紫外可见分光光度法 (9).ppt

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1、关于紫外可见分光光度法(9)1现在学习的是第1页，共75页2一、概述一、概述 分子光谱分子光谱原子核在其平衡位置附近的相对振动原子核在其平衡位置附近的相对振动-振动能级振动能级（Ev）物质分子内部三种运动形式物质分子内部三种运动形式 电子相对于原子核的运动电子相对于原子核的运动 -电子能级电子能级（Ee）分子本身绕其重心的转动分子本身绕其重心的转动-转动能级转动能级（Er）现在学习的是第2页，共75页3一、概述一、概述 分子光谱分子光谱e+v+revr电子能级电子能级振动能级振动能级转动能级转动能级现在学习的是第3页，共75页4一、概述一、概述 分子光谱分子光谱r0.0050.050eV 远红

2、外光谱远红外光谱(分子转动光谱分子转动光谱)v 0.05eV 红外光谱红外光谱(分子振动光谱分子振动光谱)e120eV 紫外紫外可见光谱可见光谱(分子的电子光谱分子的电子光谱)现在学习的是第4页，共75页5二、二、紫外可见光谱紫外可见光谱 可见吸收光谱：电子跃迁光谱可见吸收光谱：电子跃迁光谱 吸收光波长范围吸收光波长范围400400 780 780 nm nm，主要用于有色物质的定量分析。主要用于有色物质的定量分析。紫外吸收光谱：电子跃迁光谱紫外吸收光谱：电子跃迁光谱 吸收光波长范围吸收光波长范围200200 400 400 nmnm（近紫外区）近紫外区），可用于结构鉴定，可用于结构鉴定和定量

3、分析。和定量分析。特点特点灵敏度高灵敏度高选择性较好选择性较好通用性强通用性强准确度较好准确度较好操作简单操作简单价格低廉价格低廉现在学习的是第5页，共75页6吸收曲线与最大吸收波长吸收曲线与最大吸收波长 maxmax用不同波长的单色光照射，测吸光度用不同波长的单色光照射，测吸光度二、紫外可见吸收光谱二、紫外可见吸收光谱不同浓度的溶液，测吸光度不同浓度的溶液，测吸光度现在学习的是第6页，共75页7二、紫外可见吸收光谱二、紫外可见吸收光谱同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长对应的波长称为最大吸收波长maxmax

4、不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似maxmax不变。不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和maxmax则则不同。不同。吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性分析物质定性分析的依据。的依据。吸收谱带的强度与该物质分子吸收的光子数成正比，吸收谱带的强度与该物质分子吸收的光子数成正比，是是物质定量分析物质定量分析的依据。的依据。现在学习的是第7页，共75页8有机化合物有机

5、化合物的紫外的紫外可见吸收光谱可见吸收光谱分子中外层价电子跃迁的结果（三种）：形成单键的分子中外层价电子跃迁的结果（三种）：形成单键的电电子、子、形成双键的形成双键的电子、电子、未成键的未成键的n n电子电子分子轨道理论分子轨道理论：一个成键轨道必定有：一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即均处于分子轨道的基态，即成键轨道成键轨道或非键轨道上。或非键轨道上。当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道反键轨道)跃迁。跃迁。主要有四种跃迁，所需能量主要有四种跃迁，所需

6、能量大小顺序为：大小顺序为：n n n n 200 200 nmnm）含有含有不饱和键的有机分子不饱和键的有机分子易发生这类跃迁易发生这类跃迁 C=C;C=C ;N=N ;C=O 有机化合物的紫外有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以这两类跃迁为可见吸收光谱分析多以这两类跃迁为基础基础 *比比 n n *跃迁几率大跃迁几率大 100-1000 100-1000 倍倍 *跃迁吸收强，跃迁吸收强，10 104 4 n n *跃迁吸收弱，跃迁吸收弱，500 500现在学习的是第11页，共75页12紫外光谱中常用的术语紫外光谱中常用的术语生色团：生色团：从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光从广

7、义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。但是，人们通常将能吸收紫子而产生电子跃迁的原子基团。但是，人们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。现在学习的是第12页，共75页13紫外光谱中常用的术语紫外光谱中常用的术语助色团助色团 助色团是指带有非键电子对的基团，如助色团是指带有非键电子对的基团，如-OHOH、-OR-OR、-NHR-NHR、-SH-SH、-Cl-Cl、-Br-Br、-I-I等，它们本身不能吸收大于等，它们本身不能吸收大于200200nmnm的光，但是当它们与生色团相连时，会使生色团的光，但是当

