1、下一页上一页返回2023-8-201吸光光度法吸光光度法主讲主讲:许辉许辉 内蒙古农业大学理学院内蒙古农业大学理学院下一页上一页返回8.8.吸光光度法吸光光度法 8-1 8-1 概述概述8-2 8-2 光吸收定律光吸收定律 8-3 8-3 比色法和分光光度法比色法和分光光度法8-4 8-4 显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素8-5 8-5 光度测量误差和测量条件的选择光度测量误差和测量条件的选择8-6 8-6 吸光光度法的应用吸光光度法的应用下一页上一页返回8.1:8.1:概述概述(Spectrophotometry)一一.方法特点方法特点：许多物质具有颜色，还有些许多物质具有颜色，还有
2、些物质能形成颜色物质能形成颜色例如例如MnO4-粉红粉红Cr2O72-橙黄橙黄FeSCN2+血红血红而且颜色而且颜色深浅深浅与与浓度浓度有关有关 与化学容量法相比有如下与化学容量法相比有如下特点特点：1.灵敏度高，能测灵敏度高，能测c2c1 3 2 1下一页上一页返回2023-8-2014吸收光谱反应了不同物质的不同特征吸收：吸收光谱反应了不同物质的不同特征吸收：(1)同一物质对不同波长的光的吸收强度不同一物质对不同波长的光的吸收强度不同，如同，如KMnO4对对400nm吸收少，对吸收少，对525nm吸收吸收最大，称最大，称max(2)同一物质浓度一定时，在某波长下吸收同一物质浓度一定时，在某
3、波长下吸收强度一定，浓度不同吸收强度不同，强度一定，浓度不同吸收强度不同，c愈大，愈大，A愈大，愈大，c3c2c1是光谱定量的依据是光谱定量的依据(3)同一物质分子运动的形式相同，结构相同一物质分子运动的形式相同，结构相同，吸收曲线的形状相同，且同，吸收曲线的形状相同，且max位置不变位置不变 下一页上一页返回2023-8-2015(4)不同物质的吸收曲线形状不同，决定了不同物质的吸收曲线形状不同，决定了物质的结构分析的依据物质的结构分析的依据(5)若选择在若选择在max处测量处测量A，则灵敏度高则灵敏度高(6)从吸收光谱曲线得出结论：从吸收光谱曲线得出结论：c愈大，颜色愈大，颜色愈深，吸收光
4、愈强，愈深，吸收光愈强，Ia愈大，透光愈大，透光It愈弱；愈弱；c愈小愈小，则相反，则相反 c增大增大A增加增加T减小减小值不变值不变max不变不变 下一页上一页返回8.2:8.2:光吸收定律光吸收定律一一.朗伯朗伯-比耳定律比耳定律 当一束强度为当一束强度为I的平行单色光入射到厚度为的平行单色光入射到厚度为db的液层上，一部分光被吸收，当液层厚度增的液层上，一部分光被吸收，当液层厚度增加时，光被吸收的部分按指数式直线的增加加时，光被吸收的部分按指数式直线的增加 b sI0 Ia I Ir dbKbIIlnKdbIdIt0 积分得：积分得：下一页上一页返回2023-8-2017换算成常用对数得
5、：换算成常用对数得：I0 I0 lg=0.434 ln=0.434 Kb=Kb=A It It若吸收分子的数目不变，则若吸收分子的数目不变，则A不变，则：不变，则：I0 A=lg =Kc(Absorbance)It I0 I0 A=lg (吸光度吸光度)=lg It I下一页上一页返回2023-8-20181.Lambert-Beer Law 数学表达式：数学表达式：A=K bc 定义定义：当一束单色光通过含有吸光物质的溶：当一束单色光通过含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度液后，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度与吸光物质的浓度c及吸及吸收层厚度成正比收层厚度成正比 A1 b1 若：若：c 一定时
6、一定时 =.Lambert Law A2 b2 A1 c1 b一定时一定时 =.Beers Law A2 c2下一页上一页返回2023-8-20192.吸光度吸光度A的的加和性加和性 若溶液中含有不止一种吸光物质，则总浓度若溶液中含有不止一种吸光物质，则总浓度等于各个组分吸光度之和：等于各个组分吸光度之和：A=A1+A2+.+An 3.A与与T之间的关系：之间的关系：It I0 透射比透射比T=(Transmittance)而而 A=lg I0 It I0 1 Hence：A=lg =lg It T 下一页上一页返回2023-8-2020若用百分透过率：若用百分透过率：1 100 A=lg=l
7、g=2-lgT%T T%T A当当，b一定时，一定时，A和和T与与 c的关系的关系A正比于正比于 cBeers Law定量依据定量依据下一页上一页返回2023-8-2021二二.吸光系数，摩尔吸光系数，与桑德尔灵吸光系数，摩尔吸光系数，与桑德尔灵敏度敏度1.吸光系数吸光系数a 和摩尔吸光系数和摩尔吸光系数 A=Kbc c(1)当当 c=g/L时：时：b=cm；K=a=Lg-1cm-1(2)当当 c=mol/L时：时：b=cm；K=Lmol-1cm-1 Molar absorptivity下一页上一页返回2023-8-20222.与灵敏度的关系与灵敏度的关系 A A=当当b=1时：时：=.标准曲
