可见分光光度计的使用课件

第八章吸收光谱法

第八章吸收光谱法28.1概述分子光谱法（分子光谱分析）紫外-可见分光光度法分类紫外-可见分光光度法的特点28.1概述分子光谱法（分子光谱分析）3分子光谱分析光学分析法——基于物质分子、原子等微粒对辐射的相互作用而建立的分析方法。分子光谱分析：物质分子与电磁辐射作用时，物质内部发生了量子化的能级之间的跃迁，测量由此产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度而进行分析的方法。3分子光谱分析光学分析法——基于物质分子、原子等微粒对辐射的4分子光谱分析类型紫外-可见：分子外层电子能级跃迁时吸收紫外-可见光（200~780nm）而建立的电子光谱法。红外光谱：分子在振动-振动能级之间跃迁吸收红外光。分子荧光：物质分子被紫外光或波长较短的可见光激发，再返回基态时发射出的波长与入射光相同或更长的光。化学发光分析：分子吸收了化学反应中放出的化学能而被激发，回基态时发射一定波长的光。拉曼散射：物质从基态被激发到非量子化的能量区所吸收的光辐射，及从非量子化能量区跃迁回基态时所发射的波长与入射光不同的辐射。4分子光谱分析类型紫外-可见：分子外层电子能级跃迁时吸收紫外5一、紫外-可见分光光度法分类1．比色分析法——比较待测溶液颜色或加入试剂后呈现的颜色深浅来确定物质含量的分析方法。适合于可见光范围。按检测器不同分为：（1）目视比色法——眼睛（2）光电比色法——光电转换元件（如光电池）2．分（吸）光光度法——使用分光光度计，根据物质对不同波长的单色光吸收程度不同进行定性定量分析的方法。按光谱区不同分为：可见（400~780nm）、紫外（200~400nm）、红外（3000~30000nm）。1nm=10－9m5一、紫外-可见分光光度法分类1．比色分析法——比较待测溶液6二、

紫外-可见分光光度法的特点与仪器分析法的共同特点类似：灵敏度较高，适于微痕量分析，浓度检测下限约10-6mol·L-1；精密度和准确度高，相对误差为2%-5%；操作简便、快速、成本低，易于推广；应用范围广，无机、有机分析（对复杂有机物的分析能力弱），化学平衡研究等。6二、紫外-可见分光光度法的特点与仪器分析法的共同特点类似78.2基本原理光的基本特性物质对光的选择性吸收吸收定律78.2基本原理光的基本特性8一、

光的基本特性1.电磁波谱——波粒二象性（1）波动性——光的偏振、干涉、衍射、折射等现象，用（nm）、（Hz）、c（3×1010cm·s－1）、波数(cm－1)描述；=c，波数=1/=/c（2）微粒性——光由光子流组成，光子的能量:E=h=hc/

（Planck常数：h=6.626×10－34

J·s）光的能量范围很广，在波长或频率上相差大约20个数量级。光的波长越短（频率越高），其能量越大。不同光的波长范围及其在分析化学中的应用情况。8一、光的基本特性1.电磁波谱——波粒二象性9910

电磁波谱光谱区频率范围(Hz)空气中波长作用类型分析方法宇宙或γ射线>1020<10-12m原子核X射线1020～1016

10-3～10nm内层电子跃迁X射线光谱法远紫外光1016～1015

10～200nm电子跃迁真空紫外光度法紫外光1015～7.5×1014

200～400nm电子跃迁紫外吸收光谱法可见光7.5×1014～4.0×1014

400～750nm价电子跃迁比色及可见光度法近红外光4.0×1014～1.2×1014

0.75～2.5μm振动跃迁红外光谱法红外光1.2×1014～1011

2.5～1000μm振动或转动跃迁远红外光谱法微波1011～108

0.1～100cm转动跃迁微波光谱法无线电波108～105

1～1000m原子核旋转跃迁核自旋共振光谱声波20000～3015～106km分子运动10电磁波谱光谱区频率范围(Hz)空气中波长作用类型112.单色光和互补光单色（波长）光是由相同能量的光子组成；白光（太阳光）是由各种单色光组成的复合光；当一束白光通过光学棱镜时，即可得到不同颜色的谱带也叫光谱，这种现象叫光的色散。白光色散后成为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光。

人们眼睛能够感受的光是可见光，是电磁辐射中的小部分，为420~760nm.远（真空）紫外为10~200nm，近紫外为200~400nm。如果两种色光按适当的强度比例混合后组成白光，则这两种色光称为“互补色光”，如图所示。成直线关系的两种光可混合成白光。例如在白色光中分离出蓝光后，剩下的混合光则呈现黄色，因此，蓝色和黄色光为互补色光。

112.单色光和互补光单色（波长）光是由相同能量的光子组成12光的互补互补色光关系略图光的互补：蓝黄光的互补色图12光的互补互补色光关系略图光的互补：蓝黄光的互补色图13二、

物质对光的选择性吸收物质颜色的产生物质的吸收光谱曲线分子吸收光谱产生的机理吸收光谱的应用13二、物质对光的选择性吸收物质颜色的产生141.物质颜色的产生物质所呈现的颜色与所选择性吸收的特征颜色互为补色。物质的颜色由透过光或反射光的颜色决定。举例说明：不透明物质——光的吸收与反射作用；透明物质——光的吸收与透过作用；如无色物、黑色物、KMnO4溶液、CuSO4溶液等。KMnO4溶液强烈地吸收黄绿色的光，对其它的光吸收很少或不吸收，所以溶液呈现紫红色。又如CuSO4溶液强烈地吸收黄色的光，所以溶液呈现蓝色。溶液之所以呈现不同的颜色，是因为它吸收了互补色光。141.物质颜色的产生物质所呈现的颜色与所选择性吸收的特征152.物质的吸收光谱曲线（1）定义：通过实验获得。用不同波长的单色光依次通过一定浓度的均匀透明的溶液，分别测定其吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，用测定所得的数据绘制的曲线。（2）作用：精确描述了某种物质对不同波长光的吸收程度。（3）特点：152.物质的吸收光谱曲线（1）定义：通过实验获得。用不同16光吸收曲线的特点1、2物质不同，吸收曲线形状和λmax不同。提供物质的结构信息，可定性分析。同一物质对不同波长光的吸光度不同，呈现选择性吸收性质。16光吸收曲线的特点1、2物质不同，吸收曲线形状和λmax不17光吸收曲线的特点3不同浓度的同一物质，吸收曲线形状相似，λmax不变。在一定波长下吸光度A有异，可作定量依据。在λmax处A随浓度变化最大，测定最灵敏。吸收曲线是定量分析选择波长的重要依据。17光吸收曲线的特点3不同浓度的同一物质，吸收曲线形状相似，183.分子吸收光谱产生的机理（1）分子运动及其能级跃迁物质分子内部通常有三种运动形式：电子相对于原子核的运动，原子核在其平衡位置附近的相对振动，分子本身绕其重心的转动。即分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能包括：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er。即hv=E=Ee+Ev+Er。ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr分子在某一状态时的能量：E=E零+E平+Ee+Ev+Er。183.分子吸收光谱产生的机理（1）分子运动及其能级跃迁19紫外-可见分子吸收光谱与电子跃迁19紫外-可见分子吸收光谱与电子跃迁20（2）分子吸收光谱的产生M+

h

M*基态激发态E1

（△E）E2M+热M+荧光或磷光E=E2-

E1=h

：量子化条件；选择性吸收。20（2）分子吸收光谱的产生M+h21三种能级跃迁及其讨论ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区，即远红外光谱或分子转动光谱。ΔΕv：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱在红外区,即红外光谱或分子振动光谱。ΔEe:1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区，即紫外-可见光谱或分子的电子光谱。电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（非线光谱）。21三种能级跃迁及其讨论ΔΕr：0.005～0.050eV，224.吸收光谱的应用吸收光谱的波长分布由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映分子内部能级分布，是物质定性的依据。吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同。吸收谱带的强度与该物质分子吸收的光子数成正比，是定量分析的依据。224.吸收光谱的应用吸收光谱的波长分布由产生谱带的跃迁能23三、

