第六章 紫外可见分光光度法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,2025/7/7 周一,本章重点,【,基本概念,】,朗伯比尔定律；,紫外光谱法的特点；,紫外光谱的影响因素；,紫外可见分光光度计结构与分类；,紫外可见分光光度法的应用,【,知识点,】,吸光度,A,；，摩尔吸收系数,;,发色团：助色团；红移；蓝移；增色效应；减色效应,分子吸收光谱法,主讲教师：唐雪娇,环境科学与工程学院 蒙民伟楼,328,室,tangxuejiao 15822693958,2025/7/7 周一,原子吸收光谱法,与,分子吸收光谱法,的区别和联系？,4,2025/7/7 周一,光的三原色,分子吸收光谱法：,5,2025/7/7 周一,利用被测物质的,分子,对光,选择性吸收的,特性而建立起来的方法。,本质区别：,吸收物质的状态：原子,vs,分子,吸收光谱：线状,vs,带状,7,2025/7/7 周一,光吸收定律,1.,朗伯,比耳定律,布格,(,Bouguer,),和朗伯,(Lambert),先后于,1729,年和,1760,年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。,A,b,1852,年比耳,(Beer),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。,A,c,二者的结合称为朗伯,比耳定律，其数学表达式为：,8,2025/7/7 周一,朗伯,比耳定律数学表达式,A,lg,（,I,0,/,I,t,)=,b,c,式中,A,：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；,b,：液层厚度,(,光程长度,),，通常以,cm,为单位；,c,：溶液的摩尔浓度，单位,mol,L,；,：,摩尔吸光系数,，单位,L,mol,cm,；,或,:,A,lg,（,I,0,/,I,t,)=,a b c,c,：溶液的浓度，单位,g,L,a,：吸光系数，单位,L,g,cm,a,与,的关系为：,a,=,/,M,（,M,为摩尔质量）,摩尔吸光系数,在数值上等于浓度为,1 mol/L,、液层厚度为,1cm,时该溶液在某一波长下的吸光度；,吸光系数,a,(L,g-1,cm-1,）相当于浓度为,1 g/L,、液层厚度为,1cm,时该溶液在某一波长下的吸光度。,10,2025/7/7 周一,透光度,(,透光率,),T,透过度,T,:,描述入射光透过溶液的程度,:,T,=,I,t,/,I,0,吸光度,A,与透光度,T,的关系,:,A,lg,T,朗伯,比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。应用于各种光度法的吸收测量。,11,2025/7/7 周一,2.,摩尔吸光系数,的讨论,吸收物质在一定波长和溶剂条件下的,特征常数,；,不随浓度,c,和光程长度,b,的改变而改变,。在温度和波长等条件一定时，,仅与吸收物质本身的性质有关；,可作为,定性鉴定的参数,；,同一吸收物质在不同波长下的,值是不同的。在最大吸收波长,max,处的摩尔吸光系数，常以,max,表示。,max,表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。,12,2025/7/7 周一,摩尔吸光系数,的讨论,max,越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。,10,5,：超高灵敏；,=(6,10,）,10,4,：高灵敏；,2,10,4,：不灵敏。,13,2025/7/7 周一,3.,偏离朗伯,比耳定律的原因,标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为,对朗伯,比耳定律的偏离。,引起这种偏离的因素（两大类）：,一类是物理性因素，即仪器的非理想引起的；另一类是化学性因素。,14,2025/7/7 周一,（,1,）物理性因素,朗伯,比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。,难以获得真正的纯单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。,复合光可导致对朗伯,比耳定律的正或负偏离。,非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯,比耳定律的偏离，最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。,15,2025/7/7 周一,非单色光作为入射光引起的偏离（仪器偏离）,假设由波长为,1,和,2,的两单色光,组成的入射光通过浓度为,c,的溶液，则：,1,lg,（,o,1,/,t,1,）,1,bc,2,lg,(,o,2,/,t,2,）,2,bc,故：,t,1,o,1,10,1bc,；,t,2,o,2,10,2bc,式中,o,1,、,o,2,分别为,1,、,2,的入射光强度；,t,1,、,t,2,分别为,1,、,2,的透射光强度；,1,、,2,分别为,1,、,2,的摩尔吸光系数；,16,2025/7/7 周一,因实际上只能测总吸光度,A,总,，并不能分别测得,A,1,和,A,2,，故,A,总,lg,（,o,总,/,t,总,),lg(,I,o,1,o,2,)/(,t,1,t,2,）,lg(,I,o,1,o,2,)/(,o,1,10,1,bc,o,2,10,2,bc,）,令：,1,2,；设：,o,1,o,2,A,总,lg(2,I,o,1,)/,t,1,(1,10,bc,）,=,A,1,+lg2-lg(1,10,bc,),17,2025/7/7 周一,讨论,:,A,总,=,A,1,+lg2-lg(1,10,bc,),=0,；即：,1,=,2,=,则：,A,总,lg,（,o/,t,）,bc,0,若,0,；即,1,0,lg,（,10,-,bc,）值随,c,值增大而增大，则标准曲线偏离直线向,c,轴弯曲，即负偏离；反之，则向,A,轴弯曲，即正偏离。