大学无机化学实验

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1、 通过比较溶液颜色深浅而求得其浓度的分析方法称为通过比较溶液颜色深浅而求得其浓度的分析方法称为比比色分析法色分析法 自自然然界界许许多多物物质质是是有有颜色颜色的的比色分析的基本依据是有色物质对光的选择性吸收作用。比色分析的基本依据是有色物质对光的选择性吸收作用。光的基本性质光的基本性质 ( (电磁波的波粒二象性电磁波的波粒二象性) ) c 真空中光速真空中光速 2.99792458108m/s3.0 108m/s 波长，单位：波长，单位：m, cm, mm, m, nm, 1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1=10-10m 频率，单位：赫芝频率，单位：赫芝(周周)Hz 次次/秒秒

2、n 折射率，真空中为折射率，真空中为1 =cVn光的传播速度光的传播速度:波动性波动性波动性粒子性 E光的折射光的衍射光的偏振光的干涉光电效应X磁场向量磁场向量传播传播方向方向YZx电场电场向量向量 射射线线x射射线线紫紫外外光光红红外外光光微微波波无无线线电电波波10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm可可 见见 光光h普朗克普朗克( (Planck) )常数常数 6.62610-34Js 频率频率E光量子具有的能量光量子具有的能量 单位：单位：J(焦耳焦耳)，eV(电子伏特电子伏特) 1 eV = 1.6021019 J微粒

3、性微粒性光量子，具有能量光量子，具有能量。Eh 结论结论: :一定波长的光具有一定的能量，波长越一定波长的光具有一定的能量，波长越 长长( (频率越低频率越低) )，光量子的能量越低，光量子的能量越低. .单色光单色光：具有相同能量：具有相同能量( (相同波长相同波长) )的光的光. .混合光混合光：具有不同能量：具有不同能量( (不同波长不同波长) )的光复合在的光复合在 一起一起. . 例如白光例如白光. .=cVEhhhn 波粒二象性波粒二象性真空中真空中: :cEh 吸收光谱吸收光谱 Absorption SpectrumAbsorption Spectrum纯电子能态间跃迁纯电子能态

4、间跃迁S2S1S0S3h E2E0E1E3S2S1S0h A h h h 分子内电子跃迁分子内电子跃迁带状光谱带状光谱 A单色光、复合光、光的互补单色光、复合光、光的互补单色光单色光复合光复合光光的互补光的互补单一波长的光单一波长的光由不同波长的光组合而成的光由不同波长的光组合而成的光若两种不同颜色的单色光按一定的强度比若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。为互补色光，这种现象称为光的互补。复合光复合光 单色光单色光 单色器单色器单色光单色光1 1 单色光单色光2 2 白光白光 互补色光互补

5、色光光的互补光的互补蓝蓝黄黄紫红紫红绿绿紫紫黄绿黄绿绿蓝绿蓝橙橙红红蓝绿蓝绿 /nm颜色颜色互补光互补光400 450紫紫黄绿黄绿450 480蓝蓝黄黄480 490绿蓝绿蓝橙橙490 500蓝绿蓝绿红红500 560绿绿红紫红紫560 580黄绿黄绿紫紫580 610黄黄蓝蓝610 650橙橙绿蓝绿蓝650 760红红 分子对光的吸收与吸收光谱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不同颜色的可见光波长及其互补光蓝绿蓝绿 吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱。吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱。 原子吸收光谱是由原子（而不是分子）外层电子选择性地吸收某原子吸收光谱是由原子（而

6、不是分子）外层电子选择性地吸收某些波长的电磁波而引起的，原子吸收分光光度法就是根据原子的些波长的电磁波而引起的，原子吸收分光光度法就是根据原子的这种性质建立起来的。这种性质建立起来的。 分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量而分子吸收光谱是分子轨道中外层电子吸收某一波长范围的能量而引起的，通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产引起的，通常吸收的是紫外及可见光部分。这种价电子跃迁而产生的分子光谱又称为电子光谱。生的分子光谱又称为电子光谱。 电子跃迁时必须伴有分子的振动和转动能级的变化，所以分子光电子跃迁时必须伴有分子的振动和转动能级的变化，所以分子光谱不是线光谱而是带状

