第八章 紫外 - 可见分光光度法（课件）- 《分析化学》第二课时同步教学（人卫版第9版）

紫外-可见分光光度法 UV-Visible Spectrometry 光的吸收定律 1. 朗伯—比耳定律 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝b 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。A∝ c 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表达式为： A = lg(I0/It) = bc = abc A：吸光度；溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，cm； c：溶液的摩尔浓度，mol·L-１； ：摩尔吸光系数，L·mol-１·cm-１； 或：A = lg(I0/It) = abc c：溶液的浓度，g·L-１ a：吸光系数，L·g-１·cm-1 2 透光度(透光率)T 透过度T : 描述入射光透过溶液的程度: T = I t / I0 吸光度A与透光度T的关系: A ＝ －lg T 朗伯—比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。应用于各种光度法的吸收测量； 摩尔吸光系数ε在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度； 吸光系数a(L·g-1·cm-1）相当于浓度为1 g/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 2.摩尔吸光系数ε的讨论 （1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数； （2）不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有关； （3）可作为定性鉴定的参数； （4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示。εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。 （5）εmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。ε>105：超高灵敏； ε=(6～10）×104 ：高灵敏；ε<2×104 ：不灵敏。 （6）ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。 （1）物理性因素 朗—比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带,难以获得真正的纯单色光。 复合光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。 非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯—比耳定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。 3.偏离朗伯—比耳定律的原因 标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯—比耳定律的偏离。引起偏离的因素： 非单色光作为入射光引起的偏离 假设由波长为λ1和λ2的两单色光 组成的入射光通过浓度为c的溶液，则： A 1＝lg（Ｉo1 /Ｉt1 ）＝ε1bc A 2＝lg(Ｉo2 /Ｉt2 ）＝ε2bc 故： 式中：Ｉo1、Ｉo2分别为λ1、λ2 的入射光强度； Ｉt1、Ｉt2分别为λ1、λ2 的透射光强度； ε1、ε2分别为λ1、λ2的摩尔吸光系数； 因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得A1和A2，故 A总 ＝ lg（Ｉo总/Ｉt总 ) ＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2） ＝ lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-ε1bc +Ｉo210-ε2bc ） 令： ε2-ε1 ＝  ； 设： Ｉo1 ＝Ｉo2 A总 ＝ lg(2Io1)/Ｉt1(1＋10 - εbc ） ＝ A 1 + lg2 - lg(1＋10 - εbc ) 讨论: A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－εbc ) (1)  = 0； 即：  1=  2 =  则： A总 ＝lg（Ｉo/Ｉt）＝  bc (2)  ≠0 若  <0 ,即 2<  1 ； －  bc>0, lg(1＋10  bc )值随c值增大而增大，则标准曲线偏离直线向c 轴弯曲，即A总 <A1, 负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏离。 两单色光入射时，A~C曲线是一条居于y=  1 x和y=  2 x间的凸曲线（dA2/d2C<0)。 (3) ｜  ｜很小时，即ε1≈ε2： 可近似认为是单色光。在低