紫外可见光光法.pptx

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1、五、朗伯-比尔定律透光率(%)吸光度(P201)I0I 表示一束单色光通过某一吸光物质的溶液时，物质的吸光度与溶液中其浓度和液层厚度的乘积成正比Lambert-Beer定律的物理意义。第2页/共60页第1页/共60页例如：习题例如：习题15注意：第3页/共60页第2页/共60页吸光系数：公式中E为物质吸光系数吸光系数，表示吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。吸光系数的数值与c和l 采用的单位有关，因此有不同的表示方式。Lambert-Beer定律的数学表达式 溶液浓度单位为mol/L、厚度为cm时的吸光系数用表示，称为摩尔吸光系数表示溶液浓度为1mol/L、厚度为1cm的吸光度。第4页/共

2、60页第3页/共60页 溶液浓度单位为%、厚度为cm时的吸光系数用E1cm1%表示，称为比吸光系数表示溶液浓度为1%、厚度为1cm的吸光度。第5页/共60页第4页/共60页习题13第6页/共60页第5页/共60页同一物质对不同波长光的吸光系数不同A-曲线吸收曲线/吸收光谱 不同物质对同一波长光的吸光系数不同，混合溶液中，吸光度具有加和性：第7页/共60页第6页/共60页六、偏离比尔定律的因素六、偏离比尔定律的因素朗伯-比尔定律由朗伯定律和比尔定律构成：导致偏离主要有化学方面和光学方面因素。比尔定律只适用于单色光、均匀、非散射的稀溶液。第8页/共60页第7页/共60页(二二)光学因素光学因素 非

3、单色光杂散光散射光和反射光非平行光(一一)化学因素化学因素 单体 二聚体610nm660nmCr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+亚甲蓝阳离子第9页/共60页第8页/共60页(三)透光率、吸光度的测量误差 参比暗噪音和讯号噪音等引出误差 常数第10页/共60页第9页/共60页 为了减小误差，通常控制溶液的透光率(吸光度)1%：T 20%63%(A 0.20.7)5%：T 10%70%(A 0.11)最佳：T 36.8%(A 0.4343)第11页/共60页第10页/共60页P215-习题181%：T 20%63%(A 0.20.7)第12页/共60页第11页/共60页第二节第二节 紫外

4、可见分光光度计紫外可见分光光度计一、主要部件一、主要部件第13页/共60页第12页/共60页要求：要求：在在(200-800nm)(200-800nm)光谱区发射连续光谱，具有足光谱区发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。1.光源提供入射光的装置第14页/共60页第13页/共60页 它包括入射狭缝准光装置色散元件出射狭缝2.2.单色器单色器从光源辐射的复合光分出单色光。通带宽度第15页/共60页第14页/共60页3.3.吸收池吸收池吸收池吸收池盛放分析试样的装置第16页/共60页第15页/共60页4.4.4.4.检测器检测器

5、检测器检测器检测光信号，将光信号转变为电信号 检测弱光检测弱光,不能不能用来测定强光用来测定强光阴极表面Sn和Cs200-625nmAg或Cs2O625-1000nm第17页/共60页第16页/共60页5.5.信号显示装置信号显示装置 包括检流计、放大计、对数转换计、显示计（表头显示、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理）第18页/共60页第17页/共60页二、分光光度计的类型二、分光光度计的类型光路类型光路类型紫外分光光度计可见分光光度计波长类型波长类型单光束分光光度计双光束分光光度计光多道阵列检测分光光度计（双波长分光光度计）第19页/共60页第18页/共60页参比第20页/共60页第

6、19页/共60页第21页/共60页第20页/共60页第三节第三节 UV-VisUV-Vis的分析方法的分析方法 UV-Vis可以用于定量，还可利用紫外可见光谱对物质进行定性分析、纯度检查及结构分析等。定性分析的主要依据是吸收曲线的特征(曲线的形状、峰的数目、位置、强度及两峰强度比值等)，主要是与标准紫外光谱对照。一、定性分析一、定性分析现有的紫外光谱标准谱图库中有46000种化合物谱图第22页/共60页第21页/共60页二、纯度检查二、纯度检查 检查曲线是否变形，峰的位置有无变化，两峰强度比值等有无变化，无吸收波段是否有峰。第23页/共60页第22页/共60页三、单组分的定量方法三、单组分的定