8、线的斜率标准曲线的斜率 b c c c c一定：一定：A A当当b c一定时，一定时，A=10-4-106 Lmol-1cm-1 高灵敏反高灵敏反应应在在max处测处测A，有最大值有最大值下一页上一页返回2023-8-20233.影响影响值大小的因素值大小的因素(1)入射光波长入射光波长(2与被测物质有关与被测物质有关(3)温度，酸度，介质，有色物结构，温度，酸度，介质，有色物结构，值值(4)不随不随 c或或A值变化值变化 4.值的计算值的计算 例题例题见下页见下页下一页上一页返回2023-8-2024例如例如已知含已知含Fe2+12.5g/25mL，用邻二氮用邻二氮非显色后形成非显色后形成F
9、e(Phen)3 用用2cm比色皿在比色皿在508nm测得测得A=0.19，求求=？解解 g10-6 12.510-6(g)Fe(g/mol)25Fe2+=cFe=25mL 1000 M 1000 =8.9510-6mol/L A 0.19=1.1104Lmol-1cm-1 bc 28.95下一页上一页返回2023-8-20255.桑德尔灵敏度桑德尔灵敏度S 例如例如光度检测器，检测极限为光度检测器，检测极限为A=0.001 则：则：0.001A=0.001=bc cb=0.001 M S=M 103=(g/cm2)所以上式中的灵敏度：所以上式中的灵敏度：M 55.85S=0.005g/cm2
10、 1.1104下一页上一页返回2023-8-2026三三.偏离偏离Lambert-Beer Laws的原因的原因 正偏离负偏离下一页上一页返回2023-8-20271.由于由于非单色光非单色光引起的引起的偏离偏离 因物质对不同波长的光的吸收程度不同，而因物质对不同波长的光的吸收程度不同，而导致偏离导致偏离 A 1=A 1-A 2 A 2=A 3-A 4A 1 A 2 直线偏向直线偏向 c 轴轴所以：所以：Beers Law 应在应在一一 定的浓度范围内使用定的浓度范围内使用 1 不等于不等于2不等于不等于3 A不等于不等于bc A不与不与 c成线性关系成线性关系 下一页上一页返回2023-8-
11、20282.溶液本身的化学和物理因素引起的偏离溶液本身的化学和物理因素引起的偏离(1)溶液介质不均匀引起的溶液介质不均匀引起的(2)溶液中的副反应发生而引起的溶液中的副反应发生而引起的 (3)反应条件影响显色反应反应条件影响显色反应 例如例如 Cr2O72-+H2O=2HCrO4-=2H+2CrO4-橙色橙色 黄色黄色 1max=350nm max=375nm 2max=450nm 等吸收点：等吸收点：335 和和445的曲线相交处的曲线相交处 此点两吸此点两吸收物质的吸光度相等收物质的吸光度相等 下一页上一页返回2023-8-2029酚红酚红在不在不同同pH值时的值时的吸收吸收曲线曲线 9
12、8 6 7 6.56.8 7 8 9 6.8 6.5 6 5下一页上一页返回2023-8-2030从理论上讲，从理论上讲，b固定，固定，A=Kc 工作曲线通过工作曲线通过原点，在此情况下工作曲线一般呈线性关系：原点，在此情况下工作曲线一般呈线性关系：ED空白选择不当，空白选择不当，干扰没抵消干扰没抵消 G cF被测物浓度小被测物浓度小c1不不显色或者与缓冲剂络合显色或者与缓冲剂络合 下一页上一页返回8.3:8.3:比色法和分光光度法比色法和分光光度法一一.目视比色法目视比色法 1.用同质材料的比色管用同质材料的比色管 2.配制不同浓度的标准溶液配制不同浓度的标准溶液 3.相同的实验条件下，配成
13、一套标准色阶相同的实验条件下，配成一套标准色阶 4.待测物与标准色阶的配制条件相同，置于待测物与标准色阶的配制条件相同，置于色阶中比较颜色度色阶中比较颜色度 下一页上一页返回2023-8-2032透光强度透光强度 I标标=I试试，当同一物质，同一比色管，当同一物质，同一比色管 b1=b2，1=2，标标b1c1=试试b2c2 故：故：c1=c2 方法特点：方法特点：方法缺点：方法缺点：下一页上一页返回2023-8-2033二二.光电比色，分光光度法：光电比色，分光光度法：借助光电比色计测出标准系列的借助光电比色计测出标准系列的A1.An，给出标准曲线，从曲线上查被测物给出标准曲线，从曲线上查被测
14、物AX，求求 cX 方法特点：方法特点：下一页上一页返回2023-8-2034三三.722型光栅分光光度计作用原理型光栅分光光度计作用原理 单色仪单色仪722722光度计光度计3 3幅仪器外形图幅仪器外形图Optical partElectrical part下一页上一页返回2023-8-2035光源光源(Source)：75W钨灯，发射出钨灯，发射出360-800nm波长的连续光谱波长的连续光谱 单色器单色器(Monochromator)：将连续光谱分解将连续光谱分解为按波长排列的单色光为按波长排列的单色光 比色皿比色皿：材质相同的玻璃，石英制成：材质相同的玻璃，石英制成0.5，1.0，2.
