《化学实验技术》吸光光度法（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《化学实验技术》吸光光度法-讲义 1、掌握分光光度计的基本操作方法。 知识点一吸光光度法基本原理 吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的仪器分析方法，具有简便、快捷、灵敏度和准确度高等特点，广泛应用于物质的定性、定量分析。 1可见分光光度法 可见分光光度法是利用分光光度计测量物质分子对可见-紫外光的吸收程度，从而确定待测物质含量的分析方法。大多数无机组分和有机物都可以直接或间接地用此法测定，其测定物质的浓度下限可达10-⁵~10-⁶mol/L,因此非常适用于试样中微量组分的测定。 2基本原理 (1)物质对光的选择性吸收光是一类电磁辐射，具有一定的波长和频率。可见光的波长范围是380～780nm。 一定波长的光称为单色光。由不同波长的光复合而成的光称为复合光。日光、白炽光都是复合光。如果让一束白光(日光)通过棱镜经折射后，便可分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光。若在棱镜的后面装置一个狭缝，则由狭缝射出的便是波长范围很窄的单色光。 物质对不同波长光的吸收是有选择性的。通过实验可以测量溶液对不同波长单色光的吸收程度，溶液对光的吸收程度称为吸光度，常用字母A表示。以波长(A)为横坐标，吸光度(A)为纵坐标作图，可得一条光吸收曲线。其中吸光度最大处之波长称为最大吸收波长，用λmax表示。显然，在最大吸收波长处测量溶液的吸光度，其灵敏度最高。由于物质对光的选择性吸收与物质分子结构有关，因此每种物质具有自己特征的光吸收曲线。 (2)光的吸收定律当单色光通过一吸光物质的稀溶液时，若入射光通量为重。,由于溶液吸收了一部分光，光通量减少至更,则表示该溶液对光的透射程度，称为透射比(T),其值可用小数或百分数表示： 在吸光光度法中还经常以透射比倒数的对数表示溶液对光的吸收程度，即吸光度 当入射光全部透过溶液时，Φ=Φ。,T=1(或100%),A=0;当入射光全部被溶液吸收时，D→0,T→0,A→∞。 实验和理论推导都已证明：一束平行单色光垂直入射通过一定光程的均匀稀溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质浓度及光路长度的乘积成正比。这就是光的吸收定律，也称朗伯-比耳定律，即A=ebc=abp(5-13) 式中c——溶液中吸光物质的物质的量浓度，mol/L; e——摩尔吸光系数，L/(cm·mol); p——溶液中吸光物质的质量浓度，g/L; a——质量吸光系数，L/(cm·g); b——吸光液层的厚度，cm。 摩尔吸光系数或质量吸光系数是吸光物质的特性常数，它与吸光物质的性质、入射光波长及温度有关，e或a值愈大，表示该吸光物质的吸光能力愈强，用于吸光光度分析的灵敏度愈高。 吸光光度法的理论基础是（ ）​ A.物质对光的散射​ B.物质对光的反射​ C.物质对光的选择性吸收​ D.物质对光的折射 【答案】C 【解析】吸光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法，C正确；物质对光的散射、反射、折射不是吸光光度法的基础，A、B、D错误。 1.溶液对光的吸收程度用（ ）表示。​ A.透射比​ B.吸光度​ C.反射率​ D.散射率 【答案】B 【解析】溶液对光的吸收程度称为吸光度，常用字母A表示；透射比表示溶液对光的透射程度，反射率和散射率与光吸收程度无关，B正确，A、C、D错误。 2.在最大吸收波长处测量溶液吸光度的优点是（ ）​ A.灵敏度最高​ B.准确度最高​ C.精密度最高​ D.