7、量方法单组分是指：溶液中只含一组分对选定的波长吸收，而其它组分无吸收。常用方法有吸光系数法、校正曲线法和对照法第24页/共60页第23页/共60页1.吸光系数法吸光系数法(绝对法绝对法)、E1cm1%从手册或文献中查到例如，维B12的水溶液在361nm处，E1cm1%=207，用l=1cm，测得某维B12水溶液的A=0.414，则P215-习题14、25、26第25页/共60页第24页/共60页2.校正曲线法校正曲线法 C1 C2 C3 C4 Cn Cx A1 A2 A3 A4 An Ax浓度C标样试样吸光度AAxCx 还可用回归方程计算溶液的浓度第26页/共60页第25页/共60页取量(ml

8、)i浓度(ug/ml)吸光度编号 1 2 3 4 5 6 70.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 水样 20 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Cx0.043 0.092 0.140 0.187 0.234 0.282 0.135例：例：P278-习题习题10查得：查得：第27页/共60页第26页/共60页也可用回归直线方程计算（P27P27）取量(ml)i浓度(ug/ml)吸光度编号 1 2 3 4 5 6 70.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 水样 20 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Cx

9、0.043 0.092 0.140 0.187 0.234 0.282 0.135第28页/共60页第27页/共60页3 3、对照法、对照法要求浓度相接近P215-习题16、21、24第29页/共60页第28页/共60页四、同时多四、同时多组分的定量方法组分的定量方法 对于图b、c的互相干扰，测定时可以不需要分离，根据吸光度的加和性测定。第30页/共60页第29页/共60页解方程组得：1 1、解方程组法、解方程组法得方程组：选定两测定波长，由A,B纯物质测定得：第31页/共60页第30页/共60页多组分，多元一次方程组但这将是繁琐的数学处理，且n越多，结果的准确性越差。第32页/共60页第31

10、页/共60页等吸收波长法P215-习题222 2、双波长法、双波长法 选定一测定波长和一参比波长，使第33页/共60页第32页/共60页常用双波长分光光度计导数光谱法、褶合光谱法第34页/共60页第33页/共60页结构分析是利用物质的光谱特征(吸收特征)进行的吸收光谱(吸收曲线)吸收峰(最大吸收波长 )吸收谷肩峰末端吸收五、结构分析五、结构分析(一)光谱常用概念（P186）第35页/共60页第34页/共60页决定峰的大致位置影响峰的宽度，精细结构宽度，精细结构电子跃迁的能量(二二)电子跃迁类型电子跃迁类型 紫外可见吸收光谱是包含分子中价电子能级的跃迁产生的，连续的带状光谱。（P184）第36页

11、/共60页第35页/共60页分子轨道理论：原子轨道分子轨道原子轨道里的价电子分子轨道(、n、*、*)分子轨道类型：如：H2*第37页/共60页第36页/共60页跃迁类型与所需能量大小顺序为：*n*n*如：HCHOn第38页/共60页第37页/共60页生色团吸收峰CH3CCH2 CH2CH2 CH2CH3O=CH3CH=CH CH2CH2 CH2CH3 分子有n*，*的基团(不饱和键)称为生色团。n*，*能量较小，在(200-800nm)内吸收。*，n*能量较大，对应的波长在200nm内第39页/共60页第38页/共60页1、*只有*H3CCH3CH3CH3OHCH3CH3Cl这类分子在(200

12、-800nm)内无吸收可作溶剂2、n*所有有机分子含杂原子的有机分子第40页/共60页第39页/共60页C5H11CCH CH2=CH2 CH2=CHCOOHCH2=CHCH=CH2CH2=CHCH=CHCH=CH218817719520021725890010005000100002100035000键共轭增大，吸收峰红移增色（共轭效应）CH3CCH3O=3、*第41页/共60页第40页/共60页CH3CCH3O=CH3COHO=CH3N=OO=C4H9N=O280204280665nm16412220羰基羰基羧基羧基硝基硝基亚硝基亚硝基4、n*第42页/共60页第41页/共60页5 5、电

13、荷迁移、电荷迁移跃迁跃迁 某些分子中有电子给体与受体两部分，当电子从给体向受体跃迁时产生的吸收光谱称为电荷迁移光谱。第43页/共60页第42页/共60页6 6、配位体场、配位体场跃迁跃迁能能 量量四面体场四面体场八面体场八面体场正方形场正方形场dCu2+NH3H2O663nm794nmd-d 电子跃迁、f-f 电子跃迁第44页/共60页第43页/共60页(三)吸收带及其与分子结构的关系吸收带吸收峰的位置第45页/共60页第44页/共60页R带：由生色团的n*所产生，250-500nm，弱带，极性溶剂中短移，附近有强峰长移。如：C=C-C=C,C=C-C=OK带：由共轭生色团的*所产生，210-

