比色分析和紫外可见分光光度法

比色分析和紫外可见分光光度法第一页，共一百二十六页，2022年，8月28日第一节比色分析和分光光度法的定义及特点

第二节物质对光的选择性吸收第三节朗伯-比耳定律第四节分析仪器第五节紫外吸收光谱

第六节影响分光光度法分析的因素第七节紫外可见分光光度法的应用第八节对分光光度法分析方法的评价第二页，共一百二十六页，2022年，8月28日第一节比色分析和分光光度法的定义及特点一、比色分析法的定义及特点1、发展（1）公元初，古希腊，五倍子测定醋中铁；（2）1795年，俄国人，五倍子测定矿泉水中铁；（3）19世纪30~40年代，确定为定量分析方法。2、定义基于比较溶液颜色深浅而达到定量分析目的的分析方法。

第三页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、测定过程使某种光线分别透过标准溶液和被测溶液而比较两者颜色的强度，决定被测物质在溶液中含量或浓度的方法。被测溶液的浓度越大，颜色越深。4、比色方法（1）目视比色法；（2）光电比色法。第四页，共一百二十六页，2022年，8月28日5、显色反应（1）定义：进行比色分析时，通常需要加入适当的试剂，使待测物质与试剂反应生成便于比色测定的有色物质，此反应称为显色反应，所加入的试剂称显色剂。显色后的溶液在所选测量条件下进行比色分析，以确定有色物质的含量。第五页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）比色分析对显色反应的基本要求①反应应具有较高的选择性，即选用的显色剂最好只与待测组分反应，而不与其他干扰组分反应或其他组分的干扰很小；②反应生成的有色化合物有恒定的组分和较高的稳定性；③反应生成的有色化合物有足够的灵敏度；④反应生成的有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。第六页，共一百二十六页，2022年，8月28日（1）灵敏度高；（2）具有一定的准确度；（3）操作简便，测定速度快；（4）使用范围广；（5）局限性：准确度偏低；无法测定多个组分。6、特点第七页，共一百二十六页，2022年，8月28日1、紫外可见分光光度法（1）紫外分光光度法：利用物质分子对紫外光的选择性吸收，用紫外分光光度计测定物质对紫外光的吸收程度来进行定型、定量分析的方法。波长范围：200～400nm。（2）可见分光光度法：利用物质分子对可见光的选择性吸收特性，用可见分光光度计测量有色溶液对可见光的吸收程度以确定组分含量的方法，则称为可见分光光度法。波长范围：400～800nm。紫外分光光度法和可见分光光度的区别在于测定波长范围不同，通常合称为紫外、可见分光光度法。二、紫外可见分光光度法的定义及特点第八页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、与比色法的区别（1）准确度更高。（2）选择性更高。（3）通过选择适当的实验条件，可在其他干扰组分存在的情况下，进行单组分或多组分的测定，不需要进行化学分离。第九页，共一百二十六页，2022年，8月28日第二节物质对光的选择性吸收一、光的基本性质光是一种电磁辐射，具有波粒二象性。光的波动性可用波长、频率、光速c等参数来描述：

=c/

式中c—光的真空速度（约3×1010cm/s=3×108m/s）。

第十页，共一百二十六页，2022年，8月28日

各种电磁波按波长长短依次排列后，就组成了电磁波谱，如下表所示。

表2-1电磁波谱及分类波谱区波长波谱区波长波谱区波长X射线0.01~10nm可见光400~800nm远红外50~1000μm远紫外10~200nm近红外800~2500nm微波0.1~100cm近紫外200~400nm中红外2500~50000nm无线电1~1000nm

本章内容涉及到的光谱区域为近紫外和可见光。第十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

光的粒子性是指光是一粒一粒不连续的，具有一定能量的粒子即光子构成的。光子的能量（E）与光的频率ν成正比，而与波长成反比，即：E=hν=h（C/λ）

式中：h——普朗克（Planck）常数，数值为

6.6262×10-34J•Sλ——波长（cm）

C——光的真空速度（cm/s）上述公式，左端体现了光的粒子性，右端体现了光的波动性，它把光的波粒二象性联系和统一起来，并由此看出，不同波长的光具有不同能量，波长越长，能量越低；反之，波长越短，能量越高。第十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日二、物质对光的选择性吸收

