吸光光度法Word下载.docx
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定量分析的依据。
对于多组分体系,若吸光物质间无相互作用,则:
A总=A1+A2+…An
即吸光度具有加和性
。
三、偏离朗白-比耳定律的原因:
工作曲线:
配制一系列标准溶液,测其A。
同样方法配制试液,同样条件测Ax求出Cx。
1.非单色元:
目前仪器提供的入射光是较窄的光带——复合光
2.化学因素引起的偏离
A=Kbc 要求λ为单色光
同时假设粒子是独立的,彼此无作用,即稀溶液。
所以,高浓度时(C>
0.01mol/L),由于粒子间相互影响,使其吸光能力发生改变,因此,该定律只适用于稀溶液。
(1)平衡效应:
有些有色物质在溶液中发生缔合、离解,同溶剂反应,产生互变异构体,光化分解等平衡效应改变了吸收曲线的形状λmax,吸收强度等发生了变化,从而导致偏离。
当用水稀释时平衡向右移动,就会使
工作曲线弯曲。
(2)酸效应:
溶剂效应,也会使工作曲线弯曲。
例:
碘在CCL4呈紫色
在乙醇中呈棕色。
3.另外:
介质的不均匀性引起的偏离:
如:
胶体乳(悬)浊液等,光通过体系时,一部分光因散射而损失,使透光率减小,吸光度增大,导致弯曲。
第二节 目视比色法和光度计的基本部件
一、目视比色法:
用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法,称为目视比色法。
常用的目视比色法是标准系列法。
这种方法就是使用一套由同种材料制成的,大小形状相同的平底玻璃管(称为比色管),于管中分别加入一系列不同量的标准溶液和待测液,在实验条件相同的情况下,再加入等量的显色剂和其他试剂,稀释至一定刻度(比色管容量有10,25,50,100等几种),然后从管口垂直向下观察,比较待测液与标准溶液颜色的深浅。
若待测液与某一标准溶液颜色深度一致,则说明两者浓度相等,若待测液颜色介于两标准溶液之间,则取其算术平均值作为待测液浓度。
目视比色法的主要缺点是准确度不高,如果待测液中存在第二种有色物质,甚至会无法进行测定。
另外,由于许多有色溶液颜色不稳定,标准系列不能久存,经常需在测定时配制,比较麻烦。
虽然可采用其某些稳定的有色物质(如重铬酸钾、硫酸铜和硫酸钴等)配制永久性标准系列,或利用有色塑料、有色玻璃制成永久色阶,但由于它们的颜色与试液的颜色往往有差异,也需要进行校正。
尽管目视比色法存在上述缺点,但因其设备简单,操作简便,比色管内液层厚使观察颜色的灵敏度较高,且不要求有色溶液严格服从比耳定律,因而它广泛应用于准确度要求不高的常规分析中。
主要缺点:
准确度低
多组分无法测定
优点:
设备简单,操作方便。
二、光度法与目视法比较其优点:
1.准确度高
2.选择性好
3.速度快,能用于多组分析。
三、光度计部件:
1.光源:
产生复合光,常用6~12V的钨丝灯。
600~1000nm
钨丝灯发出的复合光波长覆盖整个可见光区。
可见光400~750nm,为了防止电源电压微小变化引起的灯光强度变化,因此,必须有稳压装置。
3.吸收池:
-比色皿,盛放待测溶液,有:
光学玻璃 石英玻璃0.5、1、2、3cm
可见区 用于紫外区
4.检测系统:
①光电转换装置,把光信号转化为电信号。
A:
硒光电池P309 使用时注意“疲劳”。
B:
光电管或光电倍增管P310。
②检流计:
测量光电流,并将其转化为A、
第三节•
显色反应及显色条件的选择
将待测组分变成有色络合物的反应-显色反应。
与待测组分形成有色络合物的试剂-显色剂
一、显色反应的选择:
(1)灵敏度高:
ε大是显色反应灵敏度的重要标志。
图6-5吸光度与显色剂浓度的关系曲线
4.显色温度:
升温加快显色,但温度偏高,
有色物质分解,由实验来确定。
总之:
通过实验,分别作出A~[R],pH,t,T曲线,找出合适的[R],pH,t,T,即找出平坦区。
溶剂影响络合物的离解
5.溶剂的影响溶剂影响络合物的颜色
溶剂影响显色反应的速度
7.共存离子的影响
消除共存离子干扰的方法:
(
(5)选用适当的分离方法。
三、显色剂(R)
1.无机显色剂:
无机显色剂在光度分析中应用不多,这主要是因为生成的络合物不够稳定,其灵敏度与选择度也不够高,目前,有价值的仅有硫氰酸盐、钼酸铵、H2O2等。
2.有机显色剂:
R
大多数有机显色剂R与金属离子
生成稳定的螯合物,显色反应的选择性和灵敏度都较高。
在吸光光度法中应用广泛。
①生色团:
可吸收光子而产生跃迁的原子基因。
它一般是分子中含有一个或多个某些不饱和基因(共轭体系)的有机化合物。
