紫外可见光谱法课件.ppt
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1、紫外可见光谱法第1页,此课件共48页哦光致变色材料原理、性能与产品综述光致变色材料原理、性能与产品综述电致变色材料原理、性能与产品综述电致变色材料原理、性能与产品综述彩色液晶显示材料原理、性能与产品综述彩色液晶显示材料原理、性能与产品综述光盘信息材料原理、性能与产品综述光盘信息材料原理、性能与产品综述文献阅读作业(第一期)文献阅读作业(第一期)第2页,此课件共48页哦光盘材料光盘材料光学材料的完美结合光学材料的完美结合第3页,此课件共48页哦光盘的结构光盘的结构第4页,此课件共48页哦上节课内容回顾上节课内容回顾l无机化合物的紫外吸收光谱dd配位场跃迁配位场跃迁电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁第5页,
2、此课件共48页哦影响紫外可见吸收光谱的因素共轭效应共轭效应 共轭共轭助色效应助色效应 n n共轭共轭 长移长移超共轭效应超共轭效应共轭共轭 长移长移 空间位阻空间位阻溶剂效应溶剂效应第6页,此课件共48页哦紫外可见分光光度计 光源光源 单色器单色器 样品池样品池 检测器检测器 信号记录器信号记录器第7页,此课件共48页哦紫外可见吸收光谱的定性分析比较吸收光谱法比较吸收光谱法计算计算 maxmax的经验规律的经验规律Wood WardWood Ward(伍德瓦特)规则,可计算共伍德瓦特)规则,可计算共轭多烯及轭多烯及,不饱和醛酮不饱和醛酮化合物。化合物。第8页,此课件共48页哦 用紫外可见吸收光
3、谱鉴定未知物的结构较困难,因用紫外可见吸收光谱鉴定未知物的结构较困难,因谱图简单,吸收峰个数少,主要表现化合物的发色团谱图简单,吸收峰个数少,主要表现化合物的发色团和助色团的特征。和助色团的特征。利用紫外可见吸收光谱可利用紫外可见吸收光谱可确定有机化合物中不饱确定有机化合物中不饱和基团,还可区分化合物的构型、构象、同分异和基团,还可区分化合物的构型、构象、同分异构体构体二、结构分析二、结构分析第9页,此课件共48页哦1.推测官能团推测官能团200280nm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,可能是可能是饱和化合物饱和化合物210250nm强吸收强吸收*,2个共轭单位个共
4、轭单位260350nm强吸收强吸收*,35个共轭单位个共轭单位270350nm弱吸收弱吸收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,-NO2,-N=N-260nm(230270)中吸收中吸收*,有苯环有苯环第10页,此课件共48页哦紫外光谱经验规律紫外光谱经验规律1)如果在如果在200-400nm区间无吸收峰,则为饱和化合区间无吸收峰,则为饱和化合物或无共轭生色团。物或无共轭生色团。2)如果在如果在270-350nm区出现弱吸收带(区出现弱吸收带(10-100)并)并在在200以上无其他吸收该化合物应含有孤电子对的以上无其他吸收该化合物应含有孤电子对的未共轭生色团,
5、如未共轭生色团,如C=O,C=C-O-或或C=C-N等。等。弱吸收峰为弱吸收峰为n*跃迁。跃迁。3)200-300nm强吸收带(强吸收带(10000-20000)示有)示有,-不饱和酮或共轭烯烃结构。不饱和酮或共轭烯烃结构。如如210-300nm有中有中等强度吸收带可能为共轭苯的极性取代基衍生物。等强度吸收带可能为共轭苯的极性取代基衍生物。第11页,此课件共48页哦4)有几个吸收带,其中长波带已进入可见区,可能)有几个吸收带,其中长波带已进入可见区,可能为长链共轭体系或稠环芳香生色团如为长链共轭体系或稠环芳香生色团如该化合物有颜色,则至少有该化合物有颜色,则至少有4-5个共轭生色团(主个共轭生