15、0，3.0cm 检测器检测器(Detector)：接受比色皿透过的光强接受比色皿透过的光强，转换为电信号，并放大显示，读取，转换为电信号，并放大显示，读取 T，A，c 光电管光电管：产生光电流，在电阻两端产生电压产生光电流，在电阻两端产生电压降降 下一页上一页返回2023-8-2036光量调节光量调节：调调T=100%或或A=0 分类分类：(1)根据光源不同：根据光源不同：W灯，卤钨灯：灯，卤钨灯：H2、D2灯灯(2)根据单色器不同：棱镜，光栅；全息照根据单色器不同：棱镜，光栅；全息照相闪耀光栅相闪耀光栅(3)根据接受器不同：根据接受器不同：硒光电池，光电管，硒光电池，光电管，光电倍增管光电倍
16、增管下一页上一页返回8.4:8.4:显色反应及其影响因素显色反应及其影响因素一一.吸光光度法对显色反应的要求吸光光度法对显色反应的要求 1.选择性好，干扰小选择性好，干扰小 2.灵敏度高，灵敏度高，大大 3.有色化合物组成恒定有色化合物组成恒定 4.有色化合物性质稳定有色化合物性质稳定 5.有色化合物与显色剂之间的颜色差较大有色化合物与显色剂之间的颜色差较大 下一页上一页返回2023-8-2038二二.生色反应生色反应 1.有机化合物的电子光谱有机化合物的电子光谱(1)*：光谱处于远紫外区光谱处于远紫外区 如如CH3-CH3 max=135nm(2)*：光谱处于近紫外光谱处于近紫外 如如CH2
17、=CH2 max=162nm(3)n*：光谱落入光谱落入UV 如如CH3-NH2 max=213nm(4)n*:(丙酮吸收丙酮吸收275nm)如如CH3-CH2-CH2-CH-NO2 max=665nm(Visible spectra)下一页上一页返回2023-8-2039(5)NR：分子轨道分裂分子轨道分裂(6)电荷迁移电荷迁移电荷迁移吸收光谱：电荷迁移吸收光谱：光照化合物内部电荷重排光照化合物内部电荷重排 电子受体电子受体电子供体电子供体下一页上一页返回2023-8-20402.无机化合物的电子光谱无机化合物的电子光谱(1)电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁 M L M+L-(2)配位场跃迁配位场跃
18、迁 E较小较小,常处在常处在Vis区区配位场的存在是产生配位场的存在是产生d-d跃迁和跃迁和f-f跃迁的跃迁的重要条件重要条件 f-f跃迁跃迁：镧、锕系的元素：镧、锕系的元素f在配位体的影响在配位体的影响下，下，f轨道的电子吸收光能后，从低的简并态轨道的电子吸收光能后，从低的简并态f轨轨道跃至高能态道跃至高能态f轨道，而产生吸收光谱轨道，而产生吸收光谱 下一页上一页返回2023-8-2041d-d跃迁跃迁：过渡元素：过渡元素5个简并的个简并的d轨道，能量轨道，能量相等，在配位体的影响下，处于相等，在配位体的影响下，处于d轨道的电子选轨道的电子选择性地吸收择性地吸收UV-ViS光能后，跃迁到高能
19、态的光能后，跃迁到高能态的d轨道，而产生吸收光谱轨道，而产生吸收光谱 由于配位体的不同，同一金属中心离子产由于配位体的不同，同一金属中心离子产生不同的颜色：生不同的颜色：Cu(H2O)42+兰兰色色 CuCl42-绿绿色色 Cu(NH3)42+深蓝深蓝色色下一页上一页返回2023-8-2042三三.影响显色反应的因素影响显色反应的因素 M+R=MR 被测物显色剂有色化合物被测物显色剂有色化合物下一页上一页返回2023-8-20431.显色剂用量：为保证反应完全，显色剂用量：为保证反应完全，R过量，过量，且不宜过多且不宜过多用量范围用量范围宽宽用量范围用量范围窄窄严格控制严格控制R量量下一页上一
20、页返回2023-8-20442.溶液的酸度溶液的酸度(1)影响显色剂的平衡浓度和颜色影响显色剂的平衡浓度和颜色 cR R=R(H)(2)影响金属离子的存在状态影响金属离子的存在状态 cM影响显色的同时降低影响显色的同时降低M=M(OH)下一页上一页返回2023-8-2045(3)影响络合物的组成影响络合物的组成 显色反应显色反应酸度酸度由由实验测得：实验测得：2 9下一页上一页返回2023-8-20463.显色温度：许多反应室温完成，有些要加显色温度：许多反应室温完成，有些要加热热 红红色色蓝蓝色色温度温度选择由选择由实验确定：实验确定：1 2 310 20下一页上一页返回2023-8-204
