3.紫外可见光谱

第三章

紫外可见分光光度法3.1概述

紫外可见分光光度法基本概念和原理一紫外分析和紫外光谱图苯(254nm)甲苯(262nm)A

230250270苯和甲苯在环己烷中的紫外吸收光谱例：丙酮

max=279nm(

=15)

nm吸收曲线的讨论：①吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax，λmax处吸光度随浓度变化明显，测定最灵敏②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax相同。不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。可作为物质定性分析的依据。讨论：③不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，可作为物质定量分析的依据。④吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。二谱图的位移规律最大吸收波长λmax和吸收强度发生变化原因:⑴有机化合物引入取代基⑵改变溶剂红移：λmax向长波方向移动蓝移(或紫移)：λmax向短波方向移动。增色效应：吸收强度即摩尔吸光系数ε增大现象1.红移、蓝移减色效应：2.生色团与助色团生色团：紫外—可见光谱由π→π＊和n→π＊跃迁产生，含不饱和基团。含有π键的不饱和基团称为生色团。由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C＝

N等。助色团：含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)，本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，与生色团相连时，会发生n—π共轭，增强生色团生色能力的基团称为助色团。(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)3.溶剂的影响1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮

2）非极性→

极性n

→

*跃迁：兰移；；

→*跃迁：红移；；1）极性溶剂使精细结构消失；3.2紫外-可见分光光度计分光光度计的主要部件和工作原理：0.575光源单色器吸收池检测器显示仪器紫外-可见分光光度计基本组成

generalprocess光源单色器样品室检测器显示装置1）.光源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。紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500nm。钨灯是6~12V的钨丝灯泡，仪器装有聚光透镜使光线变成平行光，为保证光强度恒定不变，配有稳压电源。

2）.单色器

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。3）.样品室样品室包括吸收池（比色皿）和相应的池架附件。石英池玻璃池4）.检测器将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电管、光电倍增管。5）.结果显示记录系统

检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理吸收池，通常有0.5cm、1cm、2cm、3cm和5cm宽，可适用于不同浓度范围的试样测定。同一组吸收池的透光率相差应小于0.5%。UV-3150紫外可见分光光度计

752N紫外可见分光光度计UV-vis光谱仪UVPC2401紫外分光光度计日本岛津

技术指标：1.测试波长范围：190-900nm2.扫描速度：900-160nm/min3.测量方式：双光束方式4.测光范围：吸光度-4-5ABS透射率5.测光准确度：±0.002ABS(0-0.5ABS),±0.3%T(0-100%)6.光源：50W钨灯，氘灯（自动调整）7.分光器：单色器不同物质吸收光谱的形状以及

max不同——定性分析的基础同一物质，浓度不同时，吸收光谱的形状和最大吸收波长相同，Amax不同——定量分析的基础3.3紫外光谱的应用

一定性分析1.定性鉴别的依据定性鉴别的依据→吸收光谱的特征吸收光谱图的形状吸收峰的数目吸收峰的位置（波长）吸收峰的强度相应的吸光系数（1）max：化合物特性参数，可作为定性依据；有机化合物紫外吸收光谱：反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性；

max，

max都相同，可能是一个化合物；

(2)计算吸收峰波长，确定共轭体系等

(3)

标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图

«Thesadtlerstandardspectra,Ultraviolet»

2.定性分析具体操作利用紫外光谱法检查化合物的纯度

紫外光谱灵敏度很高，容易检验出化合物中所含的微量杂质。例如，检查无醛乙醇中醛的限量，可在270~290nm范围内测其吸光度，如无醛存在，则没有吸收。3.定性分析用于鉴别和鉴定山梨酸标样苯甲酸标样雪碧样品二定量分析依据：朗伯-比耳定律吸光度：A=bc灵敏度高：测量误差与吸光度读数有关1.标准曲线法测定含量2.吸光系数法测定含量

配制一系列浓度不同的标准溶液，用选定的显色剂进行显色，在一定波长下分别测定它们的吸光度A。以A为纵坐标，浓度c为横坐标，绘制A-c曲线，若符合朗伯—比尔定律，则得到一条通过原点的直线，称为标准曲线。然后用完全相同的方法和步骤测定被测溶液的吸光度，便可从标准曲线上找出对应的被测溶液浓度或含量，这就是标准曲线法。在仪器、方法和条件都固定的情况下，标准曲线可以多次使用，标准曲线法适用于大量的经常性的工作。分光光度测定的方法标准曲线法BlankStandardSampleSample

芦丁含量测定0.710mg/25mL标准对照法(直接比较法)

将试样溶液和一个标准溶液在相同条件进行显色、定容，测出吸光度，按下式计算被测溶液的浓度。k标=k测

b标=b测所以

要求A与c线性关系良好，被测样品溶液与标准溶液浓度接近，以减少测定误差。用一份标准溶液即可计算出被测溶液的含量或浓度，方便，操作简单。3.彼此不相互作用的多组分溶液。它们的吸光度具有加合性.即：A总=A1+A2+A3…+An=ε1bc1+ε2bc2+ε3bc3…+εnbcn三有机化合物结构辅助解析（1）200-400nm无吸收峰。饱和化合物，单烯。（2）

270-350nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n→π*跃迁产生的R

带。（3）

250-300nm有中等强度的吸收峰（ε=200-2000），芳环的特征吸收（具有精细解构的B带）。（4）

200-250nm有强吸收峰（ε

104），表明含有一个共轭体系带。

1.直接获得的结构信息2.光谱解析注意事项(1)确认

max，并算出ε，初步估计属于何种吸收带；(2)观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系；(3)pH值的影响加NaOH红移→酚类化合物，烯醇。加HCl兰移→苯胺类化合物。3.分子不饱和度的计算不饱和度指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。按下式进行不饱和度的计算：

=（2+2n4+n3–n1

）/2

n4，n3，n1

分别为分子中四价，三价，一价元素数目(C，N，H)

。作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。例：C9H8O2

=（2+29

–8）/2=64.伍德沃德——菲西规则Woodward-Fieser规则是计算共轭二烯、多烯烃及共轭烯酮类化合物的经验规则。该规则主要以类丁二烯结构作为母体得到一个最大吸收的基数，然后对连接在母体上的不同取代基以及其他结构因素加以修正，得到一个化合物的总值。伍德沃德—菲西规则

有一化合物C10H16由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱

max=231nm（ε9000），此化合物加氢只能吸收2克分子H2，，确定其结构。解：①计算不饱和度

=3；两个双键；共轭？②

max=231nm，

③可能的结构④计算

max

max：232273268268

max=非稠环二烯+2×烷基取代+环外双键=217+2×5+5=232（231）写出最大吸收波长同环二烯基准值253两个共轭双键：＋30×2环外双键：＋5×3烷基即环的取代：＋5×5计算值：353实测值：355（1）217+4×5+5=242nm(242nm)(2)217+3×5+5=237nm(3)该例中选同环二烯作母体.

同环双烯

253

一个延伸双键30

三个取代烷基3×5

一个环外双键5

一个酰氧基0

303nm(304)对λmax的计算，可以帮助确定未知物的结构如脱水反应可得产物

或

实测λmax=242nm，计算(I)λmax=217+5×3=232nm

(Ⅱ)λmax=217+5×4+5×l=242nm

因此，结构(Ⅱ)是正确的实际应用本章重要计算题举例例1维生素B12

的水溶液在361nm处的百分吸光系数为207，用1cm比色池测得某维生素B12溶液的吸光度是0.414，求该溶液的浓度解：练习精密称取B12样品25.0mg，用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml，置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在