下载此文档

第四章比色解析计划及分光光度法.docx


文档分类:医学/心理学 | 页数:约14页 举报非法文档有奖
1/14
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/14 下载此文档
文档列表 文档介绍
该【第四章比色解析计划及分光光度法 】是由【泰山小桥流水】上传分享,文档一共【14】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【第四章比色解析计划及分光光度法 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。第四章比色剖析及分光光度法ColorimetricandSpectrophotometricAnalysis§1概括很多物质自己拥有显然的颜色,比如KMnO4溶液显紫色,K2Cr2O7溶液显橙色等。此外,有些物质自己并没有颜色,或许颜色其实不显然,但是当它们与某些化学试剂反响后,则能够生成有显然颜色的物质,比如Fe3+自己拥有黄色,试剂反响后,生成的Fe(SCN)3拥有血红色;浅蓝色的Cu2+与氨水作用后,则生成深蓝色的Cu(NH3)42+。当这些有色物质溶液的浓度改变时,溶液颜色的深浅液会改变。浓度越大,颜色越深;浓度越小,颜色越浅。所以,能够必定地说,溶液颜色的深浅与有色物质的含量之间有必定的关系。在分析化学中,把这种鉴于比较有色物质溶液的颜色深浅以确立物质含量的剖析方法称为比色分析。实践证明,不论物质有无颜色,当必定波长的光经过该物质的溶液中时,依据物质对光的汲取程度,也能够确立该物质的含量。这种方法称为分光光度法。当前的比色剖析常用分光光度计将光源变为单色光,并选择对待测物质拥有最大汲取的单色光进行比色测定。比色剖析法、分光光度法与前面所讲的容量剖析法、重量剖析法对比,拥有以下长处:,下限一般能够达到10-5~10-6mol/L,~%的微量组分。假如将被测物质加以富集,敏捷度还能够提升。~20%,分光光度法的相对偏差为2~5%,其准确度虽不如容量剖析及重量剖析,但对微量组分来说,这个敏捷度仍是能够的,因为微量组分用容量剖析及重量法已没法测定,更谈不上正确了。比如1滴KMnO滴入100mL水中时,4仍可获取显然的适于比色剖析的颜色,但这一滴溶液在滴定剖析中只相当于它的偏差的大小,根本没法进行正确测定。由此看来,比色法的正确度较高,可进行微量组分的剖析。,测定速度快比色法和分光光度法的仪器设施都简单,操作方便。进行剖析时,试样办理成溶液后,一般只经历显色和比色两个步骤,便可得出剖析结果。最近几年来,由于新的敏捷度高、选择性好的显色剂和遮蔽剂不停出现,使得一些扰乱物能够不经分别,既能够进行测定。在生产过程的剖析中,一般只需几分钟就能够得出结果,关于生产中的迅速剖析,起了很大的作用。,因而可知,比色及分光光度法应用范围之宽泛。在环境监测中,合用最多的也是分光光度法,绝大多半污染物都能够用分光光度法测定,大多半中小型实验室都能够装备分光光度计,所以不受仪器设施条件的限制。12比色剖析及分光光度法的基来源理一、光的基天性质光是一种电磁波,按波长的次序摆列,有:~10nm紫外线10~400nm可见光400~780nm红外线780nm~1000μm无线电波1~1000m二、物质的颜色与光的选择性汲取假如我们把拥有不一样颜色的各样物体搁置在黑暗处,则什么颜色都看不到。可见,物质体现的颜色与光有着亲密的关系。一种物质体现何种颜色,是与光的构成和物质自己的结构相关的。光的构成:从光自己来说,有些波长的光芒,作用与人的眼睛而惹起了颜色的感觉。我们把人眼能看见的光叫做可见光。其波长范围在400~780nm之间。白光是由各样不一样颜色的光按必定的比率混淆而成的。假如让一束白光经过三棱镜,就会分红红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,每种颜色的光都拥有必定的波长范围,我们把只拥有一种颜色的光叫单色光,而把白光叫做复合光。