8、它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。现在学习的是第13页，共75页14生色团生色团 含有含有 键不饱和官能团键不饱和官能团助色团助色团 基团本身无色，但能增强生色团颜色基团本身无色，但能增强生色团颜色 为含有为含有n n电子，且能与电子，且能与 电子作用，产电子作用，产 生生n n 共轭共轭184204254270苯苯（*）苯酚苯酚（OH为助色团）为助色团）/nm紫外光谱中常用的术语紫外光谱中常用的术语现在学习的是第14页，共75页15紫外光谱中常用的术语紫外光谱中常用的术语红移与蓝移红移与蓝移有机化合物的吸收谱带常

9、常因引入取代基或改变溶剂使最大吸有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长收波长maxmax和吸收强度发生变化和吸收强度发生变化:某些有机化合物经取某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团（代反应引入含有未共享电子对的基团（-OHOH、-OR-OR、-NHNH2 2、-SH-SH、-Cl-Cl、-Br-Br、-SR-SR、-NR-NR2 2 ）之后，吸收峰的波长）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为将向长波方向移动，这种效应称为红移效应红移效应。在某些生色。在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会团如羰基的碳原子一端引入一些取代基

10、之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为向短波方向移动，这种效应称为蓝移效应蓝移效应。如。如-CHCH2 2、-CHCH2 2CHCH3 3、-OCOCH-OCOCH3 3。现在学习的是第15页，共75页16红移红移maxmax向长波方向移动向长波方向移动蓝移蓝移 向短波方向移动向短波方向移动 增色效应增色效应吸收强度即摩尔吸光吸收强度即摩尔吸光 系数系数 ，增大的现象增大的现象减色效应减色效应吸收强度即摩尔吸光系数，吸收强度即摩尔吸光系数，减小的现象减小的现象引入取代基或改变溶剂引入取代基或改变溶剂紫外光谱中常用的术语紫外光谱中常用的术语现在学习的是第16页，共75页17无机化合物的

11、紫外无机化合物的紫外可见吸收光谱可见吸收光谱 过渡金属离子过渡金属离子d一一d的的电子跃迁电子跃迁（2）镧系和锕系离子的）镧系和锕系离子的f一一f电子跃迁电子跃迁 电荷转移吸收光谱电荷转移吸收光谱-络合物的吸收络合物的吸收在分光光度法中具有重要意义在分光光度法中具有重要意义:微量组分的定量分析。微量组分的定量分析。当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属金属MM轨轨道上电荷的转移到道上电荷的转移到配位体配位体L L的轨道，或按相反方向转的轨道，或按相反方向转移，这种跃迁称为移，这种跃迁称为电荷转移跃迁，电荷转移跃迁，所产生的吸收光谱所产生的吸收光谱称为称为荷

12、移光谱。荷移光谱。现在学习的是第17页，共75页18有机化合物紫外有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱 1.1.饱和烃及其取代衍生物饱和烃及其取代衍生物饱和烃类分子中只含有饱和烃类分子中只含有 键，只能产生键，只能产生*跃迁。跃迁。饱饱和烃的最大吸收峰一般小于和烃的最大吸收峰一般小于150 150 nmnm，超出紫外、可见分光超出紫外、可见分光光度计的测量范围。光度计的测量范围。饱和烃的取代衍生物如饱和烃的取代衍生物如卤代烃卤代烃，其卤素原子上存在，其卤素原子上存在n n电子，可产生电子，可产生n n*的跃迁。的跃迁。n n*的能量低于的能量低于*。例。例如，如，CHCH3 3ClCl、C

13、HCH3 3BrBr和和CHCH3 3I I的的n n*跃迁分别出现在跃迁分别出现在173173、204204和和258258nmnm处。氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相应的吸处。氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相应的吸收波长发生了红移，显示了助色团的助色作用。收波长发生了红移，显示了助色团的助色作用。直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用价值不大。价值不大。但是它们是测定紫外和（或）可见吸收光谱但是它们是测定紫外和（或）可见吸收光谱的良好溶剂。的良好溶剂。现在学习的是第18页，共75页192.2.不饱和烃及共轭烯烃不饱和烃及共轭烯烃

