8.3 吸光光度法的灵敏度与准确度

1. 8.3 吸光光度法的灵敏度与准确度 8.3.1 灵敏度的表示方法 • 摩尔吸光系数 () • A=  b c  =A/bc (L·mol-1·cm-1)  越大, 灵敏度越高:  <104 为低灵敏度; 104～105 为中等灵敏度;  >105为高灵敏度.

2. 变换单位: bcmcmol/L=bcM106 g/1000cm2 2. Sandell(桑德尔)灵敏度(S) 定义：截面积为1cm2的液层在一定波长或波段处，测得吸光度为0.001时所含物质的量。 用S表示，单位：g·cm-2 A=  bc=0.001bc＝0.001/  S小灵敏度高; 相同的物质, M小则灵敏度高.

3. 或 例1邻二氮菲光度法测铁(Fe)=1.0mg/L, b=2cm , A=0.38 计算、S和 解：c(Fe)=1.0 mg/L=1.0×10-3/55.85 =1.8×10-5(mol·L-1) S=M/ =55.85/1.1×104=0.0051 (g/cm2)

4. c =1.0mg/L=1.0×10-3 g /1000mL = 1.0×10-4 g/100mL

5. 例2 比较用以下两种方法测Fe的灵敏度. A.用邻二氮菲光度法测定铁时， ε508＝1.1×104 L·mol-1·cm-1 S = 55.85/(1.1×104)＝0.0051 (g·cm-2) B. 用4,7-二苯基邻二氮菲光度法测定铁 ε533＝2.2×104 L·mol-1·cm-1 S = 55.85/(2.2×104)＝0.0025 (g·cm-2) B方法比A方法的灵敏度高.

6. c3 c1 c2 c3 T/% c2 c1 > < 100 T-透光率读数误差 80 60 40 T 20 T 0 c2 c3 c1 c 8.3.2 准确度—仪器测量误差 由于T 与浓度c 不是线性关系，故不同浓度时的仪器读数误差T引起的测量误差 c/c不同。

7. 测量误差公式推导: A= - lgT dA = d(-lgT) = d(-0.434lnT) = - 0.434dT/T T lgT 最大时，即(TlgT) ′= 0 时误差最小, 算得 lgT= - 0.434 , T=36.8% , A = 0.434

8. Er 10 8 6 (36.8) 4 2 0.434 20 40 60 80 T/% 0 0.7 0.4 0.2 0.1 A 浓度测量的相对误差与T(或A)的关系 实际工作中，应控制T在10～70％, A在0.15～1.0之间 (调c, b, )

9. ： ： ： 助色团－NH，－OH，－X （孤对电子）ne 生色团：－N＝N－，－N＝O， ： O C=S,－N （共轭双键）πe O 8.4 显色反应与分析条件的选择 8.4.1 显色剂与显色反应

10. OH COOH SO3H CH3－C－C－CH3 HO－N N－OH ＝ ＝ N N N N O H N OH N H N H S N N 有机显色剂 OO型： 磺基水杨酸 NN型： 邻二氮菲 丁二酮肟 ON型： PAR 双硫腙 S型：

11. 显色反应的选择 • 灵敏度高，一般ε>10 4; • 选择性好; • 显色剂在测定波长处无明显吸收, 对照性好,  max> 60 nm; • 反应生成的有色化合物组成恒定，稳定; • 显色条件易于控制，重现性好.

12. c(R) c(R) c(R) 8.4.2 显色条件的确定 1. 显色剂用量（c(M)、pH一定） Mo(SCN)32+浅红 Mo(SCN)5橙红 Mo(SCN)6- 浅红 Fe(SCN)n3-n

13. pH 2. 显色反应酸度（c(M)、 c(R)一定） pH1<pH<pH2

14. β3 β3＝1021.3 Fe2++3R FeR3 H+ OH- A H+ c(R)≈[R´]=10-4mol·L-1 邻二氮菲－亚铁反应完全度与pH的关系

15. pH3～8为适宜 的酸度范围

16. 50℃ A 25℃ t /min 3. 显色温度及显色时间 (c(M)、 c(R) 、 pH一定) 另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等.

