第十二章紫外—可见分光光度法

1、Friday, June 03, 2022第十二章第十二章 紫外紫外可见分光光度法可见分光光度法 1 基本原理基本原理 2 光度法的误差光度法的误差 3 显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择 4 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计 5 定性与定量分析方法定性与定量分析方法 6 紫外可见吸收光谱与分子结构的关系紫外可见吸收光谱与分子结构的关系Friday, June 03, 20221 基本原理基本原理利用被测物质的分子对利用被测物质的分子对紫外紫外- -可见光具有选择性可见光具有选择性吸收的特性吸收的特性而建立的分析方法。而建立的分析方法。一、紫外可见吸光光度法的特点一、紫外可见

2、吸光光度法的特点（1）具有较高的灵敏度。具有较高的灵敏度。（2）有一定的准确度，该方法相对误差为有一定的准确度，该方法相对误差为2%-5%，可满足对微量组分测定的要求。可满足对微量组分测定的要求。（3）操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单。操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单。（4）应用广泛应用广泛Friday, June 03, 2022：只具有一种波长的光。：只具有一种波长的光。：由两种以上波长组成的光，如白光。：由两种以上波长组成的光，如白光。二、二、物质对光的选择性吸收物质对光的选择性吸收白光白光青蓝青蓝青青绿绿黄黄橙橙红红紫紫蓝蓝1、光的互补性与物质的颜色、光的互补性与物质的颜色

3、Friday, June 03, 2022是由于物质对不同波是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而长的光具有选择性的吸收作用而产生的，产生的，。例：例：硫酸铜硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色；溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色； 高锰酸钾高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。 如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以得白光，这两种光就叫得白光，这两种光就叫。物质呈现的颜色和物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。吸收的光颜色之间是互补关系。Friday, June 03, 2022 /nm颜色颜色互补

4、光互补光400-450紫黄绿450-480蓝蓝黄黄480-490绿蓝绿蓝橙橙490-500蓝绿蓝绿红红500-560绿绿红紫红紫560-580黄绿黄绿紫紫580-610黄黄蓝蓝610-650橙橙绿蓝绿蓝650-760红红蓝绿蓝绿不同颜色的可见光波长及其互补光不同颜色的可见光波长及其互补光白光白光青蓝青蓝青青绿绿黄黄橙橙红红紫紫蓝蓝Friday, June 03, 20222、吸收光谱或吸收曲线、吸收光谱或吸收曲线 吸收曲线：测定某种物质对不同波长单色光的吸吸收曲线：测定某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以收程度，以波长波长为横坐标，为横坐标，吸光度吸光度为纵坐标作图。为纵坐标作图。KMnO4

5、 的吸收曲线的吸收曲线最大吸收波长，最大吸收波长， max定量分析的基础：某一波长定量分析的基础：某一波长下测得的吸光度与物质浓度下测得的吸光度与物质浓度关系的有关关系的有关Friday, June 03, 2022Friday, June 03, 2022300400500600350525 545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2AbsorbanceCr2O72-、MnO4-的吸收光谱的吸收光谱350光谱定性分析基础：吸光谱定性分析基础：吸收曲线的形状和最大吸收曲线的形状和最大吸收波长收波长Friday, June 03, 2022光的吸收定律光的吸收定律朗伯比尔定律朗

6、伯比尔定律I0：入射光强度：入射光强度I：透过光强度：透过光强度c ：溶液的浓度：溶液的浓度b：液层宽度：液层宽度0lgIAbcI T透光率（透射比）透光率（透射比）IT =I0tA吸光度吸光度T =10-AFriday, June 03, 2022 与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当这些条件一定与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当这些条件一定时，时，代表单位浓度的有色溶液放在单位宽度的比色皿中的吸光代表单位浓度的有色溶液放在单位宽度的比色皿中的吸光度。度。0lgIAbcI c的单位为的单位为gL-1，b的单位为的单位为cm时，时，以以a表示，称为吸光系表示，称为吸光系数，其单位为数，其