14、 在不饱和烃类分子中，除含有在不饱和烃类分子中，除含有 键外，还含有键外，还含有 键，它们键，它们可以产生可以产生*和和*两种跃迁。两种跃迁。*跃迁的能量小跃迁的能量小于于 *跃迁。例如，在乙烯分子中，跃迁。例如，在乙烯分子中，*跃迁最大吸跃迁最大吸收波长为收波长为180180nmnm 在在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双键共轭不饱和烃类分子中，当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系统的延长，时，随着共轭系统的延长，*跃迁的吸收带跃迁的吸收带 将明显将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。向长波方向移动，吸收强度也随之增强。在在共轭体系中，共轭体系中，*跃迁产生的吸收带又称为跃迁产生的吸收带

15、又称为K K带。带。有机化合物紫外有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱现在学习的是第19页，共75页203.3.羰基化合物羰基化合物羰基化合物含有羰基化合物含有 C=OC=O基团。基团。C=OC=O基团主要可产生基团主要可产生*、n n*、n n*三个吸收带，三个吸收带，n n*吸收带又称吸收带又称R R带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等。物，如酯、酰胺等。羧酸及羧酸的衍生物虽然也有羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n n*吸收带，但是，吸收带，但是，羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连结含有羧酸及羧酸的衍生物的

16、羰基上的碳原子直接连结含有未共用电子对的助色团，如未共用电子对的助色团，如-OHOH、-Cl-Cl、-OR-OR等，由于助等，由于助色团上的色团上的n n电子与羰基双键的电子与羰基双键的 电子产生电子产生n n共轭，导致共轭，导致*轨道的能级有所提高，使轨道的能级有所提高，使n n*跃迁所需的能量变大，跃迁所需的能量变大，n n*吸收带蓝移至吸收带蓝移至210210nmnm左右。左右。有机化合物紫外有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱现在学习的是第20页，共75页214.4.苯及其衍生物苯及其衍生物苯有三个吸收带，它们都是由苯有三个吸收带，它们都是由*跃迁引起的。跃迁引起的。E E1 1带

17、出现在带出现在180 180 nmnm（MAX MAX=60=60，000000）；）；E E2 2带出现在带出现在204 204 nmnm（MAX MAX=8000=8000）；）；B B带出现在带出现在255 255 nm nm（MAX MAX=200=200）。）。在气态或非极性溶剂中，苯及其许多同系物在气态或非极性溶剂中，苯及其许多同系物的的B B谱带有许多的精细结构，这是由于振动跃迁在基态电谱带有许多的精细结构，这是由于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起的。在极性溶剂中，这些精细子上的跃迁上的叠加而引起的。在极性溶剂中，这些精细结构消失结构消失,当苯环上有取代基时，苯的三个特征

18、谱带都当苯环上有取代基时，苯的三个特征谱带都会发生显著的变化，其中影响较大的是会发生显著的变化，其中影响较大的是E E2 2带和带和B B谱带。谱带。有机化合物紫外有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱现在学习的是第21页，共75页225.5.稠环芳烃及杂环化合物稠环芳烃及杂环化合物 稠环芳烃，如奈、蒽、芘等，均显示苯的三个吸收带，稠环芳烃，如奈、蒽、芘等，均显示苯的三个吸收带，但这三个吸收带均发生红移，且强度增加。随着苯环数但这三个吸收带均发生红移，且强度增加。随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强度也相应增加。目的增多，吸收波长红移越多，吸收强度也相应增加。当芳环上的当芳环上的-C

19、HCH基团被氮原子取代后，则相应的氮杂基团被氮原子取代后，则相应的氮杂环化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相应的碳化合环化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相应的碳化合物极为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与奈相似。此外由于物极为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与奈相似。此外由于引入含有引入含有n n电子的电子的NN原子的，这类杂环化合物还可能产生原子的，这类杂环化合物还可能产生n n*吸收带。吸收带。有机化合物紫外有机化合物紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱现在学习的是第22页，共75页23溶剂对紫外吸收光谱的影响溶剂对紫外吸收光谱的影响1.溶剂的极性溶剂的极性 溶剂的极性越强，由溶剂的极性越强，由跃迁产

20、生的谱带向长波跃迁产生的谱带向长波方向移动越显著。方向移动越显著。这是因为发生这是因为发生跃迁的分子激发态跃迁的分子激发态的极性总大于基态，在极性溶剂的作用下，激发态能量降低的的极性总大于基态，在极性溶剂的作用下，激发态能量降低的程度大于基态，从而使基态到激发态跃迁所需的能量变小，使程度大于基态，从而使基态到激发态跃迁所需的能量变小，使吸收带发生吸收带发生红移红移。所用溶剂极性越强，则由所用溶剂极性越强，则由n n跃迁产生的谱带向短波跃迁产生的谱带向短波方向移动越明显，即蓝移越大。方向移动越明显，即蓝移越大。发生发生n n跃迁的分子跃迁的分子都含有未成键的孤对电子，与极性溶剂形成氢键，使得分子

