紫外可见光谱基本原理课件

紫外可见光谱基本原理讨论：讨论：1Lamber-Beer定律的适用条件（前提）入射光为单色光 溶液是稀溶液2该定律适用于固体、液体和气体样品3在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 应用：多组分测定7/16/20246二、吸光系数和吸收光谱二、吸光系数和吸收光谱1吸光系数的物理意义：吸光系数的物理意义：单位浓度、单位厚度的吸光度 讨论：讨论：1）E=f（组分性质，温度，溶剂，）当组分性质、温度和溶剂一定，E=f（）2）不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收）同一物质在不同波长下E一定不同 3）E，物质对光吸收能力,定量测定灵敏度 定性、定量依据7/16/202472吸光系数两种表示法：吸光系数两种表示法：1）摩尔吸光系数摩尔吸光系数：（结构分析）在一定下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度 2）百分含量吸光系数百分含量吸光系数/比吸光系数比吸光系数：（定量分析）在一定下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度 3）两者关系7/16/202483吸收光谱（吸收曲线）：吸收光谱（吸收曲线）：A吸收光谱：吸收光谱：又称吸收曲线，是以波长（波长（）为横坐标）为横坐标、吸光度吸光度（A）为纵坐标）为纵坐标所描绘的图形。特征：峰峰 曲线上比左右相邻处都高的一处；max 吸收程度最大所对应的（曲线最大峰处的）谷谷 曲线上比左右相邻处都低的一处；min 最低谷所对应的；肩峰肩峰 sh 介于峰与谷之间，形状像肩的弱吸收峰；末端吸收末端吸收 在吸收光谱短波长端所呈现的强吸收而不呈峰形的部分。7/16/202494吸光度测量的条件选择：吸光度测量的条件选择：1）测量波长的选择：7/16/2024102）吸光度读数范围的选择：3）参比溶液(空白溶液)的选择：选选选选A=0.20.7A=0.20.7注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰界面反射等因素对透光率的干扰7/16/202411三、偏离三、偏离Beer定律的因素定律的因素n依据依据BeerBeer定律，定律，A A与与C C关系应为关系应为 经过原点的直线经过原点的直线n偏离Beer定律的主要因素表现为 以下两个方面（一）光学因素（一）光学因素（二）化学因素（二）化学因素 7/16/202412（一）光学因素（一）光学因素 1非单色光的影响：非单色光的影响：Beer定律应用的重要前提定律应用的重要前提入射光为单色光入射光为单色光 n照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光n其其波波长长宽宽度度由由入入射射狭狭缝缝的的宽宽度度和和棱棱镜镜或或光光栅栅的的分分辨率决定辨率决定n为为了了保保证证透透过过光光对对检检测测器器的的响响应应，必必须须保保证证一一定定的狭缝宽度的狭缝宽度n这就使分离出来的光具一定的谱带宽度这就使分离出来的光具一定的谱带宽度7/16/2024137/16/202414讨论：讨论：入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状 结论：结论：选择较纯单色光（选择较纯单色光（，单色性单色性）选选maxmax作为测定波长（作为测定波长（EE，SS且成线性）且成线性）7/16/2024152杂散光的影响：杂散光的影响：杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度 范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值3反射光和散色光的影响：反射光和散色光的影响：反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光 直接对T产生影响散射和反射使T，A，吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除4非平行光的影响：非平行光的影响：使光程，A，吸收光谱变形7/16/202416（二）化学因素（二）化学因素nBeer定律适用的另一个前提：稀溶液定律适用的另一个前提：稀溶液n浓度过高会使浓度过高会使C与与A关系偏离定律关系偏离定律7/16/202417四、透光率的测量误差四、透光率的测量误差T影响测定结果的相对误差两个因素：T和T T影响因素：仪器噪音 1）暗噪音 2）讯号噪音7/16/2024181）暗噪音）暗噪音与检测器和放大电路不确切性有关与检测器和放大电路不确切性有关 与光讯号无关与光讯号无关7/16/2024192）讯号噪音）讯号噪音与光讯号有关与光讯号有关表明测量误差较小的范围表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，一直可延至较高吸光度区，对测定有利对测定有利 7/16/202420第四节第四节 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计一、基本组成一、基本组成二、分光光度计的类型二、分光光度计的类型7/16/202421仪器仪器 可见分光光度计7/16/202422仪器仪器 紫外-可见分光光度计7/16/202423一、基本组成一、基本组成1.1.光源光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具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。有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。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3203202500 nm2500 nm。紫外区：氢、氘灯。紫外区：氢、氘灯。发射发射185185400 nm400 nm的连的连续光谱。续光谱。7/16/202424 2.2.单色器单色器 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。波长单色光的光学系统。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；准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；色散元件：将复合光分解成单色光；色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅棱镜或光栅；聚焦装置：透镜或聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至后所得单色光聚焦至出射狭缝；出射狭缝；出射狭缝。出射狭缝。7/16/2024253.3.样品室样品室 样品室放置各种类型的吸收池样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸（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。收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。般用玻璃池。4.4.检测器检测器 利用光电效应将透过吸收池的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。有光电池、光电管或光电倍增管。5.5.结果显示记录系统结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理仪器自动控制和结果处理7/16/202426二、分光光度计的类型二、分光光度计的类型1.1.单光束单光束简单，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。稳定性。特点：特点：使用时来回拉动吸收池使用时来回拉动吸收池移动误差移动误差对光源要求高对光源要求高比色池配对比色池配对7/16/2024272.2.双光束双光束 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，特别适合于结构分析。仪器复杂，灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。价格较高。特点：特点：不用拉动吸收池，可以减小移动误差不用拉动吸收池，可以减小移动误差对光源要求不高对光源要求不高可以自动扫描吸收光谱可以自动扫描吸收光谱7/16/2024283.3.双波长双波长 将不同波长的两束单色光将不同波长的两束单色光(1 1、2 2)快束交替通过同快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。=1 12nm2nm。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。特点：特点：利用吸光度差值定量利用吸光度差值定量消除干扰和吸收池不匹配引起的误差消除干扰和吸收池不匹配引起的误差7/16/2024297/16/20243066、节制使快乐增加并使享受加强。德谟克利特67、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。裴斯泰洛齐68、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之间。歌德69、懒人无法享受休息之乐。拉布克70、浪费时间是一桩大罪过。卢梭