浙江科技大学：《无机与分析化学》课程教学资源（教案讲义）第十二章 可见光分光光度法

第12章可见光分光光度法CHAP.12VISIBLESPECTROPHOTOMETRY12.1可见光分光光度法的基本原理FUN△AMENTALOFVISIBLESPECTROPHOTOMETRY12.1.1物质对光的选择性吸收1.光的基本性质：光是一种电磁波，人眼所能感觉到的光称为可见光可见光在电磁波谱中大约处于400-750mm.单色光：单波长的光（由具有相同能量的光子组成），复合光：由各种单色光组成的光.例如白光（太阳光）电磁波谱：2.物质的颜色与颜色的互补关系：(1)物质的颜色：当光束照射在物质上时，光与物质会发生相互作用溶液的颜色是溶液中物质对光选择性吸收引起的，由透过光波长所决定.例如Cu2+溶液以及Fe3+溶液(2)颜色的互补关系：光与物质的作用：互补色光：按一定的强度比例能组成白光的两种色光选择性吸收：同一物质对不同波长光表现出不同吸收能力的性质3.选择性吸收的本质：吸收的实质：价电子的能级跃迁产生吸收的条件：△E=E2-E1=hn.选择性吸收的本质：不同的物质微粒因结构不同而具有不同的量子化能级，能量差也不同，4.选择性吸收的表征：测量有色溶液对每一1光的吸收程度（即吸光度A），作A1曲线，即为吸收光谱（或吸收曲线）最大吸收波长Imax：吸收曲线中吸光度最大处对应的波长吸收光谱（或吸收曲线）描述了物质对不同波长光的吸收能力.因此，可见光吸收光谱的产生是价电子能级跃迁的结果，5.吸收曲线的作用：定量分析的依据：同一物质，ct，At，尤其Imax处选择测量波长的依据：Imax处A随c变化的幅度最大，测定最灵敏定性和结构分析的依据：不同物质的吸收曲线形状和Imax一般也不同.1.Lambert-Beer定律：Io=Ia+It溶液对光吸收程度：A =lg(Io/It) = lg(1/T) =Kbc式中：T称为透光率，T=It/IoA即吸光度（以前称E：消光度，或△：光密度）：b为液层厚度，通常以cm为单位；K是与吸光物质性质、1、溶剂以及温度等有关的常数1

第 12 章 可见光分光光度法 CHAP.12 VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY 12.1 可见光分光光度法的基本原理 FUNΔAMENTAL OF VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY 12.1.1 物质对光的选择性吸收 1.光的基本性质:光是一种电磁波,人眼所能感觉到的光称为可见光. 可见光在电磁波谱中大约处于 400-750nm.单色光: 单波长的光(由具有相同能量的光子组成). 复合光:由各种单色光组成的光.例如白光(太阳光) 电磁波谱: 2.物质的颜色与颜色的互补关系: (1)物质的颜色: 当光束照射在物质上时,光与物质会发生相互作用. 溶液的颜色是溶液中物质对光选择性吸收引起的,由透过光波长所决定.例如 Cu2+溶液以及 Fe3+溶液. (2)颜色的互补关系: 光与物质的作用: 互补色光:按一定的强度比例能组成白光的两种色光. 选择性吸收:同一物质对不同波长光表现出不同吸收能力的性质. 3.选择性吸收的本质: 吸收的实质: 价电子的能级跃迁. 产生吸收的条件: ΔE = E2 - E1 = hn. 选择性吸收的本质:不同的物质微粒因结构不同而具有不同的量子化能级,能量差也不同. 4.选择性吸收的表征: 测量有色溶液对每一 l 光的吸收程度(即吸光度 A),作 A~l 曲线,即为吸收光谱(或吸收曲线). 最大吸收波长 lmax: 吸收曲线中吸光度最大处对应的波长. 吸收光谱(或吸收曲线)描述了物质对不同波长光的吸收能力. 因此,可见光吸收光谱的产生是价电子能级跃迁的结果. 5.吸收曲线的作用: 定量分析的依据: 同一物质, c↑,A↑,尤其 lmax 处. 选择测量波长的依据: lmax 处 A 随 c 变化的幅度最大,测定最灵敏. 定性和结构分析的依据: 不同物质的吸收曲线形状和 lmax 一般也不同. 1.Lambert-Beer 定律: Io= Ia+ It 溶液对光吸收程度: A = lg(Io/It) = lg(1/T) = Kbc 式中: T 称为透光率, T = It / Io; A 即吸光度(以前称 E:消光度, 或 Δ:光密度) ; b 为液层厚度,通常以 cm 为单位; K 是与吸光物质性质、l、溶剂以及温度等有关的常数 1

