紫外可见光谱分析ppt课件

第三章第三章紫外紫外-可见分光光度法可见分光光度法(Ultraviolet and visible(Ultraviolet and visible spectrophotometry;UV-vis)spectrophotometry;UV-vis)研讨物质在紫外研讨物质在紫外-可见光区可见光区200-800nm分子分子吸收光谱的分析方法。吸收光谱的分析方法。第一节第一节 紫外紫外-可见分光光度法的根本原理可见分光光度法的根本原理第二节第二节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计第三节第三节 紫外紫外-可见分光光度分析方法可见分光光度分析方法本章提要：本章提要：第一节第一节 紫外紫外-可见分光光度法的根本原理可见分光光度法的根本原理一、有机化合物的吸收光谱一、有机化合物的吸收光谱 UV-Vis光谱是分子中的价电子在分子轨道之间的光谱是分子中的价电子在分子轨道之间的跃迁而产生包括振动和转动能级的跃迁。有机化跃迁而产生包括振动和转动能级的跃迁。有机化合物中有几种性质不同的价电子，有机化合物的合物中有几种性质不同的价电子，有机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱是三种电子跃迁的结果：光谱吸收光谱是三种电子跃迁的结果：电子、电子、电子、电子、n电子跃迁电子跃迁根据分子轨道实际，分子中的电子轨道有根据分子轨道实际，分子中的电子轨道有 n n、和和 三三种种COHH nn 分子轨道可以以为是两个原子轨道线分子轨道可以以为是两个原子轨道线性组合而生成的两个分子轨道。能量低性组合而生成的两个分子轨道。能量低的为成键轨道，能量高的为反键轨道。的为成键轨道，能量高的为反键轨道。n 两个原子的两个原子的s s轨道轨道“头碰头结合组成的头碰头结合组成的分子轨道为分子轨道为 成键轨道和成键轨道和 反键轨道。反键轨道。同理，两个原子的同理，两个原子的p p轨道轨道“肩并肩重叠组肩并肩重叠组成的分子轨道称成的分子轨道称成键轨道成键轨道 反键轨道。反键轨道。n 键电子云重叠比键电子云重叠比 键电子重叠少，键能弱，跃迁所需的能量低。键电子重叠少，键能弱，跃迁所需的能量低。n 分子中分子中n n电子的能级根本上坚持原来原子形状的能级，称为非键电子的能级根本上坚持原来原子形状的能级，称为非键 轨道。比成键轨道所处能级高，比反键轨道能级低。轨道。比成键轨道所处能级高，比反键轨道能级低。当分子外层电子吸收紫外可见辐射后，处于低能级的价电子就会跃迁到较高能级。主要有四种跃迁，所需能量E大小顺序为：n n 104Lmol-1cm-1，n具有共轭双键的化合物具有共轭双键的化合物 跃迁所需能量降低跃迁所需能量降低C=C C=C ;N=N ;C=O例例:乙烯乙烯*跃迁的跃迁的 max=165nm,=1x104 Lmol-1cm-1丁二烯的丁二烯的*跃迁的跃迁的 max=217nm,=2.1x104 Lmol-1cm-1n 有机化合物的紫外有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以可见吸收光谱分析多以 *和和 n*这两类跃迁为根底这两类跃迁为根底n *比比 n *跃迁几率大跃迁几率大100-1000 倍倍n *跃迁吸收强，跃迁吸收强，104n n *跃迁吸收弱，跃迁吸收弱，500二、无机化合物的吸收光谱二、无机化合物的吸收光谱无机化合物的无机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱主要有：光谱吸收光谱主要有：电荷迁移跃迁及配位场跃迁电荷迁移跃迁及配位场跃迁配位场跃迁配位场跃迁 d一一d、f 一一f 跃迁跃迁 在配体存在下过渡金属元素在配体存在下过渡金属元素5个能量相等的个能量相等的d 轨道和镧系、轨道和镧系、锕系锕系7个能量相等的的个能量相等的的 f 轨道裂分，吸收辐射后，低能态的轨道裂分，吸收辐射后，低能态的d电子或电子或f电子可以跃迁到高能态的电子可以跃迁到高能态的d或或f轨道上去。轨道上去。