分光光度法简介

分光光度法简介

主要内容 • 光吸收的基本定律 • 光度分析仪器的基本组成

一、概述 根据物质对见光的选择性吸收而建立的分析方法。特点 • 方法的灵敏度高 • 方法的准确度能满足微量组分的含量 • 操作简便快速、仪器设备简单 • 应用广泛

 10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 射线 x射线紫外光红外光微波无线电波可见光电磁波谱

绿黄绿蓝绿黄橙绿蓝蓝红紫紫红单色光、复合光、光的互补单色光单一波长的光由不同波长的光组合而成的光复合光若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。光的互补

物质的颜色与光的关系 物质对光的吸收光谱示意复合光表观现象示意完全吸收完全透过吸收黄色光

S3 E3 h h h h S2 E2 S1 E1 E0 S0 吸收光与电子跃迁物质对光的吸收满足条件物质的电子结构不同，所能吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择吸收基础。

入射光I0 透射光I 二、光吸收的基本定律透光率定义： T 取值为0.0 % ~ 100.0 % 全部吸收T = 0.0 % 全部透射T = 100.0 % 吸光度定义：

100 50 0 1.0 0.5 0 A T % A C 吸光度与透光率的关系 A：吸光度 T ：透光率 T = 0.0 % A= ∞ T T = 100.0 % A= 0.0 T = 36.8 % A= 0.434

b 郎伯-比尔定律 I0 It c：吸光物质的浓度， g / L, mol/ L b ：吸光液层的厚度，光程， cm

关于吸光系数的说明 b ：吸光液层的厚度，光程， cm c：吸光物质的浓度， g / L, mol/ L 物质的性质入射光波长温度 K：比例常数取值与浓度的单位相关 c：mol/ L ε 摩尔吸光系数， L · mol–1 · cm-1 c：g / L a 吸光系数， L · g –1 · cm-1

偏离朗伯－比尔定律的原因 A=Kbc A-c曲线在一定范围内为一直线，用作定量分析的校准曲线，偏离破坏了A-c曲线的线性，减小了线性范围。物理因素： • 非单色光引起的偏离 • 介质不均匀引起的偏离化学因素： • 溶液浓度过高引起的偏离(c>0.01mol/L) • 化学反应引起的偏离

非单色光引起的对吸光定律的偏离 设入射光由λ1和 λ2两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律 λ1 λ2 λ1 + λ2 或或

A或   2  1 对吸收光谱而言，b 和 c 固定，反映了ε 随波长变化的情况，单一波长， ε 固定；不同波长， ε 不同。因此，非单色光将导致对吸光定律的偏离。  1 对应的较小  A1 A-C曲线向浓度轴弯曲，偏离Beer定律。 越大，偏离越严重。  2 对应的较大 A2 为获得较宽的线性范围，减少 • 在吸收光谱较平坦处进行吸收测量 • 适当减小入射光谱带的宽度

溶液浓度过高 浓度过高，吸光物质粒子间的平均距离减少，相互作用增强，电荷分布改变，改变。发生了化学反应 1 聚合-离解 Cr2O72-+H2O↔2CrO42-+2H+ 2 络合平衡 M+R↔MR

B A A  A 增大 C  定性分析与定量分析的基础定性分析基础物质对光的选择吸收定量分析基础在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。

二、分光光度计的基本组件 基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定氢灯，氘灯，185 ~ 350 nm；卤钨灯，250 ~ 2000 nm 光源作用：将复合光色散成单色光棱镜：玻璃， 350 ~ 2500 nm, 石英，185 ~ 4500 nm 光栅：平面透射光栅，反射光栅单色器吸收池玻璃，光学玻璃，石英作用：将光信号转换为电信号，并放大光电管，光电倍增管，光电二极管检测系统显示器表头、记录仪、屏幕、数字显示

0.575 光源单色器检测器显示单色器试样池检测器记录与数据处理吸收池参比池单波长单光束分光光度计光源

工作原理 参比溶液：调T=100% A=0 特点 • 简单，廉价，适于常规定量分析。 • 由于参比溶液和试样溶液的不同时测量，要求光源和检测器具有很高的稳定性。不能进行波长扫描，不能绘制吸收光谱。

比值光束分裂器光源单色器显示吸收池检测器单波长双光束分光光度计

工作原理：参比和样品同时测量，统计处理。 特点 • 仪器复杂、昂贵； • 可消除光源和检测器的不稳定性，精密度好； • 自动记录，快速进行波长扫描，绘制吸收曲线。

单色器 切光器吸收池检测器光源单色器双波长分光光度计将不同波长的两束单色光快速交替通过同一吸收池，而后到达检测器，经信号处理系统处理可直接获得溶液对λ1及λ2两单色光的吸光度之差值。 • 特点： • 通过波长的选择方便地校正背景吸收，消除吸收光谱重叠的干扰，适用于混浊液和多组分混合物的定量分析。 • 只使用一个吸收池，避免了单波长法测定中因被测溶液与参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个吸收池之间的差异所引入的误差。 λ1 λ2 双波长分光光度计原理图

分 光光度 法 简介