紫外可见分光光法.pptx
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1、第一节第一节 概述概述一、物质对光的选择性吸收一、物质对光的选择性吸收单色光单色光:单一波长的光束单一波长的光束复合光复合光:含有多种波长的光束含有多种波长的光束电磁波谱电磁波谱:以波长大小顺序排列的电磁波谱图以波长大小顺序排列的电磁波谱图波长波长 10pm 300pm 200nm 400nm 800nm 500 m 1cm 1m光谱光谱 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 无线电波无线电波方法方法 光谱法光谱法 分光光度法分光光度法 光谱法光谱法 核磁共振核磁共振 可可 见见 光光第1页/共81页第一节第一节 概述概述红光与绿光互补、紫光与黄光互补,等等
2、。红光与绿光互补、紫光与黄光互补,等等。白光的组成白光的组成 白光的色散白光的色散第2页/共81页第一节第一节 概述概述二、透光率与吸光度二、透光率与吸光度uI0Ia+It 第3页/共81页第一节第一节 概述概述u透射光透射光强度强度It与入射光强度与入射光强度I0的比值称为的比值称为透光率或透光度透光率或透光度Tu透光率的负对数为透光率的负对数为吸光度吸光度A 第4页/共81页第一节第一节 概述概述三、吸收光谱曲线三、吸收光谱曲线 u概念:以波长概念:以波长为横坐标,吸光度为横坐标,吸光度A为纵坐标所为纵坐标所描绘的曲线,称为吸收光谱曲线,简称吸收光描绘的曲线,称为吸收光谱曲线,简称吸收光谱
3、。谱。u特点:在相同条件下,同一物质的不同浓度的特点:在相同条件下,同一物质的不同浓度的溶液,其吸收光谱曲线相似,且溶液,其吸收光谱曲线相似,且max相同。这相同。这是定性分析的基础。是定性分析的基础。第5页/共81页第一节第一节 概述概述吸收光谱曲线示意图吸收光谱曲线示意图 A480 520 560nm max=515第6页/共81页第一节第一节 概述概述四、紫外四、紫外-可见分光光度的特点可见分光光度的特点特点特点灵敏度高灵敏度高准确度高准确度高精密度好精密度好选择性好选择性好易于普及易于普及应用广泛应用广泛仪器简单仪器简单操作简便操作简便价格低廉价格低廉测定快速测定快速第7页/共81页课
4、堂活动课堂活动1 1紫外紫外-可见光的波长范围是可见光的波长范围是 A200400nm B400760nm C200760nm D360800nm2 2下列叙述错误的是下列叙述错误的是 A A光的能量与其波长成反比光的能量与其波长成反比 B B有色溶液越浓,对光的吸收也越强烈有色溶液越浓,对光的吸收也越强烈 C C物质对光的吸收有选择性物质对光的吸收有选择性 D D光的能量与其频率成反比光的能量与其频率成反比第一节第一节 概述概述第8页/共81页课堂活动课堂活动3 3紫外紫外-可见分光光度法属于可见分光光度法属于 A A原子发射光谱法原子发射光谱法 B B原子吸收光谱法原子吸收光谱法 C C分
5、子发射光谱法分子发射光谱法 D D分子吸收光谱法分子吸收光谱法4 4分子吸收可见分子吸收可见-紫外光后,可发生哪种类型的分子能级跃迁紫外光后,可发生哪种类型的分子能级跃迁 A A转动能级跃迁转动能级跃迁 B B振动能级跃迁振动能级跃迁 C C电子能级跃迁电子能级跃迁 D D以上都能发生以上都能发生 第一节第一节 概述概述第9页/共81页第一节第一节 概述概述点滴积累点滴积累1光光的的本本质质是是电电磁磁波波;物物质质对对光光的的吸吸收收具具有选择性。有选择性。2吸光度与透光率的关系是吸光度与透光率的关系是:3吸吸收收曲曲线线是是溶溶液液在在一一定定条条件件下下的的吸吸光光度度随入射光波长变化而
6、变化的曲线。随入射光波长变化而变化的曲线。第10页/共81页第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理一、光的吸收定律一、光的吸收定律 u当一束平行的单色光通过均匀、无散射的含有吸光当一束平行的单色光通过均匀、无散射的含有吸光性物质的溶液时,在入射光的波长、强度及溶液的性物质的溶液时,在入射光的波长、强度及溶液的温度等条件不变的情况下,该溶液的吸光度温度等条件不变的情况下,该溶液的吸光度A与溶与溶液的浓度液的浓度c及液层厚度及液层厚度L的乘积成正比,即:的乘积成正比,即:AKL c。称为称为光的吸收定律(朗伯光的吸收定律(朗伯-比尔定律)比尔定律)。u光的吸收定律
