第十二章 吸光光度分析法

第十二章 吸光光度分析法

一、本章要点

1．掌握吸收曲线的绘制方法、吸收光谱、最大吸收波长的概念。

2. 掌握朗伯-比尔定律、吸光度、摩尔吸光系数、透光率的基本概念及相互之间的关系。

3.熟悉偏离朗伯-比尔定律的原因。

4. 掌握显色反应及其条件的选择、吸光光度分析方法及熟悉常用仪器的基本原理、主要部件及具体操作。

二、示例解析

1. 已知含Cd2+浓度为140µg·L-1的溶液，用双硫腙显色后，用厚度为2cm的比色皿测得 A =0.22，计算此溶液的摩尔吸光系数。

解： 查表知Cd的摩尔质量为112.41g·mol—1

c(Cd2+)=140×10-6/112.41=1.25×10—6（mol·L—1）

（L·mol-1·cm—1）

需要指出的是，上例中的 值是把被测组分看成是完全转变成有色化合物的。但在实际测定中，因有色物质组成不确定或有副反应存在，实际计算出的是表观摩尔吸光系数。

2. 已知吸光度A = 0.474，计算T及T

解： A = -lg T = 2 - lgT

lgT = -A = -0.474 ， T = 0.336； lgT = 2-A = 2-0.474 =1.53， T = 33.6

3.　准确移取含磷30g的标准溶液于25mL容量瓶中，加入5钼酸铵及其它相关试剂，稀释至刻度。在690nm处测定吸光度为0.410。称10.0g含磷试样，在与标准溶液相同的条件下测得吸光度为0.320。计算试样中磷的质量分数。

解： （P）= = =0.23

4.　某一分光光度计的透光率读数误差为0.005，当测量的百分透光率为9.5时，测得的浓度相对误差为多少？

解：T = 0.005，T = 0.095，代入式（8-6）：

= -0.022 = -2.2

5.　测定某样品中Fe的含量，称样0.2g测得T =1.0，若仪器透光率读数误差为0.50试计算：

测量结果的相对误差为多少？

欲使测得的A值为0.434，以提高测量的准确度，则应减少称样量或稀释样品多少倍？

若不进行上面的操作，为提高测量准确度应选用几厘米的比色皿？

解： T =0.50，T = 1.0%，代入（8-6）式

　=　0.1085　=　10.85

原试液T =1.0%，A = 2.00，要使A = 0.434，降低相对误差，则需稀释样品。因为减少称样量会增大称量误差。所以稀释倍数=C原/C =2.00/0.434 =4.6，即稀释4.6倍。

若不稀释样品，为了提高准确度，则要降低吸光度，因为C较大，所以应选择厚度小的比色皿，即选用0.5cm比色皿。

6.　如何选择适宜的参比溶液？

答： 溶剂空白：在测定波长下溶剂有吸收。　　　试剂空白：在测定波长下试剂有吸收。

试样空白：在测定波长下试样基体有吸收。　蒸馏水空白：在测定波长下均无吸收。

7. 某合金中含有Mn和Cr，称取1.000g试样，溶解后稀释至50.00mL，将其中的Cr氧化至Cr2O72-，Mn氧化至MnO4-，然后在440nm和545nm用1.0cm比色皿测得吸光度分别为0.204和0.860。已知在440nm时Mn和Cr的摩尔吸光系数分别为（Mn）=95.0 L·cm—1·mol—1，（Cr）=369.0 L·cm—1·mol—1。在545nm时Mn和Cr的摩尔吸光系数分别为（Mn）=2.35103 L·cm—1·mol—1，（Cr）=11.0 L·cm—1·mol—1。求试样中Mn，Cr的质量分数。（M（Mn）=54.94 g·mol—1，M（Cr）=52.00 g·mol—1）

解：根据（8-8）、（8-9）式

0.204 = 95.0CMn + 369.0CCr

0.860 = 2350CMn + 11.0CCr

解得 CMn = 3.6410—4mol·L—1 CCr = 4.5910—4mol·L-1

（Mn）= = 0.0010

（Cr）= = 0.0024

8. 某酸碱指示剂在水中存在下列平衡：HIn（黄色） H+ + In-（蓝色），在650nm处仅In-有吸收。今配制两份同浓度而不同pH值的指示剂溶液，于650nm处在同样测量条件下测量吸光度，得到pH1 = 4.50时，A1 =0.180；pH2 = 5.10时，A2 =0.360。求该指示剂的理论变色点。