操作最简便 【答案】A 【解析】在最大吸收波长处测量溶液的吸光度，其灵敏度最高，A正确；准确度、精密度和操作简便性并非在最大吸收波长处测量的主要优点，B、C、D错误。 3.朗伯-比耳定律的表达式为（ ）​ A.A=εbc​ B.A=bc/ε​ C.A=εb/c​ D.A=c/εb 【答案】A 【解析】朗伯-比耳定律表达式为A=εbc（c为物质的量浓度）或A=abρ（ρ为质量浓度），A正确，B、C、D错误。 1.摩尔吸光系数与下列因素有关的是（ ）​ A.溶液浓度​ B.光路长度​ C.吸光物质性质​ D.溶液体积 【答案】C 【解析】摩尔吸光系数或质量吸光系数是吸光物质的特性常数，与吸光物质的性质、入射光波长及温度有关，与溶液浓度、光路长度和溶液体积无关，C正确，A、B、D错误。 2.可见分光光度法适用于测定试样中的（ ）​ A.常量组分​ B.微量组分​ C.痕量组分​ D.所有组分 【答案】B 【解析】可见分光光度法测定物质的浓度下限可达10⁻⁵-10⁻⁶mol/L，适用于试样中微量组分的测定，B正确；常量组分一般不用该方法，痕量组分测定难度较大，也不是其主要适用范围，D说法太绝对，A、C、D错误。 3.不同浓度的同一物质溶液，其光吸收曲线的特点是（ ）​ A.最大吸收波长不同​ B.最大吸收波长相同​ C.吸光度都相同​ D.形状完全不同 【答案】B 【解析】每种物质具有自己特征的光吸收曲线，不同浓度的同一物质溶液，最大吸收波长相同，溶液浓度越大，吸光度越大，B正确，A、C、D错误。 · 可见分光光度法：基于物质对可见-紫外光选择性吸收，用分光光度计测吸光度定量，适用于微量组分（10⁻⁵~10⁻⁶mol/L），多数无机物和有机物可测。 · 光选择性吸收：可见光380~780nm，物质对不同波长光吸收不同，λmax处吸光度最大（如邻二氮杂菲亚铁λmax=510nm），浓度越大吸光度越大。 · 朗伯-比耳定律：A=εbc，ε为摩尔吸光系数（特性常数），ε越大吸光能力越强，分析灵敏度越高。 知识点二仪器与操作 (1)仪器的组成测量溶液对不同波长单色光吸收程度的仪器称为分光光度计。它由光源、单色器、吸收池、接收器和测量系统五个部分组成。 由光源发出的复合光，经棱镜或光栅单色器色散为测量所需的单色光，然后通过盛有吸光溶液的吸收池，透射光照射到接收器上，接收器使透射光转换为电信号，并在仪表上显示吸光度和透射比的数值。新型分光光度计多以数字显示仪表代替指针式仪表，读数精度更高。 为了准确测出试液中待测物质的吸光度，必须扣除吸收池壁、溶剂和所加试剂对光吸收的影响。因此，首先要用一个吸收池盛空白溶液(除待测物质外，其他试剂都加人)作为参比，置于仪器光路中，用调节器将显示仪表读数调到透射比T=100%,即吸光度A=0;然后再将盛待测物质试液的吸收池置于仪器光路中，这样测出的吸光度才能准确反映待测物质对光的吸收。 分光光度计的种类和型号繁多，如国产721型、7210型、7230型、7550型、22PC型等，其中最新出产的22PC型分光光度计联接电脑和打印机，能快捷、准确地得到分析结果。 (2)仪器的操作用分光光度计测量溶液的吸光度，主要操作步骤如下： ①仪表调零在光源被切断的情况下，用调零装置将显示仪表读数调到T%=0. ②空白调百将空白溶液置于光路中，选定单色光波长，接通光源，将显示仪表读数调到T%=100。 ③测量试液将仪器调到吸光度挡，用试液代替空白溶液，这时显示仪表的读数就是试液的吸光度A。 分光光度计中，能将复合光色散为单色光的部件是（ ）​ A.光源​ B.单色器​ C.吸收池​ D.测量系统 【答案】B 【解析】单色器的作用是将光源发出的复合光色散为测量所需的单色光，B正确；光源发出复合光，A错误；吸收池用于盛放吸光溶液，C错误；测量系统用于显示吸光度和透射比数值，D错误。 