1、Analytical Chemistry 10.6 吸光光度法的應用吸光光度法的應用Analytical Chemistry 1.1.單組分的測定單組分的測定 通常采用通常采用 A-CA-C 標準曲線法定量測定。標準曲線法定量測定。2.2.多組分的同時測定多組分的同時測定 若各組分的吸收曲線互不重疊，則若各組分的吸收曲線互不重疊，則可在各自最大吸收波長處分別進行測定。可在各自最大吸收波長處分別進行測定。這本質上與單組分測定沒有區別。這本質上與單組分測定沒有區別。 若各組分的吸收曲線互有重疊，則若各組分的吸收曲線互有重疊，則可根據吸光度的加合性求解聯立方程組得可根據吸光度的加合性求解聯立方程組得

2、出各組分的含量。出各組分的含量。A1= a1bca b1bcb A2= a2bca b2bcb 一、普通分光光度法Analytical Chemistry 普通分光光度法一般只適于測定微量組分，當待測組分普通分光光度法一般只適于測定微量組分，當待測組分含量較高時，將產生較大的誤差含量較高時，將產生較大的誤差, ,需采用示差法。需采用示差法。 即提高入射光強度，并采用濃度稍低于待測溶液濃度的即提高入射光強度，并采用濃度稍低于待測溶液濃度的標準溶液標準溶液作參比溶液。作參比溶液。設：待測溶液濃度為設：待測溶液濃度為c cx x，標準溶液濃度為，標準溶液濃度為c cs s( (c cs s Cs）適

3、宜適宜 高高 濃度的測定濃度的測定Analytical Chemistry 示差法的誤差示差法的誤差xxxTbcAlgxrsITIrxcTcbAlglnxcTxxxddTcTlnxcrTxxddTcT Tr Tx0 xxITI I0 Isxcxccdcdxx 有有例題例題Analytical Chemistry 例題例題已知已知 dT = 0.01, 樣品樣品Tx = 2.00 %, 標準標準 Ts = 10.0 %示差法示差法sxrIIT %0 .200 .1000. 2xxTxcTTdcdxln02. 0lg02. 0434. 001. 0%8 .12xrTxcTTdcdxln常規法誤差常

4、規法誤差示差法誤差示差法誤差02. 0lg20. 0434. 001. 0%28. 1已知已知 dT = 0.01, 樣品樣品Tx = 2.00 %, 標準標準 Ts = 5.00 %0IITxr%0 .4000. 500. 2xrTxcTTdcdxln%64. 0sxTTAnalytical Chemistry 示差法提高準確度的實質TxT0 5 1050100 落在測量誤差較落在測量誤差較 大大 的范圍的范圍T0 5 1050100TrTsTs結論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度結論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度Analytical Chemistry 摩爾比

5、法測絡合比（飽和法）摩爾比法測絡合比（飽和法）M + nR = MRnCM, 固定；固定；CR, 從從 0 開始增大開始增大CMRnCR在特定波長測定在特定波長測定 R = 0, M = 0, MRn 0ACR/CMn R 0, M 0, MRn =0ACR/CMn三、三、絡合物的組成及穩定常數的測定Analytical Chemistry 固定固定cMM + R MRAnalytical Chemistry 設設MRn電離度為電離度為 ，則，則nMRnRMnnnnnncAAAnAAAKAAAnccRMMRK1)()(1/ )()(1穩穩其中Analytical Chemistry 例 Mn與

6、Q生成有色絡合物，用飽和法測定其組成，如下方法配制一系列溶液，Mn的濃度固定為 2.0 104mol/L ，改變Q濃度，在525nm處用1cm的比色皿測定得到如下數據 cQ 104mol/L 0.500 0.750 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00A 0.112 0.162 0.216 0.372 0.449 0.463 0.470 0.470 求：1.絡合物的組成2.絡合物在波長525處的摩爾吸光系數3.絡合物的溫度常數Analytical Chemistry 解：由題意：可計算出 顯色劑和Mn濃度的比值為0.250 0.375 0.50 1.00 1.25 1.5

7、0 2.00 ，作圖得，由外推法得到一交點，其橫坐標比值為1.0，故絡合物的組成為1：1Analytical Chemistry 由數據可得，當cQ3.5 104mol/L ，Mn已定量轉化為MnQ，此時MnQ Mn 2.0 104mol/L B=1.00cm,求得 MCQMnLmolbAMnQcmmolLbcA /1058. 111035. 2372. 0.1035. 21100 . 2470. 0431134 由圖可知，轉折點不敏銳，由于絡合物的離解所致，可通過求出溶液中MnQ， Mn， Q利用穩定常數的定義公式求出穩定常數。A=0.372 ，溶液中 c MN = CQ3.5 104mol

