吸光度absorbance

1吸光度吸光度是物理学和化学的一个名词。中文名吸光度外文名absorbance影响因素溶剂、浓度、温度等等数学表达式A=abc1定义吸光度（absorbance）：是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的以10为底的对数（即lg(I0/I1)），其中I0为入射光强，I1为透射光强，影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等。2原理相关吸光系数与入射光的波长以及被光通过的物质有关，只要光的波长被固定下来，同一种物质，吸光系数就不变。当一束光通过一个吸光物质（通常为溶液）时，溶质吸收了光能，光的强度减弱。吸光度就是用来衡量光被吸收程度的一个物理量。吸光度用A表示。A=abc，其中a吸光系数，单位L/(g·cm),b为光在样本中经过的距离（通常为比色皿的厚度），单位cm，c为溶液浓度，单位g/LA=Ecl影响吸光度的因数是b和c。a是与溶质有关的一个常量。此外，温度通过影响c，而影响A。符号A，表示物质对光的吸收程度。97801式中I0是通过均匀的液体介质的一束平行光的入射光的强度；It是透射光强度；T是透射比。A值越大，表示物质对光的吸收越大。根据比尔定律，吸光度与吸光物质的量浓度c成正比，以A对c作图，可得到光度分析的校准曲线。在多组分体系中，如果各组分的吸光质点彼此不发生作用，那么吸光度便等于各组分吸光度之和，这一规律称吸光度的加和性。据此可以进行多组分同时测定及某些化学反应平衡常数的测定。在吸光度测定中，为抵消吸收池对入射光的吸收、反射以及溶剂、试剂等对入射光的吸收、散射等因素，可选用双光束分光光度计，并选光学性质相同、厚度相等的吸收池分别盛待测溶液和参比溶液。在同一波长下,吸光度与溶液浓度有何关系A=aCL,A：吸光度a：吸收系数C：浓度L：光在介质中通过的距离,也就是比色皿的宽度2听过公式可以得知,L不会改变,a是待测物质的固有性质,不会随外界环境改变而改变,故A和C成正比例关系,已知吸光度怎样计算溶液浓度用朗伯比尔定律：吸光度A＝εcd,其中ε为吸光系数,c为浓度,d为光程第一节概述分光光度法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，可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。特点：*灵敏度较高，适用于微量组分的测定。但相对误差较大。*具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点，为常规的仪器分析方法紫外—可见分光光度法的局限性:有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带,更有个别的化合物紫外可见吸收光谱图大致相似。所以但根据紫外可见光谱图不能完全决定这些物质的分子结构。一．分子吸收光谱3在分子中存在着电子的运动，以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动能量之和。即：E分子=E电子+E振动+E转动如果用△E电子，△E振动以及△E转动表示各能级差，则：△E电子＞△E振动＞△E转动由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产生的光谱分别称为电子光谱、振动光谱和转动光谱。其对应的波谱区范围如下：ΔEeΔEvΔEr电子光谱振动光谱转动光谱紫外可见光近红外、中红外区远红外、微波区由于分子选择性的吸收了某些波长的光，所以这些光的能量就会降低，将这些波长的光及其所吸收的能量按一定顺序排列起来，就得到了分子的吸收光谱。二．有机化合物的紫外—可见吸收光谱与紫外-可见吸收光谱有关的电子有三种，即形成单键的σ电子、形成双键的π电子以及未参与成键的n电子。?跃迁类型有：σσ*、nσ*、ππ*、nπ*四种。41、饱合有机化合物的电子跃迁类型为σ→σ*，跃迁所需的能量最大，吸收峰一般出现在远紫外区，吸收峰低于200nm，实际应用价值不大。如乙烷的最大吸收峰在135nm处。2、n→σ*跃迁，所需的能量比σ→σ*跃迁所需的能量少，吸收光谱的波长一般在150—250nm处。一般发生在有机化合物中的H被杂原子取代后的产物中，如碘代乙烷的吸收峰在259nm处。这种能使吸收峰向长波方向移动而产生红移现象的原子团称为助色团。3、不饱合有机化合物的电子跃迁类型为n→π*，π→π*跃迁，所需的能量较低，吸收峰一般大于200nm。这两类跃迁都要求有机化合物的分子中含有不饱和键的官能团，这种含有不饱和键的基团称为生色团。在以上几种跃迁中，只有-*和n-*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。第二节光的吸收定律—Lambert-beer定律光的选择性吸收与物质颜色的关系：1．可见光的颜色和互补色：在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。5白光除了可由所有波长的可见光复合得到外，还可由适当的两种颜色的光按一定比例复合得到。能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。2、物质的颜色与吸收光的关系：当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示出一定的颜色。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿单色光(monochromaticlight)只具有一种波长的光。混合光由两种以上波长组成的光。白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。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。一、朗伯—比尔定律6当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将被溶液吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面所反射。