【正文】 ） T（ Transmittance） t0=ITIA = lg(I0/It) = lg(1/T) = — lgT = Kbc 吸光度 A (Absorbance） = 1 0 = 1 0K b c ATI0 It 入射光 透過(guò)光 23 吸光度 A、透射比 T與濃度 c 的關(guān)系 A T (%) c A=kbc k b cT = 1 0100 80 60 40 20 24 ? 比例常數(shù) K的幾種表示方法： ? 吸收定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式中的比例常數(shù)叫“ 吸收系數(shù) ” ， 它的大小可表示出 吸光物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸收本領(lǐng) （ 即吸收程度 ） 。 它與吸光物質(zhì)的性質(zhì) 、 入射光的波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān) 。 ? 另外， K的值隨著 b和 c的單位不同而不同。下面就介紹 K的幾種不同的表示方法。 25 K 吸光系數(shù) Absorptivity a 的單位 : Lg1cm1 當(dāng) c的單位用 gL1表示時(shí)， K叫“吸光系數(shù)”，用 a 表示， A＝ a b c 它表示的是當(dāng) c=1g/L、 b=1cm時(shí)溶液的吸光度。 ? 的單位 : Lmol1cm1 當(dāng) c的單位用 molL1表示時(shí)， K叫“ 摩爾吸光系數(shù) ” 用 ? 表示 . ? －摩爾吸光系數(shù) Molar Absorptivity A＝ ? b c 它表示的是 當(dāng) c=1mol/L， b=1cm時(shí) ，物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為 λ的光的 吸光度 。 26 ? 對(duì)于 K的這兩種表示方法，它們之間的關(guān)系為： ? ελ=aM ? M為吸光物質(zhì)的分子量。 ? ελ和 a的大小都可以反映出吸光物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為 λ的單色光的吸收能力。但更常用和更好的是用 ελ來(lái)表示吸光物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為 λ的光的吸收能力。摩爾吸光系數(shù)越大，表示物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)為 λ的光的吸收能力越強(qiáng)，同時(shí)在分光光度法中測(cè)定的靈敏度也越大。 27 吸光度與光程的關(guān)系 A = abc b 2b 光源 檢測(cè)器 顯示器 參 比 28 吸光度與濃度的關(guān)系 A = abc c 2c 光源 檢測(cè)器 顯示器 參 比 29 吸光度與波長(zhǎng)的關(guān)系 A = abc 紅 紅 光源 檢測(cè)器 顯示器 參 比 藍(lán)綠光 紅光 30 朗伯 比爾定律的適用條件 1. 單色光 應(yīng)選用 ?max處或肩峰處測(cè)定 . 3. 稀溶液 濃度增大，分子之間作用增強(qiáng) . 2. 吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變 離解、絡(luò)合、締合會(huì)破壞線性關(guān)系 , 應(yīng)控制條件 (酸度、濃度、介質(zhì)等 ). 31 溶液濃度的測(cè)定 A＝ ? b c 工作曲線法 (校準(zhǔn)曲線 ) 朗伯 比爾定律的分析應(yīng)用 0 c(mg/mL) A * Ax cx 32 ? 例題 ： 已知某化合物的相對(duì)分子量為 251，將此化合物用已醇作溶劑配成濃度為 m mol L1溶液，在 480nm處用 %，求該化合物在上述條件下的 摩爾吸光系數(shù) 和 吸光系數(shù)。 ? 解： 已知溶劑濃度 c= ， b=, T=, 由 LambertBeer定律得： ? ε（ 480nm） =A/ cb ? = 103 ? = 103 ( L mol1 cm1) ? 由 ε=aM , 得 : ? a= ε/M ? = ε /251=(L g1 cm1) 33 ? 實(shí)際溶液對(duì)吸收定律的偏離及原因： ? 1. 偏離 ： 被測(cè)物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象 ， 如下圖 。 A C 34 ? 偏離吸收定律的原因： ? 1) 入射光為非單色光： ? 嚴(yán)格地說(shuō)吸收定律只適用于入射光為單色光的情況。但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光 ，而是 一個(gè)有限波長(zhǎng)寬度的復(fù)合光， 這就可能造成對(duì)吸收定律的偏離。 ? 對(duì)非單色光引起的偏離，其原因是由于同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的 摩爾吸光系數(shù)不同造成的。 