现代仪器分析-紫外可见吸收光谱分析-2012

1、第第3章章 紫外紫外-可见吸收光谱分析可见吸收光谱分析内容介绍：内容介绍：1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）2 紫外紫外-可见分光光度计的基本组成与结构可见分光光度计的基本组成与结构3 紫外紫外-可见吸收光谱法的基本实验技术可见吸收光谱法的基本实验技术4 紫外紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）1.1有机物吸收光谱与电子跃迁有机物吸收光谱与电子跃迁1.2 分子吸收曲线分子吸收曲线1.3 紫外吸收光谱分析法紫外吸收光谱分析法1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）1.1有机物吸收光谱与电子跃迁（有机物吸

2、收光谱与电子跃迁（P24-25）有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：电子、电子、n电子。s sp p *s s *RKE,Bnp p ECOHnp ps sH分子轨道：是指在分子中各原子核的周围最可能找到给定电子的区域。1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）跃迁跃迁 特点特点：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电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁；含有才能发生跃迁；含有C-C, C-HC-C, C-H键的饱和烷烃的分子产生的跃键的饱和烷烃的分子产生的跃迁。吸收光谱出现在远紫外区迁。吸收光谱出现在远紫外区, ,吸收波长吸收波长200 nm20

3、0 nm；例：甲烷的例：甲烷的maxmax为为125nm , 125nm , 乙烷乙烷maxmax为为135nm135nm。 只能被真空紫外分光光度计检测到；只能被真空紫外分光光度计检测到； 多数多数作为溶剂使用作为溶剂使用; ; 当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态( (反反键轨道键轨道) )跃迁。跃迁。主要有四种跃迁四种跃迁所需能量大小顺序大小顺序为：n n n 104Fe2+与邻菲罗啉配合物的紫外吸收光谱属于此。配位场跃迁：配位场跃迁：是过渡金属是过渡金属元素的无机物在紫外可见元素的无机物在紫外可见区产生的吸收，主要是形区产生的

4、吸收，主要是形成络合物。成络合物。1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）1.2 分子吸收曲线 E = E2 - E1 = h 量子化量子化 ；选择性吸收；选择性吸收 吸收曲线与最大吸收吸收曲线与最大吸收波长波长 max 用不同波长的单色光用不同波长的单色光照射，测吸光度照射，测吸光度;M + 热M + 荧光或磷光M + h M *基态基态 激发态激发态E1 （E） E2M + h 1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）吸收曲线的讨论吸收曲线的讨论： 同一种物质对不同波长光的吸光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度不同。吸光度最大处对应的

5、波长称为为最大吸收波长最大吸收波长maxmax 不同浓度的同一种物质，其吸收不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似曲线形状相似maxmax不变。而对于不不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和同物质，它们的吸收曲线形状和maxmax则不同。则不同。 改变通过某一吸光物质的入射光波长，记录物质在不同波长处的吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，这种图称为该物质的吸收曲线吸收曲线 1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征） 吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。分析的依据之一。 不同浓度的同一种物质，在某一

6、定波长下吸光度不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度 A 有有差异，在差异，在max处吸光度处吸光度A 的差异最大。此特性可作作为的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。物质定量分析的依据。 在在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最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的重要依灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。据。吸收曲线的讨论吸收曲线的讨论：1 概概 述（信号和信息的特征）述（信号和信息的特征）1.3紫外吸收光谱分析法（紫外吸收光谱分析法（ UV-VIS） 定义：利用分子吸收紫外和可见光产生跃迁所记录的吸收光谱利

7、用分子吸收紫外和可见光产生跃迁所记录的吸收光谱图，对该物质进行图，对该物质进行结构分析（定性分析），结构分析（定性分析），根据最大吸收波长强根据最大吸收波长强度变化可进行度变化可进行定量分析定量分析。紫外吸收可见光谱法的特点：1. 研究的区域是紫外可见光谱区域，所发射的能量可以使外层电子发生跃迁。2. 该方法可用于无机有机物的定量分析，也可进行有机物的定性及结构分析。3. 具有较高的灵敏度（10-410-7g.mL-1）和较高准确度（相对误差2%-5%）2 紫外紫外-可见分光光度计的基本组成与结构可见分光光度计的基本组成与结构内容：内容：2.1 基本组成（功能及类型）基本组成（功能及类型）2.

