分光光度计测的是什么
分光光度计让一种波长的光穿过装着溶液的比色皿cuvette，比较入射光和透过光的强度，给出吸光度 A。在一定范围内，吸光度和浓度成正比：
其中 ε 是摩尔吸光系数（由物质和波长决定），b 是光程（比色皿的宽度，常为 1.00 cm），c 是浓度。
选波长
- 溶液的颜色是它没有吸收的光。蓝色溶液吸收的是橙、红光，紫色溶液吸收的是绿光。
- 测量波长选在吸收峰（λmax）附近：这里斜率 εb 最大，最灵敏，同样的读数误差对浓度的影响最小。
标准曲线
- 用溶剂（空白）调零，扣除溶剂和比色皿本身的吸收。
- 配一组已知浓度的标准溶液，在同一波长下测吸光度。
- 以 A 对 c 作图，得到一条过原点附近的直线。
- 测未知样品的吸光度，由直线求浓度。样品的吸光度要落在标准溶液的范围内；太大就先稀释，计算时乘上稀释倍数。
在下面的模拟中拖动波长，看斜率和浓度的不确定度怎样变化：
上图是一种蓝色染料溶液（5.0 μmol/L）的吸收光谱。拖动滑块选测量波长，下图是在这个波长下测得的五份标准溶液和未知样品（橙色圈）。
例题 1：由标准曲线求浓度，再算稀释前的浓度
某染料的标准曲线为 A = 0.1048c + 0.002（c 的单位是 μmol/L）。学生取 10.00 mL 饮料稀释到 50.00 mL，测得吸光度 0.457。求饮料中染料的浓度。
-
比色皿中溶液的浓度。 由直线方程解出 c：
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稀释倍数。 10.00 mL 稀释到 50.00 mL，浓度变成原来的 1/5。
-
饮料中的浓度。
例题 2：由斜率求摩尔吸光系数
例题 1 的比色皿光程为 1.00 cm。求这种染料在测量波长下的摩尔吸光系数 ε，并说明截距 0.002 的含义。
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斜率就是 εb。 A = εbc，所以 A 对 c 作图的斜率 = εb：
-
换算单位。 1 L/μmol = 10⁶ L/mol，除以光程 1.00 cm：
-
截距。 理想情况下浓度为 0 时吸光度为 0。0.002 很小，在读数误差范围内，说明空白调零做得好。
- 黄色的食用色素溶液
黄色溶液吸收紫、蓝光。
- 血红色的 FeSCN²⁺ 溶液
它吸收的是蓝、绿一侧的光，透过的是红光。
- 紫色的 KMnO₄ 溶液
紫色是绿光被吸收后剩下的颜色。
- 碱性溶液中粉红色的酚酞
粉红、品红色的溶液吸收绿光。
- 橙红色的铁–邻二氮菲配合物溶液
它吸收蓝绿到绿光，透过橙红光。
- 红色的食用色素溶液
红色溶液吸收绿光一带。
- 蓝色的食用色素溶液
蓝色溶液吸收橙、红光。
- 深蓝色的 [Cu(NH₃)₄]²⁺ 溶液
深蓝色说明吸收的是橙、红光。
常见误区
误区 1：“溶液是什么颜色，就用什么颜色的光测。” 溶液的颜色是透过的光。测量要用被吸收的光，也就是它的互补色。
误区 2：“吸光度越大越好，浓溶液直接测。” 吸光度太大时透过的光太少，读数不准，也会偏离直线。样品的吸光度应落在标准曲线的范围内，太浓就先稀释。
误区 3：“标准曲线过原点，只测一个标准溶液就够了。” 一组标准溶液才能确认直线关系、减小偶然误差，也能看出空白调零有没有问题。
即时小测
A = εbc 中，b 指的是？
b 是光程，常用的比色皿为 1.00 cm。
测量前为什么先用空白溶液调零？
