第五章紫外可見分光光度法

1、第五章第五章 紫外可見分光光度法紫外可見分光光度法Ultraviolet and Visible(UV-Vis) Spectrophotometry1第五章第五章 紫外可見分光光度法紫外可見分光光度法第一節(jié)第一節(jié) 分子吸收光譜概述分子吸收光譜概述；第二節(jié)第二節(jié) 光光吸收基本定律吸收基本定律；第三節(jié)第三節(jié) 儀器部件及其類型；儀器部件及其類型；第四節(jié)第四節(jié) 顯色反應(yīng)及其影響因素顯色反應(yīng)及其影響因素第五節(jié)第五節(jié) 定性分析和定量分析定性分析和定量分析方法及其應(yīng)用方法及其應(yīng)用。25.1 概述概述一、分子吸收光譜的形成一、分子吸收光譜的形成1. 1. 過程：運(yùn)動(dòng)的分子外層電子過程：運(yùn)動(dòng)的分子外層電子-吸收

2、外來輻射吸收外來輻射-產(chǎn)生電產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷子能級(jí)躍遷-分子吸收譜。分子吸收譜。2. 2. 能級(jí)組成：除了電子能級(jí)能級(jí)組成：除了電子能級(jí)(Electron energy level)(Electron energy level)外，分子吸外，分子吸收能量將伴隨著分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，即同時(shí)將發(fā)生振動(dòng)收能量將伴隨著分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，即同時(shí)將發(fā)生振動(dòng)(Vibration)(Vibration)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)(Rotation)(Rotation)能級(jí)的躍遷！據(jù)量子力學(xué)理論，分子的振能級(jí)的躍遷！據(jù)量子力學(xué)理論，分子的振- -轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)躍遷也是量子化的或者說將產(chǎn)生非連續(xù)譜。躍遷也是量子化的或者說將產(chǎn)生非連

3、續(xù)譜。34jveEEEhvEEE光子12 分子的三種能級(jí)躍遷示意圖分子的三種能級(jí)躍遷示意圖 分子吸收外來輻射能后，其分子吸收外來輻射能后，其能量改變（能量改變（ E）為：為： E= Ee + Ev + Er對(duì)多數(shù)分子而言，對(duì)多數(shù)分子而言， Ee （電子）電子）約為約為1-20ev，紫外可見紫外可見 Ev （振動(dòng)）振動(dòng)）約為約為0.05-1ev，近紅外、中紅外區(qū)近紅外、中紅外區(qū) Er （轉(zhuǎn)動(dòng)）轉(zhuǎn)動(dòng)）小于小于0.05ev，遠(yuǎn)紅外、微波區(qū)遠(yuǎn)紅外、微波區(qū) Ee Ev Er5二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收物質(zhì)的顏色物質(zhì)的顏色由物質(zhì)與光的相互作用方式?jīng)Q定。由物質(zhì)與光的相互作用方式?jīng)Q定。人

4、眼能感覺到的光稱可見光，波長(zhǎng)范圍是：人眼能感覺到的光稱可見光，波長(zhǎng)范圍是：400760nm。讓白光通過棱鏡，能色散出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等各色光。讓白光通過棱鏡，能色散出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等各色光。單色光：?jiǎn)紊猓簡(jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光單一波長(zhǎng)的光復(fù)合光：復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光，如白光。由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光，如白光。光的互補(bǔ)：光的互補(bǔ)：若兩種不同顏色的單色光按一定比例混合得到若兩種不同顏色的單色光按一定比例混合得到白光白光， 稱這兩種單色光為稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)光的互補(bǔ)。6分子吸收現(xiàn)象分子吸收現(xiàn)象CuSO4溶液吸收黃色光溶液吸收黃色

