紫外可见分光光度法的原理及应用精品文稿.ppt

紫外可见分光光度法的原理及应用第1页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理 物质对光的选择吸收物质对光的选择吸收 当一束光照射到某种物质的固态物或溶液上时，一部分光会被当一束光照射到某种物质的固态物或溶液上时，一部分光会被吸吸收收或被或被反射反射，不同的物质对于照射它们的光束的吸收程度是不，不同的物质对于照射它们的光束的吸收程度是不同的，对某个波长的光吸收强烈，对另外波长的光吸收很小或同的，对某个波长的光吸收强烈，对另外波长的光吸收很小或不吸收，我们把这种现象称为光的选择吸收。不吸收，我们把这种现象称为光的选择吸收。一切物质都会对可见和不可见光中的某些波长的光进行吸一切物质都会对可见和不可见光中的某些波长的光进行吸收。收。物质呈现各种各样颜色，就是它们对可见光物质呈现各种各样颜色，就是它们对可见光中某些特定波长的光线选择吸收的结果。中某些特定波长的光线选择吸收的结果。第2页，本讲稿共23页 物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的光。我们可以利用测量物质对某种波长的光的吸收来了解物质光。我们可以利用测量物质对某种波长的光的吸收来了解物质的结构特性。的结构特性。用经过分光后的不同波长的光依次透过该物质，通过测量物质对用经过分光后的不同波长的光依次透过该物质，通过测量物质对不同波长的光的吸收程度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵不同波长的光的吸收程度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，就可以得到该物质在测量波长范围内的吸收曲线。这种曲坐标作图，就可以得到该物质在测量波长范围内的吸收曲线。这种曲线体现了物质对不同波长的光的吸收能力，称为吸收光谱。线体现了物质对不同波长的光的吸收能力，称为吸收光谱。紫外紫外-可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理 入射光入射光透射光透射光 不同波长光不同波长光检测器检测器吸收光谱吸收光谱 第3页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理-定性分析定性分析 不同结构的物质吸收光谱也不同，这是对物质进行定性分析的不同结构的物质吸收光谱也不同，这是对物质进行定性分析的基础：通过检测吸收光谱来比对鉴定分析物质。基础：通过检测吸收光谱来比对鉴定分析物质。波长范围波长范围 吸吸光光度度利用标准物质定性分析利用标准物质定性分析 在相同条件下，测定未知物的吸在相同条件下，测定未知物的吸收光谱，与标准物的吸收光谱进行比收光谱，与标准物的吸收光谱进行比较，如果两吸收光谱的形状和吸收峰较，如果两吸收光谱的形状和吸收峰的数目、位置、拐点等完全一致，就的数目、位置、拐点等完全一致，就可初步判定未知物与标准物是同一种可初步判定未知物与标准物是同一种物质。物质。紫外紫外-可见分光光度法是利用物质对光的吸收光谱，对物质可见分光光度法是利用物质对光的吸收光谱，对物质进行定性分析或定量分析的方法。进行定性分析或定量分析的方法。按所吸收光的波长区域不按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外-可见分光光度法。可见分光光度法。第4页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理-定量分析定量分析 Lambert Beer Lambert Beer 光光光光吸收定律：吸收定律：吸收定律：吸收定律：当一束平行单色光通过均匀的当一束平行单色光通过均匀的当一束平行单色光通过均匀的当一束平行单色光通过均匀的样品时，其吸光度与吸光组分的浓度、吸收池的厚度乘积成样品时，其吸光度与吸光组分的浓度、吸收池的厚度乘积成样品时，其吸光度与吸光组分的浓度、吸收池的厚度乘积成样品时，其吸光度与吸光组分的浓度、吸收池的厚度乘积成正正正正比比比比.入射光入射光 I0透射光透射光 ItLC吸收系数吸收系数第5页，本讲稿共23页吸光系数 v1定义v一定条件下，吸光物质在单位浓度及单位液层厚度时的吸光度，叫这个物质的吸光系数。v2两种表示方法v(1)摩尔吸光系数()：一定波长下，吸光物质的溶液浓度为1mol/L，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。v(2)百分吸光系数()：一定波长下，吸光物质的溶液浓度为1g/100ml(1%)，液层厚度为1cm时，溶液的吸光度。第6页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理-定量分析定量分析 波长范围波长范围 吸吸光光度度最大吸收波长最大吸收波长 利用标准曲线法定量分析利用标准曲线法定量分析 在一定波长（在一定波长（maxmax）下测定某物质的标准系列溶液的吸光度）下测定某物质的标准系列溶液的吸光度作标准曲线，然后测定样品溶液的吸光度值，由标准曲线求得样作标准曲线，然后测定样品溶液的吸光度值，由标准曲线求得样品溶液的浓度或含量。品溶液的浓度或含量。0 1.0 2.0 3.0 4.0 c(mg/mL)。