主要内容
? 一、吸光光度法的分类及特点
? 二、吸光光度法的原理
? 三、显色反应和显色的条件
? 四、测量条件的选择
? 五、目视比色法和分光光度法
? 六、吸光光度法的应用
分类,
? 1、比色分析法
? 2、可见分光光度法
? 3、紫外分光光度法
? 4、红外分光光度法
一、吸光光度法的特点
特点,
? 1、灵敏度高
? 2、准确度高
? 3、操作简单，测定速度
快
? 4、应用广泛
吸光光度法 是基于被测物质对 光 的选择吸收而建立的分
析方法。
1、物质的颜色及对光的选择性吸收
?
?
射
线
x
射
线
紫
外
光
红
外
光
微
波
无
线
电
波
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
二、吸光光度法的原理
可 见 光 400nm 760nm
（ 1）物质的颜色与光的关系
单色光、复合光、光的互补
单色光
复合光
光的互补
单一波长的光
由不同波长的光组合而成的光
若两种不同颜色的单色光按一定的强度比
例混合得到白光，那么就称这两种单色光
为互补色光，这种现象称为光的互补。
蓝
黄
紫红
绿
紫
黄绿
绿蓝 橙
红
蓝绿
物质的颜色与光的关系
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
光谱示意 表观现象示意 复合光
黑色
白色
蓝色
（ 2） 吸收曲线
由刚才的 flash可以得出,
不同浓度的 KMnO4溶液的光吸收曲线形状类似，而最大吸
收波长不变。
在可见光范围内,KMnO4溶液对波长为 525nm的绿光吸收
能力最大，对紫光和红光吸收少。
不同浓度的 KMnO4溶液在相同波长下的吸光度随溶液浓度
的增大而增大。
（定性分析）
（定量分析）
2、光吸收定律
透光率 （透射比） Transmittance
透光率定义,
0I
I
T t?
T 取值为 0.0 % ~ 100.0 %
全部吸收 T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
入射光 I0 透射光 It
吸光度 与透光率 Absorbance and transmittance
AK c bT ??? lg
T, 透光率 A,吸光度
1.0
0.5
0
A
C
A
100
50
0
T %
T
K b cAT ?? ?? 1010
T = 0.0 %
A = ∞
T = 100.0 %
A = 0.0
A = 0.434
T = 36.8 %
吸光系数 Absorptivity K cbA ?
b,吸光液层的厚度，光程,cm c,吸光物质的浓度,g / L,mol / L
K：比例常数 入射光波长 物质的性质 温度
取值与浓度的单位相关
c,mol / L K ? κ
c,g / L K ? a
A c b??
a c bA ?
c,g / 100 mL K ? 比 吸光系数
%11 cmE
cbEA cm%11?1%
1 1 0 1 0cmEa M
???相互关系
Molar Absorptivity
Absorptivity
3、偏离朗伯－比尔定律的原因
对吸收定律偏离
A
C
主要原因
非单色光
吸光质点的相互作用
非单色光引起的对吸光定律的偏离
设入射光由 ?1 和 ?2 两种波长组成，溶液的吸光质点对
两种波长的光的吸收均遵从吸收定律
?1
01
11
1
lg
I
A b c
I ?
? ? ? 1
1 0 1 10
λ bcII ????
?2
02
22
2
lg λ
I
A bc
I
? ? ?
2
2 0 2 10
λ bcII ????
21
0201lg
II
IIA
?
??
12λ λ? ? ?
1A b c???
或
2A b c???
12λ λ? ? ?
1A b c???
或
2A b c???
吸光质点间相互作用引起的对吸光定律的偏离
质点间的静电作用
质点间的缔合作用
质点间的化学反应
三、显色反应和显色条件的选择
1、显色反应要求
最好仅与待测物发生显色反应 选择性好
生成有色产物在特定波长处 κ 大 灵敏度高
有色产物组成与性质稳定,吸收曲线不变 稳定
显色剂与产物 λmax差异大, △ ? > 60 nm 色差大
2、显色反应条件的选择
（ 1） 显色剂用量
（ 2） 溶液的酸度
（ 3） 显色时间
（ 4） 显色温度
（ 5） 溶剂
（ 6） 共存干扰离子的影响
（ 1）显色剂用量
A
CR
方法：在一系列浓度相同的溶液中，加
入不同量的显色剂，在相同条件下，分
别测定其吸光度，作 A～ CR曲线，取其
中适宜的 CR范围。
返回
（ 2）溶液的酸度
酸度的影响
副反应 M + nR = MRn OH- H+
存在型体的变化 RH = R- + H+
?1 ?2
生成不同配比的络合物 例，磺基水杨酸 – Fe 3+
pH = 2 ~ 3 FeR 紫红色
pH = 4 ~ 7 FeR2 橙色
pH = 8 ~ 10 FeR3 黄色
方法：取若干份浓度相同的被测溶液在不
同 pH的缓冲溶液中进行显色，分别测其吸
光度，作 A ~ pH 曲线，曲线上的平直部分
所对应的 pH区间，即为合适的酸度范围。
A
pH
返回
（ 3）显色时间
方法：从在溶液中加入显色剂开始计时,
每隔一段时间测定依次吸光度，作 A～ t曲
线，曲线上平直所对应的时间，即为测定
吸光度的最佳显色时间。
A
t
返回
实际工作中，作 A ~ T 曲线，寻找适宜 反应温度。
A
T
A
T
A
T
A
T
A
T
（ 4）显色温度
返回
（ 5）溶剂
有机溶剂可以降低有色化合物的解离度，从而提高测定的灵敏度。
（ 6）共存干扰离子的影响
影
响
共存离子本身有颜色，会干扰比色测定
共存离子会与显色剂发生反应
共存离子的消除办法,
?控制溶液的酸度
?选择合适的测定波长和适当的分离方法
?利用参比溶液消除显色剂和干扰离子的影响
?通过氧化还原反应，改变干扰离子的价态
?添加掩蔽剂
四、测量条件的选择
1,入射光波长的选择
3,吸光度读数范围的选择
2,参比溶液的选择
1、入射光波长的选择
无干扰，选择 ?max 有干扰
A
?