7、光谱。若用红外光照射，不能引起电子的谱不是线光谱而是带状光谱。若用红外光照射，不能引起电子的跃迁，只能引起振动和转动能级的变化，这样引起的吸收光谱称跃迁，只能引起振动和转动能级的变化，这样引起的吸收光谱称为振动转动光谱或红外光谱。它的吸收与分子结构密切相关，为振动转动光谱或红外光谱。它的吸收与分子结构密切相关，用于研究分子结构。用于研究分子结构。电磁波电磁波波长范围波长范围跃迁类型跃迁类型分析方法分析方法X-射线射线10-1-10nmK、L层电子层电子X射线光谱法射线光谱法远紫外光远紫外光10-200nm中层电子中层电子真空紫外光度法真空紫外光度法近紫外光近紫外光200-400nm价电子价电子

8、紫外光度法紫外光度法可见光可见光400-750nm比色及可见光度法比色及可见光度法近红外光近红外光0.75-2.5 m分子振动分子振动红外光谱法红外光谱法中红外光中红外光 2.5-50 m第一节、吸光光度法概述第一节、吸光光度法概述 定义：吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而定义：吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法，建立起来的分析方法，KMnO4白光白光吸收绿光。颜色越深，浓度越大 包括：包括：比色分析法，比色分析法，可见光度法，可见光度法，紫外分光光度法，紫外分光光度法，红外分光光度法。红外分光光度法。一、吸光光度法特点一、吸光光度法特点: (1)、灵敏度高、灵敏度高

9、 测定的最低浓度可达测定的最低浓度可达10-510-6 mol/L，相当于含量，相当于含量0.0010.0001 %的微量组分的微量组分. (2)、准确度较高、准确度较高 分光光度法的相对误差为分光光度法的相对误差为 25 %. (3)、操作简便，测定速度快、操作简便，测定速度快 (4)、应用广泛、应用广泛例例: 含含Fe约约0.05%的样品的样品, 称称0.2 g, 则则m(Fe)0.1 mg重量法重量法 m(Fe2O3)0.14 mg, 称不准称不准容量法容量法 V(K2Cr2O7)0.02 mL, 测不准测不准 光度法光度法 结果结果0.048%0.052%, 满足要求满足要求二、物质的

10、颜色和对光的选择吸收二、物质的颜色和对光的选择吸收完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光Why ? ? ?光作用于物质时，物质吸收了可见光，而显示出特征的颜色，这一过程与物质的 性质及光的性质有关。设入射光，吸收光，透射光和反射光的强度依次为设入射光，吸收光，透射光和反射光的强度依次为Io, I a, I t, I r，则，则他们之间的关系为他们之间的关系为: 第三节第三节 光吸收的基本定律光吸收的基本定律比色皿比色皿I0It参比池参比池I0IrI0 = Ir + Ia + ItIaI0IrI0 Ir = Io = Ia + ItI0 = Ir + Io

11、 真正进入溶液部分的入射光真正进入溶液部分的入射光样品池样品池otIIT 或或%100% otIIT从上式可以看出：从上式可以看出：溶液的透光度愈大，说明溶液对光的吸收愈小，浓度低；溶液的透光度愈大，说明溶液对光的吸收愈小，浓度低；相反，透光度愈小，说明溶液对光的吸收愈大，浓度高。相反，透光度愈小，说明溶液对光的吸收愈大，浓度高。 在吸光光度法中，测定时都是采用同样质量的在吸光光度法中，测定时都是采用同样质量的比色皿，反射光的强度基本上是不变的，其影响可以比色皿，反射光的强度基本上是不变的，其影响可以相互抵消相互抵消-空白调零空白调零 透过光强度透过光强度I It t与入射光强度与入射光强度I

12、 Io o之比称为之比称为透光度透光度或或透光率透光率。用。用 T 表示：表示：定义定义：0IITtT 取值为取值为0.0 % 100.0 %全部吸收全部吸收T = 0.0 %全部透射全部透射T = 100.0 %入射光入射光 I0透射光透射光 ItT ，溶液对光的吸收，溶液对光的吸收 ；T ，溶液对光的吸收，溶液对光的吸收 。吸光度吸光度A：TIIAto1lglg 若光全部透过溶液，若光全部透过溶液，Io= It ， A = 0 。若光几乎全被吸收，若光几乎全被吸收，It 0， A = 。 吸光度吸光度A也可以用来衡量溶液中吸光物质也可以用来衡量溶液中吸光物质对波长为对波长为的单色光的单色光