吸收定律朗伯-比耳定律吸光系数吸光度的加和性影响吸收定律的主要因素23三、吸收定律朗伯-比耳定律241.朗伯-比耳定律（1）透射比τ和吸光度A—演示吸收池当一束平行的单色光通过均匀而透明的溶液时，一部分光被溶液所吸收，因此透过溶液的光通量就要减少。设入射光通量为Φ0，通过溶液后透射光通量为Φtr，则比值Φtr/Φ0表示溶液对光的透射程度称为透射比，符号为τ，其值可以用小数或百分数表示：τ=Φtr/Φ0。也称透光度（透光率）T。241.朗伯-比耳定律（1）透射比τ和吸光度A—演示吸收池25吸光度透射比倒数的对数表示溶液对光的吸收程度，称为吸光度，用A表示。A=lgΦ0/Φtr=-lgτ当入射光全部透过溶液时Φtr＝Φ0，τ=1（或100%），即A=0；当入射光全部被溶液吸收时，Φtr=0，τ=0，即A→∞。均无量纲。25吸光度透射比倒数的对数表示溶液对光的吸收程度，称为吸光度26（2）朗伯-比耳定律紫外、可见、红外吸光光度法的理论基础和定量依据。朗伯（Lambert）于1760年，布格（Bouguer）于1729年阐明了A∝b的关系；比耳（Beer）于1852年提出了A∝c的关系。二者的结合为朗伯-比耳定律：当一束平行单色光垂直入射通过均匀、透明的单一吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度及液层厚度的乘积成正比。26（2）朗伯-比耳定律紫外、可见、红外吸光光度法的理论基础27A=-lgτ=kbcA：吸光度；B：液层厚度（光程长度，吸收池内溶液的长度

），cm；c：溶液的浓度，mol·L－１；K：吸光系数。应用条件：必须使用单色光；吸收发生在均匀的介质；吸收物质互相不发生作用。27A=-lgτ=kbcA：吸光度；282.吸光系数Kk：物理意义是单位浓度的溶液，当液层厚度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度。物质性质、T、λ、溶剂等条件一定时，k不随c、b而变，仅与物质本性有关，即特征常数，可作定性参数。但k随溶液浓度所采用的单位不同而异，常用的有摩尔吸光系数和质量吸光系数。（1）摩尔吸光系数ε：等于c为1mol·L－1、b为1cm的吸光物质对特定波长光的吸光度，其单位为L·mol－1·cm－1。A=εbc。摩尔吸光系数是吸光物质的重要参数之一，它表示物质对某一特定波长光的吸收能力。ε愈大，表示该物质对某波长光的吸收能力愈强，测定的灵敏度也就愈高。因此，测定时，为了提高分析的灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进行测定，选择具有最大ε的波长作入射光。同一物质在各不同λ下的ε不同。λmax处的ε记为εmax，表明了该物质最大的吸光能力，即该方法的最大灵敏度。ε＞105：超高灵敏；ε=（6～10）×104：高灵敏；ε＜2×104：中等灵敏；ε＜1×104：灵敏度较低。282.吸光系数Kk：物理意义是单位浓度的溶液，当液层厚度29（2）质量吸光系数aa：若溶液浓度以质量浓度（即每升溶液中所含溶质的克数，单位g·L－１）表示，液层厚度以厘米（cm）来表示，相应的吸光系数则为质量吸光系数，其单位为L·g－１·cm－１。质量吸光系数适用于摩尔质量未知的化合物。a与ε的关系为：a=ε/M（M为摩尔质量）A=abρ29（2）质量吸光系数aa：若溶液浓度以质量浓度（即每升溶液303.吸光度的加和性若多组分的吸收体系，吸光物质之间不相互作用，且服从比耳定律，这时体系的总吸光度等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性，由此可得：在一定波长下，A总

=ΣAn。可同时定量测定多个组分（还可校正干扰）。303.吸光度的加和性若多组分的吸收体系，吸光物质之间不相314.影响吸收定律的主要因素当入射光波长及光程一定时，吸光度A与吸光物质的浓度c呈线性关系。以某物质的标准溶液的浓度c为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘出A~c曲线，所得直线称标准曲线（也称工作曲线），如图3-6。但实际工作中，尤其当溶液浓度较高时，标准曲线往往偏离直线，发生弯曲，这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。偏离原因：物理性因素，即仪器的非理想性；化学性因素。介质不均匀。314.影响吸收定律的主要因素当入射光波长及光程一定时，吸32（1）物理性因素朗伯-比耳定律的条件是：平行单色光，均一、非散射的溶液。引起对朗伯-比耳定律偏离的物理性因素有：①单色光不纯难获得真正的单色光，即使是现代高精度分光光度计也只能获得近乎单色的狭窄光带，它仍然是具有一定波长范围的复合光。因物质对不同波长光的吸收程度不同，因此测出的总吸光度与浓度不成正比，数值偏小，产生负误差。②非平行入射光造成光的损失，使吸光度降低。③杂散光杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内，与所选波长相距较远。杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成。32（1）物理性因素朗伯-比耳定律的条件是：平行单色光，均一33非单色光作为入射光引起的偏离假设:入射光是包含两个波长1和2的复合光，λ1和λ2的两单色光分别单独通过浓度为c的溶液时：Ａ1=lg(Ｉo1/Ｉt1)=ε1bc

Ａ2=lg(Ｉo2/Ｉt2)=ε2bc故：It1

＝Io110－ε1bc

；It2

＝Ｉo210－ε2bc。33非单色光作为入射光引起的偏离假设:入射光是包含两个波长34当λ1+λ2的复合光通过浓度为c的溶液时，总的吸光度为：若：ε1=ε2=ε，则：A总=εbc。即入射光为单色光时，吸光度A与浓度c成线性关系。

若：ε1

≠ε2

，则A与c不成线性关系，1和2差别越大，偏离线性关系越严重。A总随c值增大而偏离εbc，则标准曲线偏离直线向c轴或A轴弯曲。若ε1≈ε2：可近似认为是单色光。在低浓度范围，不发生偏离。高浓度范围，即使｜Δε｜很小，A总≠εbc，且随着c值增大，A总与εbc的差异愈大，A~c曲线上部弯曲愈严重。34当λ1+λ2的复合光通过浓度为c的溶液时，总的吸光度为：35复合光对朗伯-比尔定律的影响为克服非单色光引起的偏离，应选较好的单色器。并将λ选在待测物的λmax处。这样不仅是因为在max处能获得最大灵敏度，还因为在max附近的一段范围内吸收曲线较平坦，即在max附近各波长光的摩尔吸光系数

