紫外可见吸收光谱法资料.ppt

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1、化学化工学院第七章紫外可见分光光度法UltravioletandVisibleSpectrophotometry化学化工学院定义：通常是指研究通常是指研究200-780nm200-780nm光谱区域内，物光谱区域内，物质质分子或离子分子或离子对光辐射对光辐射吸收吸收的一种方法，也称的一种方法，也称为吸光光度法或分光光度法。为吸光光度法或分光光度法。利用利用有色溶液有色溶液对对可见光可见光的吸收来进行定量的吸收来进行定量测定，测定，称为比色法。称为比色法。化学化工学院历史（1）公元公元60606060年年 古希腊古希腊 普里尼普里尼 五倍子浸出液估测醋中五倍子浸出液估测醋中FeFeFeFe十九世

2、纪十九世纪30-4030-4030-4030-40年代年代 比色是一种普遍分析方法比色是一种普遍分析方法 利用金属离子本身颜色或无机显色剂利用金属离子本身颜色或无机显色剂 MnOMnO4 4-NHNH3 3 使使CuCu2+2+Co Co2+2+显色显色方法：目视方法：目视比色法比色法系列标样系列标样 Cs C Cs C2 2s Cs C3 3s Cs C4 4s Cs C5 5s s Cx Cx 比较比较颜色深浅颜色深浅 化学化工学院历史（历史（2 2）18521852年年 BeerBeer定律定律18681868年年 布特列洛夫布特列洛夫 18701870年年 杜包斯克杜包斯克 目视比色计

3、目视比色计 浦氏光度计浦氏光度计19111911年年 贝格尔贝格尔 硒光电池比色计硒光电池比色计19181918年年 美国国家标准局美国国家标准局 第一台分光光度计第一台分光光度计2020世纪世纪30-4030-40年代年代 “痕迹金属比色测定痕迹金属比色测定”2020世纪世纪5050年代年代 有机显色剂有机显色剂近二近二近二近二、三十、三十、三十、三十年年 信息技术，高新技术，联用技术信息技术，高新技术，联用技术化学化工学院7.1 7.1 分子光谱概述和光吸收定律分子光谱概述和光吸收定律分子光谱概述和光吸收定律分子光谱概述和光吸收定律7.2 7.2 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱紫外可见吸

4、收光谱紫外可见吸收光谱7.3 7.3 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计7.4 7.4 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用化学化工学院一一一一.分子光谱的产生分子光谱的产生分子光谱的产生分子光谱的产生1.1.分子的能级分子的能级分子的能级分子的能级E E2 2E E1 1E E0 00 01 12 2 ,0 0 ,1 1 ,2 21 1 1 1J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 3J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1J J J J0 0 0

5、 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1J J J J0 0 0 02 2 2 23 3 3 31 1 1 1分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分子紫外吸收光谱分分分分子子子子可可可可见见见见吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱分子红外吸收光谱分子红外吸收光谱分子红外吸收光谱分子红外吸收光谱分子光谱：分子光谱：分子光谱：分子光谱：连续光谱连续光谱连续光谱连续光谱 带光谱带光谱带光谱带光谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱远红外光谱中红外光谱中红外光谱中红外光谱中红外光谱紫外紫外紫外紫外-可见光谱可见光谱可见光谱可见光谱7.1 7.1 7.1 7.1 分子光谱概述和光吸收定律分子光谱

6、概述和光吸收定律分子光谱概述和光吸收定律分子光谱概述和光吸收定律化学化工学院2.选择吸收宏观现象宏观现象 KMnOKMnO4 4 (紫红色紫红色)吸收白光中的吸收白光中的 黄绿色黄绿色 CuSOCuSO44 (蓝色蓝色)吸收白光中的吸收白光中的 黄色黄色 互补色互补色 结论结论同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸收能力，称之谓同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸收能力，称之谓选择吸收现象。选择吸收现象。不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波长带。溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波长带。化学化工学院 KMnO K

