分光光度计基本原理与结构分析.pptVIP

分光光度计基本原理、构造、应用简介;

许多化学物质具有颜色，有些无颜色的化合物也可以与显色剂作用，生成有色物质。实践证明，有色溶液的浓度越大，颜色越深；浓度越小，颜色越浅。因此，可以通过比较溶液颜色深浅的措施来确定有色溶液的浓度，对溶液中所含的物质进行定量分析。基于比较颜色深浅对溶液进行定量分析的措施称为比色分析法。;溶液为何会有颜色，颜色又为何与浓度有关呢？下面就讨论这个问题。

一、光的互补及有色物质的显色原理

1．光的波粒二象性

光是能的一种体现形式，是电磁波的一种。光在真空中以直线方式传播，在不一样的介质处发生反射、折射、衍射、色散、干涉和偏振等现象。可用波长、频率、传播速度等参量来描述，即光具有“波动性”。光的颜色即由光的波长决定，人眼能感觉到的光称为可见光，其波长在400～750nrn之间。在可见光之外是红外光和紫外光。;同步，光也具有“粒子性”，光电效应就是一种很好的例子。光的粒子性理论认为，光是由“光子”（或称“光量子”）所构成。在辐射能量时，光是以一份一份的能量E的形式辐射的，同步光被吸取时，能量也是一份一份被吸取的。这每一份能量的大小为hυ。光子的能量与波长的关系为

E=hυ=hc／λ

式中E为光子的能量（J：焦耳），υ为频率，h为普朗克常数（6.63×10-34J?S），c为光速，λ为光的波长;因此，不一样波长的光，其能量不一样，短波能量大，长波能量小。

2。光的显色原理

若把某两种颜色的光，按一定的强度比例混合，可以得到白色光，则这两种颜色的光叫做互补色。图4－1中处在直线关系的两种光为互补色。如绿光和紫光为互补色，黄光和蓝光为互补色等等。

多种溶液会展现出不一样的颜色，其原因是溶液中有色质点（分子或离子）选择性地吸取某种颜色的光。试验证明：溶液所展现的颜色是其重要吸取光的互补色。如一束白光通过高锰酸钾溶液时，绿光大部分被选择吸取，其他的光透过溶液。从互补色示意图可以看出，透过光中只剩余紫色光，因此高锰酸钾溶液呈紫色。;;二、朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律

溶液颜色的深???与浓度之间的关系可以用吸取定律来描述。它是由朗伯定律和比尔定律相结合而成的，因此叫朗伯-比尔定律。原子吸取分光光度计也符合这个定律。

溶液对光的吸取当一束强度为I的平行单色光照到溶液时，一部分光被溶液吸取，一部分光被界面散射，其他的光则透过溶液，如图4-2所示;;有：I0=Ia+Ir+It

I0--入射光强度Ia--吸取光强度Ir--反射光强度It--透射光强度

一般由于Ir很小可忽视不计，上式可简化为

I0=Ia+It

透射光It与入射光强度I0之比为透光率或透光度，用T表达：

T=It/Ia

透光率的负对数称为吸光度或光密度或消光度，用A表达：

A=－lgT=lg1/T=lgIa/It;吸光度越大，表达该物质对光的吸取越强。透光度和吸光度都是用来表达入射光被吸取的程度，它们之间可据式互相换算。

试验证明，单色光通过有色溶液时，透过溶液的光强度不仅与溶液的浓度有关，并且还与溶液的厚度以及溶液自身对光的吸取性能有关。其规律可用下式表达为

A＝KCL

式中：A（E）——吸光度（或叫做光密度，也可用D表达）；

K——某溶液的消光（吸取）系数；

C——溶液的浓度；

L——光程，即溶液的厚度。;消光系数K是一种常数。一种有色溶液对于一定波长（单色光）的入射光的K值具有一定的数值。若溶液的浓度以摩尔／升表达，溶液厚度以厘米表达，则此时的K值称为摩尔消光系数。摩尔消光系数是有色化合物的重要特性之一，根据这个数值的大小，可以估计显色反应的敏捷程度。

从上式可以看出，当K和L不变时，光密度E与溶液浓度C成正比关系，也可以说，当一束单色入射光通过有色溶液且入射光、消光系数和溶液厚度不变时，吸光度A是伴随溶液浓度而变化的。;这种单色光与有色溶液的关系称为朗伯-比尔定律。光电比色计和分光光度计的比色分析措施就是根据这一定律来进行的。不过，朗伯-比尔定律只合用于单色光和低浓度的有色溶液。

三、朗伯-比尔定律的应用

1．等吸光度法

从朗伯-比耳定律可知，当用同一光源照射同一物质的不一样浓度溶液时，若吸光度相等，则两溶液各自的浓度和透光液层厚度的乘积也相等。运用此关系在可见光区用眼作检测器（目视