吸光光度法

分析化学第十章吸光光度法，知识内容有吸光光度法、物质对光的选择性吸收、光吸收的基本定律、分光光度计等。

吸光光度法

• 吸光光度法
  • 定义： 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法
  • 分类
    • 可见－紫外分光光度法等
  • 特点
    • 灵敏度高
    • 相对误差约为2%至5%
    • 迅速，操作简单，价格便宜
    • 应用广泛
• 物质对光的选择性吸收
  • 定义：白光照射在某溶液时，该溶液会选择性吸收某些波长的光，呈现透射光的颜色
  • 紫外－可见吸收光谱的产生
    • 分子内部三钟运动形式
    • 分子三种能级
      • 转动能级能量差（最小，远红外区）
      • 振动能级能量差（红外区）
      • 电子能级能量差（最大，紫外－可见光区） 总伴有振动和转动能级跃迁
  • 能级跃迁示意图
    • 原子，线状
    • 分子，带状
  • 光的选择性吸收
    • 分子，原子或离子具有不连续的量子化能级
    • 仅当光子能量与被照物质基态和激发态能量之差相等时，才能发生吸收
    • 物质对光的吸收具有选择性
  • 吸收曲线 （A～λ/nm）
    • 定义：描述物质对不同波长光的吸收能力
    • 讨论
      • 同一物质对不同波长光的吸收度不同
      • 是定性分析的依据，是定量分析选择入射光波长的依据
      • 波长最大处吸光度差异最大，测定最灵敏，可用于定量分析
• 光吸收的基本定律
  • 朗伯－比尔定律：A＝кbc，A＝－lg（I。/It）＝кbc
  • 吸光度具有加和性
  • к摩尔吸光系数（L/（ mol cm）
    • 吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数
    • 温度和波长条件一定时，к与吸光物质本身的性质有关
    • 可作为定性鉴定的参数
    • 同一物质在不同波长下的к不同，к越大，物质吸光能力越强，灵敏度越高
  • 定律适用条件
    • 入射光为单色光
    • 吸光质点形式不变：解离、络合等会破坏线性关系，应控制测定条件（酸度、浓度、介质等）
    • 稀溶液：浓度增大，分子之间相互作用增强
• 分光光度计
  • 基本组成
    • 光源
      • 可见光：钨灯
      • 紫外区：氢灯或氘灯
    • 单色器 （将复合光分解为单色光）
      • 入射狭缝：光进入
      • 准直镜：变平行光
      • 色散原件： 复合光分解成单色光
        • 棱镜：光的折射 玻璃棱镜：可见光范围，石英：紫外－可见
        • 光栅：一系列等宽等距离的平行狭缝，光的衍射和干涉原理。 优点：分辨率高，波长范围宽，分散率与波长无关
      • 聚焦镜：不同波长的光聚焦在焦面的不同位置
      • 出射狭缝，所需波长的光照射到事业上
    • 吸收池：盛放试液（玻璃，石英）
    • 检测器：透过的光信号变电信号
    • 数据处理装置
  • 类型
    • 单光束型： 适用于给定波长测定，要求光源和检测器有很高的稳定性
    • 双光束型： 可消除光源不稳定，仪器灵敏度变化等因素的影响
    • 双波长型： 适用于混浊液分析，参比溶液即被测溶液
• 应用
  • 微量单组分测定（A～c曲线法）
    • 邻二氮菲分光光度法测定微量铁
  • 微量多组分分析
  • 弱酸（碱）离解常数的测定
  • 络合物组成的测定
    • 摩尔比法（饱和法）
• 示差吸光光度法
  • 参比溶液：比待测溶液浓度稍低的标准溶液
  • 适用于：高浓度溶液
  • 作用：提高测量结果的准确度
• 吸光光度分析及误差控制
  • 测定波长选择
    • 最大吸收原则
    • 吸收最大，干扰最小原则
  • 参比溶液的选择
    • 试液，显色剂，条件试剂均无吸收
      • 参比溶液：纯溶剂（水）
    • 显色剂或条件试剂略有吸收，而试液无吸收
      • 试剂空白（不加试液）
    • 显色剂，条件试剂无吸收，而试液有吸收
      • 试液空白（不加显色剂和条件试剂）
    • 试液，显色剂，条件试剂均有吸收
      • 在试液中加掩蔽剂
  • 标准曲线的制作：A＝кbc
  • 对朗伯比尔定律的偏
    • 物理因素：难以获得真正的单色光
      • 选择较好的单色器
      • 选用λmax处的光作入射光
    • 化学因素
  • 吸光度测量误差
    • A＝0.2～0.8
• 显色反应以及影响因素
  • 显色反应 M+R＝M－R
    • 分类：配位显色反应，氧化还原显色反应
    • 要求
      • 灵敏度高：к＞10∧4
      • 选择性好
      • 生成的有色化合物组成恒定，性质稳定
      • 显色剂在测定波长处无明显吸收，Δλ＞60nm
  • 显色剂
    • 无机显色剂
      • 硫氰酸盐，钼酸铵，过氧化氢
    • 有机显色剂
      • 偶氮类，三苯甲烷类
      • 种类繁多，应用广泛
    • 发色团（生色团）
      • 使化合物产生颜色或在紫外可见光区产生吸收
      • 不饱和基团：硫羰基，醌基，偶氮基，亚硝基
    • 助色团
      • 红移，蓝移，增色效应，减色效应
      • 通常由含有孤对电子的原子组成：－OH，－SH等
    • 影响显色反应的因素
      • 显色剂用量
      • 反应体系酸度
      • 显色温度
      • 显色时间
      • 干扰离子的消除
        • 掩蔽
        • 选择适当的显色反应
        • 分离干扰离子
        • 选择适当的光度测量条件