21、都含有未成键的孤对电子，与极性溶剂形成氢键，使得分子的非键轨道能量有较大程度的降低，使的非键轨道能量有较大程度的降低，使n n跃迁所需的跃迁所需的能量相应增大，致使吸收谱带发生能量相应增大，致使吸收谱带发生蓝移蓝移。现在学习的是第23页，共75页242.2.pHpH值对紫外光谱的影响值对紫外光谱的影响 pH pH值的改变可能引起共轭体系的延长或缩短，值的改变可能引起共轭体系的延长或缩短，从而引起吸收峰位置的改变，对一些不饱和酸、从而引起吸收峰位置的改变，对一些不饱和酸、烯醇、酚及苯胺类化合物的紫外光谱影响很大，烯醇、酚及苯胺类化合物的紫外光谱影响很大，如果化合物溶液变为碱性时，吸收峰发生红移，

22、如果化合物溶液变为碱性时，吸收峰发生红移，表明该化合物为酸性物质。如果变为碱性，发生表明该化合物为酸性物质。如果变为碱性，发生蓝移，可能为芳胺。蓝移，可能为芳胺。例如：苯酚（当例如：苯酚（当pHpH大于大于7 7时，发生红移）时，发生红移）苯胺与盐酸苯胺苯胺与盐酸苯胺溶剂对紫外吸收光谱的影响溶剂对紫外吸收光谱的影响现在学习的是第24页，共75页25三、光的吸收定律三、光的吸收定律 朗伯朗伯比耳定律比耳定律布格布格(Bouguer)(Bouguer)1729 1729年年朗伯朗伯(Lambert)(Lambert)1760 1760年年光的吸收程度和吸收层厚度的关系光的吸收程度和吸收层厚度的关系

23、 A Ab b现在学习的是第25页，共75页26三、光的吸收定律三、光的吸收定律比耳比耳(Beer)(Beer)1852 1852年年 朗伯朗伯比耳定律比耳定律光的吸收程度和吸收物浓度之间的关系光的吸收程度和吸收物浓度之间的关系 A A c c现在学习的是第26页，共75页27三、光的吸收定律三、光的吸收定律光的吸收程度和吸光的吸收程度和吸收层厚度的关系收层厚度的关系A Ab b光的吸收程度和吸收光的吸收程度和吸收物浓度之间的关系物浓度之间的关系 A A c c 朗伯朗伯比耳定律比耳定律 A=A=bcbc吸光光度法的理论基础和定量测定的依据吸光光度法的理论基础和定量测定的依据朗伯朗伯(Lamb

24、ert)(Lambert)比耳比耳(Beer)(Beer)现在学习的是第27页，共75页28A A：吸光度吸光度 -溶液对光的吸收程度溶液对光的吸收程度b b：液层厚度：液层厚度(光程长度光程长度,cm),cm)c c：溶液的摩尔浓度，：溶液的摩尔浓度，molmolL L：摩尔吸光系数摩尔吸光系数，L Lmolmolcmcm；三、光的吸收定律三、光的吸收定律Alg（I0/It)=b c浓度为浓度为1 mol/L1 mol/L、液层厚度为、液层厚度为1cm1cm时该溶时该溶液在某一波长下的吸光度液在某一波长下的吸光度Alg（I0/It)=a b cc c：溶液的浓度，：溶液的浓度，g g L L

25、 a a：吸光系数，：吸光系数，L L g g cm cm 浓度为浓度为1 g/L1 g/L、液层厚度为、液层厚度为1cm1cm时该溶时该溶液在某一波长下的吸光度液在某一波长下的吸光度a a=/M （MM为摩尔质量）为摩尔质量）现在学习的是第28页，共75页29摩尔吸光系数摩尔吸光系数三、光的吸收定律三、光的吸收定律不随浓度不随浓度c c和光程长度和光程长度b b的改变而改变，的改变而改变，在温度和波在温度和波长等条件一定时，长等条件一定时，仅与吸收物质本身的性质有关仅与吸收物质本身的性质有关同一吸收物质在不同波长下的同一吸收物质在不同波长下的值是不同的。值是不同的。在最在最大吸收波长大吸收波

