第二十章比色法和分光光度法chapter20_479101053.pptVIP

第二十章 比色法和分光光度法;20.1 概述;20.1.2 吸收光谱 光谱区的划分;2. 可见光吸收光谱;吸光度：某波长的光通过含有紫外-可见光吸收的物质溶液后，被吸收的光的比例。;四种川芎内酯化合物的紫外吸收光谱图 1-洋川芎内酯H；2-洋川芎内酯I；3-瑟丹酸内酯；4-藁本内酯; 物质分子的运动状态 分子轨道中价电子的高速旋转；原子在平衡位置的振动； 分子自身的转动。 分子的能量 价电子能级的能量＋振动能级的能量＋转动能级的能量 能级差与对应的光谱 价电子能级间能量差1-20eV，紫外-可见光的能量； 振动能级间能量差0.05-1eV，红外光的能量； 转动能级间能量差10-4-0.05eV，远红外光及微波的能量。; 吸收光谱与发射光谱 分子吸收能量后受到激发，分子就从基态能级跃迁到激发态能级，因而产生吸收光谱。 处于激发态的分子返回基态或能级较低的激发态，就会以光子的形式释放能量，从而产生发射光谱。;20.2 光吸收定律; 比耳（Beer）定律： 一束单色光通过吸光物质的溶液后，光的吸收程度与吸光物质微粒（分子）的数目（浓度c）成正比。即：;朗伯-比耳定律的适用范围： 不仅适用于溶液，也适用于均匀的气态吸光物质和固态吸光物质； 它是各种吸光光度法定量分析的依据。;工作曲线（标准曲线）： 测定信号的大小随被测物浓度变化的曲线。要求这一曲线为直线，即测定信号与被测物浓度成正比。 理想情况下工作曲线过原点； 直线的线性范围是有限的（高浓度端偏离）；通常要求两个数量级以上的线性范围； 样品中被测物浓度应在工作曲线的线性范围内。;偏离比耳定律的原因： 比尔定律本身的局限性。比尔定律假设了吸光分子之间无相互作用，事实上，高浓度时分子间相互作用不可忽略。 入射光为非单色光时的偏离。仪器的分光元件（单色器）很难得到真正的单色光，而是波长范围很窄的复合光带，而比耳定律仅在入射光为单色光时才是正确的。 化学因素引起的偏离。其一是介质不均匀（胶体、乳浊液、悬浮液）而产生折射、散射和反射，使透过光强减弱（A增大）。其二是吸光分子发生化学变化而改变浓度。;20.3 比色法和分光光度法及其仪器;2. 分光光度计的基本部件;单色器： 色散元件：将连续光谱分解为单色光的元件（如棱镜、光栅）； 单色器：由入射狭缝、准直透镜、色散元件、聚焦透镜和出射狭缝构成。 玻璃吸收紫外光，所以玻璃棱镜仅用于350-3200nm波长范围，只能用于可见分光光度计；石英（ 185-4000nm ）则可用于整个紫外-可见光区。 光栅利用光的衍射与干涉作用，其优点是适用波长范围宽、色散均匀、分辨率高；但其缺点是各级光谱有重叠而产生相互干扰。;吸收池（比色池、比色皿）： 用无色透明、耐腐蚀的光学玻璃或石英制造。 因玻璃吸收紫外光，所以玻璃吸收池只能用于可见光区。 杯差：一对比色池对光吸收的差异，实验前要先校杯差。;20.4 显色反应与显色条件的选择;生色基团举例： 碳碳三键：?max=175nm， ????跃迁； 碳碳双键：?max=190nm， ????跃迁； 苯： ?max=254，250，204nm， ????跃迁； 羧基：?max=204nm， n???跃迁；;对显色反应的要求： 具有较高的灵敏度。摩尔吸光系数103－105； 有较好的选择性； 生成的显色物（多为螯合物）稳定、组成恒定； 产物颜色应与被测物颜色有较大差异； 显色条件应易于控制。;显色条件的选择： 显色剂的用量。 酸度。酸度可能会影响显色剂浓度、显色剂颜色、配合物组成和被测离子存在状态。 显色温度。 显色时间。 溶剂种类。很多显色配合物只在有机溶剂中稳定。 干扰的避免与消除。;20.5 分光光度法仪器测量误差及消除;目的是消除池壁、溶剂、反应试剂等对入射光的反射和吸收所带来的系统误差； 只有被测产物有吸收，其他反应试剂均无吸收时，可用纯溶剂做参比； 显色剂或其他试剂有颜色时，用试剂空白做参比； 如果干扰物质也生成类似显色产物，也可按下法制备一个参比溶液：在显色之前先将被测物掩蔽起来，只让干扰物质显色，该空白溶液做参比便可消除干扰。;20.6 分光光度法的应用;2. 单组分测定 通常在最大吸收波长下测定吸光度，采用标准曲线法定量。 3. 多组分的测定 吸收光谱不重叠时，可在各自的最大吸收波长下分别测定。 吸收光谱单向重叠，即组分1干扰组分2，而组分2不干扰组分1的测定，这时只能直接测定组分1含量，要测定组分2含量，必须先用组分1的标准溶液测定出组分1在组分2的测定波长下的摩尔吸光系数，并用已测定出的组分1的浓度，计算波长2下组分1的吸光度，并从波长2下组分1和2的总吸光度中扣除组分1的吸光度。 吸光度双向重叠。需解联立方程??;