大体相等。图3-7（a）为吸收曲线与选用谱带之间的关系，图3-7（b）为不同谱带对应的标准曲线。若选用吸光度随波长变化不大的谱带a的复合光作入射光，则吸光度的变化较小，即

的变化较小，引起的偏离也较小，A与c基本成直线关系。若选用谱带b的复合光测量，则

的变化较大，A随波长的变化较明显，因此出现较大偏离，A与c不成直线关系。35复合光对朗伯-比尔定律的影响为克服非单色光引起的偏离，36（2）化学性因素化学因素主要包括吸光质点（分子或离子）间的相互作用和化学平衡。按照L-B定律的假定，所有的吸光质点之间不发生相互作用。但实验证明只有在稀溶液（c

102mol·L1）时才符合假设条件。当溶液浓度较大时，吸光质点间可能发生缔合等作用，直接影响对光的吸收。例如图中A-c曲线上部（高浓度区域）偏离直线，就是因为高浓度引起L-B定律的偏离而引起的。因此，朗伯-比耳定律只适用于稀溶液。在实际测定中应注意选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。另外，溶液中存在着解离、缔合、互变异构、配合物的形成等化学平衡，可导致吸光质点的浓度和吸光性质发生变化而产生对L-B定律的偏离——溶液条件的变化。36（2）化学性因素化学因素主要包括吸光质点（分子或离子）间378.3紫外-可见分光光度计仪器的基本组成部件紫外-可见分光光度计的类型及特点常用紫外-可见分光光度计的使用分光光度计的检验与维护保养实训——可见、紫外分光光度计介绍，使用方法，波长校正。378.3紫外-可见分光光度计仪器的基本组成部件38一、仪器的基本组成部件分光光度计是紫外、可见光区内测定溶液A的仪器。其基本组成如下注意各组成部件的作用、种类、材质、要求和使用注意事项。光源单色器吸收池检测器显示器38一、仪器的基本组成部件分光光度计是紫外、可见光区内测定溶39分光光度计的工作原理接通电源后，钨丝灯点亮发射光波；此光波经玻璃棱镜的色散作用被分解成不同波长的光；这些不同波长的光经狭缝后，就成为近似的单色光（单色光的波长是通过棱镜的旋转角度来加以控制和选择的）；此单色光经吸收池的吸收后，到达接受器“光电管”；光电管将接受到的光信号转变为微弱的光电流；此光电流再经微电流放大器放大后，可直接在微安表上指示出吸光度（A）和透射比（T）。39分光光度计的工作原理接通电源后，钨丝灯点亮发射光波；此光401.光源作用和要求：在整个紫外或可见光区可以发射辐射强度大、稳定性好的连续光谱，使用寿命长。需稳压电源来保证发光强度稳定。分类：可见光区：钨灯（卤钨灯是在钨丝中加入适量的卤化物或卤素，灯泡用石英制成，如左图。发光更强，耐用），发射320～2500nm的连续光谱。紫外区：氢、氘灯（D2）等气体放电光源

，发射185～400nm的连续光谱。氘灯的光谱分布与氢灯相同，但光强比同功率氢灯要大3～5倍，寿命比氢灯长，如右图。近年来，具有高强度和高单色性的激光已被开发用作紫外光源。已商品化的激光光源有氩离子激光器和可调谐染料激光器。

401.光源作用和要求：在整个紫外或可见光区可以发射辐射强412.单色器作用：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统——“心脏”构成：（1）入射狭缝：光源的光由此进入单色器。狭缝和透镜系统主要是用来控制光的方向，调节光的强度和“取出”所需要的单色光，狭缝对单色器的分辨率起重要作用，它对单色光的纯度在一定范围内起着调节作用。

（2）准光装置：透镜或反射镜使入射光成为平行光束；（3）色散（分光）元件：将复合光分解成单色光；棱镜（玻璃或石英，玻璃棱镜只适用于可见光区，而石英棱镜可用于紫外-可见的整个光谱区。

）或光栅（平面或凹面，分辨率达到±0.2nm，比棱镜高；工作波长范围优于棱镜。现代仪器多用）；（4）聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得的单色光聚焦至出射狭缝；（5）出射狭缝。使用注意：光学部件、内外壁反射或尘埃散射等产生的杂散光影响A测量。不能随意拆开！412.单色器作用：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中42单色器结构原理示意图入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝白光红紫λ1λ2图.单色器结构原理示意图42单色器结构原理示意图入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝43分光光度计光路图43分光光度计光路图443.吸收池（比色皿）（1）作用：盛放待测样品溶液，决定b。（2）结构：一般为长方体（也有圆鼓形或其他形状），其底及二侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。

（3）分类：石英池和玻璃池两种。紫外区须用石英池，可见区一般用玻璃池。（4）规格与成套性：以光程为标志的。

0.5~5.0cm×4支，手动多联池，自动多联池。选用时应根据被测溶液颜色深浅来定，尽量把测得的吸光度A调整在0.2~0.8之间。同一实验使用同一规格同一套吸收池。由于一般商品吸收池的光程精度往往不是很高，与其标示值有微小误差，即使是同一个厂出品的同规格的吸收池也不一定完全能够互换使用。所以，仪器出厂前，吸收池都经过检验配套，在使用时不应混淆其配套关系。实际定量分析工作中，尤其是在紫外光区测定时，为了消除误差，在测量前还必须对吸收池进行配套和校正工作，以便消除吸收池误差，提高测量准确度。443.吸收池（比色皿）（1）作用：盛放待测样品溶液，决定45（5）吸收池的使用、维护与保养注意保护其两个光学面拿取比色皿时，只能用手指接触两侧毛玻璃，绝不能接触光学面。不得将光学面与硬物或脏物接触，只能用擦镜纸或丝绸擦拭光学面。凡含有腐蚀玻璃的物质（F－、SnCl2、H3PO4等）的溶液，不得长期盛放在吸收池中。吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用3mol·L-1HCl和等体积乙醇的混合液浸泡洗涤。生物样品、胶体或其它在吸收池光学面上形成薄膜的物质要用适当的溶剂洗涤。若样品溶液有易挥发的有机溶剂酸或碱时，应加盖防止挥发。吸收池不可在火焰或电炉上加热烘烤。石英比色皿45（5）吸收池的使用、维护与保养注意保护其两个光学面石英464.检测器（接受器）（1）作用与要求：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，其输出电信号大小与透过光的强度成正比。光电转换有恒定的函数关系，灵敏度高，响应快，稳定，噪声低，易于检测放大。（2）分类：光电池：如图三层组成，中层为半导体材料（Se250~750nm、Si）；内阻小，直接测量，但不适于微弱光测量。易“疲劳”，连续使用≤2h。464.检测器（接受器）（1）作用与要求：利用光电效应将透47光电管真空二极管（如图），是将一个涂有光电发射材料的半圆柱形阴极和一个丝状阳极封装在真空管中制成的灯管。光阴极涂有锑-铯氧化物的光电管，称紫敏光电管，适用于接受185～600nm的光。光阴极涂有银-氧化铯的光电管，称红敏光电管，适用于接受600～1000nm的光。光电管所产生的光电流只有光电池的1/4，然而它的内阻大，光电流容易放大，因此它的光电流比光电池的大。灵敏度高，波长宽，不易疲劳，应用广。光电倍增管：检测弱光；10－8~10－9s脉冲光，响应快；灵敏度很高，比一般光电管高200倍。石英窗入射光束阳极阴极i90V放大器记录器e图.光电管工作电路示意图R图.光电管和光电倍增管47光电管真空二极管（如图），是将一个涂有光电发射材料的半圆485.信号显示器（系统）（1）作用：显示、记录、计算输出的电信号。（2）分类：微安表或检流计（A/T）；数字显示（减少读数误差）；微机进行仪器自动控制和结果处理（中高档），能自动绘制工作曲线、自动计算分析结果并打印报告，实现分析自动化。

