紫外可见分光光度法课件

1、紫外-可见分光光度法Ultraviolet - Visible absorption spectrometryUV - Vis 预备知识：价电子：电子 饱和的键 电子 不饱和的键 n电子轨道：电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同 基态与激发态：电子吸收能量，由基态激发态 c成键轨道与反键轨道：n * 第一节 基本原理和基本概念图示 一、跃迁类型分子中存在的价电子：电子、 电子、电子轨道： 分子轨道：成键轨道： 、 能量低 反键轨道： 、 能量高反键反键未成键成键成键 *n能级高低示意图： 电子跃迁类型：1. *跃迁：饱和烃（甲烷，乙烷）E很高， n * * n *图示续前

2、注：紫外光谱电子跃迁类型 ： n*跃迁 *跃迁 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根据分子结构推测可能产生的电子跃迁类型；根据吸收谱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）二、常用概念1 吸收峰：2 谷：3 肩峰(shoulder peak)：4 末端吸收 (end absorption)：A421321maxmin续前5生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具n 电子和电子的基团 产生n *跃迁和 *跃迁 跃迁E较低例： CC；CO；CN；NN 6助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收

3、峰加强同时使吸收峰长移的基团有机物：连有杂原子的饱和基团例：OH，OR，NH，NR2，X注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强 红移（red shift）:有机化合物中常由于取代基的引入或溶剂的改变，而使吸收峰位置 （max）发生移动，向长波方向移动称为红移蓝移（blue shift）:吸收峰位置 （max）向短波方向移动称为蓝移增色效应和减色效应（hyperchromic effect or hypochromic effect）:使max或max的效应。续前5红移（red shift）和蓝移（bl

4、ue shift） ： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基） 或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移） 吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）6增色效应和减色效应 增色效应（ hyperchromic effect ）：吸收强度增强的效应 减色效应（ hypochromic effect ）：吸收强度减小的效应7强带和弱带： max105 强带 min103 弱带三、吸收带及其与分子结构的关系吸收带符号跃迁类型波长（nm）吸收强度（max）Rn *250500100K共轭 *210250104B芳香族C、C双键骨架振动及环内 *230270200E苯环内 共

5、轭180（E1）200（E2）104103图示四、影响吸收带的因素1、位阻影响两个发色团产生共轭，可使吸收带长移。若立体障碍妨碍他们处于同一平面上，就会影响共轭效应。4-3酮 max=214nm 4-6酮 max=244nm 顺反异构造成的立体障碍顺式二苯乙烯 max 280 nm 反式二苯乙烯max 295.5 nm 2、跨环效应 有些不饱和酮中，虽然双键与酮基不产生共轭，但由于适当的离体排列，使羰基氧的孤对电子和双键的电子发生作用，以致相当于n，*的R带长移，吸收增强。max 238 nmmax 284 nm3、体系pH值的影响：影响物质存在型体，影响吸收波长3、溶剂效应溶剂的影响：吸收峰

6、位置、吸收强度、光谱形状溶剂极性的影响： 极性增大： n * 跃迁产生的吸收峰长移 * 跃迁产生的吸收峰短移注：单纯的共轭二烯 * 跃迁不受溶剂极性的影响例：溶剂极性对异丙叉丙酮的两种跃迁的影响 跃迁类型正己烷氯仿甲醇水迁移 ，230nm238nm237nm243nm长移n ，329nm315nm309nm305nm短移非极性溶剂中极性溶剂中非极性溶剂中极性溶剂中n*溶剂极性对两种跃迁的影响E非E极E非E极n *跃迁 *跃迁返回五、Lambert-beer定律A = -lgT = ECL T = 10 ECL =I / I0 A:吸光度 T：透光率 E：吸收系数 C：溶液浓度（mol/L） L

7、:液层厚度 I: 透过光功率 I0：入射光功率 E 物理意义：吸光物质在单位浓度及单位厚度时的 吸光度 表示方法： 1、摩尔吸光系数（或Em） 2、百分吸光系数（比吸光系数，E1%1cm）两者之间的关系： * * * 吸光度具有加和性max吸收类型110很弱n ，*跃迁10102弱102103中等103104强 ，*跃迁104105很强 的分类六、偏离Lambert-Beer定律的因素化学因素浓度的改变 离解、缔合、与溶剂间作用光学因素 非单色光 杂散光 散射光和反射光 非平行光A : 0.20.7,误差较小A=0.4343 误差最小第二节 紫外可见分光光度计基本构造：光 源单色器检测器吸收池

8、讯号处理及显示器1、光源 在所使用的波长范围内应有足够能量的连续光谱 有尽可能平均的发射强度 使用寿命长 价格合理，便于使用要求：光区光源适合波长优缺点可见、近红外（4001000 nm）钨灯3202500 nm电压要稳定，寿命短、便宜卤钨灯3202500 nm光强高、寿命长紫外区（200400 nm）高压汞灯2001000 nm价格贵、寿命短氙弧灯氢灯150400 nm常用，寿命长，价格适中氘灯常见光源及其性能返回2、单色器作用：色散型，产生高纯度的单色光组成：入口狭缝、准直镜、色散元件、聚 焦透镜、出口 狭缝混合光准直镜单色光12色散元件进光狭缝出光狭缝 色散元件棱镜：消除杂散光，不能消除

9、次级光线（3 nm 透过）光栅：消除杂散光，消除次级光线（1 nm 透过） 准直镜 聚光镜 焦点：狭缝 紫外可见：一般用镀铝的抛物柱面反射镜 狭缝（slit）返回3、吸收池4、检测器 光电池 光电管 光电倍增管 光二极管阵列检测器（DAD）5、讯号处理与显示器几种光路类型 单光束：721 751 双光束： 2401 2450 2510 PDA：（二）分光光度计的光学性能与类型光学性能 波长范围 波长准确度 波长重现性 透光率测量范围 吸光度测量范围 光度准确度 光度重复性 分辨率 杂散光（三）、分光光度计的校正波长的校正 氢灯或氘灯：486.13 nm（F线） 656.28 nm（C线） 镨汝

10、玻璃、苯蒸汽吸光度的校正 标准溶液吸收池的校正 A样品、B参比 A吸收度 A参比、B样品 A吸收度返回第三节 UV-VIS分析方法一、定性鉴别1 对比吸收光谱特征数据 - max 、min、 E2 对比A（或E ）的比值 - 可消去浓度与厚度的影响3 对比吸收光谱的一致性都有局限性二、 纯度检查1 杂质检查2 杂质的限量检测260 280 300 320 450300150 肾上腺素（- - - -）与肾上腺酮（）的吸收光谱C h.P规定A310nm 0.05酮体限量? 三、单组分的定量方法吸光系数法-校正曲线法- A=KC对照法0 Cx CAAx校正曲线As = E Cs LAx = E Cx L四、计算分光光度法（同时测定多组分）即运用数学、统计学与计算机科学的方法，在传统分光光度法基础上，通过量测试验设计与数据的变换、解析和预测对物质进行定量的方法，属于化学计量学范畴。等吸收双波长测定法选择两个波长1、2 （2为参比波长） ，在这两个波长下干扰组分y的吸收相等。所以A 1 = E1 x Lcx + E1 yLcy A 2 = E2 x Lcx + E 2yLcyA = A 1 A 2 = (E1 x E2 x ) Lcx = Kcx选择波长组合1 、2的基本要求是： 选定的波长1和2处