设入射光强度为I0，透过光强度为It，溶液的浓度为c，液层宽度为b，经实验表明它们之间有下列关系：透光度、吸光度与溶液浓度及液层宽度的关系（2-2）溶液浓度与宽度的乘积与吸光度成正比，以上两式中k是比例系数，与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当c的单位为g·L-1，b的单位为cm时，k以a表示，称为吸光系数(absorptioncoefficient)，其单位为L·g-1·cm-1，此时式（2-2）变为如果浓度c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，这时k常用表示。称为摩尔吸光系数(molarabsorptivity)，其单位为L·mol-1·cm-1，值越大，表示吸光质点对某波长的光吸收能力愈强，故光度测定的灵敏度越高。值在103以上即可进行分光光度法测定A=εbc如果浓度c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，这时k常用表示。称为摩尔吸光系数(molarabsorptivity)，其单位为L·mol-1·cm-1，值越大，表示吸光质点对某波长的光吸收能力愈强，故光度测定的灵敏度越高。值在103以上即可进行分光光度法测定A=εbc7二偏离朗伯一比尔定律的因素定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比尔定律，浓度与吸光度之间的关系应该是一条通过直角坐标原点的直线。但在实际工作中，往往会偏离线性而发生弯曲。若在弯曲部分进行定量，将产生较大的测定误差（一）非单色光所引起的偏离朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但在实际工作中，即使质量较好的分光光度计所得的入射光，仍然具有一定波长范围的波带宽度。在这种情况下，吸光度与浓度并不完全成直线关系，因而导致了对朗伯一比尔定律的偏离。所得入射光的波长范围越窄，即“单色光”越纯，则偏离越小。（二）非吸收作用引起的偏离非吸收作用引起的对朗伯一比尔定律的偏离，主要有散射效应和荧光效应，一般情况下荧光效应对分光光度法产生的影响较小。8散射效应：朗伯一比尔定律只适用于十分均匀的吸收体系。当待测液的体系不是很均匀时，入射光通过待测液后将产生光的散射而损失，导致吸收体系的透过率减小，造成实测吸光值增加朗伯—比尔定律是建立在均匀、非散射的溶液这个基础上的。如果介质不均匀，呈胶体、乳浊、悬浮状态，则入射光除了被吸收外，还会有反射、散射的损失，因而实际测得的吸光度增大，导致对朗伯—比尔定律的偏离荧光效应:当入射光通过待测液，若吸光物质分子吸收辐射能后所产生的激发态分子以发射辐射能的方式回到基态而发射荧光，结果必然使待测液的透光率相对增大，造成实测吸光值减小。（二）化学反应引起的偏离溶质的离解、缔合、互变异构及化学变化也会引起偏离。其中有色化合物的离解是偏离朗伯—比尔定律的主要化学因素。9溶液稀释时，上述平衡向右，离解度增大。所以当溶液体积增大一倍时，Fe(SCN)3的浓度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，导致偏离朗伯—比尔定律。第三节紫外－可见分光光度计内容提要：紫外－可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器及信号显示五部分组成。需讲解每部分的作用与原理。光源单色器：从连续光谱中获得所需单色光吸收池：用于盛放溶液并提供一定吸光厚度的器皿检测器：检测光信号。常用检测器有光电管和光电倍增管信号显示器：是读数装置。并了解仪器类型及功能，如单光束分光光度计、双光束分光光度计和双波长分光光度计的工作原理。重难点：双波长分光光度计原理及构造。一、基本组成generalprocess1.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320～2500nm。紫外区：氢、氘灯。发射180～375nm的连续光谱。102.单色器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。①入射狭缝：光源的光由此进入单色器；②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；⑤出射狭缝。3.样品室样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4.检测器利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5.结果显示记录系统检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理三、仪器的主要性能指标1、光度的准确度：是指样品在最大吸收波长处吸光度的测量值与真实值间的偏差，该偏差越小，说明仪器的准确度越高。11国际上通常采用吸光度的准确度来表示仪器的光度准确度，常用酸性重铬酸钾法进行检测。2、波长准确度：是指仪器指示器上所指示的波长与实际所输入的波长值之间的符合程度，常用波长误差来表示。波长准确度常用稀土玻璃进行检测。3、杂散光：是分光光度法测量中的主要误差来源。4、分辨率：指仪器对相邻两吸收带可分辨的最小波长的间隔能力。5、光谱带宽：是指从单色器射出的单色光最大强度的1/2处的谱带宽度。6、基线稳定度与平直度：指仪器在不放置样品时扫描100%T线和0%T线时读数偏离的程度或基线弯曲的程度。第四节紫外－可见吸收光谱法分析条件的选择一、溶剂选择的原则：1、不与被测组分发生化学反应2、所选溶剂在测定波长范围内无明显吸收3、对被测组分有较好的溶解能力4、被测组分在所选的溶剂中有较好的峰形二、测量条件的选择121、入射波长的选择：通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最强吸收带的最大吸收波长为入射波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰进行测定。2、狭缝宽度的选择：为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝宽度时试样的吸光度不再增加为准。一般来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度的十分之一。3、吸光度测量范围的选择：由朗伯-比尔定律可知：A=lg1/T=εcl微分后得：dlgT=0.4343dT/T=-εldc或0.4343ΔT/T=-εlΔc代入朗伯-比尔定律有：Δc/c=0.4343ΔT/TlgT要使测定的相对误差Δc/c最小，求导取极小得出：lgT=-0.4343=A即当A=0.4343时，吸光度测量误差最小。13最适宜的测量范围为