吸光光度法

第六章吸光光度法分析化学讲稿第六章吸光光度法6.1光谱分析概述6.2基本理论6.3仪器6.4测定条件6.5应用本章作业6.4测定条件的选择6.4.1显色反应及显色条件6.4.2入射光波长6.4.3吸光度A的读数范围6.4.5参比溶液分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.1显色反应及显色条件显色反应待测物必须在一定波长范围内有吸收可见光范围有吸收，则有色，但概念应推广至UV使无/很小吸收的组分经适当试剂反应而显色许多含双键结构的有机物有强紫外吸收π→π*跃迁特别是含苯环的化学物，如食用色素金属离子常通过显色反应显色，在Vis区测量分析化学讲稿第六章吸光光度法2类仪器6.4.1显色反应及显色条件显色反应配位显色反应：对反应及显色剂要求最好仅与待测物发生显色反应选择性好生成有色产物在特定波长处ε大灵敏度高有色产物组成与性质稳定,吸收曲线不变稳定显色剂与产物λmax差异大.△60nm色差大分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.1显色反应及显色条件显色条件上图举例/选稳定区域显色剂用量ε大且稳定的酸度范围pH值实验决定，反应动力学问题为主时间温度溶剂不同，吸收曲线不同溶剂分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.1显色反应及显色条件显色剂SCN-经典，Fe3+/Mo(V)无机常用，好多系列有机ε更大多元分析化学讲稿第六章吸光光度法选择性好，灵敏度高6.4.1显色反应及显色条件显色剂NN邻二氮菲-Fe2+SO3HCOOHOH磺基水杨酸-Fe3+H3CCCCH3NNOHOH丁二酮肟-Ni2+NNCSNHNH双硫腙-Pb2+/Zn2+/Hg2+OHH3CHOOCCClClOCH3COOHSO3HCAS-Al3+分析化学讲稿第六章吸光光度法偶氮与三苯甲烷类染料6.4.1显色反应及显色条件显色反应有时用氧还反应强氧化剂生成Mn(VII)/Cr(VI)例如：钢中微量锰的测定2Mn2+＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4-+10SO42-＋16H+0.00.20.40.60.81.0250350450550650λ/nmAc(KMnO4)=3.7x10-4分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.2入射光波长的选择最常λmax灵敏度高ε变化小,偏离比尔定律倾向小吸收最大，干扰最小尽可能消除干扰图中显色剂(常过量)有干扰选λ=500nm分析化学讲稿第六章吸光光度法100203040506070809010000.10.20.30.40.50.60.81.01.5∞AT/%图6-2A与T的关系图6.4.3吸光度A读数范围的选择1.光度误差偏离比尔定律讨论中提到仪器误差：单色性因素这是仪器误差的另一种形式对数刻度,A不同,其测量绝对误差也不同lgAT因此要找出适当的A的范围，使Δc/c较小分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.3吸光度A读数范围的选择2.Δc/c与ΔT的关系lgATbc0.434lg0.434lndTdTdTbdcT0.434lgdcdTcTT0.434lgcTcTTlncTcTT与Δc/c及T都有关分析化学讲稿第六章吸光光度法0246810020406080T%Er%T=36.8%A0.700.400.100.226.4.3吸光度A读数范围的选择3.A的适当范围：ΔT为常数时普及型及中等性能的仪器T的误差ΔT与T无关为常数Δc/c与ΔT的关系图适当范围：A:0.2～0.8T:15%～65%ΔT通常0.002～0.01分析化学讲稿第六章吸光光度法0246810020406080T%Er%T=36.8%A0.700.400.100.226.4.3吸光度A读数范围的选择4.最佳A值(ΔT为常数时)Δc/c与ΔT的关系图达最大时Δc/c最小lnTTlnlnT10dTTdTT=e-1=0.368A=0.434最佳lncTcTT分析化学讲稿第六章吸光光度法热0.00.51.01.52.0020406080T%Er%A0.700.400.100.22T=13.5%6.4.3吸光度A读数范围的选择新世纪，新仪器。ΔT主要受散粒效应噪声影响上式5.A的适当范围：时TTΔc/c与ΔT的关系图适当A:0.1～2.0最佳T=0.135A=0.86好多教材没提及但却是更有用的概念分析化学讲稿第六章吸光光度法还有更厉害的，A8更新仪器更新了背景中为大家在实验室用到的722.数显/不太落后。0.434适用更老土的指针式0.434适用Agilent8453DAD,所谓先进仪器0.434No！