。485.信号显示器（系统）（1）作用：显示、记录、计算输出49二、紫外-可见分光光度计的

类型及特点1.按使用波长范围分为两类：可见分光光度计（400~750nm，只测有色物）紫外-可见分光光度计（200~1000nm，近紫外、可见、近红外吸收）。2.按光路及波长数分为三类：（1）单光束单波长分光光度计（可见721、722、7230；紫外752，7504）工作原理见图。经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定。简单、价廉、适于定量分析；光源强度的波动影响较大，误差大。适于固定波长下测量A或T，多不能作光谱扫描，光源和检测器的稳定性要高。49二、紫外-可见分光光度计的

类型及特点1.按使用波长范50（2）双光束单波长分光光度计

（710、760CRT）工作原理见图；经单色器分光后经扇形镜（切光器）分解为强度相等的两束光，一束通过参比池，另一束通过样品池，分光光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。

自动测绘吸收光谱曲线，消除光源强度变化和检测器灵敏度变化等引起的误差，精确。特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。50（2）双光束单波长分光光度计

（710、760CRT）工51（3）双光束双波长分光光度计（WFZ800、UV-300，365）工作原理见图2-12。是一种新型的分光光度计，能把同一光源发出的光通过一个特别的单色器，把光调成两束不同波长的光，经过切光器，使其交替通过同一样品池，再至接受器，通过电子系统可以测出样品与参比的吸光值，从而计算出被测组分的浓度。双单色器分出二波长，得信号差。选合适的波长对λ2～λ1，使Abλ2

Abλ1ΔA=Aλ2-Aλ1=(ελ2bc+Abλ2)-(ελ1bc+Abλ1)=(ελ2-ελ1)bc准确度高，适于混合物和浑浊样品的定量分析。无需参比池，消除背景吸收、组成不同及b误差（消除人工配制的空白溶液与本底之间的差别而引起的误差）。△=1～2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。但价昂。51（3）双光束双波长分光光度计（WFZ800、UV-30052双波长分光光度计结构原理52双波长分光光度计结构原理53单光束、双光束和双波长型仪器结构简图53单光束、双光束和双波长型仪器结构简图54三、常用紫外-可见分光光度计的使用认识仪器和理解工作原理→正确使用、检验和维护分光光度计→测量数据正常、可靠！商品型号多，但基本操作类似，应按仪器所附说明书使用、维护和保养。重点学习典型仪器的结构原理和使用方法——1.722型可见分光光度计2.7230型可见分光光度计3.UV-7504型紫外-可见分光光度计54三、常用紫外-可见分光光度计的使用认识仪器和理解工作原理551．722型可见分光光度计（1）光学系统、结构和工作原理——图722型分光光度计是目前国内应用较多的一种简易型分光光度计，属于单波长单光束类型，结构简单、价格便宜、操作方便，工作波长范围是360-800nm。722型分光光度计的结构原理是：卤钨灯→光栅→玻璃吸收池→光电管→数字显示器。1—光源2—聚光透镜3—色散光栅4—准直镜5、12—保护玻璃6—狭缝7—反射镜8—光栅9—聚光透镜10—吸收池11—光门13—光电管图722型分光光度计的构造551．722型可见分光光度计（1）光学系统、结构和工作原理56（2）722型分光光度计的面板控制钮及其作用波长调节器（λ）——选择所选波长调0%T电位器（0）——开启吸收池暗箱盖，调T=0调100%T电位器（100）——关闭吸收池暗箱盖，将空白溶液置于光路时，调T=100%吸收池拉杆——将吸收池依次送入光路灵敏度选择钮（有的无）——调节T的放大倍数，尽量用低档电源开关、显示电表吸收池暗箱盖——控制光电管前的光路闸门，只有在调100%T和测量时才关闭暗箱盖56（2）722型分光光度计的面板控制钮及其作用波长调节器（57（3）722型分光光度计的使用方法①接通电源，打开电源开关（指示灯亮），开启吸收池暗箱盖，预热20min。②调节波长旋钮，选定所需单色光波长。③调节灵敏度旋钮，选择适宜的灵敏度档（共分五档），按0%T旋钮使数字表恰好指在T=0（A=∞）位置。④将空白溶液和被测溶液装入吸收池（2/3高度），依次放入吸收池架中（位置正确和一致），盖上吸收池暗箱盖，按100%T旋钮，使数字表指在100%T（A=0）位置。若数字显示达不到可增大灵敏度档次。⑤按上述步骤反复调节0%T和100%T直至稳定不变。⑥拉动拉杆将待测溶液依次推入光路，由数字表读出吸光度A或透射比T。⑦测量完毕后，关闭仪器电源开关，取下电源插头，取出吸收池洗净，晾干后入盒保存，盖好吸收池暗箱盖。——“开门调零，关门调百”57（3）722型分光光度计的使用方法①接通电源，打开电源582．7230型可见分光光度计与722型类似。结构原理：卤钨灯→光栅→吸收池→光电管→数字显示器

582．7230型可见分光光度计与722型类似。593．UV-7504型紫外-可见分光光度计紫外分光光度计的结构与一般的可见分光光度计几乎完全相同，也由五个部分组成

