紫外分光光度法讲稿.ppt

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1、关于紫外分光光度法第一页，讲稿共八十八页哦第一节第一节 光的基本性质光的基本性质 一、光学分析法一、光学分析法（一）光学分析法（一）光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互作用而建立起来的各种分析法的统称。相互作用而建立起来的各种分析法的统称。第二页，讲稿共八十八页哦（二）分类：（二）分类：1光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质光谱法：利用物质与电磁辐射作用时，物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射散射、辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法

2、性、定量分析方法vv 按能量交换方向分按能量交换方向分按能量交换方向分按能量交换方向分 吸收光谱法吸收光谱法吸收光谱法吸收光谱法 发射光谱法发射光谱法vv 按作用结果不同分按作用结果不同分按作用结果不同分按作用结果不同分 原子光谱原子光谱原子光谱原子光谱线状光谱线状光谱线状光谱线状光谱 分子光谱分子光谱带状光谱带状光谱第三页，讲稿共八十八页哦2 2非非光光谱谱法法：利利用用物物质质与与电电磁磁辐辐射射的的相相互互作作用用测测定定电电磁磁辐辐射射的的反反射射、折折射射、干干涉涉、衍衍射射和和偏偏振振等等基本性质变化的分析方法基本性质变化的分析方法 分类：折射法、旋光法、比浊法、分类：折射法、旋光

3、法、比浊法、射线衍射法射线衍射法3 3光谱法与非光谱法的区别：光谱法与非光谱法的区别：光谱法：内部能级发生变化光谱法：内部能级发生变化 原子吸收原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收分子吸收/发射光谱法：分子外层电子能级跃迁发射光谱法：分子外层电子能级跃迁非光谱法：内部能级不发生变化非光谱法：内部能级不发生变化 仅测定电磁辐射性质改变仅测定电磁辐射性质改变 第四页，讲稿共八十八页哦3、发射光谱、发射光谱4、吸收光谱、吸收光谱 例：例：-射线；射线；x-x-射线；荧光射线；荧光例：原子吸收光谱，分子吸收光谱例：原子吸收光谱，分子吸收光谱第五页，讲稿共

4、八十八页哦二、光谱法仪器二、光谱法仪器分光光度计分光光度计主要特点：五个单元组成主要特点：五个单元组成光源光源光源光源单色器单色器样品池样品池样品池样品池检测器检测器记录装置记录装置记录装置记录装置第六页，讲稿共八十八页哦三、光的基本性质三、光的基本性质 光是一种电磁波光是一种电磁波，具有波动性和微粒性具有波动性和微粒性 1 1、波动性、波动性 2 2、微粒性、微粒性 第七页，讲稿共八十八页哦例如：例如：为为200nm200nm的光，一个光量子的能量是：的光，一个光量子的能量是：由于光量子能量小（由于光量子能量小（1010-19-19J J），因此定义：），因此定义：1eV1eV（电子伏）（电

5、子伏）=1.6021=1.6021 1010-19-19 J J 则则第八页，讲稿共八十八页哦第二节第二节 紫外吸收光谱的基本原理紫外吸收光谱的基本原理 一、分子吸收光谱的产生一、分子吸收光谱的产生 能级：电子能级、振动能级、转动能级价电子运动：电子绕原子核作相对运动价电子运动：电子绕原子核作相对运动原原子子振振动动：分分子子中中原原子子或或原原子子团团在在其其平平衡衡位位置置上上作作相相对振动对振动分子转动：整个分子绕其重心作旋转运动分子转动：整个分子绕其重心作旋转运动分子平动：分子平动：跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程第九页，讲稿共八十八页哦v E分子分子=E电子电子+E振动振

6、动+E转动转动+E平动平动v式中：式中：vE电子电子代表代表 分子中电子跃迁的能量分子中电子跃迁的能量vE振动振动代表分子的振动能量代表分子的振动能量vE转动转动代表分子的转动能量，和分子的代表分子的转动能量，和分子的转动惯量有关转动惯量有关vE总总代表分子的总能量代表分子的总能量vE平动平动代表分子的平动能量，只和温度代表分子的平动能量，只和温度有关，对分子吸收光谱意义不大，可以不考有关，对分子吸收光谱意义不大，可以不考虑虑第十页，讲稿共八十八页哦 按照量子力学的观点，分子吸收外界能量时，只能吸收等于两个能按照量子力学的观点，分子吸收外界能量时，只能吸收等于两个能级之差的能量，否则不能被吸收