26、长maxmax处的摩尔吸光系数，常以处的摩尔吸光系数，常以maxmax表表示示。代表。代表可能达到的最大灵敏度。可能达到的最大灵敏度。maxmax越大表明光度法测定该物质灵敏度越高越大表明光度法测定该物质灵敏度越高10105 5：超高灵敏；超高灵敏；=(6=(61010）10104 4 ：高灵敏高灵敏21010 10 2 2 mol/L mol/L 时，吸光质点间可能发生缔时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。合等相互作用，直接影响了对光的吸收。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生

27、变化，影响吸光度化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度现在学习的是第33页，共75页34例：例：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：CrCr4 42-2-2 2H H =Cr Cr2 27 72-2-H H2 2溶液中溶液中CrCr4 42-2-、CrCr2 27 72-2-的颜色不同，吸光性质也的颜色不同，吸光性质也不相同不相同,故溶液故溶液pH pH 对测定有重要影响对测定有重要影响.现在学习的是第34页，共75页35四、紫外可见分光光度计四、紫外可见分光光度计现在学习的是第35页，共75页36四、紫外可见分光光度计四、紫外可见分光光度计现在学

28、习的是第36页，共75页37Hitachi U 3010 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计普析通用普析通用 TU-1221型型紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计四、紫外可见分光光度计四、紫外可见分光光度计现在学习的是第37页，共75页38波长波长330800 nm722722型光栅分光光度计型光栅分光光度计四、紫外可见分光光度计四、紫外可见分光光度计现在学习的是第38页，共75页光度计的基本结构光度计的基本结构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现在学习的是第39页，共75页40 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射在整个紫外光区或可见光谱区可以发射 连续连续 光谱光谱 具

29、有足够的辐射强度具有足够的辐射强度 较好的稳定性较好的稳定性 较长的使用寿命较长的使用寿命可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长 范围在范围在3203202500 nm2500 nm。紫外区：氢、氘灯，发射紫外区：氢、氘灯，发射185185400 nm400 nm 的连续光谱。的连续光谱。光源光源现在学习的是第40页，共75页41 将光源发射的复合光分解成单色光并可将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。从中选出一任波长单色光的光学系统。单色器单色器棱镜、光栅棱镜、光栅现在学习的是第41页，共75页狭缝狭缝狭缝狭缝是指由一对隔板在光通路

30、上形成的缝隙，用来调节入是指由一对隔板在光通路上形成的缝隙，用来调节入射单色光的纯度和强度，也直接影响分辩力。射单色光的纯度和强度，也直接影响分辩力。出射狭缝的宽度通常有两种表示方法：出射狭缝的宽度通常有两种表示方法：一为狭缝的实际宽度，以毫米一为狭缝的实际宽度，以毫米（mm）表示，另一种为光谱频带宽度，即指由出射狭缝射出光束的光谱宽）表示，另一种为光谱频带宽度，即指由出射狭缝射出光束的光谱宽度，以毫微米度，以毫微米nm表示。例如，出射狭缝的宽度是表示。例如，出射狭缝的宽度是6nm，并不是说出，并不是说出射狭缝的宽度是射狭缝的宽度是6nm，而是指由此狭缝射出的光具有，而是指由此狭缝射出的光具有

31、6nm的光谱带宽。的光谱带宽。现在学习的是第42页，共75页43样品室样品室在紫外区须采用石英池，在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。可见区一般用玻璃池。现在学习的是第43页，共75页44 利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号的电信号检测器检测器光电池、光电管或光电倍增管。光电池、光电管或光电倍增管。结果显示记录系统结果显示记录系统检流计、数字显示、微机进行仪器自检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理动控制和结果处理现在学习的是第44页，共75页单光束仪器单光束仪器HW红蓝S1S2单色器单色器样品室样品室现在学习的是第45页，

32、共75页单光束仪器的缺点：单光束仪器的缺点：操作麻烦：操作麻烦：空白空白IO样品样品I任一波长任一波长 不能进行吸收光谱的自动扫描不能进行吸收光谱的自动扫描光源不稳定性影响测量精密度光源不稳定性影响测量精密度现在学习的是第46页，共75页47双光束仪器双光束仪器IOI现在学习的是第47页，共75页48双光束仪器的特点和不足：双光束仪器的特点和不足：测量方便，不需要更换吸收池测量方便，不需要更换吸收池 补偿了仪器不稳定性的影响补偿了仪器不稳定性的影响 实现了快速自动吸收光谱扫描实现了快速自动吸收光谱扫描 不能消除试液的背景成分吸收干扰不能消除试液的背景成分吸收干扰现在学习的是第48页，共75页4