。7504型紫外可见分光光度计具有卤钨灯（30W）和氘灯（2.5A）两种光源，分别适用于360~850nm和200~360nm波段。它采用平面光栅作色散元件，GD33光电管作接受器。其测量显示系统装配了8031单片机，接受器输出的电信号经前置放大器放大和模/数转换器，将模拟信号转换为数字信号，送住单片机进行数据处理。通过键盘输入命令，仪器便能自动调0T和调100%T，能输入标准溶液浓度数据，建立高准确度的浓度计算方程。在显示屏上能显示出透射比T%、吸光度A及浓度c的数据，并可以由打印机打印出实际数据和分析结果。7504型紫外-可见分光光度计的使用——练习——实训593．UV-7504型紫外-可见分光光度计紫外分光光度计的604.3.4分光光度计的检验与维护保养1.分光光度计的检验目的：保证测试结果的准确可靠。检定规程规定的检定周期——半年。检验方法按仪器说明书进行。检验内容：波长准确度、透射比正确度、稳定度和吸收池配套性的检验。604.3.4分光光度计的检验与维护保养1.分光光度计的61（1）波长准确度的检验原因：分光光度计在使用过程中，由于机械振动，温度变化、灯丝变形、灯座松动或更换灯泡等原因，经常会引起刻度盘上的波长读数与实际通过溶液的波长不符合的现象，从而导致仪器灵敏度降低，影响测定结果的精度，需要经常校正。方法一：在可见光区校正波长最简便的方法是采用镨钕滤光片，测出528.7nm和807.7nm处的2个吸收峰的最大吸收波长（图2-17）。如果测出的最大吸收波长与仪器标示值相差3nm以上，则需要细微调节波长刻度校正螺钉（不同型号的仪器波长读数的校正方法有所不同，应按仪器说明书进行波长调节）。如果大于±10nm，则需要重新调整钨灯泡位置，或检修单色器的光学系统（应请计量部门或送生产厂检修，不可自己打开单色器）。以空气作参比，以镨钕滤光片进行波长校正的具体操作如下：①调节好仪器后，在500～540nm波长范围内，每隔2nm测一次吸光度值，找出吸光度最大时对应的波长示值（λ测）。②当|λ测-529|>3nm时，应仔细调节波长调节螺丝，再按①的方法测定，重复以上两步操作，直至λ=529nm对应的吸光值最大。

61（1）波长准确度的检验原因：分光光度计在使用过程中，由于62波长准确度的检验方法二：在紫外光区校正波长比较实用的方法是采用苯蒸汽的吸收光谱检查校正波长读数，苯蒸汽在紫外区有特征吸收峰（图2-18）。只要在吸收池内滴一滴液体苯，盖上吸收池盖，待苯挥发充满整个吸收池后，就可测绘苯蒸汽的吸收光谱。若实测结果与苯的标准光谱曲线不一致，表示仪器有波长误差，可调整波长分度盘标值。62波长准确度的检验方法二：在紫外光区校正波长比较实用的方法63（2）透射比正确度的检验通常用标准溶液检查，如K2Cr2O7溶液。在选定波长下，测定标准溶液的透射比，与已知标准值（P64——表2-2）比较，根据仪器等级，其差值应在0.8%~2.5%之内。63（2）透射比正确度的检验通常用标准溶液检查，如K2Cr264（3）稳定度的检验①零点稳定度——在光电管不受光的条件下，观察仪器零点3min，读取透射比的变化值。②光电流稳定度——在仪器测量波长范围两端向中间靠10nm处，使光电管受光，调节透射比为95%（数显仪器调至100%），观察3min，读取透射比的变化值。64（3）稳定度的检验①零点稳定度——在光电管不受光的条件65（4）吸收池配套性检验实验基础工作——实训吸收池规格的选择……在定量工作中，尤其是在紫外光区测定时，需要对吸收池作配对和校正工作，以便消除吸收池误差，提高测量准确度。根据JJG178-96规定，石英吸收池在220nm处装蒸馏水；在350nm处装K2Cr2O70.001mol•L－1HClO4溶液，玻璃吸收池在600nm处装蒸馏水；在400nm处装K2Cr2O7溶液（浓度同上）。以一个吸收池为参比，调节τ为100%，测量其它各池的透射比，透射比的偏差小于0.5%的吸收池可配成一套。65（4）吸收池配套性检验实验基础工作——实训66吸收池的校正实际工作中可以采用下面较简便的方法进行吸收池的校正：用铅笔在洗净的吸收池毛面外壁编号并标注放置方向，在吸收池中装入测定用空白参比溶液（或溶剂），以其中一个为参比，在测定波长下，测定其它吸收池的吸光度。如果测定的吸光度为零或两个吸收池吸光度相等，即为配对吸收池。若不相等，可以选出吸光度最小的吸收池为参比，测定其它吸收池的吸光度，求出修正值（皿差）。测定样品时，将待测溶液装入校准过的吸收池中，将测得的吸光度值减去该吸收池的修正值即为测定真实值。66吸收池的校正实际工作中可以采用下面较简便的方法进行吸收池672．分光光度计的维护和保养正确安装、使用和保养仪器是保证仪器性能和测试准确度的关键——读——树立专业意识！（1）对仪器工作环境的要求（P65）分光光度计应安装在稳固的工作台上（周围不应有强磁场，以防电磁干扰）室内温度宜保持在15～28℃，室内应干燥，相对湿度宜控制在45%～75%，不应超过80%。室内应无腐蚀性气体（如SO2、NO2及酸雾等）；应与化学分析操作室隔开，室内光线不宜过强。672．分光光度计的维护和保养正确安装、使用和保养仪器是保证68（2）仪器保养和维护方法A.仪器工作电源一般允许220V±10%的电压波动。为保持光源灯和检测系统的稳定性，在电源电压波动较大的实验室，最好配备稳压器（有过电压保护）。B.为了延长光源使用寿命，在不使用时不要开光源灯，如果光源灯亮度明显减弱或不稳定，应及时更换新灯。更换后要调节好灯丝位置。不要用手直接接触窗口或灯泡，避免油污沾附，若不小心接触过，要用无水乙醇擦拭。C.单色器是仪器的核心部分，装在密封盒内，不能拆开，为防止色散元件受潮生霉，必须经常更换单色器盒内干燥剂。D.必须正确使用吸收池，保护吸收池光学面。E.光电转换元件不能长时间曝光，应避免强光照射或受潮积尘。68（2）仪器保养和维护方法A.仪器工作电源一般允许220TheEndTheEnd第八章吸收光谱法

第八章吸收光谱法718.1概述分子光谱法（分子光谱分析）紫外-可见分光光度法分类紫外-可见分光光度法的特点28.1概述分子光谱法（分子光谱分析）72分子光谱分析光学分析法——基于物质分子、原子等微粒对辐射的相互作用而建立的分析方法。分子光谱分析：物质分子与电磁辐射作用时，物质内部发生了量子化的能级之间的跃迁，测量由此产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度而进行分析的方法。3分子光谱分析光学分析法——基于物质分子、原子等微粒对辐射的73分子光谱分析类型紫外-可见：分子外层电子能级跃迁时吸收紫外-可见光（200~780nm）而建立的电子光谱法。红外光谱：分子在振动-振动能级之间跃迁吸收红外光。分子荧光：物质分子被紫外光或波长较短的可见光激发，再返回基态时发射出的波长与入射光相同或更长的光。化学发光分析：分子吸收了化学反应中放出的化学能而被激发，回基态时发射一定波长的光。拉曼散射：物质从基态被激发到非量子化的能量区所吸收的光辐射，及从非量子化能量区跃迁回基态时所发射的波长与入射光不同的辐射。4分子光谱分析类型紫外-可见：分子外层电子能级跃迁时吸收紫外74一、紫外-可见分光光度法分类1．比色分析法——比较待测溶液颜色或加入试剂后呈现的颜色深浅来确定物质含量的分析方法。适合于可见光范围。按检测器不同分为：（1）目视比色法——眼睛（2）光电比色法——光电转换元件（如光电池）2．分（吸）光光度法——使用分光光度计，根据物质对不同波长的单色光吸收程度不同进行定性定量分析的方法。按光谱区不同分为：可见（400~780nm）、紫外（200~400nm）、红外（3000~30000nm）。1nm=10－9m5一、紫外-可见分光光度法分类1．比色分析法——比较待测溶液75二、