7、。级之差的能量，否则不能被吸收。式中：式中：E2终止态的能量终止态的能量 E1起始态的能量起始态的能量 E光子的能量光子的能量第十一页，讲稿共八十八页哦双原子分子能级示意图双原子分子能级示意图 第十二页，讲稿共八十八页哦第十三页，讲稿共八十八页哦 分分子子的的“电电子子光光谱谱”是是由由许许多多线线光光谱谱聚聚集集在在一一起的带光谱组成的谱带，称为起的带光谱组成的谱带，称为“带状光谱带状光谱”。由由于于各各种种物物质质分分子子结结构构不不同同 对对不不同同能能量量的的光光子子有有选选择择性性吸吸收收 吸吸收收光光子子后后产产生生的的吸吸收收光光谱不同谱不同 利用物质的光谱进行物质分析的依据。利

8、用物质的光谱进行物质分析的依据。第十四页，讲稿共八十八页哦二、光的吸收定律二、光的吸收定律 当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液时，当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被比光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被比色皿的表面反射。色皿的表面反射。如果入射光的强度为如果入射光的强度为I I0 0，吸收光的强度为，吸收光的强度为IaIa，透，透过光的强度为过光的强度为ItIt，反射光的强度为，反射光的强度为IrIr，则，则:I I0 0Ia Ia It It IrIr 第十五页，讲稿共八十八页哦 在吸光光度法中，由于采用同样质料的比色皿进行在吸光光度法

9、中，由于采用同样质料的比色皿进行测量，反射光的强度基本上相同，其影响可以相互抵测量，反射光的强度基本上相同，其影响可以相互抵消，上式可简化为消，上式可简化为:I I0 0IaIa It It 透过光的强度透过光的强度ItIt；与入射光的强度；与入射光的强度IoIo比之比称为比之比称为透光度或透光率，用透光度或透光率，用T T表示。表示。T T It/IoIt/Io第十六页，讲稿共八十八页哦（1 1）Lambert 定律定律 当一束单色光通过当一束单色光通过浓度一定浓度一定的溶液时，液层的溶液时，液层厚度愈大，光线强度减弱愈显著。厚度愈大，光线强度减弱愈显著。第十七页，讲稿共八十八页哦（2 2）

10、Beer Beer 定律定律 当一束单色光通过当一束单色光通过液层厚度一定液层厚度一定的溶液时，溶液的浓度愈大，的溶液时，溶液的浓度愈大，光线强度减弱愈显著。光线强度减弱愈显著。第十八页，讲稿共八十八页哦 令：令：A=-log T，A定义为吸光度定义为吸光度 A=-logT=ELC 第十九页，讲稿共八十八页哦例例1.有一单色光通过厚度为有一单色光通过厚度为1cm的有色溶液的有色溶液,其强度其强度减弱减弱20%。若通过。若通过5cm厚度的相同溶液厚度的相同溶液,其强度减弱其强度减弱百分之几百分之几?解：解：lglgT T1 1 c c1 1 =lg lgT T2 2 5 5c c1 1 lglg

11、T T2 2=5lg=5lgT T1 1=5lg0.80=-0.485=5lg0.80=-0.485 T2=32.7%,即减弱即减弱67.3%第二十页，讲稿共八十八页哦 吸光度具有加和性。吸光度具有加和性。A A总总Aa+Ab+Ac+Aa+Ab+Ac+。应用应用;进进行行光光度度分分析析时时，试试剂剂或或溶溶剂剂有有吸吸收收，则则可可由由所所测测的的总总吸吸光光度度 A A 中中扣扣除除，即即 以以试试剂剂或或溶溶剂剂为为空空白白的的依据；依据；测定多组分混合物；测定多组分混合物；校正干扰。校正干扰。第二十一页，讲稿共八十八页哦2 2、吸光系数、吸光系数 定性的依据定性的依据:在一定条件下（如

12、单色光波长，在一定条件下（如单色光波长，溶剂一定、温度一定等），不同物质对同一波溶剂一定、温度一定等），不同物质对同一波长的单色光，可以有不同的吸光系数。长的单色光，可以有不同的吸光系数。定量的依据定量的依据:在稀溶液的条件下，液在稀溶液的条件下，液层层厚度一定厚度一定时时，吸光度和吸光度和浓浓度呈度呈线线性关系，此性关系，此时时吸光系数是斜率，其吸光系数是斜率，其值值越大，灵敏度越高越大，灵敏度越高 。第二十二页，讲稿共八十八页哦（1 1）摩尔吸光系数）摩尔吸光系数：含义：指浓度为含义：指浓度为 1mol/L 1mol/L 的溶液，在液层厚度为的溶液，在液层厚度为1cm1cm时的时的吸光度。

13、吸光度。10104 4 ，为强吸收，为强吸收 10 102 210104 4，为中强吸收，为中强吸收 10102 2，为弱吸收，为弱吸收 （2 2）比吸收系数或称为百分吸收系数，）比吸收系数或称为百分吸收系数，含义：指浓度为含义：指浓度为1 1（w/vw/v）的溶液，用厚度为）的溶液，用厚度为1cm1cm吸收池吸收池时的吸光度时的吸光度 第二十三页，讲稿共八十八页哦例例：氯氯霉霉素素（Mr Mr 323.15323.15）的的水水溶溶液液在在278nm278nm有有最最大大吸吸收收。假假设设用用纯纯品品配配制制100ml100ml含含2.00mg2.00mg的的溶溶液液，以以1.00cm1.0