5、光, ,其溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色；其溶液呈現(xiàn)出藍(lán)色；KMnO4分子強(qiáng)烈地吸分子強(qiáng)烈地吸黃綠色光，對(duì)其他顏色黃綠色光，對(duì)其他顏色的光吸收很少或不吸收，的光吸收很少或不吸收，溶液呈紫紅色。溶液呈紫紅色。問題：?jiǎn)栴}：Na2SO4溶液無色溶液無色透明透明, ,其分子吸光情況其分子吸光情況? ? C CuS( (固態(tài)固態(tài)) )呈黑色，呈黑色，其分子吸光又如何？其分子吸光又如何？700 nm530 nm420 nm580 nm470 nm620 nm7即物質(zhì)的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色。即物質(zhì)的顏色是它所吸收光的互補(bǔ)色。無色溶液：透過所有顏色的光無色溶液：透過所有顏色的光有色溶液：透過光的顏色有色溶液：透過光的顏色

6、黑色：黑色： 吸收所有顏色的光吸收所有顏色的光白色：白色： 反射所有顏色的光反射所有顏色的光物質(zhì)的本色物質(zhì)的本色8 基于物質(zhì)吸收基于物質(zhì)吸收紫外或可見光紫外或可見光引起分子中價(jià)電子躍引起分子中價(jià)電子躍遷、產(chǎn)生分子遷、產(chǎn)生分子吸收光譜吸收光譜與物質(zhì)組分之間的關(guān)系建立起與物質(zhì)組分之間的關(guān)系建立起來的分析方法，稱為來的分析方法，稱為紫外紫外-可見吸光光度法（可見吸光光度法（UV-vis）三、紫外三、紫外- -可見吸光光度法特點(diǎn)可見吸光光度法特點(diǎn)（1）靈敏度高，可測(cè)到靈敏度高，可測(cè)到10-7g/ml。（2）準(zhǔn)確度好，相對(duì)誤差為準(zhǔn)確度好，相對(duì)誤差為1%-5%，滿足微量組分測(cè)定要求。，滿足微量組分測(cè)定要求

7、。（3）選擇性好，多種組分共存，無需分離直接測(cè)定某物質(zhì)。）選擇性好，多種組分共存，無需分離直接測(cè)定某物質(zhì)。（4）操作簡(jiǎn)便、快速、選擇性好、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜。操作簡(jiǎn)便、快速、選擇性好、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜。（5）應(yīng)用廣泛，無機(jī)、有機(jī)物均可測(cè)定。應(yīng)用廣泛，無機(jī)、有機(jī)物均可測(cè)定。91011三、電子躍遷的類型三、電子躍遷的類型 121. - * 躍遷躍遷 能量差大能量差大所需能量高所需能量高吸收峰在遠(yuǎn)紫外吸收峰在遠(yuǎn)紫外 ( n- * - * n- * 14基本概念基本概念1、生色團(tuán)、生色團(tuán) 具有具有 軌道的不飽和官能團(tuán)稱為發(fā)色團(tuán)。軌道的不飽和官能團(tuán)稱為發(fā)色團(tuán)。 有有“共軛大共軛大 鍵鍵”（離域鍵）時(shí)，

8、（離域鍵）時(shí)， 與與 * 間的能量差減小，生色作用大大增強(qiáng)。間的能量差減小，生色作用大大增強(qiáng)。 2、助色團(tuán)、助色團(tuán) 本身不本身不“生色生色”，但能使生色團(tuán)生色效應(yīng)，但能使生色團(tuán)生色效應(yīng)增強(qiáng)的官能團(tuán)。增強(qiáng)的官能團(tuán)。 含有孤對(duì)電子的基團(tuán)：含有孤對(duì)電子的基團(tuán)： NH2 OH SH153、紅移和紫移、紅移和紫移紅移：吸收峰向長(zhǎng)紅移：吸收峰向長(zhǎng) 移動(dòng)的現(xiàn)象；移動(dòng)的現(xiàn)象；紫移：吸收峰向短紫移：吸收峰向短移動(dòng)的現(xiàn)象；移動(dòng)的現(xiàn)象；增強(qiáng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象；增強(qiáng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的現(xiàn)象；減弱效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。減弱效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。 16四、四、 吸收光譜吸收光譜 吸收光譜吸收光譜(吸收曲線吸