21、74.显色时间：有的要显色时间：有的要10-30min，有些瞬间，有些瞬间完成完成；稳定性稳定性30min，有的稳定有的稳定60-120min 5.副反应的影响：副反应的影响：M +nR =MRn MRn KMRn KMRn=MRn MnR 当当M有有99%以上被络合时认为显色反应已以上被络合时认为显色反应已完全，此时配合物与金属离子之比大于完全，此时配合物与金属离子之比大于102 MRn =KMRnRn 102 M 下一页上一页返回2023-8-20486.溶剂溶剂 7.共存离子的影响共存离子的影响(2)本身有色：本身有色：Fe3+，Ni2+，Cr3+，Cu2+，Co2+等等 下一页上一页返
22、回2023-8-2049四四.消除干扰的途径消除干扰的途径 1.控制酸度，利用酸效应提高选择性控制酸度，利用酸效应提高选择性 污水中：污水中：Cd2+OH-pH10+H2DZ 红红色色 518 Pb2+pH8-9+H2DZ 粉粉色色 510 Hg2+pH200nm的光的光-N=N ；C=O；C=S；-NO2；-N=O 下一页上一页返回2023-8-2052助色团助色团：含有孤对电子的基团，与生色团上：含有孤对电子的基团，与生色团上的不饱和键作用，影响化合物对光的吸收，使颜的不饱和键作用，影响化合物对光的吸收，使颜色加深色加深 -NH2；RNH-；R2N-；-OH(1)磺基水扬酸，磺基水扬酸，O
23、O型螯合显色剂型螯合显色剂=1.6103Lmol-1cm-1下一页上一页返回2023-8-2053(2)丁二铜肟，丁二铜肟，NN型型 =1.3104(3)1，10-二氮菲，二氮菲，NN型型 =1.1104下一页上一页返回2023-8-2054(4)二苯硫腙：二苯硫腙：=6.6104(5)偶氮胂偶氮胂III(钠试剂钠试剂)，变色酸偶氮类，变色酸偶氮类 下一页上一页返回2023-8-2055六六.多元络合物多元络合物 1.三元三元混配混配络合物络合物 例如例如VV:H2O2:PAR=1:1:1TiIV:H2O2:XO=1:1:1 形成三元络合物的形成三元络合物的条件条件：(1)金属离子与两种络合剂
24、都有形成络合物的金属离子与两种络合剂都有形成络合物的能力能力(2)金属离子有形成未饱和络合物的性质金属离子有形成未饱和络合物的性质(3)两种配合剂与两种配合剂与M配位时，要有适当的空间配位时，要有适当的空间 下一页上一页返回2023-8-2056(6)络天青络天青S(三苯甲烷类螯合剂三苯甲烷类螯合剂)=530nm =5.9104L/mol cm(7)结晶紫：三苯甲烷类碱性染料结晶紫：三苯甲烷类碱性染料 R+TlBr4-离子缔合物离子缔合物 下一页上一页返回2023-8-20572.离子缔合物离子缔合物 Ag+-(Phen)2+溴邻苯三酚红溴邻苯三酚红(BPR)4 深深蓝蓝 离子缔合物阳离子：离
25、子缔合物阳离子：碱性染料，碱性染料，Phen(pH=8-9)，安替比林安替比林 离子缔合物阴离子：离子缔合物阴离子：X-，SCN-，ClO4-，MoO42-，酸性染料酸性染料下一页上一页返回2023-8-20583.金属离子金属离子-络合剂络合剂-表面活性剂表面活性剂 REE-XO-CPB=1:2:2 兰紫色兰紫色 Ge-Mo-阿拉伯酸阿拉伯酸-丁基罗丹明丁基罗丹明B 紫兰紫兰色色570nm1054.杂多酸：杂多酸：MoO42-+PO43-，Si，As PMo12O403-下一页上一页返回8.5:8.5:光度测量误差和测量条件光度测量误差和测量条件的选择的选择 Cb 测量灵敏度测量灵敏度=M1
26、061000 0.001 MS=M103=(g/cm2)A 显色反应灵敏度显色反应灵敏度：=(Lmol-1cm-1)bc下一页上一页返回2023-8-2060检测计标尺上A与T的关系若测A时产生微小的绝对差dA，则相对误差Er为：Er=dA/A；A=bc当b一定时，两边积分得：dA=bdcdc为测量浓度时的绝对误差，二式相除：dA/A=dc/c=Er因c A，故dc亦正比dA而测量时Er相等，上式成立。一一.仪器测量误差仪器测量误差 下一页上一页返回2023-8-2061T T TA=-lgT=-lg0.368=0.434 此时相此时相对误差最小以有限值表示为误对误差最小以有限值表示为误差公式
