第十章紫外-可见分光光度法

1、19:03:39第十章第十章第十章第十章第十章第十章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法一、一、光的波粒二象性光的波粒二象性二、电磁波谱二、电磁波谱三、物质对光的吸收三、物质对光的吸收四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型五、常用概念五、常用概念六、吸收带与结构关系六、吸收带与结构关系第一节第一节第一节第一节第一节第一节 基本原理基本原理基本原理基本原理基本原理基本原理19:03:40分光光度法：是基于被测物质对光的选择性吸收而分光光度法：是基于被测物质对光的选择性吸收而建立的分析方法。建立的分析方法。应用对象：应用对象：一般

2、是能吸收一般是能吸收UV-ViS的分子或某些特定的分子或某些特定离子离子本章重点：本章重点：（1）光的波粒二象性）光的波粒二象性（2）紫外可见光度法基本原理）紫外可见光度法基本原理（3）定性定量方法）定性定量方法 19:03:40一、光的波粒二象性一、光的波粒二象性一、光的波粒二象性一、光的波粒二象性一、光的波粒二象性一、光的波粒二象性波动性波动性粒子性粒子性 E 光的折射光的折射光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振光的干涉光的干涉光电效应光电效应hchEE：光子的能量（：光子的能量（J, 焦耳）焦耳） ：光子的频率（：光子的频率（Hz, 赫兹）赫兹） ：光子的波长（：光子的波长（cm）c：光速（

3、：光速（2.9979 1010 cm.s-1）h：Plank常数（常数（6.6256 10-34 J.s ）19:03:41二、电磁波谱二、电磁波谱 射射线线x射射线线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 光光紫外可见光区为紫外可见光区为200800nm,其中紫外其中紫外200400nm、可见可见400800nm,在此区域是分子产生的吸收在此区域是分子产生的吸收19:03:41三、三、三、三、三、三、物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸收物质对光的吸

4、收物质对光的吸收1、物质颜色与光的关系、物质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光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意复合光复合光吸收池吸收池黑色黑色无色透明无色透明互补色蓝色互补色蓝色19:03:412 2 2、吸收原理与光的关系、吸收原理与光的关系、吸收原理与光的关系、吸收原理与光的关系、吸收原理与光的关系、吸收原理与光的关系光作用于物质时，物质吸收了相应波长的光，而显示出特征光作用于物质时，物质吸收了相应波长的光，而显示出特征的颜色，的颜色，物质对光的吸收是由于物质对光的吸收是由于分子中的价电子分子中的价电子在不同的分在不同的分子轨道之间跃迁而产生的，吸收

5、具有选择性（量子化）子轨道之间跃迁而产生的，吸收具有选择性（量子化）hchEEE02S2S1S0S3E2E0E1E3h 19:03:42物质的电子结构不同，吸收光的波长也不同，这就构成了物质的电子结构不同，吸收光的波长也不同，这就构成了物质对光的选择性吸收。原子吸收得到是锐线光谱、分子物质对光的选择性吸收。原子吸收得到是锐线光谱、分子吸收得到是带状光谱吸收得到是带状光谱例：例：A 物质物质B 物质物质evEE5 . 201EhcA191034106 . 1)(5 . 21031062. 6ev)(10774. 45cmnm4 .477evEE0 . 201EhcBnm6 .620同理，得：同理

6、，得：1 ev = 1.6 10-19 J. 19:03:423.3. 分子吸收光谱产生类型分子吸收光谱产生类型电电子子能能级级跃跃迁迁振振动动能能级级跃跃迁迁19:03:434 4 4、紫外可见吸收光谱（曲线）意义、紫外可见吸收光谱（曲线）意义、紫外可见吸收光谱（曲线）意义、紫外可见吸收光谱（曲线）意义、紫外可见吸收光谱（曲线）意义、紫外可见吸收光谱（曲线）意义以波长（以波长（ ）为横坐标，吸光度（物质对光吸收程度）为横坐标，吸光度（物质对光吸收程度,用用A表表示示）为纵坐标所绘制的曲线，即为吸收光谱。）为纵坐标所绘制的曲线，即为吸收光谱。19:03:431)1)同一种物质对不同波长光的吸光

