1、Analytical ChemistryAnalytical Chemistry（2）前节要点复习前节要点复习7.3.1 灵敏度的表示方法灵敏度的表示方法7.3.2 影响准确度的因素影响准确度的因素7.3.3 测量条件的选择测量条件的选择7.4.1 酸度的选择酸度的选择7.4.2 显色剂用量的选择显色剂用量的选择7.4.3 其它条件的选择其它条件的选择7.5.1 微量组分的测定微量组分的测定7.5.2 示差光度法示差光度法7.5.3 光度滴定法光度滴定法7.5.4 络合物组成及稳定常数的测定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弱酸弱碱离解常数的测定7.5.6 双波长分光
2、光度法双波长分光光度法7.5.7 导数分光光度法导数分光光度法前节要点复习前节要点复习灵敏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，吸光光度法是一种适合于微量组分测定的仪器分析法，检测限大多可达检测限大多可达10-3 10-4 g/L 或或 g/mL 数量级。数量级。准确度准确度能满足微量组分测定的要求。一般相对误差能满足微量组分测定的要求。一般相对误差 25%。例如，。例如，石灰石中微量铁，含量为石灰石中微量铁，含量为 0.067%，相对误差以，相对误差以 5%计算，计算，结果为结果为 0.064 0.070%，绝对误差为，绝对误差为 0.003%比较常量分析：比较常量分析：铁
3、矿中的铁含量测定，含量为铁矿中的铁含量测定，含量为80%，若相对，若相对 误差以误差以 5%计算，结果为计算，结果为 84 76%，绝对误差为，绝对误差为 4%实际测得的是实际测得的是条件摩尔吸收系数，条件摩尔吸收系数，对摩尔系数的理解之一对摩尔系数的理解之一3Fe2+3NN+NNFe2+桔红色桔红色 508邻二氮菲邻二氮菲 =1.1 104实际测定实际测定2FebCA摩尔吸收系数是对吸光物质而言，是由吸光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。物质的结构特征，吸光面积等因素决定。灵敏度的表示方法灵敏度的表示方法摩尔吸光系数摩尔吸光系数 bCA当当 b=1 时
4、，时，A=CAC0 对摩尔系数的理解之二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对同一种待测物质，不同的方法具有不同的 ，表明具表明具有不同的灵敏度。有不同的灵敏度。例，分光光度法测铜例，分光光度法测铜铜试剂法测铜试剂法测 Cu 426=1.28 104 Lmol-1cm-1双硫腙法测双硫腙法测 Cu 495=1.58 105 Lmol-1cm-1一般情况一般情况 105低灵敏度低灵敏度中等灵敏度中等灵敏度高灵敏度高灵敏度灵敏度不同的本质灵敏度不同的本质原因是什么原因是什么？吸光系数吸光系数 a比吸光系数比吸光系数%11cmESandell 灵敏度灵敏度 SS 值表示值表示
5、光程（光程（path lenth)为为1 cm 吸收池测得吸光度为吸收池测得吸光度为 0.001 时，每时，每mL 溶液中待测物质的微克数。单位为溶液中待测物质的微克数。单位为 g cm-2。MS Sandell 灵敏度与灵敏度与 的关系的关系摩尔吸光系数摩尔吸光系数 灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度影响准确度的因素影响准确度的因素仪器测量误差仪器测量误差根据误差传递公式，可以推导出浓度测量的相对偏差为根据误差传递公式，可以推导出浓度测量的相对偏差为TAlgTln434.0TTdcdcETrlnT=0.368=36.8%A=0.434 为了减少测量误差，控制为了减少测量误差，控制溶液的吸光度溶液的吸光
