chapter07吸光光度法简介2

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学（2）2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学7.3 吸光光度法的灵敏度与准确度前节要点复习7.3.1 灵敏度的表示方法7.3.2 影响准确度的因素7.3.3 测量条件的选择7.4 吸光光度法分析条件的选择7.4.1 酸度的选择7.4.2 显色剂用量的选择7.4.3 其它条件的选择2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学7.5 吸光光度法应用简介7.5.1 微量组分的测定7.5.2 示差光度法7.5.3 光度滴定法前节要点复习7.5.4 络合物组成及稳定常数的测定7.5.5 弱酸弱碱离解常数的测定7.5.6 双波长分光光度法7.5.7 导数分光光度法2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学7.3 吸光光度法的灵敏度与准确度灵敏度吸光光度法是一种适合于微量组分测定的仪器分析法，检测限大多可达10-3~10-4g / L 或~g / mL 数量级。准确度能满足微量组分测定的要求。一般相对误差2~5 %。例如，石灰石中微量铁，含量为0.067 %，相对误差以5 %计算，结果为0.0 ~ 0.070 %，绝对误差为0.003 %比较常量分析：铁矿中的铁含量测定，含量为80%，若相对误差以5 %计算，结果为84 ~ 76 %，绝对误差为4 %2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学灵敏度的表示方法摩尔吸光系数AbC当b = 1 时，A = CA对摩尔系数的理解之一摩尔吸收系数是对吸光物质而言，是由吸光物质的结构特征，吸光面积等因素决定。2+NNNNFe0CFe2++33实际测定3=1.1 104邻二氮菲桔红色508实际测得的是条件摩尔吸收系数，AbCFe2′6

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学灵敏度的表示方法对摩尔系数的理解之二对同一种待测物质，不同的方法具有不同的，表明具有不同的灵敏度。例，分光光度法测铜426 = 1.28 104L．mol-1．cm-15L．mol-1．cm-1= 1.58 10双硫腙法测Cu495 铜试剂法测Cu一般情况< 104低灵敏度~ 104~105中等灵敏度> 105高灵敏度灵敏度不同的本质原因是什么？7

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学灵敏度的表示方法摩尔吸光系数吸光系数比吸光系数灵敏度1%1cmaESandell 灵敏度S灵敏度S 值表示单位截面积光程测得吸光度为0.001 时，每mL 溶液中待测物质的微克数。单位为g ．cm-2。Sandell 灵敏度与的关系MS问题：如何测量S 值？S 值是否与光程有关？2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学影响准确度的因素仪器测量误差AlgT0.434lnT10根据误差传递公式，可以推导出浓度测量的相对误差为dTdcErcTlnTT = 0.368 = 36.8 %A = 0.434 误差最小当dT = 1%时为了使测量误差< 5%，控制溶液的透光率T = 70 ~ 10 %dc/c8(%)20020dT=2%dT=1%dT=0.1%406080100T(%)A = 0.155 ~ 1.00误差公式推导9

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学仪器测量误差公式推导dAdc吸光定律Acb根据误差传递公式，有AcdTAlgT0.434lnT又dA0.434TdT得dAdT浓度测量的dcErATlnT相对偏差cTlnT(TlnT)0得T = 0.368 = 36.8 %令A = 0.434 此时，仪器测量误差最小2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学化学反应的影响M + L = ML max吸光定律实际计算光度法测定通常在一个较大的浓度范围内作工作曲线，当′或随着浓度的变化而变化，或随着副反应的变化而变化时，就表现出对吸光定律的偏离。例：M + L→ ML, ML2, ML31 12 23 3A最有可能在什么ML情况下得到？ML2ACMbML2ACMLbAMLML3ML3什么条件满足？C(M)1如果在1 进行测定，结果如左图所示11

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学例，聚合引起的对吸光定律的偏离HN2(CH3)2NSN(CH3)2(CH3)2N+HNS+ N(CH3)22单体：Amax = 660 nmA二聚体：max = 610 nmmax = 660 nm610 nm660 nmC12

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学测量条件的选择测量波长的选择无干扰，选择max1、非单色光影响小有干扰AA2、灵敏度高待测溶液吸光度的选择（为什么？）选择C选择b2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学参比液的选择原则：扣除非待测组分的吸收A （样）= A （待测吸光物质）+A （干扰）+ A （池）A （参比）=A （干扰）+ A （池）以显色反应为例进行讨论若欲测M-R 的吸收试液显色剂max溶剂光学透明M + R = M-R max吸光物质参比液组成无吸收基质吸收无吸收基质吸收无吸收无吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收溶剂不加显色剂的试液显色剂显色剂+ 试液+ 待测组分的掩蔽剂14