知识没更新新仪器是大势所趋，0.434我也纳闷很长时间实践，A到2仍然准的知识不能及时更新,本课程大问题,也是普遍的大问题分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.4参比溶液的选择1.目的以参比溶液为参考，调节仪器A=0，T=100%消除吸收池及溶剂等产生的反射/吸收等影响I0I参I反射I他吸存在吸收池反射池和溶剂等背景吸收c=0,但I0已经变成了I参0IIII参反射他吸分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.4参比溶液的选择2.消除原理客观上T参1，强制T参=1则重新定义了I0，实际是I参0ITI参参待测组分在参比液基础上测A，也就定义为：lgIAbcI参0IIII参反射他吸反射/其他吸收及其他的其他,强制T参=0全消除分析化学讲稿第六章吸光光度法保持参比液/样品比色皿等一致6.4.4参比溶液的选择3.调节A=∞，T=0%方法:关闭光路，强制透过光强I=0没有参比溶液？就象用无刻度温度计测温度！参比T=100%，关闭光路T=0%就象一支无刻度温度计冰水沸水定位分析化学讲稿第六章吸光光度法6.4.4参比溶液的选择4.比色皿选择材料/规格/性质经尽可能一致的一套如何确认一致？同溶液测试，误差范围内可仅用一个。也有误差！方向也有关啊！分析化学讲稿第六章吸光光度法不要说完全相同p120/允许误差范围吸收/反射等完全相同了吗？6.4.4参比溶液的选择5.参比溶液选择单组分标准曲线法全用溶剂也可行，不通过0点溶剂：仅待测组分有吸收时无试样的空白溶液：显色剂和其他试剂有吸收时无显色剂的试样：显色剂无，干扰组分有掩蔽法：更复杂的情况分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5吸光光度法应用6.5.1定性6.5.2定量:示差法/多组分6.5.3化学平衡研究6.5.4在线动力学研究分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.4新技术6.5.1定性分析1002004005007006008000300远紫外光区近紫外光区可见光区123456σ→σ*跃迁π→π*跃迁电荷转移跃迁n→π*跃迁n→σ*跃迁π→π*跃迁配位体场跃迁波长λ/nmlgε跃迁类型更多的双键更大的共轭λmax红移εmax增大有机最主要:π→π*有机最主要:配位场/荷移分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.1定性分析苯胺与苯胺盐苯酚和苯酚盐呢？上网查一下！增再增！λmax=280nmεmax=1400λmax=254nmεmax=160已知苯的B带吸收λmax=254nmεmax=200？NH2中N上的非键n电子产生n-π共轭NH3+中N上倒欠一个电子，无n-π共轭红移/增色分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.1定性分析推断:1,2-二苯乙烯的反式(a)和顺式(b)结构CCHHCCHHλmax=295nmεmax=27000λmax=280nmεmax=10500位阻小平面好大共轭why？分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.2定量分析:示差法cx大→Ax大→误差大用cs略小于cx的标准溶液作参比测ArAr=ΔＡ=Ａx－Ａs=εb(cx－cs)=εbΔcAr的值通常不大，提高了准确度cx=Δc+cs分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.2定量分析:示差法为什么能提高准确度？普通光度法:cs:Ts=10%，cx:Tx=5%，示差法:cs:Ts=100%，cx:Tr=50%，T读数增大了十倍。A的合适范围内。分析化学讲稿第六章吸光光度法100203040506070809010000.10.20.30.40.50.60.81.01.5∞AT/%6.5.2定量分析:示差法为什么能提高准确度？分析化学讲稿第六章吸光光度法买100m绳子的故事这年头，压力大啊！特别补充：仪器厂家改进仪器。A8,均符合线性关系！6.5.4在线动力学检测FlowerReaction分析化学讲稿第六章吸光光度法6.5.5新技术－光导纤维opticalfiber分析化学讲稿第六章吸光光度法光导纤维的波导作用：凡进入半角为α的光线，都能在纤芯内按同角度全反射传播ααn1(纤芯)n2(包层)n0hν入射光hν出射光在线/难进入光谱仪的/生物/环境浸入式光纤探针分析化学讲稿第六章吸光光度法漫反射光线四散，必须收集各个角度的反射光线积分球integratingsphere应用检测器样品缓冲阻直射光源直射光线反射出口积分球原理固体表面粉末样品混浊试样(乳浊液、悬浊液)仪器购买ing6.5.5新技术－漫反射光谱diffusereflectancespectrometry分析化学讲稿