1、第二章第二章 紫外紫外- -可見可見光譜分析法光譜分析法第一節第一節 概述概述 紫外紫外- -可見光譜分析法是基于物質可見光譜分析法是基于物質分子分子對波長為對波長為200-780nm200-780nm區域內區域內光輻射的吸收光輻射的吸收而建立起來的分析而建立起來的分析方法。由于方法。由于200-780nm200-780nm光輻射的能量主要與物質中光輻射的能量主要與物質中原子的價電子的能級躍遷相適應，所以紫外原子的價電子的能級躍遷相適應，所以紫外- -可見可見分光光度法又稱分光光度法又稱電子光譜法電子光譜法。一、紫外一、紫外- -可見分光光度法分類可見分光光度法分類 利用比較待測溶液本身的顏色

2、或加入試劑后呈現的顏色的利用比較待測溶液本身的顏色或加入試劑后呈現的顏色的深淺來測定溶液中待測物質的濃度的方法就稱為深淺來測定溶液中待測物質的濃度的方法就稱為比色分析比色分析法法。比色分析中根據所用。比色分析中根據所用檢測器檢測器的不同分為的不同分為目視比色法目視比色法和和光電比色法光電比色法。 應用分光光度計，根據物質對不同波長的應用分光光度計，根據物質對不同波長的單色光單色光的吸收程的吸收程度不同而對物質度不同而對物質進行定性和定量分析進行定性和定量分析的方法稱分光光度法的方法稱分光光度法（又稱吸光光度法）。（又稱吸光光度法）。光電比色計結構示意圖光電比色計結構示意圖二、紫外二、紫外- -

3、可見分光光度法的特點可見分光光度法的特點1.1.具有較高的靈敏度和一定的準確度，適用于具有較高的靈敏度和一定的準確度，適用于微量組分的測定。微量組分的測定。2.2.適用范圍廣適用范圍廣近年來，由于分光光度法的選擇性和靈敏度都有所提高，近年來，由于分光光度法的選擇性和靈敏度都有所提高，幾乎所有的幾乎所有的無機物質和許多有機物質無機物質和許多有機物質的微量成分都能用此法進行測定。的微量成分都能用此法進行測定。3.3.手續簡便，分析速度快，適用于控制分析手續簡便，分析速度快，適用于控制分析分光光度法的操作過程，主要包括試樣的溶解，待測組分的顯色等內分光光度法的操作過程，主要包括試樣的溶解，待測組分的

4、顯色等內容，操作簡便，完成吸光光度分析的全過程一般只需幾十分鐘，甚至容，操作簡便，完成吸光光度分析的全過程一般只需幾十分鐘，甚至可在幾分鐘內完成，適合于控制分析。可在幾分鐘內完成，適合于控制分析。4.4.儀器簡單，容易掌握儀器簡單，容易掌握但吸光光度分析也有一定的局限性，對超純物質的分析，靈敏度達不但吸光光度分析也有一定的局限性，對超純物質的分析，靈敏度達不到要求，相對誤差較大，不利于高含量組分的測定。到要求，相對誤差較大，不利于高含量組分的測定。第二節第二節 物質對光的選擇性吸收物質對光的選擇性吸收一、光的基本性質一、光的基本性質光是一種電磁波，具有波粒二象性。光是一種電磁波，具有波粒二象性

5、。光既是一種波，因而它具有波長（光既是一種波，因而它具有波長（）和頻率（和頻率（），光也是一種粒子，它具有能量（），光也是一種粒子，它具有能量（E E）。它們之間的關系為：）。它們之間的關系為：式中：式中：E能量，能量，eV(電子伏特）；電子伏特）； h普朗克常數，普朗克常數，6.62610-34JS; 頻率，頻率，Hz; C光速，光速，31010cms-1; 波長，波長，nm。 chhE 二、光的種類二、光的種類 1、單色光和復合光、單色光和復合光 具有同一種波長的光，稱為具有同一種波長的光，稱為單色光單色光。激光接近單色光。激光接近單色光。 含有多種波長的光稱為含有多種波長的光稱為復合光復

6、合光，例如日光、白熾燈光等。，例如日光、白熾燈光等。 2、可見光和互補光、可見光和互補光 凡是能被肉眼感覺到的光稱為凡是能被肉眼感覺到的光稱為可見光可見光，其波長范圍為，其波長范圍為400780 nm。 如果把適當顏色的兩種光按一定強度比例混合，也可成為如果把適當顏色的兩種光按一定強度比例混合，也可成為白光，這兩種顏色的光稱為白光，這兩種顏色的光稱為互補色光。互補色光。 紅紅橙橙黃黃綠綠青青青藍青藍藍藍紫紫白白三、溶液顏色的產生三、溶液顏色的產生 溶液顏色是基于溶液顏色是基于物質對光有選擇性吸收物質對光有選擇性吸收的結果。的結果。四、溶液的吸收光譜曲線四、溶液的吸收光譜曲線 吸收光譜曲線是通過

7、實驗獲得的，具體方法是：吸收光譜曲線是通過實驗獲得的，具體方法是：將不同波將不同波長的光依次通過某一固定濃度和厚度的有色溶液，長的光依次通過某一固定濃度和厚度的有色溶液，分別測分別測出它們對各種波長光的吸收程度（用吸光度表示），出它們對各種波長光的吸收程度（用吸光度表示），以以波長為橫坐標，以吸光度為縱坐標作圖，波長為橫坐標，以吸光度為縱坐標作圖，畫出曲線，此曲畫出曲線，此曲線即稱為該物質的線即稱為該物質的光吸收曲線（或吸收光譜曲線），光吸收曲線（或吸收光譜曲線），它描它描述了物質對不同波長光的吸收程度。述了物質對不同波長光的吸收程度。 高錳酸鉀的光吸收曲線高錳酸鉀的光吸收曲線 （1）KMnO