某些波长的光被选择性吸收并使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。当一束紫外可见光通过一透明的物质时，具有某种能量的光子被吸收，而另一些能量的光子不被吸收，光子是否被物质所吸收既决定于物质的内部结构，也决定于光子的能量。当光子的能量等于电子能级的能量差时，则此能量的光子被吸收，并使电子由基态跃迁到激发态。第十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日

光谱中400~800nm范围内的光作用于人的眼睛，能引起颜色的感觉，故称可见光。不同波长的可见光引起不同的视觉效果，从而产生不同颜色。白光是由不同颜色的光按一定的强度比例混合而成的；如果将一束平行的白光通过棱镜，则白光分解为红、成、黄、绿、青、蓝、紫七种色光，各种颜色的色光其波长范围如图表所示。第十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日表2-2各种色光大致波长范围颜色波长范围/nm颜色波长范围/nm红620~800青480~500橙590~620蓝430~480黄560~590紫400~430绿500~560第十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日

在可见光中，紫光的波长最短，红光的波长最长，中间各种色光的波长由紫到红递变。两种相邻颜色之间，界限并不严格。第十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日

这七种光之中的任何一种色光，都不能再分解成其他颜色的光了。称该种光为单色光。由两种以上颜色光所组成的光，称为复合光。若两种颜色的单色光，按一定比例混合可得到白光，则这两种色光的颜色成为互补色光。第十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日第十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日概念单色光复合光互补色光可见光区：400~800（或750）nm紫外光区：近紫外区200~400nm

远紫外区10~200nm第十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日三、吸收曲线

物质对光的选择性吸收可用吸收曲线描述。吸收曲线的绘制方法：（1）配制一浓度适当的溶液；（2）在紫外可见分光光度计上，依次以不同波长的入射光测定吸光度；（3）以A为纵坐标，λ为横坐标，作A-λ曲线图。该图反映吸光物质对不同波长的光具有选择性吸收，通常把A-λ曲线称为该物质的吸收曲线，或称吸收光谱曲线。第二十页，共一百二十六页，2022年，8月28日下图为不同浓度KMnO4溶液的吸收曲线。

图2-1不同浓度高锰酸钾溶液的吸收曲线图中：1——0.01mol/LKMnO4溶液；

2——0.02mol/LKMnO4溶液；

3——0.03mol/LKMnO4溶液。第二十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

由图得出结论：（1）1、2、3条曲线都有λmax；（2）溶液浓度不同，曲线峰形相同；（3）溶液浓度增加，曲线位置上移。

第二十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日

不同物质的分子具有不同的分子结构，分子内能级跃迁时所吸收光的能量不同，相应吸收峰的位置也不同，因此不同物质具有不同的吸收光谱。这是吸收光谱法定性的依据。同一物质的吸收曲线随溶液浓度的增大或减小而向上或向下平移，而最大吸收波长的位置不变。物质的吸收光谱是紫外可见分光光度法选择测定波长的重要依据。一般将λmax作测定波长。第二十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日第三节朗伯-比耳定律

一、朗伯、比耳定律

1、透光率、吸光度溶液吸收光的程度与溶液的性质、浓度、入射光的强度、波长以及溶液液层厚度等因素有关。一束平行光（单色光）通过溶液（或固体、气体）时，一部分光被溶液反射，一部分光被溶液吸收，一部分光透过溶液，如果入射光强度为I0，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，那么，I0=Ia+It+Ir

在进行光度分析时，同一实验的各种溶液均采用质料、大小、形状都相同的比色皿，故Ir相同，其影响相互抵消，则：I0=Ia+It第二十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日图2-2溶液对光的作用at第二十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日

