UVVis原理及应用概述教案.pptx

会计学1UVVis原理及应用概述原理及应用概述主要内容主要内容n n紫外紫外紫外紫外-可见分光光度法的基本原理可见分光光度法的基本原理可见分光光度法的基本原理可见分光光度法的基本原理n n定量分析依据：定量分析依据：定量分析依据：定量分析依据：Lambert-BeerLambert-Beer定律定律定律定律n n定性和定量分析定性和定量分析定性和定量分析定性和定量分析第1页/共139页 又称紫外可见分子吸收光谱法，它是利用某些物又称紫外可见分子吸收光谱法，它是利用某些物又称紫外可见分子吸收光谱法，它是利用某些物又称紫外可见分子吸收光谱法，它是利用某些物质的分子吸收质的分子吸收质的分子吸收质的分子吸收200 800 nm200 800 nm光谱区的辐射来进行分光谱区的辐射来进行分光谱区的辐射来进行分光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种产生于析测定的方法。这种产生于析测定的方法。这种产生于析测定的方法。这种产生于分子价电子分子价电子分子价电子分子价电子在在在在电子电子电子电子能级间的跃迁能级间的跃迁能级间的跃迁能级间的跃迁的光谱，广泛用于无机和有机物的光谱，广泛用于无机和有机物的光谱，广泛用于无机和有机物的光谱，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。质的定性和定量测定。质的定性和定量测定。质的定性和定量测定。（近）紫外光区：（近）紫外光区：（近）紫外光区：（近）紫外光区：200200400nm400nm 可见光区：可见光区：可见光区：可见光区：400400800nm800nm紫外-可见分光光度法（Ultraviolet-visible spectrophotometry,UV-Vis）第2页/共139页紫外紫外紫外紫外-可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点1 1）与其它光谱分析方法相比，其仪器设备与其它光谱分析方法相比，其仪器设备与其它光谱分析方法相比，其仪器设备与其它光谱分析方法相比，其仪器设备和操作都比较和操作都比较和操作都比较和操作都比较简单简单简单简单，费用少，分析速度，费用少，分析速度，费用少，分析速度，费用少，分析速度快快快快;2 2）灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高（1010-4-41010-7-7g/mlg/ml）3 3）选择性好选择性好选择性好选择性好;4 4）精密度和准确度较高）精密度和准确度较高）精密度和准确度较高）精密度和准确度较高;5 5）用途广泛）用途广泛）用途广泛）用途广泛第3页/共139页1 基本原理基本原理 n nUV-VisUV-Vis的产生的产生的产生的产生n n电子跃迁主要类型电子跃迁主要类型电子跃迁主要类型电子跃迁主要类型n n常用术语常用术语常用术语常用术语n n吸收带吸收带吸收带吸收带第4页/共139页1.紫外可见吸收光谱的产生紫外可见吸收光谱的产生电子能级电子能级振动能级振动能级转动能级转动能级分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图BA第5页/共139页吸收辐射能后：吸收辐射能后：吸收辐射能后：吸收辐射能后：E=E=E Ee e+E Ev v+E Er rn nUV-VisUV-Vis光谱是光谱是光谱是光谱是由分子外层电子跃迁所产生由分子外层电子跃迁所产生由分子外层电子跃迁所产生由分子外层电子跃迁所产生的，属于的，属于的，属于的，属于电子光谱电子光谱电子光谱电子光谱。同时，还伴有分子内。同时，还伴有分子内。同时，还伴有分子内。同时，还伴有分子内部振动能级和转动能级的跃迁，从而使谱部振动能级和转动能级的跃迁，从而使谱部振动能级和转动能级的跃迁，从而使谱部振动能级和转动能级的跃迁，从而使谱带变宽。因此，带变宽。因此，带变宽。因此，带变宽。因此，UV-VisUV-Vis光谱是光谱是光谱是光谱是带状光谱带状光谱带状光谱带状光谱。第6页/共139页2.电子跃迁主要类型电子跃迁主要类型 按照价电子性质不同讨论不同的紫外按照价电子性质不同讨论不同的紫外按照价电子性质不同讨论不同的紫外按照价电子性质不同讨论不同的紫外-可可可可见吸收光谱。见吸收光谱。见吸收光谱。见吸收光谱。以甲醛分子为例：以甲醛分子为例：以甲醛分子为例：以甲醛分子为例：存在存在存在存在 电子，电子，电子，电子，电子，电子，电子，电子，n n（p p）电子。电子。电子。电子。