8、4溶液對不同波長的光的吸收程溶液對不同波長的光的吸收程度不同，對綠色光區中度不同，對綠色光區中 525nm的光吸收程度的光吸收程度最大（此波長稱為最大（此波長稱為最大吸收波長，以最大吸收波長，以max表表示示），所以吸收曲線上有一高峰。），所以吸收曲線上有一高峰。在進行光在進行光度測定時，通常都選擇在度測定時，通常都選擇在max處來測量，處來測量，這這時可得到最大的靈敏度。時可得到最大的靈敏度。（2）不同濃度的不同濃度的 KMnO4溶液吸收曲線相似，溶液吸收曲線相似，max不變。所不同的是不變。所不同的是吸收峰峰高隨濃度的吸收峰峰高隨濃度的增加而增高。增加而增高。這個特性可作為物質定這個特性可

9、作為物質定量分析量分析的依據。的依據。（3）不同物質的吸收曲線，其形狀和最大不同物質的吸收曲線，其形狀和最大吸收波長都各不相同。吸收波長都各不相同。因此，可利用吸收曲因此，可利用吸收曲線來作為物質線來作為物質定性分析定性分析的依據。的依據。 四、有機化合物紫外四、有機化合物紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜1、紫外、紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜有機化合物的紫外有機化合物的紫外-可見吸收光譜是由化合物分子中三種不同類型的可見吸收光譜是由化合物分子中三種不同類型的價電子，價電子，在各種不同能級上躍遷產生的。在各種不同能級上躍遷產生的。這三種不同類型的價電子是：這三種不同類型的價電子是：形成單鍵的形成

10、單鍵的電子、形成雙鍵的電子、形成雙鍵的電子和氧或氮、硫、鹵素等含未成鍵的電子。電子和氧或氮、硫、鹵素等含未成鍵的電子。當它們吸收一定能量當它們吸收一定能量E后，這些價電子將躍遷到較高的能級（激發態），此后，這些價電子將躍遷到較高的能級（激發態），此時電子所占的軌道稱為時電子所占的軌道稱為反鍵軌道反鍵軌道，而，而這種特定的躍遷是同分子內部結構有著這種特定的躍遷是同分子內部結構有著密切關系的。密切關系的。 （1）躍遷躍遷 所需能量最大。所需能量最大。 表示表示鍵電子的反鍵軌道，鍵電子的反鍵軌道，飽和飽和碳氫化合物碳氫化合物只有只有鍵電子，鍵電子，它吸收遠紫外線（它吸收遠紫外線（10-200nm）后

11、，由基態躍遷至反鍵軌道。）后，由基態躍遷至反鍵軌道。 （2）n躍遷躍遷 所需能量較大。所需能量較大。 飽和飽和碳氫化合物中氫被氧、氮、硫、鹵素等取代后碳氫化合物中氫被氧、氮、硫、鹵素等取代后（單（單鍵），其孤對電子鍵），其孤對電子 n較較鍵電子易于激發，使電子躍遷所鍵電子易于激發，使電子躍遷所需能量減低，吸收波長較長，一般在需能量減低，吸收波長較長，一般在150-250nm范圍內。范圍內。 （3）躍遷躍遷所需能量較小。所需能量較小。含有含有電子的基團如烯類、炔類電子的基團如烯類、炔類都能發生都能發生躍遷，非共軛的躍遷，非共軛的躍遷所吸收的波長較短。躍遷所吸收的波長較短。具有共軛雙鍵的化合物，相

12、間的具有共軛雙鍵的化合物，相間的鍵與鍵與鍵形成大鍵形成大鍵，由于大鍵，由于大鍵各能鍵各能級間距離較近，電子容易激發，吸收波長向長波長方向移動。級間距離較近，電子容易激發，吸收波長向長波長方向移動。（4）n躍遷躍遷所需能量最低。所需能量最低。凡有機化合物中含有雜原子氮、氧、硫等同時又具有雙鍵，吸收紫外凡有機化合物中含有雜原子氮、氧、硫等同時又具有雙鍵，吸收紫外光后產生光后產生n躍遷，吸收帶在躍遷，吸收帶在200-400nm之間，為弱吸收，之間，為弱吸收，在在10-100之間。之間。上述四種類型的電子躍遷，按照所需能量的大小進行排列，其次序為：上述四種類型的電子躍遷，按照所需能量的大小進行排列，其

13、次序為： n n2、紫外吸收光譜中常用的術語、紫外吸收光譜中常用的術語1、生色團（或發色團）、生色團（或發色團）分子中含有分子中含有不飽和鍵不飽和鍵，能吸收外來輻射時并引起，能吸收外來輻射時并引起n- *和和 - *躍遷躍遷，可，可產生此類躍遷或吸收的產生此類躍遷或吸收的結構單元結構單元，稱為生色團。，稱為生色團。如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基、乙炔基、腈基CN。2、助色團、助色團 含有未成鍵含有未成鍵n電子，本身不產生吸收峰，但與生色團相連時，電子，本身不產生吸收峰，但與生色團相連時，能使生能使生色團吸收峰向長波方向移動并提高吸收強度的一些官能