所以只要在入射光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)， 摩爾吸光系數(shù)差別不是太大 ， 由此引起的偏離是較小的。 35 ? 2) 非平行光和光的散射： ? 當(dāng)入射光是非平行光時(shí)，所有光通過(guò)介質(zhì)的光的 光程不同 ，引起小的偏離。 ? 另外，當(dāng)溶液中含有 懸浮物或膠粒 等散射質(zhì)點(diǎn)時(shí)，入射光通過(guò)溶液時(shí)就會(huì)有一部分光因 散射而損失 掉，使透過(guò)光強(qiáng)度減小，測(cè)得的吸光度增大，從而引起 偏離吸收定律 。 ? 3) 化學(xué)因素引起的偏離： ? 1）離解作用 。2）酸效應(yīng) 。 3）溶劑作用 。 36 ? a）離解作用： ? 在可見光區(qū)域的分析中常常是將待測(cè)組分同某種試劑反應(yīng)生成有色配合物來(lái)進(jìn)行測(cè)定的。有色 配合物在水中不可避免的要發(fā)生離解，從而使得有色配合物的濃度要小于待測(cè)組分的濃度， 導(dǎo)致對(duì)吸收定律的偏離。特別是在稀溶液中時(shí)，更是如此。 ? b）酸效應(yīng)： ? 如果待測(cè)組分包括在一種酸堿平衡體系中，溶液的酸度將會(huì)使得待測(cè)組分的 存在形式發(fā)生變化 ，而導(dǎo)致對(duì)吸收定律的偏離。 ? c）溶劑作用： ? 溶劑對(duì)吸收光譜的影響是比較大的， 溶劑不同時(shí) ，物質(zhì)的 吸收光譜不同 。 37 吸光度的加和性與吸光度的測(cè)量 A = A1 + A2 + … +An 用參比溶液調(diào) T=100%（ A=0），再測(cè)樣品溶液的吸光度，即消除了吸收池對(duì)光的吸收、反射，溶劑、試劑對(duì)光的吸收等 。 001 2 2 1= lg = lg = = lgII IA A A A AI I I參參比 液比試 試液38 光度分析的方法和儀器 方便、靈敏，準(zhǔn)確度差 . 常用于限界分析 . 光度分析的幾種方法 觀察方向 空白 c1 c2 c3 c4 39 2. 光電比色法 光電比色計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 通過(guò)濾光片得一窄范圍的光 (幾十 nm) 41 3. 吸光光度法和分光光度計(jì) 光源 單色器 吸收池 檢測(cè)系統(tǒng) 分光光度計(jì)的基本組成 通過(guò)棱鏡或光柵得到一束近似的單色光 . 波長(zhǎng)可調(diào) , 故選擇性好 , 準(zhǔn)確度高 . 42 分光光度計(jì)的主要部件 光源： 發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠 的光強(qiáng)度 ,穩(wěn)定。 可見光區(qū)： 鎢燈，碘鎢燈 (320～ 2500nm) 紫外區(qū)： 氫燈，氘燈 (180～ 375nm) 氙燈 ： 紫外、可見光區(qū) 均可用作光源 ?/nm 鎢燈（ 熱輻射光源 ） 400 600 800 1000 氙燈 （ 氣體放電光源 ） 氫燈 強(qiáng)度 43 氙燈 氫燈 鎢燈 44 單色器： 將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的 裝置。 棱鏡： 依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)折射率不同 . 玻璃 350～ 3200nm, 石英 185～ 4000 nm 入射狹縫 準(zhǔn)直透鏡 棱鏡 聚焦透鏡 出射狹縫 白光 λ 1 λ 2 800 600 500 400 45 光柵： 在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的 等寬度等間距 條 痕 (600、 1200、 2400條 /mm )。 利用光通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光。 波長(zhǎng)范圍寬 , 色散均勻 , 分辨性能好 , 使用方便 . －平面透射光柵 －反射光柵（廣泛使用） 光柵衍射示意圖 M1 M2 出射狹縫 光屏 透鏡 平面透射光柵 46 吸收池 (比色皿 )：用于盛待測(cè)及參比溶液。 可見光區(qū)：光學(xué)玻璃池 紫外區(qū)：石英池 檢流計(jì) （指示器）： 低檔儀器：刻度顯示 中高檔儀器：數(shù)字顯示，自動(dòng)掃描記錄 檢測(cè)器 ：利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換成 電流訊號(hào)。 光電池，光電管，光電倍增管 47 硒光電池（ Barrierlayer photocell） 適用于 300800 nm, 在 500600 nm范圍最靈敏。 Se 陰極 Au， Ag 半導(dǎo)體 h? 陽(yáng)極 48 光電管 (Phototube) h? （片） 紅敏管 6251000 nm 藍(lán)敏管 200625 nm 49