1、大连理工大学出版社大连理工大学出版社高等职业教育高等职业教育化工类课程规划教材化工类课程规划教材 背景知识背景知识任务一任务一 认知紫外认知紫外-可见分光光度计可见分光光度计任务二任务二 认知酸度计认知酸度计 能力考核能力考核 水样中磷酸根含量的测定水样中磷酸根含量的测定 学习目标学习目标1.熟悉紫外-可见分光光度计及酸度计的结构及使用方法；2.掌握紫外-可见分光光度法的条件选择方法；3.掌握紫外-可见分光光度法的定量方法；4.掌握溶液酸度的测定方法、（一）紫外（一）紫外-可见分光光度法可见分光光度法 一、光吸收定律一、光吸收定律 1.朗伯-比尔定律 当一束平行的单色光通过均匀、非散射的稀溶液
2、时（见图），入射光被溶液吸收的程度与溶液厚度的关系为:I0 L It 式中I0为入射光强度；It为通过溶液后透射光强度；L为溶液液层厚度，或称光程长度；k为比例常数，它与入射光波长溶液性质、浓度和温度有关。这就是朗伯（S.H.Lambert）定律。It/I0表示溶液对光的透射程度，称为透射比，用符号T表示。透射比愈大说明透过的光愈多。而I0/It是透射比的倒数，它表示入射光I0一定时，透过光强度愈小，即 愈大，光吸收愈多。所以 表示了单色光通过溶液时被吸收的程度，通常称为吸光度，用A表示，即ItI0lgItI0lgTTIIAtlg1lglg0 当一束平行单色光照射到同种物质不同浓度，相同液层厚
3、度的均匀透明溶液时，入射光通量与溶液浓度的关系为 ItI0lg 式中为另一比例常数，它与入射光波长、液层厚度、溶液性质和温度有关。c为溶液浓度。这就是比尔（Beer）定律。比尔定律表明；当溶液液层厚度和入射光强度一定时，光吸收的程度与溶液浓度成正比。必须指出的是：比尔定律只能在一定浓度范围才适用。因为浓度过低或过高时，溶质会发生电离或聚合，而产生误差。当溶液厚度和浓度都可改变时，这时就要考虑两者同时对透射光通量的影响，则有KcLTItIA1lglg0 式中K为比例常数，与入射光的波长、物质的性质和溶液的温度等因素有关。这就是朗伯-比尔定律，即光吸收定律。它是分光光度法进行定量分析的理论基础。光
4、吸收定律表明：当一束平行单色光通过均匀、非散射的稀溶液时，溶液的吸光度（入射光被溶液吸收的程度）与溶液的浓度及液层厚度的乘积成正比。朗伯-比尔定律应用的条件：一是必须使用单色光，二是吸收发生在均匀的、非散射介质，三是吸收过程中，吸收物质互相不发生作用。2.吸光系数 式中比例常数K称为吸光系数；其物理意义是：单位浓度的溶液液层线厚度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度。K值的大小只与吸光物质的性质、入射光波长、溶液温度和溶剂性质等有关，而与溶液浓度和液层厚度无关。但K值大小因溶液浓度所采用的单位的不同而异。(1)摩尔吸光系数 当溶液的浓度以物质的量浓度（molL-1）表示，液层厚度以厘米（cm）
5、表示时，相应的比例常数K称为摩尔吸光系数。以表示，其单位为Lmol-1cm-1。这样，式可以改写成 A=C L （4-5）摩尔吸光系数的物理意义是：浓度为1molL-1的溶液，于厚度为1cm的吸收池中，在一定波长下测得的吸光度。摩尔吸光系数是吸光物质的重要参数之一，它表示物质对某一特定波长光的吸收能力。愈大，表示该物质对某波长光的吸收能力愈强，测定的灵敏度也就愈高。因此，测定时，为了提高分析的灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进行测定，选择具有最大值的波长作入射光。摩尔吸光系数由实验测得。在实际测量中，不能直接取1molL-1这样高浓度的溶液去测量摩尔吸光系数，只能在稀溶液中测量后，换
6、算成摩尔吸光系数。例4-1 已知含Fe2+浓度为50ug/100mL溶液，用邻二氮菲显色，在波长510nm处用2cm吸收池测得A=0.198，计算摩尔吸光系数。1662109.810085.5510001050)(LmolFec=cLA1146101.121095.8198.0cmmolL (2)吸光系数 若溶液浓度c以mg/L表示，液层厚度以厘米（cm）表示，其比例常数称为吸光系数，用k表示，其单位为Lcm/mg。这样可表示为 A=kc L 3.吸光度的加和性 在多组分的体系中，在某一波长下，如果各种对光有吸收的物质之间没有相互作用，则体系在该波长的总吸光度等于各组分吸光度的和，即吸光度具有