2.吸光系数与摩尔吸光系数：当c取g·L-1,b取cm时，K以a表示，称为吸光系数，单位为L·g-1.cm-1；当c取mol·L-l，b取cm时，K以e表示，称为摩尔吸光系数，单位为L·mo1-1·cm-1.a=e/M(摩尔质量)e在数值上等于浓度为1mol·L-1的吸光组分在光程为1cm时的吸光度表观摩尔吸光系数：实验测定，以吸光物质总浓度为基础求得的e例题：每升含铁3.00mg的标准溶液，处理后以邻菲罗啉显色，以2.0cm的比色皿在510nm波长下测得吸光度为1.20.求其摩尔吸光系数解：已知：MFe=55.85；c(Fe3+)=3.0010-3/55.85=5.3710-5mol·L-1e = A/bc = 1.20/(2.05.37*10-5) = 1.1*10-4 L ·mol-1 .cm-13.摩尔吸光系数的意义：定性与结构分析的参数；同一吸光组分，不同1或不同溶剂中，e不同：不同吸光组分，一定1和确定的溶剂中，e也不相同估量定量方法的灵敏度Imax处的摩尔吸光系数常以emax表示emax表明吸光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e>105:超高灵敏度；e=(6~10)×104：高灵敏度；e=104~5×104:中等灵敏度：e<2×104:低灵敏度.4.Lambert-Beer定律的意义当一束平行的单色光通过均匀的、非散射的吸光溶液时，溶液对光的吸收程度与吸光组分的浓度以及液程厚度的乘积成正比。即：A=ebcLambert-Beer定律不仅适用于有色溶液，也适用于其它均匀的、非散射性的吸光物质（固、液、气）对于多组分系统，若物质间无相互作用，则：T100A总 =Ai +A2+.....= eibci +e2bc2 +....900.8吸光度具有加和性.0.660据：A=lg（1/T)=ebc,若b固定，A=Kc40JA~c曲线称为标准曲线或工作曲线，2012.1.3偏离朗伯比耳定律的主要因素A、T、C三者的关系偏离朗伯-比耳定律：实际工作中，特别是在浓度较高时，A与c之间不成线性的现象造成偏离的主要原因在于实际情况不能满足定律的基本假设（入射光为单色光：粒子独立，无相互作用）1.非单色光：由于实际所用单色光不纯导致随浓度增大吸光度不成线性增加假设由波长为入1和入2的两种单色光组成的入射光通过浓度为c的溶液，入射强度分别为Io1、Io2，透射强度分别为It1、It2.则：2