8、2 紫外紫外- -可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型2.1 基本组成基本组成 general process光源光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有具有足够的辐射强度辐射强度、较好的稳定性稳定性、较长的使用寿命使用寿命。可见光区可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在3502500 nm。 紫外区：紫外区：氢、氘灯。发射160360 nm的连续光谱。氙弧灯：紫外可见区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分光系统光度计系统单色器单色器 将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任将光源发射的复合光分解成单色光并

9、可从中选出一任波长单色光的光学系统。波长单色光的光学系统。p入射狭缝入射狭缝：光源的光由此进入单色器；光源的光由此进入单色器；p准光装置准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；透镜或返射镜使入射光成为平行光束； p色散元件色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；p聚焦装置聚焦装置：透镜或凹面反透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；聚焦至出射狭缝；p出射狭缝出射狭缝2.1 基本组成基本组成 general process棱镜：棱镜：棱镜对棱镜对不同波长的光具有不同的折射率不同波长的光具有不同的折射率，波长长的光，折射

10、，波长长的光，折射率小；波长短的光，折射率大。率小；波长短的光，折射率大。 平行光经过棱镜后按波长顺序排列成为单色光；经聚焦平行光经过棱镜后按波长顺序排列成为单色光；经聚焦后在焦面上的不同位置上成像，获得按波长展开的光谱；后在焦面上的不同位置上成像，获得按波长展开的光谱； 棱镜的分辨能力取棱镜的分辨能力取决于棱镜的几何尺寸和决于棱镜的几何尺寸和材料；材料； 棱镜的光学特性可棱镜的光学特性可用用色散率色散率和和分辨率分辨率来表来表征；征；色散元件色散元件棱镜的特性与参数棱镜的特性与参数（1 1）色散率）色散率 角色散率：用d/d表示，偏向角对波长的变化率：dd2sin12sin2dd22nn 棱

11、镜的棱镜的顶角越大或折射率越大顶角越大或折射率越大，角色散率越大角色散率越大，分开分开两两条条相邻相邻谱线的谱线的能力越强能力越强，但，但顶角越大，反射损失也增大，通顶角越大，反射损失也增大，通常为常为6060度角；度角； 线色散率：线色散率：用用d dl l /d/d表示，表示，两条两条相邻相邻谱线在焦面上被谱线在焦面上被分开的距离对波长的变化率分开的距离对波长的变化率； 倒线色散率倒线色散率：用用d/dd/dl l 表示。表示。 相邻两条谱线分开程度的度量：相邻两条谱线分开程度的度量：ddnbR： 两条相邻谱线的平均波长；两条相邻谱线的平均波长；：两条谱线的波长差；两条谱线的波长差；b b

12、：棱镜的底边长度；：棱镜的底边长度；n n：棱镜介质材料的折射率。：棱镜介质材料的折射率。 分辨率与波长有关分辨率与波长有关，长波的分辨率要比短波的分辨率小，长波的分辨率要比短波的分辨率小，棱镜分离后的光谱属于棱镜分离后的光谱属于非均排光谱非均排光谱。（2 2）分辨率）分辨率 若要增加棱镜角色散率，可以采用下列办法： 增加棱镜的数目增加棱镜的数目 使用这种办法时，要考虑成本和光强减小的问题。使用这种办法时，要考虑成本和光强减小的问题。 增大棱镜的顶角增大棱镜的顶角这种办法将受到入射角大于临界角时发生全反射的限这种办法将受到入射角大于临界角时发生全反射的限制。例如，对于棱镜，当顶角等于制。例如，