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学7.4 吸光光度法分析条件的选择显色反应有机物质官能团强吸收官能团弱吸收直接测定UV-VIS衍生化反应UV-VIS显色反应无机物质通常通过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度Fe2++32+NNNNFe3315

邻二氮菲桔红色max2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学酸度的选择酸度的影响副反应M + nR = MRnOH-H+RH = R-+ H+12例，磺基水杨酸–Fe 3+存在型体的变化生成不同配比的络合物pH = 2 ~ 3pH = 4 ~ 7pH = 8 ~ 102005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

FeRFeR2FeR3紫红色橙色黄色16

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学酸度的选择理论计算[MRn]n[R]n[M][MRn]nlg[R]lglgn[M][MRn]lg~pH[M]M + nR = MRnOH-H+M(OH)，R(H)~pHlgnlgM(OH)nlgR(H)nlg[R]以作图A可得适宜pH范围实际工作中，作A ~ pH 曲线，寻找适宜pH 范围。pH2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学显色剂的用量M + nR = MRn[MRn]nn[M][R][MRn]nlg[R]lglgn[M][MRn]定量反应99.9%[M]nlg[R]3lgn实际工作中，作A ~ CR曲线，寻找适宜CR 范围。A3lgnlg[R]nCR2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学温度的选择实际工作中，作A ~ T曲线，寻找适宜反应温度。AAATATATT反应时间的选择T实际工作中，作A ~ t曲线，寻找适宜反应时间。19

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学7.5 吸光光度法应用简介微量组分的测定A单组分的测定纯物质或共存物质不干扰多组分的测定介绍一种解联立方程法根据加合性原则yxyxA1A1A11bcx1bcyAXY12A2A2xyxA22bcx2bcyyx1xCs(x)为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。2解联立方程，可求得Cx, Cy请设计一个测定两组分的浓度的实验方案20

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学单组分的测定微量铁的测定氨基酸的测定蛋白质的测定总磷的测定邻二氮菲法茚三酮法考马斯亮蓝法磷钼蓝法海水中营养盐的测定2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学示差光度法方法比较常规法示差法AA′以空白溶剂为参比以浓度为Cs的标准溶液为参比AxAsb(cxcs)I0AxlgbcxIxIsI0I0I0lglgAxlgIxIsIxI0bcx△Cx△C适宜高浓度的测定cxcxcs（Cx> Cs）思考：（CxCs）时情况怎样2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

？22

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学示差法的误差方法常规法定量原理相对误差x示差法∵I0> IsdTAxbcxlgTxdcIxcxTxlnTxTxI0dcxdTAcbcxlgTrIxcTlnTxrxTrIsdcxdcx有∴Tr> Txcxcx例题23

结论：示差法提高了准确度2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学例题已知dT= 0.01, 样品Tx= 2.00 %, 标准Ts= 10.0 %TIx2.00x示差法Tr20.0%IsTs10.0dT常规法误差dcx0.010.43412.8%cxTxlnTx0.02lg0.02示差法误差dcx0.010.4340.20lg0.02cxTrlnTxdT1.28%已知dT= 0.01, 样品Tx= 2.00 %, 标准Ts= 5.00 %Ix2.00dTdcxTr40.0%0.%I05.00cxTrlnTx2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学示差法提高准确度的实质T051050100常规法TxTs示差法T051050落在测量误差较大的范围100TrTs落在测量误差较小的范围结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学光度滴定法光度滴定法是依据滴定过程中溶液的吸光度的突变来确定滴定终点的滴定分析方法。例, 滴定反应M + R = MR随着R 的加入，[M]滴定曲线随各物质的吸收性质的不同而不同。R = 0,M = 0,MR > 0（不考虑滴定体积的变化）R > 0,M = 0,MR > 0[MR]AR > MRVspAVRAR < MR更多例子VspVR滴定曲线分析VspVR26

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学光度滴定与指示剂法的比较1、线性滴定法ApH141210820050100VeV2、适宜低浓度的滴定3、背景有色溶液也能滴定（为什么？）150200滴定百分数%思考题指示剂法和光度滴定的方法原理的共性？方法原理的应用电位滴定，发光滴定27