七种单色光能够混淆成白光,假如把适合颜色的两种单色光按必定比率混淆,也能够成为白光,这两种单色光叫互补色,如图。处于直线关系的两种单色光互为互补色,如绿色和紫色互补,能够构成白光。青蓝蓝青紫绿红黄橙2物质的结构:对固体物质来说,当白光照耀到物质上时,物质对不一样波长的光芒汲取、反射、透射、折射的程度不一样,而使物质体现出不一样的颜色。假如物质对各样波长的光完整汲取,则显黑色;假如物质对各样波长的光完整反射,则显白色。假如物质选择性地汲取某些波长的光,则该物质的颜色由它所反射或投射的光的颜色来决定。对溶液来说,其颜色是因为溶液中的物质(分子、离子)选择性地汲取某些颜色的光引起的。假如光所有透射,则溶液是无色透明的;假如只让一部分波长的光透过,其余波长的光被汲取,则溶液就体现透过光的颜色,即,溶液体现的颜色是它汲取光的互补色。如,CuSO4溶液在600nm处有汲取峰,此波长下汲取的是黄光,其互补色为蓝色,所以我们看到的CuSO4溶液体现出蓝色。假如丈量某种物质对不一样波长单色光的汲取程度,以λ为横坐标,以A(absorption)为纵坐标,可获取一条曲线——光汲取曲线。例:KMnO4溶液的光汲取曲线(赐教材)议论:,KMnO4溶液对波长525nm的绿光汲取最大,而对紫色和红色光吸收最弱,溶液体现紫色。光汲取程度最大处的波长——最大汲取波长λmax。浓度不一样时,光汲取曲线形状同样,最大汲取波长不变。浓度不一样时,相应的吸光度大小不一样。浓度越大,吸光度越大,比色就是以此为依照的。三、,光的汲取程度与液层厚度成正比——Lamber定律。入射光强吸光度C必定,(假如吸光物质溶于不吸光的溶剂中),当液层厚度一准时,光的汲取程度和吸光物质的浓度成正比——Beer定律。L必定,—Beer定律假如要求同时考虑溶液浓度C和液层厚度L对光汲取(A)的影响,可将上述两定律归并,即Lamber—Beer定律。当一束单色光经过均匀溶液时,其吸光度与溶液的浓度、厚度的乘积成正比——Lamber—Beer定律。AlgI0kCLI式中:k—比率系数,与入射光的波长、物质的性质、溶液温度相关。透射光强度I透光率T入射光强度I0AlgTkCLII0,T1100%,溶液无汲取,A0吸光吸数、摩尔吸光吸数AkCL式中k的单位随C、L单位不一样而不一样。浓度Cg/Lmol/L液层厚度LCmCm比率常数k吸光系数摩尔吸光系数a(L/g·Cm)ε(L/mol·Cm)L—B定律AaCLACL例:已知Fe2+的浓度为500μg/L,用邻二氮菲比色法测Fe2+,比色皿长度L为2Cm,,计算摩尔吸光系数。解:CFe2500106g/.(L/molCm):①ε表示物质对某一特定波长光的汲取能力。②ε越大,则该物质对某波长光的汲取能力越强。③ε越大,比色测定的敏捷度越高。④ε与C、L没关,与物质的性质相关,为了提升敏捷度,应选择ε值大的有色化合物。偏离Lamber—Beer定律的原由非单色光②化学要素③其余要素(如含有胶体、乳浊液、悬浮物质等)§3比色剖析方法和仪器一、目视比色用眼睛比较被测溶液同标准溶液(standardsolution)颜色深浅的比色方法——目视比色法。在这种比色法中,最简单和使用最多的是标准系列法。标准系列法一般是取一套同样玻璃质料制造的、形状大小同样的比色管(不行几套混用),向管中逐个加入不一样浓度的标准溶液,其余试剂的加入量同样,而后稀释到刻度,即形成颜色由浅到深的标准色阶。另取一支比色管,加入被测溶液,和与标准色阶同样体积的试剂,稀释到刻度。而后从管口垂直向下察看,并与标准色阶比较,若试液与某一标液颜色深度同样,则可确立试液的浓度与该色阶浓度同样;假如被测试液介于两标液之间,可取两标液的均匀值来表示该溶液的浓度。目视比色法的长处:设施与操作简单;因比色管较长,对颜色很淡的溶液(稀溶液)也能测出其含量,因此测定敏捷度高;比色法可在复合光(白光)下测定,且测定条件同样,所以某些不完整切合汲取定律的显色反响,也可用目视比色法测定;适于野外大量试样的剖析。