2.吸光系数与摩尔吸光系数: 当 c 取 g·L-1,b 取 cm 时,K 以 a 表示,称为吸光系数,单位为 L·g-1·cm-1; 当 c 取 mol·L-1, b 取 cm 时,K 以 e 表示,称为摩尔吸光系数,单位为 L·mol-1·cm-1. a = e /M(摩尔质量) e 在数值上等于浓度为 1mol·L-1 的吸光组分在光程为 1cm 时的吸光度. 表观摩尔吸光系数: 实验测定,以吸光物质总浓度为基础求得的 e 例题:每升含铁 3.00mg 的标准溶液,处理后以邻菲罗啉显色,以 2.0cm 的比色皿在 510 nm 波长下测得吸光 度为 1.20.求其摩尔吸光系数. 解: 已知:MFe = 55.85; c(Fe3+) = 3.00 ´ 10-3 /55.85 = 5.37 ´ 10-5 mol·L-1 e = A/bc = 1.20/(2.0 ´ 5.37 ´ 10-5) = 1.1 ´ 10-4 L·mol-1·cm-1. 3.摩尔吸光系数的意义: 定性与结构分析的参数; 同一吸光组分,不同 l 或不同溶剂中, e 不同; 不同吸光组分,一定 l 和确定的溶剂中,e 也 不相同. 估量定量方法的灵敏度. lmax 处的摩尔吸光系数常以 e max 表示. e max 表明吸光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. e > 105:超高灵敏度; e = (6 ~ 10)×104:高灵敏度; e = 104 ~ 5×104:中等灵敏度; e < 2×104:低灵敏度. 4.Lambert-Beer 定律的意义: 当一束平行的单色光通过均匀的、非散射的吸光溶液时,溶液对光的吸收程度与吸光组分的浓度以及液程 厚度的乘积成正比. 即: A = e bc Lambert-Beer 定律不仅适用于有色溶液,也适用于其它均匀的、非散射性的吸光物质(固、液、气). 对于多组分系统,若物质间无相互作用,则: A 总 = A1 + A2 + . = e1bc1 + e2bc2 + . 吸光度具有加和性. 据: A=lg(1/T)= e bc,若 b 固定, A = K’c A~c 曲线称为标准曲线或工作曲线. 12.1.3 偏离朗伯比耳定律的主要因素 偏离朗伯-比耳定律: 实际工作中,特别是在浓度较高时, A 与 c 之间不成线性的现象. 造成偏离的主要原因在于实际情况不能满足定律的基本假设(入射光为单色光;粒子独立,无相互作用). 1.非单色光: 由于实际所用单色光不纯导致随浓度增大吸光度不成线性增加 假设由波长为λ1 和λ2 的两种单色光组成的入射光通过浓度为 c 的溶液,入射强度分别为 Io1、Io2,透射 强度分别为 It1、It2.则: 2

A总=lg(Io1+Io2)/(It1+It2)根据A=1g(I/It）=lg(1/T)=ebc,可得：I。=It10e bc= A1i +lg[It1 + It210(e 2- e1 )bc] - lg[It1 + It2]显然，只要e2=e1，则A总=A1=eibc;若e2>e1,则A总>A1,导致正偏离：若e210一2mo1·L-1时，吸光质点间就可能发生缔合、离解等相互作用，直接影响了对光的吸收所以，Lambert-Beer定律只适用于稀溶液12.2可见光分光光度法VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY12.2.1比色法与可见光分光光度法1.（目视）比色法：比色法按测定原理分：目视比色法：光电比色法目视比色法采用标准系列法，通过人眼比较溶液颜色深浅进行测定。(1)方法原理：通过比较透过光强度进行测定，若It标=Io10-ebc标=It试=Io10-ebc试则c标=c试目视比色法：(2)特点：快速、简便；可在复合光下测定：准确度较差，相对误差约5~10%(3)适用范围：常用于中小型工厂的中控分析以及限量分析（杂质含量是否超过出厂指标），2.可见光分光光度法：(1)方法原理：比较有色溶液对一定波长单色光的吸收程度.(2)仪器：基本组成：光源系统：主要作用：辐射出具有足够强度而且稳定的连续光谱。主要元件：白炽灯一般采用钨灯或钨卤素灯钨灯辐射的波长范围320~2500nm，但强度及稳定性不如钨卤素灯.3

A 总=lg(Io1+ Io2)/(It1 + It2) 根据 A= lg(Io/It) = lg(1/T) = e bc,可得: Io=It10e bc= A1 + lg[It1 + It210(e 2- e1 )bc] - lg[It1 + It2] 显然,只要 e 2 = e1, 则 A 总 = A1 = e1bc; 若 e 2 > e1,则 A 总 > A1,导致正偏离; 若 e 2 10－2 mol·L-1 时,吸光质点间就可能发生缔合、离解等相互作用,直接影响了 对光的吸收. 所以,Lambert-Beer 定律只适用于稀溶液. 12.2 可见光分光光度法 VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY 12.2.1 比色法与可见光分光光度法 1.(目视)比色法: 比色法按测定原理分: 目视比色法; 光电比色法. 目视比色法采用标准系列法,通过人眼比较溶液颜色深浅进行测定. (1)方法原理: 通过比较透过光强度进行测定. 若 It 标 = I010-ebc 标 = It 试 = I010-ebc 试 则 c 标 = c 试. 目视比色法: (2)特点: 快速、简便; 可在复合光下测定;准确度较差,相对误差约 5~10%. (3)适用范围: 常用于中小型工厂的中控分析以及限量分析(杂质含量是否超过出厂指标). 2.可见光分光光度法: (1)方法原理: 比较有色溶液对一定波长单色光的吸收程度. (2)仪器: 基本组成: 光源系统: 主要作用: 辐射出具有足够强度而且稳定的连续光谱。 主要元件: 白炽灯.一般采用钨灯或钨卤素灯. 钨灯辐射的波长范围 320~2500nm,但强度及稳定性不如钨卤素灯. 3

