药品分析与检验-主成分鉴别-紫外光谱法

主成分鉴别

——紫外光谱法药品分析与检验？问题为什么上述溶液呈现不同的颜色？光的分类单色光：只具有一种波长的光。混合光：由两种以上波长组成的光，如白光。物质的颜色

物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的，物质的颜色由透过光的波长决定。如果两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可以得白光，这两种光就叫互为补色光。物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。互补色/nm颜色互补光400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-760红蓝绿例：硫酸铜溶液吸收白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。白光青蓝青绿黄橙红紫蓝波长与光谱紫外可见光波长10pm300pm200nm400nm800nm500mm1cm1m光谱射线X射线紫外光可见光红外光微波无线电波光与物质的相互作用方式很多，包括发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等。当一束光照射到某物质或某溶液时，组成该物质的分子、原子或离子等粒子与光子发生作用，由低能量状态转化为高能量状态，即发生跃迁现象。物质对光的吸收过程：

M(基态)+hν→M*(激发态)有能量传递无能量传递紫外-可见吸收光谱产生的机理紫外-可见吸收光谱产生的机理

光子作用于物质分子时，如果光子的能量与物质分子的电子能级间的能级差满足下式，则发生电子能级的跃迁。

只有用紫外-可见光谱区域的光照射分析，才会发生电子能级跃迁。因此，在光吸收过程中，基于分子中电子能级的跃迁而产生的光谱称为紫外-可见吸收光谱。有机化合物分子的电子跃迁

紫外-可见吸收光谱是由于分子中电子跃迁而产生的，有机化合物分子中通常有三类电子：形成单键的б电子、形成不饱和键的π电子和未成键的n电子。

当它们吸收一定能量后，这些电子将跃迁到较高的能级(激发态)，此时电子所占的轨道称为反键轨道。

σ<π<n<π*

<σ＊

当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：

ΔΕn→π＊

<ΔΕ

π→π＊

<ΔΕ

n→σ＊

<ΔΕ

σ→σ＊

四种电子跃迁σ→σ*：这是所有有机化合物都可以发生的跃迁类型。这类跃迁所需的能量最大，因而所吸收的辐射波长最短，处于小于200nm的真空紫外区。n→σ*：含有杂原子（如N、O、S、P和卤素原子）的有机化合物都会发生这类跃迁。ΔE

n→σ＊<ΔEσ→σ＊π→π*：含有不饱和键的有机化合物都会发生这类跃迁。吸收波长在200nm附近。εmax=1.0×104L·mol-1·cm-1n→π*：含有不饱和杂原子基团的有机物既有π电子，又有n电子，可以发生这类跃迁。n→π*跃迁所需的能量最低，因此吸收辐射的波长最长，一般在近紫外区，甚至可见区（200-400nm）。εmax=10～100

L·mol-1·cm-1。摩尔吸光系数的显著差别，是区别π→π*和n→π*跃迁的方法之一。最有用生色团和助色团生色团：最有用的紫外-可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。这类含有π键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成。助色团：有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n→π＊共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团称为助色团。定性基础光谱定性分析基础：吸收曲线的形状和最大吸收波长300400500600350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2AbsorbanceCr2O72-、MnO4-的吸收光谱350定量基础定量分析的基础：某一波长下测得的吸光度与物质浓度关系的有关朗伯-比尔定律I0：入射光强度I：透过光强度c：溶液的浓度b：液层宽度T－透光率（透射比）A－吸光度朗伯定律比尔定律

κ与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当这些条件一定时，κ代表单位浓度的有色溶液放在单位宽度的比色皿中的吸光度。A是无量纲量。c的单位为g·L-1，b的单位为cm时，κ以a表示，称为吸光系数，其单位为L·g-1·cm-1，A=abc。

c的单位为mol·L-1，b的单位为cm，κ用ε表示。称为摩尔吸光系数，其单位为L·mol-1·cm-1，A=εbc。吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；不随浓度c和液层厚度b的改变而改变；在温度和波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；同一吸光物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示；εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力。摩尔吸光系数ε的讨论定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比尔定律，浓度与吸光度之间的关系应该是一条通过直角坐标原点的直线。但在实际工作中，往往会偏离线性而发生弯曲。偏离朗伯-比尔定律的原因应用朗伯-比尔定律时必须符合三个条件：入射光是单色光被测样品必须是均匀介质在吸收过程中，吸收物质之间不能发生相互作用紫外-可见分光光度计UV-7504光源单色器吸收池检测器信号显示系统光源光源：提供符合要求的入射光。要求：在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。紫外光源---氘灯可见光源---钨灯单色器作用：从连续光源中分离出所需要的足够窄波段的光束。常用的元件：棱镜、光栅吸收池

1cm2cm3cm吸收池：又叫比色皿，用于盛放待测