17. 测Co2＋:(掩蔽法) ⑴NaF Co2+ FeF63- • SCN－ Co2+, Fe3+ Co(SCN)2 (蓝) • SCN－ Co2+ Fe2+,Sn4+ (2)Sn2+ Co(SCN)2 8.4.3 测定中的干扰以及消除方法 1.化学法

18. Co2+, Zn2+, Ni2+, Fe2+ CoR, Zn2+, Ni2+, Fe2+ CoR,ZnR NiR,FeR 钴试剂R • H+ 测Fe3＋:(控制pH) pH= 2.5 FeSSal（紫红） Cu2+ • SSal Fe3+, Cu2+ 测Co2＋:(生成络合物性质不同) 消除干扰，也可采取分离法。

19. 钍-偶氮砷III 钴-亚硝基红盐 A A 试剂 络合物 络合物 试剂 415 500 515 655 /nm /nm 2. 物理法—选择适当的测定波长

20. --选择适当的参比溶液 1. 仅络合物有吸收，溶剂作参比。 如 phen—Fe2+标准曲线 2.待测液也有吸收，被测液作参比。 如 测汽水中的 Fe 3. 显色剂或其他试剂也有吸收，空白溶液作参比 例:邻二氮菲光度法测Li2CO3中的 Fe， 参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂。 4. 干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时： 1）掩蔽被测组分，再加入显色剂，作参比. 2）加入等量干扰组分到空白溶液中,作参比.

21. 2. 磷的测定: DNA中含P～9.2%, RNA中含P～9.5%, 可得核酸量. H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3 =(NH4)3PO4·12MoO3+12NH4NO3+12H2O 磷钼黄(小) Sn2+ 磷钼(V)蓝(大) 8.5 吸光光度法的应用 1. 金属离子: Fe-phen, Ni-丁二酮肟, Co-钴试剂 8.5.1 单一组分的测定

22. 3.蛋白质测定—溴甲酚绿、考马司亮蓝等 4. 氨基酸测定—茚三酮(紫色化合物) 5. 水质检测: NH4+、NO2-、Mn2+、Fe2+、SO42-、Hg2+---- 6. 药物含量测定—比吸光系数定量；荷移光谱法测定. 7. 紫外吸收(UV): NO2-、NO3-、SO42-、SO32-、CO32-、SCN-、酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋白质等。

23. 8.5.2 多组分的测定 • 在1处测组分x, 在2处测组分y. b) 在1处测组分x; 在2处测总吸收,扣除x吸收,可求y. c) x,y组分不能直接测定 A1=exl1bcx+ eyl1bcy(在1处测得A1) A2 =exl2bcx+ eyl2bcy(在2处测得A2) xl1, eyl1, exl2, eyl2由x,y标液 在1, 2处分别测得.

24. NaOH滴定 对硝基酚 pKa=7.15 间硝基酚 pKa=8.39  pKa=1.24 酸形均无色. 碱形均黄色 间硝基酚 对硝基酚 V(NaOH)/mL V2 V1 8.5.3 光度滴定

25. 被滴物吸收 滴定剂吸收 Vsp Vsp 滴定剂与待测物均吸收 产物吸收 Vsp Vsp 典型的光度滴定曲线 依据滴定过程中溶液吸光度变化来确定终点的滴定分析方法。

26. A 1:1 3:1 c(R)/c(M) 1.0 2.0 3,0 8.5.4 络合物组成的测定 1. 摩尔比法:固定cM ,改变cR

27. 2. 等摩尔连续变化法: M:R=1:1 M:R=1:2 0.33 0.5 cM/c cM/c 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

28. HL H＋＋L [L] 或 [HL] 8.5.5 一元弱酸离解常数的测定 Ka＝[H+][L]/[HL] HL、L 颜色不同 配制一系列c相同,pH不同的溶液,测A. 高酸度下，几乎全部以HL存在，可测得AHL＝εHL·c(HL)； 低酸度下，几乎全部以L存在，可测得AL ＝εL·c(HL). 代入整理：

29. 1 A Aa(HL) 2 3 4 5 6 6 Ab 5 Ab (L) 4 3 2 1 Aa /nm 350 400 450 500 550 600 MO吸收曲线 由每份溶液的一对pH、A，可求得一个Ka, 取平均值即可.

