紫外吸收光谱法讲稿.ppt

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1、关于紫外吸收光谱法第一页，讲稿共七十一页哦一、电磁辐射和电磁波谱一、电磁辐射和电磁波谱1电磁辐射（电磁波，光）：以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2电磁辐射的性质：具有波、粒二向性波动性：粒子性：第二页，讲稿共七十一页哦 高能辐射区高能辐射区 射线射线 能量最高，来源于核能级跃迁能量最高，来源于核能级跃迁 射线射线 来自内层电子能级的跃迁来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区光学光谱区 紫外光紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光可见光 红外光红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区波谱区 微波微波

2、来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁来自原子核自旋能级的跃迁续前3电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称。射线射线 X 射线射线紫外光紫外光可见光可见光红外光红外光微波微波无线电波无线电波波长波长波长波长长长长长第三页，讲稿共七十一页哦二、光学分析法及其分类二、光学分析法及其分类（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相互 作用而建立起来的各种分析法的统称。（二）分类：1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、发射或散射 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量 分析

3、方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱线状光谱 分子光谱带状光谱第四页，讲稿共七十一页哦续前2非光谱法：利用物质与电磁辐射的相互作用测定 电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基 本性质变化的分析方法 分类：折射法、旋光法、比浊法、射线衍射法3光谱法与非光谱法的区别：光谱法：内部能级发生变化 原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁 分子吸收/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 仅测定电磁辐射性质改变 第五页，讲稿共七十一页哦续前（三）发射光谱（四）吸收光谱 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

4、收光谱第六页，讲稿共七十一页哦三、光谱法仪器三、光谱法仪器分光光度计分光光度计主要特点：五个单元组成光源光源光源光源单色器单色器单色器单色器样品池样品池样品池样品池检测器检测器检测器检测器记录装置记录装置第七页，讲稿共七十一页哦第二节第二节 紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱一、紫外-可见吸收光谱的产生二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念四、吸收带类型和影响因素第八页，讲稿共七十一页哦一、紫外一、紫外-可见吸收光谱的产生可见吸收光谱的产生1分子吸收光谱的产生由能级间的跃迁引起能级：电子能级、振动能级、转动能级跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程若用一连续的电磁辐射照

5、射样品分子，将照射前后的若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱第九页，讲稿共七十一页哦续前续前 2分子吸收光谱的分类：分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序 3紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中 价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）第十页，讲稿共七十一页哦二、紫外二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型可见吸收光谱的电子跃迁类型预备知识：预备知识：

6、价电子：电子 饱和的键 电子 不饱和的键 n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：电子吸收能量，由基态电子吸收能量，由基态激发态激发态 c c成键轨道与反键轨道：n*第十一页，讲稿共七十一页哦图示b第十二页，讲稿共七十一页哦 电子跃迁类型：电子跃迁类型：1.*跃迁：跃迁：饱和烃饱和烃（甲烷，乙烷）（甲烷，乙烷）E很高，很高，n *n*第十三页，讲稿共七十一页哦图示第十四页，讲稿共七十一页哦续前注：注：紫外光谱电子跃迁类型 ：n*跃迁 *跃迁 饱和化合物无紫外吸收 电子跃迁类型与分子结构及

7、存在基团有密切联系根据分子结构推测可能产生的电子跃迁类型；根据吸收谱带波长和电子跃迁类型 推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）第十五页，讲稿共七十一页哦三、相关的基本概念三、相关的基本概念1吸收光谱（吸收曲线）：不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以A作图 next2吸收光谱特征：定性依据 吸收峰max 吸收谷min 肩峰sh 末端吸收饱和-跃迁产生第十六页，讲稿共七十一页哦图示back第十七页，讲稿共七十一页哦续前3生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具n 电子和电子的基团 产生n*跃迁和*跃迁 跃迁E较低例：CC；CO；CN；NN

8、 4助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团有机物：连有杂原子的饱和基团例：OH，OR，NH，NR2，X注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强第十八页，讲稿共七十一页哦续前5红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）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）吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）6增色效应

9、和减色效应 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7强带和弱带：max105 强带 min103 弱带第十九页，讲稿共七十一页哦四、吸收带类型和影响因素四、吸收带类型和影响因素1R带：由含杂原子的不饱和基团的n*跃迁产生CO；CN；NN E小，max250400nm，max200nm，max104共轭体系增长，max红移，max溶剂极性，对于(CHCH)n max不变 对于CHCCO max红移第二十页，讲稿共七十一页哦续前3B带：由*跃迁产生芳香族化合物的主要特征吸收带 max=254nm，宽带，具有精细结构；max=200极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失4E

10、带：由苯环环形共轭系统的*跃迁产生芳香族化合物的特征吸收带 E1 180nm max104（常观察不到）E2 200nm max=7000 强吸收苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并 一起红移（长移）第二十一页，讲稿共七十一页哦图示第二十二页，讲稿共七十一页哦图示第二十三页，讲稿共七十一页哦图示第二十四页，讲稿共七十一页哦续前影响吸收带位置的因素：影响吸收带位置的因素：1溶剂效应：对max影响：next n-*跃迁：溶剂极性，max蓝移 -*跃迁：溶剂极性，max红移对吸收光谱精细结构影响 next 溶剂极性，苯环精细结构消失溶剂的选择极性；纯度高；截止波长 主成分吸收主成分吸收与