7、MnO4 4吸收吸收光谱：光谱：A-A-图图 525n m 525n m 化学化工学院二二二二.Lambert Beer.Lambert Beer 定律定律定律定律布格布格布格布格(Bouguer)(Bouguer)和朗伯和朗伯和朗伯和朗伯(Lambert)(Lambert)先后于先后于先后于先后于17291729年和年和年和年和17601760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系：年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系：年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系：年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系：18521852年比耳年比耳年比耳年比耳(Beer)(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物

8、浓又提出了光的吸收程度和吸收物浓又提出了光的吸收程度和吸收物浓又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系度之间也具有类似的关系度之间也具有类似的关系度之间也具有类似的关系:A A b b A A c c二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯-比耳定律，其数学表达式为：比耳定律，其数学表达式为：比耳定律，其数学表达式为：比耳定律，其数学表达式为：式中：式中：A：吸光度；：吸光度；T T:透射率；透射率；b：液层厚度：液层厚度(光程长度光程长度)，通常以，通常以cm为单位；为单位；c：溶液的摩尔浓度，单位：溶液的摩尔浓度，单位molL-1；：摩尔吸光系数

9、，单位：摩尔吸光系数，单位Lmol-1cm-1；A AlglgT T lglg（I It t/I I0 0)=)=b c b c.光吸收定律的表达式及其含义光吸收定律的表达式及其含义光吸收定律的表达式及其含义光吸收定律的表达式及其含义化学化工学院.吸光度与透射率吸光度与透射率吸光度与透射率吸光度与透射率A A-lg-lgT T-lg(-lg(I It t/I I0 0)=)=b c b c T T 1010 A A=10=10-b cb c C C1.01.00.50.50 0A AC C10010050500 0T T%多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、多组分混合体系中，

10、如果各组分分子之间不存在离解、聚合、多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、多组分混合体系中，如果各组分分子之间不存在离解、聚合、化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：化学反应等化学平衡时，其吸光度具有加合性，即：.吸光度的加合性吸光度的加合性吸光度的加合性吸光度的加合性化学化工学院7.2 7.2 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱一一一一.有机化合物的紫外有机化合物的紫外有机化合物的紫外有机化合物的紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光

11、谱.跃迁类型跃迁类型跃迁类型跃迁类型CCCC*P Px x P Py y P Pz zP Px x P Py y P Pz zCCCC *n n*n n*n n化学化工学院A.A.*：一般发生在远紫外线区，饱和烃类：一般发生在远紫外线区，饱和烃类：一般发生在远紫外线区，饱和烃类：一般发生在远紫外线区，饱和烃类C-CC-C键键键键B.B.*：发生在近紫外线区：发生在近紫外线区：发生在近紫外线区：发生在近紫外线区200nm200nm甲烷：甲烷：maxmax=125 nm =125 nm 乙烷：乙烷：maxmax=135 nm=135 nm因此该类化合物的紫外因此该类化合物的紫外-可见吸收光谱应用价

12、值很小。可见吸收光谱应用价值很小。CHCH2 2=CH=CH2 2：maxmax=165 nm =165 nm 、CHCHCHCH：maxmax=173 nm=173 nm 但是随着共扼体系的增大或杂原子的取代，但是随着共扼体系的增大或杂原子的取代，maxmax向长波向长波移动移动;maxmax10104 4，是强吸收带。，是强吸收带。化学化工学院C.C.n n*：发生在远、近紫外线区之间：发生在远、近紫外线区之间：发生在远、近紫外线区之间：发生在远、近紫外线区之间 150nm250nm 150nm250nm CX CX键，键，键，键，XSXS、N N、OO、ClCl、BrBr、I I 等杂原