解：根据酸碱指示剂变色原理，其理论变色点的pH即指示剂的pKa。

设酸碱指示剂的总浓度为c，当指示剂全部以In-存在，即CIn = C时，吸光度为A，则

pH1 = pKa + lg pH2 = pKa + lg

c（In-）1 = A1/b ， c（In）2 = A2/b ， c = A /b 代入上式

pH1 = pKa + lg pKA + lg 4.50

pH2 = pKa + lg= pKa + lg= 5.10

解得： A = 0.540 pKa = 4.80

三、自我检测

（一）判断题

1.　可见光的波长范围在400-760nm之间。 （ ）

2.　吸光度A与透光度T成反比。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ ）

3.　朗伯-比尔定律只适用于单色光。 （ ）

4.　同一物质与不同显色剂反应，生成不同的有色化合物时具有相同的 值。 （ ）

5.　可见光源用钨丝白炽灯，紫外光源用氘灯。 （ ）

6.　若显色剂用量多，则显色反应完成程度高，故显色剂用量越多越好。 （ ）

7.　一般来说，加入有机溶剂，可以提高显色反应的灵敏度。 （ ）

8.　浓度相对误差仅与仪器读数误差相关。 （ ）

9.　浓度较高时测量相对误差大，浓度较低时，测量相对误差小。 （ ）

10.　符合朗伯-比尔定律的某有色溶液稀释时，其最大吸收波长max向长波方向移动。（ ）

11.　有色溶液的吸光度随溶液浓度增大而增大，所以吸光度与浓度成正比。 （ ）

12.　在光度分析中，溶液浓度越大，吸光度越大，测量结果越准确。 （ ）

（二）填空题

1.　朗伯-比尔定律数学表达式：A=kbc，式中A代表 ，b代表 ，c代表 ，k代表 。当c的单位用mol·L-1表示时，k以符号 表示，称为 。

2.　下列物质水溶液选择吸收光的颜色为：CuSO4 ；K2Cr2O7 ； KMnO4 。

3.　光度计的种类和型号繁多，但都主要由 、 、 、 、 五大部件组成。

4.　分光光度计的表头上，均匀的标尺是 ，不均匀的标尺是 。

5.　为了降低测量误差，吸光光度分析中比较适宜的吸光度范围是 ，吸光度为 时，测量误差最小。

6.　在以参比溶液调节仪器的零点时，因无法调至透光度为100，而只好调节至95处，此处测得一有色溶液的透光度读数为35.2，该有色溶液的真正透光度为 。

7.　二苯硫腙的CCl4溶液吸收580 620nm范围内的光，它显 色。

8.　测量某有色配合物在一定波长下 用2cm比色皿测定时其T =0.60，若在相同条件下改用1.0cm比色皿测定，吸光度A为 ，用3.0cm比色皿测定，T为 。

9.　苯酚在水溶液中摩尔吸光系数为6.17103 L·cm—1·mol—1，若要求使用1.0cm比色皿，透光度在0.15 0.65之间，则苯酚的浓度应控制在 。

10.　吸光光度分析的方法有 、 、 等。

（三）选择题

1.　在吸光光度法中，透射光强度与入射光强度之比称为 （ ）

A． 吸光度 B. 透光度 C. 消光度 D. 光密度

2.　有色溶液的摩尔吸光系数 与下列哪种因素有关 （ ）

A．入射光波长 B.液层厚度 C.有色物质浓度 D.有色物质稳定性

3.　透光度与吸光度的关系是 （ ）

A. 1/T = A B. lg1/T = A C. lgT = A D. T = lg1/A

4.　若测得某溶液在max时A0.8，可以采取下列哪些措施？ 　 （ ）

A.增大光源亮度 　B.改变入射光波长 　 C.稀释溶液 　 D.换用小的比色皿。

5.　邻菲罗林测Fe，合适的参比溶液 　 （ ）

A．样品空白 B.试剂空白 C.蒸馏水空白

6.　分光光度法测定钴盐中微量Mn，加入无色氧化剂将Mn2+氧化为MnO4-，测定中应选（ ）

A.试剂空白 B.不加氧化剂的样品空白 C. 蒸馏水空白

7.　一有色溶液，测得 A = 0.701，其T为 （ ）

