紫外可见分光光度计课件.ppt

1、Company LOGO紫外分光光度计的使用紫外分光光度计的使用原理和方法原理和方法讲解人：李梓番讲解人：李梓番2012015 5.6 .6目录目录紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱朗伯朗伯-比耳定律比耳定律紫外紫外- -可见分光光度计可见分光光度计分析条件的选择分析条件的选择2345紫外紫外-可见分光光度法可见分光光度法1紫外紫外-可见吸收光谱法的应用可见吸收光谱法的应用61 1、紫外、紫外- -可见分光光度法可见分光光度法它是利用物质的分子或离子对某一波长范围它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行的光的吸收作用，对物质进行定性分析定性分析、定量分定量分析析及及结构

2、分析结构分析, , 所依据的光谱是分子或离子吸收所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外光度法和可见分光光度法，合称为紫外- -可见分可见分光光度法。光光度法。1 1、紫外、紫外- -可见分光光度法可见分光光度法仪器设备和操作仪器设备和操作都比较简单，费都比较简单，费用少，分析速度用少，分析速度快快用途广泛用途广泛灵敏度高灵敏度高精密度和准精密度和准确度较高确度较高选择性好选择性好特点2、紫外紫外- -可见吸收光谱可见吸收光谱

3、物质对物质对光光的吸收是的吸收是选择性选择性的，利用被测物质对的，利用被测物质对某波长的光的吸收来了解物质的特性，这就是某波长的光的吸收来了解物质的特性，这就是光光谱法的基础谱法的基础。通过测定被测物质对不同波长的光的吸收强度通过测定被测物质对不同波长的光的吸收强度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得出该物质在测定波长范围的作图，得出该物质在测定波长范围的吸收曲线吸收曲线。在吸收曲线中，通常选用最大吸收波长在吸收曲线中，通常选用最大吸收波长maxmax进进行物质含量的测定。行物质含量的测定。 物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收 物质

4、的吸收光谱与测物质的吸收光谱与测定条件有密切的关系定条件有密切的关系。测定条件（温度、。测定条件（温度、溶剂极性、溶剂极性、pHpH等）不等）不同，吸收光谱的同，吸收光谱的形状形状、吸收峰吸收峰的位置、的位置、吸吸收强度收强度等都可能发生等都可能发生变化。变化。pH值值溶剂溶剂 ： 尽量选用低极性溶剂；能很尽量选用低极性溶剂；能很好地溶解被测物，并且形成的溶液具好地溶解被测物，并且形成的溶液具有良好的化学和光化学稳定性；溶剂有良好的化学和光化学稳定性；溶剂在样品的吸收光谱区无明显吸收。在样品的吸收光谱区无明显吸收。温度温度 在室温范围内，温度对吸在室温范围内，温度对吸收光谱的影响不大。收光谱的

5、影响不大。 影响因素：影响因素：2 2、紫外、紫外- -可见吸收光谱可见吸收光谱3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律一一 吸光度和透光度吸光度和透光度 设入射光强度为设入射光强度为I I0 0，吸收光强度为，吸收光强度为I Ia a, ,透射光透射光强度为强度为 I It t，反射光强度为，反射光强度为I Ir r，则，则 I I0 0= I= Ia a+ I+ It t+ I+ Ir r由于反射光强度很弱，其影响很小，上式可简化由于反射光强度很弱，其影响很小，上式可简化为：为： I I0 0= I= Ia a+ I+ It t3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律吸光度吸光度: : 为

6、透光度倒数的对数，用为透光度倒数的对数，用A A表示，表示，即即 A=lg1/T=lgI A=lg1/T=lgI0 0/I/It t透光度：透光度为透过光的强度透光度：透光度为透过光的强度ItIt与入射光强度与入射光强度I0I0之比，用之比，用T T表示：表示： 即即 T= It/I0T= It/I0二二 朗伯朗伯-比尔定律比尔定律 朗伯朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含比尔定律：当一束平行单色光通过含 有吸有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与 吸光物质吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即浓度、液层厚度乘积成正比，即 A= cl式中比例常数式中比例常数与吸光

7、物质的本性，入射与吸光物质的本性，入射 光波长光波长及温度等因素有关。及温度等因素有关。c为吸光物质浓为吸光物质浓 度，度，l为透光为透光液层厚度。液层厚度。3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律三三 吸光系数吸光系数当l以cm，c以g/L为单位，称为吸光吸光系数系数，用 a表示。A= a cla的单位为L/(g cm)3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律摩尔吸光系数摩尔吸光系数当l以cm，c以mol/L为单位，称为摩摩尔吸光系数尔吸光系数，用 表示。示。 的单位为的单位为L/(mol cm)，它表示物，它表示物质的浓度为质的浓度为1mol/L，液层厚度为，液层厚度为1cm时时，溶液的吸