1.分光光度计中，接收器的作用是（ ）​ A.发出复合光​ B.盛放溶液​ C.将透射光转换为电信号​ D.调节光的波长 【答案】C 【解析】接收器使透射光转换为电信号，并在仪表上显示吸光度和透射比的数值，C正确；光源发出复合光，A错误；吸收池盛放溶液，B错误；单色器调节光的波长，D错误。 2仪表调零时，应在（ ）情况下进行​ A.光源接通​ B.光源被切断​ C.放入待测溶液​ D.放入空白溶液 【答案】B 【解析】仪表调零需在光源被切断的情况下，用调零装置将显示仪表读数调到T%=0，B正确，A、C、D错误。 3空白调百时，将空白溶液置于光路中，应选定（ ）​ A.任意波长​ B.最大吸收波长​ C.最小吸收波长​ D.中间波长 【答案】B 【解析】空白调百时应选定最大吸收波长，在该波长下测量吸光度灵敏度最高，能保证测量准确性，B正确，A、C、D错误。 1.若测量时未进行空白调百，直接测量待测溶液，得到的吸光度结果（ ）​ A.准确​ B.偏高​ C.偏低​ D.无影响 【答案】B 【解析】未进行空白调百，未扣除吸收池壁、溶剂和试剂对光的吸收，会使测量的吸光度偏高，B正确，A、C、D错误。 2.以下关于吸收池的说法，正确的是（ ）​ A.可用于调节光的波长​ B.只能盛放空白溶液​ C.对光有吸收，测量时需扣除其影响​ D.材质不影响测量结果 【答案】C 【解析】吸收池对光有吸收，测量时需用空白溶液扣除其影响，C正确；单色器调节光的波长，A错误；吸收池可盛放空白溶液和待测溶液，B错误；吸收池材质会影响光的透过等，从而影响测量结果，D错误。 3.分光光度计的光源发出的光是（ ）​ A.单色光​ B.复合光​ C.激光​ D.红外光 【答案】B 【解析】由光源发出的是复合光，经单色器色散为单色光，B正确，A、C、D错误。 · 仪器组成：分光光度计由光源、单色器、吸收池、接收器和测量系统组成。 · 测吸光度需用空白溶液校准。 · 操作步骤：先在断电下调零，再用空白溶液调透射比至100%，最后测试液吸光度。 知识点三光度分析的程序和方法 (1)显色有些物质有颜色，能吸收一定波长的可见光，可直接用分光光度计测量其吸光度；而多数物质本身没有颜色，需要加入显色剂利用显色反应生成吸光物质，才能进行光度测定。 能与待测物质生成有色化合物的试剂叫显色剂。一种物质可能与几种显色剂反应，生成各种不同的有色化合物。选择显色反应和显色剂时，应尽量满足灵敏度高，选择性好，生成的有色化合物稳定，显色反应条件易于控制等要求。 (2)选定光度测量条件为使测量有较高的灵敏度和准确度，必须选择适当的仪器测量条件。 ①选定测定波长一般根据显色溶液的光吸收曲线，选择最大吸收波长λmax作为测定波长。 ②选定空白溶液空白溶液又叫参比溶液，用于调节吸光度零点(T=100%)。表中列出几种常用的参比溶液，可根据实际情况进行选择。 ③选定读数范围为了保证测量数据的准确度，一般控制吸光度读数范围为0.2~0.8。通过调整溶液的浓度或选择适当厚度的吸收池，可使吸光度读数落在适宜的范围内。 (3)绘制标准曲线根据光的吸收定律，一束平行单色光垂直入射通过液层厚度(b) 一定的均匀稀溶液时，溶液的吸光度(A)与吸光物质浓度(c)成正比。因此若以吸光度(A)为纵坐标，吸光物质浓度(c)为横坐标作图，应得到一条直线。为了测绘这种直线关系，需要配制一组不同浓度吸光物质的标准溶液，用同样的吸收池分别测量其吸光度，在坐标纸上作图，绘制出一条直线。该直线称为标准曲线。注意：当显色溶液浓度高时，可能出现吸光度A偏小，实测点偏离直线的情况。偏离直线的区域不能用于定量分析。 (4)试样处理和测定称取一定质量的待测试样，经溶解处理后稀释至一定体积，取全部或一部分稀释试液加入显色剂和其他试剂。按照上面绘制标准曲线相同的条件，测定试液的吸光度，并从标准曲线上查出对应的浓度。