13、 的吸收程度，值越大，其的吸收程度，值越大，其吸收程度越大；反之亦然。吸收程度越大；反之亦然。 将不同波长的光透过某一固定的溶液，测量不将不同波长的光透过某一固定的溶液，测量不同波长下溶液对光的吸光度，同波长下溶液对光的吸光度，Flash400480560640720 nm0.40.81.21.6AKMnO4 溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线DCBA A、B、C、D代表不代表不同浓度下的吸收曲线。同浓度下的吸收曲线。Cr2O72-、MnO4-的的吸收光谱吸收光谱300400500600700 /nm350525 545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350

14、苯苯和和甲苯甲苯在环己烷中的吸收光谱在环己烷中的吸收光谱苯苯(254nm)甲苯甲苯(262nm)A 230 250 270 （1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长最大吸收波长max。（KMnO4的的 最大最大 = 525 nm） （2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似相似max不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状形状和和max则不同。则不同。可作为物质定性分析的依据之可作为物质定性分析的依据之一一。吸收曲

15、线的讨论吸收曲线的讨论（3）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度光度 A 有差异，有差异，A 随浓度的增大而增大随浓度的增大而增大 。此特性可。此特性可作为物质作为物质定量分析的依据定量分析的依据。 （4）在在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射选择入射光波长的重要依据光波长的重要依据。一、朗伯定律一、朗伯定律 当当 、c、T 一定时，溶液对光的吸收程度一定时，溶液对光的吸收程度A与液与液层厚度层厚度b的成的成正比正比。 :1760年，发现年

16、，发现朗伯于朗伯于bKAbA 二、比耳定律二、比耳定律年，发现：年，发现：比耳于比耳于1852cKAcA K为比例常数，它与入射光的波长，有色物质的性为比例常数，它与入射光的波长，有色物质的性质和溶液的温度等因数有关质和溶液的温度等因数有关. 上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶上式表示当一束平行单色光通过均匀的溶液时，溶液对光的吸收程度与溶液的组成量度和液层厚度的液对光的吸收程度与溶液的组成量度和液层厚度的乘积成正比乘积成正比.这一定律称为朗伯这一定律称为朗伯-比耳定律，也称为比耳定律，也称为光吸收定律光吸收定律.cbKIIAo lg三、朗伯三、朗伯-比耳定律比耳定律 当当c用用 g

17、L-1 表示，表示，b 用用cm表示时，表示时，K用用a表示，称表示，称为吸光系数，其单位为为吸光系数，其单位为 L(g.cm)-1 ，则：，则：四、比例系数四、比例系数 K1、吸光系数、吸光系数 aA = a b ca 是吸光物质在一定的条件下的特性常数，是吸光物质在一定的条件下的特性常数，与本性有与本性有关，与吸光物质的浓度和液层厚度无关关，与吸光物质的浓度和液层厚度无关。 c用用molL-1表示，表示，b用用cm表示时，表示时，K用用表表示，称为摩尔吸光系数，其单位为示，称为摩尔吸光系数，其单位为L(molcm)-1。则：。则：2、摩尔吸光系数、摩尔吸光系数A =b c摩尔吸光系数摩尔吸

18、光系数的讨论的讨论(1) 是吸收物质在一定波长和溶剂条件下的是吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特特征常数，不随浓度征常数，不随浓度c和液层厚度和液层厚度b的改变而改变的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，仅与吸收物仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；质本身的性质有关，与待测物浓度无关；(2) 同一吸光物质在不同波长下的同一吸光物质在不同波长下的值是不同的。在值是不同的。在最大吸收波长最大吸收波长max处的摩尔吸光系数，常以处的摩尔吸光系数，常以max表示表示。max表明了该表明了该吸收物质最大限度的吸光能力吸收物质最大限度的吸光能力，也反，也反映了光度法测