14、0cm厚厚的的吸吸收收池池在在278nm278nm处处测测得得透透光光率率为为24.324.3。求吸光度求吸光度A A和吸光系数和吸光系数、。解：解：A=-logT=-log0.243=0.614A=-logT=-log0.243=0.614 第二十四页，讲稿共八十八页哦3 3、引起偏离、引起偏离 Lambert-Beer Lambert-Beer 定律的因素定律的因素（1 1）吸收定律本身的局限性）吸收定律本身的局限性 只有在稀溶液中才能成立只有在稀溶液中才能成立（2 2）化学因素）化学因素 溶溶液液中中的的溶溶质质可可因因 c c 的的改改变变而而有有离离解解、缔缔合合、配配位位以以及及与

15、与溶溶剂剂间间的的作作用用等等原原因因而而发发生生偏偏离离 L-BL-B 定律的现象。定律的现象。第二十五页，讲稿共八十八页哦（3 3）仪器因素（非单色光的影响）仪器因素（非单色光的影响）目目前前各各种种方方法法所所得得到到的的入入射射光光是是具具有有一一定定波波长长范范围围的波带，而非单色光的波带，而非单色光 单单色色光光的的纯纯度度愈愈差差，吸吸光光物物质质的的浓浓度度愈愈高高，偏离朗伯偏离朗伯-比耳定律的程度愈严重。比耳定律的程度愈严重。（4 4）其它光学因素）其它光学因素 散射和反射散射和反射 非平行光非平行光第二十六页，讲稿共八十八页哦三、电子跃迁的类型三、电子跃迁的类型 价电子价电

16、子 成键的价电子成键的价电子成键的价电子成键的价电子 电子电子电子电子 饱和的饱和的饱和的饱和的键键 电子电子 不饱和的不饱和的键键 非成键的价电子非成键的价电子非成键的价电子非成键的价电子 n n电子电子轨道轨道 电子围绕原子或分子运动的几率电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同，电子所具有能量不同轨道不同，电子所具有能量不同 基态与激发态：基态与激发态：电子吸收能量，由基态电子吸收能量，由基态激发态激发态预备知识：预备知识：预备知识：预备知识：第二十七页，讲稿共八十八页哦 两两个个氢氢原原子子形形成成一一个个氢氢分分子子时时，两两个个氢氢原原子子上上的的S S电电子子形形成成 键键后后能能

17、量量降降低低了了，成成为为更更稳稳定定的的状状态态成成键键轨轨道道，以以 表表示示 分子外层还有一种更高分子外层还有一种更高的能级存在，称为反键轨道，的能级存在，称为反键轨道，以以*表示表示 成键轨道与反键轨道：成键轨道与反键轨道：n*低低 高高第二十八页，讲稿共八十八页哦外层电子的跃迁类型：外层电子的跃迁类型：1 1、*跃迁跃迁v *的能量差大的能量差大 所需能量高所需能量高 吸收峰在远紫外吸收峰在远紫外(n*n*n*n *200nm200nm以下以下 150150250nm 200nm 200250nm 200nm 200700nm700nm 第三十三页，讲稿共八十八页哦第三节第三节 有机

18、化合物的紫外吸收光谱有机化合物的紫外吸收光谱一、紫外吸收光谱曲线的表示方法一、紫外吸收光谱曲线的表示方法第三十四页，讲稿共八十八页哦二、紫外光谱中常用的光谱术语二、紫外光谱中常用的光谱术语 1 1、发色团和助色团、发色团和助色团 （1 1）生生色色团团（发发色色团团）：具具有有 轨轨道道的的不不饱饱和和官官能能团团称称为为发色团发色团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具具n n 电子和电子和电子的基团电子的基团 产生产生n n*跃迁和跃迁和 *跃迁跃迁 跃迁跃迁E E较低较低v例：例：C CC C；C CO O；C CN N；NNN N 第

19、三十五页，讲稿共八十八页哦注注：当当出出现现几几个个发发色色团团共共轭轭，则则几几个个发发色色团团所所产产生生的的吸吸收收带带将将消消失失，代代之之出出现现新新的的共共轭轭吸吸收收带带，其其波波长长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强第三十六页，讲稿共八十八页哦（2 2）助助色色团团：本本身身无无紫紫外外吸吸收收，但但可可以以使使生生色色团团吸吸收收 峰峰加强同时使吸收峰长移的基团加强同时使吸收峰长移的基团 有机物：连有杂原子的基团有机物：连有杂原子的基团例：例：OHOH，OROR，NHNH2 2 ，NRNR2 2，XX 当当这这些些基基团团单单独独存存