第7页/共139页分子轨道理论：分子轨道理论：分子轨道理论：分子轨道理论：成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道 成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道 n n 非键轨道非键轨道非键轨道非键轨道*反键轨道反键轨道反键轨道反键轨道*10(104 4)。含有。含有。含有。含有不饱和不饱和不饱和不饱和基团基团基团基团的有机物都会产生此跃迁。如乙烯（蒸气）的有机物都会产生此跃迁。如乙烯（蒸气）的有机物都会产生此跃迁。如乙烯（蒸气）的有机物都会产生此跃迁。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长的最大吸收波长的最大吸收波长的最大吸收波长 maxmax为为为为162162 nmnm。分子中若有分子中若有分子中若有分子中若有共轭共轭共轭共轭双键，跃迁所需双键，跃迁所需双键，跃迁所需双键，跃迁所需能量降低，能量降低，能量降低，能量降低，maxmax 增加增加增加增加；共轭系统越长，跃迁所需能量越低，；共轭系统越长，跃迁所需能量越低，；共轭系统越长，跃迁所需能量越低，；共轭系统越长，跃迁所需能量越低，maxmax 增加到增加到增加到增加到210nm210nm以上。以上。以上。以上。第10页/共139页2.3 2.3 n*n*跃迁跃迁跃迁跃迁 此跃迁所需此跃迁所需此跃迁所需此跃迁所需能量最小能量最小能量最小能量最小，辐射，辐射，辐射，辐射波长最长波长最长波长最长波长最长，吸，吸，吸，吸收峰一般都在近紫外区，甚至在可见区。收峰一般都在近紫外区，甚至在可见区。收峰一般都在近紫外区，甚至在可见区。收峰一般都在近紫外区，甚至在可见区。它是它是它是它是含杂原子的不饱和基团含杂原子的不饱和基团含杂原子的不饱和基团含杂原子的不饱和基团如羰基、硝基如羰基、硝基如羰基、硝基如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是是是是吸收强度弱吸收强度弱吸收强度弱吸收强度弱(在在在在10 10 100100之间之间之间之间)，属于禁，属于禁，属于禁，属于禁阻跃迁。阻跃迁。阻跃迁。阻跃迁。第11页/共139页2.4 2.4 n*n*跃迁跃迁跃迁跃迁 此跃迁所需此跃迁所需此跃迁所需此跃迁所需能量比较低能量比较低能量比较低能量比较低，吸收峰一般在，吸收峰一般在，吸收峰一般在，吸收峰一般在200nm200nm附近附近附近附近，落于远紫外光，落于远紫外光，落于远紫外光，落于远紫外光区和近紫外光区。具有区和近紫外光区。具有区和近紫外光区。具有区和近紫外光区。具有未共享电子对未共享电子对未共享电子对未共享电子对的一些取代基的饱和有机物的一些取代基的饱和有机物的一些取代基的饱和有机物的一些取代基的饱和有机物都会产生此跃迁。如都会产生此跃迁。如都会产生此跃迁。如都会产生此跃迁。如CHCH3 3OHOH和和和和CHCH3 3NHNH2 2的的的的n n*跃迁产生的吸收分跃迁产生的吸收分跃迁产生的吸收分跃迁产生的吸收分别为别为别为别为183nm183nm和和和和213nm213nm。第12页/共139页2.5 2.5 电荷迁移电荷迁移电荷迁移电荷迁移跃迁跃迁跃迁跃迁 所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时，所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时，电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁。因电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁。因此，电荷迁移跃迁实质是一个内氧化此，电荷迁移跃迁实质是一个内氧化-还原的过程，还原的过程，而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。如如 苯苯酰基取代物在光作用下的异构反应。酰基取代物在光作用下的异构反应。电荷迁移吸收电荷迁移吸收带的谱带较宽，带的谱带较宽，吸收强度较大（吸收强度较大（maxmax10104 4）。）。第13页/共139页 配位场跃迁包括配位场跃迁包括d-d d-d 跃迁和跃迁和f-f f-f 跃迁。由于这两类跃跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。称为配位场跃迁。吸收峰强烈受配位环境的影响。吸收峰强烈受配位环境的影响。例如例如 CuCu2+2+以水为配位体，吸收峰在以水为配位体，吸收峰在794nm794nm处，而以氨处，而以氨为配位体，吸收峰在为配位体，吸收峰在663nm663nm处。处。此类光谱吸收强度弱，较少用于定量分析。此类光谱吸收强度弱，较少用于定量分析。