27、：差公式：c 0.434 T =c T lgT 下一页上一页返回2023-8-2062例如例如某光度计的透光率刻度读数误差为某光度计的透光率刻度读数误差为T=1%，计算下列各百分透过率时浓度的相计算下列各百分透过率时浓度的相对误差对误差 c/c，指示指示 c/c4%时，百分透光率时，百分透光率读数范围读数范围 T%=1，10，20，30，50，70，80，90 T=0.01，0.02，0.03，0.50，0.70，0.80，0.90 c/c=21.7，4.34，3.10，2.77，2.88，4.00，5.60，10.54 解解为使结果为正，为使结果为正，T取负值取负值 下一页上一页返回2023
28、-8-2063用误差公式：用误差公式：c 0.434T 0.434(-1%)=21.7%c TlgT 0.01lg 0.01 由计算可知：由计算可知：c当当(%)4%时；时；T为为 20 70%c下一页上一页返回2023-8-2064二二.测量条件的选择测量条件的选择 1.入射光波长的选择：最大吸收的原则入射光波长的选择：最大吸收的原则max2.控制吸光度读数范围：调控制吸光度读数范围：调 c或或b，使使A介于介于0.2-0.8 3.参比溶液的选择：选合适的参比溶液，调仪参比溶液的选择：选合适的参比溶液，调仪器器A=0，T=100%下一页上一页返回2023-8-2065选择参比的原则：选择参比
29、的原则：(1)当试液，显色液，在此波段无吸收，可当试液，显色液，在此波段无吸收，可用纯水作参比用纯水作参比(2)试剂有色，以试剂的空白为参比试剂有色，以试剂的空白为参比(3)显色剂，待测物有吸收，应掩蔽，使其显色剂，待测物有吸收，应掩蔽，使其不与显色剂作用不与显色剂作用 下一页上一页返回8.6:8.6:吸光光度法的应用吸光光度法的应用 一一.标准曲线法测单一组分标准曲线法测单一组分 1.选择合适的显色反应和显色条件选择合适的显色反应和显色条件 2.绘出被测组分的吸绘出被测组分的吸 A收光谱曲线收光谱曲线(用标液用标液)3.在在max下测一系列标准溶液下测一系列标准溶液 A的的A值，绘制工作曲线
30、值，绘制工作曲线A-c4.与工作曲线相同的方法，测未知物与工作曲线相同的方法，测未知物AX，从工从工作曲线上查作曲线上查cX Ax Cx下一页上一页返回2023-8-2067例例1用用phen测微量测微量Fe2+：(1)c Fe(标标)=100g/mL 10010-6 =1.7910-3mol/L M 1000b=1cm：VFe(标标)(mL)：0.20，0.40，0.60，0.80，1.0/50mL容量瓶容量瓶 A508：0.080，0.150，0.225，0.300，0.375 下一页上一页返回2023-8-2068(2)试样水泥试样水泥 50ml显色与标准曲线方法相显色与标准曲线方法相同
31、，测同，测A=0.770 Fe 1000(3)计算计算 Fe%=cXV50 100 mS bAc 下一页上一页返回2023-8-2069例例2称钢样称钢样0.500g，溶解溶解MnO4-50mL容量瓶，摇匀，从中取容量瓶，摇匀，从中取5.00mL50mL容量瓶定容量瓶定溶，用溶，用2cm比色皿在比色皿在525nm，=2235，测测A=0.124，计算计算Mn%=？(Mn=54.94)解解 A 0.124 c2=2.7710-5mol/L b 22352 Mn c2 50 1000 Mn%=100=0.152 5.00 0.500 50下一页上一页返回2023-8-2070例例3Phen测测Fe
32、，欲配欲配Fe2+标液标液 1L，使其稀使其稀释释100倍时，放在倍时，放在1.0cm的比色皿中，测得的比色皿中，测得A=0.50，问称取问称取(NH4)2Fe(SO4)26H2O多少克？多少克？(=1.1104)解解设稀释后设稀释后 A 0.50 cFe2+=4.510-5mol/L b 1.11041.0 所以：所以：mS=cVM=4.5 10-5100 392.13=1.8g 下一页上一页返回2023-8-2071例例4某试液用某试液用2.0cm比色皿测比色皿测T=60%，若改若改用用3.0cm，求求T%和和A 解解(1)A=-lgT=-lg0.60=0.222=b c A1 b1 b2