13、对于棱镜，当顶角等于6565 时，紫外线就不时，紫外线就不能折射出来，所以其顶角一般为能折射出来，所以其顶角一般为6060 。 改变棱镜的材料改变棱镜的材料 即改变即改变d dn n /d /d 。在。在400nm 800nm400nm 800nm波长范围内，波长范围内，玻璃棱镜比石英棱镜的色散率大。但在玻璃棱镜比石英棱镜的色散率大。但在200nm 400nm200nm 400nm的波长范围内，由于玻璃强烈地吸收紫外光，无法采的波长范围内，由于玻璃强烈地吸收紫外光，无法采用，故只能采用石英棱镜。用，故只能采用石英棱镜。、光栅：光栅：使用光栅作为分光元件的优点是：使用光栅作为分光元件的优点是：波

14、长范围比玻璃棱镜宽；反射光束强度对波长的依赖性比棱镜的透射光束要小得多；光栅的角色散率几乎不随波长而变化，近似于均匀色散；分辨率大，一块宽50mm刻槽数为1200条/ mm的光栅，分辨率可达6104 4 。集光能力强，用优质的闪烁光栅可将80%以上的光能量聚集到所需要的波长范围。色散元件色散元件反射光栅，透射光栅反射光栅，透射光栅： 光栅光谱的产生是多狭缝光栅光谱的产生是多狭缝干涉干涉与单狭缝与单狭缝衍射衍射共同作共同作用的结果，前者决定用的结果，前者决定光谱出现的位置光谱出现的位置，后者决定，后者决定谱线谱线强度分布强度分布；2 紫外紫外-可见分光光度计的基本组成与结构可见分光光度计的基本组

15、成与结构 如果：如果： DB-AC=DB-AC=d d (sin (sinsinsin)=)=nn 即光栅公式：即光栅公式：d d (sin (sinsinsin)=)=nn角规定取正值，如果角规定取正值，如果角与角与角在光栅法线同侧，角在光栅法线同侧， 角角取正值，反之区负值；取正值，反之区负值； 当当n n=0=0时，时，零级光谱，衍射角与波长无关，无分光作用零级光谱，衍射角与波长无关，无分光作用。 可看到：可看到：一级光谱的一级光谱的1200nm1200nm与二级光谱的与二级光谱的600nm600nm、三级光谱的、三级光谱的400nm400nm、四级光谱的、四级光谱的300nm300nm

16、、五级光谱的、五级光谱的240nm240nm、六级、六级光谱的光谱的200nm200nm叠加在一起。实验上必须予以分离才能叠加在一起。实验上必须予以分离才能正确测量光谱信号。正确测量光谱信号。分离的方法有两类：分离的方法有两类：一类，利用一类，利用滤光器滤光器，用于低级光谱分离；，用于低级光谱分离；另一类，采用另一类，采用预色散器预色散器，用于高谱级分离。，用于高谱级分离。 光栅的特性可用光栅的特性可用色散率色散率和和分辨率分辨率来表征，当入射角不变来表征，当入射角不变时，光栅的角色散率可通过对光栅公式求导得到：时，光栅的角色散率可通过对光栅公式求导得到：cosdndd d d/d/d为入射角

17、对波长的变化率，即为入射角对波长的变化率，即光栅的角色散率光栅的角色散率。 当当很小，且变化不大时，很小，且变化不大时，coscos 1 1，光栅的角色散，光栅的角色散率决定于光栅常数率决定于光栅常数 d d 和光谱级数和光谱级数n n ，常数，不随波长改变，常数，不随波长改变，均排光谱均排光谱（优于棱镜之处）。 角色散率角色散率只与只与色散元件的性能色散元件的性能有关；线色散率还与仪器有关；线色散率还与仪器的焦距有关。的焦距有关。dfndfnfddddlcos f f 为会聚透镜的焦距。为会聚透镜的焦距。 光栅的分辨能力根光栅的分辨能力根据据RakleighRakleigh准则准则来确定：来

