紫外吸收光譜分析-中ppt課件

1、一、主要部件一、主要部件二、分光光度計(jì)的類(lèi)型二、分光光度計(jì)的類(lèi)型 紫外紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)可見(jiàn)分光光度計(jì)主要特點(diǎn)：五個(gè)單元組成主要特點(diǎn)：五個(gè)單元組成分光光度計(jì)分光光度計(jì)1. 1. 光源光源(1)(1)利用固體燈絲材料高溫放熱產(chǎn)生的輻射作為光源利用固體燈絲材料高溫放熱產(chǎn)生的輻射作為光源的是熱輻射光源。如鎢燈、鹵鎢燈。兩者均在可見(jiàn)的是熱輻射光源。如鎢燈、鹵鎢燈。兩者均在可見(jiàn)區(qū)使用，鹵鎢燈的使用壽命及發(fā)光效率高于鎢燈。區(qū)使用，鹵鎢燈的使用壽命及發(fā)光效率高于鎢燈。 光源的作用是提供激發(fā)能，使待測(cè)分子產(chǎn)生吸收。光源的作用是提供激發(fā)能，使待測(cè)分子產(chǎn)生吸收。要求能夠提供足夠強(qiáng)的連續(xù)光譜、有良好的穩(wěn)定性、要求

2、能夠提供足夠強(qiáng)的連續(xù)光譜、有良好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命，且輻射能量隨波長(zhǎng)無(wú)明顯變化。常較長(zhǎng)的使用壽命，且輻射能量隨波長(zhǎng)無(wú)明顯變化。常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源。用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源。一、主要部件一、主要部件(2)氣體放電光源是指在低壓直流電條件下，氫或氘氣氣體放電光源是指在低壓直流電條件下，氫或氘氣放電所產(chǎn)生的連續(xù)輻射。一般為氫燈或氘燈，在紫放電所產(chǎn)生的連續(xù)輻射。一般為氫燈或氘燈，在紫外區(qū)使用。外區(qū)使用。氘燈氘燈波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍: 190420nm鎢燈鎢燈波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍: 部分紫外區(qū)和部分紫外區(qū)和全部可見(jiàn)區(qū)全部可見(jiàn)區(qū). 3502500nm單色器的作用是將來(lái)自光源的光按

3、單色器的作用是將來(lái)自光源的光按波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序分散為單色光并能波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序分散為單色光并能隨意調(diào)節(jié)所需波長(zhǎng)的光。主要由入隨意調(diào)節(jié)所需波長(zhǎng)的光。主要由入射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、物鏡射狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件、物鏡和出射狹縫組成。和出射狹縫組成。(1) 入射狹縫用于限制雜散光進(jìn)入單色器；入射狹縫用于限制雜散光進(jìn)入單色器；(2) 準(zhǔn)直鏡將入射光束變?yōu)槠叫泄馐筮M(jìn)入色散元件；準(zhǔn)直鏡將入射光束變?yōu)槠叫泄馐筮M(jìn)入色散元件；(4) 物鏡將出自色散元件的平行光聚焦于出口狹縫；物鏡將出自色散元件的平行光聚焦于出口狹縫；(5) 出射狹縫用于限制通帶寬度。出射狹縫用于限制通帶寬度。(3) 色散元件把混合光分散為單色

4、光，是單色器的關(guān)鍵部色散元件把混合光分散為單色光，是單色器的關(guān)鍵部分；常用的色散元件有：棱鏡、光柵、濾光片。分；常用的色散元件有：棱鏡、光柵、濾光片。2. 單色器單色器用于盛放試液。石英池用于紫外用于盛放試液。石英池用于紫外可見(jiàn)區(qū)的測(cè)量，可見(jiàn)區(qū)的測(cè)量，玻璃池只用于可見(jiàn)區(qū)。玻璃池只用于可見(jiàn)區(qū)。3. 吸收池吸收池利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)簡(jiǎn)易分光光度計(jì)上使用光電池或光電管作為檢測(cè)器。目簡(jiǎn)易分光光度計(jì)上使用光電池或光電管作為檢測(cè)器。目前最常見(jiàn)的檢測(cè)器是光電倍增管。前最常見(jiàn)的檢測(cè)器是光電倍增管。其特點(diǎn)是在紫外其特點(diǎn)是在紫外-可見(jiàn)區(qū)的