20、在在时时一一般般不不吸吸收收紫紫外外-可可见见区区的的光光辐辐射射。但但当当它它们们与与具具有有轨轨道道的的生生色色基基团团相相结结合合时时，将将使使生生色色团团的的吸吸收收波波长长长长移移（红红移移），且且使使吸吸收收强强度度增增强强（助助色色团团至至少少要有一对与生色团要有一对与生色团 电子作用的孤对电子）电子作用的孤对电子）第三十七页，讲稿共八十八页哦2 2、红移和蓝移、红移和蓝移 由由于于化化合合物物结结构构变变化化（共共轭轭、引引入入助助色色团团取取代代基基）或采用不同溶剂后或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）吸收峰位

21、置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）3 3、增色效应和减色效应、增色效应和减色效应 增色效应：吸收强度增强的效应增色效应：吸收强度增强的效应 减色效应：吸收强度减小的效应减色效应：吸收强度减小的效应 第三十八页，讲稿共八十八页哦4 4、吸收带、吸收带（1 1）R R带：带：由含杂原子的不饱和基团的由含杂原子的不饱和基团的n n*跃迁产生跃迁产生vC CO O；C CN N；NNN N vE E小，小，maxmax250 250 400nm400nm，maxmax100200nm 200nm，maxmax10104 4v共轭体系增长，共轭体系增长，

22、maxmax红移，红移，maxmaxv溶剂极性溶剂极性，对于对于(CH(CHCH)CH)n n maxmax不变不变 对于对于CHCHCCO CCO maxmax红移红移第四十页，讲稿共八十八页哦3 3B B带：带：由由 *跃迁和苯环的振动的重叠引起的产生跃迁和苯环的振动的重叠引起的产生v芳香族化合物的主要特征吸收带芳香族化合物的主要特征吸收带 vmaxmax=254nm=254nm，宽带，具有精细结构；，宽带，具有精细结构；vmaxmax=200=200v极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失第四十一页，讲稿共八十八页哦4 4E E带：带：由

23、苯环环形共轭系统的由苯环环形共轭系统的 *跃迁产生跃迁产生v芳香族化合物的特征吸收带芳香族化合物的特征吸收带 vE E1 1 180nm 180nm maxmax10104 4 （常观察不到）（常观察不到）vE E2 2 200nm 200nm maxmax=7000 =7000 强吸收强吸收v苯环有发色团取代且与苯环共轭时，苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E E2 2带与带与K K带合并带合并 一起红移（长移）一起红移（长移）第四十二页，讲稿共八十八页哦有机化合物结构与紫外信息的关系有机化合物结构与紫外信息的关系（1 1）200-400nm200-400nm 无吸收峰。饱和化合物，单烯。无吸

24、收峰。饱和化合物，单烯。（2 2）270-350 nm270-350 nm有吸收峰（有吸收峰（=10-100=10-100）醛酮）醛酮 n n*跃跃迁产生的迁产生的R R 带。带。（3 3）250-300 nm250-300 nm 有中等强度的吸收峰（有中等强度的吸收峰（=200-2000=200-2000），），芳环的特征芳环的特征 吸收（具有精细解构的吸收（具有精细解构的B B带）。带）。（4 4）200-250 nm200-250 nm有强吸收峰（有强吸收峰（104104），表明含有一个），表明含有一个共轭体系（共轭体系（K K）带。）带。不饱和醛酮：不饱和醛酮：K K带带 230 nm

25、 230 nm，R R 带带 310-330 nm310-330 nm 260nm,300 nm,330 nm 260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，有强吸收峰，3,4,53,4,5个双键的共轭个双键的共轭体系体系。第四十三页，讲稿共八十八页哦第四节第四节 影响紫外光谱的因素影响紫外光谱的因素 1 1溶剂效应：溶剂效应：v对对maxmax影响：影响：n-n-*跃迁：溶剂极性跃迁：溶剂极性，maxmax蓝移蓝移 -*跃迁：溶剂极性跃迁：溶剂极性 ，maxmax红移红移第四十四页，讲稿共八十八页哦对吸收光谱精细结构影响对吸收光谱精细结构影响 溶剂极性溶剂极性，苯环精细结构消苯环精细结构

26、消失失溶剂的选择溶剂的选择极性；极性；纯度高；截止波长纯度高；截止波长 maxmax第四十五页，讲稿共八十八页哦2 2pHpH值的影响：值的影响：影响物质存在形式，影响吸收波长影响物质存在形式，影响吸收波长例：苯胺，以乙醇作溶剂，例：苯胺，以乙醇作溶剂，maxmax为为230nm 230nm 以稀酸作溶剂，以稀酸作溶剂，maxmax为为203nm 203nm 利用溶剂利用溶剂pHpH值不同对光谱的影响，可以测定化合物值不同对光谱的影响，可以测定化合物结构中的酸性或碱性基团结构中的酸性或碱性基团 第四十六页，讲稿共八十八页哦3 3、超共轭效应、超共轭效应 在在共共轭轭体体系系中中，如如果果存存在