2.6 2.6 配位场跃迁配位场跃迁配位场跃迁配位场跃迁第14页/共139页电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同，电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同，电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同，电子跃迁类型不同，实际跃迁需要的能量不同，吸收能量的次序为：吸收能量的次序为：吸收能量的次序为：吸收能量的次序为：*nn*nn*150nm150nm n n*200nm200nm *200nm200nm n n*300nm300nm第15页/共139页常见电子跃迁所处的波长范围及强度第16页/共139页实例实例实例实例n n下列结构中所需能量最低和最高的跃迁类下列结构中所需能量最低和最高的跃迁类下列结构中所需能量最低和最高的跃迁类下列结构中所需能量最低和最高的跃迁类型？型？型？型？CHCH2 2=CHCH=CH=CHCH=CH2 2 CH CH3 3-CH=CH-CHO-CH=CH-CHO第17页/共139页3.常用术语常用术语3.1 3.1 发色团发色团发色团发色团 分子中能分子中能分子中能分子中能吸收紫外光或可见光的结构吸收紫外光或可见光的结构吸收紫外光或可见光的结构吸收紫外光或可见光的结构系统叫系统叫系统叫系统叫做发色团或生色团。象做发色团或生色团。象做发色团或生色团。象做发色团或生色团。象C=CC=C、C=OC=O、CCCC等都是发色团。等都是发色团。等都是发色团。等都是发色团。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。发色团的结构不同，电子跃迁类型也不同。一般有一般有一般有一般有*或或或或nn*跃迁。跃迁。跃迁。跃迁。第18页/共139页常见生色团的吸收光谱常见生色团的吸收光谱常见生色团的吸收光谱常见生色团的吸收光谱第19页/共139页 有些原子或基团，本身不能吸收波长大于200nm的光波，但它与一定的发色团相连时，则可使发色团所产生的吸收峰向长波长方向移动，并使吸收强度增加，这样的原子或基团叫做助色团。一般指带有非键电子对的基团，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I等。3.2 助色团第20页/共139页 某些有机化合物因反应引入含有未共享电子某些有机化合物因反应引入含有未共享电子某些有机化合物因反应引入含有未共享电子某些有机化合物因反应引入含有未共享电子对的基团使对的基团使对的基团使对的基团使吸收峰向长波长移动吸收峰向长波长移动吸收峰向长波长移动吸收峰向长波长移动的现象称为的现象称为的现象称为的现象称为长移或长移或长移或长移或红移红移红移红移（red shiftred shift）；相反，使）；相反，使）；相反，使）；相反，使吸收峰吸收峰吸收峰吸收峰向短波长移动向短波长移动向短波长移动向短波长移动的现象称为短移或的现象称为短移或的现象称为短移或的现象称为短移或蓝移蓝移蓝移蓝移（紫移）（紫移）（紫移）（紫移）（blue shiftblue shift）。）。）。）。3.3 蓝移和红移第21页/共139页 使使使使吸收强度增加吸收强度增加吸收强度增加吸收强度增加的现象称为的现象称为的现象称为的现象称为浓色效应浓色效应浓色效应浓色效应或增色或增色或增色或增色效应（效应（效应（效应（hyperchromic effecthyperchromic effect）；使）；使）；使）；使吸收强度吸收强度吸收强度吸收强度降低降低降低降低的现象称为的现象称为的现象称为的现象称为淡色效应淡色效应淡色效应淡色效应或减色效应或减色效应或减色效应或减色效应（hypochromic effecthypochromic effect）。）。）。）。3.4 浓色效应和淡色效应第22页/共139页 又称吸收曲线，以又称吸收曲线，以又称吸收曲线，以又称吸收曲线，以波长波长波长波长（nmnm）为横坐标）为横坐标）为横坐标）为横坐标，以，以，以，以吸光吸光吸光吸光度度度度A A或吸收系数或吸收系数或吸收系数或吸收系数 为纵坐标为纵坐标为纵坐标为纵坐标。光谱曲线中最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁光谱曲线中最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁光谱曲线中最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁光谱曲线中最大吸收峰所对应的波长相当于跃迁时所吸收光线的波长称为时所吸收光线的波长称为时所吸收光线的波长称为时所吸收光线的波长称为 maxmax。和。和。和。和 maxmax相应的摩尔相应的摩尔相应的摩尔相应的摩尔吸收系数为吸收系数为吸收系数为吸收系数为 maxmax。