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吸光光度法的基本原理

  • 发布日期:2016/12/28 9:43:29 阅读次数:1977
  • 一、物质的颜色和对光的选择性吸收

    物质呈现何种颜色与光有着密切的关系。有些波长的光作用于人的眼睛能引起颜色的感觉,我们把人眼能感觉到的光叫做可见光,其波长范围在400~760nm之间。白光是一种混合光,是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光按一定强度比例混合而成的。具有一种波长的光叫单色光,各种颜色的光都具有一定的波长范围。

    当一束白光通过有色溶液时,溶液选择性地强烈吸收了白光中的某种单色光,则溶液呈现透过光的颜色。例如硫酸铜溶液因吸收了白光中的黄光而呈现出蓝色。因此,溶液的颜色是由透过光的波长决定的。

    如果将两种相对应颜色的光按一定比例混合,则可成为白光,故称这两种光为互补色光。

    实验证明,各种有色溶液,对于可见光区各种不同波长的光都有一定程度的吸收,如果将不同波长的光依次通过某有色溶液,并测其吸光度,然后,以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,所得曲线称为吸收光谱曲线,简称吸收曲线。每种物质的溶液,其吸收曲线上都有一个最大吸收峰。这个峰所对应的波长称为最大吸波长,用λmax表示。

    二、朗伯——比耳定律

    当一束平行的单色光照射到有色溶液时,光的一部分被吸收,一部分透过溶液。设入射光的强度为I0。透过光的强度为It,溶液浓度为c,液层厚度为b。实验证明,它们之间存在着如下关系:

    lg I0/It=kcb.........(1)

    It/I0表示光线透过溶液的程度,称为透光度或透光率,用符号T表示。显然,溶液透光率愈大,说明对光的吸收愈小。

    lg I0/It即1g1/T是透光度倒数的对数值,称为吸光度,用符号A表示。因此上式可写成:

    A= lg1/T =lg I0/It=kcb..........(2)

    式2表明:当一束平行的单色光通过均匀溶液时,溶液对光的吸收程度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。这一结论就是光吸收的基本定律,称为朗伯——比耳定律,它为比色分析法和分光光度法奠定了理论基础。

    式2也称为比色公式。在公式中k是比例常数,数值随b、c所用单位的不同而异,它与入射光波长、溶液的性质和温度等因素有关。若溶液的浓度以mol•L-1表示,液层厚度以cm表示,则此常数称为摩尔吸光系数,用ε表示,其单位为L·moL-1·cm-1,式2变为:

    A=εbc.........(3)

    摩尔吸光系数的物理意义是:当有色溶液的浓度是1mol·L-1,液层厚度为1cm时溶液的吸光度。它反映了有色溶液对某特定波长的光的吸收能力。它是各种物质在入射光为一定波长时的特征常数。C值愈大,表示该物质对这一波长光的吸收能力愈强,光度分析的灵敏度愈高。

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