紫外-可见分光光度法的特点与仪器分析法的共同特点类似：灵敏度较高，适于微痕量分析，浓度检测下限约10-6mol·L-1；精密度和准确度高，相对误差为2%-5%；操作简便、快速、成本低，易于推广；应用范围广，无机、有机分析（对复杂有机物的分析能力弱），化学平衡研究等。6二、紫外-可见分光光度法的特点与仪器分析法的共同特点类似768.2基本原理光的基本特性物质对光的选择性吸收吸收定律78.2基本原理光的基本特性77一、

光的基本特性1.电磁波谱——波粒二象性（1）波动性——光的偏振、干涉、衍射、折射等现象，用（nm）、（Hz）、c（3×1010cm·s－1）、波数(cm－1)描述；=c，波数=1/=/c（2）微粒性——光由光子流组成，光子的能量:E=h=hc/

（Planck常数：h=6.626×10－34

J·s）光的能量范围很广，在波长或频率上相差大约20个数量级。光的波长越短（频率越高），其能量越大。不同光的波长范围及其在分析化学中的应用情况。8一、光的基本特性1.电磁波谱——波粒二象性78979

电磁波谱光谱区频率范围(Hz)空气中波长作用类型分析方法宇宙或γ射线>1020<10-12m原子核X射线1020～1016

10-3～10nm内层电子跃迁X射线光谱法远紫外光1016～1015

10～200nm电子跃迁真空紫外光度法紫外光1015～7.5×1014

200～400nm电子跃迁紫外吸收光谱法可见光7.5×1014～4.0×1014

400～750nm价电子跃迁比色及可见光度法近红外光4.0×1014～1.2×1014

0.75～2.5μm振动跃迁红外光谱法红外光1.2×1014～1011

2.5～1000μm振动或转动跃迁远红外光谱法微波1011～108

0.1～100cm转动跃迁微波光谱法无线电波108～105

1～1000m原子核旋转跃迁核自旋共振光谱声波20000～3015～106km分子运动10电磁波谱光谱区频率范围(Hz)空气中波长作用类型802.单色光和互补光单色（波长）光是由相同能量的光子组成；白光（太阳光）是由各种单色光组成的复合光；当一束白光通过光学棱镜时，即可得到不同颜色的谱带也叫光谱，这种现象叫光的色散。白光色散后成为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光。

人们眼睛能够感受的光是可见光，是电磁辐射中的小部分，为420~760nm.远（真空）紫外为10~200nm，近紫外为200~400nm。如果两种色光按适当的强度比例混合后组成白光，则这两种色光称为“互补色光”，如图所示。成直线关系的两种光可混合成白光。例如在白色光中分离出蓝光后，剩下的混合光则呈现黄色，因此，蓝色和黄色光为互补色光。

112.单色光和互补光单色（波长）光是由相同能量的光子组成81光的互补互补色光关系略图光的互补：蓝黄光的互补色图12光的互补互补色光关系略图光的互补：蓝黄光的互补色图82二、

物质对光的选择性吸收物质颜色的产生物质的吸收光谱曲线分子吸收光谱产生的机理吸收光谱的应用13二、物质对光的选择性吸收物质颜色的产生831.物质颜色的产生物质所呈现的颜色与所选择性吸收的特征颜色互为补色。物质的颜色由透过光或反射光的颜色决定。举例说明：不透明物质——光的吸收与反射作用；透明物质——光的吸收与透过作用；如无色物、黑色物、KMnO4溶液、CuSO4溶液等。KMnO4溶液强烈地吸收黄绿色的光，对其它的光吸收很少或不吸收，所以溶液呈现紫红色。又如CuSO4溶液强烈地吸收黄色的光，所以溶液呈现蓝色。溶液之所以呈现不同的颜色，是因为它吸收了互补色光。141.物质颜色的产生物质所呈现的颜色与所选择性吸收的特征842.物质的吸收光谱曲线（1）定义：通过实验获得。用不同波长的单色光依次通过一定浓度的均匀透明的溶液，分别测定其吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，用测定所得的数据绘制的曲线。（2）作用：精确描述了某种物质对不同波长光的吸收程度。（3）特点：152.物质的吸收光谱曲线（1）定义：通过实验获得。用不同85光吸收曲线的特点1、2物质不同，吸收曲线形状和λmax不同。提供物质的结构信息，可定性分析。同一物质对不同波长光的吸光度不同，呈现选择性吸收性质。16光吸收曲线的特点1、2物质不同，吸收曲线形状和λmax不86光吸收曲线的特点3不同浓度的同一物质，吸收曲线形状相似，λmax不变。在一定波长下吸光度A有异，可作定量依据。在λmax处A随浓度变化最大，测定最灵敏。吸收曲线是定量分析选择波长的重要依据。17光吸收曲线的特点3不同浓度的同一物质，吸收曲线形状相似，873.分子吸收光谱产生的机理（1）分子运动及其能级跃迁物质分子内部通常有三种运动形式：电子相对于原子核的运动，原子核在其平衡位置附近的相对振动，分子本身绕其重心的转动。即分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。分子的内能包括：电子能量Ee、振动能量Ev、转动能量Er。即hv=E=Ee+Ev+Er。ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr分子在某一状态时的能量：E=E零+E平+Ee+Ev+Er。183.分子吸收光谱产生的机理（1）分子运动及其能级跃迁88紫外-可见分子吸收光谱与电子跃迁19紫外-可见分子吸收光谱与电子跃迁89（2）分子吸收光谱的产生M+

h

M*基态激发态E1

（△E）E2M+热M+荧光或磷光E=E2-

E1=h

：量子化条件；选择性吸收。20（2）分子吸收光谱的产生M+h90三种能级跃迁及其讨论ΔΕr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区，即远红外光谱或分子转动光谱。ΔΕv：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱在红外区,即红外光谱或分子振动光谱。ΔEe:1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区，即紫外-可见光谱或分子的电子光谱。电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（非线光谱）。21三种能级跃迁及其讨论ΔΕr：0.005～0.050eV，914.吸收光谱的应用吸收光谱的波长分布由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映分子内部能级分布，是物质定性的依据。吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同。吸收谱带的强度与该物质分子吸收的光子数成正比，是定量分析的依据。224.吸收光谱的应用吸收光谱的波长分布由产生谱带的跃迁能92三、