33、9双波长仪器双波长仪器切光器 1 2采用双单色器采用双单色器现在学习的是第49页，共75页50/nmA0200 300 400待测成分待测成分干扰成分干扰成分 1 2现在学习的是第50页，共75页51消除消除光谱重叠干扰光谱重叠干扰A 1=Aa 1+Ai 1 A 2=Aa 2+Ai 2 Ai 1=Ai 2 A=A 1-A 2=Aa 2-Aa 1=（a 1-a 2）bCa消除了共存组分的干扰消除了共存组分的干扰现在学习的是第51页，共75页52双波长仪器能否消除背景干扰？双波长仪器能否消除背景干扰？A 1=lg I0/I1=1bC+AbA 2=lg I0/I2=2bC+Ab式中式中 Ab 为背景

34、吸收或干扰物质的吸收为背景吸收或干扰物质的吸收若波长选择合适，若波长选择合适，1和和 2处处 Ab相同相同现在学习的是第52页，共75页53则则 A=lg I1/I2=（1-2）bC因此因此测量两波长测量两波长吸光度之差，就吸光度之差，就消除了背景吸收消除了背景吸收的干扰。的干扰。现在学习的是第53页，共75页54/nmA0200 300 400 1 2 3多组分混合物中各组分分别测定多组分混合物中各组分分别测定多波长分光光度法多波长分光光度法现在学习的是第54页，共75页A1=11C1+12C2+13C3A2=21C1+22C2+23C3A3=31C1+32C2+33C3ij为在波长i测定组

35、分j的摩尔吸光系数Ai为在波长i测得该体系的总吸光度解上联立方程可求出待测物浓度C1、C2、C3现在学习的是第55页，共75页56显色反应及显色条件的选择显色反应及显色条件的选择显色反应显色反应将待测组分转变成有色化合物的反应将待测组分转变成有色化合物的反应显色剂显色剂与待测组分形成有色化合物的试剂与待测组分形成有色化合物的试剂五、无机分析应用五、无机分析应用显色反应类型显色反应类型络合反应络合反应氧化还原反应氧化还原反应取代反应取代反应缩合反应缩合反应选择要素选择要素灵敏度高灵敏度高(大大)选择性好选择性好(以金纳米为例以金纳米为例)有色生成物稳定有色生成物稳定组成恒定组成恒定(不同络合比颜

36、色不同不同络合比颜色不同)显色剂在测定波长处无明显吸收显色剂在测定波长处无明显吸收有色化合物与显色剂颜色对比度大，要求有色化合物与显色剂颜色对比度大，要求 60nm 60nm。现在学习的是第56页，共75页57显色条件的选择显色条件的选择1.1.显色剂用量显色剂用量2.2.反应体系的酸度反应体系的酸度 影响金属离子和显色剂的存在形式、影响金属离子和显色剂的存在形式、络合物组成、稳定性及反应进行程度络合物组成、稳定性及反应进行程度现在学习的是第57页，共75页58显色条件的选择显色条件的选择3.3.显色时间显色时间4.4.显色温度显色温度5.5.溶剂溶剂6.6.干扰的消除干扰的消除选择适当的显色

37、反应条件选择适当的显色反应条件加入掩蔽剂加入掩蔽剂分离干扰离子分离干扰离子(萃取法、离子交换法、吸附法等）萃取法、离子交换法、吸附法等）现在学习的是第58页，共75页59吸光度测量条件的选择吸光度测量条件的选择1.1.选择适当的入射光波长选择适当的入射光波长 一般应该选择一般应该选择maxmax为入射光波长。但如果为入射光波长。但如果maxmax处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长免干扰的入射光波长2.2.控制适宜的吸光度（读数范围）控制适宜的吸光度（读数范围）Tmin36.8%,Amin0.434（吸光度测量误差最

38、小）（吸光度测量误差最小）最佳读数范围最佳读数范围T%=70 10A=0.151.0现在学习的是第59页，共75页60 3.3.选择合适的参比溶液选择合适的参比溶液若仅待测组分与显色剂反应产物有吸收，其它试若仅待测组分与显色剂反应产物有吸收，其它试剂均无吸收，用纯溶剂（水剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；作参比溶液；若显色剂或其它试剂略有吸收，试液本身无吸收，若显色剂或其它试剂略有吸收，试液本身无吸收，用用“试剂空白试剂空白”(不加试样溶液不加试样溶液)作参比溶液；作参比溶液；若待测试液有吸收，而显色剂等无吸收，则可若待测试液有吸收，而显色剂等无吸收，则可用用“试样空白试样空白”(不加显色