8、/L Analytical Chemistry 已知已知b=1 ,cmmolL13.1035. 2 LmolMnQCQMnLmolbAMnQM/1020. 41058. 11000. 2/1058. 111035. 2372. 054443因此絡合物的穩定常數為 42541096. 81020. 41058. 1 ）（穩穩QMnMnQKAnalytical Chemistry 等摩爾連續變化法（Job）測絡合比M + nR = MRn R = 0, M = 0, MRn 000.51.0ACM / Cn = 2, CM / C =0.3300.51.0ACM / C R 0, M 0, MRn

9、 =0CM / C =0.5， n = 1 Analytical Chemistry 絡合物組成的測定絡合物組成的測定- -連續變化法連續變化法M:R=1:10.50.33cR/cfcR/cfM:R=1:20.00.20.40.60.81.01.00.80.60.40.20.0MMRccc RMRccc MR(MRMRncccn常數）常數）Analytical Chemistry 條件穩定常數的測定00.51.0ACM / CAA A000AAaAMR = R + Mc(1-a)caca222(1)(1)caaKc aca 00AAaAA0Analytical Chemistry 例例 連續變

10、化法測定連續變化法測定Fe SCN 絡合物的組成，二者的濃度均為絡合物的組成，二者的濃度均為2.00103mol/L下列方法配制一系列總體積為下列方法配制一系列總體積為10mL 的溶液的溶液,于于480nm處用處用1cm比色皿測量得到下列數據比色皿測量得到下列數據VFe 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00VSCN 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00A 0.00 0.178 0.358 0.463 0.527 0.552 0.519 0.458

11、0.354 0.178 0.002用作圖法 求絡合物的組成和穩定常數Analytical Chemistry 解：設解：設 cR +cM =c cM =f c 據題意：可計算出一系列的據題意：可計算出一系列的f值為值為 0.00 ，0.100，0.200， 0.300， 0.400， 0.500， 0.600 ，0.700， 0.800 ，0.900 ，1.00 當當 f =0 或或1時，絡合物的濃時，絡合物的濃度為度為0。 作圖得作圖得 Analytical Chemistry 曲線最大點曲線最大點B的的A，0.552小于小于B點點A0.866，這是由于，這是由于絡合物離解所致，設絡合物的離

12、解度為絡合物離解所致，設絡合物的離解度為，377. 0866. 0552. 0866. 0 AAA 絡合物的離解平衡如下：FeSCN2+ Fe3+ + SCN- C(1- ) C C 2321)( CSCNFeSCNFeK 穩穩Analytical Chemistry A=0.552，c1.00103mol/L代入計算得：K穩4.39103Analytical Chemistry 四、弱酸弱堿離解常數的測定HR = H+ + R- HR用光度法可以測定其離解常數用光度法可以測定其離解常數HRRHaKHRppHlgR aK RA HRR HR R用吸光值表征用吸光值表征lgRHR，相對于，相對于

13、pH作圖，可求得作圖，可求得pKaRHR或或Analytical Chemistry RHRARHRiCAHRHRCAHRHR在上述實驗的基礎上作數據處理在上述實驗的基礎上作數據處理對特定對特定 pH b = 1 cmpH pKa+1C = R-代入，得代入，得整理，得整理，得作圖，直線截距為作圖，直線截距為 pKaHRiiRAAAAlgpHCARRCARRRCAHRCAARHRiHRiiRAAAARHRaHRiiRKAAAAppHlgAnalytical Chemistry MO離解常數的測定離解常數的測定 (1)(1)Aa(HL)Ab123456Ab654321AaAb(L)3504004

14、50500550600 /nmA曲線pH11.10, 1.3822.6533.0643.4853.9865.53,6.80MO吸收曲線吸收曲線Analytical Chemistry MO離解常數的測定離解常數的測定 (2)(2)AHL3.32(pKa)123456AHLL2AAA pH=pKapH0.60.40.20-0.2-0.4-0.6pHpHA曲線曲線LHLappHlgAAKAA AL3.04.0HLLHLlglgLAAAA LHLlgpHAAAA 曲線曲線LHLa3.32lg0pHpAAAAK 時時3.32Analytical Chemistry 例例 濃度為濃度為2.0 104mo