吸收定律朗伯-比耳定律吸光系数吸光度的加和性影响吸收定律的主要因素23三、吸收定律朗伯-比耳定律931.朗伯-比耳定律（1）透射比τ和吸光度A—演示吸收池当一束平行的单色光通过均匀而透明的溶液时，一部分光被溶液所吸收，因此透过溶液的光通量就要减少。设入射光通量为Φ0，通过溶液后透射光通量为Φtr，则比值Φtr/Φ0表示溶液对光的透射程度称为透射比，符号为τ，其值可以用小数或百分数表示：τ=Φtr/Φ0。也称透光度（透光率）T。241.朗伯-比耳定律（1）透射比τ和吸光度A—演示吸收池94吸光度透射比倒数的对数表示溶液对光的吸收程度，称为吸光度，用A表示。A=lgΦ0/Φtr=-lgτ当入射光全部透过溶液时Φtr＝Φ0，τ=1（或100%），即A=0；当入射光全部被溶液吸收时，Φtr=0，τ=0，即A→∞。均无量纲。25吸光度透射比倒数的对数表示溶液对光的吸收程度，称为吸光度95（2）朗伯-比耳定律紫外、可见、红外吸光光度法的理论基础和定量依据。朗伯（Lambert）于1760年，布格（Bouguer）于1729年阐明了A∝b的关系；比耳（Beer）于1852年提出了A∝c的关系。二者的结合为朗伯-比耳定律：当一束平行单色光垂直入射通过均匀、透明的单一吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度及液层厚度的乘积成正比。26（2）朗伯-比耳定律紫外、可见、红外吸光光度法的理论基础96A=-lgτ=kbcA：吸光度；B：液层厚度（光程长度，吸收池内溶液的长度

），cm；c：溶液的浓度，mol·L－１；K：吸光系数。应用条件：必须使用单色光；吸收发生在均匀的介质；吸收物质互相不发生作用。27A=-lgτ=kbcA：吸光度；972.吸光系数Kk：物理意义是单位浓度的溶液，当液层厚度为1cm时，在一定波长下测得的吸光度。物质性质、T、λ、溶剂等条件一定时，k不随c、b而变，仅与物质本性有关，即特征常数，可作定性参数。但k随溶液浓度所采用的单位不同而异，常用的有摩尔吸光系数和质量吸光系数。（1）摩尔吸光系数ε：等于c为1mol·L－1、b为1cm的吸光物质对特定波长光的吸光度，其单位为L·mol－1·cm－1。A=εbc。摩尔吸光系数是吸光物质的重要参数之一，它表示物质对某一特定波长光的吸收能力。ε愈大，表示该物质对某波长光的吸收能力愈强，测定的灵敏度也就愈高。因此，测定时，为了提高分析的灵敏度，通常选择摩尔吸光系数大的有色化合物进行测定，选择具有最大ε的波长作入射光。同一物质在各不同λ下的ε不同。λmax处的ε记为εmax，表明了该物质最大的吸光能力，即该方法的最大灵敏度。ε＞105：超高灵敏；ε=（6～10）×104：高灵敏；ε＜2×104：中等灵敏；ε＜1×104：灵敏度较低。282.吸光系数Kk：物理意义是单位浓度的溶液，当液层厚度98（2）质量吸光系数aa：若溶液浓度以质量浓度（即每升溶液中所含溶质的克数，单位g·L－１）表示，液层厚度以厘米（cm）来表示，相应的吸光系数则为质量吸光系数，其单位为L·g－１·cm－１。质量吸光系数适用于摩尔质量未知的化合物。a与ε的关系为：a=ε/M（M为摩尔质量）A=abρ29（2）质量吸光系数aa：若溶液浓度以质量浓度（即每升溶液993.吸光度的加和性若多组分的吸收体系，吸光物质之间不相互作用，且服从比耳定律，这时体系的总吸光度等于各组分吸光度之和，即吸光度具有加和性，由此可得：在一定波长下，A总

=ΣAn。可同时定量测定多个组分（还可校正干扰）。303.吸光度的加和性若多组分的吸收体系，吸光物质之间不相1004.影响吸收定律的主要因素当入射光波长及光程一定时，吸光度A与吸光物质的浓度c呈线性关系。以某物质的标准溶液的浓度c为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘出A~c曲线，所得直线称标准曲线（也称工作曲线），如图3-6。但实际工作中，尤其当溶液浓度较高时，标准曲线往往偏离直线，发生弯曲，这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。偏离原因：物理性因素，即仪器的非理想性；化学性因素。介质不均匀。314.影响吸收定律的主要因素当入射光波长及光程一定时，吸101（1）物理性因素朗伯-比耳定律的条件是：平行单色光，均一、非散射的溶液。引起对朗伯-比耳定律偏离的物理性因素有：①单色光不纯难获得真正的单色光，即使是现代高精度分光光度计也只能获得近乎单色的狭窄光带，它仍然是具有一定波长范围的复合光。因物质对不同波长光的吸收程度不同，因此测出的总吸光度与浓度不成正比，数值偏小，产生负误差。②非平行入射光造成光的损失，使吸光度降低。③杂散光杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内，与所选波长相距较远。杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成。32（1）物理性因素朗伯-比耳定律的条件是：平行单色光，均一102非单色光作为入射光引起的偏离假设:入射光是包含两个波长1和2的复合光，λ1和λ2的两单色光分别单独通过浓度为c的溶液时：Ａ1=lg(Ｉo1/Ｉt1)=ε1bc

Ａ2=lg(Ｉo2/Ｉt2)=ε2bc故：It1

＝Io110－ε1bc

；It2

＝Ｉo210－ε2bc。33非单色光作为入射光引起的偏离假设:入射光是包含两个波长103当λ1+λ2的复合光通过浓度为c的溶液时，总的吸光度为：若：ε1=ε2=ε，则：A总=εbc。即入射光为单色光时，吸光度A与浓度c成线性关系。

若：ε1

≠ε2

，则A与c不成线性关系，1和2差别越大，偏离线性关系越严重。A总随c值增大而偏离εbc，则标准曲线偏离直线向c轴或A轴弯曲。若ε1≈ε2：可近似认为是单色光。在低浓度范围，不发生偏离。高浓度范围，即使｜Δε｜很小，A总≠εbc，且随着c值增大，A总与εbc的差异愈大，A~c曲线上部弯曲愈严重。34当λ1+λ2的复合光通过浓度为c的溶液时，总的吸光度为：104复合光对朗伯-比尔定律的影响为克服非单色光引起的偏离，应选较好的单色器。并将λ选在待测物的λmax处。这样不仅是因为在max处能获得最大灵敏度，还因为在max附近的一段范围内吸收曲线较平坦，即在max附近各波长光的摩尔吸光系数

大体相等。图3-7（a）为吸收曲线与选用谱带之间的关系，图3-7（b）为不同谱带对应的标准曲线。若选用吸光度随波长变化不大的谱带a的复合光作入射光，则吸光度的变化较小，即

的变化较小，引起的偏离也较小，A与c基本成直线关系。若选用谱带b的复合光测量，则

的变化较大，A随波长的变化较明显，因此出现较大偏离，A与c不成直线关系。35复合光对朗伯-比尔定律的影响为克服非单色光引起的偏离，105（2）化学性因素化学因素主要包括吸光质点（分子或离子）间的相互作用和化学平衡。按照L-B定律的假定，所有的吸光质点之间不发生相互作用。但实验证明只有在稀溶液（c

