Lambert-Beer定律——光的吸收定律

简单理解被测组分对紫外光或可见光具有吸收，且吸收强度与组分浓度成正比。一.Lambert-Beer定律——光吸收基本定律“Lambert-Beer定律”是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度（c）和液层厚度（b）间的关系的定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可见光度法定量的基础。Lambert定律——吸收与液层厚度（b）间的关系Beer定律——吸收与物质的浓度（c）间的关系“Lambert-Beer定律”可简述如下：当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池（或气体、固体）时，光的一部分被溶液吸收，一部分透过溶液，一部分被吸收池表面反射；设：入射光强度为I0，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，则它们之间的关系应为：I0=Ia+It+Ir(4)若吸收池的质量和厚度都相同，则Ir基本不变，在具体测定操作时Ir的影响可互相抵消（与吸光物质的c及b无关）上式可简化为：I0=Ia+It(5)实验证明：当一束强度为I0的单色光通过浓度为c、液层厚度为b的溶液时，一部分光被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为It，则它们之间的关系为：称为透光率，用T%表示。称为吸光度，用A表示则A=-lgT=K·b·c(7)此即Lambert-Beer定律数学表达式。L-B定律可表述为：当一束平行的单色光通过溶液时，溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(C)和厚度(b)的乘积成正比。它是分光光度法定量分析的依据。二.吸光度的加和性设某一波长（）的辐射通过几个相同厚度的不同溶液c1，c2⋯⋯cn，其透射光强度分别为I1，I2⋯⋯In，根据吸光度定义：这一吸光体系的总吸光度为而各溶液的吸光度分别为：(8)吸光度的和为：(9)即几个（同厚度）溶液的吸光度等于各分层吸光度之和。如果溶液中同时含有n中吸光物质，只要各组分之间无相互作用（不因共存而改变本身的吸光特性），则：A=K1C1b1+K2C2b2+⋯⋯KnCnbn=A1+A2+⋯⋯+An(10)应用：①进行光度分析时，试剂或溶剂有吸收，则可由所测的总吸光度A中扣除，即以试剂或溶剂为空白的依据；②测定多组分混合物；③校正干扰。三.吸光系数Lambert-Beer定律中的比例系数“K”的物理意义是：吸光物质在单位浓度、单位厚度时的吸光度。一定条件（T、及溶剂）下，K是物质的特征常数，是定性的依据。K在标准曲线上为斜率，是定量的依据。常有两种表示方法：1.摩尔吸光系数（）：当c用mol/L、b用cm为单位时，用摩尔吸光系数表示，单位为L/mol·cmA=·b·c(11)与b及c无关。一般不超过105数量级，通常：104为强吸收；102为弱吸收；102104为中强吸收。吸收系数不可能直接用1mol/L浓度的吸光物质测量，一般是由较稀溶液的吸光系数换算得到。2.吸光系数当c用g/L，b用cm为单位时，K用吸光系数a表示，单位为L/g·cmA=a·b·c(12)与a之间的关系为：=M·a(13)——通常多用于研究分子结构a——多用于测定含量。四.引起偏离Lambert-Beer定律的因素根据L-B定律，A与c的关系应是一条通过原点的直线，称为“标准曲线”。但事实上往往容易发生偏离直线的现象而引起误差，尤其是在高浓度时。导致偏离L-B定律的因素主要有：1.吸收定律本身的局限性事实上，L-B定律是一个有限的定律，只有在稀溶液中才能成立。由于在高浓度时（通常C0.01mol/L），吸收质点之间的平均距离缩小到一定程度，邻近质点彼此的电荷分布都会相互受到影响，此影响能改变它们对特定辐射的吸收能力，相互影响程度取决于C，因此，此现象可导致A与C线性关系发生偏差。此外，（n为折射率）只有当c0.01mol/L（低浓度）时，n基本不变，才能用代替真。2.化学因素溶液中的溶质可因c的改变而有离解、缔合、配位以及与溶剂间的作用等原因而发生偏离L-B定律的现象。例：在水溶液中，Cr(Ⅵ)的两种离子存在如下平衡Cr2O42-+H2O⇌2CrO42-+2H+Cr2O42-、CrO42-有不同的A值，溶液的A值是二种离子的A之和。但由于随着浓度的改变（稀释）或改变溶液的pH值，[Cr2O42-]/[CrO42-]会发生变化，使C总与A总的关系偏离直线。消除方法：控制条件。3.仪器因素（非单色光的影响）L-B定律的重要前提是“单色光”，即只有一种波长的光；实际上，真正的单色光却难以得到。由于吸光物质对不同的光的吸收能力不同（不同），就导致对的偏离。“单色光”仅是一种理想情况，即使用棱镜或光栅等所得到的“单色光”实际上是有一定波长范围的光谱带，“单色光”的纯度与狭逢宽度有关，狭缝越窄，他所包含的波长范围也越窄。4.其它光学因素（1）散射和反射：浑浊溶液由于散射光和反射光而偏离L-B（2）非平行光