7、是定量分析的理论依据。光的吸收定律是定量分析的理论依据。第二节 紫外-可见分光光度可见分光光度法的基本原理法的基本原理第11页/共81页u朗伯朗伯-比尔定律不仅适用于可见光,而且也适用于比尔定律不仅适用于可见光,而且也适用于紫外光和红外光;不仅适用于均匀、无散射的溶液,紫外光和红外光;不仅适用于均匀、无散射的溶液,而且也适用于均匀、无散射的固体和气体而且也适用于均匀、无散射的固体和气体。u实验证明:溶液对光的吸光度具有实验证明:溶液对光的吸光度具有加和性加和性。如果溶。如果溶液中同时存在两种或两种以上的吸光性物质,则测液中同时存在两种或两种以上的吸光性物质,则测得的该溶液的吸光度等于溶液中各吸
8、光性物质吸光得的该溶液的吸光度等于溶液中各吸光性物质吸光度的总和,即:度的总和,即:A(a+b+c)AaAbAc 第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理第12页/共81页第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理二、吸光系数二、吸光系数 u摩尔吸光系数:在入射光波长一定时,溶液浓摩尔吸光系数:在入射光波长一定时,溶液浓度为度为1 mol/L,液层厚度为,液层厚度为1cm时所测得的吸光时所测得的吸光度称为摩尔吸光系数,常用度称为摩尔吸光系数,常用表示表示。u光吸收系数光吸收系数 在入射光波长一定时,溶液浓度在入射光波长一定时,溶液浓
9、度为为1g/L1g/L,液层厚度为,液层厚度为1cm1cm时的吸光度,称为光吸时的吸光度,称为光吸收系数,常用表示,其量纲为收系数,常用表示,其量纲为L/(gcm)L/(gcm)。第13页/共81页第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理u百分吸光系数:在入射光波长一定时,溶液浓百分吸光系数:在入射光波长一定时,溶液浓度为度为1 (W/V)、层厚度为)、层厚度为1cm时所测得的吸时所测得的吸光度称为百分吸光系数,常用光度称为百分吸光系数,常用 表示表示。二者的关系:二者的关系:第14页/共81页 课堂活动课堂活动用双硫腙测定用双硫腙测定CdCd2+2+溶液的吸光
10、度溶液的吸光度A A时,时,CdCd2+2+(CdCd的原子量为的原子量为112112)的浓度为)的浓度为140g/L140g/L,在,在525nm525nm波长处,用波长处,用L L1cm1cm的吸收池,测得吸光度的吸收池,测得吸光度A A0.2200.220,试,试计算摩尔吸光系数和百分吸收系数。计算摩尔吸光系数和百分吸收系数。第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理第15页/共81页课堂互动课堂互动某有色溶液的物质的量浓度浓度为某有色溶液的物质的量浓度浓度为c c,在一定条件下,在一定条件下用用1cm1cm比色杯测得吸光度为比色杯测得吸光度为A A,则摩尔
11、吸光系数应,则摩尔吸光系数应为:为:A AcAcA B BcMcM C CA/C DA/C DC/A C/A 第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理第16页/共81页第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理三、偏离光的吸收定律的主要因素三、偏离光的吸收定律的主要因素u化学因素化学因素:(1)溶液的浓度溶液的浓度 (2)物质的化学变化物质的化学变化 (3)溶剂的影响溶剂的影响 u光学因素光学因素:(1)非单色光非单色光 (2)杂散光杂散光 (3)非平行光非平行光 (4)反射现象反射现象 (5)散射现象散射现象第17页/共81页第二
12、节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理偏离光的吸收定律示意图偏离光的吸收定律示意图第18页/共81页第二节第二节 紫外紫外-可见分光可见分光光度法的基本原理光度法的基本原理点滴积累点滴积累1 1光的吸收定律表明了吸光度与液层厚度和浓度之间的关系,它是吸收光谱法光的吸收定律表明了吸光度与液层厚度和浓度之间的关系,它是吸收光谱法定量分析的依据。定量分析的依据。2 2吸光系数的表示方法有多种,随待测溶液浓度的不同标度而不同。吸光系数的表示方法有多种,随待测溶液浓度的不同标度而不同。3 3偏离光的吸收定律的因素主要有化学因素和光学因素。偏离光的吸收定律的因素主要有化学因素
13、和光学因素。第19页/共81页一、紫外一、紫外-可见分光光度计的主要部件:可见分光光度计的主要部件:光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器讯号处理与显示讯号处理与显示器器 第三节紫外-可见分光光度计第20页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计 二、紫外二、紫外-可见分光光度计的光学性能可见分光光度计的光学性能1测光方式 2波长范围 3狭缝或光谱带宽 4杂散光 5波长准确度 6吸光度范围 7波长重复性 8测光准确度 9光度重复性 10分辨率 第21页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计 三、紫外三、紫外-可见分光光度计的类型可见分光光度计