30. 反键轨道 反键轨道 非键轨道 成键轨道  (nm) 成键轨道    n  = = 8.6.1 有机化合物分子的电子跃迁和吸收带 8.6 紫外可见分光光度法在有机定性分析中的应用 HCHO *>   *>   *>n  *>   *> n  *

31. 饱和烃类 λmax（nm） CH4 125 （C－H）  →*跃迁(饱和烃类)（作溶剂） CH3－CH3 135 （C－C） CH3－CH2－CH3 135 （C－C） CH2－CH2 CH2 190

32. n→ *跃迁（含具n电子的杂原子）

33. max(nm）  CH3COOH 204 41 EtOH CH3CONH2 214 60 H2O CH3N＝NCH3 339 5 EtOH CH3－NO2 280 22 异辛烷 CH3COCH3 186 280 1000( n→*) 16( n→*) 饱和醛酮 280～300 n→* 跃迁（带孤对电子的杂原子与其他键共轭） 介质

34. max(nm）  CH2＝CH2 175 14000 CH三CH 173 6000 π→π*跃迁（不饱和烃类) π→π* 跃迁的max短， 大, n→* 跃迁的max长， 小.

35. R 1 h 1 - + N N R R 2 2 R R h + - C O C O 电荷迁移跃迁（荷移光谱） h D—A D＋—A- （分子内氧化还原） e接受体 e给予体 特点：谱带宽,吸收强度大,λmax处的ε可大于104 。 h Fe3＋—SCN-Fe2＋—SCN e接受体 e给予体 R

36. －C－C－，－C－H ， σ→σ*～150nm －C－O－，－C－S－ : : n→σ*,σ→σ*～200nm : : : : －C－N－，－C－Cl： : C＝C ,－C ＝C－ π→π* ,σ→σ*～200nm （孤立双键<200nm） n→π*， π→π* n→σ*， σ→σ* C＝O C＝C－O－ : : : : 8.6.2 有机分子中的生色团与助色团 生色团类 型 严格地说，只有含有不饱和基团或孤对电子的基团，才是生色团（ n→π*， π→π*）

37. CH3 Cl O CH=CH2 C CH3 • 常见助色团及其助色效应(红移——max增大): • －F<－CH3<－Cl<－Br<－OH<－OCH3<－NH2<－NHCH3< －N(CH3)2 <－NHC6H5<－O－ 不饱和基团助色效应大 • 例：CH3Cl CH3Br CH3I • max(nm) 172 204 258 苯环B带λmax(nm) • 256 261 264 282 320 • 276(K带)

38. 8* 6* 4* 7* 2* 5* 3* 6* 4* 5* E E E E 4 3 2 3 1 2 2 1 1 1 共轭烯烃键数与能量的关系 共轭键越多，最大吸收峰波长越长.

39. 化合物 乙烯 丁二烯 己三烯 辛四烯 结构式 C＝C max 185 217 258 296  1.0×104 2.1×104 3.5×104 5.2×104

40. E带(I,E1) K带(II,E2) 精细结构 B带(III) 苯吸收带名称 max  苯吸收带（溶剂：异辛烷）

41. 苯环共轭的影响

42.  /nm 苯的同系物的吸收光谱

43. CH3 CH2 CH3 (CH3)2N N(CH3)2 +N(CH3)2Cl- C C H 苯环取代基的影响 2,2 -二甲基联苯 二苯甲烷 (CH3)2N

44. H 3 2 C 1 N N (nm) 500 600 N N C H 8.6.3 溶剂极性对吸收光谱的影响 • 蒸气状态 • 环己烷中 • 水中 • (溶剂化,精细结构消失) 对称四嗪的吸收光谱

45. - H O O O OH + H＋ C C O H sp3 - - sp2 C O O C O O + OH－ （红色） （无色） 酸碱性导致物质结构发生变化 例：PP

46. E2 > E1 max蓝移 例:丙酮 溶剂极性增大， n  *吸收蓝移 A 水 E1 乙醇 E2 己烷 无溶剂效应 溶剂效应（形成氢键）  丙酮的UV吸收光谱图

47. 例： 异亚丙基丙酮 溶剂 正己烷 氯仿 甲醇 水 极性增大 n  * 329 315 309 305 max蓝移  * 230 238 237 243 max红移 E1 E2   CH3 无溶剂效应 溶剂效应 E2 < E1 max红移 溶剂极性增大，   * 吸收红移 异亚丙基丙酮

48. 溶剂极性影响的结论: 1. 非极性溶剂可见精细结构; 2. pH影响分子构型, 因此影响物质对光的吸收. 3. 利用溶剂效应可区别   *(红移) 还是n  *(蓝移); 4. 比较光谱时, 溶剂要相同.

49. 常用溶剂的光学透明区 大于以上波长时使用 • 对溶剂的要求 • 1. 低极性 2. 易溶解被测物 • 3. 稳定 4. 在样品的吸收光谱区无明显吸收

50. 习 题 8.5 8.7 8.8 8.9 8.11