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吸光光度法概述(一)

发布时间:2018-11-06 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:3168

10.1.1吸光光度法概念

许多物质本身具有明显的颜色,例如,高锰酸钾溶液呈紫红色,硫酸铜溶液呈蓝色。有些物质本身无色或是浅色,但遇到某些试剂后,变成了有色物质,如淡黄色的Fe3+与SCN-反应生成血红色的配合物,淡绿色的Fe2+与邻二氮菲作用生成橙红色的配合物等。物质呈现不同的颜色是由于物质对不同波长的光选择性吸收的结果,而颜色的深浅是山于物质对光的吸收程度不同而引起的。基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法。对于有色溶液来说,溶液颜色的深浅在一定条件下与溶液中有色物质的含量成正比关系。吸光光度法利用这一关系,通过分光光度计测得溶液中有色物质对光的吸收程度而对物质进行定性和定量分析。

与经典化学分析方法相比,吸光光度法的特点有:

①灵敏度高。吸光光度法适用于测定微量物质,被测组分的最低浓度为10-5~10-6mol/L。

②准确度高。吸光光度法的相对误差通常为2%~5%,常量组分的准确度确实不如滴定分析法和重量分析法高,但对微量组分,化学分析法是无法进行的,而吸光光度法则完全能满足要求。

③操作简便。吸光光度法的仪器设备简单,操作简便。若采用灵敏度高、选择性好的显色剂,再采用适宜的掩蔽剂消除于扰,有的样品可不经分离直接测定。完成一个样品的测定一般只需要几分钟到十几分钟,有的甚至更短。

④应用范围广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化合物均可直接或间接地用吸光光度法测定。吸光光度法已经成为生产、科研、环境监测等部门的一种不可缺少的测试手段。

通常情况下,吸光光度法可以分为以下几种:

①可见吸光光度法。基于物质对420~760 nm可见光区的选择性吸收而建立的分析方法,也称为可见分光光度法,是微量分析的简便而通用的方法。

②红外吸光光度法。利用物质对0.78~1000um红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性分析和定量分析的一种分析方法,又称为红外吸收光谱法和红外分光光度法。

③紫外吸光光度法。基干物质对紫外光选择性吸收来进行分析的方法,也称为紫外吸收光谱法和紫外分光光度法。

④比色分析法。通过比较有色物质溶液颜色深浅来测定物质含量的分析方法。比色分析法有目视比色法和光电比色法。

10.1.2吸光光度分析法

10.1.2.1目视比色法

(1)目视比色法

目视比色法是指用眼睛观察比较溶液颜色的深浅,以确定物质含量的分析方法。常用的目视比色法是标准系列法,也叫标准色阶法。该方法使用一套由同种材料制成、大小形状相同的平底玻璃管,即奈氏比色管,在实验条件相同的情况下分别加入不同量的标准溶液和待测溶液,再加入等量的显色剂和其他试剂,稀释至一定刻度后从管口垂直向下观察,比较待测溶液与标准溶液颜色的深浅。当待测溶液与某标准溶液颜色一致时说明两者浓度相等,若介于两标准溶液之间,则取其算术平均值作为待测溶液的浓度。

目视比色法的仪器简单、操作简便、成本低廉。另外,由于是在白光下进行测定的,所以某些显色反应不符合朗伯-比尔定律时,仍可用该法进行测定。但此法的准确度不高,主观误差较大。另外,标准系列不能久存,需要在测定时临时配制。该方法可用于准确度要求不高的半定量分析中,如土壤和植株中氮、磷、钾的速测等。

(2)吸光光度法

吸光光度法目前应用得非常广泛。吸光光度法是比较有色溶液对某一波长光的吸收情况,而目视比色法则是比较透过光的强度。例如,测定溶液中KMnO4的含量时,吸光光度法测量的是KMnO4溶液对黄绿色光的吸收情况,目视比色法则是比较KMnO4溶液透过红紫色光的强度。

10.1.2.2定量分析方法

(1)标准曲线法

标准曲线法又叫工作曲线法,应用最为广泛。此法要求配制一系列浓度不同的标准溶液。在最大吸收波长处分别测量它们的吸光度。以标准溶液的浓度为横坐标,相应的吸光度为纵坐标作图,绘制工作曲线或标准曲线,再在相同条件下测量待测溶液的吸光度,就可以从标准曲线上查得待测溶液的浓度,如图10-1所示。为了保证测定准确度,要求系列标准溶液与试样溶液组成基本一致,试样溶液的浓度应在标准曲线线性范围内。如果实验条件变动,那么标准曲线应该重新绘制。

标准曲线法基本消除了偶然误差的影响,所以测定结果比较可靠。在固定仪器和测定方法时,标准曲线可多次使用。该法适合于同一测定对象的大批试样的常规分析。

(2)比较法

比较法是在相同条件下先配制与被测试液浓度cx相近的标准溶液cs,然后在相同条件下测其相应的吸光度Ax和As,根据朗伯-比尔定律:

Ax=εLcx,As=εLcs

两式相比可得

只有当cx与cs相接近时,结果才可靠,否则将有较大误差。

图10-1 标准曲线图

文章来源:《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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