UV-Vis-紫外吸收光谱分析剖析

光源单色器检测

显器

示吸收池一.

分子吸收光谱的产生二.价电子跃迁类型紫外吸收光谱是由分子中价电子的跃迁而产生的。紫外吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。nH

C

OsHA.σ→σ*：一般发生在远紫外线区，10

~200nmB.

π→π*：发生在近紫外线区

~200nmC.

n→σ*150nm~250nm：发生在远、近紫外线区之间D.

n→π*：发生在近紫外线区与可见光区之间，能量：n→π＊

<

π→π＊

≤

n→σ＊

<

σ→σ＊三.

一些常用名词A.

生色团(chromophore)含有非键或键的电子体系，能吸收特征外来辐射时并引起n-*

和-*跃迁的基团，称为生色团。生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、C=S等；B.

助色团(auxochrome)基团本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接

后，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-IC.

红移(red

shift

or

bathochromic

shift)生色团的吸收带向长波移动的效应成为红移。D.

蓝移(hypsochromic

shift)生色团的吸收带向短波移动的效应成为蓝移。如-CH

、-CH

CH

、

-O-COCH

与生色团(C=O)连接，可发生蓝移。3233E.溶剂效应溶剂的极性不同也会引起某些化合物的吸收带红移或蓝移，或者影响光谱强度和精细结构，这种作用称为溶剂效应。正己烷

CHCl

CH

OH

H

O332π→π*λ

/

nm230329238315237243maxl极限波长n

→π*λ

/

nm309305max1.2.3.一.

Lambert

–

Beer

定律１.光吸收定律的表达式及其含义A＝－lgT＝

－

lg（

I

/

I

)=

ε

bct02.

摩尔吸光系数εv

吸光物质的特征常数，ε(λ)v

在温度和介质条件一定时，ε

仅与吸光物质的结构与性质有关v

不随浓度c和光程长度b的改变而改变：ε＝

bc/

A。v

ε

越大表明该物质的吸光能力越强，测定的灵敏度越高。max3.吸光度的加合性多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：1.00.50正偏离4.Lamber-Beer定律的偏离负偏离Lamber-Beer定律的适用条件（前提）入射光为单色光；

溶液是稀溶液C偏离L-B定律的主要因素:1.非单色光2.非吸收光的影响(杂散光）3．反射光和散色光的影响4．非平行光的影响5.最佳的吸光度测量范围由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=0.434。即当A=0.434

时，吸光度读数误差最小！最佳的吸光度范围：A＝0.2~0.8仪器紫外-可见分光光度计光源单色器检测

显器

示吸收池①、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.

钨丝灯及卤素灯：320~2500nm，多用在可见光区；2.

氢灯和氘灯：180~375nm，多用在紫外区。②、单色器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）③、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。④、检测器：硒光电池、PMT2、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，仪器复杂，价格较高。3）.双波长将不同波长的两束单色光(λ

、λ

)快束交替通过同一吸收12池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。双波长分光光度法的特点1.

可以消除光源不稳定引，起的误差2.

可以消除因参比溶液的组成不同而引起的误差3.

可以消除浑浊背景的影响4.

可以消除样品池不同而引起的误差5.

可以消除显色剂背景深的影响，并提高灵敏度6.

可以同时测定互相有干扰的多个组分，提高选择性7.

可以测定高含量组分8.

可以实现导数分析定性和定量分析定性鉴别1、定性分析2、定量分析纯度检查和杂质限量测定单组分的定量方法多组分的定量方法1、单组分的定量方法示差分光光度法测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。此时若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有：具体做法：以浓度为c的标准溶液调T=100%或A=0（调零），所测得的试样吸s光度实际就是上式中的A，然后求出c，则试样中该组份的浓度为(c

+c)。s2、多组分定量方法①

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

和

处的摩尔吸光系数

可由已知浓度的

X,

Y

纯溶液12测得。解上述方程组可求得c

及

c

。xy②.

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a,

b；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

为参比波长，另一点对应的为测量波长

，12并对混合液进行测量，得到：A

=A

+A11a1bA

=A

+A22a2b二式相减，得，A=(A

-A

)+(A

-A

)2a1a2b1b由于a组份在两波长处的吸光度相等，因此，A=(A

-A

)=(

-

)lc2b1b2b

1bb从中可求出cb同理，可求出ca.③系数倍率法若其中一干扰组份

a

在测量波长范围内无吸收峰时，或者说没有等吸收点时可采用该法。具体做法：同前法可得到下式，A

=A

+A11a1bA

=A

+A22a2b两式分别乘以常数k

、k

并相减，得到，12S=k

(A

+A

)-k

(A

+A

)=(k

A

-k

A

)+(k

A

-k

A

)22a2b11a1b2

2b

1

1b2

2a

1

1a调节信号放大器，使之满足k

/k

=A

/A

，则211b

2bS=(k

A

-k

A

)=(k

-k

)lc2

2a

1

1a2

2

1

1a因此，差示信号只与c

有关，从而求出c

。同样可求出c

。aab④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，得控制仪器使I

在整个波长范围内保持恒定，即dI

/d=0，则00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。xy12双波长分光光度法——等吸收波长法xy12K=A1/A2双波长光度法——系数倍率法重点内容总结紫外可见光谱为带状光谱的解释；朗比定律适用条件，偏离朗比定律的主要因素；紫外可见光谱中价电子跃迁类型及影响因素；紫外可见光谱仪的基本组成及该仪器的几种类型；利用吸光度的加合性，检测同一试样中多个