分光系统（或单色器）分光系统是仪器整个光路系统的一部分，主要作用：将连续光谱分解为测定所需的单色光主要元件：色散元件一般采用棱镜或光栅使用时应注意出射狭缝调节的操作规程，以防损坏吸收系统：主要作用：盛放吸光溶液，固定吸收光程主要部件：吸收池（或比色皿）.比色血使用时应注意保持光洁，特别是两个受光面检测显示系统主要作用：将通过吸光溶液的光信号转变为电信号，再以适当的方式显示或记录主要元件：光电转换元件，一般为光电管或光电倍增管，小型仪器为光电管光电管是由一个阳极和一个光敏阴极组成的真空二极管光敏阴极受足够能量光子照射时会发射电子，在电场作用下形成光电流.光电流的大小取决于光强度光电疲劳效应：光强不变，但产生的光电流逐渐下降的现象产生的主要原因：光敏元件长时间受光照射或受强光照射使用数码管或记录仪的仪器还应注意不能在仪器处于A测量状态下长时间开着暗室盖12.2.2显色反应及其影响因素显色反应：显色剂M(待测组分）→MR（有色化合物）显色：将待测组分转变为有色物质的过程，显色剂：使待测组分形成有色化合物的试剂1.显色反应分类：氧化还原反应：Ag+2Mn2++ 5S20g2-+ H20 → 2Mn04- + 10S042-+ 16H配位反应：多数显色反应以配位反应为主2.显色反应的选择：(1)灵敏度与选择性：含量低、干扰少时一般选择高灵敏度(emax>6X104）的显色反应：含量较高、选择性较差，且难以消除时选择中、低灵敏度(emax<5×104）的显色反应.显色反应的选择性：一定条件下显色反应的专一性(2)显色剂的吸收以及有色物质的稳定性：在测定波长处尽量无吸收，或对比度尽可能大对比度A1=V/lmaxMR ImaxR%≥60nmMR应足够稳定3.显色反应条件的选择：酸度：4

分光系统(或单色器) 分光系统是仪器整个光路系统的一部分. 主要作用: 将连续光谱分解为测定所需的单色光 主要元件: 色散元件.一般采用棱镜或光栅. 使用时应注意出射狭缝调节的操作规程,以防损坏. 吸收系统: 主要作用: 盛放吸光溶液,固定吸收光程. 主要部件: 吸收池(或比色皿). 比色皿使用时应注意保持光洁,特别是两个受光面. 检测显示系统 主要作用: 将通过吸光溶液的光信号转变为电信号,再以适当的方式显示或记录. 主要元件: 光电转换元件.一般为光电管或光电倍增管,小型仪器为光电管. 光电管是由一个阳极和一个光敏阴极组成的真空二极管. 光敏阴极受足够能量光子照射时会发射电子,在电场作用下形成光电流.光电流的大小取决于光强度. 光电疲劳效应:光强不变,但产生的光电流逐渐下降的现象. 产生的主要原因: 光敏元件长时间受光照射或受强光照射 使用数码管或记录仪的仪器还应注意不能在仪器处于 A 测量状态下长时间开着暗室盖. 12.2.2 显色反应及其影响因素 显色反应: 显色剂 M(待测组分) → MR(有色化合物) 显色: 将待测组分转变为有色物质的过程. 显色剂: 使待测组分形成有色化合物的试剂. 1.显色反应分类: 氧化还原反应: Ag+ 2Mn2+ + 5S2O8 2- + H2O → 2MnO4 - + 10SO4 2- + 16H+ 配位反应: 多数显色反应以配位反应为主. 2.显色反应的选择: (1)灵敏度与选择性:含量低、干扰少时一般选择高灵敏度(e max > 6×104) 的显色反应; 含量较高、选择性较差,且难以消除时选择中、低灵敏度(e max < 5×104 )的显色反应. 显色反应的选择性: 一定条件下显色反应的专一性. (2)显色剂的吸收以及有色物质的稳定性: 在测定波长处尽量无吸收,或对比度尽可能大 对比度 Δl = ½lmax MR- lmax R½≥ 60nm MR 应足够稳定. 3.显色反应条件的选择: 酸度; 4

