测定信号的大小随被测物浓度变化的曲线。要求这一 曲线为直线★,即测定信号与被测物浓度成正比★。 理想情况下工作曲线过原点; 直线的线性范围是有限的(高浓度端偏离);通常要 求两个数量级以上的线性范围; 样品中被测物浓度应在工作曲线的线性范围内。 偏离比耳定律: 即工作曲线在高浓度端发生偏离。
分子吸收能量后受到激发★,分子就从基态能级跃迁到激发 态能级,因而产生吸收光谱★。 处于激发态的分子返回基态或能级较低的激发态,就会以 光子的形式释放能量,从而产生发射光谱★。
邻- 与间-羟基苯甲酸均含有能发射荧光的苯环,但取代基 的位置不同使它们具有不同的荧光性质; 碱性溶液中(pH12)★,二者在310nm附近紫外光的激发下 均发生荧光,而在中性偏酸性溶液中(pH5.5)只有邻-羟基 苯甲酸发荧光;对-羟基苯甲酸在上述两种条件下均不发生
一束单色光通过吸光物质的溶液后,光的吸收程度与 吸光物质微粒(分子)的数目(浓度c)成正比。即:
光源: 在可见和近红外区使用钨灯或碘钨灯,波长范围 320-2500nm; 在紫外区使用氢灯或氘灯,波长范围180-375nm。
对于一个可能含有邻- 、间-和对-羟基苯甲酸的样品溶液, 先在pH5.5测定邻-羟基苯甲酸含量,然后在pH12测定邻- 与 间-羟基苯甲酸总量,计算得到间-羟基苯甲酸含量。
互补光:处于同一直 线上的两种光。 互补光按一定强度比 例混合,即得白光。
当b单位为cm,c的单位为mol/L时的吸光系数称摩尔吸 光系数,其单位为cm-1mol-1L。
A为吸光度; I0为入射光强 I为透过光强; T为透光度 k★’为比例常数 b为液层厚度(光程长度) b I0 I
灵敏度高。比UV-Vis高约3个数量级。 选择性好。首先能发生荧光的物质少★,且发生荧光的物质 还必须吸收一定频率的光(激发)★,即使不同物质都吸收了
玻璃吸收紫外光,所以玻璃棱镜仅用于350-3200nm波长 范围,只能用于可见分光光度计;石英( 185-4000nm ) 则可用于整个紫外-可见光区。 光栅利用光的衍射与干涉作用,其优点是适用波长范围 宽、色散均匀★、分辨率高;但其缺点是各级光谱有重叠而 产生相互干扰。
1. 应用范围 既直接用于有色物测定,也通过显色用于无色物分析★; 既用于常量分析(1%),也用于微量分析(0.01-1%); 既用于无机离子分析★,也用于有机物分析; 既用于定量分析,也可用于定性分析(特征吸收光谱、功 能基团特征吸收峰)★;
20.5 分光光度法仪器测量误差及消除 20.6 分光光度法的应用 20.7 荧光分光光度法
能级差与对应的光谱 价电子能级间能量差1-20eV★,紫外-可见光的能量★; 振动能级间能量差0.05-1eV★,红外光的能量; 转动能级间能量差10-4-0.05eV,远红外光及微波的能量。
物质分子的运动状态 分子轨道中价电子的高速旋转;原子在平衡位置的振动★; 分子自身的转动。 分子的能量
动能级★;跃迁回基态的各振 动能级★,并以光的形式释放 能量,此光即为荧光★。
20.1.1 分(吸)光光度法及其特点 比色法:利用有色溶液颜色的深度测定该溶液的浓度。 目视比色法★:用肉眼直接比较样品和标准溶液的颜色深浅★。 分光光度法★:用光电比色计或分光光度计测量溶液吸光度。
化学因素引起的偏离。其一是介质不均匀(胶体、乳浊液、 悬浮液)而产生折射、散射和反射★,使透过光强减弱(A增 大)。其二是吸光分子发生化学变化而改变浓度。
通常使用1cm比色池; 根据样品浓度和显色配合物的灵敏度高低,可以选用
入射光为非单色光时的偏离★。仪器的分光元件(单色器) 很难得到真正的单色光,而是波长范围很窄的复合光带, 而比耳定律仅在入射光为单色光时才是正确的。