,很小时，即,1,2,：,18,2025/7/7 周一,则可近似认为是单色光。,在低浓度范围内,，不发生偏离。,若浓度较高，即使,很小，,A,总,1,，且随着,c,值增大，,A,总,与,A,1,的差异愈大，在图上则表现为,A,c,曲线上部,(,高浓度区,),弯曲愈严重。,故,朗伯,比耳定律只适用于稀溶液。,为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且,吸收曲线较平坦处,。,19,2025/7/7 周一,（,2,）化学性因素,朗伯,比耳定律的假定：,所有的吸光质点之间不发生相互作用,；假定只有在稀溶液,(,c,10,2,mol/L,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。,故：朗伯,比耳定律只适用于稀溶液,20,2025/7/7 周一,溶液中存在着解离、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变化，影响吸光度，溶液的,pH,等对测定结果也有很大影响。,例：,未加缓冲溶剂的,Cr(,),溶液中存在下列平衡：,CrO,4,2-,2,H,2HCrO,4,-,Cr,2,O,7,2-,H,2,O,溶液中,Cr,的三种存在形态的颜色不同，吸光性质也不相同。随着总铬浓度的变化，三者的浓度比例不同。所以吸光度与,Cr(,),的总浓度的校正曲线成非线性。,朗伯,-,比耳定律成立的前提,(1),入射光为平行单色光且垂直照射,.,(2),吸光物质为均匀非散射体系,.,(3),吸光质点之间无相互作用,.,(4),辐射与物质之间的作用仅限于光吸收,无荧光和光化学现象发生,.,本节主要内容,一、分子吸收光谱的产生,二、分子吸收光谱类型,三、分子吸收光谱与电子跃迁,四、化合物紫外,可见光谱的产生,22,2025/7/7 周一,23,2025/7/7 周一,一、分子吸收光谱的产生,24,2025/7/7 周一,物质分子内部三种运动形式：,1.,电子相对于原子核的运动，,2.,原子在其平衡位置附近的振动,3.,分子本身绕自身重心的转动,。,分子中的这三种运动状态都对应有一定的,能级,。即在分子中存在着,电子能级,、,振动能级,和,转动能级,。这三种能级都是,量子化,的。其中电子能级的间距最大（每个能级间的,能量差叫间距或能级差,），振动能级次之，转动能级的间距最小。,25,2025/7/7 周一,分子的,总能量,可以认为等于这三种,运动能量之和,。即：,E=,E,e,+,E,v,+,E,r,26,2025/7/7 周一,27,2025/7/7 周一,如果用,E,e,，,E,v,以及,E,r,表示各能级差，则：,E,e,E,v,E,r,由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如下图是双原子分子的能级图,：,28,2025/7/7 周一,29,2025/7/7 周一,当用光照射（例如钨灯和氘灯）分子时，分子就要,选择性的吸收,某些波长（频率）的光而由,较低的能级,E,A,跃迁到,较高能级,E,B,上，,所吸收的光的能量,就等于两能级的能量之差：,E=E,B,E,A,E,e,+,E,v,+E,r,30,2025/7/7 周一,其光的频率为：,=E/h,或光的波长为：,=,hc,/E,(,普朗克,常数,h,=6.63,10,-34,),31,2025/7/7 周一,由于分子选择性的吸收了,某些波长,的光，所以这些光的,能量就会降低,，将这些,波长的光及其所吸收的能量,按一定顺序排列起来，就得到了分子的,吸收光谱。,32,2025/7/7 周一,二、分子吸收光谱类型,远红外光谱、红外光谱及紫外,-,可见光谱三类。,转动能级间的能量差,r,：,0.005,0.050eV,，,跃迁产生吸收光谱位于远红外区。形成的光谱称为,转动光谱或远红外光谱。,34,2025/7/7 周一,振动能级的能量差,v,约为：,0.05,eV,，跃迁产生的吸收光谱位于,红外区,，而分子振动产生的吸收光谱中，包括转动光谱，故常,称为振,-,转光谱,，又称,红外光谱,。,35,2025/7/7 周一,电子能级的能量差,e,较大,1,20eV,。电子的跃迁产生的,吸收光谱主要在紫外到可见光区，称为,电子光谱或紫外,-,可见吸收光谱,。,36,2025/7/7 周一,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，是物质定性的依据。,吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的,摩尔吸光系数,max,也作为定性的依据。不同物质的,max,有时可能相同，但,max,不一定相同；,37,2025/7/7 周一,吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，定量分析的依据。