18、确定： 等强度的两条谱线（等强度的两条谱线（I I，IIII）中，一条（）中，一条（IIII）的衍射最）的衍射最大强度落在另一条的第一最小强度上时，两衍射图样中间大强度落在另一条的第一最小强度上时，两衍射图样中间的光强约为中央最大的的光强约为中央最大的80%80%，在这种情况下，两谱线中央最，在这种情况下，两谱线中央最大距离即是光学仪器能分辨的最小距离（可分离的最小波大距离即是光学仪器能分辨的最小距离（可分离的最小波长间隔）；长间隔）；光栅的线色散率光栅的线色散率 光栅的分辨率光栅的分辨率R R 等于光谱级次（n）与光栅刻痕条数（N）的乘积：NnR 光栅越宽、单位刻痕数越多、光栅越宽、单位刻痕

19、数越多、R R 越大。越大。 宽度宽度5050mmmm，N N=1200=1200条条/ /mmmm， 一级光谱的分辨率：一级光谱的分辨率： R R=1=150501200=61200=610104 4光栅的分辨率光栅的分辨率R R狭缝狭缝:两边的边缘应锐利且位于同一平面上。两边的边缘应锐利且位于同一平面上。 单色器的进口狭缝起着单色器光学系统虚光源的作用。单色器的进口狭缝起着单色器光学系统虚光源的作用。复合光经色散元件分开后，在出口曲面上形成相当于每条复合光经色散元件分开后，在出口曲面上形成相当于每条光谱线的像，即光谱。转动色散元件可使不同波长的光谱光谱线的像，即光谱。转动色散元件可使不同波

20、长的光谱线依次通过。线依次通过。 分辨率大小不仅与色散元件的性能有关，也取决分辨率大小不仅与色散元件的性能有关，也取决于成像的大小，因此希望采用较窄的进口狭缝。于成像的大小，因此希望采用较窄的进口狭缝。分辨率用分辨率用来衡量单色器能分开波长的最小间隔的能力；最小间隔的来衡量单色器能分开波长的最小间隔的能力；最小间隔的大小用大小用光谱有效带宽光谱有效带宽表示表示： S = DWS = DWD D为线色散率的倒数；为线色散率的倒数；W W为狭缝宽度；为狭缝宽度； 在在原子发射光谱原子发射光谱分析中，分析中， 定性分析时，减小狭缝宽度，使相邻谱线的分辨率提高；定性分析时，减小狭缝宽度，使相邻谱线的分

21、辨率提高； 定量分析时，增大狭缝宽度，可使光强增加。定量分析时，增大狭缝宽度，可使光强增加。 在在原子吸收光谱原子吸收光谱分析中分析中, , 一般原则是一般原则是, ,在不引起吸光度减小的情况下在不引起吸光度减小的情况下, ,采用尽可能小采用尽可能小的狭缝宽度的狭缝宽度( (降低火焰背景）。降低火焰背景）。 试样装置（样品室）试样装置（样品室） 光源与试样相互作用的场所光源与试样相互作用的场所（1 1）吸收池）吸收池 紫外紫外- -可见分光光度法：比色皿可见分光光度法：比色皿 （2 2）特殊装置）特殊装置原子吸收分光光度原子吸收分光光度：雾化器中雾化，在火：雾化器中雾化，在火焰中，元素由离子态

22、焰中，元素由离子态原子；原子；原子发射光谱分析原子发射光谱分析：试样喷入等离子体；：试样喷入等离子体；红外分光光度法红外分光光度法：将试样与溴化钾压制成：将试样与溴化钾压制成透明片透明片 详细内容在相关章节中介绍。详细内容在相关章节中介绍。2.1 基本组成基本组成 general process 检测器检测器光电检测器光电检测器，主要有以下几种：，主要有以下几种： 硒光电池、光电二极管、光电倍增管、硒光电池、光电二极管、光电倍增管、硅二极管阵列检测器、半导体检测器；硅二极管阵列检测器、半导体检测器； 检测原理：当一定强度的光照射到检测原理：当一定强度的光照射到阴极阴极上时，上时，光敏物质光敏物