7、度不同。吸光度同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最佳吸收波长最大处对应的波长称为最佳吸收波长maxmax2)2)不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似（如右图），且（如右图），且maxmax值不变。而对于不同值不变。而对于不同物质，它们的吸收曲物质，它们的吸收曲线形状和线形状和maxmax都不同都不同19:03:443)吸收曲线的形状、吸收曲线的形状、max及吸收强度及吸收强度(表示表示) )等与等与分子的结构密切相关。分子的结构密切相关。4)4)不同浓度的同一种物质，在某一波长下吸光度有不同浓度的同一种物质，在某一波长下吸

8、光度有差异，在差异，在maxmax处吸光度处吸光度A A 的差异最大。此特性可作的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。为物质定量分析的依据。5)5)在在maxmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。的重要依据。19:03:44胆甾醇异亚丙基丙酮异亚丙基丙酮6)共轭基团相同的不同分子，紫外、可见吸收光谱共轭基团相同的不同分子，紫外、可见吸收光谱相似。相似。O=CC =C两分子具有相同两分子具有相同的共轭基团的共轭基团19:03:451 1、有机化合物价电

9、子类型、有机化合物价电子类型 有机化合物中存在三种价电子：有机化合物中存在三种价电子：电子、电子、电子、电子、n n电子它电子它们对应有们对应有、* *、 、 *及及n轨道轨道。如甲醛分子。如甲醛分子分子轨道理论分子轨道理论：成键轨道成键轨道反键轨道反键轨道当外层价电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态当外层价电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态( (反键轨道反键轨道) )跃迁。主要有四种跃迁，所需能量跃迁。主要有四种跃迁，所需能量大小顺序大小顺序为：为：nn nn COHnp ps sH四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型四、电子跃迁类型

10、19:03:452 2 2 2 2 2、电子跃迁类型、电子跃迁类型、电子跃迁类型、电子跃迁类型、电子跃迁类型、电子跃迁类型（1 1 1 1 1 1）跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁 所需能量最大；所需能量最大；电子只有吸收远紫外光的能量才能发电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；饱和烷烃的分子吸收光谱属于该类跃迁，出现在远生跃迁；饱和烷烃的分子吸收光谱属于该类跃迁，出现在远紫外区；吸收波长紫外区；吸收波长200 nm200 nm200 nm。吸收强度较弱，通。吸收强度较弱，通常检测不到。常检测不到。例：丙酮羰基产生该类跃迁，其例：丙酮羰基产生该类跃迁，其maxmax为为279nm279nm为为10-

11、3010-30 19:03:46（3 3 3 3 3 3）n n n跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁 所需能量较大。吸收波长多为所需能量较大。吸收波长多为150150250250nmnm，大部分在远大部分在远紫外区，而在近紫外区的仍不易观察到。含非键电子的饱和紫外区，而在近紫外区的仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物烃衍生物( (含含N、O、S和卤素等杂原子和卤素等杂原子) )均呈现均呈现nn* * 跃迁。跃迁。如下表所示如下表所示600215CH3NH2365258CH3I200173CH3CL150184CH3OH1480167H2Omaxmax（nm）化 合 物19:03:47（4 4 4 4

12、 4 4）跃迁（最重要的跃迁）跃迁（最重要的跃迁）跃迁（最重要的跃迁）跃迁（最重要的跃迁）跃迁（最重要的跃迁）跃迁（最重要的跃迁） 所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，区，maxmax在在10104 4L Lmolmol1 1cmcm1 1以上，属于强吸收。以上，属于强吸收。 1)1)不饱和烃不饱和烃* *跃迁，乙烯跃迁，乙烯* *跃迁的跃迁的maxmax为为16165nm5nm，maxmax为为1 110104 4 L Lmolmol-1-1cmcm1 1, ,强吸收强吸收。2)2)共轭烯烃中的共轭烯烃中的 p p p

13、p* 波长增加波长增加,强度增大强度增大 p p (HOMO LVMO) max 165nm 217nm p p p p p p p 19:03:47共轭烯烃中共轭烯烃中p p p p*跃迁所需能量降低，因此，对应波长增大跃迁所需能量降低，因此，对应波长增大，同时也属于强吸收带，同时也属于强吸收带如如 max=217 nm， max 为为21000 紫外光谱电子跃迁类型紫外光谱电子跃迁类型 ： n*跃迁跃迁 *跃迁跃迁 饱和化合物无紫外吸收饱和化合物无紫外吸收 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系 根据分子结构根据分子结构推测可能产生的电子跃迁类

14、型；推测可能产生的电子跃迁类型； 根据吸收带波长和电子跃迁类型根据吸收带波长和电子跃迁类型 推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）19:03:482.2.无无机物吸收光谱与电子跃迁机物吸收光谱与电子跃迁( (自学自学) ) （1） 电荷转移吸收光谱电荷转移吸收光谱 )1()1(bnhbnLMLM 无机络合物无机络合物例：例：SCNFeSCNFeh23 max=490nm,max104，定量测定灵敏度高定量测定灵敏度高。电子受体电子受体电子电子给予体给予体19:03:48（2 2） 配位场跃迁吸收配位场跃迁吸收在配体的配位场作用下，过渡元素在配体的配位场

15、作用下，过渡元素5 5个能量相等的个能量相等的d d 轨道和镧系、锕系元素轨道和镧系、锕系元素7 7个能量相等的个能量相等的f f 轨道分轨道分裂成几组能量不等的裂成几组能量不等的d d 轨道及轨道及f f 轨道，吸收辐射轨道，吸收辐射后，低能态的后，低能态的d d 或或f f 电子分别跃迁至高能态的电子分别跃迁至高能态的d d 或或f f 轨道，即产生了轨道，即产生了d d一一d d 和和 f f 一一f f 跃迁。跃迁。19:03:49xydyzdxzd2zd22yxd xydxzdyzd2zd22yxd 八面体场八面体场E配位场跃迁属禁戒跃迁，吸收强度弱，配位场跃迁属禁戒跃迁，吸收强度弱

16、，max 102，不不适合用于定量分析，但可用于研究配合物的结构及适合用于定量分析，但可用于研究配合物的结构及无机配合键理论等。无机配合键理论等。蓝色蓝色 263)NH(Cu19:03:49五、常用概念和术语五、常用概念和术语1、吸收峰：吸收曲线上吸光度最大的地方，其位、吸收峰：吸收曲线上吸光度最大的地方，其位置用对应的波长为置用对应的波长为 max表示表示 2、生色团：有机化合物分子结构中含有、生色团：有机化合物分子结构中含有和和n跃迁的基团，能在紫外可见光范围内产生吸跃迁的基团，能在紫外可见光范围内产生吸收的基团称为生色团。收的基团称为生色团。19:03:493 3、助色团：、助色团：含有

17、非键电子的杂原子饱和基团，当它含有非键电子的杂原子饱和基团，当它们与生色团相连时，们与生色团相连时，能使生色团吸收峰向长波方向能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其强度的官能团。如位移并增强其强度的官能团。如OH、NH2、SH及卤族元素及卤族元素4、红移和蓝移：、红移和蓝移：max向长波方向移动称为红移，向向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移短波方向移动称为蓝移 (或紫移或紫移)。5、增色和减色：吸收强度即摩尔吸光系数、增色和减色：吸收强度即摩尔吸光系数增大或增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应。减小的现象分别称为增色效应或减色效应。19:03:5019:03:505 5、强带

18、和弱带：、强带和弱带：在紫外可见光区内，凡是在紫外可见光区内，凡是max 值值大于大于104的吸收峰为强带；小于的吸收峰为强带；小于102的吸收峰为弱带的吸收峰为弱带A:吸收峰吸收峰max=103 B: 吸收峰吸收峰max=105 A 19:03:51六、吸收带与分子结构关系六、吸收带与分子结构关系六、吸收带与分子结构关系六、吸收带与分子结构关系六、吸收带与分子结构关系六、吸收带与分子结构关系 电子跃迁类型与分子结构及其存在的基团有密切电子跃迁类型与分子结构及其存在的基团有密切的联系，因此，可以根据分子结构来预测可能产生的联系，因此，可以根据分子结构来预测可能产生的电子跃迁，或者根据吸收谱带来

19、推测分子的结构。的电子跃迁，或者根据吸收谱带来推测分子的结构。 例如：饱和烃只有例如：饱和烃只有跃迁；烯烃跃迁；烯烃有有跃迁跃迁也有也有跃迁；醛、酮同时存在跃迁；醛、酮同时存在、 n 、n 、四种四种跃迁而产生相跃迁而产生相应吸收带。应吸收带。19:03:511、R R 吸收带吸收带（特殊基团带）：由（特殊基团带）：由n 电子跃迁电子跃迁而产生的吸收带，是杂原子不饱和基团这类生色团而产生的吸收带，是杂原子不饱和基团这类生色团的特征。处于的特征。处于300nm，是弱吸收，有时被掩盖。，是弱吸收，有时被掩盖。2、K 吸收带吸收带（共轭作用）（共轭作用）:由于非环状共轭双键中由于非环状共轭双键中的的

20、跃迁而产生的吸收带。该吸收带属于强吸跃迁而产生的吸收带。该吸收带属于强吸收带。收带。3、B吸收带吸收带（芳香族特征带）：由于苯分子的振动（芳香族特征带）：由于苯分子的振动和转动能级跃迁产生的吸收带和转动能级跃迁产生的吸收带19:03:52在在230nm270nm出现，属于较弱的吸收带，在蒸出现，属于较弱的吸收带，在蒸汽时出现精细结构（很多小锯齿峰），在极性溶液汽时出现精细结构（很多小锯齿峰），在极性溶液中精细结构消失，出现宽峰。中精细结构消失，出现宽峰。 4、E吸收带吸收带（芳香族特征带）：由苯环中环状共（芳香族特征带）：由苯环中环状共轭系统的轭系统的跃迁而产生的吸收带，该吸收带特跃迁而产生的

21、吸收带，该吸收带特点是产生两个紧相邻的点是产生两个紧相邻的E吸收带。吸收带。 E1（在（在180nm处处）、）、E2（在（在200nm处）带，两个吸收带均属于强吸处）带，两个吸收带均属于强吸收带。收带。19:03:52图10419:03:53 四、影响四、影响吸收光谱吸收光谱的因素的因素 1、共轭效应的影响、共轭效应的影响CH2=CH2 171 nm 10000CH2=CH-CH=CH2 217 nm 21000CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 258 nm 34000化合物化合物 max (nm) max 电子共轭体系增大，电子共轭体系增大， 红移，红移， 增大。增大。p pmax m

22、ax 19:03:53空间阻碍使共轭体系破坏，空间阻碍使共轭体系破坏，max蓝移蓝移， max 减小。减小。R=R=Hmax =294 nm, max=27600 R=H, R=CH3, max =272 nm, max=21000 C CRR19:03:532 2、取代基的影响、取代基的影响CCHHHH取代基取代基 -SR -NR2 -OR -Cl -CH3红移距离红移距离( (nm) ) 45 40 30 5 5助色团取代，助色团取代， *跃迁吸收带跃迁吸收带发生红移。发生红移。19:03:543 3、溶剂的影响、溶剂的影响NCNNCNH H气态气态溶剂：环己烷溶剂：环己烷溶剂：水溶剂：水

23、对称四嗪在蒸气态、环己烷和水中的吸收光谱对称四嗪在蒸气态、环己烷和水中的吸收光谱1) 对吸收谱带精细结构影响对吸收谱带精细结构影响19:03:54无溶剂效应无溶剂效应极性溶剂效应极性溶剂效应 *nn *能量能量2) 对对*跃迁和跃迁和n*跃迁跃迁影响影响溶剂极性增加，溶剂极性增加， * 跃迁吸收带红移，跃迁吸收带红移， n *跃迁吸收带蓝移。跃迁吸收带蓝移。19:03:55 *和和n *跃迁的溶剂效应跃迁的溶剂效应溶剂溶剂 正己烷正己烷 CHCl3 CH3OH H2O *max/nm 230 238 237 243n *max/nm 329 315 309 305报告某物的紫外、可见吸收光谱时

24、，需注明报告某物的紫外、可见吸收光谱时，需注明所使用的溶剂。所使用的溶剂。CH3COCHCCH3CH319:03:553)3) 溶剂的选择溶剂的选择a. 溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应是惰性的。溶质应是惰性的。b. 在溶解度允许的范围内，尽量选择极性在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。较小的溶剂。c. 溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收19:03:56第十章第十章第十章第十章第十章第十章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法一、朗伯一、

25、朗伯- -比尔定律比尔定律二、偏离吸收定律因素二、偏离吸收定律因素第二节第二节第二节第二节第二节第二节 吸收定律吸收定律吸收定律吸收定律吸收定律吸收定律19:03:56一、朗伯一、朗伯一、朗伯一、朗伯一、朗伯一、朗伯- - -比尔定律比尔定律比尔定律比尔定律比尔定律比尔定律1、透光率、透光率 （透射比、透射率）（透射比、透射率）透光率定义透光率定义0IITtT 取值为取值为0.0 % 100.0 %T = 0.0 %T = 100.0 %入射光入射光 I0透射光透射光 It19:03:572、Lambert Beer Law当一定波长当一定波长单色光单色光通过某物质溶液时，入射光强度通过某物质

26、溶液时，入射光强度I0与透射光强度与透射光强度It之比的对数与该物质的浓度及液层之比的对数与该物质的浓度及液层厚度成正比。此时物质对光吸收的程度（吸光度，厚度成正比。此时物质对光吸收的程度（吸光度，用用A表示）数学表达式为表示）数学表达式为入射光入射光 I0透射光透射光 Itc: 溶液浓度溶液浓度l: 液层厚度液层厚度E: 吸光系数吸光系数llCETAlg19:03:573 3 3、吸光度与透光率关系、吸光度与透光率关系、吸光度与透光率关系、吸光度与透光率关系、吸光度与透光率关系、吸光度与透光率关系 透光率透光率 吸光度吸光度1.0 0.5 ACA100 50 T %TT = 0.0 %A =

27、 T = 100.0 %A = 0.0A = 0.4343T = 36.8 %lCETAlglCEAT101019:03:584 4 4、吸光系数、吸光系数、吸光系数、吸光系数、吸光系数、吸光系数E：比例常数：比例常数 入射光波长入射光波长物质的性质物质的性质温度温度取值与浓度的单位相关取值与浓度的单位相关c：mol / L E 摩尔吸光系数，摩尔吸光系数， L mol 1 cm -1 c：g / L E a 质量吸光系数，质量吸光系数， L g 1 cm -1 c：g / 100 mL E 百分比吸光系数百分比吸光系数 %11cmE溶剂溶剂MaEcm1010%11lCETAlglcAlcaA

28、lcEAcm%1119:03:585 5 5、吸光度的加合性、吸光度的加合性、吸光度的加合性、吸光度的加合性、吸光度的加合性、吸光度的加合性二、吸收定律偏离因素二、吸收定律偏离因素标准曲线法测定未知溶液的浓度时标准曲线法测定未知溶液的浓度时发现标准曲线常发生弯曲（尤其当发现标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为溶液浓度较高时），这种现象称为吸收定律的偏离。吸收定律的偏离。 iiiiiiiicllcAA19:03:591 1 1、物理因素物理因素物理因素物理因素物理因素物理因素 难以获得真正的难以获得真正的纯单色光纯单色光。朗。朗比耳定律的前比耳定律的前提条件之一是入射光为单色

29、光。提条件之一是入射光为单色光。 分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯合光可导致对朗伯比耳定律的正或负偏离。比耳定律的正或负偏离。最主最主要的是要的是非单色光非单色光作为入射光作为入射光引起引起的偏离的偏离。 19:03:592 2 2 2 2 2、化学性因素、化学性因素、化学性因素、化学性因素、化学性因素、化学性因素 朗朗比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；该假定只有在发生相互作用；该假定只有在稀溶液稀溶液(c102mol/L时，吸光质点间可能发时，吸光质点间可能发生缔合、聚集等相互

30、作用，直接影响了对光吸收。生缔合、聚集等相互作用，直接影响了对光吸收。 故：故：朗伯朗伯比耳定律只适用于稀溶液比耳定律只适用于稀溶液。 19:03:59 另外当另外当溶液中存在着离解、聚合、互变异构、溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物形成等化学反应时，也会使吸光质点浓度发配合物形成等化学反应时，也会使吸光质点浓度发生变化，影响吸光度。生变化，影响吸光度。 例：例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡： CrO42- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性的颜色不同，吸光性质也不相同。故此时溶液质也

31、不相同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。对测定有重要影响。19:04:00第十章第十章第十章第十章第十章第十章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法一、基本组成一、基本组成二、分光光度计类型二、分光光度计类型三、仪器测量误差三、仪器测量误差四、实验技术四、实验技术第三节第三节第三节第三节第三节第三节 分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计分光光度计19:04:00一、分光光度计基本组成一、分光光度计基本组成0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示I0It参比参比样品样品入射光入射光 I0

32、透射光透射光 ItlCETAlg19:04:00二、分光光度计类型二、分光光度计类型二、分光光度计类型二、分光光度计类型二、分光光度计类型二、分光光度计类型（1 1 1）单波长单光束分光光度计）单波长单光束分光光度计）单波长单光束分光光度计）单波长单光束分光光度计）单波长单光束分光光度计）单波长单光束分光光度计0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示19:04:01（2 2 2）单波长双光束分光光度计）单波长双光束分光光度计）单波长双光束分光光度计）单波长双光束分光光度计）单波长双光束分光光度计）单波长双光束分光光度计差值差值光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显

33、示显示光束分裂器光束分裂器19:04:01（3 3） 双波长分光光度计双波长分光光度计1 2 双波长分光光度计双波长分光光度计结构特点结构特点两个两个单色器单色器不需要不需要参比溶液参比溶液显示显示19:04:01bAbcA111 bAbcA222 两波长处的背景两波长处的背景吸收相等吸收相等bcA)(12 定量分析关系式：定量分析关系式：自动校正背景吸收原理自动校正背景吸收原理适合测定混浊液适合测定混浊液19:04:02三、仪器测量误差三、仪器测量误差根据误差传递公式，可以推导出浓度测量的相对误差为根据误差传递公式，可以推导出浓度测量的相对误差为TAlgTln434.0TTdcdcETrln

34、T = 0.368 = 36.8 %A = 0.4343 为了减少测量误差，控制为了减少测量误差，控制溶液的吸光度溶液的吸光度 A = 0.2 0.7 T = 70 10 %0.36819:04:02四、实验条件选择四、实验条件选择四、实验条件选择四、实验条件选择四、实验条件选择四、实验条件选择 1.1.仪器条件仪器条件: :任何分光光度计都有一定的测量误差，任何分光光度计都有一定的测量误差，这是由于光源不稳定、实验条件的偶然变动、读数这是由于光源不稳定、实验条件的偶然变动、读数不准确等因素造成的。这些因素对于试样的测定结不准确等因素造成的。这些因素对于试样的测定结果影响较大，特别是当试样浓度

35、较大或较小时。因果影响较大，特别是当试样浓度较大或较小时。因此，要选择适宜的吸光度范围，以使测量结果的误此，要选择适宜的吸光度范围，以使测量结果的误差尽量减小。差尽量减小。通常将待测溶液的投射比（通常将待测溶液的投射比（T ）选在）选在10%70% 或吸光度（或吸光度（A）在）在0.20.7即可（如何实即可（如何实现？）现？）19:04:032、测量波长选择、测量波长选择无干扰，选择无干扰，选择 max 有干扰，根据吸收大、干扰小有干扰，根据吸收大、干扰小原则选定波长原则选定波长A A 待测组分干扰组分19:04:033 3 3、参比液（空白溶液）选择、参比液（空白溶液）选择、参比液（空白溶液

36、）选择、参比液（空白溶液）选择、参比液（空白溶液）选择、参比液（空白溶液）选择原则：扣除非待测组分的吸收原则：扣除非待测组分的吸收试液试液 显色剂显色剂 溶剂溶剂 吸光物质吸光物质 参比液组成参比液组成无吸收无吸收无吸收无吸收光学透明光学透明溶剂溶剂基质吸收基质吸收无吸收无吸收吸收吸收 不加显色不加显色剂的试液剂的试液无吸收无吸收吸收吸收 吸收吸收 显色剂显色剂基质吸收基质吸收 吸收吸收 吸收吸收 吸收吸收 显色剂显色剂 + 试液试液 + 待测组分掩蔽剂待测组分掩蔽剂19:04:034、显色反应、显色反应有机物质有机物质官能团强吸收官能团强吸收直接测定直接测定UV-VIS官能团弱吸收官能团弱吸

37、收衍生化反应衍生化反应UV-VIS显色反应显色反应无机物质无机物质通常经过显色反应生成吸光系数大的有色通常经过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度物质进行测定，以提高灵敏度3Fe2+3NN+NNFe2+桔红色桔红色 max 邻二氮菲邻二氮菲19:04:03（1 1）显色剂选择：）显色剂选择：a.a.显色反应灵敏度高，有较强显色反应灵敏度高，有较强的吸光能力；的吸光能力；b.b.反应生成物组成恒定、稳定性好；反应生成物组成恒定、稳定性好；c.c.对照性好，显色剂与有色配合物的对照性好，显色剂与有色配合物的maxmax差别在差别在60nm60nm以上。以上。（2 2）显色剂用量、

38、溶液酸度、显色温度、显色时）显色剂用量、溶液酸度、显色温度、显色时间等均需通过实验确定。间等均需通过实验确定。19:04:04第十章第十章第十章第十章第十章第十章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法一、定性定量分析一、定性定量分析二、实例应用二、实例应用第四节第四节第四节第四节第四节第四节 紫外可见光谱法应用紫外可见光谱法应用紫外可见光谱法应用紫外可见光谱法应用紫外可见光谱法应用紫外可见光谱法应用19:04:04一、定性分析与定量分析法一、定性分析与定量分析法一、定性分析与定量分析法一、定性分析与定量分析法一、定性分析与

39、定量分析法一、定性分析与定量分析法定性分析基础定性分析基础定量分析基础定量分析基础物质对光的选择吸收物质对光的选择吸收ABA )(maxA)(maxB在一定的实验条件下，物质在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成对光的吸收与物质的浓度成正比。正比。A C增增大大19:04:051、定性方法、定性方法定性主要的依据定性主要的依据吸收光谱所具有的以下特征吸收光谱所具有的以下特征吸收光谱的形状；吸收峰的数目；吸收峰的位置吸收光谱的形状；吸收峰的数目；吸收峰的位置（波长）；吸收峰的强度；相应的吸光系数（波长）；吸收峰的强度；相应的吸光系数2、定量方法类型、定量方法类型、单组分定量、单组分定量

40、吸光系数法（单色光很纯）：在给定实验条件下吸光系数法（单色光很纯）：在给定实验条件下19:04:05由由A= cl计算计算例如：维生素例如：维生素B12样品样品2.50mg用水溶解成用水溶解成100ml后，后，盛于盛于1cm吸收池中，在吸收池中，在361nm测得测得A值为值为0.507，求，求吸光系数和含量。已知吸光系数吸光系数和含量。已知吸光系数(比吸光系数）的标比吸光系数）的标示量为示量为E=207(代表含量为代表含量为100%时的吸光系数时的吸光系数)解：解：E=A/(cl)=0.507/0.0025=202.8g/100ml19:04:05样品中样品中B12=E(样样)/E(标标)=2

41、02.8/207=98.0%标准曲线法（单色光不纯）标准曲线法（单色光不纯）: :依据依据A=A=kckc测定时，测定时，配制配制一系列浓度不同的标准溶液，一系列浓度不同的标准溶液，在同一条件下分别测定在同一条件下分别测定A A，然后以然后以A A为纵坐标，浓度为横坐标为纵坐标，浓度为横坐标绘制绘制A-cA-c曲线（标准曲线如右图）。曲线（标准曲线如右图）。根据样品溶液测得根据样品溶液测得A A值，从曲线值，从曲线上求得样品的浓度。上求得样品的浓度。该法对仪器要求不高，适合大批量样品分析该法对仪器要求不高，适合大批量样品分析Aci19:04:06 芦丁含量测定mLmgmLmLmLmg250 .

42、 32550/200. 0样品标样分别移取19:04:06对照法：在相同条件下，在线形范围内配制样品对照法：在相同条件下，在线形范围内配制样品溶液和标准溶液，在选定波长处，分别测定吸光度。溶液和标准溶液，在选定波长处，分别测定吸光度。由朗伯由朗伯- -比尔定律求算。比尔定律求算。A A样品样品= = 样品样品c样品样品b，A A标标= = 标标c标标b 因同种物质，同台仪器，相同厚度吸收池及同一波因同种物质，同台仪器，相同厚度吸收池及同一波长，故长，故： 样样= 标标，所以，所以C样样=（A样样/A标标）C标标例如：维生素例如：维生素B12注射液含量测定：精密吸取注射液含量测定：精密吸取B12

43、注注射液射液2.50ml，加水稀释至，加水稀释至10.00ml摇匀。另配制摇匀。另配制B1219:04:07标准液：精密称取标准液：精密称取B12标准品标准品25.0mg，加水溶解并，加水溶解并稀释至稀释至1000ml，摇匀。在，摇匀。在361nm处，用处，用1cm吸收吸收池分别测得样品和标准溶液的池分别测得样品和标准溶液的A值值为为0.508和和0.518，求求B12注射液的浓度。注射液的浓度。解：解：c样品样品=98.1g/ml、多组分定量、多组分定量 多组分的定量依据：多组分的定量依据：A总总=Aa+Ab+Ac+在混合组分测定中，遇到各组分吸收光谱双向重叠在混合组分测定中，遇到各组分吸收

44、光谱双向重叠19:04:07相互干扰时，可根据测定目的、要求和光谱重叠的相互干扰时，可根据测定目的、要求和光谱重叠的不同情况采用下列方法：不同情况采用下列方法：三种情况：三种情况： 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下不重叠下不重叠分别按单组分定量分别按单组分定量bbaaAEAE222111；测定；测定过程：19:04:08aaaaaaEACCEA1111由bbbbbbEACCEA2222由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Ca2测测A2a组分干扰组分干扰不能