8、光度，溶液的吸光度。3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律比吸光系数比吸光系数比吸光系数是指百分含量为比吸光系数是指百分含量为1%1%， l l为为1cm1cm时的时的吸光度值，用吸光度值，用 表示。表示。%11cmE%111 . 0cmrEM3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律四四 偏离朗伯偏离朗伯- -比耳定律的因素比耳定律的因素（1 1）入射光为非单色光）入射光为非单色光（2 2）溶液的不均性。）溶液的不均性。 实际样品的混浊，加入的保护胶体，蒸馏水中的微生物，存在散射以及共振发射等，均可吸光质点的吸光特性变化大。（3 3）光程的不一致性。）光程的不一致性。 光源不是点光源，比色皿

9、光径长度不一致，光学元件的缺陷引起的多次反射等，均造成光径不一致，从而与定律偏离。3 3、朗伯、朗伯- -比尔定律比尔定律4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计一一 主要部件的性能与作用主要部件的性能与作用基本结构基本结构:光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示系统信号显示系统样品样品1 光源光源 在紫外可见分光光度计中，常用的光源有在紫外可见分光光度计中，常用的光源有两类：热辐射光源和气体放电光源两类：热辐射光源和气体放电光源热辐射光源用于可见光区，如钨灯和卤钨热辐射光源用于可见光区，如钨灯和卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和灯；气体放电光源用于紫外光区，

10、如氢灯和氘灯。氘灯。4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计2 单色器单色器单色器的主要组成：入射狭缝、单色器的主要组成：入射狭缝、出射狭缝、色散元件和准直镜等部出射狭缝、色散元件和准直镜等部分。分。 单色器质量的优劣，主要决定于单色器质量的优劣，主要决定于色散元件的质量。色散元件常用棱色散元件的质量。色散元件常用棱镜和光栅。镜和光栅。4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计3 吸收池吸收池 吸收池又称比色皿或比色杯，按材料可分吸收池又称比色皿或比色杯，按材料可分为玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于为玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于紫外区。紫外区。吸收池的种类很多

11、，其光径可在吸收池的种类很多，其光径可在0.110cm之间，其中以之间，其中以1cm光径吸收池最为常用。光径吸收池最为常用。4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计4 检测器检测器检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为电信检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为电信号。现今使用的分光光度计大多采用光电管或光电倍号。现今使用的分光光度计大多采用光电管或光电倍增管作为检测器。增管作为检测器。5 信号显示系统信号显示系统常用的信号显示装置有直读检流计，电位调节指零装常用的信号显示装置有直读检流计，电位调节指零装置，以及自动记录和数字显示装置等。置，以及自动记录和数字显示装置等。4

12、4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计二二 紫外紫外- -可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型按其光学系统可分为单波长分光光度计和按其光学系统可分为单波长分光光度计和双波长分光光度计。双波长分光光度计。4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计1 单波长单光束分光光度计特点：使用时来回拉动吸收池 移动误差对光源要求高比色池配对4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计2 单波长双光束分光光度计特点：不用拉动吸收池，可以减小移动误差对光源要求不高可以自动扫描吸收光谱 4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计3 双波长分光光度计特点：利用吸光度差值定量

13、消除干扰和吸收池不匹配引起的误差4 4、紫外、紫外- -可见分光光度计可见分光光度计5、分析、分析条件的选择条件的选择 1 1 适宜的吸光度范围适宜的吸光度范围由朗伯由朗伯-比尔定律可知：比尔定律可知： A=lg1/T=cl 微分后得：微分后得： dlgT=0.4343dT/T= -ldc 或或 0.4343T/T= -lc一一 仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择代入朗伯代入朗伯-比尔定律有：比尔定律有： c/c=0.4343T/TlgT要使测定的相对误差要使测定的相对误差c/c最小最小，求导取极小得，求导取极小得出：出： lgT=-0.4343=A即当即当A=0.4343时，吸光度测量误差

14、最小时，吸光度测量误差最小。 最适宜的测量范围为最适宜的测量范围为0.20.8之间。之间。5、分析、分析条件的选择条件的选择2 入射光波长的选择入射光波长的选择 通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最强吸通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最强吸收带的最大吸收波长为入射波长。当最强吸收峰的收带的最大吸收波长为入射波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，往往选用吸收稍低，峰形稍平坦峰形比较尖锐时，往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰或肩峰进行测定。的次强峰或肩峰进行测定。 5、分析、分析条件的选择条件的选择3 狭缝宽度的选择狭缝宽度的选择 为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝宽为了选择合适的狭缝宽度，应

15、以减少狭缝宽度时试样的吸光度不再增加为准。一般来说，狭度时试样的吸光度不再增加为准。一般来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度的十分之一。缝宽度大约是试样吸收峰半宽度的十分之一。5、分析、分析条件的选择条件的选择二二 显色反应条件的选择显色反应条件的选择对多种物质进行测定，常利用显色反应将被测组对多种物质进行测定，常利用显色反应将被测组分转变为在一定波长范围有吸收的物质。常见的分转变为在一定波长范围有吸收的物质。常见的显色反应有配位反应、氧化还原反应等。显色反应有配位反应、氧化还原反应等。5、分析、分析条件的选择条件的选择这些显色反应，必须满足以下条件：这些显色反应，必须满足以下条件： 1反应的