33、(2)=A2=A1=0.333 A2 b2 b1 1 100(3)A=2-lgT%=lg()=lg()T T%lgT=2-A=2-0.333=1.667 T%=46.45 下一页上一页返回2023-8-2072例例5称纯称纯Fe0.5000g溶解定溶溶解定溶1000mL作标作标准准Fe，取取10.0mL稀释稀释100mL，取取5.0mL显色显色定溶定溶50mL，测测As=0.230，称试样中称试样中1.500g溶解溶解定容定容250.0ml，从中取，从中取5.00ml与标准曲线相同方与标准曲线相同方法测法测Ax=0.200，求试样，求试样Fe%=？解解 0.500g 10.0 1000 5.0
34、 c标标=5.010-6g/mL 100mL 50 A标标 AS 0.230 c标标 5.010-6 =；=A样样 AX 0.200 c样样 c样样 下一页上一页返回2023-8-2073因为因为Beer Law：AS AX =cS cX AX所以所以 cX=cS=4.35 10-6g/mL AS 4.3510-6 g/mL50mL 所以所以 Fe%=100 5.0 1.50g 250 =0.725 下一页上一页返回2023-8-2074例例6丁二肟测丁二肟测Ni，Ni标液标液10g/mL，取取5.00mL，发色后测发色后测A=0.292，称镍矿渣称镍矿渣0.6261g，分解定溶分解定溶100
35、mL，取取2.00mL发色测发色测AX=0.300，求求Ni%=？解解 mS=10gmol-15.00 mL=50.0g mS AS cS M mS =AX cX mX mX M下一页上一页返回2023-8-2075 50故：故：mX=0.300 =51.37g 0.292 51.3710-6 Ni%=100=0.41 2.00 0.626 100下一页上一页返回2023-8-2076例例7含含Fe47.0mg/L，取取5.0mL100mL定溶定溶显色，显色，b=1cm，A=0.467，510nm求求 a，S 解解 A 0.467 a=2.0102Lg-1cm-1 47.0 5.0 b c 1
36、 1000 100下一页上一页返回2023-8-2077 A 0.467=47.0 5.0 b c 1 100055.85 100=1.11 104Lmol-1cm-1 M 55.85 S=0.0050g/cm2 1.11104下一页上一页返回2023-8-2078例例8某有色液某有色液b=2.0cm时时T%=60，若若 c增增大一倍，大一倍，T%=？，？，若改用若改用1cm；5cm时时 T%，A各多少？各多少？解解(1)A=-lgT=-lg0.60=0.222 A=2-lg60=0.222 A 0.222 c=0.111 b 2若若 c增增1倍倍T2=(0.60)2=0.36，T%=36 下
37、一页上一页返回2023-8-2079(2)b=1cm A c=0.111 1=0.111 blgT%=2-0.111=1.889，T%=77.4(3)b=5cm A=0.1115=0.555 lgT%=2-A=2-0.555=1.445，T%=27.9 下一页上一页返回2023-8-2080例例9称水泥称水泥0.800g，并溶解并溶解1L，现取现取5.0050mL容量瓶显色，容量瓶显色，510nm，b=2.0cm，A=0.431，已知已知=1.1104，求水泥中求水泥中Fe2O3%=？解解 A 0.431 (1)c=b 1.11042.0=1.96 10-5mol/L下一页上一页返回2023-
38、8-2081 mFe2O3(2)Fe2O3%=100 mS 1 Fe2O3 cFe VFe 2 1000=100=1.96 5.00 mS 1000下一页上一页返回2023-8-2082例例1050mLCd2+5.0g溶液，用溶液，用10.0mL双硫双硫腙腙-CHCl3萃取，萃取率萃取，萃取率100%，518nm，b=1cm，T=44.5%，MCd=112.4，求求 a，S 解：解：5.010-6 c1=1000=5.010-4g/L 10.0 5.010-6 c2=1000=4.4410-4g/L M10.0 A=-lgT=-lg0.445=0.352 下一页上一页返回2023-8-2083