14、團色團吸收峰向長波方向移動并提高吸收強度的一些官能團，稱之為助，稱之為助色團。色團。 如如OH、OR、NH、NHR、X等等 3 3、紅移與藍移、紅移與藍移 有機化合物的吸收譜帶常常因引入有機化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變溶劑使最大吸收波長取代基或改變溶劑使最大吸收波長max和吸收強度發生變化和吸收強度發生變化: max向長波方向移動稱為向長波方向移動稱為紅移紅移，向向短波方向移動稱為短波方向移動稱為藍移藍移。吸收強度。吸收強度即摩爾吸光系數即摩爾吸光系數增大或減小的現象增大或減小的現象分別稱為分別稱為增色效應或減色效應增色效應或減色效應，如，如圖所示。圖所示。 4、溶劑效應、溶劑效應

15、由于由于溶劑的極性不同溶劑的極性不同引起某些化合物的吸收峰的波長、強引起某些化合物的吸收峰的波長、強度及形狀產生變化，這種現象稱為溶劑效應。一般溶劑效度及形狀產生變化，這種現象稱為溶劑效應。一般溶劑效應有以下規則：當溶劑由非極性變為極性時，對于應有以下規則：當溶劑由非極性變為極性時，對于n躍遷類型化合物，吸收產生藍移，并且吸收強度增大，對躍遷類型化合物，吸收產生藍移，并且吸收強度增大，對于于躍遷類型的化合物，吸收產生紅移，并且吸收強躍遷類型的化合物，吸收產生紅移，并且吸收強度減弱。度減弱。第三節第三節 光的吸收定律光的吸收定律一、朗伯一、朗伯- -比耳定律比耳定律1 1、透光度和吸光度、透光度

16、和吸光度當一束輻射強度為當一束輻射強度為I I0 0的的平行單色光平行單色光垂直照射到垂直照射到一定濃度一定濃度的的均勻透明均勻透明溶液時，溶液時，由于溶液的吸收，透過光的輻射強度變為由于溶液的吸收，透過光的輻射強度變為I It t, ,則則I It t與與I I0 0之比稱為透光度，用之比稱為透光度，用T T表示表示：物質對光的吸收程度可用吸光度物質對光的吸收程度可用吸光度A A表示，表示，吸光度與光強度、透光度之間的關吸光度與光強度、透光度之間的關系為：系為：0tIIT 入射光入射光 I I0 0透射光透射光I It tt0IIlgT1lgTlgA 2、朗伯定律、朗伯定律 即當一束平行光照

17、射到一即當一束平行光照射到一固定濃度固定濃度的溶液時，的溶液時，其吸光度其吸光度與光通過的液層厚度成正比與光通過的液層厚度成正比，這就是朗伯定律，其數學，這就是朗伯定律，其數學表達式為：表達式為： A=k1b 式中：式中：b液層厚度；液層厚度； k1比例系數。比例系數。 3、比耳定律、比耳定律 當單色光通過當單色光通過液層厚度一定液層厚度一定的有色溶液時，的有色溶液時，溶液的吸光度溶液的吸光度與溶液的濃度成正比，與溶液的濃度成正比，這個關系稱為比耳定律，用下式表這個關系稱為比耳定律，用下式表示：示： A=k2c 式中：式中：c溶液濃度，溶液濃度，g/L或或mol/L； k2比例系數。比例系數。

18、4 4、朗伯、朗伯- -比耳定律比耳定律當一束平行單色光通過單一均勻的、非散射的吸光物質溶液時，溶液的吸光當一束平行單色光通過單一均勻的、非散射的吸光物質溶液時，溶液的吸光度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比，度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比，這就是朗伯這就是朗伯- -比耳定律。這個定律是比耳定律。這個定律是各類吸光光度法定量分析的基礎。各類吸光光度法定量分析的基礎。當溶液的濃度為質量濃度單位當溶液的濃度為質量濃度單位g/Lg/L時，其數學表達式為時，其數學表達式為A=abcA=abc式中：式中：a a為為質量吸光系數質量吸光系數，L/(gL/(gcm)cm)，相當于濃度為，相當于濃度為1g/

19、L1g/L、液層厚度為、液層厚度為1cm1cm時時該溶液在某一波長下的吸光度。該溶液在某一波長下的吸光度。當溶液的濃度單位為當溶液的濃度單位為mol/Lmol/L時，其數學表達式為時，其數學表達式為A=bcA=bc式中：式中：為摩爾吸光系數，為摩爾吸光系數，L/(molL/(molcm)cm)，相當于濃度為，相當于濃度為1mol/L,1mol/L,液層厚度液層厚度1cm1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。時該溶液在某一波長下的吸光度。 5、吸光系數、吸光系數吸光系數是吸收物質在吸光系數是吸收物質在一定波長和溶劑條件下一定波長和溶劑條件下的特征常數。的特征常數。吸光系數的特點吸光系數的特點（1

20、1）不隨濃度和液層厚度的改變而改變。不隨濃度和液層厚度的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時，在溫度和波長等條件一定時，吸光吸光系數僅與吸收物質本身的性質有關，系數僅與吸收物質本身的性質有關，與待測物濃度無關，與待測物濃度無關，可作為定性鑒定的可作為定性鑒定的參數。參數。（2 2）同一吸收物質在不同波長下的同一吸收物質在不同波長下的值是不同的，值是不同的，在最大吸收波長在最大吸收波長maxmax處處的摩爾吸光系數，常以的摩爾吸光系數，常以maxmax表示。表示。maxmax表明了該物質最大限度的吸光能力，表明了該物質最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質可能達到的最大靈敏度。也反映了光度