6、色团(主要指双键)。一些含氮化合物(如硝基、偶氮基、要指双键)。一些含氮化合物(如硝基、偶氮基、重氮基及亚硝基等化合物)及二酮、乙二醛及碘仿重氮基及亚硝基等化合物)及二酮、乙二醛及碘仿等除外。等除外。5)化合物吸收峰在)化合物吸收峰在250nm以上,以上,max在在1000-10000,该化合物常有芳香结构。峰的细微结构,该化合物常有芳香结构。峰的细微结构是芳环的特征吸收。芳香环被取代后共轭体系是芳环的特征吸收。芳香环被取代后共轭体系延长时,延长时,max可大于可大于10000。第12页,此课件共48页哦 2.判断同分异构体判断同分异构体酮式结构,无共轭酮式结构,无共轭中吸收中吸收206nm(
7、极性溶剂中为主)极性溶剂中为主)烯醇式结构,共轭体系,烯醇式结构,共轭体系,强吸收强吸收=1.8 104,245nm(非极性溶剂中为主)非极性溶剂中为主)例:乙酰乙酸乙酯例:乙酰乙酸乙酯第13页,此课件共48页哦三、三、定量分析定量分析应用范围:无机化合物,测定主要在可见光区,应用范围:无机化合物,测定主要在可见光区,大约可测定大约可测定50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.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(max)A:0.2-0.8选择适当的参比溶液选择适当的参比溶液第14页,此课件共48页哦
8、(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max下测下测A标准溶液标准溶液As=CsL被测溶液被测溶液Ax=CxLCx=CsAx/As注意:注意:Cs与与Cx大致相当大致相当第15页,此课件共48页哦(2)标准曲线法)标准曲线法12345样品样品标液标液C1C2C3C4C5CXAA1A2A3A4A5AXACXAX第16页,此课件共48页哦2.多组分物质的定量分析(只讨论多组分物质的定量分析(只讨论2组分)组分)在某特定波长下测定在某特定波长下测定A总总=A1+A2+A3+吸光度加和性吸光度加和性(1)吸收光谱互不重叠)吸收光谱互不重
9、叠 a b 1 1 2 2在在 1处测处测a组分,组分,b组分不干扰组分不干扰在在 2处测处测b组分,组分,a组分不干扰组分不干扰第17页,此课件共48页哦 2.多组分物质的定量分析(只讨论多组分物质的定量分析(只讨论2组组分)分)(2 2)吸收光谱单向重叠)吸收光谱单向重叠 a ba b 1 1 2 2A A 1 1a+b a+b=A=A 1 1a a+A+A 1 1b b A A 2 2b b=2 2 b b C Cb bL L在在 1 1处处a a、b b组分都吸收组分都吸收在在 2 2处处b b组分吸收,组分吸收,a a组组 分不干扰分不干扰第18页,此课件共48页哦首先在首先在 2处
10、测定处测定b组分,因组分,因a组分不干扰组分不干扰Asb=2bCsbL 2b=Asb/CsbL在在 2处处Axb=2bCxbL求出求出CxbA 1a+b=A 1a+A 1b=1aCxaL+1bCxbL其中:其中:1a=A 1a/CsaL 1b=A 1b/CsbL第19页,此课件共48页哦A12 (3)吸收光谱双向重叠)吸收光谱双向重叠 a b 1为为a组分的最大吸收波长,组分的最大吸收波长,2为为b组分的最大吸收波长组分的最大吸收波长 1处:处:A 1a+b=A 1a+A 1b=1aCxaL+1bCxbL 2处处:A 2a+b=A 2a+A 2b=2aCxaL+2bCxbL第20页,此课件共4