6、度 A=0.15 1T=70 10%误差公式推导误差公式推导0.368仪器测量误差公式推导仪器测量误差公式推导吸光定律吸光定律cbA根据误差传递公式，有根据误差传递公式，有 cdcAdATAlg又又Tln434.0TdTdA434.0TTdTAdAlnTTdcdcETrln得得浓度测量的浓度测量的相对偏差相对偏差0)ln(TT令令得得T=0.368=36.8%A=0.434 此时，此时，仪器测量误差最小仪器测量误差最小为了减少测量误差，控制溶液的为了减少测量误差，控制溶液的吸光度吸光度 A=0.15 1T=70 10%化学反应的影响化学反应的影响M +L =ML maxbCAML吸光定律吸光定
7、律光度法测定通常在一个较大的浓度范围内作工作曲线，当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，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。就表现出对吸光定律的偏离。bCAM实际计算实际计算例：例：M +L ML,ML2,ML3 1 1 2 2 3 3如果在如果在 1 进行测定，结果如左图所示进行测定，结果如左图所示AC(M)AMLML2ML3 1ML3ML2ML例，聚合引起的对吸光定律的偏离例，聚合引起的对吸光定律的偏离单体：单体：SNH+(CH3)2NN(CH3)22SNH+(CH3)2NN(CH
8、3)2 2 max=660 nm二聚体：二聚体：max=610 nmAC max=660 nmA 660 nm610 nm测量条件的选择测量条件的选择测量波长的选择测量波长的选择无干扰，选择无干扰，选择 max有干扰有干扰A A 待测溶液吸光度的选择待测溶液吸光度的选择控制控制A=0.15 1 T=70%10%方法方法选择选择 C选择选择 b1、非单色光非单色光影响小影响小2、灵敏度高灵敏度高参比液的选择参比液的选择原则：原则：扣除非待测组分的吸收扣除非待测组分的吸收以显色反应为例进行讨论以显色反应为例进行讨论M +R =M-R max试液试液 显色剂显色剂 溶剂溶剂 吸光物质吸光物质 参比液
9、组成参比液组成无吸收无吸收无吸收无吸收光学透明光学透明溶剂溶剂基质吸收基质吸收无吸收无吸收吸收吸收不加显色剂的试液不加显色剂的试液无吸收无吸收吸收吸收吸收吸收显色剂显色剂基质吸收基质吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收显色剂显色剂+试液试液+待待测组分的掩蔽剂测组分的掩蔽剂若欲测若欲测 M-R 的吸收的吸收 maxA（样）（样）=A（待测吸光物质）（待测吸光物质）+A（干扰）（干扰）+A（池）（池）A（参比）（参比）=A（干扰）（干扰）+A（池）（池）显色反应显色反应有机物质有机物质官能团强吸收官能团强吸收直接测定直接测定UV-VIS官能团弱吸收官能团弱吸收衍生化反应衍生化反应UV-VIS显色反应显色
10、反应无机物质无机物质通常通过显色反应生成吸光系数大的有色通常通过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度物质进行测定，以提高灵敏度3Fe2+3NN+NNFe2+桔红色桔红色 max邻二氮菲邻二氮菲酸度的选择酸度的选择酸度的影响酸度的影响副反应副反应M +nR =MRnOH-H+存在型体的变化存在型体的变化RH =R-+H+1 2生成不同配比的络合物生成不同配比的络合物例，磺基水杨酸例，磺基水杨酸 Fe 3+pH=2 3FeR紫红色紫红色pH=4 7FeR2橙色橙色pH=8 10FeR3黄色黄色酸度的选择酸度的选择理论计算理论计算nnRMMRnlglglgRnMMRnnlglglg
11、lgR(H)M(OH)RnnnpHR(H)M(OH)，pHlgMMRn以以作图作图可得适宜可得适宜pH范围范围实际工作中，作实际工作中，作 A pH 曲曲线，寻找适宜线，寻找适宜 pH 范围。范围。ApHM +nR =MRnOH-H+显色剂的用量显色剂的用量M +nR =MRnnnRMMRnlglglgRnMMRnn定量反应定量反应310MMRn3lglgRnnnRnlg3lg实际工作中，作实际工作中，作 A CR 曲曲线，寻找适宜线，寻找适宜 CR 范围。范围。ACR温度的选择温度的选择实际工作中，作实际工作中，作 A T 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 反应温度。反应温度。ATATATATA