21、法測定該物質可能達到的最大靈敏度。（3 3）maxmax越大表明該物質的吸光能力越強，用光度法測定該物質的靈敏度越越大表明該物質的吸光能力越強，用光度法測定該物質的靈敏度越高。高。maxmax6 610104 4L/(molL/(molcm)cm)屬于高靈敏度；屬于高靈敏度；maxmax在在1 110104 46 610104 4 L/(molL/(molcm)cm)屬于中等靈敏度，屬于中等靈敏度，maxmax1 110104 4L/(molL/(molcm)cm)屬于低靈敏度。屬于低靈敏度。 例例1：已知含：已知含Fe3+濃度為濃度為500gL-1的溶液用的溶液用KCNS顯色，顯色，在波長在

22、波長480nm處用處用2cm吸收池測得吸收池測得A0.197，計算摩爾吸，計算摩爾吸光系數，鐵的相對原子質量為光系數，鐵的相對原子質量為55.85g/mol。)cmmolL(101 . 121095. 8197. 0bcA)Lmol(1095. 885.5510500)Fe( c11461663 例例2：鐵：鐵（）濃度為濃度為2.510-4g/L的溶液，與鄰菲羅啉反的溶液，與鄰菲羅啉反應，生成橙紅色絡合物。該絡合物在波長應，生成橙紅色絡合物。該絡合物在波長508nm，比色皿，比色皿厚度為厚度為2cm時，測得時，測得 A=0.15。計算鄰菲羅啉亞鐵的。計算鄰菲羅啉亞鐵的 a及及,鐵的相對原子質量

23、為鐵的相對原子質量為55.85g/mol。 )cmmol/(L10676. 130085.55)cmg/(L300105 . 2215. 0bcAa44 6 6、吸光度的加和性、吸光度的加和性 當溶液中有多種組分對光產生吸收時，且各組分之間不存當溶液中有多種組分對光產生吸收時，且各組分之間不存在相互作用時，測該溶液在某一確定波長下的總吸光度等在相互作用時，測該溶液在某一確定波長下的總吸光度等于各吸光度之和，即吸光度具有加和性。可用下式表示：于各吸光度之和，即吸光度具有加和性。可用下式表示： A總總=A1+A2+An=(1c1+2c2+ncn)b 式中下角標指吸收組分式中下角標指吸收組分1，2，

24、n。吸光度的加和性主吸光度的加和性主要用于多組分同時測定。要用于多組分同時測定。二、影響光吸收定律的主要因素二、影響光吸收定律的主要因素 根據吸收定律，在理論上，吸光度對溶液濃度作圖所得的根據吸收定律，在理論上，吸光度對溶液濃度作圖所得的直線的截距為零，斜率為直線的截距為零，斜率為bb。實際上吸光度與濃度關系。實際上吸光度與濃度關系有時是非線性的，或者不通過零點，這種現象稱為偏離光有時是非線性的，或者不通過零點，這種現象稱為偏離光吸收定律。吸收定律。 如果溶液的實際吸光度比理論值大，則為正偏離吸收定律；如果溶液的實際吸光度比理論值大，則為正偏離吸收定律；吸光度比理論值小，為負偏離吸收定律。吸光

25、度比理論值小，為負偏離吸收定律。 1 1、入射光非單色性引起偏離、入射光非單色性引起偏離 吸收定律成立的前提是入射光是單色光。吸收定律成立的前提是入射光是單色光。但實際上，但實際上，一般單色器所提供的入射光并非是純單色光，而是一般單色器所提供的入射光并非是純單色光，而是由波長范圍較窄的光帶組成的復合光。由波長范圍較窄的光帶組成的復合光。而物質對不而物質對不同波長的吸收程度不同（即吸光系數不同），因而同波長的吸收程度不同（即吸光系數不同），因而導致了對吸光定律的偏離。導致了對吸光定律的偏離。2、溶液的化學因素引起偏離、溶液的化學因素引起偏離 溶液中的吸光物質因離解、締合，形成新的化合溶液中的吸光

26、物質因離解、締合，形成新的化合物而改變了吸光物質的濃度，導致偏離吸收定律。物而改變了吸光物質的濃度，導致偏離吸收定律。因此，因此，測量前的化學預處理工作十分重要，如控測量前的化學預處理工作十分重要，如控制好顯色反應條件，控制溶液的化學平衡等，以制好顯色反應條件，控制溶液的化學平衡等，以防止產生偏離。防止產生偏離。3、比爾定律的局限性引起偏離、比爾定律的局限性引起偏離 嚴格地說，比爾定律是一個有限定律，它嚴格地說，比爾定律是一個有限定律，它只適用于濃度小只適用于濃度小于于0.01mol/L的稀溶液。的稀溶液。因為濃度高時，吸光粒子間平均因為濃度高時，吸光粒子間平均距離減小，以致每個粒子都會影響其