荧光现象★:物质吸收波长较短的光后,发出波长较长的光。 可见(分子)荧光★:物质吸收波长较短的紫外光后,发出波 长较长的可见荧光★。 荧光分析法(荧光分光光度法):利用分子荧光现象,测定 荧光强度,从而测定荧光物质或非荧光物质(衍生化)★。
灵敏度高。10-3 -10-6 mol/L。 准确度高。相对误差2-5%★。 仪器设备简单、操作简便。 应用范围广。
比尔定律本身的局限性★。比尔定律假设了吸光分子之间无 相互作用,事实上★,高浓度时分子间相互作用不可忽略。
差示分光光度法:用比样品浓度略低的标准溶液作参比代 替一般情况下的试剂空白参比,使测定吸光度数值在0.20.8范围内。
通常在最大吸收波长下测定吸光度,采用标准曲线. 多组分的测定 吸收光谱不重叠时,可在各自的最大吸收波长下分别测定★。 吸收光谱单向重叠,即组分1干扰组分2,而组分2不干扰组 分1的测定,这时只能直接测定组分1含量,要测定组分2含量★, 必须先用组分1的标准溶液测定出组分1在组分2的测定波长下 的摩尔吸光系数★,并用已测定出的组分1的浓度★,计算波长2 下组分1的吸光度,并从波长2下组分1和2的总吸光度中扣除 组分1的吸光度。 吸光度双向重叠。需解联立方程★。
用无色透明★、耐腐蚀的光学玻璃或石英制造。 因玻璃吸收紫外光,所以玻璃吸收池只能用于可见光区。 杯差★:一对比色池对光吸收的差异,实验前要先校杯差★。 检测系统:
透过率★:某波长的光通过含有紫外-可见光吸收的物质溶 液后,没有被吸收的光(即透过的光)的比例。 吸光度:某波长的光通过含有紫外-可见光吸收的物质溶
紫外-可见吸收光谱 分子中的价电子吸收特定波长的光(紫外-可见光)后, 从基态跃迁到激发态。
只有被测产物有吸收,其他反应试剂均无吸收时,可 用纯溶剂做参比; 显色剂或其他试剂有颜色时,用试剂空白做参比; 如果干扰物质也生成类似显色产物,也可按下法制备 一个参比溶液★:在显色之前先将被测物掩蔽起来★,只让 干扰物质显色,该空白溶液做参比便可消除干扰★。
吸收光谱曲线★:溶液对不同波长光的吸收强度★,即以入射 光波长为横坐标,吸光度为纵坐标所做的一条曲线。 最大吸收波长:物质对该波长的光吸收最大,即吸收光谱 曲线 比色法和分光光度法及其仪器
摩尔比法★:固定金属离子浓度[M],改变配体浓度[L],在小 于配合物组成比时,随着[L]/[M]比值的最大,形成的配合物 浓度最大,溶液的吸光度增加,达到配合物组成比之后,再 增加[L]★,即增加[L]/[M] 比值,形成的配合物浓度 已基本变,从吸光度A与 [L]/[M]的关系曲线
无机显色剂(硫氰酸盐、鉬酸铵★、双氧水等)与被 测物生成的有色物的稳定性、灵敏度和选择性都不高, 应用较少★。 有机显色剂(磺基水杨酸、二苯硫腙等)大多能与 金属离子形成稳定的有色配(螯)合物。
色散元件★:将连续光谱分解为单色光的元件(如棱镜、 光栅)★; 单色器:由入射狭缝、准直透镜、色散元件、聚焦透镜 和出射狭缝构成★。
有较好的选择性★; 生成的显色物(多为螯合物)稳定、组成恒定; 产物颜色应与被测物颜色有较大差异; 显色条件应易于控制。 萃取光度法: 当显色剂与被测物(通常是金属离子)生成的有色
分子吸收光而被激发,使 电子从基态上升至激发态, 处于某一振动状态; 分子碰撞而失去振动能量, 急剧降低至激发态中的最低 振动能级; 电子从激发态中的最低振
显色反应:将无色或吸光系数很小的被测物与显色剂反 应,使之转变成具有较强UV或Vis吸收的化合物后测定★。
分光光度法测定时★,吸光度读数通常要求在0.2-0.8范围 内★,误差最小是A=0.434★。 当测定浓度比较大的样品时,由于吸光度读数超出准确