11、8页哦EFA1测测2参参ab(4)双波长测定法)双波长测定法 1为为a组分的最大吸收波长,组分的最大吸收波长,为测定波长为测定波长 2为参比波长,为参比波长,A 1b=A 2b 1处:处:A 1a+b=A 1a+A 1b 2处:处:A 2a+b=A 2a+A 2b第21页,此课件共48页哦A=A 1a+bA 2a+b=(A 1a+A 1b)(A 2a+A 2b)=A 1aA 2a=1aCXL 2aCXLEFA1测测2参参ab第22页,此课件共48页哦四、示差分光光度法四、示差分光光度法 普通的分光光度法采用普通的分光光度法采用不含不含被测组分的参比溶液,被测组分的参比溶液,而示差分光光度法则而
12、示差分光光度法则使用一定浓度的被测物作参比溶液。使用一定浓度的被测物作参比溶液。普通普通 参比参比 T100%T100%示差示差 参比参比Cs ACs As s=s sC Cs sL T100%L T100%未知液未知液 A Ax x=x xC Cx xL L A=A A=As sA Ax x=(C=(Cs s C Cx x)L=)L=C LC L第23页,此课件共48页哦1.1.单标准示差分光光度法单标准示差分光光度法 应用于高浓度,低浓度样品的测量应用于高浓度,低浓度样品的测量(1 1)高浓度溶液)高浓度溶液 CxCsCxCs 高吸光度示差法是用浓度比试样溶液稍低高吸光度示差法是用浓度比试
13、样溶液稍低的标准溶液用作参比溶液来调节的标准溶液用作参比溶液来调节 T=100%T=100%。第24页,此课件共48页哦普通的分光光度法:测得试样的普通的分光光度法:测得试样的T=5.0%,配制一浓度配制一浓度稍低的标准溶液稍低的标准溶液Cs,测得测得T=10.0%,二者之差为二者之差为5%示差法示差法:用标准溶液用标准溶液Cs来调节仪器令来调节仪器令T=100%,再测定试再测定试样样Cx,可得可得T=50.0%,二者之差为二者之差为50%。示差法相当于把。示差法相当于把标尺扩大了标尺扩大了10倍,测量读数的相对误差也就缩小了倍,测量读数的相对误差也就缩小了10倍。倍。第25页,此课件共48页
14、哦示差分光光度法示差分光光度法(示差法示差法)与普通光度法的关与普通光度法的关系系示示差差法法:采采用用浓浓度度稍稍低低于于试试样样的的标标准准溶溶液液(Cs)Cs)作作参参比比溶溶液液调调节节仪仪器器T100T100(A=0)(A=0),再再测测定定试试样样溶溶液液的的吸吸光光度度(称称为为相相对吸光度对吸光度),相对应的透光度称为相对透光度。,相对应的透光度称为相对透光度。普普通通光光度度法法:以以纯纯溶溶剂剂或或空空白白试试剂剂作作参参比比溶溶液液,测测得得标标准准溶溶液液及及试试液液的的吸吸光光度度分分别别为为AsAs和和AxAx,对对应应的的透透光光度度为为TsTs和和TxTx,第2
15、6页,此课件共48页哦普通光度法与示差法的关系普通光度法与示差法的关系根据朗伯根据朗伯-比尔定律比尔定律 普通光度法普通光度法:A As s=s sCsL ACsL Ax x=x xC Cx xL L 示差法示差法:A=AA=As s-A-Ax x=(C=(Cs s-C-Cx x)L=)L=C LC L上式意义:在符合朗伯上式意义:在符合朗伯-比尔定律测定浓度范围内,示差比尔定律测定浓度范围内,示差法测得的相对吸光度法测得的相对吸光度(A)A)与被测溶液和参比溶液的浓与被测溶液和参比溶液的浓度差度差(Cs-Cx,Cs-Cx,即即C)C)成正比,即可用于定量测定。此时成正比,即可用于定量测定。此
16、时试液的试液的TT5050,令读数落在适宜的范围内,提高了令读数落在适宜的范围内,提高了测定的准确度。测定的准确度。第27页,此课件共48页哦(2 2)低浓度溶液)低浓度溶液 CxCsCxCs用用Cs调调T=0,再用纯溶剂调再用纯溶剂调T=100%,测测Cx的的T或或A 把原来的把原来的90%100%90%100%一段扩展成一段扩展成0100%0100%,透光率,透光率扩大了扩大了1010倍。被测物质的透光率由倍。被测物质的透光率由95%50%95%50%。第28页,此课件共48页哦2 2、双标准示差分光光度法、双标准示差分光光度法 Cs1CxCs2用用Cs1调调T=0,Cs2调调T=100%