27、在烷烷基基取取代代，则则烷烷基基的的C-HC-H键键的的电电子子和和共共轭轭体体系系的的电电子子会会产产生生重重叠叠，使使电电子子活活动动范范围围扩扩大大，跃跃迁迁能能量量降降低低，吸吸收收峰峰波波长长向向长长波波长长方方向移动，这种作用为超共轭效应。向移动，这种作用为超共轭效应。4 4、助色效应、助色效应 助助色色团团和和某某些些生生色色团团相相连连时时，使使吸吸收收波波长长maxmax红红移移，吸吸收收强强度度增增大大，这这种种效效应应称称为为助助色色效效应。应。第四十七页，讲稿共八十八页哦第五节第五节 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计 第四十八页，讲稿共八十八页哦一、光源：提供入射光

28、的装置一、光源：提供入射光的装置 光光源源的的发发光光面面积积应应该该小小，同同时时应应附附有有聚聚光光镜镜把把光光聚聚集集在单色器的进光狭缝。在单色器的进光狭缝。1 1、钨灯、钨灯:作为可见光源，适用范围为作为可见光源，适用范围为350 350 1000nm1000nm2 2、氢灯或氘灯、氢灯或氘灯 作作为为紫紫外外光光源源，是是一一种种气气体体放放电电发发光光的的光光源源，发射发射200200400nm400nm的连续光谱，的连续光谱，第四十九页，讲稿共八十八页哦二、单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件二、单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件第五十页，讲稿共八十八页哦1 1、色散元件、色散元件

29、 功能：把混合光分散为单色光的元件功能：把混合光分散为单色光的元件 棱镜棱镜对不同波长的光折射率不同对不同波长的光折射率不同 分出光波长不等距分出光波长不等距色散元件色散元件 长长 区密，短区密，短 区疏区疏 光栅光栅衍射和干涉衍射和干涉 分出光波长等距分出光波长等距第五十一页，讲稿共八十八页哦2 2、准直镜、准直镜 准直镜是以狭缝为焦点的聚光镜。准直镜是以狭缝为焦点的聚光镜。3 3、狭缝、狭缝 入口狭缝：限制杂散光进入入口狭缝：限制杂散光进入 出口狭缝：使色散后所需波长的光通过。出口狭缝：使色散后所需波长的光通过。狭缝的宽度对分光质量影响：狭缝狭缝的宽度对分光质量影响：狭缝过宽过宽，单色光，

30、单色光不纯不纯；狭缝狭缝太窄太窄，则光通量小，灵敏度降，则光通量小，灵敏度降低低 第五十二页，讲稿共八十八页哦三、吸收池：三、吸收池：玻璃玻璃能吸收能吸收UVUV光，仅适用于可见光区光，仅适用于可见光区 石英石英不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区v要求：要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致）匹配性（对光的吸收和反射应一致）四、检测器：将光信号转变为电信号的装置四、检测器：将光信号转变为电信号的装置 光光电电换换能能器器，是是把把所所接接受受到到的的光光信信号号转转变变成成电电信信号号的元件的元件 常用的有：常用的有：光电管和光电倍增管光电管和光电倍增管 第

31、五十三页，讲稿共八十八页哦1 1、光电管、光电管90V DC直流放大直流放大阴极阴极R-+光束光束e阳极丝（阳极丝（Ni）抽真空抽真空 阴极表面可涂渍不同光敏物质阴极表面可涂渍不同光敏物质 产生的光电流约为硒光电池的产生的光电流约为硒光电池的1/101/10。优点：优点：阻抗大，电流易放大；阻抗大，电流易放大；响应快；应用广。响应快；应用广。缺点：缺点：有微小暗电流（有微小暗电流（Dark Dark currentcurrent，4040K K的放射线激发）。的放射线激发）。第五十四页，讲稿共八十八页哦900V dc90V123456789阳极阳极阴极阴极石英封石英封读出装置读出装置R光电倍增

32、管（光电倍增管（PMT）电路图）电路图优优点点：高高灵灵敏敏度度；响响应应快快；适适于于弱弱光光测测定定，甚甚至至对对单单一光子均可响应。一光子均可响应。缺缺点点：热热发发射射强强，因因此此暗暗电电流流大大，需需冷冷却却（-30-30o oC)C)。不得置于强光不得置于强光(如日光如日光)下，否则可永久损坏下，否则可永久损坏 PMTPMT！2 2、光电倍增管、光电倍增管第五十五页，讲稿共八十八页哦五、显示器五、显示器 光光电电 管管输输出出的的光光电电流流很很小小，需需要要经经过过放放大大后才能以某种方式将测定结果显示出来。后才能以某种方式将测定结果显示出来。常常用用的的显显示示装装置置有有:

33、检检流流计计、曲曲线线扫扫描描、荧荧光光屏显示等，数据工作站。屏显示等，数据工作站。电电表表指指针针、数数字字显显示示、荧荧光光屏屏显显示示等等；显显示示方式：方式：A A、T(%)T(%)、c c 等等第五十六页，讲稿共八十八页哦第六节紫外吸收光谱的应用第六节紫外吸收光谱的应用 一、定性分析一、定性分析 吸收光谱的形状吸收光谱的形状吸收峰的数目吸收峰的数目吸收峰的位置（波长）吸收峰的位置（波长）吸收峰的强度吸收峰的强度相应的吸光系数相应的吸光系数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的特征第五十七页，讲稿共八十八页哦(一）比较吸收光谱法一）比较吸收光谱法 根据化合物吸收光谱的形状

34、、吸收峰的数目、强度、位置根据化合物吸收光谱的形状、吸收峰的数目、强度、位置进行定性分析进行定性分析 待测样品待测样品 相同条件相同条件 样品谱样品谱 标准物质标准物质 标准谱标准谱（二）计算（二）计算 maxmax的经验规律的经验规律第五十八页，讲稿共八十八页哦二、有机化合物分子结构的推断二、有机化合物分子结构的推断 1.1.推测官能团推测官能团 200200280nm 280nm 无吸收无吸收 不含不饱和键，不含苯环，不含不饱和键，不含苯环，可能是饱和化合物可能是饱和化合物 210210250nm 250nm 强吸收强吸收 *，2 2个共轭单位个共轭单位 260260350nm 350nm

35、 强吸收强吸收 *，3535个共轭单位个共轭单位 270270350nm 350nm 弱吸收弱吸收 n n *，无强吸收，无强吸收，孤立含杂原子的双键孤立含杂原子的双键C=O,-NOC=O,-NO2 2,-N=N-,-N=N-260nm260nm（230230270270）中吸收）中吸收 *，有苯环，有苯环第五十九页，讲稿共八十八页哦2 2、异构体的判断、异构体的判断 （1 1）顺反异构体的判断顺反异构体的判断 生色团和助色团处在同一平面上时，才产生最大的生色团和助色团处在同一平面上时，才产生最大的共轭效应。共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小，分子的平面性能由于反式异构体的空间位阻效应小

36、，分子的平面性能较好，共轭效应强。因此，反式异构体的吸收峰波长及较好，共轭效应强。因此，反式异构体的吸收峰波长及强度都大于顺式异构体的吸收峰波长及强度。强度都大于顺式异构体的吸收峰波长及强度。顺式顺式 280nm 13500280nm 13500反式反式 295nm 27000295nm 27000肉桂酸肉桂酸第六十页，讲稿共八十八页哦(2)(2)互变异构体的判断互变异构体的判断例如：乙酰乙酸乙酯就是酮式和烯醇式两种互变异构体例如：乙酰乙酸乙酯就是酮式和烯醇式两种互变异构体：酮式异构体没有共轭体系，在近紫外光区没有强吸收，酮式异构体没有共轭体系，在近紫外光区没有强吸收，只是在为只是在为272n

37、m(为为16)处有弱吸收，是处有弱吸收，是n*跃迁所产跃迁所产生生R吸收带。吸收带。烯醇式异构体有共轭体系，所以在近紫外有强吸收，为烯醇式异构体有共轭体系，所以在近紫外有强吸收，为243nm(为为16000)，是，是*跃迁共轭体系的跃迁共轭体系的K吸收带。吸收带。第六十一页，讲稿共八十八页哦两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系 在极性溶剂如水中在极性溶剂如水中在非极性溶剂如乙烷中，由于形成分子内的氢键在非极性溶剂如乙烷中，由于形成分子内的氢键 第六十二页，讲稿共八十八页哦三、定量分析三、定量分析 应用范围：无机化合物，测定主要在可见光区，应用范围：无机化合物

38、，测定主要在可见光区，大约可测定大约可测定5050多种元素多种元素 有机化合物，主要在紫外区有机化合物，主要在紫外区 1.1.单组分物质的定量分析单组分物质的定量分析 测定条件：测定条件：选择合适的分析波长（选择合适的分析波长（maxmax）A A：0.20.20.80.8 选择适当的参比溶液选择适当的参比溶液第六十三页，讲稿共八十八页哦（1 1）比较法：）比较法：在一定条件下，配制标准溶液和样品溶液，在一定条件下，配制标准溶液和样品溶液，在在maxmax下测下测 A A 标准溶液标准溶液 A As s=C=Cs sL L 被测溶液被测溶液 A Ax x=C=Cx xL L C Cx x=C=