调零后，测得的吸光度只来自被测物质。
样品的吸光度为 1.8，超出了标准溶液的范围，应该怎么做？
稀释到标准曲线的范围内，结果才可靠。
同一种溶液，浓度加倍后吸光度怎样变化？
A 与 c 成正比。
下面哪一项不影响测得的吸光度？
吸光度只和光路中的溶液有关，与烧杯里剩多少无关。
为什么测量波长通常选在吸收峰处？
斜率大，读数误差造成的浓度误差小。
AP 式练习
为了测定补铁片中铁的含量，学生把一片药片溶解，把铁全部还原成 Fe²⁺，转移到 250.0 mL 容量瓶中定容（溶液 A）。取 1.00 mL 溶液 A，加入过量邻二氮菲（生成橙红色配合物），稀释到 100.0 mL，在 510 nm 下测得吸光度 0.517。标准溶液（光程 1.00 cm）的数据如下：
| [Fe²⁺] / (mol/L) | A |
|---|---|
| 1.0 × 10⁻⁵ | 0.112 |
| 2.0 × 10⁻⁵ | 0.221 |
| 4.0 × 10⁻⁵ | 0.445 |
| 6.0 × 10⁻⁵ | 0.664 |
| 8.0 × 10⁻⁵ | 0.889 |
(a) Fe²⁺ 溶液本身几乎无色。为什么要加入邻二氮菲后再测？
(b) 用第一个和最后一个标准溶液估算标准曲线的斜率，并求配合物在 510 nm 的摩尔吸光系数。
(c) 计算测量用溶液中 Fe²⁺ 的浓度。
(d) 计算一片药片中铁的质量（Fe 55.85 g/mol），以 mg 表示。
(e) 测样品时比色皿外壁有指纹。算出的铁的质量偏高还是偏低？说明理由。
参考答案与评分要点
(a) Fe²⁺ 在可见光区几乎不吸收，直接测吸光度太小、不灵敏。生成的配合物颜色深、ε 大，吸光度和 Fe²⁺ 的浓度成正比，测量灵敏。
(b) 斜率 = (0.889 − 0.112) ÷ (8.0 × 10⁻⁵ − 1.0 × 10⁻⁵) mol/L = 1.11 × 10⁴ L/mol；光程 1.00 cm，所以 ε = 1.11 × 10⁴ L/(mol·cm)。
(c) c = A ÷ (εb) = 0.517 ÷ (1.11 × 10⁴) = 4.66 × 10⁻⁵ mol/L。
(d) 溶液 A 被稀释了 100.0 ÷ 1.00 = 100 倍：c(A) = 4.66 × 10⁻³ mol/L；n(Fe) = 4.66 × 10⁻³ × 0.2500 = 1.16 × 10⁻³ mol；m = 1.16 × 10⁻³ × 55.85 = 0.0650 g = 65.0 mg。
(e) 偏高。指纹会吸收、散射一部分光 → 测得的吸光度偏大 → 算出的浓度和铁的质量偏高。
评分要点： (a) Fe²⁺ 几乎不吸收，配合物吸收强、灵敏；(b) 斜率和 ε（带单位）；(c) 正确使用 A = εbc；(d) 稀释倍数和体积换算正确；(e) 偏高，并写出推理链。
小结
- A = εbc：在吸收峰附近测量最灵敏；溶液的颜色是透过光的颜色，测量用它吸收的光。
- 标准曲线：空白调零 → 标准溶液 → A 对 c 作图 → 由直线求未知浓度；样品太浓就稀释，计算时乘稀释倍数。
- 标准曲线的斜率是 εb；吸光度偏大的失误（指纹、没调零）使浓度偏高，样品被稀释则偏低。
AP 提示： Beer-Lambert 的计算题常绕一步稀释。先算比色皿里的浓度，再乘稀释倍数，最后才换算成质量或物质的量。
数据来源：模拟中的蓝色染料光谱和例题、练习中的数据都是示意数据；Fe 的相对原子质量取自 AP 化学考试附的元素周期表。