13、子等杂原子等杂原子等杂原子CHCH3 3OHOH：maxmax=183 nm =183 nm 、CHCH3 3NHNH：maxmax=213 nm=213 nm但是大多数吸收峰但是大多数吸收峰但是大多数吸收峰但是大多数吸收峰 maxmax小于小于小于小于200nm200nm。D.D.n n*：发生在近紫外线区与可见光区之间，是生色团中：发生在近紫外线区与可见光区之间，是生色团中：发生在近紫外线区与可见光区之间，是生色团中：发生在近紫外线区与可见光区之间，是生色团中的未成键孤对电子向的未成键孤对电子向的未成键孤对电子向的未成键孤对电子向*轨道跃迁。轨道跃迁。轨道跃迁。轨道跃迁。属于禁阻助跃迁，属

14、于禁阻助跃迁，属于禁阻助跃迁，属于禁阻助跃迁，maxmax 100 100，是弱吸收带。，是弱吸收带。，是弱吸收带。，是弱吸收带。化学化工学院化学化工学院A.A.生色团生色团生色团生色团(chromophore)(chromophore)2.2.一些常用名词一些常用名词一些常用名词一些常用名词是指分子中产生吸收带的主要官能团；吸收带的是指分子中产生吸收带的主要官能团；吸收带的 maxmax210nm,210nm,属于属于 *、n n *等跃迁类型。等跃迁类型。生色团为不饱和基团：生色团为不饱和基团：C=CC=C、N=ON=O、C=OC=O、C=SC=S等；生色团吸收带等；生色团吸收带的位置受相

15、邻取代基或溶剂效应的影响，吸收峰向长波或短波移动。的位置受相邻取代基或溶剂效应的影响，吸收峰向长波或短波移动。B.B.助色团助色团助色团助色团(auxochrome)(auxochrome)是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外-可见光区可见光区不产生吸收，但是当它与不产生吸收，但是当它与生色团连接后，使生色团的生色团连接后，使生色团的吸收带向长波移动，吸收带向长波移动，且吸收强度增大。且吸收强度增大。-OH-OH、-OR-OR、-NHR-NHR、-SH-SH、-Cl-Cl、-Br-Br、-I-I化学化工学院C.C.红移红移红移红移(r

16、ed shift or bathochromic shift)(red shift or bathochromic shift)是指一些带有非成键电子对的基团与是指一些带有非成键电子对的基团与是指一些带有非成键电子对的基团与是指一些带有非成键电子对的基团与生色团连接后，使生色生色团连接后，使生色生色团连接后，使生色生色团连接后，使生色团的团的团的团的吸收带向长波移动，这种效应成为红移，该基团称为红移基吸收带向长波移动，这种效应成为红移，该基团称为红移基吸收带向长波移动，这种效应成为红移，该基团称为红移基吸收带向长波移动，这种效应成为红移，该基团称为红移基团：团：团：团：-OH-OH、-OR-O

17、R、-NH-NH2 2、-NR-NR2 2、-SH-SH、-SR-SR、-Cl-Cl、-Br-Br是指一些基团与某些是指一些基团与某些是指一些基团与某些是指一些基团与某些生色团生色团生色团生色团(C=O)(C=O)连接后，使生色团的连接后，使生色团的连接后，使生色团的连接后，使生色团的吸收带向吸收带向吸收带向吸收带向短波移动，这种效应成为蓝移，该基团称为蓝移基团：短波移动，这种效应成为蓝移，该基团称为蓝移基团：短波移动，这种效应成为蓝移，该基团称为蓝移基团：短波移动，这种效应成为蓝移，该基团称为蓝移基团：-CH-CH3 3、-CH-CH2 2CHCH3 3、-O-COCH-O-COCH3 3D