39、Cs sA Ax x/A/As s 注意：注意：Cs Cs 与与 CxCx大致相当大致相当第六十四页，讲稿共八十八页哦（2 2）标准曲线法）标准曲线法A AC CX XA AX Xv配配制制一一系系列列（5 51010）个个不不同同浓浓度度的的标标准准溶溶液液 ，在在适适当当 通通常常为为 maxmax下下，以以适适当当的的空空白白溶溶液液作作参参比比，分别测定分别测定A A，然后作，然后作 A-cA-c 曲线。曲线。v同同条条件件下下测测定定试试样样溶溶液液吸吸光光度度 A Ax x，查查找找对对应应的的 c cx x。第六十五页，讲稿共八十八页哦2.2.多组分物质的定量分析（只讨论多组分物

40、质的定量分析（只讨论2 2组分）组分）在某特定波长下测定在某特定波长下测定 A A总总=A=A1 1+A+A2 2+A+A3 3+吸光度加和性吸光度加和性（1 1）吸收光谱互不重叠）吸收光谱互不重叠在在 1 1处测处测a a组分，组分，b b组分不干扰组分不干扰在在 2 2处测处测b b组分，组分，a a组分不干扰组分不干扰第六十六页，讲稿共八十八页哦(2)(2)第二种情况第二种情况:部分重叠部分重叠v在在 1 1处处a a、b b组分都吸收组分都吸收v在在 2 2处处b b组分吸收，组分吸收，a a组分不干扰组分不干扰A 1a+b=A 1a+A 1b A 2b=E 2 b CbL a b1

41、2第六十七页，讲稿共八十八页哦（3）第三种情况第三种情况:两吸收曲线互相重叠两吸收曲线互相重叠 第一法：解方程组第一法：解方程组 选定两个波长选定两个波长 1 及及 2，测得试液的吸光度，测得试液的吸光度为为 A1和和 A2，则可解方程组求得组分，则可解方程组求得组分a、b 的浓的浓度度ca、cb：在在 1 处：处：在在 2 处处第六十八页，讲稿共八十八页哦第二法：等吸光度双波长（消去）法第二法：等吸光度双波长（消去）法找等吸收度点找等吸收度点第六十九页，讲稿共八十八页哦第七十页，讲稿共八十八页哦四、光度法显色反应条件和测量条件的选择四、光度法显色反应条件和测量条件的选择（一）影响显色反应的因

42、素及反应条件的选择（一）影响显色反应的因素及反应条件的选择1 1、显色反应的选择、显色反应的选择（1 1）选择性好：干扰少或易排除；）选择性好：干扰少或易排除；（2 2）灵灵敏敏度度高高（S S）：尤尤其其是是对对低低含含量量组组分分，一一般选择般选择 ：10104 4 10105 5 L/molcm L/molcm（3 3）有色化合物稳定、组成恒定有色化合物稳定、组成恒定（4 4）有色化合物与显色剂的颜色差别大有色化合物与显色剂的颜色差别大 第七十一页，讲稿共八十八页哦2 2、影响显色反应的因素及反应条件、影响显色反应的因素及反应条件 (1)(1)显色剂的用量显色剂的用量 被测物质与显色剂的

43、反应可用下列一般式表示：被测物质与显色剂的反应可用下列一般式表示：M M 十十 R R MRMR （被测物）（被测物）（显色剂）（显色剂）（有色配合物）（有色配合物）为了使显色反应尽可能完全，一般应加入过量的显色为了使显色反应尽可能完全，一般应加入过量的显色剂。如果配合物稳定度高，而且在一定条件下能保持稳剂。如果配合物稳定度高，而且在一定条件下能保持稳定，显色剂不必大量过量。在分析实践中，由于待测物定，显色剂不必大量过量。在分析实践中，由于待测物质的浓度未知，稍过量的显色剂是必要的。质的浓度未知，稍过量的显色剂是必要的。第七十二页，讲稿共八十八页哦(2)(2)溶液的酸度溶液的酸度酸度对显色剂浓

44、度的影响酸度对显色剂浓度的影响 所用的显色剂不少是有机弱酸（以所用的显色剂不少是有机弱酸（以HRHR表示），表示），酸度提高则平衡倾向于生成酸度提高则平衡倾向于生成HRHR，使，使R R的实际浓度的实际浓度降低，不利于显色反应的进行。因此。显色降低，不利于显色反应的进行。因此。显色时溶液的酸度不能高于某一限度。此外，在时溶液的酸度不能高于某一限度。此外，在不同的酸度下，不同的酸度下，R R的浓度不同，有时可引起有色的浓度不同，有时可引起有色配合物配位数的改变。配合物配位数的改变。第七十三页，讲稿共八十八页哦 酸度对被测离子形态的影响酸度对被测离子形态的影响 当被测离子是容易水解的金属离子时，若