绝大多数过渡金属离子都具有未充溢的绝大多数过渡金属离子都具有未充溢的 d 轨道，按照晶体场实轨道，按照晶体场实际，当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时，受配体际，当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时，受配体配位场的影响，原来能量一样的配位场的影响，原来能量一样的 d轨道发生能级分裂，产生轨道发生能级分裂，产生 d-d 电子跃迁。电子跃迁。必需在配体的配位场作用下才能够产生，所必需在配体的配位场作用下才能够产生，所以称为配位场跃迁；以称为配位场跃迁；配体配位场越强，配体配位场越强，d 轨道分裂能越大，吸收波长越短。轨道分裂能越大，吸收波长越短。吸收系数吸收系数 max 较小较小(102)，很少用于定量分析；多用于研讨，很少用于定量分析；多用于研讨配合物构造及其键合实际。配合物构造及其键合实际。无配场无配场八面体场八面体场四面体场四面体场平面四面形场平面四面形场d d 轨道电子云分轨道电子云分布及在配场下的布及在配场下的分裂表示图分裂表示图n例如：例如：H2O 配位场配位场 200nm200nm的光的光)，但当它们与生色，但当它们与生色团相连时，就会发生团相连时，就会发生nn*共轭作用，加强生色团的生共轭作用，加强生色团的生色才干色才干(吸收波长向长波方向挪动吸收波长向长波方向挪动)并提高吸收强度的并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。一些官能团，称之为助色团。270苯 *苯酚OH为助色团/nm184204254n红移或蓝移红移或蓝移Redshift or blueshift：n 有机化合物的吸收谱带经常因发生共轭作用、有机化合物的吸收谱带经常因发生共轭作用、引入助色团或改动溶剂引入助色团或改动溶剂,使最大吸收波长使最大吸收波长max和吸收强度发生变化和吸收强度发生变化:n max向长波方向挪动称为红移，向短波方向长波方向挪动称为红移，向短波方向挪动称为蓝移向挪动称为蓝移(或紫移或紫移)。n增色与减色效应增色与减色效应吸收强度即摩尔吸光系数吸收强度即摩尔吸光系数增大或减小的景象增大或减小的景象分别称为增色效应或减色效应。分别称为增色效应或减色效应。n 强带与弱带强带与弱带max104max102促使分子发生红移或蓝移的要素有哪些呢？促使分子发生红移或蓝移的要素有哪些呢？共轭效应：共轭效应：电子共轭体系增大，波长红移、电子共轭体系增大，波长红移、吸收加强吸收加强165nm 217nm*如如CH2=CH2CH2=CH2的的-*跃迁，跃迁，max=165200nmmax=165200nm；而；而1,3-1,3-丁二烯，丁二烯，max=217nmmax=217nm ，max 当有当有5个以上共轭双键时，吸收带已落在可见光区个以上共轭双键时，吸收带已落在可见光区取代基取代基n取代基含孤对电子，如取代基含孤对电子，如-NH2、-OH、-Cl，可使分子红，可使分子红移；取代基为斥电子基，如移；取代基为斥电子基，如-R，-OCOR，那么使分子，那么使分子蓝移。蓝移。pH值值 苯酚在酸性或中性水溶液中，有苯酚在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及及270nm两个吸收带；而在碱性溶液中，那么分别红两个吸收带；而在碱性溶液中，那么分别红移到移到235nm和和 287nmp-共轭共轭.溶剂效应溶剂效应 由由n-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性添加，非键电跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性添加，非键电子构成子构成 H 键的才干添加，使基态能量的降低大于反键键的才干添加，使基态能量的降低大于反键轨道与极性溶剂相互作用所降低的能量，因此跃迁所轨道与极性溶剂相互作用所降低的能量，因此跃迁所需能量变大，发生蓝移；由需能量变大，发生蓝移；由-*跃迁产生的吸收峰，跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性添加，激发态比基态能量有更多的下降，随溶剂极性添加，激发态比基态能量有更多的下降，发生红移。