（1）透光率T

透过光强度与入射光强度之比，用“T”表示，即：T=（It/I0）×100%T越大，透光程度越大，对光的吸收就越小；T越小，有色溶液透光程度越小，对光的吸收程度就越大。（2）吸光度A

入射光强度I0与透过光强度It之比的对数称为吸光度，用“A”表示，即：A=lg（I0/It）=lg（1/T）

I0/It越大，有色溶液透光程度越小，对光吸收程度越大；反之，I0/It越小，有色溶液透光程度越大，对光吸收程度越小。第二十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、朗伯定律一束平行的单色光通过浓度一定、均匀、非散射溶液时，溶液的吸光度与液层厚度成正比。其关系式为：A=k1L

式中：A——吸光度

L——液层厚度（cm）

k1——比例常数，与入射单色光波长、溶液性质、浓度和温度有关。朗伯定律适用于任何均匀、有吸光质点的溶液、气体及固体。第二十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、比耳定律一束平行光通过液层厚度一定、均匀、非散射溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度成正比。其关系式为：A=k2c

式中：c——有色化合物的浓度（mol/L）

k2——比例常数，与入射单色光波长、溶液性质、浓度和温度有关。溶液浓度大到一定值时，有色溶液的离解或聚合程度会发生变化，导致吸光度与浓度不能保持严格的正比关系，所以比耳定律只能在一定浓度范围适用。第二十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日朗伯定律吸光度与液层厚度的关系？第二十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日比尔定律光的吸收程度与浓度的关系？第三十页，共一百二十六页，2022年，8月28日

4、朗伯-比耳定律当溶液浓度和液层厚度都发生变化时，根据朗伯定律和比耳定律可知，溶液吸光度既与溶液浓度成正比，又与液层厚度成正比，所以：A=KLc

式中：K——比例常数，与入射光波长、溶液性质、温度有关。第三十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日浓度名称浓度单位比例常数名称比例常数符号比例常数单位郎伯比耳定律质量浓度g/L吸收系数aL/(g·cm)A=aLc物质的量浓度mol/L摩尔吸收系数εL/(mol·cm)A=εLc第三十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日

当c=1mol/L，L=1cm时，有色物质对某一波长的吸光度，就称为摩尔吸收系数。ε>104103～104102～103ε<10强吸收较强吸收较弱吸收弱吸收

摩尔吸收系数不能采用c=1mol/L这样高的溶液浓度直接测量，而是通过计算求出，或用标准曲线的斜率求出。第三十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日[例]有两份不同浓度的同一有色溶液，当液层厚度均为1.0cm时，对某一波长光的吸收分别为：（a）35%；（b）58.2%，求：（1）a，b两份溶液的吸光度Aa，Ab；（2）如果溶液（a）的浓度为6.5×10-4mol/L，求溶液（b）的浓度；（3）计算在该波长下有色配合物的摩尔吸光系数。第三十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日

5、吸光度的加和性原理当一平行单色光通过时，则该混合溶液的总吸光度等于溶液各组分在同一波长下的分吸光度的总和，其数学表达式为：A=A1+A2+A3+……+An=∑Ai=ε1C1L+ε2C2L+……+εnCnL=(ε1C1+ε2C2+……+εnCn)L第三十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日二、朗伯-比耳定律在定量分析中的应用

1、比较法：标准溶液：As=εLCs

待测溶液：Ax=εLCxε值、L值相等，两式相比得：Cx=（Ax/As）×Cs

特点:操作简单，适用于个别样品的测定，要求所配制标样的浓度与试样浓度相当。第三十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日[例]：用紫外可见分光光度法测量0.0010mol/L锌标准溶液和含锌试液，测得吸光度分别为0.700

和1.000，求含锌试液中锌的含量。

[答案]：0.0014mol/L第三十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日

2、标准曲线法——工作曲线法（1）配制一系列不同浓度的标准溶液，C1、C2、C3……Cn（至少5个）；（2）显色后分别测定各标准溶液的吸光度A1、A2、A3……An；（3）以C为横坐标，A为纵坐标作图，得一曲线，如图；