,38,2025/7/7 周一,三、分子吸收光谱与电子跃迁,39,2025/7/7 周一,1,有机化合物紫外可见吸收光谱,有机化合物的紫外可见吸收光谱，是其分子外层价电子跃迁的结果（三种）：,电子、,电子、,n,电子,。,分子轨道理论,：一个成键轨道必定有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，即成键轨道或非键轨道上。,当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态,(,反键轨道,),跃迁。主要有四种跃迁所需能量,大小顺序为,：,n,n,40,2025/7/7 周一,跃迁,所需能量最大，,电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。,饱和烷烃,的分子吸收光谱出现在,远紫外区,(,吸收波长,200 nm,。这类跃迁在跃迁选律上属于,禁阻跃迁,，摩尔吸光系数一般为,10,100 L,mol,1,cm,1,，吸收谱带强度较弱。分子中孤对电子和,键同时存在时发生,n,跃迁。丙酮,n,跃迁的,max,为,275 nm,，,max,为,22 L,mol,1,cm,1,（溶剂环己烷,),。,44,2025/7/7 周一,生色团与助色团,生色团（发色团）,：,最有用的紫外,可见光谱是由,和,n,跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。,这类含有,键的不饱和基团称为生色团。,简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基,N,N,、乙炔基、腈基,C,N,等。,45,2025/7/7 周一,助色团,：,有一些含有,n,电子的基团,(,如,OH,、,OR,、,NH,、,NHR,、,X,等,),，它们本身没有生色功能,(,不能吸收,200nm,的光,),，但当它们与生色团相连时，就会发生,n,共轭作用,，增强生色团的生色能力,(,吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加,),，这样的基团称为助色团。,46,2025/7/7 周一,红移与蓝移、增色效应和减色效应,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,max,和吸收强度发生变化,:,max,向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移,(,或紫移,),。吸收强度即摩尔吸光系数,增大或减小的现象分别称为,增色效应,或,减色效应,，如图所示。,47,2025/7/7 周一,2.,金属配合物的紫外,可见吸收光谱,金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游离金属离子,(,水合离子,),和配位体本身的颜色。金属配合物的生色机理主要有三种类型：,配位体微扰的金属离子,d,一,d,电子跃迁和,一,电子跃迁,摩尔吸收系数,很小，对定量分析意义不大。,48,2025/7/7 周一,d-d,跃迁和,f-f,跃迁,元素周期表中第四、五周期的过渡金属元素分别含有,3d,和,4d,轨道，镧系和锕系元素分别含有,4f,和,5f,轨道。在配体的存在下，过渡元素五个能量相等的,d,轨道和镧系元素七个能量相等的,f,轨道分别分裂成几组能量不等的,d,轨道和,f,轨道。,49,2025/7/7 周一,当它们的离子吸收光能后，低能态的,d,电子或,f,电子可以分别跃迁至高能态的,d,或,f,轨道，这两类跃迁分别称为,d-d,跃迁,和,f-f,跃迁,。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为,配位场跃迁。,50,2025/7/7 周一,金属离子微扰的配位体内电子跃迁,金属离子的微扰，将引起配位体吸收波长和强度的变化。变化与成键性质有关，若静电引力结合，变化一般很小。若共价键和配位键结合，则变化非常明显。,电荷转移吸收光谱,在分光光度法中具有重要意义。,51,2025/7/7 周一,电荷转移吸收光谱,当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属,M,轨道上电荷的转移到配位体,L,的轨道，或按相反方向转移，这种跃迁称为电荷转移跃迁，所产生的吸收光谱称为荷移光谱。,电荷转移跃迁本质上是属于分子内的氧化还原反应，因此呈现荷移光谱的,必要条件是构成分子的二组分，一个为电子给予体，另一个应为电子接受体。,52,2025/7/7 周一,电荷转移跃迁在跃迁选律上属于,允许跃迁,，其摩尔吸光系数一般都较大,(10,4,左右,),，适宜于微量金属的检出和测定。,电荷转移跃迁在,紫外区或可见光区,呈现荷移光谱，荷移光谱的最大吸收波长及吸收强度与电荷转移的难易程度有关。（,电子给予体和电子接受体相应电子轨道的能量差）。,53,2025/7/7 周一,例：,Fe,3,与,SCN,形成血红色配合物，在,490nm,处有强吸收峰。其实质是发生了如下反应：,Fe,3,+-SCN,h,=Fe-SCN,2,54,2025/7/7 周一,四、化合物紫外,可见光谱的产生,(,一,),有机化合物紫外,-,可见吸收光谱,1.,饱和烃及其取代衍生物,饱和烃类分子中只含有,键，因此只能产生,*跃迁，即,电子从成键轨道（）跃迁到反键轨道（,*,）。