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学滴定曲线分析AM + R = MRAR为滴定剂M 吸收R 吸收VAMR 无吸收AV同学自己分析V2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

V返回28

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学更多例子R = 0,M > 0,MR > 0M < MRAM > MRAVspVRVspVRR > 0,M = 0,MR = 0AR = 0,M > 0,MR = 0VspVRR > 0,M > 0,MR = 0请同学们自己分析29

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学络合物的组成及稳定常数的测定摩尔比法测络合比（饱和法）M + nR = MRnCM, 固定；CR, 从0 开始增大在特定波长测定R = 0,M = 0,MRn >0ACMRnCRR > 0,M > 0,MRn =0AnCR/CMnCR/CM2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学等摩尔连续变化法（Job）测络合比M + nR = MRn在特定波长测定R = 0,M = 0,MRn >0AAR > 0,M > 0,MRn =0CM+ CR= 常数CM / C 从0 →100.330.5n = 1, CM / C=0.5n = 2, CM / C=0.331.0CM / C00.51.0CM / C31

CM / C=0.5，n = 1 2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学条件稳定常数的测定由于络合物离解引起A′< A0离解度A0AA′MR = R + M总浓度ccaca平衡浓度c(1-a)A0AaA000.51.0CM / CA0A将a代入上式便可求出络合物的条件稳定常数A02005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

c(1a)(1a)K222caca32

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学弱酸弱碱离解常数的测定HR = H++R-HRR用光度法可以测定其离解常数AHRRHRR[H][R]Ka[HR][HR]pKapHlg[R][HR][HR]用吸光值表征lg，相对于pH作图，可求得pKa或[R][R]2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学半中和法配制一系列不同pH, 浓度C相同的溶液AHRRpH在HR 测吸光度AA′A1A2pH < pKa-1pH > pKa+1[HR] / [R-] = 1C= [R-]HRRC= [HR]测得A2测得A1pH = pKapKapHA′对应的pH 即为pKaA2A1AA122005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学截距法在上述实验的基础上作数据处理对特定pHpH < pKa-1pH > pKa+1AiHR[HR]R[R]C= [HR]C= [R-]b = 1 cmAHRHRCHRARRCRAHRAR代入，得Ai[HR][R]CCARAiAA[HR]Ri整理，得lgAiAHR[R]AiAHRARCAHRCARAilgpHpKaAiAHR作图，直线截距为pKa2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

pH35

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学双波长分光光度法AA1A2yyxx(A1A1)（A2A2）yy∵A1A2∴AXYAxxA（12）bCx单色器光源单色器切光器xA1A2x12Y的存在不干扰X的测定检测器狭缝吸收池问题36

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学问题单色器光源单色器切光器狭缝吸收池检测器XAY1. 双波长法与常规参比法比较，有什么特点？2.如何借助于双波长法消除干扰？37

122005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学对比吸收系数的理解AA1%E1cmcb1%E1cmp，c( g / 100 mL), b = 1 cm1%E1cm例如扑热息痛的测定：取扑热息痛约40 mg，精密称定，置250 mL量瓶中，加NaOH ( 0.1 mol / L) 50 mL 溶解，加水至刻度，摇匀，精密量取5 mL，置100 mL量瓶中，加NaOH ( 0.1 mol / L) 10 mL，加水至刻度，摇匀，在257 nm ±1 的波长处测定吸光度，按C8H9NO2的比吸收系数为715 计算，即得。2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

pA38

化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学1、Plank 条件2、物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。要点hcEEiE0h3、在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。c：mol / LKc：g / LI0AKbc吸光定律lgTlgItAKbcT1010Aacb0.575摩尔吸光系数，L · mol –1 · cm -1Acb吸光系数，L · g –1 · cm -1KaItI（样品）AlglglgTbCI0I）（参比2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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化学化工学院Analytical Chemistry 分析化学要点吸收定律，吸收系数及其性质灵敏度及表示方法：吸收系数，S；准确度及影响因素：相对误差2~5%；测量误差；化学平衡移动引起的误差。吸光测量条件的选择：波长、浓度、参比的选择分析条件条件的选择：酸度、浓度、温度、时间方法介绍光度滴定；示差法；解联立方程法2005-12 GXQ 分析化学2005-2006学年

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