18、.D.蓝移蓝移蓝移蓝移(hypsochromic shift)(hypsochromic shift)化学化工学院E.E.溶剂的极性效应溶剂的极性效应溶剂的极性效应溶剂的极性效应溶剂的极性不同也溶剂的极性不同也溶剂的极性不同也溶剂的极性不同也会引起某些化合物的吸会引起某些化合物的吸会引起某些化合物的吸会引起某些化合物的吸收带红移或蓝移，这种收带红移或蓝移，这种收带红移或蓝移，这种收带红移或蓝移，这种作用称为溶剂效应。作用称为溶剂效应。作用称为溶剂效应。作用称为溶剂效应。*n n *n n E E n*n*E E*E E n*n*E E*无溶剂无溶剂无溶剂无溶剂化作用化作用化作用化作用有溶剂有溶

19、剂有溶剂有溶剂化作用化作用化作用化作用蓝移蓝移蓝移蓝移:E E n*n*E E n*n*红移红移红移红移:E E*E E*正己烷正己烷CHClCHCl3 3CHCH3 3OHOHH H2 2OO *maxmax/nm/nm 230230238238237237243243n n *maxmax/nm/nm 329329315315309309305305亚异丙酮的溶剂效应亚异丙酮的溶剂效应亚异丙酮的溶剂效应亚异丙酮的溶剂效应化学化工学院紫外光谱电子跃迁类型：紫外光谱电子跃迁类型：nn*跃迁，跃迁，*跃迁跃迁 饱和化合物无紫外吸收饱和化合物无紫外吸收 电电子子跃跃迁迁类类型型与与分分子子结结构构

20、及及存存在在基基团团有有密密切切联联系系：根根据据分分子子结结构构推推测测可可能能产产生生的的电电子子跃跃迁迁类类型型；根根据据吸吸收收谱谱带带波波长长和和电电子子跃跃迁迁类类型型 推推测测分分子子中中可可能能存存在在的的基团（分子结构鉴定基团（分子结构鉴定）讨论：讨论：化学化工学院二、无机化合物的电子光谱二、无机化合物的电子光谱金金属属络络合合物物Most transition metal ions are colored(absorb in UV-vis)due to dd electronic transitions。Remember:Solution absorbs red appea

21、rs blue-green Solution absorbs blue-green appears red红橙黄绿蓝绿绿蓝蓝紫化学化工学院1、d-d配位场跃迁配位场跃迁晶体场理论晶体场理论：配位场的影响，金属离子的：配位场的影响，金属离子的d轨道分裂轨道分裂化学化工学院特点：特点：（1）有）有配位场存在，配位场存在，d轨道分裂轨道分裂（2）d-d跃迁几率小，弱吸收，跃迁几率小，弱吸收，e0.1100之间之间（3）吸吸收收波波长长与与分分裂裂能能有有关关，配配位位场场越越强强，分分裂裂能能越大，波长越小越大，波长越小化学化工学院Cu再如：再如：2+H，2：O浅蓝色浅蓝色）；）；794nm（NH3

22、：深蓝色深蓝色）663nm（I-Br-Cl-F-OH-C2O42-H2OSCN-NH3enNO2-CN化学化工学院2、电荷转移跃迁、电荷转移跃迁在在光光辐辐射射作作用用下下，金金属属络络离离子子中中一一方方的的电电子子向向另另一一方方的轨道跃迁而产生的吸收光谱的轨道跃迁而产生的吸收光谱e-中心离子为电子受体中心离子为电子受体accept，配体为电子给体，配体为电子给体donor化学化工学院化学化工学院特点：特点：（1）强吸收强吸收，摩尔吸光系数在，摩尔吸光系数在10000以上；以上；（2）最最大大波波长长取取决决于于电电子子给给予予体体的的电电子子亲亲和和力力，亲亲和力越小，能量差越小，波长越

