比尔定律

第二节基本原理一、Lamber-Beer定律二、吸光系数三、偏离Beer定律的因素四、透光率的测量误差吸光度:absorbance为透光度倒数的对数，用A表示：即A=lg1/T=lgI0/ItA值越大，表明物质对光的吸收越大。透光度：transmittance为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示：即T=It/I0T值越大，表示物质对光吸收的越小。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CABeerlALamber定律：定律：nlSII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xxdISdnkSdSdnkdSdnI透过薄层减弱的光强为几率光子通过薄层被吸收的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SdnkIdIxxnIIxxSdSkIdI00SnEIISnkII00lglnClSnCVnlVS和由续前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lCEIIBeerLamber0lg定律表达式lCETAIITlg0吸光度透光率lECAT1010或：吸光系数EcbaAAAA总二、吸光系数1．吸光系数的物理意义：单位浓度、单位厚度的吸光度lCAE在指定条件(单色光、溶剂、温度）下E是物质的特征常数，表明物质对某一特定波长光的吸收能力。可作为定性、定量的依据。由于浓度单位不同它有两种表示方法。续前2．吸光系数两种表示法：1）摩尔吸光系数ε(EM)。：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%1110cmEM氯霉素的水溶液在278nm处有吸收峰，设用纯品配制100ml含2.00mg的溶液以1cm比色池于278nm处测得透光率T=24.3%求：其百分吸光系数及其摩尔吸光系数？（Mr=323.15）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lCEA（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21020121IIII和为对应的透过光光强分别和入射光光强分别为的光组成和设入射光由波长为lECIIlCEIITA10lglg0002010201020102010201211212110101010IIIIIIIIIIIITlCEElCElCElCE）（又0201020111210lglgIIIIlCETAlCEE）（续前讨论：入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状结论：•选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑）•选λmax作为测定波长（ΔE↓，S↑且成线性）偏离线性关系越严重与）（定律不成线性关系，偏离与成线性关系CAEEBeerCAEElCEAEE1221121续前2．杂散光的影响：杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值3．反射光和散色光的影响：反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光直接对T产生影响散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除4．非平行光的影响：使光程↑，A↑，吸收光谱变形（二）化学因素Beer定律适用的另一个前提：稀溶液浓度过高会使C与A关系偏离定律四、透光率的测量误差——ΔT要使测定的相对误差Δc/c最小，求导取极小值，得出：lgT=-0.4343=A即当A=0.4343时，吸光度测量误差最小影响测定结果的相对误差两个因素：T和ΔTΔT影响因素：仪器噪音1）暗噪音2）讯号噪音TlElEAClCETAlg1lgTTTCClg434.0浓度的相对误差续前1）暗噪音——与检测器和放大电路不确切性有关与光讯号无关0)lg()lg434.0(434.0)lg434.0(2TTTTTTTdTd对应最小的测量误差，%80.36434.0lgTT%5.0%1~%2.0TT今假设大多数分光光度计的适宜测量范围7.0~2.0%20~%65：：AT测定结果相对误差较小续前2）讯号噪音——与光讯号有关表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，对测定有利续前五、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：下测定须在较小的左右测定灵敏度高maxmaxmaxmaxlCAEAA选A=0.2~0.7样参调节光路光学性质和厚度相同样品池样品溶液，参比池空白溶液样品池参比池配制样品的溶剂空白溶液ATA%1000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.第三节紫外分光光度计一、主要部件的性能与作用基本结构:光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统↑样品1．光源：2．单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件棱镜——对不同波长的光折射率不同色散元件分出光波长不等距光栅——衍射和干涉分出光波长等距钨灯或卤钨灯——可见光源350~1000nm氢灯或氘灯——紫外光源150~4000nm续前3．吸收池：玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致）4．检测器：将光信号转变为电信号的装置5．记录装置：讯号处理和显示系统光电池光电管光电倍增管二极管阵列检测器二、类型：1．单光束分光光度计：特点：•使用时来回拉动吸收池→移动误差•比色池配对•国产722、751型、XG-125型、英国SP500型和伯克曼DU-8型等。续前2．双光束分光光度计：特点：•不用拉动吸收池，可以减小移动误差•可以自动扫描吸收光谱•国产710型、730型、740型、日立UV-340型国产WFZ800-5型、岛津UV-260型、UV-265型等。3．双波长分光光度计续前3．双波长分光光度计特点：•利用吸光度差值定量•消除干扰和吸收池不匹配引起的误差三、分光光度计的校正和检验1.波长校正2.吸光度校正3.杂散光的检验4.稳定性的检验习题下化合物中，可用紫外可见分光光度法直接测定含量的是（）A乙醇B正庚烷C环己烷D苯甲醛E甲烷光量子的能量正比于辐射的（）A频率B波长C波数D传播速度E周期下面五种化合物中，跃迁所需能量最大者是（）A1，4戊二烯B1，3丁二烯C1，3环己二烯D1，3，5己三烯某溶液符合朗伯－比尔定律，稀释之后，其紫外可见光谱的吸收峰将（）。A.向短波方向移动B.不移动，但峰高值增大C.向长波方向移动D.不移动，但峰高值减小E.峰的位置和峰高值都不变某溶液符合Lambert-Beer定律，若只改变入射光波长则（）发生改变。A.吸光度B.百分吸光系数C.吸收峰高度D.吸收峰位置某有色溶液符合朗伯-比尔定律，当浓度为C时测得透光率为16﹪若其它条件不变，浓度稀释至1/2C时，透光率为（）。A8﹪B16﹪C32﹪D40﹪E80﹪1、朗伯—比尔定律的适用条件是和；2、吸光系数与有关。3、至nm是紫外一可见波长，其吸收光谱属于光谱。4、一般测量吸光度A的值在范围，吸光度与透射率的关系是紫外分光光度法中，偏离比耳定律的主要原因有和。安络血的分子量为236，将其配成0.4962mg/100ml浓度，在λmax=355nm处于1cm吸收池中测得其A=0.557,求安络血的百分吸光系数和摩尔吸光系数？紫外可见分光光度法中，跃迁是发生在含有杂原子的不饱和化合物中，其吸收峰随溶剂极性增加而向移动，即产生。（）吸光系数是物质的特征常数，故同一物质在任一波长下吸光系数相同。（）吸光物质分子具有各种类型的电子跃迁，均能在在紫外—可见吸收光谱中反映出来。