19、定该物质可能达到的最大灵敏度。映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。 (3)max越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。定该物质的灵敏度越高。(4) 在数值上等于浓度为在数值上等于浓度为1 molL-1、液层厚度为、液层厚度为1 cm时该溶液在某一波长下的吸光度。时该溶液在某一波长下的吸光度。 104反应灵敏度反应灵敏度低低104 5104反应灵敏度反应灵敏度中中5104 105反应灵敏度反应灵敏度超高超高当当 c = 1 molL-1，b = 1 cm 时时, A = 值是有色物质在一定波长下的特征常数，可用它值是有色物质在

20、一定波长下的特征常数，可用它来衡量显色反应的灵敏度。来衡量显色反应的灵敏度。值越大，表示该有色物值越大，表示该有色物质对此波长光的吸收能力愈强，显色反应愈灵敏。质对此波长光的吸收能力愈强，显色反应愈灵敏。 最大最大 5104 灵敏的显色反应灵敏的显色反应 在吸收曲线上，与最大吸收波长相对应的摩尔吸在吸收曲线上，与最大吸收波长相对应的摩尔吸收系数收系数，以，以最大最大 表示。表示。 对于微量组分的测定，一般选对于微量组分的测定，一般选较大的显色反应较大的显色反应，以提高测定的灵敏度。，以提高测定的灵敏度。【例】【例】：有一浓度为：有一浓度为1.0 g/ml Fe2+的溶液，以邻二氮菲的溶液，以邻

21、二氮菲显色后，在比色皿厚度为显色后，在比色皿厚度为 2cm、波长、波长510nm处测得吸光处测得吸光度为度为0.380，计算，计算:（ 1 ）透光度）透光度T； (2)吸光系数吸光系数a；（；（3）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数 。解解（1）T10 A 10-0.380 0.417 （2）（3）1123109 . 1100 . 10 . 2380. 0 cmgLbcAa1143101 . 185.55100 . 10 . 2380. 0 cmmolLbcA 32+3NNFe+ Fe2+NN五、吸光度的加合性五、吸光度的加合性A总总 = Ai =1b1c1 + 2b2c2 + nbncn 总的吸光度

22、等于各个吸光物质的吸光度之和。总的吸光度等于各个吸光物质的吸光度之和。或或溶液的吸光度应等于溶液中各组分的吸光度之和。溶液的吸光度应等于溶液中各组分的吸光度之和。（组分间没有干扰组分间没有干扰）A4 A3 A2 A1溶液中多组分测定溶液中多组分测定)()()()()()()()(222111yyxxyyxxbcbcAbcbcA 吸收曲线双向重叠吸收曲线双向重叠先配制一系列标准溶液，在最大吸收波长处，测出它先配制一系列标准溶液，在最大吸收波长处，测出它们的吸光度，作图，同条件测未知液的吸光度，从图们的吸光度，作图，同条件测未知液的吸光度，从图中查出未知液的浓度。中查出未知液的浓度。cA标准工作曲

23、线图标准工作曲线图Axcxc c1 1c c2 2c c3 3c c4 4c c5 5A A1 1A A2 2A A3 3A A4 4A A5 5六、工作曲线六、工作曲线 朗伯朗伯-比尔定律的分析应用比尔定律的分析应用溶液浓度的测定溶液浓度的测定A b c七、有色溶液对朗伯七、有色溶液对朗伯-比尔定律的偏离比尔定律的偏离 一、物理因素：一、物理因素： 1、单色光不纯，导致负偏差。、单色光不纯，导致负偏差。CA标准工作曲线图标准工作曲线图正误差正误差负误差负误差吸收曲线吸收曲线克服方法：克服方法：a. 尽量选用较好的单色器尽量选用较好的单色器b. 测选择在峰值位置（在波峰测选择在峰值位置（在波峰

24、有一个有一个A值相差较小的区域，值相差较小的区域，0）c. 控制控制C，使，使A在线性范围之内在线性范围之内AACCA标准工作曲线图标准工作曲线图正误差正误差负误差负误差2、介质不均匀、散射光的影响，胶体、乳浊液、介质不均匀、散射光的影响，胶体、乳浊液或悬浊液由于散射的作用使吸光度增大，或入或悬浊液由于散射的作用使吸光度增大，或入射光不是垂直通过比色皿产生正偏差。射光不是垂直通过比色皿产生正偏差。克服方法：避免溶克服方法：避免溶液产生胶体或浑浊液产生胶体或浑浊散射、假吸收散射、假吸收二、化学因素二、化学因素1、吸光质点的相互作用，浓度较大时，产生负偏差，、吸光质点的相互作用，浓度较大时，产生负