23、大和力越小，能量差越小，波长越大（3）可建立）可建立定量分析方法定量分析方法化学化工学院3、金属离子影响下的配体、金属离子影响下的配体-*跃迁跃迁（1）配体本身为生色团）配体本身为生色团（2）配配体体与与金金属属配配位位后后，导导致致共共轭轭结结构构发发生生改改变变，从而导致吸收波长红移或紫移从而导致吸收波长红移或紫移化学化工学院7.3 7.3 紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计可见分光光度计一一一一.主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能主要组成及部件的功能1.1.工作原理基仪器结构框图工作原理基仪器结构框图工作原理基仪器结构框图工作原理基仪器

24、结构框图光源光源光源光源碘碘碘碘钨钨钨钨灯灯灯灯氘氘氘氘灯灯灯灯单色器单色器单色器单色器测量池测量池测量池测量池参比池参比池参比池参比池样品池样品池样品池样品池光光光光电电电电倍倍倍倍增增增增管管管管数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制光源光源光源光源样品池样品池样品池样品池单色器单色器单色器单色器检测器检测器检测器检测器数据处理数据处理数据处理数据处理仪器控制仪器控制仪器控制仪器控制化学化工学院二二二二.光源（辐射源）光源（辐射源）光源（辐射源）光源（辐射源）1.1.光源的要求：光源的要求：光源的要求：光源的要求：vv发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足

25、够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱发射强度足够且稳定的连续光谱;vv光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小光辐射强度随波长的变化小;vv有足够的使用寿命有足够的使用寿命有足够的使用寿命有足够的使用寿命钨灯钨灯钨灯钨灯（钨的熔点为（钨的熔点为（钨的熔点为（钨的熔点为3680K3680K）；）；）；）；波长范围：波长范围：波长范围：波长范围：3202500nm3202500nm；工作温度：工作温度：工作温度：工作温度：3000K3000K；I Ihvhv V V34342.2.白炽光源白炽光源白炽光源白炽光源常用类型：白炽光源与气体放电光源常用类型：白

26、炽光源与气体放电光源常用类型：白炽光源与气体放电光源常用类型：白炽光源与气体放电光源卤钨灯：卤钨灯：卤钨灯：卤钨灯：在钨灯中加入卤化物提在钨灯中加入卤化物提在钨灯中加入卤化物提在钨灯中加入卤化物提高白炽灯的使用寿命高白炽灯的使用寿命高白炽灯的使用寿命高白炽灯的使用寿命3.3.气体放电光源气体放电光源气体放电光源气体放电光源氢弧灯氢弧灯氢弧灯氢弧灯（氢灯）：波长范围：（氢灯）：波长范围：（氢灯）：波长范围：（氢灯）：波长范围：185375nm185375nm；氢气压力：氢气压力：氢气压力：氢气压力：0.25mmHg0.25mmHg。氘灯：氘灯：氘灯：氘灯：内充气为氘辐射强度比起氢灯达内充气为氘辐

27、射强度比起氢灯达内充气为氘辐射强度比起氢灯达内充气为氘辐射强度比起氢灯达3535倍。倍。倍。倍。化学化工学院三三三三.单色器单色器单色器单色器:平面衍射光平面衍射光平面衍射光平面衍射光栅栅栅栅四四四四.检测器：检测器：检测器：检测器：PMT-PMT-前面已经介绍前面已经介绍前面已经介绍前面已经介绍光源光源光源光源碘碘碘碘钨钨钨钨灯灯灯灯氘氘氘氘灯灯灯灯单色器单色器单色器单色器测量池测量池测量池测量池CCDCCD检测器检测器检测器检测器数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制CCD CCD 光二极管阵列检测器光二极管阵列检测器光二极管阵列检测器光二极管阵列检测器化

28、学化工学院五五五五.测量池：液池、样品池、比色皿。测量池：液池、样品池、比色皿。测量池：液池、样品池、比色皿。测量池：液池、样品池、比色皿。1.1.吸收池的材料吸收池的材料吸收池的材料吸收池的材料玻璃玻璃玻璃玻璃360 nm360 nm2.25 2.25 m m m mmm化学化工学院石英石英石英石英200 nm200 nm2.5 2.5 m m m mmm化学化工学院2.2.吸收池的形状吸收池的形状吸收池的形状吸收池的形状波长范围波长范围波长范围波长范围3.3.使用注意事项使用注意事项使用注意事项使用注意事项容易破碎容易破碎容易破碎容易破碎可拆卸圆形测量池可拆卸圆形测量池两面透光两面透光圆形

