UV-Vis-紫外吸收光谱分析剖析.ppt

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1、0.575光源光源单色单色器器吸收吸收池池检测检测器器显显示示 - -胡罗卜素胡罗卜素咖啡因咖啡因阿斯匹林阿斯匹林丙酮丙酮 几种有机化合物的几种有机化合物的分子吸收光谱图。分子吸收光谱图。)( /)(转动振动电子转动振动电子转动振动电子分子hchEEEE 远红外吸收光谱红外吸收光谱可见吸收光谱紫外转振电evEevEevE05. 0005. 0105. 0201COHnp ps sH二二.价电子跃迁类型价电子跃迁类型能量：能量：n n 含有非键或含有非键或p p键的电子体系，能吸收键的电子体系，能吸收特征特征外来辐射时并引起外来辐射时并引起n-n-p p* * 和和 p p- -p p* *跃迁

2、的基团，称为生色团。跃迁的基团，称为生色团。生色团为不饱和基团：生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、C=S等；等；基团本身在紫外基团本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与可见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接生色团连接 后，后，使生色团的使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。吸收带向长波移动，且吸收强度增大。-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-IE.E.溶剂效应溶剂效应l极限波长H3CCOCHCCH3CH3 n1iiin1iiin1iicbbcAA 偏离L-B定律的主要因素: 由由L-B定律：定律：微分后得：微分后得： 将上两式相比，并将将上两式相比，并将

3、dT 和和 dc 分别换为分别换为 T 和和 c，得，得当相对误差当相对误差 c/c 最小时，求得最小时，求得T=0.368 或或 A=0.434。即当。即当A=0.434 时，吸时，吸光度读数误差最小！光度读数误差最小！ bcTAlgbdcTdTTd434. 0lgTTTcclg434. 0仪器仪器 紫外-可见分光光度计0.575光源光源单色单色器器吸收吸收池池检测检测器器显显示示1、组成：紫外紫外- -可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。、光源、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。对光

4、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. 钨丝灯及卤素灯：钨丝灯及卤素灯：3202500 nm，多用在可见光区；，多用在可见光区；2. 氢灯和氘灯：氢灯和氘灯：180375nm，多用在紫外区。，多用在紫外区。、单色器、单色器 与原子吸收光度仪不同，在与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收池光度计中，单色器通常置于吸收池的前面！的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解）、吸收池、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

5、光区；后者只适于可见光区。见光区；后者只适于可见光区。、检测器：硒光电池、检测器：硒光电池、PMT2 2、分光光度计的类型、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，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稳定性。的稳定性。2 2）. .双光束双光束 自动记录，快速全波段自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的检测器灵敏度变化等因素的影响，仪器复杂，价格较高。影响，仪器复杂，价格较高。

6、3 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) ) 快束交替通过同一吸收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。池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。n可以消除光源不稳定引，起的误差可以消除光源不稳定引，起的误差n可以消除因参比溶液的组成不同而引起的误差可以消除因参比溶液的组成不同而引起的误差n可以消除浑浊背景的影响可以消除浑浊背景的影响n可以消除样品池不同而引起的误差可以消除样品池不同而引起的误差n可以消除显色剂背景深的影响，并提高灵敏度可以消除显色剂背景深的影响，并提高灵敏度n可以同时测定互相有干扰的多个组分

7、，提高选择性可以同时测定互相有干扰的多个组分，提高选择性n可以测定高含量组分可以测定高含量组分n可以实现导数分析可以实现导数分析双波长分光光度法的特点1、定性分析、定性分析2、定量分析、定量分析 示差分光光度法示差分光光度法测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。此时值很大，会产生读数误差。此时若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有：若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有： 具体做法：以浓度为具体做法：以浓度为cs的标准溶液调的标准溶液调T=100%或或A=0（调零），所测得的试样吸（调零），所测得的试样吸光度实际就是上式中的光

8、度实际就是上式中的 A，然后求出，然后求出 c，则试样中该组份的浓度为，则试样中该组份的浓度为(cs+ c)。clcclAAA）lcA）lcAsxsxssxx)(浓度空白待测物浓度 由于吸光度具有由于吸光度具有加合性加合性，因此可以在同一试样中测定多个组份。，因此可以在同一试样中测定多个组份。 设试样中有两组份设试样中有两组份 X 和和 Y，将其显色后，分别绘制吸收曲线，会出现如图所，将其显色后，分别绘制吸收曲线，会出现如图所示的三种情况：示的三种情况： 图图a)：X,Y 组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一组份处理。组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一组份处理。图