5、靈敏度高，響應(yīng)快。但強(qiáng)光照可見(jiàn)區(qū)的靈敏度高，響應(yīng)快。但強(qiáng)光照射會(huì)引起不可逆損害，因此高能量檢測(cè)不宜，需避光。射會(huì)引起不可逆損害，因此高能量檢測(cè)不宜，需避光。光電倍增管光電倍增管4. 檢測(cè)器檢測(cè)器5. 記錄裝置記錄裝置紫外紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，按其光學(xué)系統(tǒng)可分為單光束可見(jiàn)分光光度計(jì)，按其光學(xué)系統(tǒng)可分為單光束與雙光束分光光度計(jì)、單波長(zhǎng)與雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)。與雙光束分光光度計(jì)、單波長(zhǎng)與雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)。原理：由光源發(fā)出的連續(xù)光譜，進(jìn)入單色器經(jīng)色散元件原理：由光源發(fā)出的連續(xù)光譜，進(jìn)入單色器經(jīng)色散元件分光，獲得的單色光分別通過(guò)參比溶液和樣品溶液，進(jìn)分光，獲得的單色光分別通過(guò)參比溶液和樣品溶液，進(jìn)行光強(qiáng)度吸

6、收的測(cè)定。行光強(qiáng)度吸收的測(cè)定。二、紫外二、紫外- -可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)型可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)型 1. 單光束分光光度計(jì)單光束分光光度計(jì) 單光束分光光度計(jì)只有一個(gè)光通道，分光后的單色光單光束分光光度計(jì)只有一個(gè)光通道，分光后的單色光直接透過(guò)吸收池，交互測(cè)定樣品池和參比池，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直接透過(guò)吸收池，交互測(cè)定樣品池和參比池，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于測(cè)定特定波長(zhǎng)的吸收，進(jìn)行定量。但儀器受電源、適用于測(cè)定特定波長(zhǎng)的吸收，進(jìn)行定量。但儀器受電源、光源、檢測(cè)器等波動(dòng)的影響較大，不能扣除這些波動(dòng)的干光源、檢測(cè)器等波動(dòng)的影響較大，不能扣除這些波動(dòng)的干擾，空白樣品和待測(cè)樣品單獨(dú)測(cè)量，每換一個(gè)波長(zhǎng)都要用擾，空白樣品和待測(cè)樣品單

7、獨(dú)測(cè)量，每換一個(gè)波長(zhǎng)都要用空白溶液重新校正，不能準(zhǔn)確地扣除空白值?？瞻兹芤褐匦滦Ｕ?，不能準(zhǔn)確地扣除空白值。Zero Adjust100% AdjustWavelength selector原理：由光源發(fā)出的光通過(guò)單色器分光，將一束單色光從原理：由光源發(fā)出的光通過(guò)單色器分光，將一束單色光從狹縫送出，經(jīng)光束分裂器分成強(qiáng)度相等的兩束光，一束通狹縫送出，經(jīng)光束分裂器分成強(qiáng)度相等的兩束光，一束通過(guò)參比池，另一束通過(guò)樣品池，儀器測(cè)得的是透過(guò)樣品溶過(guò)參比池，另一束通過(guò)樣品池，儀器測(cè)得的是透過(guò)樣品溶液和參比溶液的光信號(hào)強(qiáng)度之比，比值即為試樣的透光率液和參比溶液的光信號(hào)強(qiáng)度之比，比值即為試樣的透光率T，經(jīng)對(duì)數(shù)變

8、換可轉(zhuǎn)換為吸光度經(jīng)對(duì)數(shù)變換可轉(zhuǎn)換為吸光度A。2. 雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 由于單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)一次測(cè)量可同時(shí)得到由于單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)一次測(cè)量可同時(shí)得到樣品溶液相對(duì)空白溶液的透光度，因此雙光束儀器可以消樣品溶液相對(duì)空白溶液的透光度，因此雙光束儀器可以消除光源強(qiáng)度變化和電源不穩(wěn)定可能引起的誤差，并且可以除光源強(qiáng)度變化和電源不穩(wěn)定可能引起的誤差，并且可以方便地對(duì)全波段進(jìn)行掃描。方便地對(duì)全波段進(jìn)行掃描。儀器儀器樣品室樣品室缺點(diǎn)缺點(diǎn): 儀器較單光束儀昂貴，要求待測(cè)樣品與參比以及它儀器較單光束儀昂貴，要求待測(cè)樣品與參比以及它們的吸收池完全匹配。們的吸收池完全匹配。原理：同

9、一光源發(fā)出的光被分為兩束，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)原理：同一光源發(fā)出的光被分為兩束，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)單色器后獲得兩束不同波長(zhǎng)的單色光，利用切光器使單色器后獲得兩束不同波長(zhǎng)的單色光，利用切光器使兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池，根據(jù)比耳兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池，根據(jù)比耳定律，樣品溶液在兩個(gè)波長(zhǎng)為定律，樣品溶液在兩個(gè)波長(zhǎng)為1和和2的吸光度差值與的吸光度差值與溶液中待測(cè)物質(zhì)的濃度成正比。溶液中待測(cè)物質(zhì)的濃度成正比。3. 雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)1因?yàn)閮H用一個(gè)樣品池進(jìn)行測(cè)量，不需要用參比吸收池，因?yàn)閮H用一個(gè)樣品池進(jìn)行測(cè)量，不需要用參比吸收池，因此可以消除參比池與樣品池的不同而引起的誤差。因此可