17、,测测Cx的的T或或ACx1Cx2第29页,此课件共48页哦五、导数分光光度法五、导数分光光度法对吸收光谱曲线进行一阶或高阶求导,可得到各种导数光谱对吸收光谱曲线进行一阶或高阶求导,可得到各种导数光谱曲线曲线1.1.导数光谱的优点导数光谱的优点最大优点是分辨率大大提高最大优点是分辨率大大提高(1 1)能够分辨两个或两个以上完全覆盖或以很小波长差相)能够分辨两个或两个以上完全覆盖或以很小波长差相重叠的吸收峰重叠的吸收峰(2 2)能够分辨吸光度急剧上升时所掩盖的弱吸收峰)能够分辨吸光度急剧上升时所掩盖的弱吸收峰(3 3)能够确认宽阔吸收带的最大吸收峰(随着导数阶)能够确认宽阔吸收带的最大吸收峰(随
18、着导数阶数的增加,吸收峰的尖锐程度增大,比较准确的确定数的增加,吸收峰的尖锐程度增大,比较准确的确定 maxmax第30页,此课件共48页哦实际应用中,常用二阶导数光谱实际应用中,常用二阶导数光谱一一 阶阶二二 阶阶第31页,此课件共48页哦2.2.导数光谱的定量分析导数光谱的定量分析若将若将A A=CLCL对波长对波长 进行几次求导,式中只有进行几次求导,式中只有A A、是是 的函数的函数 经经n n次求导后,吸光度的导数值与吸收物的次求导后,吸光度的导数值与吸收物的浓度仍成正比,可进行定量分析浓度仍成正比,可进行定量分析最大的优点最大的优点是可提高检测灵敏度是可提高检测灵敏度第32页,此课
19、件共48页哦紫外可见光谱法在染整领域的应用紫外可见光谱法在染整领域的应用第33页,此课件共48页哦紫外紫外-可见吸收光谱在印染上的应用可见吸收光谱在印染上的应用物体的颜色与其化学结构有密切关系。当光物体的颜色与其化学结构有密切关系。当光(光子光子)照射到物体上,分子照射到物体上,分子(或或离子离子)吸收光能,引起化学键中的电子发生跃迁,从而使分子吸收光能,引起化学键中的电子发生跃迁,从而使分子(或离子或离子)从基态从基态转到激发态。处于不稳定激发态的分子转到激发态。处于不稳定激发态的分子(或离子或离子)会通过能量转换和传递方式会通过能量转换和传递方式再回到基态。在此过程中,若物体对入射光有吸收
20、,根据互补色原理,就会显示再回到基态。在此过程中,若物体对入射光有吸收,根据互补色原理,就会显示出各种不同的颜色。事实上,不同物体呈现不同的颜色,以及外部条件发生变化出各种不同的颜色。事实上,不同物体呈现不同的颜色,以及外部条件发生变化而产生的变色,都与其分子内部电子云结构的变化有关。而产生的变色,都与其分子内部电子云结构的变化有关。光源光源单色器单色器狭狭缝缝样品室样品室检测器检测器第34页,此课件共48页哦1 1、纯度的检验、纯度的检验 紫外紫外-可见吸收光谱分析常用于测定化合物中微量杂质的可见吸收光谱分析常用于测定化合物中微量杂质的含量。许多有机化合物在可见光波段并无吸收,但在紫外波段却
21、含量。许多有机化合物在可见光波段并无吸收,但在紫外波段却有明显的吸收,且摩尔消光系数有明显的吸收,且摩尔消光系数较大,特征明显。一些以杂质较大,特征明显。一些以杂质形式存在的物质,仍可被准确测定。如检测乙醇样品中所含的形式存在的物质,仍可被准确测定。如检测乙醇样品中所含的微量苯杂质,由于苯的最大吸收波长为微量苯杂质,由于苯的最大吸收波长为256 nm256 nm,而乙醇在此波,而乙醇在此波长处没有吸收,因而可以很容易地进行定性,并在此波长下测长处没有吸收,因而可以很容易地进行定性,并在此波长下测定出苯杂质的含量。定出苯杂质的含量。第35页,此课件共48页哦2 2、尼龙、尼龙6666盐溶液的质量
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- 紫外 可见 光谱 课件
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