紫外—可见分光光度法

1、 本章教学要求本章教学要求 1 1、了解光谱分析的概念、分类、特点；、了解光谱分析的概念、分类、特点； 化合物电子光谱的产生原理及紫外化合物电子光谱的产生原理及紫外可可 见分光光度法的特点。见分光光度法的特点。 2 2、掌握透光度、吸光度的定义及朗伯、掌握透光度、吸光度的定义及朗伯- - 比尔定律及其使用条件；了解朗伯比尔定律及其使用条件；了解朗伯- - 比尔定律偏离原因。比尔定律偏离原因。 本章教学要求本章教学要求 5 5、掌握紫外、掌握紫外- -可见光分光光度法定性鉴别可见光分光光度法定性鉴别 方法、单组分的定量分析方法；了解方法、单组分的定量分析方法；了解 多组分的定量分析方法。多组分的

2、定量分析方法。 4 4、掌握显色反应、显色剂、显色条件选择、掌握显色反应、显色剂、显色条件选择、 参比溶液的概念及应用。参比溶液的概念及应用。 3 3、熟悉紫外及可见分光光度计的结构。、熟悉紫外及可见分光光度计的结构。 1 1、光学分析法、光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与依据物质发射的电磁辐射或物质与 电磁辐射相互作用而建立起来的各种分电磁辐射相互作用而建立起来的各种分 析法的统称。析法的统称。 分类：分类： （1 1）光谱法）光谱法 （2 2）非光谱法）非光谱法 （1 1）光谱法：利用物质的光谱进行定性、）光谱法：利用物质的光谱进行定性、 定量和结构分析的方法。定量和结构分析的方法

3、。 光谱：光谱：当物质与辐射能作用时，物质内部发生当物质与辐射能作用时，物质内部发生 能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强能级跃迁，记录由能级跃迁所产生的辐射能强 度随波长的变化，所得的图谱。度随波长的变化，所得的图谱。 （2 2）非光谱法：）非光谱法： 利用物质受电磁辐射时，改变电利用物质受电磁辐射时，改变电 磁波的传播方向、速度等物理性质建立磁波的传播方向、速度等物理性质建立 起来的分析方法。起来的分析方法。 分类：分类： 折射法折射法 旋光法旋光法 射线衍射法射线衍射法 2、原子光谱与分子光谱：、原子光谱与分子光谱： （1 1）原子光谱：）原子光谱： 由于气态原子或离子外层电子在不同

4、由于气态原子或离子外层电子在不同 能级间跃迁而产生的光谱。能级间跃迁而产生的光谱。 包括：包括：原子吸收光谱、原子发射光谱、原子吸收光谱、原子发射光谱、 原子荧光光谱。原子荧光光谱。 特征：线状光谱特征：线状光谱 （2 2）分子光谱：）分子光谱： 在辐射作用下，分子间能级的跃在辐射作用下，分子间能级的跃 迁产生的光谱。迁产生的光谱。 包括：包括：分子吸收光谱、分子荧光光谱、分子吸收光谱、分子荧光光谱、 分子磷光光谱。分子磷光光谱。 特征：带状光谱特征：带状光谱 光基态激发态 释放能量发光 hMM * 发射光谱 激发态光基态 吸收辐射能量* MhM 吸收光谱 4、分光光度法：、分光光度法： 利用

5、被测物质对光的吸收特征和利用被测物质对光的吸收特征和 吸收强度对物质进行分析的方法。吸收强度对物质进行分析的方法。 分类：分类： （1）紫外分光光度法（）紫外分光光度法（200400nm) （2）可见分光光度法）可见分光光度法 (400760nm) （3）红外分光光度法）红外分光光度法(0.751000m) 紫外紫外可见分光光度法的特点：可见分光光度法的特点： 1、灵敏度高：能测、灵敏度高：能测10-7g/mL级。级。 2、精密度和准确度高：、精密度和准确度高： RE=15% 3、选择性好：多组分一般无需分离、选择性好：多组分一般无需分离 4、仪器设备简单：不太贵重、操作简、仪器设备简单：不太

6、贵重、操作简 便快速；便快速； 5、应用范围广。、应用范围广。 1 1、波粒二象性：、波粒二象性： 波动性：波动性： c c 1 :或 粒子性：粒子性： ch c hhE 一、电磁辐射与电磁波谱一、电磁辐射与电磁波谱 电磁辐射：电磁辐射：在空间不需任何物质作为传在空间不需任何物质作为传 播媒介的高速传播的粒子流。播媒介的高速传播的粒子流。 2 2、电磁波谱：、电磁波谱： 光谱区域：光谱区域：按照电磁波波长大小顺序把电磁按照电磁波波长大小顺序把电磁 波划分成几个区域。波划分成几个区域。 电磁波谱：电磁波谱：由各光谱区域按顺序排成的系列。由各光谱区域按顺序排成的系列。 射射 线线 x 射射 线线