27、鄰近粒子的電荷分布。距離減小，以致每個粒子都會影響其鄰近粒子的電荷分布。這種相互作用使它們的摩爾吸光系數這種相互作用使它們的摩爾吸光系數發生改變，因而導發生改變，因而導致偏離比爾定律。致偏離比爾定律。為此，在實際工作中，待測溶液的濃度為此，在實際工作中，待測溶液的濃度應控制在應控制在0.01mol/L以下。以下。第四節第四節 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計0.575光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器信號顯信號顯示系統示系統I0參比參比It樣品樣品bcIIlgT1lgTlgAt0 1.光源光源 光源的作用是供給符合要求的入射光。分光光度計對光源光源的作用是供給符合要求的入射

28、光。分光光度計對光源的要求是：在使用波長范圍內的要求是：在使用波長范圍內提供連續的光譜，提供連續的光譜，光強應足光強應足夠大，有良好的穩定性，使用壽命長。夠大，有良好的穩定性，使用壽命長。 在可見區常用的光源為鎢燈或鹵鎢燈，在可見區常用的光源為鎢燈或鹵鎢燈，可用的波長范圍為可用的波長范圍為3201000nm；在紫外區常用的光源為氫燈和氘燈在紫外區常用的光源為氫燈和氘燈，它們，它們發射的連續光波長范圍為發射的連續光波長范圍為185375nm，其中氘燈的輻射，其中氘燈的輻射強度大、穩定性好、使用壽命長。強度大、穩定性好、使用壽命長。2.單色器單色器單色器是將光源輻射的單色器是將光源輻射的復合光分成

29、單色光復合光分成單色光的光學裝置。的光學裝置。入射狹縫：光源的光由此進入單色器；入射狹縫：光源的光由此進入單色器；準光裝置：透鏡或凹面反射鏡使入射光成為平行光束；準光裝置：透鏡或凹面反射鏡使入射光成為平行光束； 色散元件：將復合光分解成單色光；色散元件：將復合光分解成單色光；棱鏡或光柵；棱鏡或光柵；聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；出射狹縫。出射狹縫。3.吸收池吸收池 吸收池又叫比色皿，是用于吸收池又叫比色皿，是用于盛放待測液和決定透光液層厚盛放待測液和決定透光液層厚度度的器件。吸收池一般為長方體，其底及

30、兩側為毛玻璃，的器件。吸收池一般為長方體，其底及兩側為毛玻璃，另兩面為光學透光面。另兩面為光學透光面。 根據光學透光面的材質，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收根據光學透光面的材質，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池兩種。池兩種。玻璃吸收池用于可見光光區測定。若在紫外光區玻璃吸收池用于可見光光區測定。若在紫外光區測定，則必須使用石英吸收池。測定，則必須使用石英吸收池。 吸收池使用注意事項吸收池使用注意事項第一，拿取吸收池時，第一，拿取吸收池時，只能用手指接觸兩側的毛玻璃只能用手指接觸兩側的毛玻璃，不可接觸，不可接觸光學面。光學面。第二，不能將光學面與硬物或臟物接觸，第二，不能將光學面與硬物或臟物接觸，只

31、能用擦鏡紙或絲綢擦只能用擦鏡紙或絲綢擦拭拭光學面。光學面。第三，凡含有腐蝕玻璃的物質（如第三，凡含有腐蝕玻璃的物質（如F-、SnCl2、H3PO4 等）的溶液，等）的溶液，不得長時間盛放在吸收池中。不得長時間盛放在吸收池中。第四，吸收池使用后應立即用水沖洗干凈。有色物污染可以用第四，吸收池使用后應立即用水沖洗干凈。有色物污染可以用3mol/LHCl和等體積乙醇的混合液浸泡洗滌。和等體積乙醇的混合液浸泡洗滌。第五，不得在火焰或電爐上進行加熱或烘烤吸收池。第五，不得在火焰或電爐上進行加熱或烘烤吸收池。4、檢測器、檢測器 檢測器又稱接受器，檢測器又稱接受器，其作用是對透過吸收池的光其作用是對透過吸收

32、池的光做出響應，并把它轉變成電信號輸出，其輸出電做出響應，并把它轉變成電信號輸出，其輸出電信號大小與透過光的強度成正比。常用的檢測器信號大小與透過光的強度成正比。常用的檢測器有光電池、光電管及光電倍增管等，有光電池、光電管及光電倍增管等，它們都是基它們都是基于光電效應原理制成的。于光電效應原理制成的。5 5、信號顯示系統、信號顯示系統 由檢測器產生的電信號，經放大等處理后，用一由檢測器產生的電信號，經放大等處理后，用一定方式顯示出來，以便于計算和記錄。信號顯示定方式顯示出來，以便于計算和記錄。信號顯示器有多種，如指針式的檢流計或微安表，也有可器有多種，如指針式的檢流計或微安表，也有可以直接讀出

33、數據的數字顯示器和自動記錄型裝置。以直接讀出數據的數字顯示器和自動記錄型裝置。第五節第五節 分光光度法測量條件的選擇分光光度法測量條件的選擇 一、入射光波長的選擇一、入射光波長的選擇 1、無干擾、無干擾 選用最大吸收波長作為入射光波長。選用最大吸收波長作為入射光波長。 2、有干擾、有干擾 可以選擇吸收曲線中其他波長進行可以選擇吸收曲線中其他波長進行 測定測定 （應選曲線較平坦處對應的（應選曲線較平坦處對應的 波長），以消除干擾。波長），以消除干擾。 AA二、吸光度范圍的選擇二、吸光度范圍的選擇 任何類型的分光光度計都有一定的測量誤差，測量時讀出任何類型的分光光度計都有一定的測量誤差，測量時讀出