9、收曲線): 吸光度（吸光度（A）波長(zhǎng)（波長(zhǎng)（ ）v 吸收峰：吸收峰： 曲線上比左右相鄰處都高的一處；曲線上比左右相鄰處都高的一處；v max：吸收程度最大所對(duì)應(yīng)的：吸收程度最大所對(duì)應(yīng)的 v谷：曲線上比左右相鄰處都低的一處；谷：曲線上比左右相鄰處都低的一處；v min：最低谷所對(duì)應(yīng)的：最低谷所對(duì)應(yīng)的 ；v 肩峰：介于峰與谷之間，形狀像肩的弱吸收峰；肩峰：介于峰與谷之間，形狀像肩的弱吸收峰；17吸收曲線示意圖吸收曲線示意圖 18五、無機(jī)化合物的吸收光譜1 1、金屬離子：、金屬離子：d d電子躍遷電子躍遷 稀土離子：稀土離子：f f電子躍遷電子躍遷2 2、配合物、配合物 電荷轉(zhuǎn)移電荷轉(zhuǎn)移 Fe3+S

10、CN- Fe2+SCNhv195.2 Lambert-Beer定律定律一一、透射比和吸光度、透射比和吸光度I0 = Ia + It + IrI0入射光強(qiáng)度入射光強(qiáng)度Ia 吸收光強(qiáng)度吸收光強(qiáng)度It 透過光強(qiáng)度透過光強(qiáng)度Ir 反射光強(qiáng)度反射光強(qiáng)度20 若吸收池的質(zhì)量和厚度都相同，則若吸收池的質(zhì)量和厚度都相同，則 Ir 基基本不變，在具體測(cè)定操作時(shí)本不變，在具體測(cè)定操作時(shí) Ir 的影響可的影響可互相抵互相抵消消（與吸光物質(zhì)的（與吸光物質(zhì)的 c及及 b 無關(guān)）：無關(guān)）： I0 = Ia + It 采用空白溶液作為參比：采用空白溶液作為參比：測(cè)量前在比色皿中裝上空白溶測(cè)量前在比色皿中裝上空白溶液，測(cè)量此

11、時(shí)的透過光強(qiáng)度液，測(cè)量此時(shí)的透過光強(qiáng)度It。21對(duì)光吸收程度表示：對(duì)光吸收程度表示：透光率：透光率： T= It /I0 吸光度：吸光度： A=lg(1/T)=lg(I0 / It ) T=10% 時(shí)，時(shí)，A=1.0空白測(cè)定：設(shè)定空白溶液的吸光度為0，即透過率T100。22二、Lambert-Beer 定律定律 光吸收基本定律光吸收基本定律“ Lambert-Beer 定律定律 ” 是說明物質(zhì)對(duì)是說明物質(zhì)對(duì)單色光單色光吸收的強(qiáng)弱與吸光物質(zhì)的濃度（吸收的強(qiáng)弱與吸光物質(zhì)的濃度（c）和和 液層厚度液層厚度 （b）間的關(guān)系的定律，是）間的關(guān)系的定律，是光吸收的基本定律，是紫外光吸收的基本定律，是紫外-

12、可見光度法可見光度法定量的基礎(chǔ)定量的基礎(chǔ)。 23Lambert-Beer 定律推導(dǎo)定律推導(dǎo)24A= lc吸收介質(zhì)之間沒有相互作用吸收介質(zhì)之間沒有相互作用吸光度具有加合性吸光度具有加合性110.4343mmiAiiiiiAnAN allcN V25Lambert定律：定律： A=klBeer定律：定律：A= k cLambert-Beer 定律：定律：A= klcv當(dāng)當(dāng) c用用 g/L 、b 用用 cm 為單位時(shí)，為單位時(shí)，k用用吸光系數(shù)吸光系數(shù) a 表示，單位為表示，單位為 L/gcmv當(dāng)當(dāng) c用用 mol/L 、b 用用 cm 為單位時(shí)，為單位時(shí)，k用用摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù) 表示，單位為