14、的类型1.1.可见分光光度计可见分光光度计 721721型型 第22页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计 三、紫外三、紫外-可见分光光度计的类型可见分光光度计的类型1.1.可见分光光度计可见分光光度计 722722型型第23页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计三、紫外三、紫外-可见分光光度计的类可见分光光度计的类型型2.2.紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计 (1 1)单波长分光光度计)单波长分光光度计 单光束分光光度计单光束分光光度计 双光束分光光度计双光束分光光度计 第24页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计
15、光度计第25页/共81页课堂活动课堂活动 1.1.试述紫外试述紫外-可见分光光度计的主要部件及其作用?可见分光光度计的主要部件及其作用?2.2.紫外紫外-可见分光光度计有哪些类型?可见分光光度计有哪些类型?第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计第26页/共81页第三节第三节 紫外紫外-可见分光可见分光光度计光度计点滴积累点滴积累u紫外紫外-可见分光光度计的基本结构相同,都由光源、单色器、吸收池、检测器、可见分光光度计的基本结构相同,都由光源、单色器、吸收池、检测器、讯号处理与显示器等主要部件构成,但不同型号仪器的外形差别很大,质量和价讯号处理与显示器等主要部件构成,但不同型号仪器
16、的外形差别很大,质量和价格相差悬殊,操作方法迥异,使用之前应仔细阅读仪器使用说明书。格相差悬殊,操作方法迥异,使用之前应仔细阅读仪器使用说明书。第27页/共81页一、仪器测量条件的选择一、仪器测量条件的选择 1.1.应选择最大吸收波长作为入射光。应选择最大吸收波长作为入射光。2.2.应控制吸光度读数范围:应控制吸光度读数范围:吸光度在之间;吸光度在之间;透光率在透光率在20%65%之间。之间。第四节 分析条件的选择第28页/共81页第四节第四节 分析条件的选择分析条件的选择二、显色反应条件的选择二、显色反应条件的选择1.1.对显色剂及显色反应的要求对显色剂及显色反应的要求 2.2.控制合适的显
17、色反应条件控制合适的显色反应条件 三、参比溶液的选择三、参比溶液的选择1.溶剂参比溶液溶剂参比溶液 2.试样参比溶液试样参比溶液 3.试剂参比溶液试剂参比溶液 4.平行操作参比溶液平行操作参比溶液 第29页/共81页第四节第四节 分析条件的选择分析条件的选择课堂活动课堂活动uu测定试样时,吸光度的读数应控制在测定试样时,吸光度的读数应控制在0.20.7范围内。若吸光度读数不在此范围,范围内。若吸光度读数不在此范围,可采用哪些方法进行调整可采用哪些方法进行调整?第30页/共81页第四节第四节 分析条件的选择分析条件的选择点滴积累点滴积累 1 1选择吸光性物质的最大吸收波长作为测定波选择吸光性物质
18、的最大吸收波长作为测定波长。长。2 2使用紫外使用紫外-可见分光光度计时,读数范围应可见分光光度计时,读数范围应控制在吸光度为控制在吸光度为,透光率为,透光率为65%65%20%20%之间。之间。3 3待测物质在紫外待测物质在紫外-可见光区无吸收时,应加可见光区无吸收时,应加显色剂。显色剂不得有干扰,反应必须完全。显色剂。显色剂不得有干扰,反应必须完全。4 4一般用溶剂作参比溶液。必要时采用试样参一般用溶剂作参比溶液。必要时采用试样参比溶液、试剂参比溶液或平行操作参比溶液。比溶液、试剂参比溶液或平行操作参比溶液。第31页/共81页一、定性分析方法一、定性分析方法定性的基本依据:比较光谱的一致性
19、。定性的基本依据:比较光谱的一致性。u未知物和标准品的吸收光谱曲线,对比二者是否一未知物和标准品的吸收光谱曲线,对比二者是否一致。致。u比较吸收光谱的特征数据及比值的一致性。比较吸收光谱的特征数据及比值的一致性。二、杂质检查:二、杂质检查:将药品光谱与药品标准光谱相对照,利用杂质的将药品光谱与药品标准光谱相对照,利用杂质的特征吸收,可以检测出微量杂质及其含量。特征吸收,可以检测出微量杂质及其含量。第五节 定性定量方法第32页/共81页案例分析案例分析贝诺酯的定性鉴别贝诺酯的定性鉴别中国药典中国药典(2010(2010年版年版)规定:贝诺酯加无水乙醇制成规定:贝诺酯加无水乙醇制成每每1ml1ml