39、剂不加显色剂)作参比溶液。作参比溶液。现在学习的是第60页，共75页61定性分析定性分析结构分析结构分析标准谱图对照标准谱图对照经验规则计算经验规则计算官能团鉴定官能团鉴定顺反异构体的确定顺反异构体的确定互变异构体的确定互变异构体的确定五、有机分析应用五、有机分析应用现在学习的是第61页，共75页62化合物的定性分析化合物的定性分析 利利用用紫紫外外光光谱谱可可以以推推导导有有机机化化合合物物的的分分子子骨骨架架中中是是否否含含有有共共轭轭结结构构体体系系,如如C=CC=CC=CC=C、C=CC=CC=OC=O、苯苯环环等等。利利用用紫紫外外光光谱谱鉴鉴定定有有机机化化合合物物远远不不如如利利

40、用用红红外外光光谱谱有有效效，因因为为很很多多化化合合物物在在紫紫外外没没有有吸吸收收或或者者只只有有微微弱弱的的吸吸收收，并并且且紫紫外外光光谱谱一一般般比比较较简简单单，特特征征性性不不强强。利利用用紫紫外外光光谱谱可可以以用用来来检检验验一一些些具具有有大大的的共共轭轭体体系系或或发发色色官官能能团团的的化化合合物物，可可以以作作为为其其他他鉴鉴定定方方法法的的补补充充。鉴鉴定定化化合合物物主主要要是是根根据据光光谱谱图图上上的的一一些些特特征征吸吸收收，特特别别是是最最大大吸吸收收波波长长maxmax即即摩摩尔尔吸吸光光系系数数值值，来来进进行鉴定。行鉴定。现在学习的是第62页，共75

41、页63鉴定的方法有两种：鉴定的方法有两种：（1 1）与与标标准准物物、标标准准谱谱图图对对照照：将将样样品品和和标标准准物物以以同同一一溶溶剂剂配配制制相相同同浓浓度度溶溶液液，并并在在同同一一条条件件下下测测定定，比较光谱是否一致。比较光谱是否一致。（2 2）吸吸收收波波长长和和摩摩尔尔吸吸光光吸吸收收：如如果果样样品品和和标标准准物物的的吸吸收收波波长长相相同同，摩摩尔尔吸吸光光吸吸收收也也相相同同，可可以以认认为为样样品品和和标准物是同一物质。标准物是同一物质。化合物的定性分析化合物的定性分析现在学习的是第63页，共75页64若在若在200200750nm750nm波长范围内无吸收峰，则

42、可能是直链烷波长范围内无吸收峰，则可能是直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双键的烯烃等。不烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双键的烯烃等。不含共轭体系，无醛、酮、溴、碘。含共轭体系，无醛、酮、溴、碘。官能团鉴定官能团鉴定若在若在270270350nm350nm波长范围内有低强度吸收峰波长范围内有低强度吸收峰(1010100L100Lmolmol-1-1cmcm-1-1),),（n n跃迁），则可能含有一个简单非跃迁），则可能含有一个简单非共轭且含有共轭且含有n n电子的生色团，如羰基。电子的生色团，如羰基。若在若在2 20 0300nm300nm波长范围内有中等强度的吸收波长范围

43、内有中等强度的吸收峰则可能含苯环。峰则可能含苯环。化合物的结构分析化合物的结构分析现在学习的是第64页，共75页65若在若在210210250nm250nm波长范围内有强吸收峰波长范围内有强吸收峰，则可能含则可能含有有2 2个共轭双键；若在个共轭双键；若在260260300nm300nm波长范围内有强吸收波长范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有峰，则说明该有机物含有3 3个或个或3 3个以上共轭双键。个以上共轭双键。若该有机物的吸收峰延伸至可见光区，则该有机物若该有机物的吸收峰延伸至可见光区，则该有机物可能是长链共轭或稠环化合物。可能是长链共轭或稠环化合物。化合物的结构分析化合物的结构分析现在

44、学习的是第65页，共75页66五、应用五、应用-有机分析有机分析异构体的确定异构体的确定反式异构体的反式异构体的max max 和和maxmax大于顺式异构体大于顺式异构体化合物纯度的检验化合物纯度的检验氢键强度的测定氢键强度的测定成分分析成分分析现在学习的是第66页，共75页67异构体的确定异构体的确定 对对于于构构造造异异构构体体，可可以以通通过过经经验验规规则则计计算算出出maxmax值值与与实实测测值值比比较较，即即可可证证实实化化合合物物是是哪哪种种异异构构体体。对对于于顺顺反反异异构构体体，一一般般来来说说，某某一一化化合合物物的的反反式式异异构构体体的的maxmax和和maxma

