岛津UV2550培训讲义课件

1、岛津国际贸易（上海）有限公司北京分析中心 杨桂香Tel: (010) 85252310_350Fax: (010) 85252330E_mail:fxcc岛津公司UV/Vis培训紫外-可见分光光度计理论培训(Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, UV-Vis)紫外-可见吸收光谱吸收光谱的测量-Lambert-Beer 定律紫外-可见分光光度计仪器组成分析条件选择UV-Vis分光光度法的应用紫外-可见分光光度计的维护和保养UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外来辐射的吸收特性。UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区在160780nm

2、.UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱(UV)为四大波谱之一，是 鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。 UVmini1240UV1800UV2450/2550岛津紫外/可见分光光度计系列紫外-可见吸收光谱电磁波谱g -X-射线紫外可见红外 微波无线电200 400 800 3200(nm)波长真空紫外近红外核磁共振 波长越短，能量越高一、分子吸收光谱的形成1. 过程：运动的分子外层电子-吸收外来外来辐射-产生电子能级跃迁-分子吸收谱。基态 E0激发态 E1DE = E1 - E0 = hn能量激发e能量差DE2. 能级组成：除了电子能级(Electron energy

3、 level)外，分子吸收能量将伴随着分子的振动和转动，即同时将发生振动(Vibration)能级和转动(Rotation)能级的跃迁！据量子力学理论，分子的振-转跃迁也是量子化的或者说将产生非连续谱。因此，分子的能量变化E为各种形式能量变化的总和： 其中Ee最大：1-10 eV; Ev次之：0.05-1 eV; Er最小：0.05 eV 各轨道能级高低顺序： n*；可能的跃迁类型：-*；-*；-*；n-*；-*；n-*几个概念：生色团（Chromogenesis group）： 分子中含有非键或键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起n-* 和-*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团

4、。助色团（Auxochromous group） ： 含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。红移或蓝移（Redshift or blueshift）： 在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向（红移）或短波方向移动（蓝移）的现象。一、透射率T%入射光I0透射光 I光程长b 透射率 T% =II0 100% 当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成正比，即k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。 当浓度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即 当浓度以mol/L表示时，称 k 为摩尔吸

5、光系数，以 表示，即 比 a 更常用。 越大，表示方法的灵敏度越高。 与波长有关，因此， 常以表示。 样品吸光度 A 与光程 b 总是成正比。但当 b 一定时，A 与 c 并不总是成正比，即偏离 L-B 定律！这种偏离由样品性质和仪器决定。1. 样品性质影响a）待测物高浓度-吸收质点间隔变小质点间相互作用对特定辐射 的吸收能力发生变化- 变化；b）试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配 体数目改变等，会引起待测组份吸收曲线的变化；c）溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰强度及位置产生影响；d）胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。 三、偏离 L-B 定律的因素2. 仪器因素 仪器

6、因素包括光源稳定性以及入射光的单色性等。a）入射光的非单色性：不同光对所产生的吸收不同，可导致测定偏差。b）谱带宽度与狭缝宽度：“单色光”仅是理想情况，经分光元件色散所得的“单色光”实际上是有一定波长范围的光谱带(即谱带宽度)。单色光的“纯度”与狭缝宽度有关，狭缝越窄，它所包含的波长范围越小，单色性越好。紫外-可见光度计仪器组成 紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。一、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。1. 钨及碘钨灯：3401500 nm，多用在可见光区；2. 氢灯和氘灯：160375nm，多用在紫外区。二、单色器(Monochrom

7、ator) 与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收池的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）三、吸收池(Cell，Container)： 用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和可见光区；后者只适于可见光区。有些透明有机玻璃亦可用作吸收池。四、检测器： 硅光电池、PMT、PDAUV2450光路图分析条件选择一、仪器测量条件 由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。当分析高浓度的样品时，误差更大。由L-B定律：微分后得： 将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得 当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.