23、质要放要放出电子，出电子，放出电子的多少与照射到它的光的大小成正比放出电子的多少与照射到它的光的大小成正比，而而放出的电子在电场的作用下要流向阳极，从而造成在整个回放出的电子在电场的作用下要流向阳极，从而造成在整个回路中有电流通过。而此路中有电流通过。而此电流的大小与照射到光敏物质上的光电流的大小与照射到光敏物质上的光的强度的大小成正比的强度的大小成正比。这就是光电管产生。这就是光电管产生光电效应光电效应的原理的原理。2.1 基本组成基本组成 general process硒光电池硒光电池 硒光电池：硒光电池：光电管光电管：它是在抽成真空或充有惰性气体的玻璃或石它是在抽成真空或充有惰性气体的玻

24、璃或石英泡内装上英泡内装上2 2个电极构成，其结构如图：个电极构成，其结构如图：1 1 光电管的光电管的阳极阳极，它由一个，它由一个镍镍环或镍片环或镍片组成；组成；2 2 光电管的光电管的阴极阴极，它由一个金，它由一个金属片上涂一层属片上涂一层光敏物质光敏物质构成，构成，如涂上一层氧化铯。涂上的光如涂上一层氧化铯。涂上的光敏物质具有这样一个特性：当敏物质具有这样一个特性：当光照射到光敏物质上时，它能光照射到光敏物质上时，它能够放出电子；够放出电子；3 3 电池电池，其作用是在阴、，其作用是在阴、阳极之间加上一电压；阳极之间加上一电压；4 4 放大器放大器，放大由光电管，放大由光电管产生的电信号

25、；产生的电信号；1234红敏管红敏管 625-1000 nm625-1000 nm蓝敏管蓝敏管 200-625 nm200-625 nm光光电电倍倍增增管管1 1个光电子可产生个光电子可产生10106 610107 7个电子个电子光电倍增管：它是一它是一个非常灵敏的光电器个非常灵敏的光电器件，可以把微弱的光件，可以把微弱的光转换成电流。其灵敏转换成电流。其灵敏度比前度比前2 2种都要高得种都要高得多。多。它是利用二次电子发射以放大光电流，放大倍数可达到108倍。 热导检测器热导检测器，主要有：，主要有： 真空热电偶检测器真空热电偶检测器：红外光谱仪中常用的一：红外光谱仪中常用的一种；种；热释电

26、检测器热释电检测器： 信号、与数据处理系统信号、与数据处理系统 现代分析仪器多配有计算机完成数据采集、现代分析仪器多配有计算机完成数据采集、信号处理、数据分析、结果打印，工作站软件系信号处理、数据分析、结果打印，工作站软件系统；统；2.1 基本组成基本组成 general process2.2 紫外紫外- -可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型1.1.单光束单光束 特点：特点： 结构结构简单，价廉简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般或透光度，一般不能作全波段光谱扫描不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具要求光源和检测器具有很高的稳定性有很高的稳

27、定性。2.2.双光束双光束 自动记录，快速自动记录，快速全波段扫全波段扫描描。可。可消除光源不稳定消除光源不稳定、检检测器灵敏度变化测器灵敏度变化等因素的影等因素的影响，特别适合于结构分析。响，特别适合于结构分析。仪器复杂仪器复杂，价格较高。，价格较高。2.2 紫外紫外- -可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型3.3.双波长双波长光源发出的光被分为两束，分别经过光源发出的光被分为两束，分别经过两个单色器两个单色器，获得，获得两束两束不同波长的单色光不同波长的单色光，将两束单色光将两束单色光( (1 1、2 2) ) 快快速速交替通过交替通过同一吸收池同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。