饱和烃的最大吸收峰一般小于,150nm,，已超出紫外、可见分光光度计的测量范围。,55,2025/7/7 周一,饱和烃的取代衍生物如卤代烃，其卤素原子上存在,n,电子，可产生,n,*,的跃迁。,n,*,的能量低于,*。,例如，,CH3Cl,、,CH3Br,和,CH3I,的,n,*,跃迁分别出现在,173,、,204,和,258nm,处。这些数据说明氯、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,。,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。但是它们是测定紫外和（或）可见吸收光谱的,良好溶剂,。,56,2025/7/7 周一,2.,不饱和烃及共轭烯烃,在不饱和烃类分子中，除含有键外，还含有键，它们可以产生,*和,*两种跃迁。,*跃迁的能量小于,*跃迁。例如，在乙烯分子中，,*跃迁最大吸收波长为,180nm,在,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，,*跃迁的,吸收带,将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。,在,共轭体系中，,*跃迁产生的吸收带又称为,K,带。,57,2025/7/7 周一,58,2025/7/7 周一,3.,羰基化合物,羰基化合物含有,C=O,基团。,C=O,基团主要可产生,*、,n,*,、,n,*,三个吸收带，,n,*,吸收带又称,R,带,，落于近紫外或紫外光区,(200nm-400nm),。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异，因此它们,n,*,吸收带的光区稍有不同。,59,2025/7/7 周一,羧酸及羧酸的衍生物虽然也有,n,*,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未共用电子对的助色团，如,-OH,、,-Cl,、,-OR,等，由于这些助色团上的,n,电子与羰基双键的,电子产生,n,共轭,，导致,*,轨道的能级有所提高，但这种共轭作用并不能改变,n,轨道的能级，因此实现,n,*,跃迁所需的能量变大，使,n,*,吸收带蓝移至,210nm,左右。,为什么助色基团取代基能使烯双键的跃迁波长红移？而使羰基跃迁波长蓝移？,助色基团是指带有孤对电子的基团（即带有非键电子对的基团），如,OH OR,、,NH2,、,NHR,、,Cl,、,Br,、,I,等。它们本身不能吸收大于,200nm,的光，但是当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，并且增加其吸收强度。,1,、使双键红移原因：双键的电子跃迁,-*,，当助色基团接上后，变成,n-*,跃迁，能量小于,-*,跃迁，所以吸收带红移。,2,、使羰基蓝移原因：助色团上的,n,电子与羰基双键的,电子产生,n-,共轭，导致,*,轨道的能级有所提高，但这种共轭作用并没有改变,n,轨道的能级，因此,n-*,跃迁所需的能量变大，使,n-*,吸收带蓝移。,61,2025/7/7 周一,4.,苯及其衍生物,苯有三个吸收带，它们都是由,*跃迁引起的。,E1,带,出现在,180nm,（,max,=60,，,000,）；,E2,带,出现在,204nm,（,max,=8,，,000,）；,B,带,出现在,255nm,（,MAX=200,）。在气态或非极性溶剂中，苯及其许多同系物的,B,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，这些精细结构消失。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,E2,带和,B,谱带。,62,2025/7/7 周一,5.,稠环芳烃及杂环化合物,稠环芳烃，如萘、蒽、芘等，均显示苯的三个吸收带，但是与苯本身相比较，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。,63,2025/7/7 周一,当芳环上的,-CH,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,n,电子的,N,原子的，这类杂环化合物还可能产生,n,*,吸收带。,64,2025/7/7 周一,（二）溶剂对紫外可见吸收光谱的影响,溶剂对紫外,可见光谱的影响较为复杂。,改变溶剂的极性，会引起吸收带形状的变化,。例如，当溶剂的极性由非极性改变到极性时，精细结构消失，吸收带变向平滑。,改变溶剂的极性，还会使吸收带的最大吸收波长发生变化。下表为溶剂对,亚异丙酮,紫外吸收光谱的影响。,正己烷,CHCl,3,CH,3,OH H,2,O,*,max,/nm 230 238 237 243,n,*,max,/nm 329 315 309 305,65,2025/7/7 周一,由上表可以看出，当溶剂的极性增大时，由,n,*,跃迁产生的吸收带发生蓝移，而由,*跃迁产生的吸收带发生红移。,66,2025/7/7 周一,由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收光谱图上或数据表中必须注明所用的溶剂。