14、250 nm，强带。第46页/共60页第45页/共60页B带：230-270nm，弱的宽带、精细E带：180nm(E1),200nm(E2)，强带芳香族特征吸收带电子转移吸收带配位体场吸收带（配合物）P188-表10-1 一些化合物的电子结构、跃迁和吸收带第47页/共60页第46页/共60页(四四)影响吸收带的因素影响吸收带的因素 吸收带的位置只是相对的，不同的结构因素和测定条件，都会引起移动。1、位阻影响、位阻影响2、跨环效应影响、跨环效应影响H2C=O共轭增强第48页/共60页第47页/共60页PhH 254 300PhCl 264 320 PhBr 262 325 PhOH 273 17

15、80PhOCH3 273 2240 这些含杂原子的饱和基团，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，使生色团的吸收峰红移增色，这些基团称为助色团。3、取代基、取代基效应影响效应影响第49页/共60页第48页/共60页表10-2 溶剂对异丙叉丙酮两种跃迁吸收峰的影响 溶剂 正已烷 氯仿 甲醇 水 极性增大*230 238 337 242 长移 n*329 315 309 305 短移4、溶剂效应影响、溶剂效应影响(CH3)2CHCCH(CH3)2O=第50页/共60页第49页/共60页5 5、体系、体系pHpH的影响的影响第51页/共60页第50页/共60页共轭体系：200-250nm强峰(104)

16、(K带)。(五五)有机化合物的吸收光谱特征有机化合物的吸收光谱特征（P208）C2H6、C2H5Cl、C2H5OH1、饱和化合物：无吸收峰。2、孤立单烯：CH3CH=CHBr助色团-红移增色CH2=CHCH=CH2CH2=CHCH=CHCH=CH2217258CH2=CH2 1772100035000第52页/共60页第51页/共60页3、醛酮：270-350nm弱峰(=10-100)(R带n*)。4、-不饱和醛酮：230nm强(K带)，310-330nm弱(R带)。CH3CCH3O=188(900)280(16)CH3CCH=CH3O=5、芳环：250-300nm具有精细解构的中强峰；受取代

17、团影响。第53页/共60页第52页/共60页 US比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外光区只有微弱吸收或无吸收，所以在结构解析研究方面有一定局限性。主要是配合其它结构分析方法（IR、NMR、MS等）。但可用于推断具有共轭生色团（官能团），确定异构体的，推断未知物的结构骨架。(六六)有机化合物结构研究有机化合物结构研究第54页/共60页第53页/共60页（1）200-400nm 无吸收峰，饱和化合物，单烯。（2）270-350 nm有弱峰，可能是醛酮。（3）250-300 nm有精细解构中强峰，是芳环。（4）200-250 nm有强峰，表明共轭体系；在230nm有强峰，共轭二烯；在

18、230nm强峰，310-330 nm弱 峰，是-不 饱 和 醛 酮；260nm,300 nm,330 nm有强峰，3,4,5个双键的共轭体系。1 1、推断官能团推断官能团第55页/共60页第54页/共60页2、异构体的确定、异构体的确定3、化合物骨架的推定、化合物骨架的推定 与已知化合物的紫外-可见吸收光谱一致，可以认为有同样的发色团，依据这个原理可以推定未知化合物的骨架。第56页/共60页第55页/共60页六、比色法显色反应：显色反应：M +L ML450540nm邻二氮菲邻二氮菲显色剂可见分光光度法可见分光光度法一般是配位反应有色溶液的测定方法第57页/共60页第56页/共60页显色生成物(ML)在可见光区有强吸收；被测物(M)与显色生成物(ML)有确定的定量关系；生成的有色物质应有确定的组成，并稳定；显色剂本身在测定波长处无明显吸收；有较高选择性。显色反应要求：M +L ML显色条件的选择与控制：酸度、显色剂的用量、显色时间和温度。At第58页/共60页第57页/共60页常数的测定常数的测定(P202-203)HIn H+In-P215-习题17、19pH=4HIn H+In-酸碱例如习题23第59页/共60页第58页/共60页本章结束!谢谢!第60页/共60页第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页