8、434。即当A=0.434 时，吸光度读数误差最小！ 通常可通过调节溶液浓度或改变光程b来控制A的读数在0.151.00范围内。 三、参比液选择 1.溶剂参比：试样组成简单、共存组份少（基体干扰少）、显色剂不吸收时，直接采用溶剂（多为蒸馏水）为参比； 2.试剂参比：当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，采用试剂作参比（不加待测物）； 3.试样参比：如试样基体在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应时，可以试样作参比（不能加显色剂）。四、干扰消除1. 控制酸度： 配合物稳定性与pH有关，可以通过控制酸度提高反应选择性，副反应减少，而主反应进行完全。如在0.5MH2SO4介质中，双硫腙与Hg2+生成

9、稳定有色配合物，而与Pb2+、Cu2+、Ni3+、Cd2+等离子生成的有色物不稳定。2. 选择掩蔽剂3. 合适测量波长4. 干扰物分离5. 导数光谱及双波长技术UV-Vis分光光度法的应用-胡罗卜素咖啡因阿斯匹林丙酮 几种化合物的分子吸收光谱图定性分析：1. 制作试样的吸收曲线并与标准紫外光谱对照；2. 利用Woodward-Fieser 和Scott经验规则求最大吸收波长。 即，当通过其它方法获得一系列可能的分子结构式后，可通过此类规则估算最大吸收波长并与实测值对比。Woodward-Fieser规则Woodward-Fieser规则估算最大吸收波长的几个实例：二、定量分析1. 单组份定量方

10、法1）标准曲线法（略）2）标准对比法： 该法是标准曲线法的简化，即只配制一个浓度为cs的标准溶液，并测量其吸光度，求出吸收系数k，然后由Ax=kcx求出cx 该法只有在测定浓度范围内遵守L-B定律，且cx与cs大致相当时，才可得到准确结果。2. 多组分定量方法 由于吸光度具有加合性，因此可以在同一试样中测定多个组份。 设试样中有两组份 X 和 Y，将其显色后，分别绘制吸收曲线，会出现如图所示的三种情况：图a)：X,Y 组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一组份处理。图b)和c) ：X,Y 相互干扰，此时可通过解联立方程组求得X和Y的浓度：其中，X,Y 组份在波长 1 和 2 处的摩

11、尔吸光系数 可由已知浓度的 X, Y 纯溶液测得。解上述方程组可求得 cx 及 cy。 3. 双波长法-等吸收点法 当混合物的吸收曲线重迭时，如右下图所示，可利用双波长法来测定。具体做法：将 a 视为干扰组份，现要测定 b 组份。a)分别绘制各自的吸收曲线；b)画一平行于横轴的直线分别交于a组份曲线上两点，并与b组分相交；c)以交于 a 上一点所对应的波长 2 为参比波长，另一点对应的为测量波长 1，并对混合液进行测量，得到： A1=A1a + A1b + A1s A2 =A2a + A2b + A2s若两波长处的背景吸收相同，即A1s= A2s二式相减，得，A=(A1a- A2a)+( A1

12、b- A2b)由于 a 组份在两波长处的吸光度相等，因此， A=( A1b- A2b)=(1b-2b)lcb从中可求出cb. 同理，可求出ca.实例：药典中抗菌消炎药复方磺胺甲噁唑的含量测定4. 导数光谱法1）定义：将吸光度信号转化为对波长的导数信号的方法。导数光谱是解决干 扰物质与被子测物光谱重叠，消除胶体等散射影响和背景吸收，提 高光谱分辨率的一种数据处理技术。2）原理： 已知 ， 对波长求一阶导数，得 可见，一阶导数信号与浓度成正比。 同样可得到二阶、三阶.n 阶导数信号亦与浓度成正比。紫外-可见分光光度计的维护与保养一、环境要求、使用工作温度：1535，湿度：4580%，如果温度高于3

13、0，则湿度必须小于70%、避免日光直射、避免震动、避免强磁场，电场、远离腐蚀性气体，并避免置于任何可能导致紫外区吸收的含有机/无机试剂气体的区域、避免脏污、多尘环境二、工作台要求 、可承受压力 35Kg+25Kg（PC） 、最小尺寸 ：长：1120mm，宽：710mm，高：520mm三、电源要求 、供电电压：100/120/220/230/240V 交流5% 50/60Hz 、功率消耗：约190VA 、保险丝使用：100 - 120V供电，5A ；220 - 240V供电，3.15A 、安装地点具备可靠的仪器接地端子六、清洁仪器外部和样品室1、使用软布稍微蘸取水，或水溶液或者中性清洁剂溶液轻柔搽拭外表面。避免蘸取过量而导致流入仪器内部。2、清除样品室内残留液体样品，防止蒸发，避免腐蚀样品室。七、波长准确度检查（每半年一次）1、该项目在UVProbe软件中检查D2灯的2个特征峰，486.0nm