《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第十单元 吸光光度法

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第十章 吸光光度法 一、概述 二、可见吸收光谱 三、光的吸收定律 第一节 基本原理

一、概述基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化学分析法。分为：光谱分析法和非光谱分析法。光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来进行分析的方法。吸收光谱分析发射光谱分析分子光谱分析原子光谱分析下页返贝回

一、概述 基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化 学分析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过测 量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来进行 分析的方法。 吸收光谱分析 发射光谱分析 分子光谱分析 原子光谱分析

概述：在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法，主要有：红外吸收光谱：分子振动光谱，吸收光波长范围2.5~1000um，主要用于有机化合物结构鉴定。紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200~400nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析可见吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围400~750nm，主要用于有色物质的定量分析。本章主要讲授可见吸光光度法。返下页页回

概述: 在光谱分析中，依据物质对光的选择性吸收而建立起来 的分析方法称为吸光光度法,主要有: 红外 吸收 光谱： 分子 振动光 谱， 吸收光 波长范 围 2.51000 m ,主要用于有机化合物结构鉴定。 紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范 围 200400 nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。 可 见吸 收光 谱：电 子跃 迁光 谱，吸 收光 波长范 围 400750 nm ，主要用于有色物质的定量分析。 本章主要讲授可见吸光光度法

可见吸收光谱：光的基本性质4光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用波长a、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述：V=c： 波数=1/α=vlc光是由光子流组成，光子的能量：E=hV=hc/2(Planck常数：h=6.626 × 10-34 JX S)光的波长越短（频率越高），其能量越大。白光（太阳光）：由各种单色光组成的复合光单色光：单波长的光（由具有相同能量的光子组成）可见光区：400-750nm紫外光区：近紫外区200-400nm远紫外区10-200nm（真空紫外区）下返页页回

二、可见吸收光谱 1．光的基本性质  光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用 波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述：   = c ； 波数 = 1/  =  /c 光是由光子流组成，光子的能量： E = h  = h c /  （Planck常数：h=6.626 × 10 -34 J × S )  光的波长越短（频率越高），其能量越大。  白光(太阳光)：由各种单色光组成的复合光  单色光：单波长的光(由具有相同能量的光子组成)  可见光区：400-750 nm  紫外光区：近紫外区200 - 400 nm 远紫外区10 - 200 nm （真空紫外区）

2.4物质对光的选择性吸收及吸收曲线M+热*MM+hyM+荧光或磷光基态激发态545NrO4EiE2(△E)ACr20440AE=E - E=h v量子化；选择性吸收；400420440460480500520540560580600分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同：测吸光用不同波长的单色光照射，度一吸收曲线与最大吸收波长^max光的互补：蓝<>黄下页返顶回

2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线 M + 热 M + 荧光或磷光 E = E2 - E1 = h  量子化 ；选择性吸收; 分子结构的复杂性使其对不同波 长光的吸收程度不同； 用不同波长的单色光照射，测吸光 度— 吸收曲线与最大吸收波长 max； M + h  ➔ M * 光的互补：蓝➢ 黄 基态 激发态 E1 （△E） E2

表物质颜色和吸收颜色的关系吸收光物质颜色颜色波长范围Λ/nm紫蓝400~450黄绿450~480黄橙480~490绿蓝490~500蓝红绿500~560绿紫红560~580紫蓝黄绿580~600黄600~650橙蓝绿650~750蓝绿红

表 物质颜色和吸收颜色的关系 物质颜色 吸 收 光 颜 色 波长范围λ/nm 黄 绿 黄 橙 红 紫 红 紫 蓝 绿 蓝 蓝 绿 紫 蓝 绿 蓝 蓝 绿 绿 黄 绿 黄 橙 红 400~450 450~480 480~490 490~500 500~560 560~580 580~600 600~650 650~750

三、光的吸收定律1.朗伯一比耳定律布格（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。Aαb1852年比耳（Beer）文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。AαC返页下页回

三、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

朗伯一比耳定律数学表达式A=lg (I/l)=cb c式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度：液层厚度(光程长度），通常以cm为单位：b:溶液的摩尔浓度，单位molL一1：P摩尔吸光系数，单位L·mol-1cm-1；F:或：A=lg (I/l)=ab c溶液的浓度，单位g·L-1C:：吸光系数，单位L·g-1.cm-1a:a与的关系为：（M为摩尔质量）a =/M下返页页回文

朗伯—比耳定律数学表达式 A＝lg（I0 /It )= εb c 式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol·L－１； ε：摩尔吸光系数，单位L·mol－１·cm－１； 或: A＝lg（I0 /It )= a b c c：溶液的浓度，单位g·L－１ a：吸光系数，单位L·g－１·cm－１ a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）

透光度（透光率）1AT%1.0100800.8透过度T：描述入射光透过溶液的程度：A0.660T= I, / Io0.4400.220吸光度A与透光度T的关系：CA = -lg TA、T、C三者的关系朗伯一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：吸光系数a(L·g-1cm-1）相当于浓度为1g/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度，返下页回

透光度(透光率)T 透过度T : 描述入射光透过溶液的程度: T = It / 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，与待测物浓度无关：（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值是不同的。在最大吸收波长入max处的摩尔吸光系数，常以&max表示。8max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。返页页回

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，与待测 物浓度无关；  （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