（4）样品在相同条件下显色，测吸光度Ax，在标准曲线上就可查出相应的浓度Cx。AC1C第三十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日注意事项前提：固定仪器和测定条件；理论依据第三十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日[例]芦丁含量测定0.710mg/25mL解法一：第四十页，共一百二十六页，2022年，8月28日解法二：第四十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日例题说明：（1）实验——作图法；（2）计算——计算斜率；（3）纵坐标：A，无单位；横坐标：质量浓度、摩尔浓度、质量；（4）定期检查标准曲线的可靠性；（5）绘制工作曲线的随意性会导致线性不好,

所得数据计算结果的差别也就大，结果的相对误差也无法控制。第四十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日曲线绘制不当的示例示例1：坐标比例不合适第四十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日示例2：坐标轴上数据的有效数字不正确。曲线绘制不当的示例第四十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日示例3：工作曲线应为一条直线，不是折线或曲线；绘制工作曲线,要注意直线上下两侧的点数应相当。曲线绘制不当的示例第四十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、偏离朗伯-比耳定律——确定最佳测定范围由于定律的局限性，当溶液浓度增大到一定值时，吸光度与浓度之间的关系会离开原来的直线方向，标准曲线发生弯曲。该现象称偏离朗伯-比耳定律，其直线部分相对应的浓度范围称为线性范围，即最佳测定范围。曲线向上弯曲为正偏离，曲线向下弯曲为负偏离。图标准曲线的弯曲第四十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日0.575光源单色器吸收池检测器显示三、偏离朗伯-比耳定律的原因1、入射光单色不纯第四十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光——A与C成正比关系（线性关系）。照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光；其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定；为了保证透过光对检测器的响应，必须保证一定的狭缝宽度；这就使分离出来的光具一定的谱带宽度。第四十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日结论：选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑）选λmax作为测定波长。第四十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、溶液本身的影响

（1）溶剂性质的影响。

溶剂对物质吸光能力和吸收峰的位置都会产生影响。溶剂改变时，物质对光的吸收情况也随之改变，有时无法准确预料。

（2）介质不均匀引起的偏离。

朗伯-比耳定律只适用于均匀、非散射性的溶液。若介质不均匀，呈胶体、浑浊、悬浮状态，那么入射光除了被吸收外，还会有反射和散射现象。此情况下测定的A比实际A大得多，必然导致对朗伯-比耳定律得偏差。

（3）由于溶液中的化学反应引起的偏差。

溶液中的吸光物质常因离解、缔合，形成新的化合物或互变异构等的化学变化而改变浓度，因而导致对朗伯-比耳定律的偏差。

此外，还会由于在进行分析时，参比溶液选择不当、比色皿厚度不均匀、位置放置不当、比色皿透光面不清洁、共存离子干扰未排除等原因，引起工作曲线不通过原点、不成直线而造成偏差。第五十页，共一百二十六页，2022年，8月28日第四节分析仪器

一、目视比色法用眼睛观察比较溶液颜色的深浅确定试样浓度的分析方法，称为目视比色法。标准系列法——玻璃比色管。第五十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

标准系列法操作步骤：

1、在一套比色管中，顺序加入标准溶液，经显色后稀释至刻度；

2、把试液置于另一比色管中，按同样步骤显色，并稀释至同一刻度；

3、与标准色列比色。若与标准色阶中某一颜色相同，则说明其浓度相同；若介于两个标准间，则试样溶液的浓度为两个标准溶液的中间值。第五十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日二、紫外可见分光光度计1、基本部件光源单色器吸收池检测器指示仪表第五十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日第五十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日（1）光源

