10.2紫外-可见分光光度法的基本原理和概念-1（课件）- 《分析化学》同步教学（暨南大学版）

第十章 紫外-可见分光光度法 第二节 紫外-可见分光光度法的基本原理和概念 一、朗伯-比尔定律的基本原理 二、分光光度计的类型 2024/1/14 一、 基本原理 朗伯-比尔(Lamber-Beer)定律 吸光系数和吸收光谱 偏离朗伯-比尔定律的因素 透光率的测量误差 2024/1/14 Lamber-Beer定律(P190) 吸收光谱法基本定律 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系 假设一束平行单色光通过一个吸光物体 2024/1/14 取物体中一极薄层来讨论 2024/1/14 讨论： 1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提） 入射光为单色光 溶液是稀溶液 2．该定律适用于固体、液体和气体样品 3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 应用：多组分测定 2024/1/14 二、吸光系数和吸收光谱 1．吸光系数的物理意义： 单位浓度、单位厚度的吸光度 讨论： (1) E=f（组分性质，温度，溶剂，λ） 当组分性质、温度和溶剂一定，E=f（λ） (2) 不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收） 同一物质在不同波长下E一定不同 (3) E↑，物质对光吸收能力↑, 定量测定灵敏度↑ → 定性、定量依据 2024/1/14 2．吸光系数两种表示法： (1) 摩尔吸光系数ε： 在一定λ下，C=1 mol/l，L=1 cm时的吸光度 (2) 百分含量吸光系数 / 比吸光系数： 在一定λ下，C=1 g/100ml，L=1 cm时的吸光度 (3) 两者关系 3．吸收光谱（吸收曲线）：λ~A 最大吸收 最小吸收 特征值→定性依据 肩峰 末端吸收 2024/1/14 4．吸光度测量的条件选择： (1) 测量波长的选择： (2) 吸光度读数范围的选择： (3) 参比溶液(空白溶液)的选择： 选A=0.2~0.7 注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰 2024/1/14 三、偏离Beer定律的因素 依据Beer定律，A与C关系应为 经过原点的直线 偏离Beer定律的主要因素表现为 以下两个方面 （一）光学因素 （二）化学因素 2024/1/14 （一）光学因素 1．非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度 2024/1/14 混合光的透光率 2024/1/14 讨论： 入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状 结论： 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） 选λmax作为测定波长（ΔE↓，S↑且成线性） 2024/1/14 2．杂散光的影响： 杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度 范围内，与所选波长相距较远 杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成 杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值 3．反射光和散色光的影响： 反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光 直接对T产生影响 散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形 注：一般可用空白对比校正消除 4．非平行光的影响： 使光程↑，A↑，吸收光谱变形 2024/1/14 （二）化学因素 Beer定律适用的另一个前提：稀溶液 浓度过高会使C与A关系偏离定律 2024/1/14 四、透光率的测量误差——ΔT 影响测定结果的相对误差两个因素： T和ΔT ΔT影响因素：仪器噪音 ——随机误差 (1) 暗噪音 (2) 讯号噪音 2024/1/14 (1) 暗噪音——与检测器和放大电路不确切性有关， 与光讯号无关 2024/1/14 (2) 讯号噪音——与光讯号有关 表明测量误差较小的范围 一直可延至较高吸光度区， 对测定有利 2024/1/14 第四节 紫外分光光度计 1．光源：分光光度计要求有能发射强度足够并且稳定的、具有连续光谱且发光面积小的光源 2．单色器：将来自光源的连续光谱按波长顺序色散，并从中分离出一定宽度的谱带 包括狭缝、准直镜、色散元件 棱镜——对不同波长的光折射率不同 色散元件 分出光波长不等距 光栅——衍射和干涉