15、l/L的甲基橙溶液，在不同的的甲基橙溶液，在不同的PH條件下，于條件下，于520nm處測定如下數據，計算甲基橙的處測定如下數據，計算甲基橙的Pka值值 pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95 4.89 5.50 A 0.890 0.890 0.692 0.552 0.385 0.260 0.260Analytical Chemistry HInInHKInHHIna 在1.17PH Ay2 -Ay1時時 A= Ax2 Ax1 與背景無關與背景無關 nmI散散射射光光Analytical Chemistry 關鍵問題關鍵問題: :關鍵問題是測量波長關鍵問題是測量波長2和參比波長和

16、參比波長1的選擇與組合。的選擇與組合。以兩組分以兩組分x和和y的雙波長法測定為例：的雙波長法測定為例：設：設：x為待測組分，為待測組分，y為干擾組分，二者的吸光度差分別為為干擾組分，二者的吸光度差分別為 x和和y，則該體系的總吸光度差，則該體系的總吸光度差x+y為：為： x+y = x + y如何選擇波長如何選擇波長1 、2有一定的要求。有一定的要求。Analytical Chemistry 選擇波長組合選擇波長組合1 1 、2 2要求要求 選定的波長選定的波長1 1和和2 2處干擾組分應具有相同吸光度處干擾組分應具有相同吸光度，等吸點等吸點 即：即：A Ay = y = y y22 y y1

17、1 = 0 = 0 故：故： x+y = x+y = x=(x=(x x22x x11) )bcbcx x此時：測得的吸光度差此時：測得的吸光度差只與待測組分只與待測組分x x的濃度呈線性關的濃度呈線性關系，而與干擾組分系，而與干擾組分y y無關。若無關。若x x為干擾組分，則也可用同樣的為干擾組分，則也可用同樣的方法測定方法測定y y組分。組分。作圖法作圖法 在選定的兩個波長在選定的兩個波長1和和2處處待測組分的吸光度應具有待測組分的吸光度應具有足夠足夠大的差值。大的差值。 x x足夠大足夠大Analytical Chemistry 光度滴定法 趙彥華趙彥華 高等教育出版社高等教育出版社 1

18、992年年光度滴定法Analytical Chemistry 根據被滴定溶液在滴定過程中吸光度、熒光強度或根據被滴定溶液在滴定過程中吸光度、熒光強度或旋光度的變化以求出滴定終點的方法稱為旋光度的變化以求出滴定終點的方法稱為光度滴定法光度滴定法 光度滴定法的特點：1.可通過作圖來確定計量點，反應體系的完全程度要求可通過作圖來確定計量點，反應體系的完全程度要求不需要太高。不需要太高。2.光度滴定的準確度較普通分光光度法高。光度滴定的準確度較普通分光光度法高。3.與普通滴定法比較，能測定很稀溶液中吸光度的微小與普通滴定法比較，能測定很稀溶液中吸光度的微小變化，可測定低含量組分并可用于在變化，可測定低

19、含量組分并可用于在UN-IR區域內有吸區域內有吸光的物質的測定，也可測量底色較深的溶液。光的物質的測定，也可測量底色較深的溶液。4.光度滴定的選擇性較好，只要選擇適當波長。光度滴定的選擇性較好，只要選擇適當波長。光度滴定法光度滴定法Analytical Chemistry 光度滴定法常用于低濃度溶液和反應不完全的反應。例如：光度滴定法常用于低濃度溶液和反應不完全的反應。例如：弱酸弱堿的中和反應弱酸弱堿的中和反應和和電位相差不大的氧化還原反應電位相差不大的氧化還原反應；具有；具有中等溶解度的物質的中等溶解度的物質的沉淀反應沉淀反應。 光度滴定法除可用于單組分的測定外，還可用于多組分的光度滴定法除可用于單組分的測定外，還可用于多組分的測定，例如用測定，例如用NaNO2標準溶液連續測定特種鋼中的標準溶液連續測定特種鋼中的Mn（II)、Cr(VI)及及V(V)。 在生物化學的研究中，諸如核酸結構的研究、酶溶液的厭在生物化學的研究中，諸如核酸結構的研究、酶溶液的厭氧氧化還原滴定以及蛋白質反應的熱力學及動力學研究中均氧氧化還原滴定以及蛋白