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注明所用的溶剂是否相同。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。,选择溶剂时注意下列几点：,67,2025/7/7 周一,（,1,）溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应该是惰性的。即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。,（,2,）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。,（,3,）溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收,。,第五章 紫外可见分光光度法,(,下,),主讲教师：唐雪娇,环境科学与工程学院 蒙民伟楼,328,室,tangxuejiao,15822693958,2025/7/7 周一,Ultraviolet,visible absorption spectroscopy,本节主要内容,五、紫外,可见分光光度计,六、显色与测量条件的选择,七、有机化合物紫外光谱解析,69,2025/7/7 周一,70,2025/7/7 周一,可见分光光度计（,325,1000nm,）,五、紫外,可见分光光度计,722,分光光度计,722s,分光光度计,721,分光光度计,71,2025/7/7 周一,紫外,-,可见分光光度计,（,190,1100nm,）,756,型紫外可见分光光度计,752,型紫外可见分光光度计,721/721-100,可见分光光度计,:721,光度计分指针和数显的两种,.721-100,主要区别为测试样品室加宽，可用,10cm,比色皿。,722/722S/722N,可见分光光度计主要区别是：,722S,与,722N,的波长范围,325-1000nm,而,722,的波长是,330-1000nm,，,722N,是表示自动调波长。,723/723N/723PC,可见分光光度计主要区别是：,723,是手动调整波长，,723N,是自动调波长，,723PC,是带扫描的，本身是配有扫描软件。这是他们最主要的区别。,7230G,可见分光光度计是手动调波长的，波长范围是：,320-1000nm,，配有软件和打印机。,波长精度,是指仪器波长指示器上所示波长值与实际输出的波长值之间的符合程度。用二者之差来衡量其准确度性。,波长重复性,是指在对同一个吸收带或发射线进行多次测量时，峰值波长测量结果的一致程度。,波长分辨率,（一）基本组成,光源,单色器,样品室,检测器,显示,1.,光源,在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。,可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在,320,2500 nm,。,紫外区：氢、氘灯。发射,185,400 nm,的连续光谱。,2.,单色器,将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出任一波长单色光的光学系统。,入射狭缝：光源的光由此进入单色器；,准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；,色散元件：将复合光分解成单色光；,棱镜或光栅,；,聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；,出射狭缝。,3.,样品室,样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有,石英,池和,玻璃,池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。,4.,检测器,利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。,5.,结果显示记录系统,检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。,77,2025/7/7 周一,（二）分光光度计的类型,1.,单光束,：,简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度，一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。,78,2025/7/7 周一,2.,双光束,：,自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。,79,2025/7/7 周一,3.,双波长,：,将不同波长的两束单色光,(,1,、,2,),快,速,交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号，最后由显示器显示出吸光度差,A,。无需参比池。,=,1,2nm,。,试液中被测组分的浓度与此吸光度差成正比,是双波长光度法测定的基础。,在,pH3.5,7.0,的醋酸,醋酸钠缓冲溶液中，乳化剂,OP,存在下，铜（,）和汞（,）都能与硫代米蚩酮生成紫红色络合物，其最大吸收波长分别为,Cu,490,，,Hg,540,。利用双波长分光光度法可同时测定铜和汞，其摩尔吸光系数分别为,Cu,1.0410,5,，,Hg,1.0610,5,。