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       當(dāng)一束平行的波長(zhǎng)為λ的單色光通過一均勻的有色溶液時(shí)，光的一部分被比色皿的表面反射國(guó)來，一部分被溶液吸收，一部分則透過溶液，這些數(shù)值間有如下的關(guān)系：

I0=Ia+Ir+It

式中            I0——入射光的強(qiáng)度；

                   Ia——被吸收光的強(qiáng)度；

                   Ir——反射光的強(qiáng)度；

                   It——透過光的強(qiáng)度。

       在比色分析中采用同種質(zhì)料的比色皿，其反射光的強(qiáng)度是不變的，由于反射所引起的誤差互相抵消。因此上式簡(jiǎn)化為：

I0=Ia+It

       式中Ia越大即說明對(duì)光吸收的越強(qiáng)，也就是透過光It的強(qiáng)度越小，光減弱的越多。因此所謂比色分析法實(shí)質(zhì)上是測(cè)量透過光強(qiáng)度的變化。綜上所述可知透過光強(qiáng)度的改變是與有色溶液濃度c和液層厚度L有關(guān)。也就是溶液濃度愈大液層愈厚，透過的光愈少，入射光的強(qiáng)度減弱的愈量著，這就是光的吸收定律的意義。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

log（I0/It）=kcL

式中            log（I0/It）——表示光線通過溶液時(shí)，被吸收的程度，通常用A表示，稱吸光度；

                   k——比例常數(shù)，它與入射光的波長(zhǎng)和物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)而與光的強(qiáng)度、溶液的濃度及液層厚度無關(guān)。

將吸光度概念代入上式，可簡(jiǎn)化為：

A=kcL

       光的吸收定律也稱為朗伯－比耳定律。朗伯定律是說明光的吸收與吸收層厚度成正比。比耳定律是說明光的吸收與溶液濃度成正比。如果同時(shí)考慮吸收層的厚度和溶液的濃度對(duì)單色光吸收率的影響，則得朗伯－比耳定律。它是比色分析的理論基礎(chǔ)。

       在光的吸收定律中，k是比例常數(shù)，它與入射光的波長(zhǎng)，溶液的性質(zhì)有關(guān)。如果有色物質(zhì)溶液的濃度c用克／升表示，液層厚度以厘米表示，比例常數(shù)k稱為吸光系數(shù)。如果濃度c用摩爾／升表示，液層厚度以厘米表示，則比例常數(shù)k稱為摩爾吸光系數(shù)（或克分子吸光系數(shù)）。摩爾吸光系數(shù)的單位為升／摩爾·厘米。它表示物質(zhì)的濃度為1摩爾／升，液層厚度為1厘米時(shí)溶液的吸光度。符號(hào)常用ε表示，因此光的吸收定律又可寫成：

A=εcL

摩爾吸光系數(shù)是通過測(cè)量吸光度值，再經(jīng)過計(jì)算而求得的。

       摩爾吸光系數(shù)表示物質(zhì)對(duì)某一特定波長(zhǎng)光的吸收能力。ε愈大表示該物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸收能力愈強(qiáng)，比色測(cè)定的靈敏度就愈高。因此進(jìn)行比色測(cè)定時(shí)，為了提高分析的靈敏度，必須選擇摩爾吸光系數(shù)大的有色化合物作顯色劑，選擇具有最大ε值的波長(zhǎng)作入射光。ε與溶液的濃度及液層厚度無關(guān)。

       朗伯定律和比爾定律的使用都是有一定條件的。在應(yīng)用朗伯－比耳定律時(shí)應(yīng)注意其適用范圍。

       朗伯定律對(duì)于各種有色的均勻溶液都是適用的。但對(duì)比耳定律只在一定濃度范圍內(nèi)適用，吸光度A和濃度才成直線關(guān)系。在比色分析中，常利用這種直線關(guān)系測(cè)定物質(zhì)含量。測(cè)定方法是：配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定條件下顯色，使用同樣厚度的比色皿，測(cè)定吸光度，然后以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得一條直線，稱為工作曲線或標(biāo)準(zhǔn)曲線。在同樣條件下測(cè)出試樣溶液的吸光度，就可從工作曲線上查出試樣溶液的濃度c1。如圖13－4所示。

       但在實(shí)際工作中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線不成直線的情況，特別是當(dāng)吸光物質(zhì)的濃度高時(shí)，明顯的表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線向下或向上偏離。這種情況稱為偏離朗伯－比耳定律現(xiàn)象。在一般情況下，如果偏離朗伯－比耳定律的程度不嚴(yán)重仍可用于比色分析，偏離嚴(yán)重則不能，否則將會(huì)引起較大的誤差。

       引起偏離朗伯－比耳定律的原因有以下二點(diǎn)：

       （1）入射光非單色光    嚴(yán)格講朗伯－比耳定律只適用于單色光。但實(shí)際上目前各種方法所得到的入射光，實(shí)際上是一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，因而產(chǎn)生了對(duì)朗伯－比耳定律的偏離。

       （2）溶液中的化學(xué)反應(yīng)    溶液中的吸光物質(zhì)常因離解、締合、形成新的化合物或互變異構(gòu)體等的化學(xué)變化而改變了濃度，因而導(dǎo)致對(duì)朗伯－比耳定律的偏離。