发生红移。四、吸收带及其与分子构造的关系四、吸收带及其与分子构造的关系1.R带带 n 2.K带带 3.B带带4.E带带5.电荷转移吸收电荷转移吸收6.配位场吸收配位场吸收吸收峰在紫外吸收峰在紫外/可见光谱中的位置可见光谱中的位置10 100 200 300 400 500 600 700 800 54321/nmlog n n *电荷转移电荷转移配位场跃迁配位场跃迁种主要吸收带在紫外-可见吸收光谱中的位置 苯：苯：E1带：带：180 184nm；=47000E2带：带：200 204 nm =7000 苯环上三个共扼双键的苯环上三个共扼双键的 *跃迁特征吸收带；跃迁特征吸收带；maxnm max苯苯254200甲苯甲苯261300间二甲苯间二甲苯2633001，3，5-三甲苯三甲苯266305六甲苯六甲苯272300B带：带：230-270 nm精细构造精细构造=200 *与孤立苯环振动引起苯蒸气；含取代基时，与孤立苯环振动引起苯蒸气；含取代基时，B带简化，红移。带简化，红移。五、影响吸收带的要素五、影响吸收带的要素1.位阻影响位阻影响CCHHCCHH顺反异构：顺反异构：顺式：顺式：max=280nm；max=10500反式：反式：max=295nm；max=290002.跨环效应跨环效应 在在、不饱和酮当中，双键与酮基无共轭体系不饱和酮当中，双键与酮基无共轭体系(n,p)H3C-CH=CH-CH2-C-CH3O适当的立体陈列，羰基氧的孤对电子和适当的立体陈列，羰基氧的孤对电子和双键的双键的电子发生作用，有：电子发生作用，有：n p*的的 R带，向长波挪动带，向长波挪动CSO轨道与杂原子的轨道轨道与杂原子的轨道交盖，出现跨环效应交盖，出现跨环效应3.溶剂的影响溶剂的影响 改动溶剂的极性会引起吸收带改动溶剂的极性会引起吸收带max 发生变化，因此在发生变化，因此在测定测定UV-Vis光谱时，要注明所用溶剂。光谱时，要注明所用溶剂。max(正己正己烷烷)max(氯仿氯仿)max(甲醇甲醇)max(水水)*230238237243n*329315309305n *跃迁：兰移；跃迁：兰移；*跃迁：红移；跃迁：红移；位移缘由：极性溶剂对位移缘由：极性溶剂对 n、和和 *轨道的溶剂极化作用不轨道的溶剂极化作用不同所引起的。极性：同所引起的。极性：n *极性最大，溶剂化最强，能量下降最多极性最小，溶剂化最弱，能量下降最少溶剂极性对异丙叉丙酮的两种跃迁吸收峰的影响非极性溶剂中非极性溶剂中 极性溶剂中极性溶剂中n*n n p p np非极性溶剂中非极性溶剂中 极性溶剂中极性溶剂中 溶剂的极性除了影响吸收峰的位置，还影响吸收光谱溶剂的极性除了影响吸收峰的位置，还影响吸收光谱的精细构造：的精细构造：蒸汽中环己烷水中HCNNCHN对称四嗪对称四嗪极性溶剂使精细构造消逝极性溶剂使精细构造消逝4.体系体系pH的影响的影响pH影响吸光物质的存在形状，产生不同的吸收光谱影响吸光物质的存在形状，产生不同的吸收光谱如苯酚，在酸性或中性水溶液中，有如苯酚，在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及及270nm两个吸收带；而在碱性溶液中，那么分别红移到两个吸收带；而在碱性溶液中，那么分别红移到235nm和和 287nm(一一)LambertBeer定律定律 LambertBeer定律是吸收光度法的根本定律；阐明物质定律是吸收光度法的根本定律；阐明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度和厚度间关系的定律。对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度和厚度间关系的定律。Beer定律阐明吸光度与浓度的关系，定律阐明吸光度与浓度的关系，Lambert定律阐明吸光度定律阐明吸光度与厚度的关系。与厚度的关系。