39、 A 0.352 a=bc1 15.010-4 =7.04 102Lg-1cm-1 A 0.352 =b c 2 1 4.44 10-6 =7.92104Lmol-1cm-1 M 112.4 S=1.4210-3g/cm2 7.92 104下一页上一页返回2023-8-20841.双波长光度法作用原理：设1和2两束单色光强度相等，则有：A1=1bc ，A2=2 bc所以A=A1-A2=（1-2）bc2.应用：a.混浊试液中组分测定：试液为参比（不同波长=40-60nm）消除试液中散射光的影响b.单组分测定：配合物吸收峰为测量波长，显色剂的吸收（等吸点）为参比波长c.两组分共存时测定：利用等吸点
40、处A相等的特点二二.多组分的测定多组分的测定-双波长分光光度法双波长分光光度法 下一页上一页返回2023-8-2085例如例如两组的三种叠加情况两组的三种叠加情况 X YX YX Y列联立方程：列联立方程：A1X+Y=AX+AY=X1 b cX+Y1b cY A2X+Y=X2b cX+Y2b cY 1，2用纯物质测量，代入求解用纯物质测量，代入求解Cx和和Cy下一页上一页返回2023-8-2086等吸收点等吸收点-作图法作图法 2 1 1 Y X A相等相等1：参比波长：参比波长2：测量波长：测量波长消除消除Y干扰干扰下一页上一页返回2023-8-2087A=(X2bcX+Y 2b cY)-(
41、X 1bcX+Y 1b cY)等吸收点等吸收点Y2=Y1 故故A=(X2-X1)b cX A与与Cx成正比，与共存的成正比，与共存的Y无关。无关。下一页上一页返回2023-8-2088三三.示差分光光度法示差分光光度法-高含量组分的测定高含量组分的测定 原理原理：以稍低于待测组分浓度的标准溶液：以稍低于待测组分浓度的标准溶液作为参比溶液，然后测试液的吸光度，再从作为参比溶液，然后测试液的吸光度，再从A求求c，从而提高准确度参比液从而提高准确度参比液 cS cX样品液样品液 则则 AS=b cS AX=b cX A=A相对相对=AX-AS=b(cX-cS)=bc相对相对 用用cS参比液调参比液调
42、“0”，而后测，而后测A值，实际是值，实际是试样与参比之差试样与参比之差A与两者的浓度差与两者的浓度差c成正比成正比 故：故：cX=cS+cX 下一页上一页返回2023-8-2089A与与C的工作曲线：的工作曲线：AX cX下一页上一页返回2023-8-2090如果参比如果参比T%=10，现调成至现调成至100%(A=0)，等于把仪器透光率扩等于把仪器透光率扩10倍，测量误差变小了。倍，测量误差变小了。下一页上一页返回2023-8-2091例11.以试剂为空白参比调T=100%，测某有色液A=1.301，假设T=0.003，求光度测量误差Er=？若以T=10%为参比，示差光度法测该试液的T=？
43、此时Er又为多少？解：已知T=10-A=10-1.301=0.050=5.0%若示差法：则：降低10倍2%lg0.050.050.0030.434TlgTT0.434ErCC%TT%50%10%5.0%TS0.2%lg0.10)00.50(lg0.50.0030.434)lgT (lgT TT0.434 CC ErS 相对相对 相对相对 相对相对 相对相对下一页上一页返回2023-8-2092例12.锌标液CZn=0.00100mol/L和含Zn样品各测A=0.700和A=1.000，问两种溶液透射率相差多少？如果用0.00100mol/L Zn 标液作参比，试液的A=？示差法与普通光度法相比
44、，读数标尺放大了多少倍？解：1.A=-lgT，则T1=10-A=10-0.700=0.200=20.0%T2=10-1.000=0.1000=10.0%故透光率相差10.0%2.A相对=A=bC=1.000-0.700=0.300 3.A相对=0.300则T=10-0.300=0.50=50%标尺放大倍数为：标准溶液在两种方法里标尺扩展了5倍 5%10%505%20%100下一页上一页返回2023-8-2093四四.光度滴定光度滴定 由于在选定的波长下，被滴定的溶液各组由于在选定的波长下，被滴定的溶液各组分的吸光情况不同，曲线形状不同分的吸光情况不同，曲线形状不同(a)滴定剂对选用波长的光滴定