45、x大大于于顺顺式式异异构构体体。另另外外还还有有互互变变异异构构体体，常常见见的的互互变变异异构构体体有有酮酮烯烯醇醇式式互互变变异异构构，如如乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酯酯的的酮酮烯烯醇醇式式互变异构。互变异构。现在学习的是第67页，共75页68成分分析成分分析 紫紫外外光光谱谱在在有有机机化化合合物物的的成成分分分分析析方方面面的的应应用用比比其其在在化化合合物物定定性性鉴鉴定定方方面面具具有有更更大大的的优优越越性性，方方法法的的灵灵敏敏度度高高，准准确确性性和和重重现现性性都都很很好好，应应用用非非常常广广泛泛。只只要要对对近近紫紫外外有有吸吸收收或或可可能能有有吸吸收收的的化化合合物物，均

46、均可可用用紫紫外外分分光光光光度度法法进进行行测测定定，定定量量基基础础朗朗伯伯-比尔定律。比尔定律。现在学习的是第68页，共75页69测定蛋白浓度测定蛋白浓度 蛋蛋白白浓浓度度可可用用紫紫外外吸吸收收法法进进行行测测定定，基基于于蛋蛋白白质质中中的的Tyr,Tyr,Trp Trp 以以及及PhePhe在在280 280 nmnm有有最最大大特特征征吸吸收收所所建建立立的的方方法，同时核酸在法，同时核酸在 260 260 nmnm有特征吸收，需要校正以除干扰。有特征吸收，需要校正以除干扰。现在学习的是第69页，共75页70本章重点本章重点1.紫外紫外-可见吸收光谱法的特点、基本原理。可见吸收光

47、谱法的特点、基本原理。2.Lambert-Beer定律物理意义、成立条件及影响因素。定律物理意义、成立条件及影响因素。3.吸光系数的物理意义、两种表达形式及其相互关系。吸光系数的物理意义、两种表达形式及其相互关系。4.紫外紫外-可见分光光度法单组分定量的各种方法。可见分光光度法单组分定量的各种方法。5.紫紫外外-可可见见吸吸收收光光谱谱产产生生的的原原因因，电电子子跃跃迁迁类类型型、吸吸收收带带的类型、特点。的类型、特点。6.紫外紫外-可见分光光度计的基本部件、工作原理。可见分光光度计的基本部件、工作原理。7.紫紫外外-可可见见分分光光光光度度法法对对化化合合物物定定性性鉴鉴别别、纯纯度度检检

48、查查及及定定量量分析的基本方法。分析的基本方法。8.紫外光谱与有机物分子结构的关系。紫外光谱与有机物分子结构的关系。现在学习的是第70页，共75页71知识回顾知识回顾u酸的浓度常数：酸的浓度常数：Ka=H+B-/HBu 酸碱指示剂：酸碱指示剂：为弱的有机酸或碱为弱的有机酸或碱,其酸式和它的共轭碱具有不同的颜色其酸式和它的共轭碱具有不同的颜色,当溶液当溶液pH改变时，改变时，指示剂发生质子的转移引起结构上的改变而导致颜色的变化指示剂发生质子的转移引起结构上的改变而导致颜色的变化(如（甲基橙、酚酞等等）。如（甲基橙、酚酞等等）。u 吸收定律：吸收定律：A=bc,注意每个符号代表什么？注意每个符号代

49、表什么？u 吸光度的加合性吸光度的加合性:如溶液中含有如溶液中含有n中彼此不相互作用的组分，它们对某一波长的光都产生中彼此不相互作用的组分，它们对某一波长的光都产生吸收，那么该溶液对该波长光吸光度吸收，那么该溶液对该波长光吸光度A总总等于溶液中各组分吸光度之和。等于溶液中各组分吸光度之和。A总总=A1+A2+A3+An现在学习的是第71页，共75页72P168习题习题18（10 min)现在学习的是第72页，共75页73习题18答案现在学习的是第73页，共75页74 14-8 A simultaneous determination for cobalt and nickel can be b

50、ased on absorption by their respective 8-hydroxyquinolinol complexes.Molar absorptivities corresponding to their absorption maxima are as follows:MolarAbsorptivity,365nm700nmCo3529428.9Ni322810.2Calculate the molar concentration of nickel and cobalt in each of the following solution using the follow