作用：发射出复合光。波谱区光源波长范围可见光钨丝灯320～2500nm紫外光氢灯、氘灯200～375nm第五十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日紫外光源---氘灯(200-375nm)可见光源---钨灯(320-2500nm)第五十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）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。①入射狭缝：光源的光由此进入单色器；②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；⑤出射狭缝。第五十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日第五十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日

棱镜由玻璃或石英制成。玻璃用于可见光区的测定，石英用于紫外光区的测定。第五十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日第六十页，共一百二十六页，2022年，8月28日第六十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

光栅是在玻璃表面上每1nm内有一定数量等宽间距的平行条痕的一种色散元件。

第六十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日（3）样品室

样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池的作用：盛放样品溶液。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。规格：0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm。标准带盖比色皿第六十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日石英比色皿第六十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日

（4）检测器包括：光电转换元件：将光强度转变为电信号，如光敏电池、光电管、光电倍增管等；信号放大、显示装置。图光电池工作原理第六十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日（5）指示仪表第六十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、分光光度计的类型（1）单光束

简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。（2）双光束自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。第六十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日（3）双波长

将不同波长的两束单色光(λ1、λ2)快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。△=1～2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。第六十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日三、部分紫外可见分光光度计的型号及性能

721型第六十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日721型第七十页，共一百二十六页，2022年，8月28日722型第七十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日752型第七十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日7504型第七十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日第七十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日第五节紫外吸收光谱一、分子吸收光谱1、分子的能量及能级图分子总能量价电子运动—电子能级分子内原子在平衡位置振动—振动能级分子绕其重心的转动—转动能级

此外，还包括分子的内旋转能和分子重心的平移能。这两种能量很小，不产生光谱，故讨论分子的能量一般不考虑这两种能。第七十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日

分子总能量E可由下式表示：分子的总能量E=Ee+Ev+Er电子能级振动能级转动能级

微观粒子的运动是量子化的，因此分子内三种能级分布也是量子化的。分子的能量可以用能级图来表示。第七十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日由能级图可以看出：ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr

第七十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日

通常，物质的分子处于稳定的基态。当受到光照或其他能量激发时，将根据分子所吸收能量的大小，引起分子转动、振动或电子能级的跃迁，同时伴随着光子的吸收，该光子的能量等于前后两个能级（E1、E2）的能量差ΔΕ。E光子=hν=hc/λ=E2－E1=ΔΕ第七十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日

物质的粒子按上式吸收特定的光子能量E光子后，由某低能级跃迁到某高能级，当我们把物质对光的吸收情况按照波长的次序排列记录下来，就得到了吸收光谱。不同的物质，其组成和结构不同，粒子运动时所具有的能量也不同，获得的特征光谱也不同。因此，可以根据试样的光谱，研究该试样的组成和结构。第七十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日远红外光谱中红外光谱紫外-可见光谱

由于能级为量子化的，故可以计算出能级对应的等量的吸收光谱区域。第八十页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、紫外可见吸收光谱（电子光谱）（1）定义：当E光子=△Ee时，△Ee跃迁。因为△Ee大所以光子λ很短，即吸收光谱的λ范围在紫外可见光区；通常把这种由于分子内电子能级跃迁而产生的分子吸收光谱称为紫外可见吸收光谱。（2）特征：带状光谱（三种能级跃迁同时存在）

3、实质分子吸收光子而使自身的内能上升的过程。第八十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

二、有机化合物的紫外可见吸收光谱

1、电子跃迁的类型价电子：原子在参与化学反应时能够用于成键的电子,是原子核外跟元素化合价有关的电子。紫外可见吸收光谱是由于分子中价电子能级跃迁而产生的。因此，有机化合物的紫外可见吸收光谱取决于分子中价电子的性质。第八十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日分子轨道理论——有机物分子中有几种不同性质的价电子：①形成单键的σ电子；②形成双键的π电子；③未成键的n电子。成键轨道——两个原子轨道相加重叠形成的分子轨道，其能量低于原来的原子轨道，有利于分子的稳定存在。反键轨道——两个轨道相减重叠时所形成的分子轨道，其能量高于原来的原子轨道，分子能量较高，稳定性下降，化学键趋于断裂。第八十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日分子轨道分五类：