29、测量池圆形测量池两面透光两面透光1cm 长方形测量池长方形测量池两面透光两面透光气体测量池气体测量池两面透光两面透光微量测量池微量测量池两面透光两面透光流动测量池流动测量池两面透光两面透光化学化工学院六六六六.紫外紫外紫外紫外-可见分光光度计仪器的类型可见分光光度计仪器的类型可见分光光度计仪器的类型可见分光光度计仪器的类型1.1.单光束分光光度计单光束分光光度计单光束分光光度计单光束分光光度计单光束动画单光束动画优点：优点：优点：优点：结构简单、价格低廉结构简单、价格低廉结构简单、价格低廉结构简单、价格低廉缺点：缺点：缺点：缺点：受光源、检测受光源、检测受光源、检测受光源、检测器的波动影器的波

30、动影器的波动影器的波动影响：不能自响：不能自响：不能自响：不能自动记录吸收动记录吸收动记录吸收动记录吸收光谱。光谱。光谱。光谱。问问问问题题题题：请请请请扼扼扼扼要要要要叙叙叙叙述述述述在在在在非非非非扫扫扫扫描描描描型型型型（单单单单光光光光束束束束）的的的的紫紫紫紫外外外外-可可可可见见见见分分分分光光光光光光光光度度度度计计计计上上上上，人人人人工工工工绘绘绘绘制制制制吸吸吸吸光光光光物物物物质质质质的的的的UV-VISUV-VIS吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱过过过过程程程程中中中中需需需需要要要要注注注注意意意意的的的的事项。事项。事项。事项。波长增量的选择；改变波长都要用参比溶液

31、调节波长增量的选择；改变波长都要用参比溶液调节波长增量的选择；改变波长都要用参比溶液调节波长增量的选择；改变波长都要用参比溶液调节T=100%T=100%；固定；固定；固定；固定光谱通带与仪器参数；选择合适的溶液浓度与参比。光谱通带与仪器参数；选择合适的溶液浓度与参比。光谱通带与仪器参数；选择合适的溶液浓度与参比。光谱通带与仪器参数；选择合适的溶液浓度与参比。化学化工学院2.2.双光束分光光度计双光束分光光度计双光束分光光度计双光束分光光度计优点：优点：优点：优点：能自动记录吸收光谱能自动记录吸收光谱能自动记录吸收光谱能自动记录吸收光谱（自动扫描）；比切（自动扫描）；比切（自动扫描）；比切（自

32、动扫描）；比切光器的频率慢的光源、光器的频率慢的光源、光器的频率慢的光源、光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；检测器的波动不影响；检测器的波动不影响；检测器的波动不影响；是目前用得最多的分是目前用得最多的分是目前用得最多的分是目前用得最多的分光光度计光光度计光光度计光光度计优点：优点：优点：优点：可以测定较高浓度的样品溶液；可以测定较高浓度的样品溶液；可以测定较高浓度的样品溶液；可以测定较高浓度的样品溶液；可以扣除背景吸收（样品池、浑浊等）；可以扣除背景吸收（样品池、浑浊等）；可以扣除背景吸收（样品池、浑浊等）；可以扣除背景吸收（样品池、浑浊等）；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响

