第九章-分光光度法（课件）《基础药用化学》（上海交通大学出版社）

第九章 分光光度法 目 录 CONTENTS 1 2 3 分光光度法的基本原理 分光光度法应用 显色反应及测量条件的选择 PART 1 分光光度法的基本原理 分光光度法的基本原理 （一）物质的颜色和对光的选择性吸收 物质的颜色与光有密切关系。如果让一束白光通过棱镜，可分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光，这种现象称光的色散，如图所示。 此外，两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合可成为白光，这两种单色光称为互补色光。图中直线相连的两种单色光彼此混合可成白光，即成为互补色光。 当一束白光通过某溶液时，如果溶液对可见光中各波长的光都不吸收，即入射光全部透过，则溶液呈无色透明；如果溶液对各种波段的光全部吸收，则溶液呈黑色；若溶液有选择地吸收了可见光中某些波长的光，而让其余波段的光通过，则溶液呈吸收光的互补色光颜色。 光的色散和互补色 分光光度法的基本原理 （二）光的吸收定律 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 1、朗伯-比尔定律 1760年朗伯（Lambert）提出溶液的浓度一定时，溶液对光的吸收程度与液层厚度成正比；1852年比耳（Beer）又提出光的吸收程度与吸光物质浓度成正比。二者的结合称朗伯-比耳定律，其数学表达式为：A = KcL 按照朗伯一比尔定律，溶液浓度c与吸光度A之间的关系应是一条通过原点的直线。在实际工作中，特别是当溶液浓度较高时，会出现偏离直线的现象，如图中的虚线所示。 A与c的关系曲线 分光光度法的基本原理 （二）光的吸收定律 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 1、朗伯-比尔定律 朗伯-比尔定律的适用条件如下： （1）入射光为单色光。 （2）溶液为低浓度溶液。 （3）入射光的波长（λ）和强度（I0）不变。 （4）吸光物质不变。 朗伯-比尔定律的适用范围：不仅适用于可见光，也适用于紫外线和红外线区；不仅适用于有色溶液，也适用于无色溶液以及固体和气体的非散射的均匀体系。 分光光度法的基本原理 （二）光的吸收定律 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、吸光系数 （1）摩尔吸光系数 指波长一定，溶液浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时的吸光度，单位为 ，用 表示，表达式为： 分光光度法的基本原理 （二）光的吸收定律 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、吸光系数 （2）比吸光系数 指波长一定，溶液浓度为g/L，液层厚度为1cm时的吸光度，单位为 ，用a表示，表达式为： 可以得出： ，其中M为摩尔质量。 分光光度法中常运用K值估算显色反应的灵敏度，K值大说明显色反应的灵敏度高，K值小则显色反应的灵敏度低，根据K值的大小可选择适宜的显色反应体系。 分光光度法的基本原理 （三）吸收光谱 若固定某溶液的浓度c和液层厚度L，测量不同波长λ下该溶液的吸光度A，然后以波长λ为横坐标，以测得的吸光度A为纵坐标作图，可得一条吸收曲线，即吸收光谱。 吸收曲线上吸光度最大的地方称为最大吸收峰，它所对应的波长称为最大吸收波长，用λmax表示。在定量分析中，可利用吸收曲线选择用来测定的适宜波长，一般以灵敏度大的λmax作为测定波长。 分光光度法的基本原理 （三）吸收光谱 例如，图所示为不同浓度的KMnO4溶液的吸收曲线，KMnO4溶液的λmax为525nm。 从图可以看出吸收光谱曲线的两个主要特点： （1）最大吸收波长λmax与浓度c无关。 （2）吸光度A与浓度c有关，它随浓度的c增大而增大，可利用这一特点来进行物质的定量分析。 KMnO4溶液的光吸收曲线 PART 2 显色反应及测量条件的选择 显色反应及测量条件的选择 （一） 显色反应和显色条件 在分光光度法中，许多不吸收光的无色物质可以用显色反应变成有色物质，使之能够进行比色测定和分光光度分析，并能提高测定的灵敏度和选择性。 在比色分析或分光光度分析中，将待测组分转变成有色化合物的反应叫显色反应，与待测组分反应生成有色化合物的试剂叫显色剂。 显色反应及测量条件的选择 （一） 显色反应和显色条件 在分析时常需对显色反应进行选择，选择原则有： （1）选择性好，尽量选用干扰少（即选择性好）或干扰易除去的显色反应； （3）生成有色化合物的组成恒定，化学性质稳定； （2）灵敏度要高，要求生成有色化合物的摩尔吸光系数要足够大（ 为 ）； （4）生成的有色化合物与显色剂之间的颜色必须有明显的差别，要求最大吸收波长之差大于60nm。 选择原则 显色反应及测量条件的选择 （二） 测量条件的选择 1、入射光波长的选择 在最大吸收