25、偏差， 朗伯朗伯-比尔定律只适合于稀溶液比尔定律只适合于稀溶液（c 12 Fe(OH)3棕橙色棕橙色 沉淀沉淀黄色黄色紫红色紫红色5、溶剂、溶剂，有机溶剂会降低有色物的离解度，从而提高，有机溶剂会降低有色物的离解度，从而提高 显色反应的灵敏度。显色反应的灵敏度。6、共存干扰离子的影响及消除、共存干扰离子的影响及消除(1) 控制酸度控制酸度，使干扰离子不显色。，使干扰离子不显色。3、温度、温度，通过实验找出适宜的温度范围。，通过实验找出适宜的温度范围。4、时间、时间，在颜色稳定的时间范围内进行比色测定。，在颜色稳定的时间范围内进行比色测定。(3) 改变干扰离子价态改变干扰离子价态，测，测Ni2+

26、时，时，Fe2+ 有干扰，加入氧有干扰，加入氧化剂，化剂， Fe2+ Fe3+ .(4) 分离干扰离子分离干扰离子，用萃取、沉淀、电解、离子交换等方，用萃取、沉淀、电解、离子交换等方法。法。还可选择还可选择适当的参比溶液适当的参比溶液和和入射光的波长入射光的波长等方法来等方法来消除共存离子的干扰。消除共存离子的干扰。(2) 加入掩蔽剂加入掩蔽剂 ，选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待，选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。应产物不干扰待测组分的测定。 如用如用SCN-测定测定Co2+时，时

27、，Fe3+有干扰，加入有干扰，加入 F- ，Fe3+ + 6F- = FeF63- ， Fe3+ 被掩蔽。被掩蔽。 Co2, Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2 (蓝蓝)NaFSCNCo2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN测测Co2(含含Fe3+)掩蔽法掩蔽法氧化还原法氧化还原法测测Co2 (生成络合物性质不同生成络合物性质不同)Co2+, Zn2+,Ni2+, Fe2+ CoR,ZnR NiR,FeRCoR, Zn2+ ,Ni2+ , Fe2+ 钴试剂钴试剂RH+如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除如不能通过控制酸度和掩蔽的办法消除干扰，则需采取分离法。干扰，则

28、需采取分离法。测测Fe3(控制控制pH)Fe3+, Cu2+FeSS （紫红）（紫红）Cu2+pH 2.5SS磺基水杨酸磺基水杨酸4.4.显色剂显色剂 无机显色剂无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂有机显色剂：种类繁多：种类繁多 偶氮类显色剂偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。度大等优点，应用最广泛。 偶氮胂偶氮胂、PARPAR等等。 络天青络天青S

29、(三苯甲烷类三苯甲烷类螯合剂螯合剂) = 530nm = 5.9104 L/molcm 结晶紫结晶紫: 三苯甲烷类碱性染料三苯甲烷类碱性染料R+TlBr4- 离子缔合物离子缔合物 第四节、吸光度测定条件的选择第四节、吸光度测定条件的选择一、选择合适波长的入射光一、选择合适波长的入射光 515655钍钍-偶氮砷偶氮砷III A络合物络合物试剂试剂 /nm 一般应该选择一般应该选择maxmax为入射光波长。为入射光波长。415500钴钴-亚硝基红盐亚硝基红盐 A络合物络合物试剂试剂 /nm 但如果但如果maxmax处有共处有共存组分干扰时，则应考存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能虑选择灵敏度

30、稍低但能避免干扰的入射光波长。避免干扰的入射光波长。I0It参比池参比池I0IrIaI0Ir样品池样品池 二、选择合适的参比溶液二、选择合适的参比溶液 为什么需要使用参比溶液？为什么需要使用参比溶液？ 测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。 A （样）（样） = A （待测吸光物质）（待测吸光物质） + A （干扰池）（干扰池）A （参比）（参比） = A （干扰（干扰+ 池）池）Ia(1) (1) 试样、试剂、显色剂都无色时，用试样、试剂、显色剂都无色时，用纯水作参比纯水作参比。(2) (2) 试样无色，试剂、显色剂有色，采用试样无色，试剂、显色剂有

