9.2.1紫外可见分光光度法基本原理(讲义)-《分析化学》同步教学(化学工业出版社)

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9.2.1紫外可见分光光度法基本原理(讲义)-《分析化学》同步教学(化学工业出版社)

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紫外-可见分光光度法基本原理
学习目标:
熟悉偏离朗伯比尔定律的主要因素。
根据光的吸收定律,如果吸收池的厚度保持不变,以吸光度对浓度作图时,应得到一条通过原点的直线。但在实际工作中,吸光度与浓度间的线性关系往往会发生偏离。偏离朗伯-比尔定律的原因主要有化学因素与光学因素两个方面:
化学因素
1. 吸光物质溶液的浓度 朗伯-比尔定律只适用于稀溶液,浓度较大时,吸光质点间的平均距离缩小,邻近质点会相互影响,使每个质点吸收特定波长光波的能力改变,吸光系数随之改变;同时高浓度溶液对光的折射率发生改变,测定到的吸光度产生偏离。浓度过低时待测溶液和参比溶液的吸光性差别过小,测定的吸光度也会发生偏离。
2. 吸光性物质的化学变化
溶液中的吸光性物质常因离解、缔合、形成新化合物或互变异构等化学变化改变其浓度,导致偏离光的吸收定律。
溶剂的影响
不同种类的溶剂,会对吸光性物质的吸收峰高度、最大吸收波长产生影响,还会对待测物质的物理性质和化学组成产生影响,导致偏离光的吸收定律。
(二)光学影响
1.非单色光
朗伯-比尔定律只适用于单色光,实际上由分光光度计的单色光器所获得的单色光并非纯粹的单色光,而是具有一定波长范围的“复合光”。由于同一物质对不同波长光的吸收程度不同,导致偏离光的吸收定律。
杂散光
由分光光度计的单色光器所获得的单色光中,混杂一些与所需波长不符的光称为杂散光,导致偏离光的吸收定律。
反射
入射光通过折射率不同的两种介质的界面时,有一部分光被反射损失,使吸光度的测定值偏大。
散射
当光波通过溶液时,溶液的质点对其有散射作用,有一部分光会因散射而损失,使吸光度的测定值偏大。
非平行光
在实际测定中,通过吸收池的入射光,并非真正的平行光,而是稍有倾斜的光束,倾斜光通过吸收池的实际光程(液层厚度)比垂直照射的平行光的光程要长,使吸光度的测定值偏大。
标准曲线与定量分析
学习目标:
1.掌握标准曲线的绘制方法。
2.学会用标准曲线法测定样品浓度。
标准曲线法是分光光度法中最经典的定量方法,特别适合于大批量样品的定量测定。具体测定的方法和步骤如下:
1.配制标准系列
取若干个相同规格的容量瓶或比色管,按照由少到多的顺序依次加入标准溶液,加适量溶剂稀释,并分别加入等体积的条件试剂及显色剂,再加溶剂稀释至相同体积,摇匀备用。
测定标准系列的吸光度
选择合适的参比溶液,在相同的条件下,以待测组分的最大吸收波长λmax作入射光,分别测定标准系列各溶液对应的吸光度。
绘制标准曲线
根据测定结果,以溶液浓度c为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制吸光度-浓度曲线,称为标准曲线,也叫工作曲线或A-c曲线。如果标准系列的浓度适当,测定条件合适,理想的标准曲线是一条通过原点的直线,即符合朗伯-比尔定律,如图所示。
4.测定待测溶液的浓度
按照相同的实验条件和操作程序,用待测溶液配制未知试样溶液溶液并测定其吸光度A样,在标准曲线上找到与之对应的未知试样溶液的浓度c样,待测溶液的浓度c原样为:
c原样 = c样 × 稀释倍数
由此可见,在相同条件下测定大批量样品时,至需要重复最后一步操作,就能完成工作任务。

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