maxmax10104 4的吸收峰为强带。的吸收峰为强带。的吸收峰为强带。的吸收峰为强带。maxmax10270nm270nm 跃迁的几率小，跃迁的几率小，跃迁的几率小，跃迁的几率小，吸收强度弱，吸收强度弱，吸收强度弱，吸收强度弱，10010104 4第29页/共139页 CH CH2 2=CHCH=CH=CHCH=CH2 2 maxmax=217nm =217nm maxmax=10=104 4 CH CH3 3-CH=CH-CHO-CH=CH-CHO maxmax=217.5nm=217.5nm maxmax=1.5 10=1.5 104 4 在芳香环上如有发色团取代时，也会出现在芳香环上如有发色团取代时，也会出现在芳香环上如有发色团取代时，也会出现在芳香环上如有发色团取代时，也会出现KK带。带。带。带。苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯 maxmax=248nm=248nm；maxmax=1.4 10=1.4 104 4 ；KK带带带带 苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛 maxmax=249nm=249nm；maxmax=1.1 10=1.1 104 4；KK带带带带 第30页/共139页取自德文：取自德文：取自德文：取自德文：benzenoid bandbenzenoid band（苯型谱带）。它是（苯型谱带）。它是（苯型谱带）。它是（苯型谱带）。它是芳芳芳芳香族化合物香族化合物香族化合物香族化合物的特征吸收带。是由苯环本身的振的特征吸收带。是由苯环本身的振的特征吸收带。是由苯环本身的振的特征吸收带。是由苯环本身的振动及闭合环状共轭双键动及闭合环状共轭双键动及闭合环状共轭双键动及闭合环状共轭双键*跃迁而产生的吸跃迁而产生的吸跃迁而产生的吸跃迁而产生的吸收带，又称苯的多重吸收。收带，又称苯的多重吸收。收带，又称苯的多重吸收。收带，又称苯的多重吸收。4.3 B4.3 B带带带带第31页/共139页特点特点特点特点：在在在在230230270nm270nm呈现一宽峰，呈现一宽峰，呈现一宽峰，呈现一宽峰，中心中心中心中心 maxmax =256nm=256nm，且具有精细结构（在极性溶剂中测，且具有精细结构（在极性溶剂中测，且具有精细结构（在极性溶剂中测，且具有精细结构（在极性溶剂中测定或苯定或苯定或苯定或苯 环上有取代基时，精细结构消失）环上有取代基时，精细结构消失）环上有取代基时，精细结构消失）环上有取代基时，精细结构消失）是是是是弱吸收弱吸收弱吸收弱吸收,maxmax =220=2204.3 B4.3 B带带带带第32页/共139页苯蒸气的吸收曲线苯蒸气的吸收曲线苯蒸气的吸收曲线苯蒸气的吸收曲线第33页/共139页取自德文：取自德文：取自德文：取自德文：ethylenic bandethylenic band（乙烯型谱带）。它是（乙烯型谱带）。它是（乙烯型谱带）。它是（乙烯型谱带）。它是芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物芳香族化合物的另的另的另的另一特征吸收带。一特征吸收带。一特征吸收带。一特征吸收带。E E带可分为带可分为带可分为带可分为E E1 1及及及及E E2 2两个吸收带，二者可以分别看两个吸收带，二者可以分别看两个吸收带，二者可以分别看两个吸收带，二者可以分别看成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的，也属成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的，也属成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的，也属成是苯环中的乙烯键和共轭乙烯键所引起的，也属*跃迁。跃迁。跃迁。跃迁。4.4 E4.4 E带带带带第34页/共139页 E E1 1带：带：带：带：maxmax 184nm 184nm左右，强吸收，左右，强吸收，左右，强吸收，左右，强吸收，4.7104.7104 4 ，由苯环内乙烯键上的由苯环内乙烯键上的由苯环内乙烯键上的由苯环内乙烯键上的 电子被激发所致。电子被激发所致。电子被激发所致。电子被激发所致。E E2 2带带带带：maxmax 203nm 203nm处，处，处，处，中强吸收中强吸收中强吸收中强吸收，7107103 3 ，由苯环的共轭二烯所引起。当苯环上有发色由苯环的共轭二烯所引起。当苯环上有发色由苯环的共轭二烯所引起。当苯环上有发色由苯环的共轭二烯所引起。当苯环上有发色团取代且与苯环团取代且与苯环团取代且与苯环团取代且与苯环共轭共轭共轭共轭时时时时 ，E E2 2带常与带常与带常与带常与KK带合并带合并带合并带合并，同时吸收峰向长波移动。