102mol·L1）时才符合假设条件。当溶液浓度较大时，吸光质点间可能发生缔合等作用，直接影响对光的吸收。例如图中A-c曲线上部（高浓度区域）偏离直线，就是因为高浓度引起L-B定律的偏离而引起的。因此，朗伯-比耳定律只适用于稀溶液。在实际测定中应注意选择适当的浓度范围，使吸光度读数在标准曲线的线性范围内。另外，溶液中存在着解离、缔合、互变异构、配合物的形成等化学平衡，可导致吸光质点的浓度和吸光性质发生变化而产生对L-B定律的偏离——溶液条件的变化。36（2）化学性因素化学因素主要包括吸光质点（分子或离子）间1068.3紫外-可见分光光度计仪器的基本组成部件紫外-可见分光光度计的类型及特点常用紫外-可见分光光度计的使用分光光度计的检验与维护保养实训——可见、紫外分光光度计介绍，使用方法，波长校正。378.3紫外-可见分光光度计仪器的基本组成部件107一、仪器的基本组成部件分光光度计是紫外、可见光区内测定溶液A的仪器。其基本组成如下注意各组成部件的作用、种类、材质、要求和使用注意事项。光源单色器吸收池检测器显示器38一、仪器的基本组成部件分光光度计是紫外、可见光区内测定溶108分光光度计的工作原理接通电源后，钨丝灯点亮发射光波；此光波经玻璃棱镜的色散作用被分解成不同波长的光；这些不同波长的光经狭缝后，就成为近似的单色光（单色光的波长是通过棱镜的旋转角度来加以控制和选择的）；此单色光经吸收池的吸收后，到达接受器“光电管”；光电管将接受到的光信号转变为微弱的光电流；此光电流再经微电流放大器放大后，可直接在微安表上指示出吸光度（A）和透射比（T）。39分光光度计的工作原理接通电源后，钨丝灯点亮发射光波；此光1091.光源作用和要求：在整个紫外或可见光区可以发射辐射强度大、稳定性好的连续光谱，使用寿命长。需稳压电源来保证发光强度稳定。分类：可见光区：钨灯（卤钨灯是在钨丝中加入适量的卤化物或卤素，灯泡用石英制成，如左图。发光更强，耐用），发射320～2500nm的连续光谱。紫外区：氢、氘灯（D2）等气体放电光源

，发射185～400nm的连续光谱。氘灯的光谱分布与氢灯相同，但光强比同功率氢灯要大3～5倍，寿命比氢灯长，如右图。近年来，具有高强度和高单色性的激光已被开发用作紫外光源。已商品化的激光光源有氩离子激光器和可调谐染料激光器。

401.光源作用和要求：在整个紫外或可见光区可以发射辐射强1102.单色器作用：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统——“心脏”构成：（1）入射狭缝：光源的光由此进入单色器。狭缝和透镜系统主要是用来控制光的方向，调节光的强度和“取出”所需要的单色光，狭缝对单色器的分辨率起重要作用，它对单色光的纯度在一定范围内起着调节作用。

（2）准光装置：透镜或反射镜使入射光成为平行光束；（3）色散（分光）元件：将复合光分解成单色光；棱镜（玻璃或石英，玻璃棱镜只适用于可见光区，而石英棱镜可用于紫外-可见的整个光谱区。

）或光栅（平面或凹面，分辨率达到±0.2nm，比棱镜高；工作波长范围优于棱镜。现代仪器多用）；（4）聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得的单色光聚焦至出射狭缝；（5）出射狭缝。使用注意：光学部件、内外壁反射或尘埃散射等产生的杂散光影响A测量。不能随意拆开！412.单色器作用：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中111单色器结构原理示意图入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝白光红紫λ1λ2图.单色器结构原理示意图42单色器结构原理示意图入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝112分光光度计光路图43分光光度计光路图1133.吸收池（比色皿）（1）作用：盛放待测样品溶液，决定b。（2）结构：一般为长方体（也有圆鼓形或其他形状），其底及二侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。

（3）分类：石英池和玻璃池两种。紫外区须用石英池，可见区一般用玻璃池。（4）规格与成套性：以光程为标志的。

0.5~5.0cm×4支，手动多联池，自动多联池。选用时应根据被测溶液颜色深浅来定，尽量把测得的吸光度A调整在0.2~0.8之间。同一实验使用同一规格同一套吸收池。由于一般商品吸收池的光程精度往往不是很高，与其标示值有微小误差，即使是同一个厂出品的同规格的吸收池也不一定完全能够互换使用。所以，仪器出厂前，吸收池都经过检验配套，在使用时不应混淆其配套关系。实际定量分析工作中，尤其是在紫外光区测定时，为了消除误差，在测量前还必须对吸收池进行配套和校正工作，以便消除吸收池误差，提高测量准确度。443.吸收池（比色皿）（1）作用：盛放待测样品溶液，决定114（5）吸收池的使用、维护与保养注意保护其两个光学面拿取比色皿时，只能用手指接触两侧毛玻璃，绝不能接触光学面。不得将光学面与硬物或脏物接触，只能用擦镜纸或丝绸擦拭光学面。凡含有腐蚀玻璃的物质（F－、SnCl2、H3PO4等）的溶液，不得长期盛放在吸收池中。吸收池使用后应立即用水冲洗干净。有色物污染可以用3mol·L-1HCl和等体积乙醇的混合液浸泡洗涤。生物样品、胶体或其它在吸收池光学面上形成薄膜的物质要用适当的溶剂洗涤。若样品溶液有易挥发的有机溶剂酸或碱时，应加盖防止挥发。吸收池不可在火焰或电炉上加热烘烤。石英比色皿45（5）吸收池的使用、维护与保养注意保护其两个光学面石英1154.检测器（接受器）（1）作用与要求：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，其输出电信号大小与透过光的强度成正比。光电转换有恒定的函数关系，灵敏度高，响应快，稳定，噪声低，易于检测放大。（2）分类：光电池：如图三层组成，中层为半导体材料（Se250~750nm、Si）；内阻小，直接测量，但不适于微弱光测量。易“疲劳”，连续使用≤2h。464.检测器（接受器）（1）作用与要求：利用光电效应将透116光电管真空二极管（如图），是将一个涂有光电发射材料的半圆柱形阴极和一个丝状阳极封装在真空管中制成的灯管。光阴极涂有锑-铯氧化物的光电管，称紫敏光电管，适用于接受185～600nm的光。光阴极涂有银-氧化铯的光电管，称红敏光电管，适用于接受600～1000nm的光。光电管所产生的光电流只有光电池的1/4，然而它的内阻大，光电流容易放大，因此它的光电流比光电池的大。灵敏度高，波长宽，不易疲劳，应用广。光电倍增管：检测弱光；10－8~10－9s脉冲光，响应快；灵敏度很高，比一般光电管高200倍。石英窗入射光束阳极阴极i90V放大器记录器e图.光电管工作电路示意图R图.光电管和光电倍增管47光电管真空二极管（如图），是将一个涂有光电发射材料的半圆1175.信号显示器（系统）（1）作用：显示、记录、计算输出的电信号。（2）分类：微安表或检流计（A/T）；数字显示（减少读数误差）；微机进行仪器自动控制和结果处理（中高档），能自动绘制工作曲线、自动计算分析结果并打印报告，实现分析自动化。

。485.信号显示器（系统