本法灵敏度高，选择性好，可用于废水中微量铜、汞的同时测定。,81,2025/7/7 周一,六、显色与测量条件的选择,（一）显色反应的选择,选择显色反应时，应考虑的因素：,灵敏度高、选择性高、生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之差：,“,对比度,”,，要求,60nm,。,82,2025/7/7 周一,（二）显色反应条件的选择,1.,显色剂用量,吸光度,A,与显色剂用量,C,R,的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。,Mo,（,SCN,）,5,Mo,（,SCN,）,6,Fe,（,SCN,）,2+,83,2025/7/7 周一,2.,反应体系的酸度,在相同实验条件下，分别测定不同,pH,值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的,pH,范围。,3.,显色时间与温度,实验确定,4.,溶剂,一般尽量采用水相测定,84,2025/7/7 周一,（三）共存离子干扰的消除,1.,加入掩蔽剂,选择掩蔽剂的原则：,掩蔽剂不与待测组分反应；,掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。,85,2025/7/7 周一,2.,选择适当的显色反应条件（,pH,）,3.,分离干扰离子（沉淀、萃取、离子交换、色谱分离、蒸发和蒸馏等）,86,2025/7/7 周一,（四）测定条件的选择,1.,选择适当的入射波长,一般应该选择,max,为入射光波长。但如果,max,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。,87,2025/7/7 周一,2.,选择合适的参比溶液,为什么需要使用参比溶液？,测得的吸光度真正反映待测物质吸光强度。,参比溶液的选择一般遵循以下原则：,若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水,),作参比溶液,“,溶剂空白,”,；,88,2025/7/7 周一,若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用,“,试剂空白,”,(,不加试样溶液,),作参比溶液；,若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用,“,样品空白,”,(,不加显色剂,),作参比溶液；,若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。,89,2025/7/7 周一,3.,控制适宜的吸光度（读数范围）,不同的透光度读数，产生的误差大小不同：,lg,T,=,bc,微分：,dlg,T,0.434dln,T,=-0.434,T,-1,d,T,=,b,d,c,两式相除得：,d,c,/,c,=,（,0.434/,T,lg,T,）,d,T,以有限值表示可得：,c,/,c,=,（,0.434/,T,lg,T,）,T,90,2025/7/7 周一,浓度测量值的相对误差（,c,/,c,）,不仅与仪器的透光度误差,T,有关，而且与其透光度读数,T,的值也有关。,是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？,91,2025/7/7 周一,最佳读数范围与最佳值,设：,T,=1%,，,则可绘出溶液浓度相对误差,c,/,c,与其透光度,T,的关系曲线。,如图所示：,当：,T,=1%,，,T,在,15%,65%,（,A,在,0.8,0.2,）之间时，浓度相对误差较小，最佳读数范围,。,92,2025/7/7 周一,用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在,T,%=15,65,(,吸光度,A,=0.80,0.20),。,可求出浓度相对误差最小时的透光度,T,为：,T,36.8%,A,0.434,93,2025/7/7 周一,七、有机化合物紫外光谱解析,了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱和化合物、异构体及构象进行判别。,紫外,可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律是：,若在,200,750nm,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。,94,2025/7/7 周一,若在,270,350nm,波长范围内有低强度吸收峰,(,10,100L,mol,-1,cm,-1,),（,n,跃迁），则可能含有一个简单非共轭且含有,n,电子的生色团，如羰基。,若在,250,300nm,波长范围内有中等强度的吸收峰则可能含苯环。,若在,210,250nm,波长范围内有强吸收峰,，,则可能含有,2,个共轭双键；若在,260,300nm,波长范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有,3,个或,3,个以上共轭双键。,95,2025/7/7 周一,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。,96,2025/7/7 周一,谢谢！,