②助色团:
含有孤对电子的基因,显然本身没有颜色,当它与某生色团相联时,(与其不饱和键相互作用),能使该生色团的吸收波长位置向长波方向移动(即红移),且光谱强度有所增大。
胺基:
—NH2 R—NH— R2N—
羟基:
—OH —OR —SH —CL等。
③常用的有机显色剂:
有机显色剂的类型、品种都非常多。
偶氮类显色剂:
含有偶氮基—N=N—
凡含有偶氮结构的有机化合物,都是带色的。
性质稳定,显色反应灵敏度高,选择性好,对比度较大。
偶氮胂Ⅲ:
③选择性高(比二元体系)
一种配体常可与多种金属离子产生类似的络合反应,而当形成三元络合物时,就减少了
形成类似络合物的可能性。
铌、钽都可与邻苯三酚生成二元络合物,但在草酸介质中只有钽-邻苯三酚-草酸。
第四节吸光度测量条件的选择
为使光度法有较高的灵敏度与准确度。
除了选择适当的显色条件外,还必须选择适当的测量条件。
一、入射光波长的选择。
入射光波长应根据吸收曲线,选择溶液最大吸收波长为宜。
因为:
此λ处ε最大,灵敏度较高,且在此波长处有一较小范围内,吸光度变化不大,不会造成对吸收定律的偏离,使得测定准确度也较高。
若λmax不在仪器可测范围内,或干扰物质在此波长处有强烈吸收(如下图),那么入射波长应选择在ε随波长改变变化不太大(且ε较大的区波)处的波长。
如下图:
测A应选500nm,而不选420nm。
即选近平台且较大的波长。
二、参比溶液的选择:
选择原则:
使试液的吸光度真正反映待测物的浓度。
在测量A时,利用参比溶液来调整仪器的零点,来消除由于吸收池器壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差。
①仅MRn有色→纯溶剂作参比。
M、R均无色,在水体系中,选用蒸馏水作参比。
②显色剂R或其它试剂有吸收→试剂空白作参比。
(即不加试样的溶液)
③试样中其它组分N有吸收,但不与R反应。
A:
则当R无吸收时——试样溶液作参比。
即:
N、MRn有吸收——含N,不含MRn的作参比,即试液参比。
三、吸光度A读数范围的选择。
在不同吸光度范围内读数对测定带来不同的误差,设试液服从吸收定律。
从表6-2可知:
当A=0.15~1.0或T=70%~10%
该范围为其适宜的读数范围。
(有的书也有写A=0.2~0.8的)
因此在测定时,一般应使A在0.15~1.0之内。
利用控制溶液浓度或比色皿厚度的办法达到之。
第五节吸光光度法的应用
一.高含量组分的测定——示差法
当Cx较大时,A值常偏离A=εbc,即使不偏离,也往往由于A太高,读数误差也较大。
示差法:
使用浓度稍低于试液Cx的标准溶液Cs作参比。
来调整仪器,使其A=0(T=100%),然后测试液的吸光度Ar。
普通光度法:
A=εbc
Ax=εbCxAs=εbCs
Ar=Ax-As=εbCx-εbCs=b(Cx-Cs)=εb△C
即Ar与△C成正比。
若以Cs为参比,测定一系列△C,则从工作曲线上查出△C,再根据Cx=Cs+△C求出Cs
Ts As Tx Ax Ar=Ax-As
10% 1.0 5% 1.30 0.30
100% 0 50% 0.30 0.30
等于说把读数标尺放大10倍。
普色法
示差法
关于示差法对的影响,参看有关参考书。
从图6-8可看出
:
以不同浓度标液作以参比,值不一样。
随着参比溶液浓度的增加,也就逐渐降低。
即Cs→Cx,Ts↓,↓。
也就是说:
Cs愈接近Cx愈好。
但要注意,Cs愈大,T则愈低,相应的光电流就愈小,就要求光电检测装置的灵敏度足够高时,才能调节到As=0,同时,光度计的灵敏度与稳定性也要好,盛试液与参比液的比色皿的厚度与光学性能要相同。
当参比液选择适当时,示差法测定的准确度可与重量法、滴定法相接近。
二、多组分分析。
双组分x、y,若xR与yR吸收曲线互不干扰,且分别测之。
若xR与yR光谱有重叠,找出两个波长,使二组分的△A较大
则:
A1=εx1bCx+εy1bCy
A2=εx2bCx+εy2bCy
用x、y的纯溶液在λ1、λ2处先求出εx1、εx2
εy1、εy2,代入方程,解之就可得到Cx、Cy。
对于多组分,同样解联立方程组。
利用计算机求解。
三、络合物组成及稳定常数K的测定
1.摩尔比法。
(又称饱和法)
设金属离子M与络合剂L反应为:
从两直线的交点,往下作垂线,交点处的值,便是n,即络合比为1:
n。
测稳定常数K:
设n=1
求:
(1)络合物的化学式;
(2)络合物在525nm处的ε;
(3)络合物的K稳。
解:
按表中所给数据作图: