紫外可见光谱基本原理ppt课件

1、一、一、Lamber-Beer定律定律 二、吸光系数和吸收光谱二、吸光系数和吸收光谱 三、偏离三、偏离Beer定律的因素定律的因素四、透光率的测量误差四、透光率的测量误差 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系CABeerlALamber定律：定律：布格布格(Bouguer)和朗伯和朗伯(Lambert)先后于先后于1729年和年和1760年年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。18521852年比尔年比尔(Beer)(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度又提出了光的吸收程度和吸收物

2、浓度之间也具有类似的关系。之间也具有类似的关系。假设一束平行单色光通过一个吸光物体假设一束平行单色光通过一个吸光物体 nlSII吸光质点数为厚度为物体截面为透过光强为入射光强为0n取物体中一极薄的薄层xxdISdnkSdSdnkdSdnI透过薄层减弱的光强为几率光子通过薄层被吸收的不让光子通过的面积为薄层的吸光质点数为设入射光强为SdnkIdIxxnIIxxSdSkIdI00SnEIISnkII00lglnClSnCVnlVS和由讨论：讨论：1Lamber-Beer定律的适用条件前提） 入射光为单色光 溶液是稀溶液2该定律适用于固体、液体和气体样品3在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 运用：

3、多组分测定lCEIIBeerLamber0lg定律表达式lCETAIITlg0吸光度透光率lECAT1010或：吸光系数EcbaAAAA总1吸光系数的物理意义：吸光系数的物理意义： 单位浓度、单位厚度的吸光度单位浓度、单位厚度的吸光度 讨论：讨论： 1E=f组分性质，温度，溶剂，组分性质，温度，溶剂，） 当组分性质、温度和溶剂一定，当组分性质、温度和溶剂一定，E=f） 2不同物质在同一波长下不同物质在同一波长下E可能不同选择性吸收）可能不同选择性吸收） 同一物质在不同波长下同一物质在不同波长下E一定不同一定不同 3E，物质对光吸收能力，物质对光吸收能力, 定量测定灵敏度定量测定灵敏度 定性、定

4、量依据定性、定量依据lCAE2吸光系数两种表示法：吸光系数两种表示法： 1摩尔吸光系数摩尔吸光系数：（结构分析）：（结构分析） 在一定在一定下，下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度时的吸光度 2百分含量吸光系数百分含量吸光系数 / 比吸光系数：（定量分析）比吸光系数：（定量分析） 在一定在一定下，下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度时的吸光度 3两者关系两者关系%1110cmEM3吸收光谱吸收曲线）：吸收光谱吸收曲线）：A吸收光谱：吸收光谱： 又称吸收曲线，是以波长（又称吸收曲线，是以波长（）为横坐标、吸光）为横坐标、吸光度度A为纵坐标所描绘的图形。为纵坐标所描绘的图形。特征：

5、峰 曲线上比左右相邻处都高的一处； max 吸收程度最大所对应的 （曲线最大峰处的 ） 谷 曲线上比左右相邻处都低的一处； min 最低谷所对应的 ； 肩峰 sh 介于峰与谷之间，形状像肩的弱吸收峰； 末端吸收 在吸收光谱短波长端所呈现的强吸收而不呈峰形的部分。4吸光度测量的条件选择：吸光度测量的条件选择：1测量波长的选择：下测定须在较小的左右测定灵敏度高maxmaxmaxmaxlCAEAA2吸光度读数范围的选择：3参比溶液(空白溶液)的选择：样参调节光路光学性质和厚度相同样品池样品溶液，参比池空白溶液样品池参比池配制样品的溶剂空白溶液ATA%1000 注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、

6、光的散射和注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰界面反射等因素对透光率的干扰n依据依据BeerBeer定律，定律，A A与与C C关系应为关系应为n 经过原点的直线经过原点的直线n偏离偏离BeerBeer定律的主要因素表现为定律的主要因素表现为n 以下两个方面以下两个方面（一光学因素（一光学因素（二化学因素（二化学因素 lCEA1非单色光的影响：非单色光的影响： Beer定律应用的重要前提定律应用的重要前提入射光为单色光入射光为单色光 n照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光n其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或

7、光栅的其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定分辨率决定n为了保证透过光对检测器的响应，必须保证一为了保证透过光对检测器的响应，必须保证一定的狭缝宽度定的狭缝宽度n这就使分离出来的光具一定的谱带宽度这就使分离出来的光具一定的谱带宽度21020121IIII和为对应的透过光光强分别和入射光光强分别为的光组成和设入射光由波长为lECIIlCEIITA10lglg0002010201020102010201211212110101010IIIIIIIIIIIITlCEElCElCElCE）（又0201020111210lglgIIIIlCETAlCEE）（讨论：讨论： 入射光的谱带宽度严重

8、影响吸光系数和吸收光谱入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状形状 结论：结论：选择较纯单色光选择较纯单色光，单色性，单色性） 选选max作为测定波长作为测定波长E，S且成线性）且成线性）偏离线性关系越严重与）（定律不成线性关系，偏离与成线性关系CAEEBeerCAEElCEAEE12211212杂散光的影响：杂散光的影响： 杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度 范围内，与所选波长相距较远范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值杂散光

9、可使吸收光谱变形，吸光度变值3反射光和散色光的影响：反射光和散色光的影响：反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光 直接对直接对T产生影响产生影响散射和反射使散射和反射使T，A，吸收光谱变形，吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除注：一般可用空白对比校正消除4非平行光的影响：非平行光的影响：使光程使光程，A，吸收光谱变形，吸收光谱变形nBeer定律适用的另一个前提：稀溶液定律适用的另一个前提：稀溶液n浓度过高会使浓度过高会使C与与A关系偏离定律关系偏离定律影响测定结果的相对误差两个因素： T和T T影响因素：仪器噪音 1暗噪音 2讯号噪音TlElEAClC

10、ETAlg1lgTTTCClg434. 0浓度的相对误差1暗噪音暗噪音与检测器和放大电路不确切性有关与检测器和放大电路不确切性有关 与光讯号无关与光讯号无关0)lg()lg434. 0(434. 0)lg434. 0(2TTTTTTTdTd对应最小的测量误差，%80.36434. 0lgTT%5 . 0%1%2 . 0TT今假设大多数分光光度计的适宜测量范围7 . 02 . 0%20%65：AT测定结果相对误差较小2讯号噪音讯号噪音与光讯号有关与光讯号有关表明测量误差较小的范围表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，一直可延至较高吸光度区，对测定有利对测定有利 一、基本组成一、基本组成二

11、、分光光度计的类型二、分光光度计的类型仪器仪器 可见分光光度计仪器仪器 紫外-可见分光光度计一、基本组成一、基本组成光源光源单色器单色器样品室样品室检测器检测器显示显示1. 1. 光源光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。使用寿命。 可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在3202500 nm。 紫外区：氢、氘灯。发射185400 nm的连续光谱。 2.单色器 将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。 入射狭缝：光源的光由

12、此进入单色器； 准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； 色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅； 聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝； 出射狭缝。3. 3. 样品室样品室 样品室放置各种类型的吸收池比色皿和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4. 检测器 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5. 5. 结果显示记录系统结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理进行仪器自动控制和结果处理二、分光光度计的类型二、分

13、光光度计的类型1.1.单光束单光束简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。检测器具有很高的稳定性。特点：特点：使用时来回拉动吸收池使用时来回拉动吸收池移动误差移动误差对光源要求高对光源要求高比色池配对比色池配对2.2.双光束双光束 自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。分析。仪器复杂，价格较高。特点：特点：不用拉动吸收池，可以减小移动误差不用拉动吸收池，可以减小移动误差对光源要求不高对光源要求不高可以自动扫描吸收光谱可以自动扫描吸收