13、表示，單位為 L/molcm 26光吸收定律的有關(guān)名稱和符號(hào)27吸光度的加和性吸光度的加和性 設(shè)某一波長(zhǎng)（設(shè)某一波長(zhǎng)（ ）的輻射通過幾個(gè)相同厚度）的輻射通過幾個(gè)相同厚度的不同溶液的不同溶液c1，c2cn，其透射光強(qiáng)度分別為，其透射光強(qiáng)度分別為 I1， I2 In，根據(jù)吸光度定義：這一吸光體系的總吸，根據(jù)吸光度定義：這一吸光體系的總吸光度為：光度為： A=lgI0/In A1+ A2+ + An= lgI0/I1+ lgI1/I2+ + lgIn-1/In =lgI0/In A=lgI0/In= A1+ A2+ + An28三、引起偏離三、引起偏離 Lambert-Beer 定律的因素定律的因素

14、 1. 吸收定律本身的局限性吸收定律本身的局限性 稀溶液中才能成立稀溶液中才能成立 （吸收介質(zhì)之間沒有相互作用）（吸收介質(zhì)之間沒有相互作用） 2. 化學(xué)因素化學(xué)因素 Cr2O42- + H2O 2CrO42- + 2H+ 3. 儀器因素（儀器因素（非單色光非單色光的影響）的影響） 4. 其它光學(xué)因素：散射和反射、非平行光其它光學(xué)因素：散射和反射、非平行光295.3 紫外紫外-可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì) 一、主要部件主要部件 光光 源源 單單 色色 器器 信號(hào)信號(hào) 輸出輸出 檢檢 測(cè)測(cè) 器器 樣樣 品品 池池301. 光源：光源：提供入射光的裝置；提供入射光的裝置； （1）鎢燈或碘鎢燈）鎢燈或

15、碘鎢燈 350nm ，可見光，可見光 （2）氫燈或氘燈：）氫燈或氘燈： 150400nm，紫外光，紫外光 （3）氙燈）氙燈 200700nmUV regionVisible region312. 單色器：?jiǎn)紊鳎荷⒃⒃?：光柵：光柵狹縫狹縫 準(zhǔn)光鏡準(zhǔn)光鏡聚焦元件聚焦元件光源光源色散元件色散元件入射狹縫入射狹縫323. 吸收池：吸收池： 光學(xué)玻璃吸收池光學(xué)玻璃吸收池 只能用于可見區(qū)只能用于可見區(qū) 石英吸收池石英吸收池 可用于紫外及可見區(qū)可用于紫外及可見區(qū)334. 檢測(cè)器：檢測(cè)器：硒光電池硒光電池 光電管光電管 光電倍增管光電倍增管 二極管陣列二極管陣列photochathodeanod

16、ehigh voltagevoltage divider networkdynodeslightelectrons34LightLensEntrance SlitRotating GratingExit SlitDetectorMeasure one wavelength band at a time. Serial detection scheme.Array DetectorMeasure a large range of wavelengths simultaneously. Parallel detection scheme.355. 顯示器：顯示器：電表指針電表指針數(shù)字顯示數(shù)字顯示熒

17、光屏顯示熒光屏顯示電腦電腦36二二. 分光光度計(jì)的類型分光光度計(jì)的類型 1.單波長(zhǎng)、單光束分光光度計(jì)（單波長(zhǎng)、單光束分光光度計(jì)（721、722、752 型等）型等） 一個(gè)單色器；一種波長(zhǎng)的單色光；一束一個(gè)單色器；一種波長(zhǎng)的單色光；一束單色光。單色光。2.單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì) 從一個(gè)單色器獲取一個(gè)波長(zhǎng)的單色光用從一個(gè)單色器獲取一個(gè)波長(zhǎng)的單色光用切光器分成二束強(qiáng)度相等的單色光，切光器分成二束強(qiáng)度相等的單色光，消除消除了光源不穩(wěn)定性了光源不穩(wěn)定性 。373. 雙光束雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)雙光束雙波長(zhǎng)分光光度計(jì) 二個(gè)單色器得到二個(gè)波長(zhǎng)不同的單色光。二個(gè)單色器得到二個(gè)波長(zhǎng)不同的單色光。