同时吸收峰向长波移动。同时吸收峰向长波移动。同时吸收峰向长波移动。第35页/共139页例：苯乙酮的三个吸收峰为例：苯乙酮的三个吸收峰为例：苯乙酮的三个吸收峰为例：苯乙酮的三个吸收峰为KK（E E2 2）带：）带：）带：）带：maxmax=240nm=240nm，=1.31.310104 4B B带：带：带：带：maxmax=278nm=278nm，=1100 1100 R R带：带：带：带：maxmax=319nm=319nm，=50=50第36页/共139页苯乙酮的紫外吸收光谱（溶剂：正庚烷）苯乙酮的紫外吸收光谱（溶剂：正庚烷）苯乙酮的紫外吸收光谱（溶剂：正庚烷）苯乙酮的紫外吸收光谱（溶剂：正庚烷）第37页/共139页 Lambert-Beer Lambert-Beer定律是物质对光吸收的基本定律是物质对光吸收的基本定律是物质对光吸收的基本定律是物质对光吸收的基本定律，是分光光度法定量分析的依据和基定律，是分光光度法定量分析的依据和基定律，是分光光度法定量分析的依据和基定律，是分光光度法定量分析的依据和基础。础。础。础。n nLambert-BeerLambert-Beer定律定律定律定律n n吸光系数吸光系数吸光系数吸光系数n n光度法的误差光度法的误差光度法的误差光度法的误差2 Lambert-Beer定律定律第38页/共139页1.吸光度和透光率吸光度和透光率物质对光的吸收程度：物质对光的吸收程度：物质对光的吸收程度：物质对光的吸收程度：透光率透光率透光率透光率：透光率为透过光的强度：透光率为透过光的强度：透光率为透过光的强度：透光率为透过光的强度I It t与入射光强与入射光强与入射光强与入射光强度度度度I I0 0之比，用之比，用之比，用之比，用T T（）（）（）（）表示：表示：表示：表示：即即即即 T=IT=It t/I/I0 0吸光度吸光度吸光度吸光度:为透光率倒数的对数，用为透光率倒数的对数，用为透光率倒数的对数，用为透光率倒数的对数，用A A表示：表示：表示：表示：即即即即 A=lg1/TA=lg1/T=lg=lg I I0 0/I It t第39页/共139页1.吸光度和透光率吸光度和透光率第40页/共139页n nLambertLambert：、c c一定时：一定时：一定时：一定时：A Al ln nBeerBeer：、l l一定时：一定时：一定时：一定时：A Ac cn n合并两式：合并两式：合并两式：合并两式：A A l l c c（c c为吸光物质浓度，为吸光物质浓度，为吸光物质浓度，为吸光物质浓度，l l为透光液层厚度）为透光液层厚度）为透光液层厚度）为透光液层厚度）Lambert-BeerLambert-Beer定律的定律的定律的定律的物理意义物理意义物理意义物理意义：当一束：当一束：当一束：当一束平行单平行单平行单平行单色光色光色光色光通过含有吸光物质的通过含有吸光物质的通过含有吸光物质的通过含有吸光物质的稀溶液稀溶液稀溶液稀溶液时，溶液的吸时，溶液的吸时，溶液的吸时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比。光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比。光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比。光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比。2.Lambert-Beer定律定律第41页/共139页朗伯朗伯(Lambert)(Lambert)像像 朗伯朗伯 LambertLambert（1728-17771728-1777）出生地：Alsace，France 他发现新的几何观念：当三角形面积逐渐减少时，它的角度和会逐渐增加。Lambert被大家所熟悉的是他在上的研究。第一位提供严谨证法来说明是无理数。在Hermite证明e之前，Lambert早已推测出e及是超越数了。Lambert使得双曲函数Hyperbolic Functions首度有系统的发展，而且在物理学上对光和热的研究有许多创新。因此可知Lambert在数学、物理、天文均有重要的贡献。第42页/共139页 Lambert-Beer Lambert-Beer定律的数学表达式：定律的数学表达式：定律的数学表达式：定律的数学表达式：A=A=cl cl 式中比例常数式中比例常数式中比例常数式中比例常数 与吸光物质的本性，入射光波与吸光物质的本性，入射光波与吸光物质的本性，入射光波与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关，称为吸光系数。长及温度等因素有关，称为吸光系数。长及温度等因素有关，称为吸光系数。长及温度等因素有关，称为吸光系数。吸光系数的吸光系数的吸光系数的吸光系数的物理意义物理意义物理意义物理意义：吸光物质在单位浓度及：吸光物质在单位浓度及：吸光物质在单位浓度及：吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸收度。是物质在一定波长下单位厚度时的吸收度。是物质在一定波长下单位厚度时的吸收度。是物质在一定波长下单位厚度时的吸收度。是物质在一定波长下的特性常数。的特性常数。的特性常数。的特性常数。作用作用作用作用：定性、定量依据：定性、定量依据：定性、定量依据：定性、定量依据3.吸光系数吸光系数第43页/共139页3.1 3.1 摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数 当当当当l l以以以以cmcm，c c以以以以mol/Lmol/L为单位，为单位，为单位，为单位，称为摩尔吸称为摩尔吸称为摩尔吸称为摩尔吸光系数，用光系数，用光系数，用光系数，用 表示。表示。表示。表示。的单位为的单位为的单位为的单位为L/molL/mol cmcm，它表示在一定的，它表示在一定的，它表示在一定的，它表示在一定的 下，下，下，下，物质的浓度为物质的浓度为物质的浓度为物质的浓度为1.0mol/L1.0mol/L，液层厚度为，液层厚度为，液层厚度为，液层厚度为1.0cm1.0cm时溶液的吸光度。时溶液的吸光度。时溶液的吸光度。时溶液的吸光度。第44页/共139页 在一定的在一定的在一定的在一定的 下，溶液浓度为下，溶液浓度为下，溶液浓度为下，溶液浓度为1 1（即（即（即（即1g/100ml1g/100ml），液层厚度为），液层厚度为），液层厚度为），液层厚度为1.00cm1.00cm时的吸光时的吸光时的吸光时的吸光度，用度，用度，用度，用 表示。表示。表示。表示。3.2 3.2 百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数第45页/共139页摩尔吸光系数和百分吸光系数的关系摩尔吸光系数和百分吸光系数的关系摩尔吸光系数和百分吸光系数的关系摩尔吸光系数和百分吸光系数的关系第46页/共139页4.多组分体系多组分体系-加和性加和性n n体系的总吸光度等于各组分吸光度之和体系的总吸光度等于各组分吸光度之和体系的总吸光度等于各组分吸光度之和体系的总吸光度等于各组分吸光度之和n nA=A=lli ic ci in n前提：各吸光物质间无相互作用前提：各吸光物质间无相互作用前提：各吸光物质间无相互作用前提：各吸光物质间无相互作用n n结论：结论：结论：结论：Lambert-BeerLambert-Beer定律适用于多组分体系定律适用于多组分体系定律适用于多组分体系定律适用于多组分体系第47页/共139页5.吸光度的测定吸光度的测定-空白空白对比法对比法（1 1）采用光学性质相同、厚度相同的吸收池，）采用光学性质相同、厚度相同的吸收池，）采用光学性质相同、厚度相同的吸收池，）采用光学性质相同、厚度相同的吸收池，装入空白液作参比。装入空白液作参比。装入空白液作参比。装入空白液作参比。（2 2）调节仪器，使透过参比的透光率为）调节仪器，使透过参比的透光率为）调节仪器，使透过参比的透光率为）调节仪器，使透过参比的透光率为100%100%。（3 3）测定被测液的透光率或吸光度）测定被测液的透光率或吸光度）测定被测液的透光率或吸光度）测定被测液的透光率或吸光度A A。第48页/共139页6.光度法的误差光度法的误差n n主要由两方面引起：主要由两方面引起：主要由两方面引起：主要由两方面引起：一是实际情况偏离一是实际情况偏离一是实际情况偏离一是实际情况偏离BeerBeer定律；定律；定律；定律；二是测量误差。二是测量误差。二是测量误差。二是测量误差。第49页/共139页根据A=cl关系式，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图，应得到一通过原点的直线，称为标准曲线或工作曲线。在实际工作中，当有色溶液的浓度较高时，往往不成直线，这种现象称为偏离朗伯比耳定律。