9、图b)和和c) ：X,Y 相互干扰，此时可通过解联立方程组求得相互干扰，此时可通过解联立方程组求得X和和Y的浓度：的浓度：其中，其中，X,Y 组份在波长组份在波长 1 和和 2 处的摩尔吸光系数处的摩尔吸光系数 可由已知浓度的可由已知浓度的 X, Y 纯溶液纯溶液测得。解上述方程组可求得测得。解上述方程组可求得 cx 及及 cy。 yyxxyxyyxxyxlclcAlclcA2221112、多组分定量方法、多组分定量方法. . 双波长法双波长法-等吸收点法等吸收点法 当混合物的吸收曲线重迭时，如右下图所示，可利用双波长法来测定。当混合物的吸收曲线重迭时，如右下图所示，可利用双波长法来测定。具体

10、做法：将具体做法：将 a 视为干扰组份，现要测定视为干扰组份，现要测定 b 组份。组份。a) 分别绘制各自的吸收曲线分别绘制各自的吸收曲线a, b；b) 画一平行于横轴的直线分别交于画一平行于横轴的直线分别交于a组份曲线上两点，并与组份曲线上两点，并与b组分相交；组分相交；c) 以交于以交于 a 上一点所对应的波长上一点所对应的波长 1 为参比波长，另一点对应的为测量波长为参比波长，另一点对应的为测量波长 2，并对混合液进行测量，得到：并对混合液进行测量，得到： A1=A1a + A1b A2 =A2a + A2b 二式相减，得，二式相减，得， A=(A2a- A1a)+( A2b- A1b)

11、由于由于 a 组份在两波长处的吸光度相等组份在两波长处的吸光度相等，因此，因此， A=( A2b- A1b)=( 2b- 1b)lcb从中可求出从中可求出cb同理，可求出同理，可求出ca.系数倍率法系数倍率法若其中一干扰组份若其中一干扰组份 a 在测量波长范围内无吸收峰时，或者说没有等吸收点时可在测量波长范围内无吸收峰时，或者说没有等吸收点时可采用该法。采用该法。具体做法：同前法可得到下式，具体做法：同前法可得到下式，A1=A1a + A1bA2 =A2a + A2b两式分别乘以常数两式分别乘以常数k1、k2并相减，得到，并相减，得到，S=k2(A2a+A2b)-k1(A1a+A1b)=(k2

12、A2b-k1A1b)+(k2A2a-k1A1a)调节信号放大器，使之满足调节信号放大器，使之满足k2/k1=A1b/A2b，则，则S=(k2A2a-k1A1a)=(k2 2-k1 1)lca因此，差示信号只与因此，差示信号只与 ca 有关，从而求出有关，从而求出 ca。同样可求出。同样可求出cb。导数光谱法导数光谱法1）定义：将吸光度信号转化为对波长的导数信号的方法。导数光谱是）定义：将吸光度信号转化为对波长的导数信号的方法。导数光谱是解决干解决干 扰物质与被测物光谱重叠，消除胶体等散射影响和背景吸收，提高扰物质与被测物光谱重叠，消除胶体等散射影响和背景吸收，提高 光谱分辨率的一种数据处理技术

13、。光谱分辨率的一种数据处理技术。2）原理：）原理： 已知已知 ， 对波长求一阶导数，得对波长求一阶导数，得控制仪器使控制仪器使I0在整个波长范围内保持恒定，即在整个波长范围内保持恒定，即dI0/d =0，则，则lceII0/)(0)(0lclclceIddeddIddIIlcddddI 可见，一阶导数信号与浓度成正比。可见，一阶导数信号与浓度成正比。 同样可得到二阶、三阶同样可得到二阶、三阶.n 阶导数信号亦与浓度成正比。阶导数信号亦与浓度成正比。 1 2 xy双波长分光光度法等吸收波长法 1 2 K=A1/A2 双波长光度法系数倍率法 xy重点内容总结紫外可见光谱为带状光谱的解释；紫外可见光

14、谱为带状光谱的解释；朗比定律适用条件，偏离朗比定律的主要因素；朗比定律适用条件，偏离朗比定律的主要因素；紫外可见光谱中价电子跃迁类型及影响因素；紫外可见光谱中价电子跃迁类型及影响因素；紫外可见光谱仪的基本组成及该仪器的几种类型；紫外可见光谱仪的基本组成及该仪器的几种类型；利用吸光度的加合性，检测同一试样中多个组份的方法；利用吸光度的加合性，检测同一试样中多个组份的方法；双波长测定方法；双波长测定方法；示差光谱定量法；示差光谱定量法；作业：1、解释为什么原子光谱是线光谱和带光谱，、解释为什么原子光谱是线光谱和带光谱，而分子光谱是连续光谱的原因？而分子光谱是连续光谱的原因？2、电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃、电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃迁各处于什么波长范围？迁各处于什么波长范围？3、何谓助色团和生色团？试举例说明。、何谓助色团和生色团？试举例说明。4、引起朗伯引起朗伯-比尔定律偏离的原因有哪些，试解比尔定律偏离的原因有哪些，试解释之？释之？ABC5、设计方案测出下列、设计方案测出下列A、B、C三组分。三组分。结束结束