A
?
控制 A = 0.15 ~ 1
T = 70 % ~ 10%
方法 选择 C
选择 b
1,非单色光
影响小
2,灵敏度高
待测溶液吸光度的选择
返回
2、参比溶液的选择
原则,扣除非待测组分的吸收
以显色反应为例进行讨论 M + R = M-R
?max
试液 显色剂 溶剂 吸光物质 参比液组成
无吸收 无吸收 光
学
透
明
溶剂
基质吸收 无吸收 吸收 不加显色剂的试液
无吸收 吸收 吸收 显色剂
基质吸收 吸收 吸收
吸收
显色剂 + 试液 + 待
测组分的掩蔽剂
若欲测 M-R 的吸收 ?max
A （样） = A （待测吸光物质） + A （干扰） + A （池）
A （参比） = A （干扰） + A （池）
返回
3、吸光度读数范围的选择
由图可知：当透光率 T＝ 36.8%或吸光度 A＝ 0.430时,
测量误差最小。为达到测量的相对误差 ≤ ± 5％的要求,
0.2～ 0.8的吸光度范围是适宜的测量范围。
五、目视比色法和分光光度法
标准系列
未知样品
特点
利用自然光
比较吸收光的互补色光
准确度低（半定量）
不可分辨多组分
方法简便，灵敏度高
1、目视比色法
2、分光光度法
0.575
光源 单色器 吸收池 检测器 显示
I0
It
参比
样品
0
l g l gt
I
A T b C
I
? ? ? ? ? ?
入射光 I0 透射光 It
请注意与定义比较 未考虑吸收池和溶剂对光子的作用
分光光度计基本部件
光源
单色器
样品池
检测器
信号输出
氢灯，氘灯,185 ~ 350 nm； 卤钨灯,250 ~ 2000 nm,
基本要求：光源强，能量分布均匀，稳定
作用：将复合光色散成单色光
棱镜
光栅
玻璃,350 ~ 2500 nm,石英,185 ~ 4500 nm
平面透射光栅,反射光栅
玻璃，光学玻璃，石英
作用：将光信号转换为电信号，并放大
光电管，光电倍增管，光电二极管，光导摄
像管（多道分析器）
表头、记录仪、屏幕、数字显示
六、吸光光度法的应用
常规法 以空白溶剂为参比
x
x I
IA 0lg?
xbc??
示差法 以浓度为 Cs 的标准溶
液为参比
()xsb c c? ? ?
x
s
x I
IA lg??
0
0
I
I?
sx I
I
I
I 00 lglg ??
sx AA ??
xbc? ? ?
sxx ccc ???
A
△ C △ Cx
A′
（ Cx > Cs） 适宜 高 浓度的测定
1、示差分光光度法
思考：（ Cx ? Cs）时情况怎样？
示差法的误差
方法 定量原理 相对误差
常规法
xxx TbcA lg??? ?
s
x
r I
IT ?
示差法
rxc TcbA lg????? ?
xx
T
x
c
TT
d
c
d
x
ln
?
xr
T
x
c
TT
d
c
d
x
ln
?
?
∴ Tr > Tx
0I
IT x
x ?
∵ I0 > Is
x
c
x
c
c
d
c
d
xx ??
有
结论：示差法提高了准确度
例题
已知 dT = 0.01,样品 Tx = 2.00 %,标准 Ts = 10.0 %
示差法
s
x
r I
IT ?
%0.200.10 00.2 ??
xx
T
x
c
TT
d
c
d
x
ln
? 02.0lg02.0
4 3 4.001.0
?
?? %8.12??
xr
T
x
c
TT
d
c
d
x
ln?
?
常规法误差
示差法误差
02.0lg20.0
4 3 4.001.0
?
?? %28.1??
已知 dT = 0.01,样品 Tx = 2.00 %,标准 Ts = 5.00 %
0I
IT x
r ? %0.4000.5 00.2 ?? xr
T
x
c
TT
d
c
d
x
ln?
? %64.0??
s
x
T
T?
示差法提高准确度的实质
常规法
Tx
T 0 5 10
50 100
落在测量误差较 大 的范围
示差法 T 0 5 10 50 100
Tr Ts
Ts
落在测量误差较 小 的范围
结论,示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度
2、多组分分析
吸光的加合性
多组分体系中，如果各组分之间无相互作用，其吸光度具
有加合性，即
?? ? ???
i
ii
i i
iii cbbcAA ??
多组分分析
（ 1）吸收曲线不重叠
（ 2）吸收曲线重叠
（ 1）吸收曲线不重叠 (a) （ 2）吸收曲线重叠 (b)
1 aaA k b c?
2 bbA k b c?
可按下式求解,可联立方程求解,
1 1 1a a b bA k b c k b c??
2 2 2a a b bA k b c k b c??