28、而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池无需参比池。对于多组分混对于多组分混合物或存在背合物或存在背景及共存物的景及共存物的干扰的溶液适干扰的溶液适用，灵敏度高用，灵敏度高，选择性强。，选择性强。2.2 紫外紫外- -可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型仪器仪器 紫外-可见分光光度计2.3 紫外紫外-可见吸收光谱法的基本实验技术可见吸收光谱法的基本实验技术内容：内容：2.3.1 分光光度计的性能调试分光光度计的性能调试2.3.2 分光光度计的校正分光光度计的校正2.3.3 分析条件的选择分析条件的选择2.3.1 分光光度计的性能调试分光光度计的性能调试波长范围波长范围 波长准确度波长准确度

29、波长精确度波长精确度单色光带宽单色光带宽杂散光强度杂散光强度实现分析项目的能力实现分析项目的能力分析的准确度分析的准确度分析的精确度分析的精确度分析的准确度分析的准确度 分析的检测限分析的检测限信噪比信噪比分析的检测限分析的检测限1、光度计的性能指标：、光度计的性能指标：2. 性能指标对分析的影响波长准确度（波长误差）：波长准确度（波长误差）：仪器所指示的波长值和单色器仪器所指示的波长值和单色器 实际输出单色光的波长值之间实际输出单色光的波长值之间 相符的程度（两值之差）。相符的程度（两值之差）。影影 响响定性分析：直接关系到光谱吸收峰的位置 定量分析： 影响测定值测叶绿素测叶绿素B，波长偏差

30、，波长偏差1-2nm,测量结果偏差测量结果偏差10-20随波长变化越快，对测量结果影响越大随波长变化越快，对测量结果影响越大2.3.1 分光光度计的性能调试分光光度计的性能调试单色光带宽的影响单色光带宽的影响： 杂散光的影响：杂散光的影响：杂散光会造成分光光度计的测量本底，影杂散光会造成分光光度计的测量本底，影响浓度的检测限。在高吸光度时，杂散光响浓度的检测限。在高吸光度时，杂散光引起的相对误差比低吸光度时要大得多。引起的相对误差比低吸光度时要大得多。单色光带宽决定了仪器的波长分辨率单色光带宽决定了仪器的波长分辨率精确的定性、定量分析，要求单色光的精确的定性、定量分析，要求单色光的 带宽相当于

31、样品吸收峰的带宽相当于样品吸收峰的1/51/10。2.3.1 分光光度计的性能调试分光光度计的性能调试2.3.2 分光光度计的校正分光光度计的校正吸收池校正：吸收池校正：在测定溶液的吸光度时，除了待测物质吸收在测定溶液的吸光度时，除了待测物质吸收使透过光减弱外，吸收池中的反射、散射等使透过光减弱外，吸收池中的反射、散射等也会影响透过光的强度，因此，进行定量分也会影响透过光的强度，因此，进行定量分需进行吸收池的配对和校正。需进行吸收池的配对和校正。方法：方法：在吸收池A内装入试样溶液试样溶液，在吸收池B内装入参比溶液参比溶液，测量试验的吸光度，然后倒出吸收池内的溶液，洗净吸收池。再分别在吸收池A

32、内装入参比溶液参比溶液，往吸收池B内装入试样溶液试样溶液，测量吸光度。要求前后两次测得的吸光度值应小于两次测得的吸光度值应小于0.005。2.3.2 分光光度计的校正分光光度计的校正2.整机校正（动态）步骤：整机校正（动态）步骤：第一步第一步 调零点调零点把光源的光挡住，在检测器不见光的条件下，把光源的光挡住，在检测器不见光的条件下， 将输出调为零。将输出调为零。第二步第二步 调满刻度调满刻度在样品池中放入样品中除待测成分以外的在样品池中放入样品中除待测成分以外的背景成分，再将仪器的输出调为背景成分，再将仪器的输出调为100。2.3.3 分析条件的选择分析条件的选择1.光源的调节光源的调节通过