11、纯品比较，与纯品比较，EE，光谱变形，光谱变形第五十一页，讲稿共七十一页哦续前2杂质限量的测定：例：肾上腺素中微量杂质肾上腺酮含量计算 2mg/mL-0.05mol/L的HCL溶液，310nm下测定 规定 A3100.05 即符合要求的杂质限量0.06%第五十二页，讲稿共七十一页哦二、定量分析二、定量分析（一）单组分的定量方法1吸光系数法 2标准曲线法 3对照法：外标一点法第五十三页，讲稿共七十一页哦续前1吸光系数法（绝对法）吸光系数法（绝对法）第五十四页，讲稿共七十一页哦练习例：维生素B12 的水溶液在361nm处的百分吸光系数为207，用1cm比色池测得某维生素B12溶液的吸光度是0.41

12、4，求该溶液的浓度解：第五十五页，讲稿共七十一页哦练习例例：精精密密称称取取B12样样品品25.0mg，用用水水溶溶液液配配成成100ml。精精密密吸吸取取10.00ml，又又置置100ml容容量量瓶瓶中中，加加水水至至刻刻度度。取取此此溶溶液液在在1cm的的吸吸收收池池中中，于于361nm处处测测定定吸光度为吸光度为0.507，求，求B12的百分含量？的百分含量？解：第五十六页，讲稿共七十一页哦续前续前2标准曲线法标准曲线法第五十七页，讲稿共七十一页哦续前3对照法：外标一点法对照法：外标一点法注：当样品溶液与标准品溶液的注：当样品溶液与标准品溶液的 稀释倍数相同时稀释倍数相同时第五十八页，讲

13、稿共七十一页哦练习例：维生素B12的含量测定 精密吸取B12注射液2.50mL，加水稀释至10.00mL；另配制对照液，精密称定对照品25.00mg，加水稀释至1000mL。在361nm处，用1cm吸收池，分别测定吸光度为0.508和0.518，求B12注射液注射液的浓度以及标示量的百分含量（该B12注射液的标示量为100g/mL）解：1 1）对照法）对照法 第五十九页，讲稿共七十一页哦练习2）吸光系数法）吸光系数法 第六十页，讲稿共七十一页哦续前（二）多组分的定量方法（二）多组分的定量方法三种情况：1两组分吸收光谱不重叠两组分吸收光谱不重叠（互不干扰）两组分在各自两组分在各自max下不重叠下

14、不重叠分别按单组分定量分别按单组分定量第六十一页，讲稿共七十一页哦续前2两组分吸收光谱部分重叠两组分吸收光谱部分重叠 1测测A1b组分不干扰组分不干扰可按单组分定量测可按单组分定量测Ca 2测测A2a组分干扰组分干扰不能按单组分定量测不能按单组分定量测Ca 第六十二页，讲稿共七十一页哦续前3 3两组分吸收光谱完全重叠两组分吸收光谱完全重叠混合样品测定混合样品测定（1）解线性方程组法）解线性方程组法（2）等吸收双波长消去法）等吸收双波长消去法（3）系数倍率法）系数倍率法第六十三页，讲稿共七十一页哦1解线性方程组法解线性方程组法步骤：步骤：第六十四页，讲稿共七十一页哦2等吸收双波长法等吸收双波长法

15、步骤：步骤：消除消除a的影响测的影响测b第六十五页，讲稿共七十一页哦续前消去消去b的影响测的影响测a 注：须满足两个基本条件注：须满足两个基本条件选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大第六十六页，讲稿共七十一页哦3系数倍率法系数倍率法前提：干扰组分前提：干扰组分b不成峰形不成峰形 无等吸收点无等吸收点第六十七页，讲稿共七十一页哦续前步骤：b曲线上任找一点1 另一点2优点：同时将待测组分和干扰组分放大信号优点：同时将待测组分和干扰组分放大信号K K倍，倍，提高了待测组分测定灵敏度

16、提高了待测组分测定灵敏度ab 1 1 2 2第六十八页，讲稿共七十一页哦练习解：1 1取咖啡酸，在取咖啡酸，在165165干燥至恒重，精密称取干燥至恒重，精密称取10.00mg10.00mg，加少量，加少量 乙醇溶解，转移至乙醇溶解，转移至200mL200mL容量瓶中，加水至刻度线，取此溶容量瓶中，加水至刻度线，取此溶 液液5.00mL5.00mL，置于，置于50mL50mL容量瓶中，加容量瓶中，加6mol/L6mol/L的的HCL 4mLHCL 4mL，加，加 水至刻度线。取此溶液于水至刻度线。取此溶液于1cm1cm比色池中，在比色池中，在323nm323nm处测定吸处测定吸 光度为光度为0

17、.4630.463，已知该波长处的，已知该波长处的 ，求咖啡酸百分，求咖啡酸百分 含量含量第六十九页，讲稿共七十一页哦练习解：2 2精密称取精密称取0.0500g0.0500g样品，置于样品，置于250mL250mL容量瓶中，加入容量瓶中，加入 0.02mol/L HCL0.02mol/L HCL溶解，稀释至刻度。准确吸取溶解，稀释至刻度。准确吸取2mL2mL，稀释至，稀释至 100mL100mL。以。以0.02mol/L HCL0.02mol/L HCL为空白为空白,在在263nm263nm处用处用1cm1cm吸收池吸收池 测定透光率为测定透光率为41.7%41.7%，其摩尔吸光系数为，其摩尔吸光系数为1200012000，被测物分，被测物分 子 量 为子 量 为100.0100.0，试 计 算，试 计 算263nm263nm处处 和样品的百分含量。和样品的百分含量。第七十页，讲稿共七十一页哦感感谢谢大大家家观观看看第七十一页，讲稿共七十一页哦