34、的吸光度過高或過低，誤差都很大，的吸光度過高或過低，誤差都很大，一般適宜的吸光度范一般適宜的吸光度范圍是圍是0.20.8。在實際工作中，可以通過在實際工作中，可以通過調節被測溶液的調節被測溶液的濃度、使用厚度不同的吸收池濃度、使用厚度不同的吸收池來調整待測溶液的吸光度，來調整待測溶液的吸光度，使其在適宜的吸光度范圍內。使其在適宜的吸光度范圍內。三、反應條件三、反應條件 1、顯色反應、顯色反應 將待測組分轉變成有色化合物的反應稱為將待測組分轉變成有色化合物的反應稱為顯色顯色反應；反應； 與待測組分形成有色化合物的試劑稱為與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。顯色劑。 常用的顯色劑可分為無機顯

35、色劑和有機顯色劑兩大類。常用的顯色劑可分為無機顯色劑和有機顯色劑兩大類。 （1）無機顯色劑許多無機試劑能與金屬離子發生顯色）無機顯色劑許多無機試劑能與金屬離子發生顯色反應，但由于靈敏度和選擇性都不高，具有實際應用價值反應，但由于靈敏度和選擇性都不高，具有實際應用價值的品種很有限。的品種很有限。常用的無機顯色劑主要有：硫氰酸鹽、鉬常用的無機顯色劑主要有：硫氰酸鹽、鉬酸銨、氨水及過氧化氫。酸銨、氨水及過氧化氫。 （2）有機顯色劑）有機顯色劑有機顯色劑與金屬離子形成的配合物有機顯色劑與金屬離子形成的配合物其穩定性、靈敏度和選擇性都比較高，其穩定性、靈敏度和選擇性都比較高，而且有機顯色劑的而且有機顯色

36、劑的種類較多，實際應用廣。種類較多，實際應用廣。顯色劑選用原則顯色劑選用原則 選擇性好。選擇性好。一種顯色劑最好只與一種被測組分起顯色反應，或顯色劑與共一種顯色劑最好只與一種被測組分起顯色反應，或顯色劑與共存組分生成的化合物的吸收峰與被測組分的吸收峰相距比較遠，干擾少。存組分生成的化合物的吸收峰與被測組分的吸收峰相距比較遠，干擾少。 靈敏度高。靈敏度高。要求反應生成的有色化合物的摩爾吸光系數大。要求反應生成的有色化合物的摩爾吸光系數大。一般要求一般要求104L/(molcm)。 生成的有色化合物組成恒定、化學性質穩定，生成的有色化合物組成恒定、化學性質穩定，測量過程中應保持吸光度基測量過程中應

37、保持吸光度基本不變，否則將影響吸光度測定準確度及再現性。本不變，否則將影響吸光度測定準確度及再現性。 如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，提高如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，提高測定的準確度。通常把兩種有色物質最大吸收波長之差稱為測定的準確度。通常把兩種有色物質最大吸收波長之差稱為 “對比度對比度”。一一般要求顯色劑與有色化合物的對比度般要求顯色劑與有色化合物的對比度在在60nm以上。以上。 顯色條件要易于控制顯色條件要易于控制，以保證其有較好的再現性。以保證其有較好的再現性。加入過量的顯色劑可使顯色反應趨于完全，但顯色劑濃度過大，有可加入過

38、量的顯色劑可使顯色反應趨于完全，但顯色劑濃度過大，有可能改變化合物的組成，使溶液的顏色發生變化。能改變化合物的組成，使溶液的顏色發生變化。顯色劑的用量對顯色顯色劑的用量對顯色反應可以通過實驗確定，作吸光度隨顯色劑濃度變化曲線，選恒定吸反應可以通過實驗確定，作吸光度隨顯色劑濃度變化曲線，選恒定吸光度值時的顯色劑用量。光度值時的顯色劑用量。2、顯色劑用量、顯色劑用量3、溶液的酸度、溶液的酸度 許多顯色劑都是有機弱酸或有機弱堿，溶液的酸度會直許多顯色劑都是有機弱酸或有機弱堿，溶液的酸度會直接影響顯色劑的解離程度。接影響顯色劑的解離程度。 對某些能形成逐級配合物的顯色反應，產物的組成會對某些能形成逐級

39、配合物的顯色反應，產物的組成會隨介質酸度的改變而改變，從而影響溶液的顏色。隨介質酸度的改變而改變，從而影響溶液的顏色。 溶液酸度變化，顯色劑的顏色可能發生變化。溶液酸度變化，顯色劑的顏色可能發生變化。 溶液酸度過低可能引起被測金屬離子水解，因而破壞溶液酸度過低可能引起被測金屬離子水解，因而破壞了有色配合物，使溶液顏色發生變化，甚至無法測定。了有色配合物，使溶液顏色發生變化，甚至無法測定。 顯色反應適宜的酸度必須通過實驗來確定。確定方法是：顯色反應適宜的酸度必須通過實驗來確定。確定方法是：固定待測組分及顯色劑濃度，改變溶液固定待測組分及顯色劑濃度，改變溶液pH，制得數個顯，制得數個顯色液。色液。