33、通过灯电流灯电流和和灯位置灯位置的调整，充分发挥光源的强度，的调整，充分发挥光源的强度， 使单色器获得最大光强。使单色器获得最大光强。 2. 测量波长的选择测量波长的选择 一般情况下，为了使测定结果有较高的灵敏度，一般情况下，为了使测定结果有较高的灵敏度，分析用的单色光应选择被测定物质溶液的分析用的单色光应选择被测定物质溶液的最大吸收最大吸收波长波长，以得到较大的吸光度值，且受分析波长误差，以得到较大的吸光度值，且受分析波长误差的影响较小。但有时也根据分析要求选择。的影响较小。但有时也根据分析要求选择。 例如：共存杂质干扰；样品浓度差异等例如：共存杂质干扰；样品浓度差异等2.3.3 分析条件的

34、选择分析条件的选择3.狭缝的调节狭缝的调节狭缝宽度直接影响测定的灵敏度和校正曲线的线性范围。狭缝宽度直接影响测定的灵敏度和校正曲线的线性范围。调节原则： 依据测定灵敏度，能保证吸光度不明显降低时的最大狭缝宽度就是应 该选择的最合适的宽度。 依据待测物质在拟选择波长附近吸收光谱的斜率变化，如果斜率变化较大，应适当调小狭缝宽度。s 灵敏度灵敏度 线性破坏线性破坏 ；s 信号强度信号强度 信噪比信噪比= =s/dl/d入入2.3.3 分析条件的选择分析条件的选择 由于仪器光源的不稳定性、读数的不确定性和杂散光的影由于仪器光源的不稳定性、读数的不确定性和杂散光的影响，都会给测定带来误差。当分析高浓度样

35、品时，误差更大响，都会给测定带来误差。当分析高浓度样品时，误差更大。为了减小误差，。为了减小误差，一般应控制吸光度在一般应控制吸光度在0.20.7的范围。的范围。方法：方法： 控制浓度和光程控制浓度和光程4.控制适宜的吸光度范围控制适宜的吸光度范围5.参比溶液的选择：参比溶液的选择： 参比溶液应包括待测成分以外的全部背景成分参比溶液应包括待测成分以外的全部背景成分,以消除以消除由于样品池壁及溶剂等背景成分对作用光的反射和吸收由于样品池壁及溶剂等背景成分对作用光的反射和吸收带来的误差。带来的误差。2.3.3 分析条件的选择分析条件的选择显色剂的作用：显色剂的作用： 可使在谱区没有吸收的物质 生成

36、有强烈吸收的产物。 可使某些低吸收物质的吸光 系数比未结合前增大几个数 量级，提高测定灵敏度。显色剂要求：显色剂要求：灵敏度高、稳定性好、选择性强。灵敏度高、稳定性好、选择性强。显色剂的选择显色剂的选择:使被测物质显色生成有色化合物的试剂称显色剂使被测物质显色生成有色化合物的试剂称显色剂6.显色反应显色反应 2.4 紫外紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用1. 1. 化合物纯度的鉴定化合物纯度的鉴定如果某一化合物在紫外区无吸收峰如果某一化合物在紫外区无吸收峰,而杂质有较强的吸收而杂质有较强的吸收峰峰,则可用紫外吸收光谱法检出该化合物中的痕量物质。则可用紫外吸收光谱法检出该化合物中的痕量物

37、质。2. 2. 未知物的定性鉴定（对比法）未知物的定性鉴定（对比法） 一般可通过对未知样品所作的光谱与文献记载的标准光谱加以一般可通过对未知样品所作的光谱与文献记载的标准光谱加以比较（相同的测试条件）。若相同，则可能为同一化合物。比较（相同的测试条件）。若相同，则可能为同一化合物。 有机化合物的紫外吸收光谱反映结构中生色团和助色团有机化合物的紫外吸收光谱反映结构中生色团和助色团团的特性，不完全反映分子特性。团的特性，不完全反映分子特性。 3.3.分子结构判断：分子结构判断：定性分析定性分析2.4 紫外紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱的应用光谱解析光谱解析(1) 确认确认 max，并算出并算