光束在每单位时间内所传输的能量或光子数是光的功率光束在每单位时间内所传输的能量或光子数是光的功率(辐射功率辐射功率)，可用符号，可用符号P表示。在光度法中，习惯上用光强这一表示。在光度法中，习惯上用光强这一名词替代光功率，并以符号名词替代光功率，并以符号I代表。代表。六、六、Lambert-Beer定律定律 dl 质点浓度 c l 假设一束平行单色光经过一个含有吸光物质的物体，截面积假设一束平行单色光经过一个含有吸光物质的物体，截面积为为s，厚度为，厚度为l，见图。物体中含有，见图。物体中含有n个吸光质点个吸光质点(原子、离子或分原子、离子或分子子)。光经过此物体后，一些光子被吸收，光强从。光经过此物体后，一些光子被吸收，光强从I0降低至降低至I。如物体中一个极薄的断层中所含吸光质点数为如物体中一个极薄的断层中所含吸光质点数为dn，这些能捕获光子，这些能捕获光子的质点可以看作截面的质点可以看作截面s上被占去一部分不让光子经过的面积上被占去一部分不让光子经过的面积ds，即：，即：dskdn dl 质点浓度 c l 光子经过断层时，被吸收的几率是：光子经过断层时，被吸收的几率是：因此使投射于此断层的光强因此使投射于此断层的光强IxIx被减弱了被减弱了dIxdIx，所以：，所以：由此可得，光经过厚度为由此可得，光经过厚度为l l的物体时，有：的物体时，有：又因截面积又因截面积s s与体积与体积V V，质点总数，质点总数n n与浓度与浓度C C等有以下关系：等有以下关系：skdnsdsskdnIdIxxsknIIskdnIdInIIxx00ln 0snEsnkeIIlglg0EClIIClsncV nlVs0lg ,上式中上式中I/I0是透光率是透光率(transmitance，T)，常用百分数表示；，常用百分数表示；又以又以A代表代表-lgT，并称之为吸光度，并称之为吸光度(absorbance)，于是：，于是：单色光经过吸光介质后，单色光经过吸光介质后，T与与C或或l之间呈指数函数关系。之间呈指数函数关系。A与这与这两个参数呈正比关系，其中两个参数呈正比关系，其中E是比例常数，称为吸光系数是比例常数，称为吸光系数(absorptivity)。吸光系数表示吸光物质在单位浓度及单位厚度。吸光系数表示吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。在给定单色光、溶剂和温度等条件下，吸光系数时的吸光度。在给定单色光、溶剂和温度等条件下，吸光系数是物质的特性常数，阐明物质对某一特定波长光的吸收才干。是物质的特性常数，阐明物质对某一特定波长光的吸收才干。物质吸光系数愈大，阐明该物质的吸光才干愈强，所以吸光系物质吸光系数愈大，阐明该物质的吸光才干愈强，所以吸光系数是定性和定量根据。数是定性和定量根据。EClATEClTA1010 ,lg 吸光系数，常用的有两种表示方式：吸光系数，常用的有两种表示方式：1摩尔吸光系数摩尔吸光系数 ：在一定波长时，溶液浓度为：在一定波长时，溶液浓度为1mol/L,厚度为厚度为1cm的吸光度。的吸光度。2百分吸光系数百分吸光系数(或称比吸光系数或称比吸光系数)吸光系数：吸光系数：在一定波长时，溶液浓度为在一定波长时，溶液浓度为1%W/V，厚度为，厚度为1cm的吸光度。的吸光度。两种表示方式之间的关系是：两种表示方式之间的关系是：其中，其中，M是吸光物质的摩尔质量。是吸光物质的摩尔质量。普通不超越普通不超越105数量级，数量级，104105之间为强吸收，小于之间为强吸收，小于102为弱吸收，介于两者之间称中强吸收。为弱吸收，介于两者之间称中强吸收。1%cm1E%1110cmEM吸光系数吸光系数 或或 不能直接测得，需用知准确浓度的稀溶液不能直接测得，需用知准确浓度的稀溶液测得吸光度换算而得到。例如氯霉素测得吸光度换算而得到。例如氯霉素(M为为323.15)的水溶液在的水溶液在278nm处有吸收峰。设用纯品配制处有吸收峰。设用纯品配制100ml含有含有2.00mg的溶液，以的溶液，以l.00cm厚厚的吸收池在的吸收池在278nm处测得透光率为处测得透光率为24.3。那么：。