醫(yī)用化學(xué)/朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律

當(dāng)一束平行單色光（只有一種波長(zhǎng)的光）照射有色溶液時(shí)，光的一部分被吸收，一部分透過(guò)溶液（圖8-2）。

圖8-2 光吸收示意圖

設(shè)入射光的強(qiáng)度為I0，溶液的濃度為c，液層的厚度為b，透射光強(qiáng)度為I，則

（8-1）

式中l(wèi)gI0/i 表示光線透過(guò)溶液時(shí)被吸收的程度，一般稱為吸亮度（A）或消亮度（E）。因此，上式又可寫(xiě)為：

A=Kcb（8-2）

上式為朗伯-比爾定律的數(shù)學(xué)表示式。它表示一束單色光通過(guò)溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。

式中，K為吸光系數(shù)，當(dāng)溶液濃度c和液層厚度b的數(shù)值均為1時(shí)，A=K，即吸光系數(shù)在數(shù)值上等于c和b均為1時(shí)溶液的吸光度。對(duì)于同一物質(zhì)和一定波長(zhǎng)的入射光而言，它是一個(gè)常數(shù)。

比色法中常把

稱為透光度，用T表示，透光度和吸光度的關(guān)

系如下：

（8-3）

當(dāng)c以mol.L^-1為單位時(shí)，吸光系數(shù)稱為摩爾吸光系數(shù)，用ε表示，其單位是L.mol^-1.cm^-1。當(dāng)c以質(zhì)量體積濃度（g.ml^-1）表示時(shí)，吸光系數(shù)稱為百分吸光系數(shù)，用E1%1cm表示，單位是ml.g^-1.cm^-1。吸光系數(shù)越大，表示溶液對(duì)入射光越容易吸收，當(dāng)c有微小變化時(shí)就可使A有較大的改變，故測(cè)定的靈敏度較高。一般ε值在103以上即可進(jìn)行比色分析。

如果測(cè)定某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖可得一條曲線，即物質(zhì)對(duì)光的吸收曲線，可準(zhǔn)確地描述物質(zhì)對(duì)光的吸收情況。

圖8-3是幾種不同濃度的KMnO4溶液的吸收曲線，溶液對(duì)波長(zhǎng)525nm附近的綠光吸收量最強(qiáng)，而對(duì)其他波長(zhǎng)的光吸收較弱。光吸收程度最大處的波長(zhǎng)叫做吸收波長(zhǎng)，用λmax表示。不同濃度的KMnO4溶液所得的吸收曲線，最大吸收波長(zhǎng)都一致，只是相應(yīng)的光被吸收的程度不同。

吸收曲線可作為比色分析中波長(zhǎng)選定的依據(jù)，測(cè)定時(shí)一般選擇λmax 的單色光作為入射光。這樣即使被測(cè)物質(zhì)含量較低也可得到較大的吸光度，因而可使分析的靈每度較高。

若所測(cè)定的溶液無(wú)色，可在測(cè)定前加入適當(dāng)?shù)娘@色劑，通過(guò)與待測(cè)成分的化學(xué)反應(yīng)使溶液晱色即可測(cè)定此待測(cè)成分。

例如， 已知在525nm處KnO₄溶液的ε=2235L. mol^-1.cm^-1，若用2cm比色皿，為使所測(cè)得的透光率介于20%～65%之間，溶液的濃度范圍應(yīng)是多少？

圖8-3　KMnO₄液的吸收光譜曲線

解：若T=20%

則

則　c=-lg65%/2235*2.0=4.19*10^-5(mol.L^-1)