应当指出，吸光光度法一般是测定试样中某种微量成分，而试样中的其他成分可能对测定有干扰。这种情况下可酌情采用加入掩蔽剂、控制溶液酸度、改变干扰离子的价态等方法排除干扰。 多数本身无色的物质，需加入（ ）利用显色反应生成吸光物质后才能进行光度测定。​ A.指示剂​ B.催化剂​ C.显色剂​ D.缓冲剂 【答案】C 【解析】多数本身无色的物质，需要加入显色剂，通过显色反应生成吸光物质，才能进行光度测定，C正确；指示剂用于指示反应终点，催化剂加快反应速率，缓冲剂维持溶液pH稳定，均不符合题意，A、B、D错误。 1.绘制标准曲线时，以（ ）为纵坐标，（ ）为横坐标作图。​ A.吸光度（A），吸光物质浓度（c）​ B.吸光物质浓度（c），吸光度（A）​ C.透射比（T），吸光物质浓度（c）​ D.吸光物质浓度（c），透射比（T） 【答案】A 【解析】根据光的吸收定律，绘制标准曲线时，以吸光度（A）为纵坐标，吸光物质浓度（c）为横坐标作图，应得到一条直线，A正确，B、C、D错误。 2.用吸光光度法测定试样中微量成分时，绘制标准曲线需要配制（ ）​ A.一组相同浓度吸光物质的标准溶液​ B.一组不同浓度吸光物质的标准溶液​ C.一份高浓度吸光物质的标准溶液​ D.一份低浓度吸光物质的标准溶液 【答案】B 【解析】绘制标准曲线需要配制一组不同浓度吸光物质的标准溶液，测量其吸光度后作图，得到吸光度与浓度的直线关系，B正确，A、C、D错误。 3.某物质本身有颜色，能吸收一定波长的可见光，可（ ）​ A.直接用分光光度计测量其吸光度​ B.加入显色剂后测量​ C.稀释10倍后测量​ D.加热后测量 【答案】A 【解析】有些物质本身有颜色，能吸收一定波长的可见光，可直接用分光光度计测量其吸光度，A正确；不需要加入显色剂、稀释或加热，B、C、D错误。 1.关于标准曲线，下列说法正确的是（ ）​ A.标准曲线一定是曲线​ B.标准曲线是直线，任何浓度范围都能用于定量分析​ C.标准曲线是直线，但高浓度时实测点可能偏离直线，偏离部分不能用于定量分析​ D.标准曲线与吸光物质浓度无关 【答案】C 【解析】根据光的吸收定律，标准曲线理论上是直线，但当显色溶液浓度高时，实测点可能偏离直线，偏离直线的区域不能用于定量分析，C正确，A、B、D错误。 2.绘制标准曲线的依据是（ ）​ A.质量守恒定律​ B.能量守恒定律​ C.朗伯-比耳定律​ D.阿伏伽德罗定律 【答案】C 【解析】绘制标准曲线的依据是朗伯-比耳定律，该定律表明溶液吸光度与吸光物质浓度及光路长度的乘积成正比，在光路长度一定时，吸光度与吸光物质浓度成正比，C正确；质量守恒定律、能量守恒定律、阿伏伽德罗定律与标准曲线绘制无关，A、B、D错误。 3.下列关于吸光光度法中干扰排除的说法，错误的是（ ）​ A.加入掩蔽剂可以与干扰离子结合​ B.控制溶液酸度能改变某些离子的存在形式​ C.改变干扰离子的价态不能排除干扰​ D.多种方法可配合使用排除干扰 【答案】C 【解析】改变干扰离子的价态可以使其性质改变，从而排除对测定的干扰，C说法错误；A选项加入掩蔽剂与干扰离子结合，B选项控制溶液酸度改变离子存在形式，均能排除干扰，多种方法还可配合使用，A、B、D正确。 · 显色：有色物质直接测吸光度，无色物质加显色剂生成吸光物质，选显色剂需灵敏度高、选择性好、产物稳定且反应条件易控。 · 测量条件：选λmax为测定波长，依试样和显色剂颜色选参比溶液，调溶液浓度或吸收池厚度使吸光度在0.2~0.8范围内。 · 标准曲线与测定：配不同浓度标准溶液测吸光度绘直线，试样溶解稀释后加试剂显色，测吸光度从标准曲线查浓度，用掩蔽剂等排除干扰。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$