紫外可见分光光度计原理及操作完整课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,紫外可见分光光度计原理及操作,紫外可见分光光度计原理及操作,目录,紫外,-,可见分光光度计仪器原理,1,紫外,-,可见分光光度计结构及类型,2,3,UV-Vis,分光光度法的应,用和分析条件的选择,4,UV-Vis,分光光度计的保,养与故障处理,目录 紫外-可见分光光度计仪器原理 1 紫外-可见分光光度计,一、紫外,-,可见分光光,度计仪器原理,一、紫外-可见分光光度计仪器原理,原理,波长,200 400 800 3200(nm),g,-X-,射线,紫外,可见,红外,微波,无线电,真空紫外,近红外,核磁共振,波长越短，能量越高,原理 波长 200 400,原理,1,）分子吸收光谱的形成过程：,运动的分子外层电子,-,吸收外来外来辐射,-,产生电子能级跃迁,-,分子,吸收谱。,2,）由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸,收,光能量的情况也就不会相同。因此，每种物质就有其特有的、固定的,吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的,某些特征波长处,的吸光度的高低判别或,测定该物质的含量，这就是分光光度,定性,和,定量,分析的基础。,3,）紫外分光光度法使用基于,朗伯,-,比耳定律,(Lambert,Beer),。,朗伯,-,比耳定律是光吸收的基本定律，俗称光吸收定律，是分光光度法,定量分析的依据和基础。,原理 1）分子吸收光谱的形成过程：运动的分子外层电子-,朗伯,-,比耳定律,一、透射率,T%,透射光,I,入射光,I,0,光程长,b,I,透射率,T%=,100%,I,0,朗伯-比耳定律 一、透射率T%透射光 I 入射光I0,朗伯,-,比耳定律,当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度,A,与其浓度和液层厚度,成正比，即,k,为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。,?,当浓度以,g/L,表示时，称,k,为吸光系数，以,a,表示，即,A,?,kbc,A,?,abc,?,当浓度以,mol/L,表示时，称,k,为摩尔吸光系数，以,?,表示，即,?,比,a,更常用。,?,越大，表示方法的灵敏度越高。,?,与波长有关，因,此，,?,常以,?,?,表示。,A,?,?,bc,朗伯-比耳定律 当入射光波长一定时，待测溶液,二、紫外,-,可见分光光度计,结构及类型,二、紫外-可见分光光度计结构及类型,UV,示意图,UV示意图,仪器结构,紫外,-,可见分光光度计仪器由光源、单色器、吸收池、检测器和数,据系统五部分组成。,一、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.,钨及碘钨灯：,3401500 nm,，多用在可见光区；,2.,氢灯和氘灯：,160375nm,，多用在紫外区。,二、单色器,(Monochromator),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）,仪器结构 紫外-可见分光光度计仪器由光源、,仪器结构,三、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。有些透明有机玻璃亦可用作吸收池。,四、检测器：,硅光电池、,PMT,、,PDA,五、数据系统,它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。现在一般的紫,外可见分光光度计有计算机控制和主机单片机控制两种类型，功能基本,类似。,仪器结构 三、吸收池(Cell，Container)：,类型,紫外,-,可见分光光度计的类型很多，但可归纳为三种类,型，即单光束分光光度计、双光束分光光度计和比例双光束,分光光度计。,1.,单光束分光光度计,经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以,进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计结构简单，操作方便，维修,容易，适用于常规分析。,类型 紫外-可见分光光度计的类型很多，但可归纳为三种,类型,2.,双光束分光光度计,经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光，一束通过参比,池，一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试,样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。,双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同,时分别通过参比池和样品池，还能自动消除光源强度变化所引起的误差。,类型 2.双光束分光光度计 经单色器分光后经,类型,3.,比例双光束分光光度计,由同一单色器发出的光被分成两束，一束直接到达检测器，另一束,通过样品后到达另一个检测器。这种仪器的优点是可以监测光源变化带,来的误差，但是并不能消除参比造成的影响,类型 3.比例双光束分光光度计 由同一单色,UV-2550,的特点,?,6,挡狭缝可选,?,PC,控制存储、调用方便,?,可采用复制、拷贝方法在电子表格和字处理软件中处理数据和打印报,告,?,可加载膜厚、动力学、多波长、色彩分析等软件,?,DDM,（双闪耀波长双单色器）降低杂散光，提高长波长区的能量响应,（,UV-2550,）,UV-2550的特点?6 挡狭缝可选?PC 控制存储、调,三、,UV-Vis,分光光度法的应用,及分析条件选择,三、UV-Vis分光光度法的应用及分析条件选择,应用,一、定性分析,不同物质结构不同或者说其分子能,级的能量,(,各种能级能量总和,),或能量间,隔各异，因此不同物质将,选择性,地吸收,不同波长或能量的外来辐射，这是,UV-,Vis,定性分析的基础。,定性分析具体做法,是让不同波长的,光通过待测物，经待测物吸收后，测量,其对不同波长光的吸收程度,(,吸光度,A),，,以吸光度,A,为纵坐标，辐射波长为横坐标,作图，得到该物质的吸收光谱或吸收曲,线，据吸收曲线的特性,(,峰强度、位置及,数目等,),研究分子结构。