40、在相同測定條件下分別測定其相應的吸光度，作在相同測定條件下分別測定其相應的吸光度，作出出A-pH關系曲線。關系曲線。選擇曲線平坦部分對應的選擇曲線平坦部分對應的pH作為應作為應該控制的該控制的pH范圍。范圍。 ApH4、顯色溫度、顯色溫度 顯色反應一般在室溫下進行，有的反應則需要加熱，以顯色反應一般在室溫下進行，有的反應則需要加熱，以加速顯色反應進行完全，有的有色物質當溫度偏高時又加速顯色反應進行完全，有的有色物質當溫度偏高時又容易分解。為此，容易分解。為此，對不同的反應，應通過實驗找出各自對不同的反應，應通過實驗找出各自適宜的溫度范圍。適宜的溫度范圍。由于溫度對光的吸收及顏色的深淺都由于溫度

41、對光的吸收及顏色的深淺都有影響，有影響，因此在繪制工作曲線和進行樣品測定時應該使因此在繪制工作曲線和進行樣品測定時應該使溶液溫度保持一致。溶液溫度保持一致。5、顯色時間、顯色時間有的顯色反應，瞬間完成且在較長時間內保持不變；有的雖瞬間完成有的顯色反應，瞬間完成且在較長時間內保持不變；有的雖瞬間完成反應，但褪色也快；有的反應完成較緩慢，顏色要經一段時間后才穩反應，但褪色也快；有的反應完成較緩慢，顏色要經一段時間后才穩定。因此，也需定。因此，也需通過實驗，作出吸光度時間關系曲線，最后選定合適通過實驗，作出吸光度時間關系曲線，最后選定合適的顯色時間。的顯色時間。確定適宜時間的方法：配制一份顯色溶液，

42、從加入顯色劑開始，每隔確定適宜時間的方法：配制一份顯色溶液，從加入顯色劑開始，每隔一定時間測吸光度一次，繪制吸光度一定時間測吸光度一次，繪制吸光度-時間關系曲線。時間關系曲線。曲線平坦部分曲線平坦部分對應的時間就是測定吸光度的最適宜時間。對應的時間就是測定吸光度的最適宜時間。At6、溶劑、溶劑 溶劑選擇原則：不與被測組分發生化學反應，所選溶劑在溶劑選擇原則：不與被測組分發生化學反應，所選溶劑在測定波長范圍內無明顯吸收，對被測組分有較好的溶解能測定波長范圍內無明顯吸收，對被測組分有較好的溶解能力。力。 水作為溶劑簡便無毒，所以水作為溶劑簡便無毒，所以一般盡量采用水作為溶劑。一般盡量采用水作為溶劑

43、。 若水不能滿足要求，則使用若水不能滿足要求，則使用有機溶劑來提高反應的靈敏度有機溶劑來提高反應的靈敏度及加快反應速度，及加快反應速度，滿足測量要求。滿足測量要求。7、顯色反應中干擾及消除、顯色反應中干擾及消除 （1）干擾離子的影響）干擾離子的影響 共存離子本身具有顏色。共存離子本身具有顏色。 共存離子與顯色劑或被測組分反應，生成更穩定的配共存離子與顯色劑或被測組分反應，生成更穩定的配合物或發生氧化還原反應，使顯色劑或被測組分的濃度降合物或發生氧化還原反應，使顯色劑或被測組分的濃度降低，妨礙顯色反應的完成，導致測量結果偏低。低，妨礙顯色反應的完成，導致測量結果偏低。 共存離子與顯色劑反應生成有

44、色化合物或沉淀，導致共存離子與顯色劑反應生成有色化合物或沉淀，導致測量結果偏高。測量結果偏高。（2）干擾的消除方法）干擾的消除方法 控制溶液的酸度。控制酸度使待測離子顯色，控制溶液的酸度。控制酸度使待測離子顯色，而干擾離子不生成有色化合物。而干擾離子不生成有色化合物。 加入掩蔽劑，掩蔽干擾離子。該方法要求加入加入掩蔽劑，掩蔽干擾離子。該方法要求加入的掩蔽劑不與被測離子反應，掩蔽劑和掩蔽產物的掩蔽劑不與被測離子反應，掩蔽劑和掩蔽產物的顏色必須不干擾測定。的顏色必須不干擾測定。 改變干擾離子的價態以消除干擾。利用氧化還原反應改變干擾離改變干擾離子的價態以消除干擾。利用氧化還原反應改變干擾離子價態，

45、使干擾離子不與顯色劑反應，以達到目的。子價態，使干擾離子不與顯色劑反應，以達到目的。 選擇適當的入射光波長消除干擾。選擇適當的入射光波長消除干擾。 分離干擾離子。當沒有適當掩蔽劑或無合適方法消除干擾時，應采分離干擾離子。當沒有適當掩蔽劑或無合適方法消除干擾時，應采用適當的分離方法用適當的分離方法 （如電解法、沉淀法、溶劑萃取及離子交換法（如電解法、沉淀法、溶劑萃取及離子交換法等），將被測組分與干擾離子分離，然后再進行測定。等），將被測組分與干擾離子分離，然后再進行測定。選擇合適的參比溶液可以消除顯色劑和某些有色共存離子干擾。選擇合適的參比溶液可以消除顯色劑和某些有色共存離子干擾。四、參比溶液的