45、当被测离子是容易水解的金属离子时，若酸度低于某一限度，被测离子形成羟基配合酸度低于某一限度，被测离子形成羟基配合物、多核羟基配合物、碱式盐或氢氧化物沉物、多核羟基配合物、碱式盐或氢氧化物沉淀，不利于光度分析。淀，不利于光度分析。第七十四页，讲稿共八十八页哦对显色剂颜色的影响对显色剂颜色的影响 许多有机显色剂具有酸碱指示剂的性质，随着许多有机显色剂具有酸碱指示剂的性质，随着pHpH的改变，的改变，显出不同的颜色，在选择酸度时必须考虑这种情况。例如显出不同的颜色，在选择酸度时必须考虑这种情况。例如 H2R H+HR HR2-（黄色）（橙色）（红色）pH6.9pH12.4第七十五页，讲稿共八十八页哦

46、(3)(3)显色时间显色时间 有些显色反应能瞬间完成，且有色化合物有些显色反应能瞬间完成，且有色化合物的颜色很快达到稳定状态，在较长时间内保持的颜色很快达到稳定状态，在较长时间内保持不变不变 有些显色反应虽能迅速完成，但由于空气有些显色反应虽能迅速完成，但由于空气的氧化、光的照射或其他原因使有色化合物的的氧化、光的照射或其他原因使有色化合物的颜色逐渐减退颜色逐渐减退 有些显色反应需要一定时间才能完成有些显色反应需要一定时间才能完成 第七十六页，讲稿共八十八页哦(4)(4)显色温度显色温度 对显色反应速度的影响。反应速度常随温度的升对显色反应速度的影响。反应速度常随温度的升高而加快。高而加快。由

47、于温度的升高可能导致某些有色配合物发生分解或由于温度的升高可能导致某些有色配合物发生分解或氧化还原反应，因而会氧化还原反应，因而会 使有色配合物破坏而不利于光使有色配合物破坏而不利于光度测定。度测定。第七十七页，讲稿共八十八页哦 温度升高会引起有色配合物离解度的增大，使其稳温度升高会引起有色配合物离解度的增大，使其稳定性降低而导致吸光度下降。定性降低而导致吸光度下降。温度变化会使有色配合物的摩尔吸光系数改变，从而温度变化会使有色配合物的摩尔吸光系数改变，从而使吸光度发生改变。使吸光度发生改变。在分析实践中，并不是每一显色反应都同时存在在分析实践中，并不是每一显色反应都同时存在上述四个方面的影响

48、。通过绘制吸光度一温度曲线上述四个方面的影响。通过绘制吸光度一温度曲线可以确定反应的适宜温度。可以确定反应的适宜温度。第七十八页，讲稿共八十八页哦（5 5）溶剂）溶剂 通常，水溶性有色配合物因加入适当有通常，水溶性有色配合物因加入适当有机溶剂，使溶液的介电常数降低，使配合物机溶剂，使溶液的介电常数降低，使配合物离解度减小，或稳定性增大。有时，可增大离解度减小，或稳定性增大。有时，可增大速度速度第七十九页，讲稿共八十八页哦（二）分光光度法测量误差及实验条件的选择（二）分光光度法测量误差及实验条件的选择 误差可能来自光源的电压不稳定，光电元件灵敏度的变化误差可能来自光源的电压不稳定，光电元件灵敏度

49、的变化和仪器刻度读数不准确等。和仪器刻度读数不准确等。如果测量时透光率读数的绝对误差是如果测量时透光率读数的绝对误差是TT，对于同一，对于同一台仪器，它基本上是常数。但由于吸光度与透光率之间台仪器，它基本上是常数。但由于吸光度与透光率之间是负对数关系，在不同是负对数关系，在不同A A值时，同样的值时，同样的TT的读数误差所的读数误差所引起的吸光度的绝对误差引起的吸光度的绝对误差AA是不同的。是不同的。A A值越大，由值越大，由TT引起的引起的AA也越大。也越大。第八十页，讲稿共八十八页哦 设设 当当 T T =0.010.01时时 ，不不同同 T%T%时时所所对对应应的的 c/cc/c 可从相

50、关表查得：可从相关表查得：当当 T%T%=36.8%=36.8%即即 A A=0.434=0.434时，时，c/c c/c 最小；最小；当当 T%T%在在 15-65%15-65%之之间间 即即 A A 在在0.2 0.2 0.80.8范范围围内内，c/c c/c 较小。较小。实际测定时：可通过控制溶液的实际测定时：可通过控制溶液的 c c 及及 b b 使使 A A 在在 0.2 0.2 0.8 0.8 范围内。范围内。第八十一页，讲稿共八十八页哦2 2、测量波长选择、测量波长选择 入射光的波长对测定结果的灵敏度和准入射光的波长对测定结果的灵敏度和准确度都有很大的影响。确度都有很大的影响。选