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第九章 紫外-可见分光光度法
1:Lamber-Beer定律的物理意义是什么?
答:Lamber-Beer定律:A=Kbc,它表明:当一束平行单色光通过某有色溶液时,溶液的吸
光度A与液层厚度b和溶液浓度c的乘积成正比。
2:何谓吸光度?何谓透光度?二者间有何关系?
答:吸光度表示物质对光的吸收程度,用A表示;透光度也是用于表示物质对光的吸收程度,
用T表示。二者之间有以下关系:
A?lg1??lgTT
3:摩尔吸光系数ε的物理意义是什么?它和哪些因素有关?
答:摩尔吸光系数ε是吸光物质在特定波长下的特征常数,是表征显色反应灵敏度的重要参数。ε
越大,表示吸光物质对此波长的光的吸收程度越大,显色反应越灵敏。它表示物质的浓度为1mol·L-1液层厚度为1cm时,溶液的吸光度。ε和入射光源的波长以及溶液本身的物理或化学因素都有关系。
4:什么是吸收曲线?有何实际意义?
答:若将不同波长的单色光依次通过某浓度一定的有色溶液,测出相应波长下物质对光的吸光度
A,以波长λ为横坐标,吸光度A为纵坐标作图即为A-λ吸收曲线。从吸收曲线可以看出以下关系:(1)被测溶液对不同波长的光的吸收具有选择性;(2)不同浓度的溶液的吸收曲线形状相似,最大波长不变,说明物质的吸收曲线是一种特征曲线,可以定性的判断物质;(3)在最大吸收峰附近,吸光度测量的灵敏度最高。这一特征可作为物质定量分析选择入射光波长的依据。
5:将下列透光度换算成吸光度
(1)10% (2)60% (3)100% 解:用A表示吸光度,T表示透光度,由公式A?lg (1)A1??lgT1??lg0.1?1; (2)A2??lgT2??lg0.6?0.22;
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1??lgT可得: T . .
(3)
A3??lgT3??lg1?0
6:某试液用2cm的比色皿测量时,T=60%,若改用1cm或3cm比色皿,T%及A等于多少?
A解:由公式A?Kbc知,当K和c均为常数时,?Kc。由A??lgT,当T=60%时,A=0.22。故当
b0.22A1b=1cm时,=,A1?0.11,T1?10?A1?10?0.11?77.6%;
21同理可得,当b=3cm时,
A2?0.33,T2?46.8%。
7: 5.0?10?5mol?L?1KMnO4溶液,在?max=525nm处用3.0cm吸收皿测得吸光度A?0.336 (1)计算吸光系数a和摩尔吸光系数ε;
(2)若仪器透光度绝对误差ΔT=0.4%,计算浓度的相对误差解:(1)a??cc。
A0.336?1?1 ??14.2L?g?cm?5bc3.0?5.0?10?158 (2)
???ccA0.3363?1?1??2.2?10L?mol?cmbc3.0?5.0?10?5
?0.4340.4340.434?T??T??0.4%??1.1% ?A?0.336TlgT?A10?0.336?108:某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε=1.3×104)进行测定。试样溶解后,显色、定容至100ml。
取部分试液于波长470nm处用1cm比色皿进行测量,如希望此时测量误差最小,应称取试样多少克?
解:当A=0.434时,测量浓度的相对误差最小。称取试样
∵A=εbc 0.434=1.3×104c ∴c=0.434/(1.3×104)=3.3×10-5(mol·L) 称取试样 m=3.3×10-5×0.1×59÷0.12%=0.16(g)
9:5.00×10-5mol·L-1的KMnO4溶液在520nm波长处用2cm比色皿测得吸光度A=0.224。称取钢
样1.00g,溶于酸后,将其中的Mn氧化成MnO4-定容100.00ml后,在上述相同条件下测得吸光度为0.314。求钢样中锰的含量。
A解:由A??bc得:??b,相同条件下?b为常数。故
c7.00?10?5?0.1?55所以钢样中锰得含量x%??100%?0.00385%
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0.2240.314=,c?7.00?10-5mol?L?1-55.00?10c
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10:普通光度法分别测定0.5×10-4,1.0×10-4mol·L-1Zn2+标液和试液得吸光度A为0.600,1.200,
0.800。
(1)若以0.5×10-4mol·L-1Zn2+标准溶液作为参比溶液,调节T%→100,用示差法测定第二标液和试
液的吸光度各位多少?