7、加和性，称为吸光度加和性原理。可表示如下：A总=A1+A2+An=式中各吸光度的下标表示组分1，2，n。吸光度的加和性对多组分同时定量测定，校正干扰等都极为有用。二二、定量方法、定量方法 本节只讨论单组分体系，定量的依据是光吸收定律.如果样品是单组分，且遵守吸收定律，这时只要测出被测吸光物质最大吸收波长（max），就可在此波长下，选用适当的参比溶液，测量试液的吸光度，然后再用工作曲线法或比较法求得分析结果。nA 1标准曲线法 工作曲线法又称标准曲线法，它是实际工作中使用最多的一种定量方法。标准曲线的绘制方法是：配制四个以上浓度不同的待测组分的标准溶液，以空白溶液为参比溶液，在选定的波长下，分别
8、测定各标准溶液的吸光度。以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在坐标纸上绘制曲线，此曲线即称为标准曲线（或称工作曲线）。在测定样品时，应按相同的方法制备待测试液（为了保证显色条件一致，操作时一般是试样与标样同时显色），在相同测量条件下测量试液的吸光度，然后在工作曲线上查出待测试液浓度。为了保证测定准确度，要求标样与试样溶液的组成保持一致，待测试液的浓度应在标准曲线线性范围内，最好在标准曲线中部。标准曲线应定期校准，如果实验条件变动（如更换标准溶液、所用试剂重新配制、仪器经过修理、更换光源等情况），标准曲线应重新绘制。标准曲线法适于成批样品的分析，它可以消除一定的随机误差。例例42 分别取0.
9、00,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00mL10ug/mL的Fe2+标准溶液，置于6个50mL的容量瓶中，显色后，稀释至刻度，在480nm处，以试剂空白作参比，测吸光度，得A分别为0、0.102、0.204、0.306、0.408、0.510。另取5.00mL水样，经同样处理后，稀释至50mL，在相同条件下，测其吸光度得0.300,求水样中铁含量。解 由题意可知 2比较法 这种方法是用一个已知浓度的标准溶液（cS），在一定条件下，测得其吸光度AS，然后在相同条件下测得试液cx的吸光度Ax，设试液、标准溶液完全符合朗伯-比尔定律，则ssxxcAAc 使用这方法要求：cx与cs浓度应
10、接近，且都符合吸收定律。比较法适于个别样品的测定。例43 有20ug/mL钴标准溶液，测其吸光度As=0.365，求在相同条件下，测吸光度Ax0.402的含钴样液中，钴的含量。任务一任务一 认知紫外认知紫外-可见分光光度计可见分光光度计一、一、紫外紫外-可见分光光度计的简介可见分光光度计的简介1、紫外-可见分光光度计仪器结构光源 单色器 吸收池 检测器 显示系统 光源：紫外分光光度计一般用氢灯或氘灯，主要提供180350的连续光谱；可见分光光度计一般用钨灯或碘钨灯，主要提供3201000nm的连续光谱。所谓紫外可见分光光度计也就是说这个仪器可以更换光源，能够测定吸收峰在紫外和可见光部分的化合物
11、。单色器：作用是把光源发出的连续光谱分解为单色光，721分光光度计的单色器为棱镜；722等分光光度计的单色器为光栅。吸收池：又叫比色皿，用于盛装溶液；吸收池的制材有玻璃和石英两种。玻璃吸收池用于可见光光区测定。若在紫外光区测定，则必须使用石英吸收池。检测器：是把光信号转化为电信号的元件，721的检测器是光电 管；目前紫外-可见分光光度计广泛使用光电倍增管作检测器。显示系统：是把检测器产生的电信号，经放大后，用一定的方式显 示出来 2.注意事项 （1）连续使用紫外可见分光光度计的时间不应超过两小时，最好是间歇半小时后，再继续使用。（2）每次使用完比色皿后，要用去例子水洗净并倒置晾干后，存放在比色
12、皿盒中。在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏并避免产生划痕，一面影响透光率。（3）仪器不能受潮。在日常使用中，应经常注意单色器上的防潮硅胶（在仪器的底部）是否变色，如硅胶的颜色已变红，应立即取出烘干或更换。（4）在托运或移动一起时，应注意小心轻放。二、任务实施 项目二十项目二十 水中微量铁的测定水中微量铁的测定 一、能力目标一、能力目标 1能绘制吸收光谱曲线和选择测量波长；2学会用标准曲线法定量 3学会721分光光度计的操作使用。二、实验原理二、实验原理 邻二氮菲又称邻菲罗啉，是测定微量铁的一种较好的显色剂。在pH=29的溶液中，邻二氮菲与二价铁生成稳定的橙红色配位化合物。生成的配合物的摩尔吸光系数=1.1104Lmol-1cm-1，在还原剂存在下，颜色可保持几个月不变。Fe3+与邻二氮菲生成淡蓝色配合物，在加入显色剂之前，需用盐酸羟胺先将Fe3+还原为Fe2+。会员免费下载