目视比色法的弊端:因为很多有色溶液不够稳固,标明系列不可以久存,常常需要在测准时同时配制,比较费时费事。为了战胜这一弊端,有时采纳某些比较稳固的有色物质来配制标准色阶,如必定比率的K2Cr2O7(橙色)、CuSO4(蓝色)、CoSO4(粉色)配成标准色阶,也可制成各样色阶的有色玻璃、有色纸片(pH试纸)等来取代标准色阶。,一般相对偏差为±5~20%。5二、仪器比色方法光电比色计滤光片仪器分光光度计光栅或棱镜(一)工作原理及仪器结构原理光电比色和分光光度比色原理是同样的,都是比较溶液对某一波长光的汲取程度。光电比色法波长范围宽的光滤光片光源I0I有色溶液光电池近似单色光光栅或棱镜电流检流计分光光度法波长范围窄的单色光AorT光电池产生的电流透射光强度溶液的浓度仪器结构⑴光源常用光源为6~12V钨灯,波长:300~1000nm,电源由变压器供应,为了保持光源强度的稳固,以获取正确的结果,电源的电压一定稳固,所以采纳磁饱和稳压器作为电源。为了使经过溶液的光芒变为平行光束,在光源后,有聚光透镜。⑵单色光器仪器比色法是以Lamber—Beer定律为基础的,而这个定律是成立在单色光上,即只有当入射光为单色光时,AkCL才成立。所以需要将单色光(复合光)变为单色光。6将连续光源发出的连续波长的光分解为单色光的装置——单色器。光电比色计滤光片仪器分光光度计光栅或棱镜滤光片滤光片的作用:主要使有色溶液汲取最大的那部分波长范围的光经过,汲取其余波长的光。滤光片的质量:用半宽度来表示。比如:470nm的蓝色滤光片,λmax=470nm——光强I,在1/2I处,λ=442~498nm,半宽度:56nm。半宽度越小,滤光片的选择性汲取越好,透过的单色光越纯。滤光片的选择:在比色剖析中,正确地选择滤光片很重要。要正确地选择适合的滤光片,应依占有色溶液、滤光片透过最大的波长及半宽度。一般来说,选择滤光片的原则是:滤光片最易透过的光应是有色溶液最易汲取的光。①滤光片只同意和它颜色同样的光芒经过,如:绿色滤光片可透过绿光;②有色溶液汲取与所见颜色互补的光;③所以,比色中采纳的滤光片颜色应是待测溶液颜色的互补色。比如:KMnO4为紫色,互补色:绿色(KMnO4汲取最多),∴选择绿色滤光片。在实质工作中,有时溶液的颜色用眼很难差异,就难以选择滤光片。所以,常用实验的方法,即:用不一样的滤光片对同一溶液比色,测吸光度,此中吸光度大者,即为与该溶液互成补色的滤光片。棱镜及光栅用它们作单色器,可将复合光分红波长范围很窄的单色光。一般半宽度为5~10nm,使单色光纯度高。依据最大吸光度,来确立波长范围。测定的敏捷度、选择性、正确度高。⑶比色皿①用透明物色的玻璃、石英制成②长方形③,1,2,3,5cm比色皿镉4各个为一套④比色皿的厚度应同样⑤对光的汲取程度应相等,若相差太大,不可以配套使用。检查方法:把比色皿放上同一溶液,在同一波长下,测定T,读数一致可使用,%不可以配套使用。⑷光电池光电池是利用光电效应丈量光强的零件。其种类好多,此中最常用的是硒光电池。其结构如图。7金属薄膜硒铁or铝光电池工作原理:当光芒透过金属膜照到半导体硒时,在它的表面就由电子放出,跑向金属膜,使其带负电,成为电池的负极,硒层失掉电子后带正电,所以铝片也带正电,成为光电池的正极。因为半导体的特征决定了电子只好向一个方向挪动,不可以向相反方向挪动。所以金属膜上的电子不可以穿过界面再回到硒层,要经过外电路才能回来。所以用导线将金属膜与铝片相连,则产生电流。光电池输出的电流与照耀的光强成正比,由此可用敏捷的电流计来丈量光强,从而确立待测溶液的浓度。光电池使用注意事项:光电池受光照耀或长时间使用,会产生疲惫,敏捷度降低,即在光强不变的状况下,光电流降落。所以,在使用时,应注意:①防止强光直接照耀光电池(光电比色计:放滤光片后,给光;72、721:不用时切断光路);②长时间使用,中间应将光电池置于暗处歇息,正常后使用;③光电池应注意防潮。⑸光电管有的仪器使用光电管取代光电池。光电管是一种二极管。