Be定律表达式-lg=E.C 透光率T 吸光度A=-gT=E.C,1或T=10-4=10EC E:吸光系数 1. Lamber-Beer定律的适用条件(前提) 入射光为单色光 液是稀溶液 2.该定律适用于固体、液体和气体样品 3.在同一波长下,各组分吸光度具有加和性 应用:多组分测定 + Ab+A
续前 ➢ 讨论： 1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提） ➢ 入射光为单色光 ➢ 溶液是稀溶液 2．该定律适用于固体、液体和气体样品 3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 ✓ 应用：多组分测定 E C l I I Lamber − Beer − = 0 定律表达式 lg A T E C l I I T = − = = lg 0 吸光度 透光率 A EC l T − − 或 =10 =10 E：吸光系数 A 总 = Aa + Ab + Ac +
吸光系数和吸收光谱 1.吸光系数的物理意义: 单位浓度、单位厚度的吸光度 E 讨论: 1)E=f(组分性质,温度,溶剂,λ) 当组分性质、温度和溶剂一定,F=f(λ) 2)不同物质在同一波长下E可能不同(选择性吸收 同一物质在不同波长下E一定不同 3)E↑,物质对光吸收能力个,定量测定灵敏度↑ →定性、定量依据
二、吸光系数和吸收光谱 1．吸光系数的物理意义： 单位浓度、单位厚度的吸光度 ➢ 讨论： 1）E=f（组分性质，温度，溶剂，λ） 当组分性质、温度和溶剂一定，E=f（λ） 2）不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收） 同一物质在不同波长下E一定不同 3）E↑，物质对光吸收能力↑, 定量测定灵敏度↑ → 定性、定量依据 C l A E =
续前 2.吸光系数两种表示法: 1)摩尔吸光系数: 在一定λ下,C=1mo,L=1cm时的吸光度 2)百分含量吸光系数/比吸光系数: 在一定λ下,C=1g/100m,L=lcm时的吸光度 3)两者关系 M cm 3.吸收光谱(吸收曲线):入~A 最大吸收 最小吸收特征值→定性依据 肩峰 末端吸收
续前 2．吸光系数两种表示法： 1）摩尔吸光系数ε： 在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度 2）百分含量吸光系数 / 比吸光系数： 在一定λ下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度 3）两者关系 3．吸收光谱（吸收曲线）：λ~A 1% 1 10 E cm M = 最大吸收 最小吸收 特征值→定性依据 肩峰 末端吸收
续前 4.吸光度测量的条件选择: max 测定灵敏度高 1)测量波长的选择 m左右<>较小的△4 E →须在A下测定 2)吸光度读数范围的选择:选A=0.20.7 3)参比溶液(空白溶液)的选择 空白溶液々配制样品的溶剂 参比池<光学性质和度相同样品池 空白溶液+参比池一调节光路A参=0,7=100% 样品溶液+样品池 √注:采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰
续前 4．吸光度测量的条件选择： 1）测量波长的选择： 2）吸光度读数范围的选择： 3）参比溶液(空白溶液)的选择： 须在 下测定 左右 较小的 测定灵敏度高 max max max max → = C l A E A A 选A=0.2~0.7 样 参 调节光路 光学性质和厚度相同 样品溶液 样品池 空白溶液 参比池 ， 参比池 样品池 空白溶液 配制样品的溶剂 A A T + ⎯⎯ ⎯→ + ⎯⎯⎯⎯→ = = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ 0 100% ✓ 注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰
偏离Beer定律的因素 ∵A=E.C·l 正偏离 ■依据Beer定律,A与C关系应为 负偏离 经过原点的直线 ■偏离Beer定律的主要因素表现为 以下两个方面 √(一)光学因素 √(二)化学因素 C 吸光度(A)与浓度 (C)关系曲线
三、偏离Beer定律的因素 ◼ 依据Beer定律，A与C关系应为 经过原点的直线 ◼ 偏离Beer定律的主要因素表现为 以下两个方面 ✓ （一）光学因素 ✓ （二）化学因素 A = E C l
()光学因素 1.非单色光的影响: Beer定律应用的重要前提入射光为单色光 ■照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 ■其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应,必须保证一定的狭缝宽度 口这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度 测定波长的选择
（一）光学因素 1．非单色光的影响： ✓ Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 ◼ 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 ◼ 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 ◼ 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 ◼ 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
续前设入射光由波长为1和2光组成 入射光光强分别为lo1和l2 对应的透过光光强分别为1和2 A=-1g=-g=E.C·/→1 0 EC·l 11+12Io1·10 E,C- +l0·10 E2C· 又∵T +1 02 02 10-C1.01+02·10E2-E)c A=-1gT=E1C·-1g 01 +I·10 la1+1
续前 1 2 0 1 0 2 1 2 I I I I 对应的透过光光强分别为 和 入射光光强分别为 和 设入射光由波长为 和 的光组成 EC l E C l I I I I A T − = −lg = −lg = = 10 0 0 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 1 2 2 1 1 1 2 10 10 10 10 I I I I I I I I I I I I T E E C l E C l E C l E C l + + = + + = + + = − − − − （ ） 又 0 1 0 2 0 1 0 2 1 2 1 10 lg lg I I I I A T E C l E E C l + + = − = − （ − ）