第50页/共139页1 1）光学因素光学因素光学因素光学因素-入射光为非单色光入射光为非单色光入射光为非单色光入射光为非单色光原因：仪器不能提供纯粹单色光原因：仪器不能提供纯粹单色光原因：仪器不能提供纯粹单色光原因：仪器不能提供纯粹单色光改进：改进：改进：改进：选用性能好，分辨率高的分光光度计选用性能好，分辨率高的分光光度计选用性能好，分辨率高的分光光度计选用性能好，分辨率高的分光光度计选择合适的入射光波长选择合适的入射光波长选择合适的入射光波长选择合适的入射光波长6.1 6.1 偏离偏离偏离偏离BeerBeer定律的原因定律的原因定律的原因定律的原因第51页/共139页2 2）化学因素化学因素化学因素化学因素-介质的不均性介质的不均性介质的不均性介质的不均性原因：溶液中的吸光物质因浓度的改变而发原因：溶液中的吸光物质因浓度的改变而发原因：溶液中的吸光物质因浓度的改变而发原因：溶液中的吸光物质因浓度的改变而发生离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等生离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等生离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等生离解、缔合、溶剂化以及配合物生成等的变化的变化的变化的变化 ，影响物质对光的吸收能力，影响物质对光的吸收能力，影响物质对光的吸收能力，影响物质对光的吸收能力 。减小方法：控制显色反应的条件减小方法：控制显色反应的条件减小方法：控制显色反应的条件减小方法：控制显色反应的条件适用：稀溶液适用：稀溶液适用：稀溶液适用：稀溶液第52页/共139页6.2 6.2 测量误差测量误差测量误差测量误差由朗伯-比尔定律可知：微分后除以上式可得浓度的相对误差为：第53页/共139页n n浓度测量的误差，不但与分光光度计的读浓度测量的误差，不但与分光光度计的读浓度测量的误差，不但与分光光度计的读浓度测量的误差，不但与分光光度计的读数误差（数误差（数误差（数误差（T T）有关，而且与透光率）有关，而且与透光率）有关，而且与透光率）有关，而且与透光率T T有关。有关。有关。有关。求极值，令求极值，令求极值，令求极值，令第54页/共139页n n当溶液的透光率为当溶液的透光率为当溶液的透光率为当溶液的透光率为36.8%36.8%或吸光度为或吸光度为或吸光度为或吸光度为0.4340.434时，时，时，时，浓度的相对误差最小。浓度的相对误差最小。浓度的相对误差最小。浓度的相对误差最小。n nT T值在值在值在值在6520%6520%或或或或A A值在值在值在值在0.20.70.20.7之间，浓度相之间，浓度相之间，浓度相之间，浓度相对误差较小，是测量的适宜范围。对误差较小，是测量的适宜范围。对误差较小，是测量的适宜范围。对误差较小，是测量的适宜范围。第55页/共139页n n仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择n n显色反应条件的选择显色反应条件的选择显色反应条件的选择显色反应条件的选择n n参比溶液的选择参比溶液的选择参比溶液的选择参比溶液的选择3 分析条件的选择分析条件的选择第56页/共139页1.仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择1.1 1.1 适宜的吸光度范围适宜的吸光度范围适宜的吸光度范围适宜的吸光度范围 即当即当即当即当A=0.434A=0.434时，吸光度测量误差最小。时，吸光度测量误差最小。时，吸光度测量误差最小。时，吸光度测量误差最小。n n最适宜的测量范围为最适宜的测量范围为最适宜的测量范围为最适宜的测量范围为0.20.70.20.7之间。之间。之间。之间。第57页/共139页 通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最强吸收带的强吸收带的强吸收带的强吸收带的最大吸收波长（最大吸收波长（最大吸收波长（最大吸收波长（max max）为入射为入射为入射为入射波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，波长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰往往选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰进行测定。进行测定。进行测定。进行测定。1.2 入射光波长的选择第58页/共139页 为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝宽度时试样的宽度时试样的宽度时试样的宽度时试样的吸光度不再增加吸光度不再增加吸光度不再增加吸光度不再增加为准。一般为准。一般为准。一般为准。一般来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度来说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度的十分之一。的十分之一。的十分之一。的十分之一。1.3 狭缝宽度的选择第59页/共139页n n可见分光光度法一般用来测定能吸收可见可见分光光度法一般用来测定能吸收可见可见分光光度法一般用来测定能吸收可见可见分光光度法一般用来测定能吸收可见光的有色溶液。