33、；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；比切光器的频率慢的光源、检测器的波动不影响；导数吸收光谱曲线（导数吸收光谱曲线（导数吸收光谱曲线（导数吸收光谱曲线（=12nm)=12nm)。3.3.双波长分光光度计双波长分光光度计双波长分光光度计双波长分光光度计化学化工学院7-4紫外紫外-可见吸收光谱法的应用可见吸收光谱法的应用 不同的有机化合物具有不同的吸收光谱，可进不同的有机化合物具有不同的吸收光谱，可进行简单的定性分析，但吸收光谱较简单，只能用行简单的定性分析，但吸收光谱较简单，只能用于鉴定共轭发色团，推断未知物骨架，可进行定于鉴定共轭发色团，推

34、断未知物骨架，可进行定量分析及测定配合物配位比和稳定常数量分析及测定配合物配位比和稳定常数一一、定性分析：、定性分析：(一）比较吸收光谱法一）比较吸收光谱法 根据化合物吸收光谱的形状、吸收峰的数目、根据化合物吸收光谱的形状、吸收峰的数目、强度、位置进行定性分析强度、位置进行定性分析待测样品待测样品相同条件相同条件样品谱样品谱标准物质标准物质标准谱标准谱化学化工学院(二二二二)纯度检查纯度检查纯度检查纯度检查 如如果果一一化化合合物物在在紫紫外外区区没没有有吸吸收收峰峰，而而其其杂杂质质有有较较强强吸吸收收，就就可可方方便便的的检检出出该该化化合合物物中中的痕量杂质。的痕量杂质。例例如如要要鉴鉴

35、定定甲甲醇醇和和乙乙醇醇中中的的杂杂质质苯苯，可可利利用用苯苯在在254nm254nm处处的的B B吸吸收收带带，而而甲甲醇醇或或乙乙醇醇在在此此波长范围内几乎没有吸收。波长范围内几乎没有吸收。又又如如四四氯氯化化碳碳中中有有无无二二硫硫化化碳碳杂杂质质，只只要要观察在观察在318nm318nm处有无二硫化碳的吸收峰即可。处有无二硫化碳的吸收峰即可。化学化工学院用紫外可见吸收光谱鉴定未知物的结构较困难，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，主要表现化合物的因谱图简单，吸收峰个数少，主要表现化合物的发色团和助色团的特征。发色团和助色团的特征。利用紫外可见吸收光谱可利

36、用紫外可见吸收光谱可确定有机化合物中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、不饱和基团，还可区分化合物的构型、构象、同分异构体同分异构体二、结构分析二、结构分析二、结构分析二、结构分析化学化工学院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，可能是饱和化合物可能是饱和化合物210250nm强吸收强吸收*，2个共轭单位个共轭单位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

37、吸收）中吸收*，有苯环，有苯环化学化工学院 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(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：乙酰乙酸乙酯化学化工学院三、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

38、分析波长（选择合适的分析波长（max）选择适当的参比溶液选择适当的参比溶液化学化工学院分光光度计的简单实验步骤分光光度计的简单实验步骤分光光度计的简单实验步骤分光光度计的简单实验步骤1 配制样品溶液配制样品溶液2 插上电源，预热插上电源，预热3 选择最大吸收波长选择最大吸收波长4 将参比和样品溶液放进吸收池（比色皿）将参比和样品溶液放进吸收池（比色皿）5 测定参比溶液的吸收度，清零测定参比溶液的吸收度，清零6 测定样品溶液的吸收度测定样品溶液的吸收度化学化工学院（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

39、溶液As=CsL被测溶液被测溶液Ax=CxLCx=CsAx/As注意：注意：Cs 与与 Cx大致相当大致相当化学化工学院（2）标准曲线法12345样品样品标液标液C1C2C3C4C5CXAA1A2A3A4A5AXACCXAX化学化工学院标准曲线法的简单实验步骤标准曲线法的简单实验步骤标准曲线法的简单实验步骤标准曲线法的简单实验步骤1 1 配制浓度由低到高的一系列标准溶液（配制浓度由低到高的一系列标准溶液（3-53-5，5-75-7）、）、配制样品溶液配制样品溶液2 2 插上电源，预热插上电源，预热3 3 选择最大吸收波长选择最大吸收波长4 4 将参比和系列标准溶液放进吸收池（比色皿）将参比和系

