比分析的基本原理朗伯比尔定律

分析的基本原理
(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)
女体解剖图( 关键词:比分析,吸光光度法,光电比法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数 )
比分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法,又称吸光光度法。
  有物质溶液的颜与其浓度有关。溶液的浓度越大,颜越深。利用光学比较溶液颜的深度,可以测定溶液的浓度。
  根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度,可分为光电比法和分光光度法等。
  比分析具有简单、快速、灵敏度高等特点,广泛应用于微量组分的测定。通常中测定含量在10-1~10-4mg·L-1的痕量组分。比分析如同其他仪器分析一样,也具有相对误差较大(一般为1%~5%)的缺点。但对于微量组分测定来说,由于绝对误差很小,测定结果也是
令人满意的。在现代仪器分析中,有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。在医学学科中,比分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。
  一、物质的颜和光的关系
  光是一种电磁波。自然是由不同波长(400~700nm)的电磁波按一定比例组成的混合光,通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜相连续的可见光谱。如把
两种光以适当比例混合而产生白光感觉时,则这两种光的颜互为补。图8-1中处于同一直线关系的两种光(如绿与紫、黄与蓝)互为补。影视理论
当白光通过溶液时,如果溶液对各种波长的光都不吸收,溶液就没有颜。如果溶液吸收了其中一部分波长的光,则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜。例如,我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红,就是因为白光透过溶液时,绿光大部分被吸收,而其他各都能透过。在透过的光中除紫红外都能两两互补成白,所以KMnO4溶液呈现紫红。
有溶液的颜是被吸溶液能吸收黄光,所以溶液呈蓝。由此可见,同理,CuSO4
光颜的补。吸收越多,则补的颜越深。比较溶液颜的深度,实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。表8-1列出了溶液的颜与吸收光颜的关系。
表8-1 溶液的颜与吸收光颜的关系
溶液颜绿黄橙红紫红紫蓝青蓝青         
颜紫蓝青蓝青青绿绿黄橙红         
吸收波长/400~450~480~490~500~560~580~600~650~光
760580480650490500600560450nm         
  二、朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
uy444  当一束平行单光(只有一种波长的光)照射有溶液时,光的一部分被吸收,一部分透过溶液(图8-2)。
图8-2 光吸收示意图
庵埠中学>公共自行车服务系统  设入射光的强度为I,溶液的浓度为c,液层的厚度为b,透射光强度为I,则 0 (8-1 )
  式中lgI/I 表示光线透过溶液时被吸收的程度,一般称为吸光度(A)或消光度(E)。0因此,上式又可写为:
A=Kcb(8-2) 
  上式为朗伯-比尔定律的数学表示式。它表示一束单光通过溶液时,溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。
  式中,K为吸光系数,当溶液浓度c和液层厚度b的数值均为1时,A=K,即吸光系数在数值上等于c和b均为1时溶液的吸光度。对于同一物质和一定波长的入射光而言,它是一个常数。
法中常把称为透光度,用T表示,透光度和吸光度的关
  系如下:
  ?(8-3)
-1-L·mol表示,其单位是以cmol·Lε为单位时,吸光系数称为摩尔吸光系数,用当 
1-1-1E1)表示时,吸光系数称为百分吸光系数,用以质量体积浓度(g·mlc。当·cm
-1·-1。吸光系数越大,表示溶液对入射光越容易吸收,当ccmm表示,单位是ml·g有微小变化时就可使A有较大的改变,故测定的灵敏度较高。一般ε值在103以上即可进行比分析。
如果测定某种物质对不同波长单光的吸收程度,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图可得一条曲线,即物质对光的吸收曲线,可准确地描述物质对光的吸收情况。
  图8-3是几种不同浓度的KMnO4溶液的吸收曲线,溶液对波长525nm附近的绿光吸收量最强,而对其他波长的光吸收较弱。光吸收程度最大处的波长叫做吸收波长,用λmax表示。不同浓度的KMnO4溶液所得的吸收曲线,最大吸收波长都一致,只是相应的光被吸收的程度不同。
  吸收曲线可作为比分析中波长选定的依据,测定时一般选择λmax 的单光作为入射光。这样即使被测物质含量较低也可得到较大的吸光度,因而可使分析的灵每度较高。
若所测定的溶液无,可在测定前加入适当的显剂,通过与待测成分的化学反应使溶液晱即可测定此待测成分。
-1-1,若用2cmmol比皿,为使·cmε=2235L· 处例如,  已知在525nmKnO溶液的4所测得的透光率介于20%~65%之间,溶液的浓度范围应是多少?
图8-3 KMnO液的吸收光谱曲线   解:若T=20%
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  则
-5-1)    则      c=-lg65%/2235*2.0=4.19*10(mol·L

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