一、             实验目的

1．  掌握单波长紫外—可见分光光度计的使用；

2．  学会用解联立方程组的方法，定量测定吸收曲线相互重叠的二元混合物。

二、             方法原理

根据朗伯—比尔定律，用紫外—可见分光光度法很容易定量测定在此光谱区内有吸收的单一成分。由两种组分组成的混合物中，若彼此都不影响另一种物质的光吸收性质，可根据相互间光谱重叠的程度，采用相对应的方法来进行定量测定。如：当两组分吸收峰部分重叠时，选择适当的波长，仍可按测定单一组分的方法处理；当两组分吸收峰大部分重叠时，则宜采用解联立方程组或双波长法等方法进行测定。

解联立方程组的方法是以朗伯—比尔定律及吸光度的加合性为基础，同时测定吸收光谱曲线相互重叠的二元组分的一种方法。从图中可以看出，混合组分在λ₁的吸收A组分和B组分分别在λ₁的吸光度之和A_λ1^A+B，即

A_λ1^A+B=κ_λ1^Abc^A+κ_λ1^Bbc^B

同理，混合组分在λ₂的吸光度之和A_λ2^A+B应为

A_λ2^A+B=κ_λ2^Abc^A+κ_λ2^Bbc^B

若首先用A，B组分的标样，分别测得A，B两组分在λ₁和λ₂处的摩尔吸收系数κ_λ1^A，κ_λ2^A和κ_λ1^B，κ_λ2^B，当测得未知试样在λ₁和λ₂的吸光度A_λ1和A_λ2后，解下列二元一次方程组：

A_λ1 =κ_λ1^Abc^A+κ_λ1^Bbc^B

A_λ2 =κ_λ2^Abc^A+κ_λ2^Bbc^B

即可求得A，B两组分各自的浓度c_A和c_B。

一般来说，为了提高检测的灵敏度，λ₁和λ₂宜分别选择在A，B两组分最大吸收峰处或其附近。

三、             仪器和试剂

1．  记录式分光光度计（375~625nm）；

2．  0.020 mol·L^-1KMnO₄溶液（其中含H₂SO₄0.5 mol·L^-1，含KIO₄2 g·L^-1）；

3．  0.020 mol·L^-1K₂Cr₂O₇溶液（其中含H₂SO₄0.5 mol·L^-1，含KIO₄2 g·L^-1）;

4．  容量瓶

5．  移液管

6．  烧杯

7．  比色皿

四、             实验步骤

1．  分别取一定量的0.020 mol·L^-1KMnO₄溶液，稀释配制成浓度为0.0008 mol·L^-1，0.0016 mol·L^-1，0.0024 mol·L^-1，0.0032 mol·L^-1和0.0040 mol·L^-1的标准系列溶液。

2．  分别取一定量的0.020 mol·L^-1K₂Cr₂O₇溶液，稀释配制成浓度为0.0008 mol·L^-1，0.0016 mol·L^-1，0.0024 mol·L^-1，0.0032 mol·L^-1和0.0040 mol·L^-1的标准系列溶液。

3．  在教师的指导下，开启分光光度计。

4．  绘制上述10中溶液在375~625nm范围内的吸收光谱图，并测定它们在440nm和545nm处的吸光度。

5．  测定教师给定的试样在440nm和545nm处的吸光度。

五、             数据处理

1．  由实验步骤4所得的吸光度，分别求得KMnO₄和K₂Cr₂O₇在440nm和545nm处的摩尔吸收系数κ₄₄₀^A、κ₅₄₅^A、κ₄₄₀^B和κ₅₄₅^B。

2．  由实验步骤5所测得的吸光度A₄₄₀和A₅₄₅列出二元一次方程组，求得c_A和c_B的浓度。

六、             问题讨论

1．  今有吸收光谱曲线相互重叠的三元体系混合物，能否用解联立方程组的方法测定它们各自的含量？

2．  设计一个用双波长法测定本实验内容的实验方案。