18、 兩束波長(zhǎng)不同的單色光（兩束波長(zhǎng)不同的單色光（ 1、 2 ）交交替替地通過同一試樣溶液（同一吸收池）后照地通過同一試樣溶液（同一吸收池）后照射到同一光電倍增管上，最后得到的是溶液射到同一光電倍增管上，最后得到的是溶液對(duì)對(duì) 1和和 2兩束光的吸光度差值兩束光的吸光度差值 A。38Single beamDouble beamDouble , double beamSource selectorSampleTransducerOutputSource selectorSampleTransducerOutputBlank Source 2 selectorTransducerOutput 1 sel

19、ectorSample39三、分光光度計(jì)的校正通常在實(shí)驗(yàn)室工作中，驗(yàn)收新儀器或?qū)嶒?yàn)室使用過一段時(shí)間后都要進(jìn)行波長(zhǎng)校正和吸光度校正。建議采用下述的較為簡(jiǎn)便和實(shí)用的方法來進(jìn)行校正：A. 鐠銣玻璃或鈥玻璃都有若干特征的吸收峰，可用來校正分光光度計(jì)的波長(zhǎng)標(biāo)尺，前者用于可見光區(qū)，后者則對(duì)紫外和可見光區(qū)都適用。B. 也可用K2CrO4標(biāo)準(zhǔn)溶液來校正吸光度標(biāo)度。4054 顯色反應(yīng)及其影響因素一顯色反應(yīng)和顯色劑：（一）顯色反應(yīng)：在光度分析中將試樣中的待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)一般分為兩大類：一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)。Fe3SCN=FeSCN；Mn25e4H2O= MnO48

20、H在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。 41（二）顯色劑：與待測(cè)組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑； 1無機(jī)顯色劑： 許多無機(jī)試劑能與金屬離子形成有色化合物，如銅離子與氨可生成深藍(lán)色的化合物。但由于多數(shù)無機(jī)顯色劑的選擇性和靈敏度不夠高，所以無機(jī)顯色劑用的比較少。其中較好的，現(xiàn)在還在使用的無機(jī)顯色劑主要有硫氰酸鹽、鉬酸鹽、過氧化氫等少量幾種。422有機(jī)顯色劑：1）優(yōu)點(diǎn)： a具有鮮明的顏色，都很大（一般可達(dá)到104以上），所以測(cè)定的靈敏度很高；b生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性很好，一般離解常數(shù)都很??；c選擇性好d有些有色配合物易溶于有機(jī)溶劑，可進(jìn)行萃取光度分析，提高了測(cè)定的靈敏度和選擇性。433 3常

21、見的有機(jī)顯色劑：常見的有機(jī)顯色劑：1 1磺基水楊酸：磺基水楊酸：其結(jié)構(gòu)式如下：其結(jié)構(gòu)式如下：它可用于測(cè)定三價(jià)鐵離子。OHCOOHSO3H442鄰二氮菲（鄰菲羅啉，1，10二氮菲）：結(jié)構(gòu)式為：直接在直接在PH=3PH=39 9時(shí)與時(shí)與FeFe2+2+生生成紅色螯合物。成紅色螯合物。用于鐵的測(cè)定。用于鐵的測(cè)定。 NN453雙硫腙：也叫二苯硫腙。結(jié)構(gòu)式為：測(cè)定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、測(cè)定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。銀、汞、鎘等。 SCNHNNHN46二選擇顯色反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：1選擇性要好： 2靈敏度要高： 3有色化合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 4顯色劑的顏色與有色化合物的顏

22、色差別要大 5反應(yīng)的條件要易于控制。 47三影響顯色反應(yīng)的因素：（一）顯色劑用量：顯色反應(yīng)就是將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表：MR = MR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入過量R的用量時(shí)，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。48但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對(duì)測(cè)定產(chǎn)生不利。例如：用SCN-與Fe3+反應(yīng)生成紅色配合物測(cè)定鐵時(shí)，當(dāng)加入的顯色劑太多時(shí)，就會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生不利。對(duì)于不同的情況，顯色劑的用量對(duì)顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實(shí)際選用時(shí)，一般是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。 49實(shí)驗(yàn)的方法為：固定待測(cè)組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，分別測(cè)定它們的吸光度，以吸光度為縱