31、色，采用不加试样的不加试样的空白溶液作参比。空白溶液作参比。（试剂空白）（试剂空白）(3)(3)试样有吸收，而显色剂等无色，可采用不加显色试样有吸收，而显色剂等无色，可采用不加显色剂的试样为参比。剂的试样为参比。（试样空白）（试样空白）(4)(4)均有色，有吸收，对试样加入掩蔽剂，褪色后再均有色，有吸收，对试样加入掩蔽剂，褪色后再加显色剂等作为参比。加显色剂等作为参比。( (褪色空白褪色空白) )参比溶液的选择一般遵循以下原则：参比溶液的选择一般遵循以下原则：试液试液 不只是不只是M试剂试剂 不只是不只是R参比液参比液无色无色无色无色溶剂空白溶剂空白有色有色无色无色试样空白试样空白无色无色有色

32、有色试剂空白试剂空白有色有色有色有色褪色空白褪色空白 光度分析法的误差除了来源于一以外，仪器测量不光度分析法的误差除了来源于一以外，仪器测量不准确也是导致误差的原因。准确也是导致误差的原因。 任何光度计都有一定的测量误差。这些误差可能来任何光度计都有一定的测量误差。这些误差可能来源于光源不稳定、实验条件的偶然变动、读数不准确等。源于光源不稳定、实验条件的偶然变动、读数不准确等。偏离A=A=bCbC仪器测量误差仪器测量误差 3.3.控制适宜的吸光度（读数范围）控制适宜的吸光度（读数范围）对同一台仪器，读数的波动对对同一台仪器，读数的波动对T是确定值，是确定值，dT = 0.01；但对但对A却不确

33、定却不确定)3(:)1()2()2()1(CdCAdAErbdCdAbbCA 为定值，两边微分：为定值，两边微分：当当 我们关心的是浓度测量的相对误差，它就等于吸光度测量的相我们关心的是浓度测量的相对误差，它就等于吸光度测量的相对误差，从前可以看出，在刻度标尺上，对误差，从前可以看出，在刻度标尺上，dA在不同位置，不是定在不同位置，不是定值，故改成值，故改成dT来算。来算。)6(ln:)4()5()5(434. 04)4(ln434. 0lgTTdTAdATdTdATTA ）微分：）微分：对（对（(6)代入代入(3):TTErTTTTdTAdACdCErln01. 0ln01. 0ln 即：即

34、：将将T Er的关系描绘于图的关系描绘于图1086420204060800.70.40.20.1AT%Err0.434lg(0.01)cTEcTTT (36.8)0.434实际工作中，应控制实际工作中，应控制 T T 在在10107070, , A A 在在 0.15 0.15 1.0 1.0 之间之间 ( (调调c, b, c, b, ) )可求出浓度相对误差最可求出浓度相对误差最小时的透光度小时的透光度Tmin为：为：Tmin36.8 %, Amin0.434控制吸光度在适宜的范围内控制吸光度在适宜的范围内(1) (1) 控制试样的量或溶液的稀释程度来控制溶液浓度。控制试样的量或溶液的稀释

35、程度来控制溶液浓度。(2) (2) 选择不同厚度的比色皿。选择不同厚度的比色皿。1.1.合成新的高灵敏度有机显色剂合成新的高灵敏度有机显色剂2.2.采用分离富集和测定相结合采用分离富集和测定相结合3.采用三元采用三元( (多元多元) )配合物显色体系配合物显色体系 由一个中心金属离子与两种由一个中心金属离子与两种( (或两种以上或两种以上) )不同配位体形成的不同配位体形成的配合物，称为三元配合物，称为三元( (多元多元) )配合物。配合物。 多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方