0.800.600.400.200.00Axcx第7页，本讲稿共23页测定步骤 首先配制一系列被测物的标准溶液，测其吸光度，绘出A-c工作曲线；在相同条件下，测出被测物的吸光度Ax;根据Ax的值在工作曲线上查处cx的大小。适用范围 大批重复试样的分析。标准曲线法标准曲线法(工作曲线法工作曲线法)第8页，本讲稿共23页未知物的吸光度未知物的浓度第9页，本讲稿共23页根据根据 Lambert-Beer定律，以该物质吸收光谱图中的定律，以该物质吸收光谱图中的max为入射为入射光，首先配制一个与被测溶液浓度相近的标准溶液光，首先配制一个与被测溶液浓度相近的标准溶液cs，测其，测其As，再将样品溶液推入光路，测其再将样品溶液推入光路，测其Ax，则试样溶液的浓度，则试样溶液的浓度cx为：为：此法适于非经常性的分析工作，准确度不如标准曲线法。此法适于非经常性的分析工作，准确度不如标准曲线法。紫外可见分光光度法的定量方法分光光度法的定量方法单一组分的测定单一组分的测定 （1 1）标准对照法）标准对照法第10页，本讲稿共23页*例：例：维生素维生素B12的含量测定精密吸取的含量测定精密吸取B12注射液注射液2.50mL，加水，加水稀释至稀释至10.00mL；另配制对照液，精密称定对照品；另配制对照液，精密称定对照品25.00mg，加水稀释，加水稀释至至1000mL。在。在361nm处，用处，用1cm吸收池，分别测定吸光度为吸收池，分别测定吸光度为0.508和和0.518，求，求B12注射液注射液的浓度（单位注射液注射液的浓度（单位ug/mL)1 1）对照法）对照法）对照法）对照法 第11页，本讲稿共23页2.吸收系数法吸收系数法C=A/E1%L当其为百分吸收系数E1%时第12页，本讲稿共23页吸光度的测量：紫外吸光度的测量：紫外-可见分光光度计可见分光光度计 0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示第13页，本讲稿共23页第14页，本讲稿共23页 在紫外可见分光光度计中，常用的光源有两类：可在紫外可见分光光度计中，常用的光源有两类：可见光光源，如钨灯和卤钨灯；紫外光源，如氢灯和氘见光光源，如钨灯和卤钨灯；紫外光源，如氢灯和氘灯。灯。1 1 光源光源 紫外紫外-可见分光光度计的组成可见分光光度计的组成 根据测定时所选用的光源：根据测定时所选用的光源：可见分光光度法可见分光光度法(400 800nm)紫外分光光度法紫外分光光度法(200 400 nm)红外分光光度法红外分光光度法(800nm 50 m)氙灯氙灯氢灯氢灯钨灯钨灯第15页，本讲稿共23页 单色器以棱镜或光栅分光，提供单色光。单色器以棱镜或光栅分光，提供单色光。2 2 单色器单色器入射狭缝入射狭缝准直透镜准直透镜棱镜棱镜聚焦透镜聚焦透镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 500400第16页，本讲稿共23页3吸收池吸收池吸收池也称比色皿，用于盛放参比溶液或待测溶液。它是由无色透明、耐腐蚀、化学性质相同、它是由无色透明、耐腐蚀、化学性质相同、厚度相等的玻璃制成的，按其厚度分为厚度相等的玻璃制成的，按其厚度分为0.5 cm，1 cm，2 cm，3 cm和和5 cm。在可见光区测量吸。在可见光区测量吸光度时使用玻璃吸收池，紫外区则使用石英吸收光度时使用玻璃吸收池，紫外区则使用石英吸收池。使用比色皿时应注意保持清洁、透明，避免池。使用比色皿时应注意保持清洁、透明，避免磨损透光面。磨损透光面。第17页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度计的组成可见分光光度计的组成 4 4 检测器检测器 检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为电信号。现今使用的分光光度计大多采用光电管或电信号。现今使用的分光光度计大多采用光电管或光电倍增管作为检测器。光电倍增管作为检测器。5 5 信号显示系统信号显示系统 常用的信号显示装置有自动记录和数字显示装置常用的信号显示装置有自动记录和数字显示装置等。等。第18页，本讲稿共23页仪器仪器 可见分光光度计第19页，本讲稿共23页仪器仪器 紫外-可见分光光度计第20页，本讲稿共23页优点：优点：灵敏度高,主要用于微量分析；准确度高,浓度测量相对误差仅有13%；操作简便、迅速，所需设备并不复杂；应用广泛。缺点：缺点：仅适合微量分析；所需仪器相对昂贵。紫外分光光度法的优缺点紫外分光光度法的优缺点第21页，本讲稿共23页11.定性分析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2纯度的鉴定 用紫外吸收光谱确定试样的纯度是比较方便的。如果一化合物在紫外区没有吸收峰，而其杂质有较强吸收，就可方便的检出该化合物中的痕量杂质。3结构分析 紫外-可见吸收光谱一般不用于化合物的结构分析，但利用紫外吸收光谱鉴定化合物中的共轭结构和芳环结构还是有一定价值。应用22第22页，本讲稿共23页紫外紫外-可见分光光度法的应用范围可见分光光度法的应用范围 几乎所有的无机元素和在紫外及可见光区有特征吸收的有机物或有机化合物都能几乎所有的无机元素和在紫外及可见光区有特征吸收的有机物或有机化合物都能用紫外用紫外/可见分光光度法进行测定。目前，紫外可见分光光度计已成为全世可见分光光度法进行测定。目前，紫外可见分光光度计已成为全世界历史最悠久、使用最多、覆盖面最广的常规分析仪器。界历史最悠久、使用最多、覆盖面最广的常规分析仪器。第23页，本讲稿共23页