显色剂用量；显色温度、显色时间、溶剂：干扰的消除.4.显色剂：无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种酸度对显色反应的影响：显色剂有效浓度以及颜色；待测离子的存在形式：配合物组成如Fe3+与磺基水杨酸(SSal)的显色反应：pH颜色配合物Fe (SSal)+紫红1.8~2.54~8Fe (SSal)2-棕褐黄8~11.5Fe (SSal) 33-显色剂用量的影响有多种情况：例如：Fe3+与SCN-的显色反应会随SCN-浓度的变化形成配位数为1~6的配合物，颜色也会随之改变，有机显色剂：种类繁多.如偶氮类显色剂AsO:HA5,H2ONNOOIN-NON=NO-0HOSSOHOH属氨胖114F三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等发色团（广义）（或生色团)：在分子中当形成共轭体系时能使物质产生颜色的不饱和基团如-N=N-、C=0、C=S、-N=0等助色团：具有孤对电子，当与生色团相连时会使物质颜色加深的基团如-NH2、-OH、-SH、-C1等1.测量波长选择：一般是以“最大吸收原则”选择测量波长.即选择Imax为入射光波长.若Imax处有共存组分干扰，或吸收峰太尖锐等，则采取“吸收最大，于扰最小”的原则选择测量波长2.参比溶液的选择：(1)参比溶液的作用：抵消有色溶液中非待测组分的吸收、散射等，除此之外，还能抵消比色血对入射光的吸收、反射，（2）选择原则：使测得的吸光度真正反映待测溶液吸光强度（3）选择：着试液、显色剂等在测定波长处均无吸收，用纯溶剂（水）作参比溶液若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用“试剂空白”（不加试样溶液）作参比溶液：若试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收则用“试样空白”（不加显色剂）作参比溶液：若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液如用铬天菁S(CAS)测定钢中的铝，试液中Ni2+、Co2+有色，CAS也有色5

显色剂用量; 显色温度、显色时间、溶剂; 干扰的消除. 4.显色剂: 无机显色剂:硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种. 酸度对显色反应的影响: 显色剂有效浓度以及颜色; 待测离子的存在形式; 配合物组成. 如 Fe3+与磺基水杨酸(SSal)的显色反应: pH 配合物 颜色 1.8~2.5 Fe(SSal)+ 紫红 4~8 Fe(SSal)2 - 棕褐 8~11.5 Fe(SSal)3 3- 黄 显色剂用量的影响有多种情况: 例如:Fe3+与 SCN-的显色反应会随 SCN- 浓度的变化形成配位数为 1~6 的配合物,颜色也会随之改变. 有机显色剂:种类繁多.如偶氮类显色剂: 三苯甲烷类:铬天青 S、二甲酚橙等. 发色团(广义)(或生色团): 在分子中当形成共轭体系时能使物质产生颜色的不饱和基团. 如 -N=N- 、 C=O、 C=S、-N=O 等 助色团:具有孤对电子,当与生色团相连时会使物质颜色加深的基团. 如- NH2、-OH、-SH、-Cl 等 1.测量波长选择: 一般是以“最大吸收原则”选择测量波长.即选择 lmax 为入射光波长. 若 lmax 处有共存组分干扰,或吸收峰太尖锐等, 则 采取“吸收最大,干扰最小”的原则选择测量波长. 2.参比溶液的选择: (1)参比溶液的作用: 抵消有色溶液中非待测组分的吸收、散射等. 除此之外,还能抵消比色皿对入射光的吸收、反射. (2)选择原则:使测得的吸光度真正反映待测溶液吸光强度. (3)选择:若试液、显色剂等在测定波长处均无吸收,用纯溶剂(水)作参比溶液 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收,而试液本身无吸收,用“试剂空白” (不加试样溶液)作 参比溶液; 若试液在测定波长处有吸收,而显色剂等无吸收,则用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液; 若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收,则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显 色剂,作为参比溶液 如用铬天菁 S(CAS)测定钢中的铝,试液中 Ni2+、Co2+有色,CAS 也有色. 5