①σ成键轨道；

②σ＊反键轨道；

③π成键轨道；

④π＊反键轨道；

⑤n键轨道（非键轨道）

五种分子轨道能量由大到小：

Eσ＊＞Eπ＊＞En＞Eπ＞Eσ第八十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日CCCCσσ*CCCCππ*第八十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日图2-7分子轨道能级图及电子跃迁形式第八十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日

基态时，电子按能量最低原理排布，电子首先占据能量低的成键轨道和n非键轨道，而反键轨道中通常无电子填充或为充满电子。

当光照射不同的有机化合物时，分子内的电子将可能跃迁到更高的反键轨道上。

跃迁方式主要有四种：σ→σ*跃迁

n→σ*跃迁π→π*跃迁n→π*跃迁第八十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日

（1）σ→σ＊跃迁成键σ电子由基态跃迁到σ＊轨道。在有机化合物中，由单键构成的化合物，如饱和烃类，可产生σ→σ＊跃迁。引起σ→σ＊跃迁所需的能量很大，因此，所产生的吸收峰出现在远紫外区，即在近紫外区、可见光区内不产生吸收，故常采用饱和烃类化合物做紫外可见吸收光谱分析时的溶剂。如正己烷、乙烷，吸收峰在135nm处。

第八十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）n→σ＊跃迁分子中未共用n电子跃迁到σ＊轨道。凡含有n电子的杂原子（如O、N、S、X等）的饱和化合物都可发生n→σ＊跃迁。此类跃迁比σ→σ＊跃迁所需能量小，一般相当于150~250nm的紫外光区，但跃迁概率较小，属中等强度吸收。ε在100~300。如一氯甲烷的吸收峰在173nm处。第八十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日（3）π→π＊跃迁

成键π电子由基态跃迁到π＊轨道。

凡含有双键或三键的不饱和有机化合物都能产生π→π＊跃迁。其所需的能量与n→σ＊跃迁相似，吸收峰在200nm附近，属强吸收。

第九十页，共一百二十六页，2022年，8月28日（4）n→π＊跃迁

未共用n电子跃迁到π＊轨道。

含有杂原子的双键不饱和有机化合物能产生这种跃迁。跃迁的能量较小，吸收峰出现在200~400nm的紫外光区，属于弱吸收。第九十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日

（3）、（4）跃迁所需的能量使吸收峰进入了便于实验的光谱区域（200~1000nm），是紫外可见吸收光谱的主要研究对象。

两类跃迁都需要分子中存在不饱和基团提供π＊轨道，但两者吸收系数不同，前者的ε很低，仅在10~100，后者比前者大100~1000倍。第九十二页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、生色团、助色团、红移、蓝移

（1）生色团

含有不饱和键π键，能吸收紫外、可见光产生π→π＊或n→π＊跃迁的基团称为生色团，或发色团。

（2）助色团

含有未成键n电子，本身不产生吸收峰，但与发色团相连，能使发色团吸收峰向长波方向移动，吸收强度增强的杂原子基团称为助色团。

（3）红移

λmax向长波方向移动。

（4）蓝移

λmax向短波方向移动。第九十三页，共一百二十六页，2022年，8月28日第六节影响分光光度法分析的因素

一、显色反应及显色条件的选择

1、显色剂的选择（1）选择显色反应的一般原则①选择性要好：一种显色剂最好只与一种组分进行显色反应，此时干扰最少。②灵敏度要高：ε越大，灵敏度越高。③有色化合物要稳定：络合物稳定常数越大，化合物越稳定。④有色化合物的组成要恒定⑤有色化合物的颜色与显色剂的颜色差别要大。

第九十四页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）常用的显色剂（见表2-8、9）①无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。②有机显色剂：种类繁多。③偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。④三苯甲烷类：铬天菁S、二甲酚橙等。第九十五页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、显色条件的选择（1）显色剂用量——实验确定吸光度A与显色剂用量CR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。第九十六页，共一百二十六页，2022年，8月28日