(2)用两种方法中标液和试液的透光度各为多少? (3)示差法与普通光度法比较,标尺扩展了多少倍?
(4)根据(1)中所得有关数据,用示差法计算试液中Zn的含量(mg·L-1)。 解:(1)根据题目已知条件,由A1= Kˊc1,则
K??A/c1?0.600?1.2?104 ?40.5?100.800-1 ?0.67(mol?L)41.2?10由 A试= Kˊc试,得 c试?A试/K??由Ar=ΔA=KˊΔc得 ΔA2=Kˊ(c2-c1)=1.2×104(1.0×10-4-0.50×10-4)=0.60 同理,ΔA试=Kˊ(c试-c1)=1.2×104(0.67×10-4-0.50×10-4)=0.20 (2)由T?10?A可得,在普通光度法中,标液1,2及试液的透光度分别为
T1=10-0.600=0.251, T2=10-1.200=0.0631, T试=10-0.800=0.158;
在示差法中,标液及试液的透光度分别为:
T1*=100=1.000
T2*=10-ΔA(2)= 10-0.600 =0.251 T试*=10-ΔA(试)= 10-0.200 =0.631
(3)由T 1=0.251调至T1*=100%,则标尺扩大的倍数为:
T1*/ T 1=1.000/0.251=4
(4) cZn=c试·MZn=0.67×10-4×65.38×1000=4.4(mg·L-1)
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11:用分光光度法测定含有两种配合物x和y的溶液的吸光度(b=1.0cm),获得下列数据:
溶液 X Y X+未知 y 计算未知液中x和y的浓度。
解:根据题目已知条件(b=1cm),可以列出以下方程:
0.640 0.370 浓c/mol·L-1 5.0×10-4 1.0×10-4 度吸光度A1 λ=285nm 0.053 0.950 吸光度A2 λ=365nm 0.430 0.050 0.053??1xb?5.0?10?4x0.430??2b?5.0?10?4(1)(2)(3)(4)(5)(6) 分别解(1)(2)(3)(4)得
?1x?0.053/(5.0?10?4)?1.1?102x?2?0.430/(5.0?10?4)?8.6?1020.950??1yb?1.0?10?30.050??2yb?1.0?10?30.640??1xbcx??1ybcyx0.370??2bcx??2ybcy??0.950/(1.0?10y1?4)?9.5?103
?2y?0.050/1.0?10?4?5.0?102代入(4)、(5)联立求解,可得cx?3.9?10?4mol?L?1;cy?6.3?10?5mol?L?1。
(八)分光光度法
1.有色配位化合物的摩尔吸光系数(ε)与下列哪种因素有关?( C ) A、比色皿厚度 B、有色配位化合物的浓度 C、入射光的波长 D、配位化合物的稳定性 2.透光率与吸光度的关系是( B )。 A、
111?A B、lg?A C、lgT?A D、T?lg
TTA3.下列说法中正确的是( )。
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A、当溶液浓度变大时其最大吸收波长变长 B、在一定波长下,当溶液浓度变小时其吸光度变小 C、吸收皿的厚度扩大一倍,其摩尔吸光系数缩小一倍 D、若入射光波长变大,则摩尔吸光系数也变大 4.下列说法中错误的是(B )。
A、朗伯-比尔定律只适于单色光
B、在邻二氮菲铁的溶液为红色,它吸收的光应为青色 C、可见光区应选择的光源是钨灯 D、桑德尔系数S愈小,说明反应愈灵敏 5.邻菲罗林测Fe选择合适的参比溶液是: B
A、样品空白 B、试剂空白
1-277物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长的光所致。硫酸铜溶液呈现蓝色是由于它吸收了白光中的
A.蓝色光波; B. 绿色光波;C.黄色光波; D.青色光波 1-279在吸光光度法中,透过光强度(It)与入射光强度(I0)之比,即It/I0称为 A.吸光度; B.消光度;C. 透光度; D.百分透光度。
1-282下图为A、B两物质的吸收曲线。今欲测定物质B,应选择的光波长为: A.λ1; B.λ2;C. λ3; D.λ5
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