取一份试液，加NHF，再加入所需CAS以及其它试剂配成参比溶液3.吸光度测量范围：式中：△c/c为浓度测量值的相对误差：△T为透光度测量的绝对误差一般分光光度计的△T约为土0.2%~±2%.假定△T为1%，可得到浓度测量的相对误差△c/c与其透光度T的关系曲线。用该仪器测定时应尽量使溶液透光度值控制在T=2065%（吸光度A=0.70～0.20).根据以上关系还可求得当T=36.8%或A=0.434时浓度测量的相对误差最小，控制吸光度测量误差较小的措施：稀释或增大浓度；改变比色皿厚度；选择合适的测量波长12.3可见光分光光度法的应用APPLICATIONOEVISIBLESPECTROPHOTOMETRY12.3.1含量的测定1.单组分的测定：(1)标准曲线法：固定b时：A=Kc(2)回归法：由实验数据求回归方程，将未知溶液的吸光度代入求得未知液的含量(3)示差法：适用于待测组分含量较高示差法与一般方法的主要不同点在于参比溶液，其次需要较大的入射光强度示差法以浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液为参比.设待测溶液浓度为cx标准溶液浓度为cs(cs<cx)，则：Ax=eb cxAs=ebcsAA=Ax-As=eb(cx-Cs)=ebAcAA△c同样呈线性关系示差法之所以能用于高含量组分测定，原因在于透光度标尺相当于被扩展普通法：Cs的T=10%；Cx的T=5%示差法：Cs做参比，调T=100%则Cx的T=50%；标尺扩展10倍2.多组分的同时测定：若各组分的吸收曲线互不重叠，则可以在各自最大吸收波长处分别进行测定若各组分的吸收曲线互有重叠，可据吸光度加和性原理进行测定，常用方法为若各组分的吸收曲线互有重叠，可据吸光度加和性原理进行测定解联立方程法Ali= Aa, li + Ab,l1 =e alibca+ e blibcbA12=Aa,12+Ab,12=eal2bca+ebl2bcb求解联立方程组就能得出各组分的含量.12.3.2化学平衡的研究1.酸碱离解常数的测定：6

取一份试液,加 NH4F,再加入所需 CAS 以及其它试剂配成参比溶液. 3.吸光度测量范围: 式中:Δc/c 为浓度测量值的相对误差; ΔT 为透光度测量的绝对误差 一般分光光度计的ΔT 约为±0.2%~±2%.假定ΔT 为 1%,可得到浓度测量的相对误差Δc/c 与其透光度 T 的 关系曲线。 用该仪器测定时应尽量使溶液透光度值控制在 T = 20～65％(吸光度 A = 0.70～0.20). 根据以上关系还可求得当 T＝36.8%或 A＝0.434 时浓度测量的相对误差最小. 控制吸光度测量误差较小的措施: 稀释或增大浓度; 改变比色皿厚度; 选择合适的测量波长. 12.3 可见光分光光度法的应用 APPLICATION OF VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY 12.3.1 含量的测定 1.单组分的测定: (1)标准曲线法:固定 b 时: A = K’c (2)回归法:由实验数据求回归方程,将未知溶液的吸光度代入求得未知液的含量. (3)示差法: 适用于待测组分含量较高. 示差法与一般方法的主要不同点在于参比溶液,其次需要较大的入射光强度. 示差法以浓度稍低于待测溶液浓度的标准溶液为参比. 设待测溶液浓度为 cx,标准溶液浓度为 cs(cs < cx), 则: Ax =εb cx As =εb cs ΔA＝ Ax－ As =εb(cx－ cs ) =εbΔc ΔA~Δc 同样呈线性关系. 示差法之所以能用于高含量组分测定,原因在于透光度标尺相当于被扩展. 普通法: cs的 T = 10%; cx的 T = 5%. 示差法: cs 做参比,调 T = 100% 则 cx 的 T = 50%; 标尺扩展 10 倍 2.多组分的同时测定: 若各组分的吸收曲线互不重叠,则可以在各自最大吸收波长处分别进行测定. 若各组分的吸收曲线互有重叠,可据吸光度加和性原理进行测定. 常用方法为若各组分的吸收曲线互有重叠,可据吸光度加和性原理进行测定. 解联立方程法. Al1= Aa,l1 + Ab,l1 =εal1bca＋εbl1bcb Al2= Aa,l2 + Ab,l2 =εal2bca＋εbl2bcb 求解联立方程组就能得出各组分的含量. 12.3.2 化学平衡的研究 1.酸碱离解常数的测定: 6