38、出，初步估计属于何种吸收带；，初步估计属于何种吸收带；(2) 观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系；观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系；在解析有机物的紫外在解析有机物的紫外-可见光谱时，可把可见光谱时，可把吸收带分为四类：吸收带分为四类：R吸收带吸收带 n 跃迁产生的跃迁产生的 较弱较弱K吸收带吸收带 跃迁产生的跃迁产生的 强强B吸收带吸收带 是芳香族化合物（包括杂环芳香族）的特征吸收带是芳香族化合物（包括杂环芳香族）的特征吸收带E吸收带吸收带 也是芳香族化合物的特征谱带，苯为也是芳香族化合物的特征谱带，苯为184nm和和204nm2.4 紫外紫外-可见吸收光谱的应用可见吸收光谱

39、的应用 （1）200-400nm 无吸收峰无吸收峰。饱和化合物，单烯饱和化合物，单烯。 （2） 270-350 nm有吸收峰有吸收峰（=10-100）醛酮醛酮 n* 跃迁产跃迁产生的生的R 带带。 （3） 250-300 nm 有中等强度的吸收峰有中等强度的吸收峰（=200-2000），），芳芳环的特征环的特征 吸收吸收（具有精细解构的（具有精细解构的B带）。带）。 （4） 200-250 nm有强吸收峰（有强吸收峰（ 104），），表明含表明含有一个共轭有一个共轭体系（体系（K）带）带。共轭二烯：共轭二烯：K带（带（ 230 nm）；）；不饱和醛不饱和醛酮：酮：K带带 230 nm ，R带带

40、 310-330 nm260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系个双键的共轭体系。（5）紫外光谱中有许多吸收峰，有的在可见区域紫外光谱中有许多吸收峰，有的在可见区域；该化合物；该化合物可能可能具有长链共轭体系或稠环芳香生色团具有长链共轭体系或稠环芳香生色团 1.位阻影响：化合物中若有两个生色团产生共轭效应，化合物中若有两个生色团产生共轭效应，吸收带红移，但若两生色团由于立体结构阻碍他们处于吸收带红移，但若两生色团由于立体结构阻碍他们处于同一平面，就会影响共轭效应。同一平面，就会影响共轭效应。CCHHCCHH顺反异构顺反异构： 顺式：顺式：max=2

41、80nm； max=10500反式：反式：max=295.5 nm；max=29000互变异构互变异构： 酮式：酮式：max=204 nm 烯醇式：烯醇式：max=243 nm H3CCH2CCOEtOOH3CCHCCOEtOHO乙苯乙稀乙烯丙酮影响吸收的因素（4点）：立体结构和互变结构的影响立体结构和互变结构的影响2.溶剂的影响COCO非极性 极性 n p p p p n n p n pn p p*跃迁跃迁：兰移；兰移； ； p p p p*跃迁跃迁：红移红移； ； max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)pp230238239243np329315309305*溶剂的影响1

42、：乙醚2：水12250300苯酰丙酮 非极性 极性n p*跃迁：兰移；兰移； ；p p*跃迁：红移； ；极性溶剂使精细结极性溶剂使精细结构消失；构消失；4.4.体系体系 pHpH值的影响：值的影响：无论是对酸性、碱性或中性样品都有明显影响无论是对酸性、碱性或中性样品都有明显影响。 加NaOH红移酚类化合物，烯醇。 加HCl兰移苯胺类化合物。3.3.跨环效应：跨环效应：在有些在有些、不饱和的酮中，虽然双键与酮基不产生不饱和的酮中，虽然双键与酮基不产生共轭共轭体系，但由于立体排列使羰基氧的孤电子对和双键的体系，但由于立体排列使羰基氧的孤电子对和双键的电子发电子发生作用，产生相当于生作用，产生相当于n*跃迁的跃迁的R吸收带向长波移动。同时吸收带向长波移动。同时吸收强度增加；吸收强度增加；当当C=O基团的轨道与一个杂原子的基团的轨道与一个杂原子的P轨道能够有效交盖时，轨道能够