那么：1%cm1E307002.0614.0lg1%cm1ClTE99201015.3231%cm1E例题：知含铁例题：知含铁Fe2+为为1.0mg/mL的溶液，用邻二氮菲分光的溶液，用邻二氮菲分光光度法测定。吸收池厚度为光度法测定。吸收池厚度为2cm，在，在510nm处测得其透光率处测得其透光率为为0.417，求吸光度，求吸光度A及摩尔吸收系数及摩尔吸收系数 Fe2+的摩尔质量为的摩尔质量为55.85g/mol。A=-lgT=-lg 0.417=0.380c=1.0 10-3/55.85=1.8 10-5 mol/L 510=A/bc=0.380/2 1.8 10-5=1.06 104 L/molcmE1%=A/bc=0.380/20.0001=1900 100mL/gcm =1.06104 10/55.85=18971cm吸光度的加和性：吸光度的加和性：A总总=A+A+A+A =(1c1+2c2+3c3+ncn)b n132七、七、偏离偏离Beer定律的要素定律的要素 比尔定律本身的局限、实验条件的要素比尔定律本身的局限、实验条件的要素化学偏离和光学偏离化学偏离和光学偏离一一 比尔定律本身的局限比尔定律本身的局限 比尔定律只适用于稀溶液，是一个有限定比尔定律只适用于稀溶液，是一个有限定条件的定律。在浓度高于条件的定律。在浓度高于0.01mol/L时，吸收时，吸收组分间平均间隔减小，电荷分布改动，组分间平均间隔减小，电荷分布改动，发生发生改动，吸收给定波长的才干改动。改动，吸收给定波长的才干改动。二二 化学偏离化学偏离 分析物质与溶剂发生分析物质与溶剂发生缔合、离解或溶剂化，产缔合、离解或溶剂化，产物与被分析物具有不同的物与被分析物具有不同的吸收光谱。例如亚甲蓝阳吸收光谱。例如亚甲蓝阳离子水溶液中单体和二聚离子水溶液中单体和二聚体的吸收峰分别在体的吸收峰分别在660nm和和610nm处，随着浓度的处，随着浓度的增大，增大，660nm处吸收峰减处吸收峰减弱；而弱；而610nm吸收峰加强，吸收峰加强，使吸光度与浓度关系发生使吸光度与浓度关系发生偏离。偏离。亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱(a)6.3610-6mol/L (b)1.2710-4mol/L(c)5.9710-4mol/L三三 光学偏离光学偏离 吸收定律只适宜单色光。吸收定律只适宜单色光。但由于仪器分辩才干所限，入射光实践为一很但由于仪器分辩才干所限，入射光实践为一很窄波段的谱带，即在任务波长附近或多或少含有其窄波段的谱带，即在任务波长附近或多或少含有其他杂色光。这些杂色光将导致朗伯他杂色光。这些杂色光将导致朗伯-比尔定律的偏离。比尔定律的偏离。四四 透光率丈量误差：透光率丈量误差：A=E b c TTTcclg434.0EbTEbAc11lg 当浓度相对误差当浓度相对误差 c/c 最小时，最小时，求得求得T=0.368 或或 A=0.434。即当。即当A=0.434 时，吸光度读数误差最时，吸光度读数误差最小！小！通常可经过调理溶液浓度或改通常可经过调理溶液浓度或改动光程动光程b来控制来控制A的读数在的读数在0.20.7范围内。范围内。A C/C0.4 0.8 1.2第二节第二节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计UV-Vis spectrometer一、一、主主 要要 部部 件件光源光源单色器单色器样品室样品室检测器检测器显示器显示器1.光源光源在整个紫外光区和/或可见光谱区可以发射延续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的运用寿命 可见光区：钨灯作可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范为光源，其辐射波长范围在围在3203202500nm2500nm 紫外光区：氢、氘紫外光区：氢、氘灯，发射波长范围在灯，发射波长范围在185185400nm400nmD2 灯H2 灯200 250 300/nm相对辐射功率 2.