45、剂对选用波长的光有很大吸收，待测物和产有很大吸收，待测物和产物不吸收，如物不吸收，如MnO4-滴滴 Fe2+(b)待测物有吸收滴定待测物有吸收滴定剂和产物不吸收，如剂和产物不吸收，如EDTA滴水扬酸铁滴水扬酸铁 下一页上一页返回2023-8-2094(c)产物有吸收，滴定剂产物有吸收，滴定剂与待测物无吸收，与待测物无吸收，如如NaOH滴对溴苯酚滴对溴苯酚(d)滴定剂和待测物滴定剂和待测物 有吸收，产物无吸收有吸收，产物无吸收 如如 KBrO3-KBr滴滴 Sb3+-HCl液液 优点：优点：下一页上一页返回2023-8-2095例如例如用用0.1mol/LEDTA滴定滴定100mL浓度为浓度为2
46、.010-3 mol/L的的 Bi3+，Cu2+，混合液连续滴定混合液连续滴定 V1V2Cu终点终点 Bi终点终点下一页上一页返回2023-8-2096五五.配合物组成的测定配合物组成的测定 1.摩尔比法摩尔比法 做法：固定做法：固定 cM，改变改变 cR，就可得一系列就可得一系列 cR/cM值不同的溶液，测值不同的溶液，测A作图作图n下一页上一页返回2023-8-20972.等摩尔连续变换法等摩尔连续变换法做法：做法：cM+cR=c，改变改变 cM与与 cR的相对比的相对比值，使值，使 cM:cR=10:0，9:1，8:2.1:9，0:10 n下一页上一页返回2023-8-20983.斜率比
47、法斜率比法 4.平衡移动法平衡移动法 5.直线法直线法 6.饱和法饱和法 下一页上一页返回2023-8-2099六六.酸碱离解常数的测定酸碱离解常数的测定 例如例如一元弱酸一元弱酸 Ka 的测定的测定 H+A-Ka=HA 做法做法：先配：先配 c总总=cHA+A相等而相等而pH不同的不同的HA溶液，用溶液，用pH计测各个溶液的计测各个溶液的pH值，然后在值，然后在maxHA，MaxA-用用b=1cm，测定各溶液的测定各溶液的A值：值：HAHA下一页上一页返回2023-8-20100A=HAHA+A-A-=HA c HA+A-cA-H+Ka =HA c+A c (1)H+Ka H+Ka 设：高酸
48、度，设：高酸度，pH小，弱酸全部以酸的形式小，弱酸全部以酸的形式存在，即存在，即 c=HA，从而测从而测AHA=HA c 低酸度，低酸度，pH大，弱酸全部以共轭碱形大，弱酸全部以共轭碱形式存在，即式存在，即 c=A-，从而测从而测AA=A c 下一页上一页返回2023-8-20101(1)式整理：式整理：AHAH+AA-Ka A=+.(2)H+Ka H+Ka 故：故：H+A-AHA-A Ka=H+.(3)HA A-AA-(3)取负对数：取负对数：A-AA-pKa=pH+lg .(4)AHA-A 下一页上一页返回2023-8-20102斜率比法测斜率比法测Ka A=(Ka+H+)=AHAH+AA
49、-Ka(AHAA)H+A=AA-+Ka 以以A-(AHAA)H+作图，得一直线作图，得一直线：(见下页见下页)下一页上一页返回2023-8-20103 A (AHA-A)H+截距为截距为AA-斜率为斜率为1/Ka A-AA-以以lg -pH作图：作图：AHA-A (见下页见下页)下一页上一页返回2023-8-20104+-pKa pKa下一页上一页返回2023-8-20105pKa h 2AHA下一页上一页返回2023-8-20106例13.甲基橙C=2.010-4mol/L,=520nm,在不同pH 测得各自A值如下:求甲基橙的pKa=?pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95
50、 4.89 5.50 A 0.890 0.890 0.692 0.552 0.384 0.260 0.260解:HIn H+In-1.17pH4.89时 A=AHIn+AIn-=HInHIn+InIn-=HInCHInHIn+In-CHInIn-当pH4.89时 AIn-=In-CHIn=AL 全部为共轭碱贡献 代入(1)得:HIn InHKa-(1)KaHKaC KaH HCHIn-InHInHIn下一页上一页返回2023-8-20107 整理:A(Ka+H+)=AHLH+ALKa故:则:将实验室数据代入公式(3)当pH=2.99时:当pH=3.41时:当pH=3.95时:故:3.350.5
