摘要
基于物質(zhì)對不同波長的光波具有選擇性吸收的能力而建立起來的分析方法。
內(nèi)容
一:吸光光度法
基于物質(zhì)對不同波長的光波具有選擇性吸收的能力而建立起來的分析方法。
(一) 光線:
光線的波長: 200nm-400nm 紫外線*
400-750nm可見光*
>750nm 紅外線
光具有波粒二相性,波長不同,其能量不同。
(二) 物質(zhì)的吸收光譜及顏色:
1. 物質(zhì)的原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜:原子的最外層電子可以選擇性吸收特征波長的電磁波成為
激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生的光譜稱為原子吸收光譜。激發(fā)態(tài)原子恢復(fù)到基態(tài),則釋放出特征波長的光子,形成原子發(fā)射光譜。不同的溶液其光譜不同,即不同溶液對不同波長的光其吸收能力不同,對某一特定波長的光存在吸收峰。
2. 可見光由赤橙黃綠青蘭紫等能量不同的光線組成,當(dāng)可見光穿過某一溶液時,由于特定波長的
光被吸收而使溶液呈現(xiàn)相應(yīng)的顏色。(如CuSO4由于吸收了可見光中的黃光(600nm)而成藍(lán)色)不同顏色的溶液對不同波長的光其吸收能力不同。
(三) 光吸收的基本定律(Lambert-Beer 定律):
一束平行單色光(Io)通過有色的透明溶液時,一部分的光可以透過溶液(It),另一部分被溶液吸收(Ia),還有一部分被器皿表面反射(Ir),則:
Io=It+Ia+Ir 。那么,該溶液透光率為: T = It / Io 。
1. Lambert 定律:設(shè)有一束平行單色光,通過液層厚度為b 的均勻透明溶液,則溶液對光的吸收能力:
A=Ig(Io/It)=Ig(1/T)=k2b
k2 為吸光系數(shù),為常數(shù)。與入射光波長、溶液性質(zhì)、濃度和溫度有關(guān);A 為吸光度(又稱光密度
O.D 或消光度E),當(dāng)入射光波長、吸光溶液的濃度和溫度一定時,A 與b 成正比。
2. Beer 定律:設(shè)有一束平行單色光,通過濃度為c 的均勻透明溶液,則溶液對光的吸收能力:
A=Ig(Io/It)=Ig(1/T)=k4c
k2 為常數(shù)。由Beer 定律可知:當(dāng)入射光波長、吸光溶液的厚度和溫度一定時,A 與c 成正比。
3. Lambert-Beer 定律:綜合1.2.得: A=Kbc ,
即:當(dāng)入射光波長、吸光溶液的性質(zhì)和溫度一定時,A 與b、c 成正比。
(四) 吸光光度法的基本原理:
1、 不同物質(zhì),由于其分子結(jié)構(gòu)和原子組成不同,故對光的吸收光譜不同(如:CuSO4),在測定不同顏
色的物質(zhì)濃度時要用最大吸收的波長的入射光,這樣測量的靈敏度最高。
2、 同一種物質(zhì),若濃度不同,則對同一波長的入射光的吸收能力(吸光度)也不同,且成正比關(guān)系。
3、 應(yīng)此,利用特定波長的單色光(通常用最大吸收波長的入射光)照射不同濃度的某一溶液時,所得的吸光度大小應(yīng)與溶液濃度呈線性關(guān)系,故可利用該線性關(guān)系通過計算或查標(biāo)準(zhǔn)曲線來求得未知溶液的濃度。
(五) 吸光光度法特點:
1. 靈敏度高:mg%級、甚至ug%級。
2. 準(zhǔn)確度高:誤差2-5%
3. 操作簡便、快速,儀器設(shè)備不復(fù)雜,價格低廉,故應(yīng)用廣泛。
二 :分光光度計的使用:
(一) 分光光度計的基本原理:利用吸光光度法的原理,采用棱鏡或光柵等分光器獲得純度較高的單色光
來測量未知溶液的濃度的方法。
(二) 常用分光光度計:可見光、紫外、紅外分光光度計,
熒光分光光度計,火焰分光光度計等。
(三) 722 型分光光度計的結(jié)構(gòu)(略)
(四) 722 型分光光度計的使用及注意事項
1、 插上插頭,接通電源,打開暗箱蓋,預(yù)熱20min。
* 注意:分光光度計在接通電源而不用時,必須打開暗箱蓋,以免光電管老化。
2、 將準(zhǔn)備好的試劑倒入比色杯中,用吸水紙擦去比色杯外側(cè)水珠,并依次放入比色杯架中。
* 注意:手拿比色杯毛面,試劑倒入杯中滿2/3 即可,不得將比色杯放在儀器上。
3、 調(diào)節(jié)所需波長,靈敏度調(diào)至“1”,選擇旋鈕至“T”。
4、 調(diào)“0”:打開暗箱蓋,用調(diào)“0”旋鈕調(diào)節(jié)。
5、 調(diào)“100%”:蓋上暗箱蓋,用調(diào)“100%”旋鈕調(diào)節(jié),讓光線通過“空白管”。
6、 重復(fù)調(diào)“0”和調(diào)“100%”數(shù)次。
* 注意:若調(diào)不到“0”和“100%”,可將靈敏度調(diào)至“2”或更高,不得用力強行旋轉(zhuǎn)旋鈕,以免損壞。
7、 將選擇選扭由“T”調(diào)至“A”,此時讀數(shù)應(yīng)由“100”至“0”,若不為“0”,可用“消光零”旋鈕調(diào)節(jié)。
8、 拉動拉桿,分別讀取“A 標(biāo)”和“A 樣”。
9、 取出比色杯,棄去溶液,洗凈晾干,備用。
(五) 計算
1.利用標(biāo)準(zhǔn)管計算測定物含量:
A 樣=K 樣b 樣c 樣
A 標(biāo)=K 標(biāo)b 標(biāo)c 標(biāo)
因為入射光的波長,溶液性質(zhì)和溫度以及比色杯的
厚度都一樣,即:K 樣=K 標(biāo) b 樣=b 標(biāo)
所以:A 樣/ A 標(biāo)= c 樣/ c 標(biāo)
得:c 樣= c 標(biāo)×A 樣/ A 標(biāo)
2. 利用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計算:
3. 偏離Lambert-Beer 定律的原因
1) 由于非但色光引起的偏離。
2) 由于溶液本身原因引起的偏離:
① 由于介質(zhì)不均勻引起的偏離
② 由于溶液中化學(xué)反應(yīng)引起的偏離
三:實驗:CuSO4 濃度的測定
C 標(biāo)= 比色波長=650nm
比色結(jié)果: A 標(biāo)= A 樣=
計算:C 樣=C 標(biāo)*A 樣/A 標(biāo)
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