单色器单色器 入射狭缝：光源的光由此进入单色器；入射狭缝：光源的光由此进入单色器；准光安装：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；准光安装：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；色散元件：将复合光分解色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；成单色光；棱镜或光栅；聚焦安装：透镜或凹面反聚焦安装：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；聚焦至出射狭缝；出射狭缝。出射狭缝。将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一波长单色光的光学系统。波长单色光的光学系统。3.样品室样品室又称吸收池又称吸收池放置各种类型的比色皿和相应放置各种类型的比色皿和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。的池架附件。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，可见区普通用玻璃池在紫外区须采用石英池，可见区普通用玻璃池4.检测器检测器 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管CCD。检流计、数字显示、微机进检流计、数字显示、微机进展仪器自动控制和结果处置展仪器自动控制和结果处置文件存储、峰形处置、对数或微积分函数运算、文件存储、峰形处置、对数或微积分函数运算、5.结果显示记录系统结果显示记录系统二、分光光度计的类型二、分光光度计的类型 types of spectrometer 1.单光束分光光度计单光束分光光度计从光源到检测器只需一束从光源到检测器只需一束单色光。简单，价廉，适单色光。简单，价廉，适于在给定波优点丈量吸光于在给定波优点丈量吸光度或透光度度或透光度A/T，普通，普通不能作全波段光谱扫描，不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很要求光源和检测器具有很高的稳定性高的稳定性一几种光路类型一几种光路类型入射狭缝入射狭缝光源光源凹面镜凹面镜准直镜准直镜平面镜平面镜 丈量方便，不需求改换吸收池丈量方便，不需求改换吸收池 减少了光源强度不稳定性的影响减少了光源强度不稳定性的影响 实现了快速自动吸收光谱扫描实现了快速自动吸收光谱扫描2.2.双光束分光光度计双光束分光光度计旋转扇面镜，单色光被旋转扇面镜，单色光被旋转扇面镜分成交替的旋转扇面镜分成交替的两束光，分别经过样品两束光，分别经过样品池和参比池池和参比池将不同波长的两束单色光将不同波长的两束单色光(1、2)快束交替经过同一吸快束交替经过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。=12nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。两波长同时扫描即可获得导数光谱。3.3.双波长分光光度计双波长分光光度计经过切光器使两束不同波长的光交替经过吸收池，测得吸光度差经过切光器使两束不同波长的光交替经过吸收池，测得吸光度差A。AB1和和AB2分别为在分别为在1和和2处的背景吸收，当处的背景吸收，当1和和2 相近时，相近时，背景吸收近似相等。二式相减，得背景吸收近似相等。二式相减，得这阐明，试样溶液浓度与两个波优点的吸光光差成正比。这阐明，试样溶液浓度与两个波优点的吸光光差成正比。特点：不需参比液特点：不需参比液(消除了由于参比池的不同和制备空白溶液等产生的误消除了由于参比池的不同和制备空白溶液等产生的误差差)。11110lgBAbcIIA22220lgBAbcIIAbcAAIIA)(lg121221 单光束单光束 双光束空间分隔双光束空间分隔 双光束时间分隔双光束时间分隔特点：特点：因光束几乎同时经过样因光束几乎同时经过样品池和参比池，因此可消品池和参比池，因此可消除光源不稳产生的误差。除光源不稳产生的误差。4.