对某些无色或浅色物质进光的有色溶液。对某些无色或浅色物质进光的有色溶液。对某些无色或浅色物质进光的有色溶液。对某些无色或浅色物质进行测定，常利用显色反应将被测组分转变行测定，常利用显色反应将被测组分转变行测定，常利用显色反应将被测组分转变行测定，常利用显色反应将被测组分转变为在可见波长范围有吸收的物质。常见的为在可见波长范围有吸收的物质。常见的为在可见波长范围有吸收的物质。常见的为在可见波长范围有吸收的物质。常见的显色反应有配位反应、氧化还原反应等。显色反应有配位反应、氧化还原反应等。显色反应有配位反应、氧化还原反应等。显色反应有配位反应、氧化还原反应等。2.显色反应条件的选择显色反应条件的选择第60页/共139页显色反应须满足以下条件：显色反应须满足以下条件：显色反应须满足以下条件：显色反应须满足以下条件：1 1反应的生成物必须在紫外反应的生成物必须在紫外反应的生成物必须在紫外反应的生成物必须在紫外-可见光区有可见光区有可见光区有可见光区有较强的较强的较强的较强的吸光能力吸光能力吸光能力吸光能力，即摩尔吸光系数较大；，即摩尔吸光系数较大；，即摩尔吸光系数较大；，即摩尔吸光系数较大；2 2反应有反应有反应有反应有较高的选择性较高的选择性较高的选择性较高的选择性，即被测组分生成的化，即被测组分生成的化，即被测组分生成的化，即被测组分生成的化合物吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显合物吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显合物吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显合物吸收曲线应与共存物质的吸收光谱有明显的差别；的差别；的差别；的差别；3.3.反应生成的产物有反应生成的产物有反应生成的产物有反应生成的产物有足够的稳定性足够的稳定性足够的稳定性足够的稳定性，以保证测量，以保证测量，以保证测量，以保证测量过程中溶液的吸光度不变；过程中溶液的吸光度不变；过程中溶液的吸光度不变；过程中溶液的吸光度不变；4.4.反应生成物的反应生成物的反应生成物的反应生成物的组成恒定组成恒定组成恒定组成恒定。第61页/共139页显色条件：显色条件：显色条件：显色条件：1 1）酸度）酸度）酸度）酸度2 2）显色剂的用量：过量）显色剂的用量：过量）显色剂的用量：过量）显色剂的用量：过量3 3）显色时间和温度）显色时间和温度）显色时间和温度）显色时间和温度4 4）溶剂）溶剂）溶剂）溶剂第62页/共139页3.参比溶液的选择参比溶液的选择 测定试样溶液的吸光度，需先用参比溶液调测定试样溶液的吸光度，需先用参比溶液调测定试样溶液的吸光度，需先用参比溶液调测定试样溶液的吸光度，需先用参比溶液调节节节节T T为为为为100%100%（A A为为为为0 0），以消除其它成分，以消除其它成分，以消除其它成分，以消除其它成分及吸收池和溶剂等对光的反射和吸收带来及吸收池和溶剂等对光的反射和吸收带来及吸收池和溶剂等对光的反射和吸收带来及吸收池和溶剂等对光的反射和吸收带来的测定误差。的测定误差。的测定误差。的测定误差。第63页/共139页参比溶液参比溶液参比溶液参比溶液 3.1 3.1 溶剂参比溶剂参比溶剂参比溶剂参比 试样简单、共存其它成分对试样简单、共存其它成分对试样简单、共存其它成分对试样简单、共存其它成分对测定波长吸收弱，只考虑消除溶剂与吸收池测定波长吸收弱，只考虑消除溶剂与吸收池测定波长吸收弱，只考虑消除溶剂与吸收池测定波长吸收弱，只考虑消除溶剂与吸收池等因素；等因素；等因素；等因素；3.2 3.2 试样参比试样参比试样参比试样参比 如果试样基体溶液在测定波长如果试样基体溶液在测定波长如果试样基体溶液在测定波长如果试样基体溶液在测定波长有吸收，而显色剂不与试样基体显色时，可有吸收，而显色剂不与试样基体显色时，可有吸收，而显色剂不与试样基体显色时，可有吸收，而显色剂不与试样基体显色时，可按与显色反应相同的条件处理试样，只是不按与显色反应相同的条件处理试样，只是不按与显色反应相同的条件处理试样，只是不按与显色反应相同的条件处理试样，只是不加入显色剂。加入显色剂。加入显色剂。加入显色剂。第64页/共139页 3.3 3.3 试剂参比试剂参比试剂参比试剂参比 如果显色剂或其它试剂在测如果显色剂或其它试剂在测如果显色剂或其它试剂在测如果显色剂或其它试剂在测定波长有吸收，按显色反应相同的条件，不定波长有吸收，按显色反应相同的条件，不定波长有吸收，按显色反应相同的条件，不定波长有吸收，按显色反应相同的条件，不加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶液。液。液。液。3.4 3.4