7、单位为Lg-1cm-1， A=abc。 c的单位为的单位为molL-1，b的单位为的单位为cm，用用表示。称为摩尔表示。称为摩尔吸光系数，其单位为吸光系数，其单位为Lmol-1cm-1， A=bc。Friday, June 03, 2022摩尔吸光系数摩尔吸光系数的讨论的讨论（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数（2）不随浓度）不随浓度c和液层厚度和液层厚度b的改变而改变。的改变而改变。 在温度和波长等条件一定时，在温度和波长等条件一定时，仅与吸收物质本身的仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；性质有关，与待测物浓度无关；（3）同一吸光

8、物质在不同波长下的）同一吸光物质在不同波长下的值是不同的。在最大值是不同的。在最大吸收波长吸收波长max处的摩尔吸光系数，常以处的摩尔吸光系数，常以max表示表示 max表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。 Friday, June 03, 2022例例1 浓度为浓度为25.0g/50mL的的Cu2+溶液，用双环已酮草酰二腙分光溶液，用双环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长光度法测定，于波长600nm处，用处，用2.0cm比色皿测得比色皿测得T=50.1%，求吸光系数求吸光系数a和摩尔吸光系数和摩尔吸光系数。已知。已知M(Cu)=64.0。)1000.510

9、0 .50100 .251436LgLgc（11 -2-14.L.g103.001000. 50 . 2300. 0cmLgcmbcAa解解 已知已知T=0.501，则，则A=lgT=0.300，b=2.0cm,则根据朗伯则根据朗伯比尔定律比尔定律 A=abc，而而= Ma = 64.0gmol-13.00102 Lg-1cm-1=1.92104(Lmol-1cm-1)Friday, June 03, 2022解解: 由由A=-lgT=abc可得可得 T=10-abc 当当b1=1cm时，时，T1=10-ac=T 当当b2=2cm时，时，T2=10-2ac=T2例例2 某有色溶液，当用某有色溶

10、液，当用1cm比色皿时，其透光度为比色皿时，其透光度为T，若改用，若改用2cm比色皿，则透光度应为多少？比色皿，则透光度应为多少？Friday, June 03, 2022 定量分析时，通常液层定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比尔厚度是相同的，按照比尔定律，浓度与吸光度之间定律，浓度与吸光度之间的关系应该是一条通过直的关系应该是一条通过直角坐标原点的直线。但在角坐标原点的直线。但在实际工作中，往往会偏离实际工作中，往往会偏离线性而发生弯曲。线性而发生弯曲。2 光度法的误差光度法的误差 0 1 2 3 4 mg/mLA。 。 。 。*0.80.60.40.20工作曲线工作曲线Friday,

11、 June 03, 2022一、一、物理因素物理因素(1)(1)比尔定律的局限性比尔定律的局限性 比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的，比耳定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的，因此仅在稀溶液因此仅在稀溶液（c 104)EE最低占有轨道最高空轨道跃迁几率C=C 共轭 C=C( *); EFriday, June 03, 2022含孤立助色团和生色团的饱和有机化合物含孤立助色团和生色团的饱和有机化合物 孤立助色团： n*跃迁， 长孤立生色团： n* (275295nm), n* (190nm), *(150180nm) 、-不饱和醛、酮、酸和酯 共轭C=C：K带(max=200260nm，

12、104) C=O：R带(max=310350nm， NHCOCH3O-NH2OCH3 OHBr Cl CH3E间位定位基：NO2CHOCOCH3COOHCOO-, CN-SO2NH2NH3+ w对位二取代 200nm 381nm， =181nm52+30=82nm 265nm，只比硝基苯(252nm)长13nm O2NNH2HOOCNO2NO2NH2邻、对位基间位基252nm,=52nm 230nm,=30nm Friday, June 03, 2022w邻、间位二取代邻、间位二取代 HONO2HONO2NO2OH 317.5nm 273.5nm 278.5nm 芳杂环类（五元或六元）：饱和： max(平伏键）平伏键）共轭共轭 Friday