测定原理是据酸碱平衡以及吸光度加和性，假定有一种浓度为c的一元弱酸HL；HL与L具有不同的颜色：在水中离解达平衡时：据加和性原理：A=AHL+AL当b=1cm时A=HL[HL]+L[L-],-式其中:[HL] =4HL c;[L-] =4L c.EH可在高酸度条件下测得：A=AHL=EHLc.HL=AHL/c，式.同理，在低酸度，同一波长下所测得的吸光度也可以认为是AL，即：AL=eLc.EL=AL/c,式将所得关系代入一式中，整理后得：例题：某一元弱酸HL与其共轭碱L具不同的颜色.现使用1cm比色皿，在波长为650nm处测定.pH=0.0时，吸光度为0.00：pH=7.0时，吸光度为0.588：pH=11.0时，吸光度为0.840.求此一元弱酸的解离常数解：2.配合物组成及稳定常数的测定：(1)摩尔法测定配合物的组成：基本原理：配位未达到完全时，A随cL，或cL/M的改变而改变先配制标准系列，一般固定cM,改变cL，并测出每一溶液的A,作AcL/cM曲线.C/cMn，CL增大，A几乎不变摩尔法适用范围：离解度小，尤其适用于配位比高的配合物(2)摩尔法测定稳定常数：对于配合物ML：由MBE,CM=[M] +[ML],式;CL=[L]+[ML],式若M和L在测量波长处均无吸收，那么在ML最大吸收波长处进行测定：当b=1cm时：A=eML[ML]eML可以从cL/cM比值较高时恒定的Ao求得，这时CM=[ML].AO=eML[ML]=MLCML=AO/cM代入上式中可得：A=（Ao/cM)[ML]，式.由以上关系式就能求得稳定常数7

测定原理是据酸碱平衡以及吸光度加和性. 假定有一种浓度为 c 的一元弱酸 HL;HL 与 L 具有不同的颜色;在水中离解达平衡时: 据加和性原理: A = AHL+ AL 当 b = 1cm 时:A =εHL[HL]＋εL[L-],¬式 其中:[HL] = ΔHL c; [L-] = ΔL c. εHL 可在高酸度条件下测得: A = AHL =εHL c∴εHL= AHL / c,¯式. 同理,在低酸度,同一波长下所测得的吸光度也可以认为是 AL,即: AL =εL c ∴εL= AL / c,°式. 将所得关系代入¬式中,整理后得: 例题:某一元弱酸 HL 与其共轭碱 L 具不同的颜色.现使用 1cm 比色皿,在波长为 650nm 处测定.pH=0.0 时, 吸光度为 0.00; pH=7.0 时,吸光度为 0.588; pH=11.0 时,吸光度为 0.840.求此一元弱酸的解离常数. 解: 2.配合物组成及稳定常数的测定: (1)摩尔法测定配合物的组成:基本原理:配位未达到完全时, A 随 cL,或 cL/cM 的改变而改变. 先配制标准系列,一般固定 cM,改变 cL,并测出每一溶液的 A,作 A ~ cL/cM 曲线. cL/cM n, cL 增大, A 几乎不变. 摩尔法适用范围:离解度小,尤其适用于配位比高的配合物. (2)摩尔法测定稳定常数:对于配合物 ML: 由 MBE, cM = [M] + [ML], 式; cL= [L] + [ML], 式. 若 M 和 L 在测量波长处均无吸收,那么在 ML 最大吸收波长处进行测定： 当 b = 1cm 时: A =εML[ML] εML 可以从 cL/cM 比值较高时恒定的 A0 求得, 这时 cM =[ML]. A0 =εML[ML] = εML cM∴ εML = A0/ cM. 代入上式中可得: A = (A0/cM)[ML],式.由以上关系式就能求得稳定常数 7