16、生成物必须在反应的生成物必须在紫外紫外-可见光区可见光区有较强的有较强的吸吸光能力光能力，即摩尔吸光系数较大；，即摩尔吸光系数较大；2反应有反应有较高的选择性较高的选择性，即被测组分生成的化合物，即被测组分生成的化合物吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显的差别；吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显的差别；3. 反应生成的产物有反应生成的产物有足够的稳定性足够的稳定性，以保证测量过，以保证测量过程中溶液的吸光度不变；程中溶液的吸光度不变；4. 反应生成物的组成恒定。反应生成物的组成恒定。5、分析、分析条件的选择条件的选择三三 参比溶液的选择参比溶液的选择测定试样溶液的吸光度，需先用参比测定试样溶

17、液的吸光度，需先用参比溶液调节透光度（吸光度为溶液调节透光度（吸光度为0 0）为）为100%100%，以以消除其它成分及吸光池和溶剂等对光的消除其它成分及吸光池和溶剂等对光的反射和吸收带来的测定误差。反射和吸收带来的测定误差。5、分析、分析条件的选择条件的选择参比溶液的选择视分析体系而定，具体有：参比溶液的选择视分析体系而定，具体有：1溶剂参比溶剂参比 试样简单、共存其它成分对测定波试样简单、共存其它成分对测定波长吸收弱，只考虑长吸收弱，只考虑消除溶剂与吸收池消除溶剂与吸收池等因素等因素； 2试样参比试样参比 如果试样基体溶液在测定波长有吸如果试样基体溶液在测定波长有吸收，而显色剂不与试样基体

18、显色时，可按与显色反收，而显色剂不与试样基体显色时，可按与显色反应相同的条件处理试样，只是不加入显色剂。应相同的条件处理试样，只是不加入显色剂。 5、分析、分析条件的选择条件的选择3试剂参比试剂参比 如果显色剂或其它试剂在测定如果显色剂或其它试剂在测定波长有吸收，按显色反应相同的条件，不加入波长有吸收，按显色反应相同的条件，不加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶液。试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶液。4. 平行操作参比平行操作参比 用不含被测组分的试样，在用不含被测组分的试样，在相同的条件下与被测试样同时进行处理，由此相同的条件下与被测试样同时进行处理，由此得到平行操作参比溶液。得到平行操

19、作参比溶液。 5、分析、分析条件的选择条件的选择一一 单组分定量方法单组分定量方法单组分是指样品溶液中含有一种组分，或者是单组分是指样品溶液中含有一种组分，或者是在混合物溶液中待测组分的吸收峰与其他共有物在混合物溶液中待测组分的吸收峰与其他共有物质的吸收峰无重叠。质的吸收峰无重叠。其定量方法包括其定量方法包括校准曲线法校准曲线法、标准对比法标准对比法和和吸吸收系数法收系数法。6、紫外、紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用 1 校校准曲线法准曲线法方法：配制一系列不同含量的标准溶液方法：配制一系列不同含量的标准溶液，选用适宜的参比，在相同的条件下，测，选用适宜的参比，在相同的条件下，测定系

20、列标准溶液的吸光度，定系列标准溶液的吸光度，作作A-c曲线曲线，即，即标准曲线，也可用最小二乘数处理，得标准曲线，也可用最小二乘数处理，得线线性回归方程性回归方程。在相同条件下测定未知试样的吸光度在相同条件下测定未知试样的吸光度，从标准曲线上就可以找到与之对应的未知从标准曲线上就可以找到与之对应的未知试样的浓度。试样的浓度。6、紫外、紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用 2 标标准对比法准对比法 即将待测溶液与某一标样溶液，在相同即将待测溶液与某一标样溶液，在相同的条件下，测定各自的吸光度，建立朗伯的条件下，测定各自的吸光度，建立朗伯- -比比尔定律，解方程求出未知样浓度与含量。尔定律，

21、解方程求出未知样浓度与含量。 As=Kcs Ax=KcxsxsxAAcc 6、紫外、紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用 紫外紫外- -可见吸收光谱除主要可用于物质的可见吸收光谱除主要可用于物质的定量定量分析分析外，还可以用于物质的定性分析、纯度外，还可以用于物质的定性分析、纯度鉴定、结构分析。鉴定、结构分析。6、紫外、紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用 二二 定性分析定性分析先用标准样品扫描谱图，在扫待测样品的谱先用标准样品扫描谱图，在扫待测样品的谱图。拿两者进行比较，可进行定性。但此方法图。拿两者进行比较，可进行定性。但此方法误差误差 比较大。比较大。 6、紫外、紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用 三三 纯度的鉴定