醫(yī)用化學-授課教案:第八章比色分析法

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醫(yī)用化學:授課教案第八章比色分析法:南方醫(yī)科大學教案首頁授課題目第八章比色分析法授課形式理論課授課時間授課學時2教學目的與要求1、了解物質的顏色與光的關系。2、掌握朗伯比耳定律及比色分析測定原理。了解比色分析測定方法�；緝热軨hap8比色分析法§8.1比色

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授課題目	第八章比色分析法	授課形式	理論課
授課時間		授課學時	2
教學目的與要求	1、了解物質的顏色與光的關系。 2、掌握朗伯比耳定律及比色分析測定原理。了解比色分析測定方法。
基本內容	Chap8 比色分析法 §8.1 比色分析法的基本原理一、物質的顏色與光的關系二、朗伯-比爾定律 §8.2 比色分析法的測定方法一、目視比色法二、分光光度法
重點難點	重點：朗伯-比爾定律難點：比色分析法的測定方法
主要教學媒體	多媒體
主要外語詞匯	colorimetry analysis；absorbance；transmittace；visual colorimetry；standard series method；spectrophotometry；spectrophtometer
有關本內容的新進展
主要參考資料或相關網站	《醫(yī)用化學》化學工業(yè)出版社《醫(yī)用化學學習指導及習題解答》第四軍醫(yī)大學出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/ http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm
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第八章 比色分析法

第一節(jié) 比色分析法的基本原理

比色分析法：是基于溶液對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法，又稱為吸光光度法。

原理：有色物質溶液的顏色深度與其濃度和液層的厚度有關，利用光學方法比較溶液顏色的深淺，可以測定溶液的濃度。

特點：簡單、快速、靈敏度高等，可用于微量組分和痕量組分的測定。

在醫(yī)學學科中，比色分析法被廣泛應用于藥物分析、衛(wèi)生分析、生化分析等方面。

一、物質的顏色與光的關系

自然光是由不同波長（400~760nm)的電磁波按一定比例組成的混合光，通過棱鏡可分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各種顏色相連續(xù)的可見光譜。如把兩種光以適當比例混合而產生白光時，這兩種光的顏色互為補色，如圖所示，直線兩端顏色的光互為補色。

光的互補色示意圖

當白光通過溶液時，如果溶液對各種波長的光都不吸收，溶液就沒有顏色。如果溶液吸收了一部分波長的光，則溶液呈現透過溶液后剩余部分光的顏色。例如，我們看到KMnO₄溶液在白光下呈紫紅色，就是因為白光透過溶液時，綠色光大部分被吸收，而其它各色的光都能透過。在透過的光中除紫紅色外都能兩兩互補成白色，所以KMnO₄溶液呈紫紅色。

溶液的顏色與吸收光顏色的關系

溶液的顏色	綠黃橙紅紫紅紫藍青藍青
吸收光	顏色	紫藍青藍青青綠綠黃橙紅
波長/nm	400～450 450～480 480～490 490～500 500～560 560～580 580～600 600～650 650～760

同理，CuSO₄溶液能吸收黃色光，所以溶液呈藍色。由此可見，有色溶液的顏色是被吸收光顏色的補色。吸收越多，補色的顏色越深。比較溶液顏色的深淺，實質上就是比較溶液對它所吸收光的吸收程度。

吸收曲線

如果測定某種物質對不同波長單色光的吸收程度，以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖所得曲線。

不同物質有不同吸收曲線，可定性鑒別。

同種溶液，吸收曲線相似，但吸光度隨濃度而改變�？啥繙y定。

定量測定時一般選擇最大吸收波長λmax的單色光作為入射光。

（無色溶液可加顯色劑)

二、朗伯－比爾（Lambert--Beer)定律

當一束平行單色光（只有一種波長的光)照射有色溶液時，光的一部分被吸收，一部分透過溶液（見圖8-2)。設入射光的強度為I₀。溶液的濃度為c，液層的厚度為b，透射光強度為I，則

光吸收示意圖

Kbc

透光率：

吸光度：

吸光系數：

與吸光物質的種類和入射光的波長有關；吸光系數越大，表示溶液對入射光越容易吸收，當c有微小變化時就可使A有較大的改變，因此測定的靈敏度較高。一般ε值在10³以上可進行比色分析。

質量吸光系數：

摩爾吸光系數：

例（1、2)

第二節(jié) 比色分析法的測定方法和應用

一、目視比色法

用視力比較樣品溶液與標準品溶液的顏色深淺以確定物質含量的方法稱為目視比色法。

原理：

顏色深度相同時：A_標＝A_樣

c_標L_標＝c_樣L_樣

液層厚度相同時：c_標＝c_樣。

標準系列法（standard series method)是在納氏比色管中進行測定的。納氏比色管是一套由同種玻璃制成的大小形狀完全相同的平底玻璃管，有的具有玻塞或塑料塞。其容積有10mL、20mL、50mL、100mL等數種，管上具有標線以表示容量。比色管放在下面有反光鏡的比色管架上進行比色。

標準系列法的操作步驟：

①相同體積不同濃度的標準溶液置于規(guī)格相同的比色管中，加入顯色劑成為一系列顏色由淺至深的標準色階。

②另取一定量的樣品溶液，用同樣方法，在同樣條件下使其顯色并稀釋至相同的體積，制成樣品比色液（其顏色深度應在標準色階范圍內)。然后將樣品比色液與標準色階逐一比較，如樣品比色液的顏色與標準色階中某一標準比色液的顏色相同，則此兩者的濃度相等。如樣品比色液的顏色介于某兩標準比色液的顏色之間，則可取它們濃度的平均值作為樣品比色液的濃度，再根據配制樣品時的稀釋倍數求出樣品溶液的濃度。

c_樣＝與樣品液等色度的標準管溶液濃度×稀釋倍數。

比色時可在自然光下進行；可用平視法和俯視法。

pH試紙就是采用的標準系列法。

特點：所用儀器簡單，操作方便，液層厚度大，適用于測定低濃度溶液，在野戰(zhàn)條件下應用廣泛。但比色時須先配制一系列標準色階，而標準色階不宜長期保存需臨時配制，同時目視比色也容易引入視覺誤差，影響分析結果的準確度。

二、分光光度法

住院醫(yī)師

以單色光作入射光，通過測定溶液吸光度來求算溶液中被測物質含量的一種分析方法。

1、分光光度計

光源→單色器→吸收池→檢測器→放大器→指示器

光源：

單色器：

吸收池或比色皿：

檢測器：可見分光光度計中的檢測器一般用光電管，它是由一個陽極和一個用光敏感材料制成的陰極組成的真空二極管。當光照射到陰極時，金屬表面發(fā)射電子，流向電勢較高的陽極而產生電流。紫外分光光度計的光電管有紅敏（625～1000nm)和藍敏（200～625nm)兩只，可通過手柄轉換。光越強，陰極表面發(fā)射的電子越多，產生的光電流也越大。

放大器和指示器：光電管產生的電流較弱，約為1×10^-6A，需經放大器放大后輸入指示器。指示器一般為微安電表、記錄器、數字顯示器和打印機等。在微安電表的標尺上同時刻有吸光度和透光率。透光率刻度是等分的。因吸光度與透光率是負對數關系，所以吸光度刻度是不均勻的。