12、T反应时间的选择反应时间的选择实际工作中，作实际工作中，作 A t 曲线，曲线，寻找适宜寻找适宜 反应时间。反应时间。微量组分的测定微量组分的测定单组分的测定单组分的测定多组分的测定多组分的测定介绍一种介绍一种 解联立方程法解联立方程法A XY 1 2根据加合性原则根据加合性原则yxAAA111yyxxbcbc11yxAAA222yyxxbcbc22解联立方程，可求得解联立方程，可求得Cx,Cy 为物质的特征参数，可通过配制标为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。准溶液测得。请设计一个测定两组请设计一个测定两组分的浓度的实验方案分的浓度的实验方案ACs(x)x1x2纯物质或共存物质不干扰纯
13、物质或共存物质不干扰单组分的测定单组分的测定微量铁的测定微量铁的测定氨基酸的测定氨基酸的测定邻二氮菲法邻二氮菲法茚三酮法茚三酮法蛋白质的测定蛋白质的测定考马斯亮蓝法考马斯亮蓝法总磷的测定总磷的测定磷钼蓝法磷钼蓝法海水中营养盐的测定海水中营养盐的测定返回返回示差光度法示差光度法方法方法常规法常规法以空白溶剂为参比以空白溶剂为参比xxIIA0lgxbc示差法示差法以浓度为以浓度为 Cs 的标的标准溶液为参比准溶液为参比)(sxccbxsxIIAlg00IIsxIIII00lglgsxAA xcbsxxcccACCxA（Cx Cs）适宜适宜 高高 浓度的测定浓度的测定思考：（思考：（Cx Cs）时情
14、况怎样）时情况怎样？示差法的误差示差法的误差方法方法定量原理定量原理相对误差相对误差常规法常规法xxxTbcAlgsxrIIT 示差法示差法rxcTcbAlgxxTxcTTdcdxlnxrTxcTTdcdxln Tr Tx0IITxx I0 Isxcxccdcdxx有有结论：示差法提高了准确度结论：示差法提高了准确度例题例题例题例题已知已知 dT=0.01,样品样品Tx=2.00%,标准标准 Ts=10.0%示差法示差法sxrIIT%0.200.1000.2xxTxcTTdcdxln02.0lg02.0434.001.0%8.12xrTxcTTdcdxln常规法误差常规法误差示差法误差示差法误
15、差02.0lg20.0434.001.0%28.1已知已知 dT=0.01,样品样品Tx=2.00%,标准标准 Ts=5.00%0IITxr%0.4000.500.2xrTxcTTdcdxln%64.0sxTT示差法提高准确度的实质示差法提高准确度的实质常规法常规法TxT0 5 1050100 落在测量落在测量误差误差较较 大大 的范围的范围示差法示差法T0 5 1050100TrTsTs 落在测量落在测量误差误差较较 小小 的范围的范围结论：结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度光度滴定法光度滴定法光度滴定法是依据滴定过程中溶液的吸光度
16、的突变来确定滴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。定终点的滴定分析方法。例例,滴定反应滴定反应 M +R =MR 随着随着 R 的加入，的加入，MMR滴定曲线随各物质的吸收性质的不同而不同。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）（不考虑滴定体积的变化）AVRVsp R 0,M=0,MR 0AVR R MRVsp R 0,MR 0 R 0,M=0,MR=0AVR M MRAVRVspAVRVsp R=0,M 0,MR=0 R 0,M 0,MR=0请同学们自己分析请同学们自己分析络合物的组成及稳定常数的测定络合
17、物的组成及稳定常数的测定摩尔比法测络合比（饱和法）摩尔比法测络合比（饱和法）M +nR =MRnCM,固定；固定；CR,从从 0 开始增大开始增大CMRnCR在特定波长测定在特定波长测定 R=0,M=0,MRn 0ACR/CMn R 0,M 0,MRn=0ACR/CMn等摩尔连续变化法（等摩尔连续变化法（Job）测络合比）测络合比M +nR =MRnCM+CR=常数常数CM/C 从从 0 1在特定波长测定在特定波长测定 R=0,M=0,MRn 000.51.0ACM/C0.33n=1,CM/C=0.5n=2,CM/C=0.3300.51.0ACM/C R 0,M 0,MRn=0条件稳定常数的测
