物质对光的选择性吸收

§11-1物质对光的选择性吸收§11-2光的吸收定律§11-3吸光光度法的仪器§11-4吸光光度法的应用第十一章吸光光度法吸光光度法是基于被测物质的分子对光具有选择吸收的特性而建立的分析方法。光的电磁波性质射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光一、光的基本性质§11-1物质对光的选择性吸收光的波粒二象性波动性粒子性λνE光的折射光的衍射光的偏振光的干涉光电效应hchEE：光子的能量（J,焦耳）ν：光子的频率（Hz,赫兹）λ：光子的波长（nm）c：光速（2.9979X1010cm.s-1）h：plank常数（6.6256×10-34J.s）单色光、复合光、光的互补单色光复合光光的互补单一波长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。蓝黄紫红绿紫黄绿绿蓝橙红蓝绿二、物质对光的选择性吸收物质的颜色与光的关系完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光物质对光的吸收与电子跃迁物质对光的吸收满足条件hchEEE02S2S1S0S3E2E0E1E302EEhh物质对光的选择吸收物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。例：A物质B物质evEE5.201EhcA191034106.1)(5.21031062.6ev)(10774.45cmnm4.477evEE0.201EhcBnm6.620同理，得：1ev=1.6?10-19J.§11-2光的吸收定律一、透光度Transmittance透光度定义：0IITtT取值为0.0%~100.0%全部吸收T=0.0%全部透射T=100.0%入射光I0透射光It结论：溶液的透光度越大，表示它对光的吸收越小；相反，透光度越小，表示它对光的吸收越大。二、吸光度A吸光度定义：tIIA0lg入射光I0透射光It实践证明，溶液吸光度，与溶液浓度、液层厚度及入射光波长等因素有关。吸光度与透光度的关系TTIIAtlg1lglg0AT10三、吸收曲线吸收曲线与最大吸收波长max用不同波长的单色光照射，测吸光度A值。吸收曲线的讨论：①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最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大。浓度越大，吸光度也越大。此特性可作作为物质定量分析的依据。⑤在λmax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选择入射光波长的重要依据。四、朗伯—比耳定律布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝b1852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。朗伯-比耳定律数学表达式A＝εbc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；ε：摩尔吸光系数，单位L·mol－１·cm－１；与所用入射光的波长及物质的本性有关。或:A＝abcc：溶液的浓度，单位g·L－１a：吸光系数，单位L·g－１·cm－１a与ε的关系为：a=ε/M（M为待测物质的摩尔质量）AC增大例：某有色溶液在2.00cm吸收池中，测得T=50%，若改用1cm的吸收池，其T和A各为多少？解：先求有色溶液在2.00cm吸收池中吸光度A，A=-lgT=-lg50%=0.30由于吸光度与液层厚度成正比，可求得厚度为1cm时吸光度，b=1cm,A=0.30/2.00×1.00=0.15T=10-0.15=71%定性分析与定量分析的基础定性分析基础定量分析基础物质对光的选择吸收ABA)(maxA)(maxB在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。AC增大§11-3吸光光度法的仪器紫外-可见分光光度计组件光源单色器样品池检测器信号输出氢灯，氘灯，185~350nm；卤钨灯，250~2000nm.基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定作用：将复合光色散成单色光棱镜光栅玻璃，350~2500nm,石英，185~4500nm平面透射光栅，反射光栅玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄像管（多道分析器）表头、记录仪、屏幕、数字显示仪器实物分光光度计（紫外-可见分光光度计）UV-vis0.575I0参比样品bCTIIAtlglg0入射光I0透射光It请注意与定义比较未考虑吸收池和溶剂对光的作用单波长单光束分光光度计0.575光源单色器吸收池检测器显示参比液的选择原则：扣除非待测组分的吸收以显色反应为例进行讨论M+R=M-R试液显色剂溶剂吸光物质参比液组成无吸收无吸收光学透明溶剂基质吸收无吸收吸收不加显色剂的试液无吸收吸收吸收显色剂基质吸收吸收吸收吸收显色剂+试液+待测组分的掩蔽剂若欲测M-R的吸收A（样）=A（待测吸光物质）+A（干扰）+A（池）A（参比）=A（干扰）+A（池）一、单组分的测定1.A-C标准曲线法§11-4吸光光度法的应用00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50.10.30.50.70.91.11.3CAA2.标准比较法应用于待测试样浓度与标准溶液浓度相近的情况。二、多组分的同时测定⑴若各组分的吸收曲线互不重叠，则可在各自最大吸收波长处分别进行测定。这本质上与单组分测定没有区别。⑵若各组分的吸收曲线互有重叠，则可根据吸光度的加合性求解联立方程组得出各组分的含量。Aλ1=εaλ1bca＋εbλ1bcbAλ2=εaλ2bca＋εbλ2bcb本章作业p273的5，6，9，11共四大题。