第七章 可见分光光度法

7.2.3光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律 1、 示意图

图 朗伯-比尔定律示意图

当一束平行单色光照射到任何均匀、非散射的介质（固体、液体或气体），例如溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。如果入射光的强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度为It，反射光的强度为Ir，则

I0 = Ia + It + Ir? （1） 在吸光光度法中，测量时都是采用同样质料的比色皿，反射光的强度基本上是不变的，其影响可以相互抵消，于是⑴式可简化为：

I0 = Ia + It （2） 透过光强度It与λ射光强度I0之比称为透光度或透光率。用T表示。即 IT?tI0 ⑶

溶液的透光度愈大，说明对光的吸收愈小；相反，透光度愈小，则溶液对光的吸收愈大。

实践证明，溶液对光的吸收程度，与溶液的浓度、液层厚度以及入射光的波长等因素有关。如果保持入射光的波长不变，光吸收的程度则与溶液的浓度、液层厚度有关。（朗伯、比耳找出了它们的关系） 2、朗伯定律

当一束单色光通过溶液后，由于溶液吸收了一部分光能，光的强度就要减弱。设入射光的强度为I0，透过浓度为c，液层厚度为b的溶液，透过光的强度为It，由于一部分光被吸收，所以It

照射在薄层上的光强度为I，当光线通过该薄层后，被吸收的光强度（即减弱的光强度）

该式表示当溶液浓度一定时，光的吸收与液层 厚度的关系，称为朗伯定律。

A?lgI01?lg?k2?bITA称为吸光度（也称光密度D或消光度E），该式说明了当溶液浓度一定时，光的吸收与液层厚度的关系，称为朗伯定律。 3、 比耳定律

对于液层厚度一定而浓度不同的溶液（即颜色深浅不同的溶液）来说，光的吸收是与溶液的浓度（C）及入射光的强度成正比，即入射光的强度减弱的情况与浓度固定而改变厚度的情况完全相似。

如图所示：

如果用I表示透过光强度，则上式改为： Ilg0?k4?cI 或

式中k4为比例常数，与入射光波长及溶液的性质、温度有关。比耳定律表明：当入射光的波长、液层厚度和溶液温度一定时，溶液的吸光度与溶液的浓度成正比。

4、 朗伯-比尔定律表达式 A?lgI0?abc 或者 ItA?lgI01?lg?k4?cIT，其中

透光度 T?A?lg1 TI (透射光强度I与入射光强度I0之比) I05、吸光系数、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度

朗伯—比耳定律中的常数K值随c、b所用单位不同而不同，有两种表示方式。

1. 吸收系数a

当浓度c的单位为g/L，液层厚度b用“cm”表示时，常数K以a表示，称为吸光系数。单位为L/g·cm。此时，朗伯—比耳定律变为： A = a·b·c 2. 摩尔吸收系数κ

当浓度c的单位为mol/L，液层厚度b用“cm”表示时，则K用另一符号κ表示。κ称为摩尔吸光系数，单位为L/mol·cm。此时，朗伯—比耳定律为：

A = κ·b·c

κ表示浓度为1mol/L的有色溶液在1cm的比色皿中，在一定波长下溶液对光的吸收能力（即在一定波长下测得的吸光度数值）。它是每个有色化合物在一定波长下的特征常数，在比色分析中用它来衡量显色反应的灵敏度，κ值越大，则该显色反应越灵敏。

例：已知含Fe2+浓度为500微克/升的溶液，用邻二氮菲比色测定铁，比色皿长度为2cm，在波长508nm处测得吸光度A=0.19，计算摩尔吸光系数。

解：Fe原子量为55.85

κ?500?10?6[Fe]??8.9?10?6(mol/L)55.852?A?0.19?κbc?κ?2?8.9?10?60.19?1.1?104?62?8.9?106 偏离朗伯—比尔定律的原因 1) 工作曲线：

根据朗伯-比尔定律，当波长和强度一定的人射光通过光程长度固定的有色溶液时，吸光度与有色溶液浓度成正比。通常在比色分析及可见光分光光度分析中，需要绘制标准曲线(工作曲线)，即在固定液层厚度及人射光的波长和强度的情况下，测定一系列不同浓度标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标作图。这时应得到一条通过原点的直线。该直线称为标准曲线或工作曲线。

在溶液浓度较高时，标准曲线不一定为直线。