18、定条件稳定常数的测定00.51.0ACM/CAA A由于络合物离解引起由于络合物离解引起离解度离解度AAAaMR =R +M总浓度总浓度 C平衡浓度平衡浓度C(1-a)CaCa222)1()1(CaaaCaCK将将AAAa代入上式便可求出络合物的条件稳定常数代入上式便可求出络合物的条件稳定常数HR =H+R-HR用光度法可以测定其离解常数用光度法可以测定其离解常数HRRHaKaKppHRHRlg RA HRR HR R用吸光值表征用吸光值表征lgRHR，相对于，相对于pH作图，可求得作图，可求得pKaRHR或或配制一系列不同配制一系列不同pH,浓度浓度 C 相同的溶液相同的溶液半中和法半中和法
19、pH在在 HR 测吸光度测吸光度ApH RA HRR HRpH pKa+1C=R-pH=pKaHR/R-=1A2A1测得测得A2测得测得A11122AAAAA对应的对应的pH 即为即为 pKa A pKa 截距法截距法在上述实验的基础上作数据处理在上述实验的基础上作数据处理对特定对特定 pHRHRARHRi b=1 cmpH pKa+1C=R-CAHRHRCAHRHRCARRCARR代入，得代入，得RCAHRCAARHRi整理，得整理，得HRiiRAAAARHRaHRiiRKAAAAppHlg作图，直线截距为作图，直线截距为 pKaHRiiRAAAAlgpH双波长分光光度法双波长分光光度法 2
20、 1A XY21AAA）（yxyxAAAA2211)(yyAA21xxAAA21xxxbCA）（21Y 的存在不干扰的存在不干扰 X 的测定的测定光光源源单色器单色器单色器单色器检测器检测器切切光光器器狭狭缝缝吸吸收收池池问题问题问题双波长法与常规参比法比较，有什么特点？双波长法与常规参比法比较，有什么特点？cbEAcm%11c(g/100 mL),b=1 cm例如扑热息痛的测定：例如扑热息痛的测定：取扑热息痛约取扑热息痛约40 mg，精密称定，置，精密称定，置250 mL量瓶中，加量瓶中，加NaOH(0.1 mol/L)50 mL 溶解，加水至溶解，加水至刻度，摇匀，精密量取刻度，摇匀，精密
21、量取 5 mL，置，置100 mL量瓶中，加量瓶中，加NaOH(0.1 mol/L)10 mL，加水至刻度，摇匀，在，加水至刻度，摇匀，在257 nm 1 的的波长处测定吸光度，按波长处测定吸光度，按C8H9NO2的比吸收系数为的比吸收系数为715 计算，计算，即得。即得。%11%11cmcmEAppEA，要要 点点hchEEEi02、物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构、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。成了物质对光的选择吸收基础。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。、在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓
22、度成正比。KbcAT1010KbcAIITt0lglg吸光定律吸光定律c：mol/L摩尔吸光系数，摩尔吸光系数，L mol 1 cm-1cbAK c：g/LK a吸光系数，吸光系数，L g 1 cm-1acbA 0.575bCTIIIIAtlglglg0）（参比样品）要点要点1、灵敏度及表示方法：、灵敏度及表示方法：mg/L；吸收系数，；吸收系数，S；2、准确度及影响因素：相对误差、准确度及影响因素：相对误差25%；测量误差；化学；测量误差；化学平衡移动引起的误差。平衡移动引起的误差。3、吸光测量条件的选择：波长、浓度、参比的选择、吸光测量条件的选择：波长、浓度、参比的选择4、分析条件条件的选择：酸度、浓度、温度、时间、分析条件条件的选择：酸度、浓度、温度、时间5、方法介绍：、方法介绍：光度滴定；示差法；解联立方程法光度滴定；示差法；解联立方程法