多光道二极管阵列检测的分光光度计多光道二极管阵列检测的分光光度计光经全息光栅外表色散并投射到二极管阵列检测器上，光经全息光栅外表色散并投射到二极管阵列检测器上，可在极短的时间内获得可在极短的时间内获得180820nm180820nm的全光光谱。的全光光谱。二极管阵列分光光度计光路二极管阵列分光光度计光路图图l.光源：钨灯或氘灯光源：钨灯或氘灯 2，5.消消色差聚光镜色差聚光镜 3光闸光闸 4吸吸收池收池 6入口狭缝入口狭缝 7全息光全息光栅栅 8二极管阵列检测器二极管阵列检测器 第三节第三节 紫外紫外-可见分光光度分析方法可见分光光度分析方法一、一、定性分析定性分析 qualitative analysis 有机化合物对紫外光具有吸收光谱特征：外形、峰的数有机化合物对紫外光具有吸收光谱特征：外形、峰的数目、波长位置及目、波长位置及max化合物特性参数，可作为定性根据化合物特性参数，可作为定性根据 反映构造中生色团、助色团特性，不可以完全反映分子特反映构造中生色团、助色团特性，不可以完全反映分子特性。性。构造一样的化合物一定具有一样的吸收光谱，但吸收光构造一样的化合物一定具有一样的吸收光谱，但吸收光谱一样的却不一定是一样的化合物谱一样的却不一定是一样的化合物 对比法：试样与其规范品或规范谱图库：对比法：试样与其规范品或规范谱图库：46000种种 The sadtler standard spectra,Ultraviolet1.1.对比吸收光谱特征数据：对比吸收光谱特征数据：2.2.对比吸光度的比值：对比吸光度的比值：A1A2=E1clE2clE1E2=3.3.对比吸收光谱的一致性：对比吸收光谱的一致性：max ：是特征常数而加以区别：是特征常数而加以区别 max：峰、峰数、峰肩和峰谷：峰、峰数、峰肩和峰谷我国药典我国药典VB12的鉴别：的鉴别：1.701.88=A361/A278；3.153.45=A361/A550同样条件下，同样条件下，OverlayOverlay二、单组分的定量分析 根据根据Beer定律：定律：A=c b，物质在一定波优点的吸光，物质在一定波优点的吸光度与它的浓度成正比度与它的浓度成正比 波长选择：无干扰处的波长选择：无干扰处的 max处，普通躲开短波端的吸收处，普通躲开短波端的吸收峰，留意溶剂本身的吸收峰，留意溶剂本身的吸收1.1.吸光系数法绝对法：吸光系数法绝对法：c=A b 、a或或E可从手册查到可从手册查到留意：当单色光不纯、仪器型留意：当单色光不纯、仪器型号的差别等会带来较大误差号的差别等会带来较大误差2.2.校正曲线法相对法：校正曲线法相对法：固定仪器、任务条件和测定条件，用待测物质的规范品固定仪器、任务条件和测定条件，用待测物质的规范品配制一系列浓度不同的规范溶液，绘制配制一系列浓度不同的规范溶液，绘制Ac规范任务曲线。规范任务曲线。在一样条件下测定样品溶液的在一样条件下测定样品溶液的A，从曲线上查或用线性，从曲线上查或用线性方程计算样品溶液的方程计算样品溶液的c#123456c01.02.04.08.0 xA0.000.1020.1980.3850.7320.456Y=0.010+0.091X，R=0.99964.895mmol/L3.3.对照法相对法：对照法相对法：固定仪器、任务条件和测定条件，分别丈量固定仪器、任务条件和测定条件，分别丈量Ax和和As：As=b cs Ax=b cx AsAx cxcs=AxAs cxcs=四、紫外吸收光谱法用于有机化合物 分子构造的研讨有机化合物的紫外吸收光谱有机化合物的紫外吸收光谱可获得的构造信息可获得的构造信息4共轭体系：共轭体系：200-250nm有强吸收峰有强吸收峰(104)，K带带 230nm 大大键，红移并吸收加强。键，红移并吸收加强。-不饱和醛酮：不饱和醛酮：K带带 240nm，R带带 310-350 nm。1200-400nm 无吸收峰：饱和化合物，单烯无吸收峰：饱和化合物，单烯2含孤立助色团的饱和有机化合物：含孤立助色团的饱和有机化合物：n *红移红移3含孤立生色团的有机化合物：含孤立生色团的有机化合物：n *n*醛、酮醛、酮 n*跃迁产生的跃迁产生的R带带确认确认 max，并算出，并算出，初步估计属于何种吸收带；，初步估计属于何种吸收带；察看主要吸收带的范围，判别属于何种共轭体系；察看主要吸收带的范围，判别属于何种共轭体系；(3)了解溶剂的极性与了解溶剂的极性与pH值的影响值的影响光谱解析本卷须知5芳环的特征吸收：具有精细构造的特征芳环的特征吸收：具有精细构造的特征 B 带，还有带，还有E1和和E2带。