管内能够抽成真空——真空光电管;管内也可充进一些气体——充气光电管。在玻璃或石英泡内装有:阳极——Ni环或Ni片;阴极——氧化色涂在金属片上。氧化铯是一种光敏物质,受光照耀后,放出电子,电子摆脱原子约束,在电场的作用下,移向高电位的阳极,形成光电流,光电流的大小与光强成正比。电池的作用:供应电场、增补电子数。因为产生的光电流很小,需要用放大装置将讯号放大后,才能用微安表丈量。⑹检流计或记录仪在使用检流计时应注意:防备震动;防备大电流经过;仪器不用时,将检流计开关指向0,使其短路。检流计标尺上刻有两种刻度,等刻度的表示T%,对数刻度的表示A。lgT∴对数关系T100%Alg10光所有透射,没有汲取8T50%%,所有汲取(二)光电比色及分光光度的定量剖析方法单调物质的测定⑴标准曲线法(此法最为常用)※配制不一样浓度的标准样品加显色剂加其余试剂,进行比色,测得A,以A—C作图,获取工作曲线(先进行数据办理,检查线性关系和线性回归)※试液加显色剂加其余试剂,进行比色,测得Ax,查图得Cx※原理:AkCLAC,呈线性关系AAxCxC⑵比较法依据Lamber—Beer定律,AskCsL,AxkCxL,使用同一比色皿,厚度L同样;测定条件同样,k同样,AsCsAxCxCxAxCsAs使用一标准溶液(已知浓度Cs),测As,另用试液测Ax,求出Cx即可。在使用这种方法时,应注意使标液的Cs与Cx靠近,不然会有较大的偏差。在以下状况下能够使用比较法:;、毒性大。。假如两组分的汲取曲线互不扰乱,能够选择各自最大汲取波长分别进行测定。假如两组分的汲取曲线互相扰乱,则可用解联立方程的方法,求出各组分的含量。例:钢中Cr和Mn的测定。试样办理后获取2-—(紫色),两颜色靠近,吸Cr2O7(橙色)和MnO4收曲线见图。在440nm下,CrO2-最大汲取波长下,—有部分汲取;在—MnO540nm下,MnO274492-有部分汲取。此时,假如分别选择440nm和540nm测定CrO2-和MnO最大汲取波长下,CrO27274—各自浓度时,会有扰乱。所以采纳解联立方程的方法求得待测物的浓度。(三)仪器比色的特色仪器法和目视比色法在原理上其实不完整同样。光电比色和分光光度比色法是比较有色溶液对某一波长光的汲取状况,而目视比色法是比较透过光的强度。如:测定KMnO4溶液的含量时,光电、分光法丈量的是KMnO4对黄绿光的汲取状况;目视比色则比较KMnO4溶液红紫光透过的强度。仪器法的长处:用光电池取代人眼进行丈量,除去了人的主观偏差,提升了正确度;在有其余有色物质共存时,能够采纳滤光片或采纳光栅、棱镜进行分光,使扰乱物在待测物的最大汲取波长下不产生扰乱,也能够选择参比液来除去扰乱,因此提升了测定的选择性。4比色剖析的条件选择一、显色反响和显色条件(一)显色反响、显色剂及其选择在比色剖析中,将试样中被测组分转变为有色化合物的反响——显色反响。显色反响可分为:络合反响(最主要的显色反响)、氧化复原反响。与被测物化合成有色物质的试剂——显色剂。同一组分常可与多种显色剂反响,生成有色化合物。其原理和敏捷度相差甚多。一种被测物应当用哪一种显色反响,可依据所需标准加以选择。显色反响的标准是:选择性好,扰乱少一种显色剂最好只与一种被测组分显色,②或许扰乱离子易除去,③或许显色剂与待测组分及扰乱物生成的有色化合物的汲取峰相隔较远。敏捷度高因为吸光光度法一般用于丈量微量组分,要求敏捷度高,这样有益于微量组分的测定。敏捷度用摩尔吸光系数ε表示,ε越大,敏捷度越高。注意:敏捷度高的反响,不必定选择性好,应综合考虑。有色化合物的构成恒定,化学性质稳固如有色化合物的构成不切合化学使,测定的再现性就差;有色化合物若不稳固,易受O2的氧化,光照分解,就会引入偏差。此时应注意控制反响条件。显色剂自己的颜色应与有色化合物的颜色有较大差异,即在最大汲取波长下,不产生汲取。10

第四章比色解析计划及分光光度法 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

非法内容举报中心
文档信息