10、以消除參比池與樣品池的不同而引起的誤差。雙波長(zhǎng)分光光度法的優(yōu)點(diǎn)雙波長(zhǎng)分光光度法的優(yōu)點(diǎn)2對(duì)混濁樣品進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可自動(dòng)消除不同混濁度所引對(duì)混濁樣品進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可自動(dòng)消除不同混濁度所引起的背景吸收。起的背景吸收。3適當(dāng)選擇波長(zhǎng)，簡(jiǎn)化混合組分同時(shí)測(cè)定過(guò)程。當(dāng)試液適當(dāng)選擇波長(zhǎng)，簡(jiǎn)化混合組分同時(shí)測(cè)定過(guò)程。當(dāng)試液中含有兩種組分且光譜重疊時(shí)，用單光束進(jìn)行分析，必中含有兩種組分且光譜重疊時(shí)，用單光束進(jìn)行分析，必須預(yù)先對(duì)試樣進(jìn)行萃取分離或加掩蔽劑消除干擾組分后須預(yù)先對(duì)試樣進(jìn)行萃取分離或加掩蔽劑消除干擾組分后才能進(jìn)行測(cè)定，而使用雙波長(zhǎng)法則可選擇干擾組分的波才能進(jìn)行測(cè)定，而使用雙波長(zhǎng)法則可選擇干擾組分的波長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果做

11、參比，自動(dòng)扣除其影響。長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果做參比，自動(dòng)扣除其影響。（2測(cè)量波長(zhǎng)的選擇測(cè)量波長(zhǎng)的選擇 通常，測(cè)定時(shí)選擇最大吸通常，測(cè)定時(shí)選擇最大吸收處的波長(zhǎng)收處的波長(zhǎng)max 作為分析波長(zhǎng)，測(cè)定的靈敏度高，作為分析波長(zhǎng)，測(cè)定的靈敏度高，并且在最大吸收波長(zhǎng)并且在最大吸收波長(zhǎng)max附近，吸光度隨波長(zhǎng)的附近，吸光度隨波長(zhǎng)的變化小，測(cè)定的誤差也小。但是實(shí)際工作中如果變化小，測(cè)定的誤差也小。但是實(shí)際工作中如果最大吸收波長(zhǎng)受到共存雜質(zhì)的影響時(shí)，往往選擇最大吸收波長(zhǎng)受到共存雜質(zhì)的影響時(shí)，往往選擇靈敏度稍低、不受干擾的次強(qiáng)吸收波長(zhǎng)。靈敏度稍低、不受干擾的次強(qiáng)吸收波長(zhǎng)。測(cè)量條件的選擇測(cè)量條件的選擇（1光源的調(diào)節(jié)光源的調(diào)節(jié) 儀

12、器長(zhǎng)期使用或更換燈泡后對(duì)儀器長(zhǎng)期使用或更換燈泡后對(duì)儀器的光源要做好調(diào)節(jié)，在測(cè)定時(shí)，我們所需要儀器的光源要做好調(diào)節(jié)，在測(cè)定時(shí)，我們所需要的單色光越純?cè)胶茫簿褪仟M縫開(kāi)的越窄越好，的單色光越純?cè)胶?，也就是狹縫開(kāi)的越窄越好，因此必須充分發(fā)揮光源的強(qiáng)度，使單色器獲得最因此必須充分發(fā)揮光源的強(qiáng)度，使單色器獲得最大光強(qiáng)度。大光強(qiáng)度。（3狹縫寬度的選擇狹縫寬度的選擇 理論上，定性分析時(shí)采用理論上，定性分析時(shí)采用最小的狹縫寬度。在定量分析中，為了避免狹縫太最小的狹縫寬度。在定量分析中，為了避免狹縫太小，使出射光太弱而引起信噪比降低，可以將狹縫小，使出射光太弱而引起信噪比降低，可以將狹縫開(kāi)大一點(diǎn)。通過(guò)測(cè)定吸光度

