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1、1,第八章,吸 光 光 度 法,2,化学分析：常量组分(1%), Er 0.1%0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器,化学分析与仪器分析方法比较,仪器分析：微量组分(1%), Er 1%5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器,例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)0.1mg,重量法 m(Fe2O3)0.14mg, 称不准,容量法 V(K2Cr2O7)0.02mL, 测不准,光度法 结果0.048%0.052%, 满足要求,准确度高,灵敏度高,3,8.1 吸光光度法的基本原理,特点 (p293) 灵敏度高：测定下限可达105106mol/L, 10-4%10-5%
2、 准确度能够满足微量组分的测定要求： 相对误差25 （12） 操作简便快速 应用广泛,吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。,4,1.光的基本性质 电磁波的波粒二象性,c真空中光速 2.99792458108m/s 3.0 108m/s 波长，单位：m,cm,mm,m,nm, 1m=10-6m, 1nm=10-9m, 1=10-10m 频率，单位：赫芝（周）Hz 次/秒 n折射率，真空中为1,光的传播速度:,波动性,5,磁场向量,电场向量,传播方向,Y,Z,X,与物质作用,6,微粒性,h普朗克(Planck)常数 6.62610-34Js 频率 E光量子具
3、有的能量 单位：J(焦耳)，eV(电子伏特),光量子，具有能量。,7,波粒二象性,结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 长(频率越低)，光量子的能量越低。 单色光：具有相同能量(相同波长)的光。 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在 一起。,真空中:,8,光学光谱区,10nm200nm,200nm 380nm,380nm 780nm,780 nm 2.5 m,2.5 m 50 m,50 m 300 m,9,3. 溶液中溶质分子对光的吸收与吸收光谱,不同颜色的可见光波长及其互补光,10,300,400,500,600,700,/nm,350,525 545,Cr2O72-,MnO4-,
4、Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱,350,11,苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱,12,4. 光吸收基本定律: Lambert-Beer定律,A=lg(I0/It)=kbc,朗伯定律(1760) A=lg(I0/It)=k1b,比尔定律(1852) A=lg(I0/It)=k2c,13,T透光率（透射比）（Transmittance）,A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = kbc,14,吸光度A、透射比T与浓度c的关系,15,K 吸光系数 Absorptivity,当c的单位用g100mL-1表示时，用 表示， A bc， 叫做比消光系数,16,吸光度与光程的关系
5、 A = bc,17,吸光度与浓度的关系 A = bc,18,朗伯-比尔定律的适用条件,单色光 (见p312证明) 应选用max处或肩峰处测定 2. 吸光质点形式不变 离解、络合、缔合会破坏线性关系 应控制条件(酸度、浓度、介质等) 3. 稀溶液 浓度增大，分子之间作用增强,19,亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱 a. 6.3610-6 mol/L b. 1.2710-4 mol/L c. 5.9710-4 mol/L,亚甲蓝阳离子 单体 max= 660 nm 二聚体 max= 610 nm,二聚体的生成破坏了A与c的线性关系,20,溶液浓度的测定,A bc,工作曲线法 (校准曲线),朗伯-比尔
6、定律的分析应用,21,6. 吸光度的加和性与吸光度的测量,A = A1 + A2 + +An,用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射，溶剂、试剂对光的吸收等。,22,8.2 光度分析的方法和仪器8.2.1 光度分析的几种方法,方便、灵敏，准确度差。常用于限界分析。,1.目视比色法,23,2. 光电比色法,通过滤光片得一窄范围的光(几十nm),24,3. 吸光光度法和分光光度计,通过棱镜或光栅得到一束近似的单色光. 波长可调, 故选择性好, 准确度高.,25,722型分光光度计结构方框图,基础分析化学实验p93,光源,吸收池,检测系统,分光系统,
7、26,分光光度计的主要部件,光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够 的光强度,稳定。 可见光区：钨灯，碘钨灯(3202500nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180375nm) 单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的 装置。 棱镜:玻璃3503200nm, 石英1854000nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便,27,吸收池：(比色皿)用于盛待测及参比溶液。 可见光区：光学玻璃池 紫外区：石英池 检测器：利用光电效应，将光能转换成 电流讯号。 光电池，光电管，光电倍增管 指示器： 低档仪器：刻度显示（p307，图8.12) 中高档仪器：数字显示，自动扫描记录,28,棱镜
8、：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同,单色器,29,光栅：在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等宽度等间距条痕(600、1200、2400条/mm )。,原理： 利用光通过光栅时 发生衍射和干涉现象而分光.,30,检测器,硒光电池,Ag、Au,31,光电管,红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm,32,光电倍增管,待扫描,160-700 nm,1个光电子可产生106107个电子,33,8.2.2 分光光度计的类型,34,多通道仪器（Multichannel Instruments）,光电二极管阵列(通常具有316个硅二极管) photodiode arrays (PDAs) 同时测量200820nm范围内的整个光谱, 比单个检测器快316倍,信噪比增加 316 1/2 倍.,其他类型分光光度计,将光度计放入样品中, 原位测量. 对环境和过程监测非常重要.,纤维光度计,35,镀铝反射镜,纤维光度计示意图,36,纤维光度计,37,新年快乐！,
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