第八章 紫外-可见吸光光度法（课件）-《分析化学》同步教学（国防大学出版社）

分析化学 第八章 紫外-可见吸光光度法 第二节 吸光光度分析法的基本概念和基本原理 第一节 吸光光度法概述 第四节 测量误差和显色条件的选择 第三节 紫外-可见分光光度计 第五节 定性和定量分析方法 第一节 吸光光度法概述 以肉眼可见的有色物质为例，其溶液之所以有颜色，是因为吸收了白色光中某段波长的光线，而其他没有被吸收的波长的光线则透过溶液，即肉眼所看见的颜色。物质颜色与吸 收光颜色的关系如表8-1所示。 第一节 吸光光度法概述 表8-1 物质颜色与吸收光颜色的关系 第一节 吸光光度法概述 不同的物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的颜色。还有的物质对不可见光产生选择性吸收，凭人的肉眼就无法判断了，可以借助仪器的检测系统进行辨别。常见的吸光光度法的类型如表8-2所示。 第一节 吸光光度法概述 表8-2 波谱区名称 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 电磁辐射和电磁波谱类 一、 电磁辐射 1. 电磁辐射也称电磁波，是一种不需任何介质即可高速传播的粒子流，光属于电磁辐射的一部分，光具有波粒二象性，一般用波长（λ）、频率（ν）或波数（σ）来表示，波长越短，光的能量就越高。 λ=1/σ=c/ν（8-1） 式中，c为光速，c=3.0×108m·s-1。 E=hν=hcσ=hc/λ（8-2） 式中，h是普朗克常数，为6.63×10-34 J·s。 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 电磁波谱 2. 电磁辐射按波长的长短顺序排列和分段后称为电磁波谱，其部分分类可参见表8-2。不同的波长属不同的波谱区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 吸收光谱和发射光谱 二、 吸收光谱 1. 由于物质对不同波长光的吸收程度不同，若以波长为横坐标，以每一波长下某物质对光的吸收程度即吸光度（A）为纵坐标，则可得到一条曲线，该曲线称为吸收曲线或吸收光谱，它能更清楚地描述物质对光的吸收情况，同时也是吸光光度法中选择测量波长的重要依据。如图8-1所示即为KMnO4溶液的吸收曲线。从图中可看出，KMnO4的最大吸收波长λmax=525 nm，而λmax是定量分析时的重要仪器条件。对于不同浓度的同一物质，其最大吸收波长和吸收曲线形状不变，只是吸光度随浓度增加而增大。不同的物质由于结构不同对不同波长光的吸收程度不同，因此各物质具有各自特征的吸收光谱，据此可对物质进行初步定性分析。 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 （1）分子吸收光谱。分子吸收光谱是指分子对辐射的选择性吸收由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分子光谱，如紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱等。 （2）原子吸收光谱。原子吸收光谱是指物质产生的原子蒸气对辐射的选择性吸收由基态或较低能级跃迁到[JP]较高能级产生的原子光谱，如各种元素的原子吸收光谱为带状光谱。 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 图8-1 KMnO4溶液的吸收曲线 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 发射光谱 2. 分子或原子对辐射的选择性吸收后由较高能级回到较低能级或基态而产生的光谱称为发射光谱。例如，焰色反应就是简单的发射光，将所发射出来的复合光进行分光处理色散可得到发射光谱，为带状光谱，和原子吸收光谱对应的波长一样。 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 透光率和吸光度 三、 当一束平行单色光通过一均匀的吸光物质的溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，还有一部分被容器表面反射。用I0表示入射光的强度，Ia代表吸收光的强度，It代表透过光的强度，Ir代表反射光的强度，得下式： I0=Ia+It+Ir （8-3） 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 透过光强度和入射光强度之比称为透光率或透光度，用T表示，常表示为百分数形式，即 T=It/I0×100% （8-4） 透光率为100%即表示溶液对光没有吸收，透光率越小表示溶液对光吸收得越多。由于透光率与溶液浓度之间的非线性关系，又可以用吸光度A来表示溶液对光的吸收程度，定义为 A=lg1/T=-lg T （8-5） 第二节 吸光光度法的基本概 念和基本原理 光吸收定律——朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律 四、 当一束平行单色光通过一均匀的吸光物质的溶液时，溶液的吸光度与溶