紫外及可见分光光度法

紫外及可见分光光度法第一页，共二十四页，2022年，8月28日紫外-可见吸收光谱的产生，是由于分子中价电子在能级不同的分子轨道之间跃迁造成的。量子化学理论认为，当两个原子靠近而结合成分子时，两个原子的原子轨道可以线性组合生成两个分子轨道。其中一个分子轨道具有低能量称为成键轨道，另一个分子轨道具有高能量称为反键轨道。分子中的价电子有σ轨道上的σ电子，π轨道上的π电子和未参与成键而仍处于原子轨道中的n电子。位于分子轨道中不同轨道的价电子具有不同的能量，处于低能级的价电子吸收一定能量后，就会跃迁到较高能级。σ*σπ*πσ*nπ*nσπnσ*π*成键成键反键反键未成键能量第二页，共二十四页，2022年，8月28日1、定性把测得的发射或吸收强度对电磁辐射能量（或与能量相关的某些量如频率、波数或波长等）作图，得到光谱。2、定量特定能级之间跃迁所产生的发射或吸收强度同浓度之间有着一定的关系，通过适当计算便可从强度求得作用物的浓度。辐射的吸收与发射

构成物质的每一种基本体系(核、原子、分子)具有一定数量的特定的能级。当它们暴露在辐射束中或被具有一定能量的粒子轰击时，可以从一个能级跳到另一个能级。当这些体系从高能态跳回到低能态时就发射相应的辐射。紫外—可见区的光谱是由原子和分子外层电子的跃迁产生的。第三页，共二十四页，2022年，8月28日分光光度法比色法紫外及可见分光光度法红外分光光度法原子吸收分光光度法分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内的光吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

第四页，共二十四页，2022年，8月28日一、光的基本性质

波动性:光以波动形式传播，例如：光的折射、衍射、偏振和干涉等现象。

λv=c

其中，λ——波长；

v——频率；

c——光速粒子性:光是由光量子组成的，光量子的能量与波长的关系：

E=hv=hc/λ

其中，E——能量；

h——普朗克常数，6.6256×10-34J·s第五页，共二十四页，2022年，8月28日二、物质对光的选择吸收

可见光：从紫色的400nm到红色的760nm。

紫外光：<400nm红外光:>760nm第六页，共二十四页，2022年，8月28日互补色光:两种适当颜色光按一定的强度比例混合，就可以得到白光，这两种颜色光叫做互补色光。第七页，共二十四页，2022年，8月28日三、物质对光的吸收及吸收曲线

（一）物质对光的吸收及吸光度

I0=Ia+It+IrI0=Ia+It(Ir忽略不计)I0ItIaIr第八页，共二十四页，2022年，8月28日

透过光强度It与入射光强度I0之比：T=It/I0溶液透光度越大，则对光的吸收越小；反之则越大。2、吸光度A物质对光的吸收程度：A=-lgT=lg（1/T）=lg（I0/It）吸光度越大，表示该物质对光的吸收程度越大。1、透光度（或透光率与透光比）T第九页，共二十四页，2022年，8月28日（二）吸收曲线

描述了物质对不同波长光的吸收能力，也称吸收光谱。第十页，共二十四页，2022年，8月28日1、不同物质的吸收峰波长不同，反映了物质对光吸收的选择性。2、吸收峰波长与溶液的浓度无关。3、浓度越大，光吸收程度越大，吸收峰越高。第十一页，共二十四页，2022年，8月28日

由于物质对光的吸收具有选择性，通过缓慢地改变通过某一吸收物质的入射光的波长（通过预先设定初始波长、终止波长、扫描速度），并记录该物质在每一波长处的吸光度（A），然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这种扫描方法称为波长扫描。1、波长扫描第十二页，共二十四页，2022年，8月28日2、时间扫描

在某一固定的波长下，通过改变扫描时间的范围，并记录物质在该波长下的吸光度，然后以时间为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这种扫描方法称为时间扫描。sabs060第十三页，共二十四页，2022年，8月28日四、郎伯-比耳定律