36、面是因为配合物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心第二或第三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的协同作用，使共轭金属离子间的协同作用，使共轭电子的流动性和电子跃迁几率电子的流动性和电子跃迁几率增大。增大。 三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三元胶束、三元胶束( (增溶增溶) )配合物。配合物。多元络合物多元络合物 1.三元三元混配混配络合物络合物 例如例如V(V) : H2O2 : PAR = 1:1:1Ti (IV) : H2O2

37、 : XO = 1:1:1 形成三元络合物的形成三元络合物的条件条件： (1)金属离子与两种络合剂都有形成络合物的能力金属离子与两种络合剂都有形成络合物的能力 (2)金属离子有形成未饱和络合物的性质金属离子有形成未饱和络合物的性质 (3)两种配合剂与两种配合剂与M配位时，要有适当的空间配位时，要有适当的空间 离子缔合物离子缔合物 Ag+(Phen)2+ +溴邻苯三酚红溴邻苯三酚红(BPR)4 深蓝深蓝 离子缔合物阳离子：离子缔合物阳离子：碱性染料，碱性染料，Phen(pH=8-9)，安替比林，安替比林 离子缔合物阴离子：离子缔合物阴离子：X-，SCN-，ClO4-，MoO42-，酸性染料，酸性

38、染料金属离子金属离子-络合剂络合剂-表面活性剂表面活性剂 REE -XO-CPB = 1:2:2 兰紫色兰紫色 Ge Mo阿拉伯酸丁基罗丹明阿拉伯酸丁基罗丹明B 紫兰色紫兰色 (C32H39O3N2)4GeMo12O40 570nm105杂多酸：杂多酸： 第五节、吸光光度法的应用第五节、吸光光度法的应用 一、标准曲线法测单一组分一、标准曲线法测单一组分 1. 选择合适的显色反应和显色条件选择合适的显色反应和显色条件 2. 绘出被测组分的吸收光谱曲线绘出被测组分的吸收光谱曲线(用标液用标液)3. 在在max下测一系列标准溶液的下测一系列标准溶液的A值，值， 绘制工作曲线绘制工作曲线Ac4. 与工

39、作曲线相同的方法，测未知物与工作曲线相同的方法，测未知物AX ， 从工作曲线上查从工作曲线上查cX AxCxA二、多组分的测定二、多组分的测定 x 1, y 1, x 2, y 2由由x, y标液在标液在 1, 2处分别测得处分别测得a) 在 1处测组分处测组分x, 在 2处测组分处测组分yb) 在 1处测组分处测组分x; 在在 2处测总吸收处测总吸收,扣扣除除x吸收吸收,可求可求yc) x, y组分不能直接测定组分不能直接测定A1= x 1bcx+ y 1bcy(在 1处测得处测得A1) A2 = x 2bcx+ y 2bcy(在 2处测得处测得A2)A1= x 1bcx A2 = y 2b

40、cyA1= x 1bcx (在 1处测得处测得A1) A2 = x 2bcx+ y 2bcy (在 2处测得处测得A2) A A0.80.81.21.20.40.4设试液浓度设试液浓度Cx、标液浓度、标液浓度Cs，且，且Cs Cx ，则：，则：CbAbCAbCAssxx :)1()2()2()1(三、高含量组分测定三、高含量组分测定 示差法示差法 1、原理、原理 参比溶液：浓度稍低的标准溶液参比溶液：浓度稍低的标准溶液 C1。 用用 C1 调节调节T%为为100（A = 0），）， 若被测溶液的浓度为若被测溶液的浓度为 c2 。 A1 = bC1 A2 = bC2结论结论:两溶液的吸光度差两溶

41、液的吸光度差A与浓度差与浓度差C成正比。成正比。A =A2 A1 b（C2C1） bCAcAxcx差示工作曲线差示工作曲线普通法：普通法： Cs 的的T = 10 %；Cx的的 T = 5 %示差法：示差法： Cs 做参比，调做参比，调T = 100 %则：则： Cx的的T=50 % ；标尺扩展；标尺扩展10倍倍示差法标尺扩展原理：示差法标尺扩展原理：特点：测高含量特点：测高含量（准确度相对提高，若标液配制不当，误差大）（准确度相对提高，若标液配制不当，误差大）cxcsbcAAA)(2121 光光源源单色器单色器单色器单色器检测器检测器切切光光器器狭狭缝缝吸吸收收池池四、双波长分光光度法四、双