46、選擇四、參比溶液的選擇（1）溶劑參比）溶劑參比當試樣溶液的組成比較簡單，共存的其他組分及外加試劑對測定波長的當試樣溶液的組成比較簡單，共存的其他組分及外加試劑對測定波長的光幾乎沒有吸收，可采用溶劑作參比溶液，這樣可以消除溶劑、吸收池光幾乎沒有吸收，可采用溶劑作參比溶液，這樣可以消除溶劑、吸收池等因素的影響。等因素的影響。（2）試劑參比）試劑參比如果顯色劑或其他外加試劑在測定波長有吸收，但試樣溶液的其他共存如果顯色劑或其他外加試劑在測定波長有吸收，但試樣溶液的其他共存組分對測定波長的光幾乎沒有吸收，此時應采用試劑參比溶液，即空白組分對測定波長的光幾乎沒有吸收，此時應采用試劑參比溶液，即空白液為參

47、比溶液，這種參比溶液可消除外加試劑中的組分產生的影響。液為參比溶液，這種參比溶液可消除外加試劑中的組分產生的影響。 （）試液參比（）試液參比 如果試樣中其他共存組分有吸收，但不與顯色劑反應，且如果試樣中其他共存組分有吸收，但不與顯色劑反應，且外加試劑在測定波長無吸收時，可用試樣溶液作參比溶液。外加試劑在測定波長無吸收時，可用試樣溶液作參比溶液。這種參比溶液可以消除試樣中其他共存組分的影響。這種參比溶液可以消除試樣中其他共存組分的影響。 （4）退色參比）退色參比 如果外加試劑及試樣中其他共存組分有吸收，這時可以在如果外加試劑及試樣中其他共存組分有吸收，這時可以在顯色液中加入某種退色劑，選擇性地與

48、被測離子配位顯色液中加入某種退色劑，選擇性地與被測離子配位 （或改變其價態），生成穩定無色的配合物，使已顯色的（或改變其價態），生成穩定無色的配合物，使已顯色的產物退色，用此溶液作參比溶液，稱為退色參比溶液。產物退色，用此溶液作參比溶液，稱為退色參比溶液。第五節第五節 紫外紫外-可見光分光光度法的應用可見光分光光度法的應用一、定性分析一、定性分析1、化合物的鑒定、化合物的鑒定利用標準樣品或標準譜圖對利用標準樣品或標準譜圖對未知化合物進未知化合物進行鑒定時行鑒定時，可采用，可采用吸收光譜對照法吸收光譜對照法，即在，即在相同的測量條件下相同的測量條件下，測定未知化合物的吸，測定未知化合物的吸收光譜

49、和標準樣品的吸收光譜，或將未知收光譜和標準樣品的吸收光譜，或將未知化合物的吸收光譜與文獻上提供的標準吸化合物的吸收光譜與文獻上提供的標準吸收光譜進行對照。如果兩者收光譜進行對照。如果兩者吸收光譜的形吸收光譜的形狀、吸收峰的數目、最大吸收波長以及吸狀、吸收峰的數目、最大吸收波長以及吸收帶強度等完全一致收帶強度等完全一致，則可初步確定在它，則可初步確定在它們的分子結構中，們的分子結構中，存在相同的生色團存在相同的生色團。2.化合物的純度檢查化合物的純度檢查 如果一化合物在紫外區沒有吸如果一化合物在紫外區沒有吸收峰，而雜質有較強吸收，就收峰，而雜質有較強吸收，就可方便地檢出該化合物中的痕可方便地檢出

50、該化合物中的痕量雜質。例如，要檢定甲醇或量雜質。例如，要檢定甲醇或乙醇中的雜質苯，可利用苯在乙醇中的雜質苯，可利用苯在256nm處的吸收，而甲醇或乙處的吸收，而甲醇或乙醇在此波長處幾乎沒有吸收。醇在此波長處幾乎沒有吸收。二、定量方法二、定量方法1、單組分樣品的分析、單組分樣品的分析被測試樣溶液中只含一種組分，或者在混合物溶液中被測組分的吸收峰與共被測試樣溶液中只含一種組分，或者在混合物溶液中被測組分的吸收峰與共存物質的吸收峰無重疊，均視為單一組分試樣。存物質的吸收峰無重疊，均視為單一組分試樣。（1）標準曲線法（工作曲線法）標準曲線法（工作曲線法）配制標準系列溶液：配制四份以上濃度不同的待測組分

51、的標準溶液。配制標準系列溶液：配制四份以上濃度不同的待測組分的標準溶液。測定吸光度：在相同條件下顯色并稀釋至相同體積，以空白溶液為參比溶測定吸光度：在相同條件下顯色并稀釋至相同體積，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長下，分別測定各標準溶液的吸光度。液，在選定的波長下，分別測定各標準溶液的吸光度。作圖：以吸光度為橫坐標，標準溶液濃度為縱坐標，在坐標紙上繪制曲線，作圖：以吸光度為橫坐標，標準溶液濃度為縱坐標，在坐標紙上繪制曲線，此曲線即標準曲線。此曲線即標準曲線。按與配制標準溶液相同的方法配制待測試液，在相同測量條件下測量試液按與配制標準溶液相同的方法配制待測試液，在相同測量條件下測量試液的吸光度，然后在標準曲線上查出待測試液濃度。的吸光度，然后在標準曲線上查出待測試液濃度。用鄰二氮菲法測定用鄰二氮菲法測定Fe2+得下列實驗數據，請確定標準曲線的直線回歸方程，得下列實驗數據，請確定標準曲線的直線回歸方程，并計算相關系數。并計算相關系數。計算器操作要點計算器操作要點MODEREGLIN（吸光度，濃度）（吸光度，濃度）M+（吸光度，濃度）（吸光度，濃度）M+ SHIFT2選選A=截距截距 SHIFT2選選B=斜率斜率 SHIFT2選選r=相關系