7、紫紫 外外 光光 红红 外外 光光 微微 波波 无无 线线 电电 波波 10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 可可 见见 光光 二、物质对光的选择性吸收：二、物质对光的选择性吸收： 可见光可见光 色散色散 1 1、单色光：单一波长的光。、单色光：单一波长的光。 复合光：由不同波长的光组合而成的光。复合光：由不同波长的光组合而成的光。 红橙黄绿青青蓝蓝紫 650-750 nm 600-650 nm 580-600 nm 500-580 nm 490-500 nm 480-490 nm 450-480 nm 400-450 nm

8、 2 2、白光：白光：七色光按不同比例混合的复合光。七色光按不同比例混合的复合光。 互补光：互补光：按一定比例混合为白光的两种光。按一定比例混合为白光的两种光。 红 青 绿 蓝 黄 青蓝 橙 紫 3、物质的颜色与光的关系：、物质的颜色与光的关系： 完全吸收：完全吸收： 完全透过：完全透过： 吸收黄色光：吸收黄色光： 溶液颜色取决于被吸收光的互补光的颜色；溶液颜色取决于被吸收光的互补光的颜色； 而颜色的深浅，则取决于溶液中吸光物质浓而颜色的深浅，则取决于溶液中吸光物质浓 度的高低。度的高低。 吸收光谱与有机化合物结构的关系：吸收光谱与有机化合物结构的关系： 红外吸收光谱红外吸收光谱振动或转动光谱

9、。振动或转动光谱。 每一种分子都有其特征光谱。每一种分子都有其特征光谱。 紫外紫外可见吸收光谱可见吸收光谱电子光谱电子光谱 分子中含有芳香环、共轭双键、含分子中含有芳香环、共轭双键、含 杂原子的不饱和键、配位化合物杂原子的不饱和键、配位化合物 在浓度一定的条件下，以波长或波数为横坐标、在浓度一定的条件下，以波长或波数为横坐标、 吸光度或吸光系数为纵坐标所描绘的曲线。吸光度或吸光系数为纵坐标所描绘的曲线。 吸收峰：吸收峰： max 谷：谷： min 肩峰：肩峰： sh 末端吸收：末端吸收： 2 2 34 1 1 强带：强带： 104； 弱带：弱带： 102 A （一）透光率与吸光度：（一）透光率

10、与吸光度： 0 I I T t 1 1、透光率：、透光率： 入射光 I0透射光 It T 取值为取值为0.0 % 100.0 % 全部吸收：全部吸收： T = 0.0 % 全部透射：全部透射： T = 100.0 % 二、朗伯二、朗伯-比尔定律：比尔定律： 2、吸光度、吸光度A：溶液对光的吸收程度。溶液对光的吸收程度。 T T Alg 1 lg A取值为：取值为：0 Example Solution （1）透光率）透光率T=20%，则，则A=？ （2）若吸光度）若吸光度A=0.30，则，则T=？ 70.020.0lglg)1 (TA %5050.01010)2( 30.0 A T （二）光的吸

11、收定律：朗伯（二）光的吸收定律：朗伯比尔定律比尔定律 LKALA 1 1760，年，发现：朗伯于 CKACA 2 1852，年，发现：比尔于 光吸收定律：光吸收定律：LCKA A(a+b+c) = Aa + Ab + Ac 适用前提：适用前提： 1 1、入射光为平行单色光且垂直照射；、入射光为平行单色光且垂直照射； 2 2、均匀非散射体系、均匀非散射体系; ; 3 3、稀溶液（、稀溶液（C0.01mol/L);C 主成分吸收主成分吸收与纯与纯 品比较，品比较，EE，光谱变形则含有杂质。，光谱变形则含有杂质。 1 1、纯度检查（杂质检查）、纯度检查（杂质检查） 例：肾上腺素中微量杂质例：肾上腺素

12、中微量杂质肾上腺酮含量计算：肾上腺酮含量计算： 2mg/mL -0.05mol/L的的HCl溶液，溶液， 310nm下测定下测定 规定规定 A3100.05 即符合要求的杂质限量即符合要求的杂质限量0.06% %06. 0 100 2 101 . 1 % /101 . 1 100/101 . 1 1435 05. 0 3 3 4 %1 1 肾上腺酮 mlmg mlg lE A C cm 三、定量分析：三、定量分析： （一）微量单组分的定量方法：（一）微量单组分的定量方法： lCEA定量依据： 1 1、标准曲线法、标准曲线法最经典的方法最经典的方法 配制一系列浓度不同的标准溶液，在配制一系列浓度