,应用 一、定性分析 不同物质结构不同或者说,应用,二、定量分析,1.,单组份定量方法,1,）标准曲线法,2,）标准对比法,该法是标准曲线法的简化，即只配制一个浓度为,c,s,的标准溶液，并,测量其吸光度，求出吸收系数,k,，然后由,A,x,=kc,x,求出,c,x,该法只有在测定浓度范围内遵守,L-B,定律，且,c,x,与,c,s,大致相当时，,才可得到准确结果。,2.,多组分定量方法,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。,应用 二、定量分析 1.单组份定量方法 1）标准曲线法 2,分析条件选择,一、仪器测量条件,由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。当分析高浓度的样品,时，误差更大。,由,L-B,定律：,微分后得：,A,?,?,lg,T,?,?,bc,dT,d,lg,T,?,0,.,434,?,?,?,bdc,T,将上两式相比，并将,dT,和,dc,分别换为,?,T,和,?,c,，得,?,c,0,.,434,?,T,?,c,T,lg,T,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！,通常可通过调节溶液浓度或改变光程,b,来控制,A,的读数在,0.151.00,范,围内。,分析条件选择 一、仪器测量条件 由于光源不稳定性、,分析条件选择,二、反应条件选择,1.,显色剂的选择原则：,使配合物吸收系数,?,最大、选择性好、组成恒定、配合物稳定、显,色剂吸收波长与配合物吸收波长相差大等。,2.,显色剂用量：,配位数与显色剂用量有关；在形成逐级配合物，其用量更要严格控,制。,3.,溶液酸度：配位数和水解等与,pH,有关。,4.,显色时间、温度、放置时间等。,分析条件选择 二、反应条件选择 1.显色剂的选择原则：,分析条件选择,三、参比液选择,1.,溶剂参比：,试样组成简单、共存组份少（基体干扰少）、显色剂不吸,收时，直接采用溶剂（多为蒸馏水）为参比；,2.,试剂参比：,当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，采用试剂作,参比（不加待测物）；,3.,试样参比：,如试样基体在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应时，,可以试样作参比（不能加显色剂）。,分析条件选择 三、参比液选择 1.溶剂参比：试样组成简单,分析条件选择,四、干扰消除,1.,控制酸度：,配合物稳定性与,pH,有关，可以通过控制酸度提高反应选择性，副反应减少，而,主反应进行完全。如在,0.5MH,2,SO,4,介质中，双硫腙与,Hg,2+,生成稳定有色配合物，而与,Pb,2+,、,Cu,2+,、,Ni,3+,、,Cd,2+,等离子生成的有色物不稳定。,2.,选择掩蔽剂,3.,合适测量波长,4.,干扰物分离,5.,导数光谱及双波长技术,分析条件选择 四、干扰消除 1.控制酸度：配合物,四、紫外,-,可见分光光度计的,保养与故障处理,四、紫外-可见分光光度计的保养与故障处理,保养,一、环境要求,、使用工作温度：,15-,35,，湿度：,45-80%,，如果温度高于,30,，则湿,度必须小于,70%,、避免日光直射,、避免震动,、避免强磁场，电场,、远离腐蚀性气体，并避免置于任何可能导致紫外区吸收的含有机,/,无,机试剂气体的区域,、避免脏污、多尘环境,保养 一、环境要求、使用工作温度：15-35，湿度：4,保养,二、工作台要求,、可承受压力,35Kg+25Kg,（,PC,）,、最小尺寸,：长：,1120mm,，宽：,710mm,，高：,520mm,三、电源要求,、供电电压：,100/120/220/230/240V,交流,5%50/60Hz,、功率消耗：约,190VA,、保险丝使用：,100-120V,供电，,5A,；,220-240V,供电，,3.15A,、安装地点具备可靠的仪器接地端子,保养 二、工作台要求 、可承受压力 35Kg+25,保养,四、清洁仪器外部和样品室,1,、使用软布稍微蘸取水，或水溶液或者中性清洁剂溶液轻柔搽拭,外表面。避免蘸取过量而导致流入仪器内部。,2,、清除样品室内残留液体样品，防止蒸发，避免腐蚀样品室。,五、波长准确度检查（每半年一次）,利用氘灯的两个特征波长峰,486.0nm,和,656.1nm,来检查波长的,精确度。,保养 四、清洁仪器外部和样品室 1、使用软布稍微蘸取水，或,保养,六、分光光度计的校正,当光度计使用一段时间后其波长和吸光度将出现漂移，因此需要对,其进行校正。,波长标度校正：,使用镨,-,钕玻璃（可见光区）和钬玻璃（紫外光区）进行校正。因为,二者均有其各自的特征吸收峰。,吸光度标度校正：,采用,K,2,CrO,4,标准液校正（在,15,o,C,时，于不同波长处测定,0.04000g/L,的,KOH,溶液,（,0.05mol/L,）,的吸光度,A,，调整光度计使其,A,达到指定的,吸光度。,保养 六、分光光度计的校正 当光度计使用一段时间后其,故障修理,1,、光度计初始化失败,1,）光度,度没电源（检查风扇是否转动），软件没有出现初始化屏幕。,（光度计状态窗口报告,OFF,。）,处理方法,检查项目,电源线,插入插座,保险丝,更换新的,2,）,光度计电源接通，但软件初始化屏幕没有出现，不能和光度计连接。,（光度计状态窗口处于,OFF,。）,检查项目,处理方法,RS-232,系列电缆,UV-2401/2501PC,确认已固定好光度计和电脑上的连接器端口,.,选择“,Acquire(,导入）”菜单下的“,Utilities(,工具）”，通过选择“,ON”,键建立与光度计的通信。初始化屏幕出现。,故障修理 1、光度计初始化失败 1）光度 度没电源（检查风扇,故障修理,故障修理,步骤,1,2,检查项目,LSI,初始化,ROM,检查,参数初始化,说明,检查光度计的,ROM,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,RAM,检查,滤光片电机初始化,狭缝电机初始化,光源电机初始化,扫描电机,2,初始化,扫描电机,1,初始化,碘钨灯位置搜索,波长原点,1,搜索,碘钨灯能量搜索,检查随机储存器,检查杂散光切割滤光片位置,检查狭缝电机位置,检查光源电机位置,检查波