紫外-可见吸收光谱用于定量分析的理论依据是吸收定律。它由朗伯定律和比耳定律联合而成，故又称朗伯-比耳定律。当一束平行的单色光通过均匀溶液时，由于溶质吸收光能，光的强度就要降低，这种现象称为溶液对光的吸收作用，其吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比，这个规律通常称为郎伯-比耳定律，也称作光吸收定律。A=Kcl式中，A——吸光度；

c——溶液浓度；

l——液层总厚度；

K——摩尔吸光系数，表明物质对某一特定波长光的吸收能力。第十四页，共二十四页，2022年，8月28日五、紫外-可见吸收光谱法的应用

定量分析定性分析配合物组成的研究各类平衡常数的测定

第十五页，共二十四页，2022年，8月28日（1）

做基线：以溶剂或试剂空白等作为参比溶液置入光路中。（2）将被测溶液置入光路中，仪器就可以指示出这一溶液的吸光度。

在一般的比色法或分光光度法中，进行定量分析的基本程序是：定量分析

第十六页，共二十四页，2022年，8月28日（1）比较法

它是在相同的条件下，即相同的波长、光程、温度等，分别测定标准溶液及待测溶液的吸光度值A0及Ax。测定所采用的波长通常应选被测物质吸收光谱中的吸收峰处，以提高灵敏度并减少测量误差。被测物如有几个吸收峰，可选无其他物质干扰的、较高的吸收峰。一般不选光谱中靠短波长末端的吸收峰的波长来作测定。A0=Kc0lAx=Kcxl1、单组分样品的分析

第十七页，共二十四页，2022年，8月28日（2）标准曲线法标准溶液：浓度分别为c1，c2，c3，c4，c5，c6，测定各自的吸光度（设分别为A1，A2，A3，A4，A5，A6）待测溶液Ax，在标准曲线上查得其对应的浓度cx。

从待测物质的吸收光谱图上选定某一最大吸收波长，用一系列不同浓度的标准溶液在该波长处分别测得它们的吸光度，用吸光度对浓度作图。若待测物质对光的吸收符合朗伯-比尔定律，应得到一条通过原点的直线，即标准曲线。在同样条件下测定样品溶液的吸光度，在标准曲线上可读出样品溶液的浓度。

第十八页，共二十四页，2022年，8月28日吸光度的加和性：

若某一波长的光束连续通过若干具有相同厚度，而浓度及摩尔吸光系数分别为c1、c2、c3………cn与ε1、ε2、ε3………εn的溶液时，相应的透过光强度分别为I1、I2、I3………In。根据朗伯-比耳定律，各溶液的吸光度分别为A1=lg（I0/I1）；A2=lg（I0/I2）；A3=lg（I0/I3）………An=lg（I0/In）所有相同厚度各溶液的总吸光度等于上述各溶液吸光度之总和，即A总=A1+A2+A3+……+An如果溶液中同时含有n种吸光物质，只要各组分之间无相互作用，则上述关系同样成立，即溶液的总吸光度等于各组分吸光度之和。根据朗伯-比耳定律，溶液总吸光度A总可写为A总=ε1lc1+ε2lc2+ε3lc3+………+εnlcn2、多组分样品的分析

第十九页，共二十四页，2022年，8月28日二组分混合物的分析在两种或多种组分共存的情况下测定，很难避免谱峰的重叠，所测的吸收值往往是不同物质在同一波长下吸收值的加和。第二十页，共二十四页，2022年，8月28日六、仪器介绍第二十一页，共二十四页，2022年，8月28日1．光源（辐射源）：钨丝灯（测可见区吸收）和氢灯或氘灯（测紫外区吸收）。

2．单色器：把来自光源的混合光分解为单色光并能随意改变波长的装置，它是分光光度计的心脏部分。

3．吸收池：盛装试液和决定透光液层厚度的器件（石英比色皿和玻璃比色皿）