（2）溶液酸度①酸度不同，同一种金属与同一种显色剂反应，可产生不同配位数的不同颜色的络合物。②溶液酸度过高会引起有色化合物分解。③溶液酸度过低会引起金属离子水解。④酸度改变，显色剂颜色随之改变。

确定方法：在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。第九十七页，共一百二十六页，2022年，8月28日（3）显色时间与温度实验确定（4）溶剂一般尽量采用水相测定。第九十八页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、共存离子的干扰及消除方法（1）干扰干扰离子有以下几种情况：①与显色剂生成有色化合物。②干扰离子本身具有颜色。③与显色剂反应，虽不显色，消耗大量显色剂，使被测组分反应不完全。④与被测离子反应。第九十九页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）消除干扰的方法①加入掩蔽剂选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。例：测定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽剂使Fe3+(黄色)成为Fe(PO４)23-(无色)，消除Fe3+的干扰。②选择适当的显色反应条件③分离干扰离子第一百页，共一百二十六页，2022年，8月28日

二、测量条件的选择

1、吸光度的读数范围如图，T在20%～65%之间时，浓度相对误差较小，最佳读数范围。用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在T%=20～65%(吸光度A=0.70～0.20)。图溶液浓度相对误差Δc/c与其透光度T的关系曲线图

第一百零一页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、参比溶液的选择

（1）参比溶液作用测得的吸光度A真正反映待测溶液的吸光强度。

第一百零二页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）参比溶液的选择原则：若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其它试剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液。若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液；若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。第一百零三页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、测定波长的选择根据吸收曲线，选择最大吸收波长λmax进行测定。当有干扰时，按“吸收最大，干扰最小”的原则选择适宜的波长，即灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。第一百零四页，共一百二十六页，2022年，8月28日第七节紫外可见分光光度法的应用一、定性分析二、定量分析

鉴别未知物鉴别异构体纯度检查单一组分的测定多组分同时测定差示分光光度法第一百零五页，共一百二十六页，2022年，8月28日

一、定性分析定性鉴别的依据→吸收光谱的特征吸收光谱的形状吸收峰的数目吸收峰的位置（波长）吸收峰的强度（A值）相应的吸光系数（K值）第一百零六页，共一百二十六页，2022年，8月28日1、与标准谱图对比，鉴定未知物

将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，可以和现成的标准谱图对照进行比较。要求：仪器准确，精密度高，且测定条件要相同。第一百零七页，共一百二十六页，2022年，8月28日常用标准谱图：①TheSadtlerStandardSpectraUltraviolet（萨特勒紫外光谱手册）②有机化合物的紫外与可见光谱手册。第一百零八页，共一百二十六页，2022年，8月28日2、鉴别异构体（1）顺反异构体的判别顺反异构是由于双键旋转受阻，构造相同的分子中的原子在空间排列方式的不同所造成的异构现象。两个相同原子或基团在双键同一侧，则为顺式异构体；两个相同原子或基团在双键两侧，则为反式异构体。一般，由于立体位阻的存在，反式异构体的λmax和吸收系数比顺式异构体大。反式空间位阻效应小，分子平面性能好，共轭效应强。第一百零九页，共一百二十六页，2022年，8月28日（2）互变异构体的判断

互变异构是一个化合物的两种异构体可以互相转变共存在一个平衡体系中的异构现象。紫外光谱常用于检测和判别互变异构体。

第一百一十页，共一百二十六页，2022年，8月28日3、纯度检查1）峰位不重叠：找λ→使主成分无吸收，杂质有吸收→直接考察杂质含量

2）峰位重叠：主成分强吸收，杂质无吸收/弱吸收→与纯品比较，A↓；杂质强吸收>>主成分吸收→与纯品比较，A↑，光谱变形。第一百一十一页，共一百二十六页，2022年，8月28日依据—