仪器分析实验讲义.doc

5.4分光光度法测定双组分混合物含量
5.4.1实验目的
1．掌握单波长紫外—可见分光光度计的使用；
2．学会用解联立方程组的方法，定量测定吸收曲线相互重叠的二元混合物。
5.4.2实验原理
根据朗伯—比尔定律，用紫外—可见分光光度法很容易定量测定在此光谱区内有吸收的单一成分。由两种组分组成的混合物中，若彼此都不影响另一种物质的光吸收性质，可根据相互间光谱重叠的程度，采用相对应的方法来进行定量测定。如：当两组分吸收峰部分重叠时，选择适当的波长，仍可按测定单一组分的方法处理；当两组分吸收峰大部分重叠时，则宜采用解联立方程组或双波长法等方法进行测定。
解联立方程组的方法是以朗伯—比尔定律及吸光度的加合性为基础，同时测定吸收光谱曲线相互重叠的二元组分的一种方法。

从图中可以看出，混合组分在λ1的吸收等于A组分和B组分分别在λ1的吸光度之和Aλ1A+B，即
Aλ1A+B=ελ1A·bcA+ελ1B·bcB
同理，混合组分在λ2的吸光度之和Aλ2A+B应为
Aλ2A+B=ελ2A·bcA+ελ2B·bcB
若首先用A，B组分的标样，分别测得A，B两组分在λ1和λ2处的摩尔吸收系数ελ1A，ελ2A和ελ1B，ελ2B，当测得未知试样在λ1和λ2的吸光度Aλ1和Aλ2后，解下列二元一次方程组：
Aλ1=ελ1A·bcA+ελ1B·bcB
Aλ2=ελ2A·bcA+ελ2B·bcB
即可求得A，B两组分各自的浓度cA和cB。
一般来说，为了提高检测的灵敏度，λ1和λ2宜分别选择在A，B两组分最大吸收峰处或其附近。
5.4.3实验用品
SP-2100型分光光度计、比色皿（1cm）一套、吸量管、容量瓶、烧杯等；
0.020mol/LKMnO4溶液（含0.5mol/LH2SO4和2g/LKIO4）；
0.020mol/LK2Cr2O7溶液（含0.5mol/LH2SO4和2g/LKIO4）。
5.4.4实验内容
1．分别取一定量的0.020mol·L-1KMnO4溶液，稀释配制成浓度为0.0008mol·L-1，0.0016mol·L-1，0.0024mol·L-1，0.0032mol·L-1和0.0040mol·L-1的标准系列溶液。
2．分别取一定量的0.020mol·L-1K2Cr2O7溶液，稀释配制成浓度为0.0008mol·L-1，0.0016mol·L-1，0.0024mol·L-1，0.0032mol·L-1和0.0040mol·L-1的标准系列溶液。
3．在教师的指导下，开启分光光度计。
4．绘制上述10种标准系列溶液在375~625nm范围内的吸收光谱图，并测定它们在440nm和545nm处的吸光度。
5．测定教师给定的试样在440nm和545nm处的吸光度。
5.4.5数据记录与结果处理
1．由实验步骤4所得的吸光度，分别求得KMnO4和K2Cr2O7在440nm和545nm处的摩尔吸收系数ελ1A，ελ2A和ελ1B，ελ2B。
2．由实验步骤5所测得的吸光度A440和A545列出二元一次方程组，求得cA和cB的浓度。
5.4.6思考题
1．今有吸收光谱曲线相互重叠的三元体系混合物，能否用解联立方程组的方法测定它们各自的含量？
2．设计一个用双波长法测定本实验内容的实验方案

5.5紫外分光光度法测定三氯苯酚存在下苯酚的含量
5.5.1.实验目的
1．掌握等吸光度测量法消除干扰的原理及实验方法。
2．掌握应用紫外分光光度计的基本操作和进行定量分析的方法。
5.5.2实验原理
苯酚是工业废水中的一种有害物质，如果流入江河，会使水质受到污染，因此在检测饮用水的卫生质量时，需对水中酚含量进行测定。
苯具有环状共轭体系，由π→π*跃迁在紫外吸收光区产生三个特征吸收带：强度较高的E1带，出现在180nm左右；中等强度的E2带，出现在204nm左右；强度较弱的B带，出现在255nm。有机溶剂、苯环上的取代基及其取代位置都可能对最大吸收峰的波长、强度和形状产生影响。具有苯环结构的化合物在紫外光区均有较强的特征吸收峰，在苯环上的部分取代基（助色团）使吸收增强，而苯酚在270nm处有特征吸收峰，在一定范围内其吸收强度与苯酚的含量成正比，符合Lambert-Beer定律，因此，可用紫外分光光度法直接测定水中总酚的含量。
分光光度法测定多组份混合物时，通过解联立方程式，可求出各组份含量。对吸收光谱相互重叠的两组份混合物，只要测定其中某一组份含量，可利用等吸光度测量法达到目的。对含有N和M两组份的试样，设它们的吸收光谱相互重叠，如图6-1。如要求测定M组份含量而消除N组份的干扰，则可从N的吸收光谱上选择两个波长λ1、λ2，在两波长处N组份具有相等的吸光度。即对N来说，不论其浓度是多少，△AN＝Aλ1－Aλ2=0。这样，可从两个波长测得M的吸光度差值