45、按单组分定量测不能按单组分定量测Ca 19:04:08babaaaAEEAE2222111；和测定；测定过程：aaaaaaEACCEA1111由bbaababaCECEAAA22222由baababECEAC22219:04:09两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a.解线性方程组法解线性方程组法b.等吸收双波长消去法等吸收双波长消去法c.导数光谱法导数光谱法19:04:09a. a. a.解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法解线性方程组法 步骤：步骤：babababaAEEAEE22221111；和测定；和测定bbaababa

46、CECEAAA11111bbaababaCECEAAA22222bababbabbaaEEEEEAEAC12211221babaabaababEEEEEAEAC1221211219:04:09b.b. b.等吸收双波长法等吸收双波长法等吸收双波长法等吸收双波长法等吸收双波长法等吸收双波长法 步骤：步骤： 消除消除a的影响测的影响测bbabababaAAAAAA222111babbaabababaAAAAAAAAA)()(212121aaAAa2121和的等吸收点选bbbbbbbbaCECEEAAA)(2121bbabbbabEAEEAC2119:04:10 消去消去b的影响测的影响测a 注：须

47、满足两个基本条件注：须满足两个基本条件选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点；选定的两个波长选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点；选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大。例如阿司匹林中水杨酸含下待测物的吸光度差值应足够大。例如阿司匹林中水杨酸含量测定量测定bbAAb 2 1 2 1和的等吸收点选aaaaaaabaCECEEAAA)(21 2 1abaaabaaEAEEAC 2 119:04:10c.导数光谱法导数光谱法利用光吸收对波长导数曲线来确定和分析吸收峰位利用光吸收对波长导数曲线来确定和分析吸收峰位置和强度置和强度 。一定条件下。一定条件下,导数值与浓度呈线性关系导数值与浓度呈线性关系

48、.随导数阶数增加，峰数增加，峰变窄，分辨率提高随导数阶数增加，峰数增加，峰变窄，分辨率提高，有力于重叠谱带及尖峰的分离和鉴别，有力于重叠谱带及尖峰的分离和鉴别.lcdddAdlcddddAlcAnnnn阶导数若求对波长求导将n 19:04:11 吸收光谱和导数光谱吸收光谱和导数光谱19:04:11在一定条件下，利用带有微处理机的分光光度计可在一定条件下，利用带有微处理机的分光光度计可直接绘制标准溶液的导数光谱直接绘制标准溶液的导数光谱 ；利用导数光谱的特；利用导数光谱的特征对组分进行定性定量分析。此方法尤其对多组分征对组分进行定性定量分析。此方法尤其对多组分的同时测定、浑浊溶液测定、背景干扰严

49、重测定。的同时测定、浑浊溶液测定、背景干扰严重测定。峰谷值的波长下绘制导数值和浓度的标准曲线；在峰谷值的波长下绘制导数值和浓度的标准曲线；在相同条件下测定样品溶液的导数光谱，由回归方程相同条件下测定样品溶液的导数光谱，由回归方程或标准曲线计算出待测物的浓度。或标准曲线计算出待测物的浓度。定量数据的测量：基线法；峰定量数据的测量：基线法；峰-谷法；峰谷法；峰-零法零法19:04:12二、实例应用二、实例应用二、实例应用二、实例应用二、实例应用二、实例应用1 1 1、配合物组成的测定、配合物组成的测定、配合物组成的测定、配合物组成的测定、配合物组成的测定、配合物组成的测定M + nR = MRn

50、若若M和和R均不干扰均不干扰MRn 吸收吸收CM固定固定 CR从从 0 开始增大，得到一系列开始增大，得到一系列CR/CM值不同值不同溶液，在同一波长下测定溶液的溶液，在同一波长下测定溶液的A，然后作，然后作A对对CR/CM图图 R = 0, M = 0, MRn 0ACR/CMn19:04:12例：将例：将2.481mg的某碱（的某碱（BOH）的苦味酸（）的苦味酸（HA）盐溶于盐溶于100ml乙醇中，在乙醇中，在1cm的吸收池中测得其的吸收池中测得其380nm处吸光度为处吸光度为0.598，已知苦味酸的摩尔质量，已知苦味酸的摩尔质量为为229，求该碱的摩尔质量（已知摩尔吸光系数，求该碱的摩尔质量（已知摩尔吸光系数为为2.00104） LCAXLCLCxX41000. 2598. 0110481. 21000. 2598. 024x解：(1)，设该