带。苯环添加取代基后，红移并吸收增大。苯环添加取代基后，红移并吸收增大。吸电子基和斥电子基有所不同吸电子基和斥电子基有所不同 助色团和生色团也不同助色团和生色团也不同(4)立体构造和互变构造确实定CCHHCCHH顺式：顺式：max=280nm；max=10500反式：反式：max=295.5 nm；max=29000共平面产生最大共轭效应，共平面产生最大共轭效应，max大大互变异构：互变异构：酮式：酮式：max=204 nm；无共轭；无共轭 烯醇式：烯醇式：max=243 nm H3CCH2CCOEtOOH3CCHCCOEtOHO课课 堂堂 练练 习习()1.溶液的透光率随着溶液浓度的增大而减小，所以透光溶液的透光率随着溶液浓度的增大而减小，所以透光率与溶液的浓度成反比关系。率与溶液的浓度成反比关系。()2.在分光光度法中，测定所用的参比溶液总是采用不含在分光光度法中，测定所用的参比溶液总是采用不含被测物质及显色剂的空白溶液。被测物质及显色剂的空白溶液。()3.在分光光度测定中，根据在测定条件下吸光度与浓度在分光光度测定中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的朗伯成正比的朗伯-比尔定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光比尔定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。度也越大，测定结果也就越准确。xxx 1.可见可见紫外分光光度法的适宜检测波长紫外分光光度法的适宜检测波长nm范围是范围是 a.400760 b.200400 c.200760 d.20010002.有有A、B两份不同浓度的有色物质溶液，两份不同浓度的有色物质溶液，A溶液用溶液用1.0cm吸收吸收池，池，B溶液用溶液用2.0cm吸收池吸收池,在同一波长下测得的吸光度的值相在同一波长下测得的吸光度的值相等，那么他们的浓度关系为等，那么他们的浓度关系为 a.A是是B的的1/2 b.A等于等于B c.B是是A的的2倍倍 d.B是是A的的1/23.某被测物质的溶液某被测物质的溶液50mL，其中含有该物质，其中含有该物质0.10mg，用，用1.0cm吸收池在某一波长下测得百分透光率为吸收池在某一波长下测得百分透光率为10%，那么质量吸光系，那么质量吸光系数数L/g cm为为 a.1.0102 b.2.0102 c.5.0102 d.1.0103 1.吸光度用符号吸光度用符号_表示，透光率用符号表示，透光率用符号_表示，吸光表示，吸光度与透光率的数学关系是度与透光率的数学关系是_ _。2.分光光度计的种类繁多，但都是由以下主要部件组成的：分光光度计的种类繁多，但都是由以下主要部件组成的：1_、2_、3_、4_、5_。3.H C=O 甲醛能够产生的跃迁类型甲醛能够产生的跃迁类型 ，H H2C=CH2乙烯能够产生的跃迁类型乙烯能够产生的跃迁类型 。4.在吸光光度法分析中，当液层厚度为在吸光光度法分析中，当液层厚度为d 时，溶液的透光率和吸时，溶液的透光率和吸光度分别为光度分别为T和和A。假设其它条件不变，当液层厚度为。假设其它条件不变，当液层厚度为2d时，溶时，溶液的透光率和吸光度分别为：液的透光率和吸光度分别为：A.T/2，2AB.T2，A/2 C.T/2，A/2 D.T2，2A 称取维生素称取维生素C 0.05g，溶于，溶于100mL的稀硫酸溶液中，再量的稀硫酸溶液中，再量取此溶液取此溶液2.0mL准确稀释至准确稀释至100mL。取此溶液在。取此溶液在1cm厚的石英厚的石英池中用池中用245nm波长，测定其吸光度为波长，测定其吸光度为 0.551，求维生素，求维生素C的百的百分含量知分含量知VC纯品的纯品的a=56L/g cm98.4%