42、波长分光光度法在 2， A 2 = Ax2+Ay2在在 1， A 1= Ax1+Ay1 A= A 2 - A 1 = Ax2+Ay2 (Ax1+Ay1) = Ax2 Ax1 = AxAy2 Ay1 Ax =( x2 x1) bCx 消除了消除了 y 的干扰的干扰X被测被测Y干扰干扰211Ay1AX1Ay2AX2A/nm1、消除干扰、消除干扰2、消除浑浊背景干扰、消除浑浊背景干扰 1 2AA 1 -A 2 = A Ac例例 牛奶中微牛奶中微量量Fe的测定的测定应用：应用：a).a).混浊试液中组分测定混浊试液中组分测定：试液为参比：试液为参比（不同波长（不同波长=40-60nm=40-60nm）

43、消除试液中散射光的影响。）消除试液中散射光的影响。b).b).单组分测定单组分测定： 配合物吸收峰为测量波长，显色剂的吸收（等吸点）配合物吸收峰为测量波长，显色剂的吸收（等吸点）为参比波长为参比波长c).c).两组分共存时测定两组分共存时测定：利用等吸点处：利用等吸点处A A相等的特点。相等的特点。用用EDTA连续滴定连续滴定 Bi3+，Cu2+混合混合V1V2Cu终点终点 Bi终点终点五、光度滴定五、光度滴定 由于在选定的波长下，被滴定的溶液各组分的吸由于在选定的波长下，被滴定的溶液各组分的吸光情况不同，曲线形状不同光情况不同，曲线形状不同 六、六、一元弱酸离解常数的测定一元弱酸离解常数的测

44、定HL HLHLHLL=HL+LKccAKK +L+aaa(HL)H (HL)=+H +H 高酸度下，几乎全部以高酸度下，几乎全部以HL存在，可测得存在，可测得 AHLHL c(HL)；低酸度下，几乎全部以低酸度下，几乎全部以L存在，可测得存在，可测得 AL L c(HL).代入整理：代入整理：AAKAA +HLaL-=H -HLLL HLAAKAAa-p= pH+lg-或配制一系列配制一系列c相同相同, pH不同的溶液不同的溶液, 测测A (设设b=1cm).HLLHKa MO吸收曲线吸收曲线Aa(HL)Ab(L)123456Ab654321Aa350400450500550600 /nmA

45、曲线曲线pHpH1 11.381.382 22.652.653 33.063.064 43.483.485 53.983.986 66.806.80由每份溶液的由每份溶液的一对一对pH、A，可求得一个可求得一个Ka, 取平均值即可取平均值即可.MO离解常数的测定离解常数的测定作图法作图法LHLappHlgAAKAA HLL2AAA AHL3.32(pKa)123456ApH=pKapHpHA曲线曲线ALLHLlgpHAAAA 曲线曲线0.60.40.20-0.2-0.4-0.63.04.0pHHLLHLlggLlAAAA 3.34七、七、配合物组成的测定配合物组成的测定 M + nR = MR

46、n（无色）（无色） （无色）（无色） 有色（有色（ A ）(1)摩尔比法摩尔比法: 固定固定CM , 改变改变CR 1:13:1A1.0 2.0 3,0 前提前提1.M、R均无色均无色2.MRn稳稳3.n值大值大最终体积最终体积10mL10mLMRCCMRCCA0A测定配合物测定配合物MRn的稳定常数的稳定常数 CM = M + MR CR = R + MR A = MR MR，（，（b1 cm） 当配位完全后，当配位完全后，CM = MRMMRCA 0 M + nR = MRn（无色）（无色） （无色）（无色） 有色（有色（ A ） ACACAMRCCCARMMRKMRRMRMRMRMMRMR (2)(2)等摩尔连续变化法等摩尔连续变化法: :M:R=1:10.50.33cM/ccM/cM:R=1:2MR=MRnn MR(ccc） 常常数数表观形成常数的测定表观形成常数的测定 (设设M、R均无吸收均无吸收)0.5cM/cM:R=1:1A0A00ccc00-=A AA cM + cR= c)2MR(1-=M R 1-=cKccc MmRn型型 ?