13、不同的标准溶液，在 相同的条件下分别测定吸光度相同的条件下分别测定吸光度A，绘制，绘制 AC曲线（工作曲线）。根据样品的曲线（工作曲线）。根据样品的A 从工作曲线中找出对应的从工作曲线中找出对应的C值。值。 Example芦丁含量测定芦丁含量测定 。A AmL。mg mLmLmLmg 如下表所示值及样品的 值分别测定各标准溶液的样品 标样分别移取 250 . 3 2550/200. 0 Solution 根据表中所列数据作根据表中所列数据作AC工作曲线：工作曲线： %7 .23 %100 0 . 3 710. 0 %: 芦丁即 2 2、标准对照法：比较法、对比法、标准对照法：比较法、对比法 在

14、相同的条件下配制样品溶液和标在相同的条件下配制样品溶液和标 准溶液，在选定的波长处分别测定准溶液，在选定的波长处分别测定A A值。值。 根据：根据： LCA 样样 LCA 标标 标 样 标 样 C C A A Example Solution 有一标准有一标准Fe3+溶液，浓度为溶液，浓度为6ug/mL，其，其 A=0.304。而样品溶液在同一条件下的。而样品溶液在同一条件下的A=0.510。 求样品中求样品中Fe3+的含量。的含量。 mLug A A CC/1 .10 304. 0 510. 0 6 标 样 标样 3 3、吸光系数法：、吸光系数法： LC A LC A E cm 或 %1 1

15、 从手册或文献查出从手册或文献查出 。E cm 值值或 %1 1 Example Solution 维生素维生素B12 的水溶液在的水溶液在361nm处的百分吸光系处的百分吸光系 数为数为207，用，用1cm比色池测得某维生素比色池测得某维生素B12溶液的溶液的 吸光度是吸光度是0.414，求该溶液的浓度。，求该溶液的浓度。 mLg mLg LE A C /0 .20 100/00200. 0 1207 414. 0 （二）微量多组分定量方法：（二）微量多组分定量方法： 三种情况：三种情况： 1 1两组分吸收光谱不重叠（互不干扰）两组分吸收光谱不重叠（互不干扰） 两组分在各自两组分在各自max

16、 max下不重叠 下不重叠分别按单分别按单 组分定量组分定量 bb aa AE AE 222 111 ；测定 ；测定过程： a a aa aa E A CCEA 1 1 11 由 b b bb bb E A CCEA 2 2 22 由 2两组分吸收光谱部分重叠两组分吸收光谱部分重叠 1测测A1b组分不干扰组分不干扰可按单组分定量测可按单组分定量测Ca 2测测A2a组分干扰组分干扰不能按单组分定量测不能按单组分定量测Ca baba aa AEE AE 2222 111 ；和测定 ；测定过程： a a aa aa E A CCEA 1 1 11 由 b b a ababa CECEAAA 2222

17、2 由 b a aba b E CEA C 2 22 3 3两组分吸收光谱完全重叠两组分吸收光谱完全重叠 混合样品测定混合样品测定 （1 1）解线性方程组法）解线性方程组法 （2 2）等吸收双波长消去法）等吸收双波长消去法 步骤：步骤： baba baba AEE AEE 2222 1111 ；和测定 ；和测定 b b a ababa CECEAAA 11111 b b a ababa CECEAAA 22222 baba baba AAA AAA 222 111 步骤：步骤： babbaabababa AAAAAAAAA )()( 212121 消除消除a的影响测的影响测b aa AAa 2

18、121 和的等吸收点选 bb b bb bbba CE CEE AAA )( 21 21 b ba bb ba b E A EE A C 21 bb AAb 2 1 2 1 和的等吸收点选 aa a aa aaba CE CEE AAA )( 21 2 1 a ba aa ba a E A EE A C 2 1 1. 可见光的波长范围是可见光的波长范围是 A、7601000nm B、400760nm C、200400nm D、小于、小于400nm 2测定测定Fe3+含量时，加入含量时，加入KSCN显色剂，显色剂， 生成的配合物是红色的，则此配合物吸收了生成的配合物是红色的，则此配合物吸收了 白

19、光中的白光中的 A、红光、红光 B、绿光、绿光 C、紫光、紫光 D、蓝光、蓝光 E、青光、青光 3在分光光度分析中，透过光强度（在分光光度分析中，透过光强度（It）与入）与入 射光强度（射光强度（I0）之比，即）之比，即It / I0称为称为 A、吸光度、吸光度 B、透光率、透光率 C、吸光系数、吸光系数 D、光密度、光密度 E、消光度、消光度 4朗伯朗伯-比尔定律，即光的吸收定律，表述了比尔定律，即光的吸收定律，表述了 光的吸光度与光的吸光度与 A、溶液浓度的关系、溶液浓度的关系 B、波长的关系、波长的关系 C、溶液液层厚度的关系、溶液液层厚度的关系 D、溶液的浓度与液层厚度的关系、溶液的浓度与液层厚度的关系 5在吸收