A． 10.7 B.19.9 C.15.8 D.25.2

8.　KMnO4溶液吸收白光中的 （ ）

A．黄光 B.红光 C.蓝光 D.绿光

9.　符合朗伯-比尔定律的有色溶液，当其浓度增大后 （ ）

A. max不变 B.T增大 C. A 减小 D. 增大

10.　有A、B两份完全相同的有色物质溶液，A溶液用1.0cm比色皿，B溶液用2.0cm比色皿，在同一波长下测得的吸光度值相等，则它们的浓度关系为。 （ ）

A. CA = 1/2CB B. C. CA = 2CB D.

（四）计算题

1.　有一KMnO4溶液，盛于1cm比色皿中，在560nm波长的单色光下测得透光度为60%，如将其浓度增大1倍，其它条件不变，吸光度为多少？

2.　Fe2+用邻二氮菲显色，当Fe2+的浓度 =0.76g·mL—1，于510nm波长处、用2.0cm的比色皿测得透光度为50.2，求该显色反应的摩尔吸光系数。

3.　当用纯溶剂作参比时，浓度为c的溶液的吸光度为0.4343，假定光度读数误差为0.20，其浓度c的相对误差应为多少？

4.　某有色物M为125g·mol—1在=480nm时 =2500L·cm—1·mol—1。某样品含该物质约1.5，试样溶解后稀释至100.0mL，用1.0cm比色皿测量吸光度A。为使测量引起的相对浓度误差最小，应称取样品多少克？

5.　已知KMnO4 的 545 =2.23103 L·cm—1·mol—1。某KMn04溶液100mL含KMn04 8.010—3g，用1cm比色皿测定，其吸光度和透光度各为多少？

6.　用双硫腙光度法测定Pb2+时，Pb2+的浓度为0.08mg/50mL，用2cm比色皿于520nm下测得T = 53，求其摩尔吸光系数。

7.　有一溶液，每毫升含铁0.056mg，吸取此试液2.0mL于50mL容量瓶中显色，用1.0cm比色皿于508nm处测得A =0.400，计算吸光系数a ，摩尔吸光系数 （M Fe =55.85g·mol—1）。

8.　若分光光度计透光度读数的绝对误差T =0.005，计算下列溶液浓度的相对误差。T = 0.016； A = 0.412。

9.　称取0.500g钢样，溶于酸后，使其中的Mn氧化成MnO4-，将溶液稀释至100.0 mL。稀释后的溶液用2.0cm的比色皿在波长520nm处测得A = 0.620，MnO4-在此波长处的 =2235 L·mol—1·cm—1 ，计算钢样中Mn的质量分数。

10.　某钢样含镍为0.12，用丁二铜圬显色， =1.3104 L·cm—1·mol—1。若钢样溶解显色后，其溶液体积为100mL，在波长470nm处用1.0cm比色皿测定，希望测量误差最小，应称取试样多少克？

11.　称取钢样0.500g溶解后定量转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。从中移取10.0mL试液置于50mL容量瓶中，将其中Mn2+氧化为MnO4-，用水稀释至刻度，摇匀。于520nm处用2.0cm比色皿测量吸光度A = 0.50，计算钢样中Mn的质量分数。 （ 520 =2.3103L·mol—1·cm—1；M Mn =54.94g·mol—1）

12.　普通光度法测得4.010—4mol·L—1KMnO4溶液的吸光度A =0.880，用该标准液作参比液，在相同条件下测得未知浓度的KMnO4溶液的吸光度A = 0.301，计算未知液中KMnO4的浓度。

13.　浓度为2.010—4mol·L—1的甲基橙溶液，在不同pH值的缓冲溶液中，于520nm波长下用1.0cm比色皿测得下列数据：

pH 0.88 1.17 2.99 3.41 3.95 4.89 5.50

A 0.890 0.890 0.692 0.552 0.385 0.260 0.260

计算甲基橙的pKa。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/65768f97ad51f01dc281f15a.html