13、隨狹縫寬度的變化規(guī)律，開(kāi)大一點(diǎn)。通過(guò)測(cè)定吸光度隨狹縫寬度的變化規(guī)律，可選擇出合適的狹縫寬度。狹縫寬度在某范圍內(nèi)吸可選擇出合適的狹縫寬度。狹縫寬度在某范圍內(nèi)吸光度恒定，狹縫寬度增大到一定程度時(shí)吸光度減小。光度恒定，狹縫寬度增大到一定程度時(shí)吸光度減小。因而，合適的狹縫寬度就是在吸光度不減小時(shí)的最因而，合適的狹縫寬度就是在吸光度不減小時(shí)的最大狹縫寬度。大狹縫寬度。（4吸光度范圍的選擇吸光度范圍的選擇 吸光度范圍控制在吸光度范圍控制在0.20.8之間，可以獲得較高的準(zhǔn)確度?？梢酝ㄟ^(guò)控制之間，可以獲得較高的準(zhǔn)確度?？梢酝ㄟ^(guò)控制樣品液的濃度、樣品池的光程、測(cè)量用的波長(zhǎng)以及樣品液的濃度、樣品池的光程、測(cè)量用

14、的波長(zhǎng)以及參比溶液的組成等來(lái)實(shí)現(xiàn)。參比溶液的組成等來(lái)實(shí)現(xiàn)。紫外吸收光譜法的應(yīng)用紫外吸收光譜法的應(yīng)用 定性分析定性分析 推斷分子結(jié)構(gòu)推斷分子結(jié)構(gòu) 純度檢查純度檢查 定量測(cè)定定量測(cè)定吸收曲線的形狀、最大吸收波長(zhǎng)吸收曲線的形狀、最大吸收波長(zhǎng)max及相應(yīng)的及相應(yīng)的max是定性鑒定的依據(jù)。是定性鑒定的依據(jù)。定性鑒定的主要參數(shù)定性鑒定的主要參數(shù):max, max一、定性鑒別一、定性鑒別通常是在相同測(cè)定條件下比較未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)通常是在相同測(cè)定條件下比較未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物的吸收光譜曲線物的吸收光譜曲線同時(shí)配合紅外、核磁共振、質(zhì)譜等共同進(jìn)行定性同時(shí)配合紅外、核磁共振、質(zhì)譜等共同進(jìn)行定性及結(jié)構(gòu)鑒定及結(jié)構(gòu)鑒定局限

15、性：曲線變化??；常有類(lèi)似或雷同局限性：曲線變化??；常有類(lèi)似或雷同 用紫外可見(jiàn)吸收光譜鑒定未知物的結(jié)用紫外可見(jiàn)吸收光譜鑒定未知物的結(jié)構(gòu)較困難，因譜圖簡(jiǎn)單，吸收峰個(gè)數(shù)少，構(gòu)較困難，因譜圖簡(jiǎn)單，吸收峰個(gè)數(shù)少，主要表現(xiàn)化合物的發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的特主要表現(xiàn)化合物的發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的特征。征。 利用紫外可見(jiàn)吸收光譜可確定有機(jī)化利用紫外可見(jiàn)吸收光譜可確定有機(jī)化合物中不飽和基團(tuán)，還可區(qū)分化合物的合物中不飽和基團(tuán)，還可區(qū)分化合物的構(gòu)型、構(gòu)象、同分異構(gòu)體構(gòu)型、構(gòu)象、同分異構(gòu)體二、推斷結(jié)構(gòu)二、推斷結(jié)構(gòu)1. 推測(cè)官能團(tuán)推測(cè)官能團(tuán) 220280 nm 無(wú)吸收無(wú)吸收 不含不飽和鍵，不含不飽和鍵，不含苯環(huán)，可能是飽和化合物不含

16、苯環(huán)，可能是飽和化合物 210250 nm 強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收 *，2個(gè)共個(gè)共軛單位軛單位 260350 nm 強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收 *，35個(gè)個(gè)共軛單位共軛單位 270350 nm 弱吸收弱吸收 n*，無(wú)強(qiáng)，無(wú)強(qiáng)吸收，吸收， 非共軛的含雜原子的雙鍵非共軛的含雜原子的雙鍵C=O, -NO2, -N=N- 260 nm230270中吸收中吸收 *，有苯環(huán)有苯環(huán) 2. 判斷同分異構(gòu)體CCOC2H5CH3CH2OOCCOC2H5CH3OHOCH酮式結(jié)構(gòu)，無(wú)共軛酮式結(jié)構(gòu)，無(wú)共軛弱吸收弱吸收 206nm烯醇式結(jié)構(gòu)，共軛體系烯醇式結(jié)構(gòu)，共軛體系強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收=1.8104 245nm例：乙酰乙酸乙酯例：乙酰乙酸乙酯酮酮-烯醇互變異構(gòu)體的判別烯醇互變異構(gòu)體的判別順式、反式異構(gòu)體的判別順式、反式異構(gòu)體的判別CCHHCCHH反式反式 大共軛體系大共軛體系 順式順式 max=