20、g的溶液,在的溶液,在240nm240nm处有最大吸收,相应的处有最大吸收,相应的百分吸光系数百分吸光系数()()应为应为730730760760。维生素维生素B B1212也有三个吸收峰,分别在也有三个吸收峰,分别在278nm278nm、361nm361nm、550nm550nm波长处,它们的吸光度比值应为:波长处,它们的吸光度比值应为:A A361nm361nm/A A278nm278nm在在1.701.701.881.88之间,之间,A A361nm361nm/A A550nm550nm在在3.153.153.453.45之间。之间。第五节第五节 定性定量方法定性定量方法第33页/共81
21、页案例分析案例分析葡萄糖注射液是临床上常用的药品之一。制备时需葡萄糖注射液是临床上常用的药品之一。制备时需要高温灭菌,葡萄糖会转化为要高温灭菌,葡萄糖会转化为5-5-羟甲基糠醛而引入羟甲基糠醛而引入杂质。中国药典(杂质。中国药典(20102010年版)规定葡萄糖注射年版)规定葡萄糖注射液在液在284nm284nm波长处的吸收度不得过,以此控制其杂波长处的吸收度不得过,以此控制其杂质质5-5-羟甲基糠醛的量。羟甲基糠醛的量。在在284nm284nm波长处,葡萄糖无吸收,而杂质波长处,葡萄糖无吸收,而杂质5-5-羟甲基羟甲基糠醛在此波长处有最大吸收,可以通过控制供试品糠醛在此波长处有最大吸收,可以
22、通过控制供试品溶液在此波长处的吸收度来控制杂质的含量。溶液在此波长处的吸收度来控制杂质的含量。第五节第五节 定性定量方法定性定量方法第34页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法三、定量分析方法三、定量分析方法定量分析的依据定量分析的依据:AK c L(光的吸收定(光的吸收定律)律)(一)单组分溶液的定量方法(一)单组分溶液的定量方法 1.标准曲线法:标准曲线法:是紫外是紫外-可见分光光度法中可见分光光度法中最经典的定量方法。最经典的定量方法。第35页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法u标准曲线法标准曲线法的方法和步骤如下的方法和步骤如下:(1 1)配制一系列不同浓度的
23、标准溶液,选择合)配制一系列不同浓度的标准溶液,选择合适的参比溶液,在相同条件下,以待测组分的适的参比溶液,在相同条件下,以待测组分的最大吸收波长最大吸收波长 作为入射光,分别测定各标作为入射光,分别测定各标准溶液对应的吸光度。准溶液对应的吸光度。(2 2)以浓度)以浓度c c为横坐标、吸光度为横坐标、吸光度A A为纵坐标描绘为纵坐标描绘标准曲线。标准曲线。第36页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法 (3 3)按按照照相相同同的的实实验验条条件件和和操操作作程程序序,用用待待测测溶溶液液配配制制未未知知试试样样溶溶液液并并测测定定其其吸吸光光度度A A样,在在标标准准曲曲线线上上
24、找找到到与与之之对对应应的未知试样溶液的浓度的未知试样溶液的浓度c c样。如右图。第37页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法2.标准对比法标准对比法:在相同的条件下,配制浓度为在相同的条件下,配制浓度为cs的标准溶液的标准溶液和浓度为和浓度为cx的试样溶液,在最大吸收波长处,的试样溶液,在最大吸收波长处,分别测定二者的吸光度值为分别测定二者的吸光度值为As、Ax ,依据朗伯,依据朗伯-比尔定律得:比尔定律得:As=csLAx=cxL 则则:第38页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法3.吸光系数法吸光系数法:吸光系数法直接利用朗伯吸光系数法直接利用朗伯-比尔定律的比尔
25、定律的数学表达式数学表达式AKcL进行计算的定量分析方进行计算的定量分析方法。在手册中查出待测物质在最大吸收波法。在手册中查出待测物质在最大吸收波长长 处的吸光系数处的吸光系数 或或 ,并在相同条并在相同条件下测量样品溶液的吸光度件下测量样品溶液的吸光度A,则其浓度为:,则其浓度为:或或第39页/共81页第五节第五节 定性定量方法定性定量方法有时也可以将待测样品溶液的吸光度换算成样有时也可以将待测样品溶液的吸光度换算成样品组分的吸光系数,计算与标准品的吸光系数品组分的吸光系数,计算与标准品的吸光系数的比值,求出样品中待测组分的质量分数。的比值,求出样品中待测组分的质量分数。或或第40页/共81
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