40、列标准溶液放进吸收池（比色皿）5 5 测定参比溶液的吸收度，清零测定参比溶液的吸收度，清零6 6 依次测定系列标准溶液吸收度依次测定系列标准溶液吸收度7 7 以浓度为横坐标，以吸收度为纵坐标，绘制标准曲线以浓度为横坐标，以吸收度为纵坐标，绘制标准曲线8 8 测定样品溶液的吸收度测定样品溶液的吸收度9 9 在标准曲线上就可以查得样品的浓度在标准曲线上就可以查得样品的浓度化学化工学院2.多组分物质的定量分析（只讨论2组分）在某特定波长下测定在某特定波长下测定 A A总总=A=A1 1+A+A2 2+A+A3 3+吸光度加和性吸光度加和性 （1 1）吸收光谱互不重叠）吸收光谱互不重叠 a b1 2在

41、在 1 1处测处测a a组分，组分，b b组分不干扰组分不干扰在在 2 2处测处测b b组分，组分，a a组分不干扰组分不干扰化学化工学院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）（2）吸收光谱单向重叠）吸收光谱单向重叠 a b1 2A1a+b=A1a+A1b A2b=2 b CbL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 分不干扰分不干扰化学化工学院首先在首先在 2 2 处测定处测定b b组分，因组分，因a a组分不干扰组分不干扰 A A s sb b=2 2b b C C s s b bL L 2

42、 2b b=A A s sb b/C C s sb bL L 在在 2 2处处 A A x xb b=2 2b b C C x xb bL L 求出求出C C x xb b A A 1 1a+b a+b=A=A 1 1a a+A+A 1 1b b=1 1 a a C Cx xa a L+L+1 1 b b C Cx xb bL L 其中：其中：1 1a a=A A 1 1a a/C C s s a a L L 1 1b b=A A 1 1b b/C C s s b b L L化学化工学院用紫外用紫外-可见分光光度计，在可见分光光度计，在275 nm和和295 nm处，分别测得阿司匹林的摩尔吸光

43、系数处，分别测得阿司匹林的摩尔吸光系数为为275=9847，295=548。水杨酸的摩尔水杨酸的摩尔吸光系数为吸光系数为275=455，295=8374.现有阿司现有阿司匹林和水杨酸混合物匹林和水杨酸混合物50 ml，在，在275 nm处测处测得吸光度为得吸光度为0.945，295 nm处测得吸光度为处测得吸光度为0.279。计算混合物中各组分的含量。计算混合物中各组分的含量。化学化工学院解：已知；解：已知；解：已知；解：已知；A275A275=9847=9847，A295A295 =548,=548,B275B275=455=455，B295B295 =8374.=8374.设设设设:b=1

44、cm:b=1cm 由：朗伯由：朗伯由：朗伯由：朗伯比尔定律：比尔定律：比尔定律：比尔定律：A=b cA=b c吸光度的加和性：吸光度的加和性：吸光度的加和性：吸光度的加和性：A A11 =A =AA1A1+A+AB1B1 A A22 =A =AA2A2+A+AB2 B2 有：有：有：有：0.945 =9847C 0.945 =9847CA A+455C+455CB B 0.279 =548 C 0.279 =548 CA A+8374C+8374CB B解联立方程，得：解联立方程，得：解联立方程，得：解联立方程，得：C CA A=9.4710-5mol/L=9.4710-5mol/L C CB B=2.7510-5mol/L =2.7510-5mol/L 答：混合物中含阿司匹林答：混合物中含阿司匹林答：混合物中含阿司匹林答：混合物中含阿司匹林9.4710-5mol/L9.4710-5mol/L，含水，含水，含水，含水杨酸杨酸杨酸杨酸2.7510-5mol/L2.7510-5mol/L