23、坐標(biāo)，顯色劑用量為橫坐標(biāo)作圖，可得到吸光度顯色劑用量的曲線，其結(jié)果分為三種情況：50（二）溶液酸度：酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響很大，因?yàn)槿芤核岫戎苯佑绊懼饘匐x子、顯色劑的存在形式和有色化合物的組成、穩(wěn)定性等。1酸度對(duì)金屬離子存在形式的影響：很多酸度對(duì)金屬離子存在形式的影響：很多高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較低時(shí)，不利高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較低時(shí)，不利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行。于顯色反應(yīng)的進(jìn)行。512酸度對(duì)顯色劑濃度的影響：酸度對(duì)顯色劑濃度的影響：很多顯色劑都是有機(jī)弱酸，在溶液中有如下平衡：HR H+ R而顯色反應(yīng)為 MR MR所以酸度太高對(duì)反應(yīng)不利。523酸度對(duì)顯色劑顏色的影響：很多顯色劑本身就是酸堿指

24、示劑，酸度不同時(shí)，它們的顏色不同。如果控制不好酸度，就會(huì)使指示劑顏色與有色化合物的顏色相近而影響測(cè)定。比如：用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH6.3時(shí)為檸檬黃色，而在PH6.3時(shí)為紅紫色。所以在PH6.3時(shí)，就無法進(jìn)行測(cè)定。534酸度對(duì)配合物組成的影響： 有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時(shí)，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。如：Fe3+與水揚(yáng)酸的配合物：PH4 Fe(C7H4O3)+ 紫色4PH9Fe(C7H4O3) 2 紅色PH9 Fe(C7H4O3) 33 黃色由上可見，酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實(shí)驗(yàn)來確定。 54（三）顯色時(shí)間：顯色反應(yīng)的速

25、度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長(zhǎng)時(shí)間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過久也會(huì)褪色。適宜的顯色時(shí)間要由實(shí)驗(yàn)來確定。55（四）溫度： 一般顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進(jìn)行。而且還有一些有色配合物在室溫下要分解。（五）溶劑的影響： 1影響有色化合物的溶解度； 2影響有色化合物的顏色； 3影響顯色反應(yīng)進(jìn)行的速度； 56（六）干擾離子的影響和消除方法： 1與試劑生成有色配合物及大量干擾離子與試劑生成穩(wěn)定的配合物； 2干擾離子本身有色； 3與被測(cè)離子形成難離解化合物。57消除干擾的方法主要

26、有以下幾種：消除干擾的方法主要有以下幾種：1控制酸度：2加入掩蔽劑；3分離干擾離子；4進(jìn)行同時(shí)測(cè)定；5利用氧化還原反應(yīng)改變價(jià)態(tài)；6、用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾；7、選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)；8、分離：以上方法均不奏效時(shí)，采用預(yù)先分離的方法。58二測(cè)量條件的選擇：1測(cè)量波長(zhǎng)的選擇：一般選用待測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)作為測(cè)量波長(zhǎng)（入射光） 但當(dāng)在最大吸收波長(zhǎng)處有干擾時(shí)，則應(yīng)根據(jù)“吸收最大干擾最小”的原則來選擇波長(zhǎng)。 592控制適當(dāng)?shù)奈舛确秶河蓽y(cè)量誤差可知，當(dāng)吸光度在0.20.8之間時(shí)，測(cè)量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進(jìn)行測(cè)定。控制的方法為：1）控制溶液的濃度；2）選用適當(dāng)厚度的比

27、色皿；60 3選擇適當(dāng)?shù)膮⒈热芤海篴. 如果僅有顯色劑與被測(cè)組分反應(yīng)的產(chǎn)物有吸收，則可以用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤?；b. 如果顯色劑和其他試劑有顏色，則用試劑溶液作參比液；c. 如果顯色劑與試劑中干擾組分反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，則按如下方式配置參比液：(1) 吸收較弱時(shí)，直接用試劑溶液作參比液； (2)吸收較強(qiáng)時(shí)，可選用合適的掩蔽劑將被測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑和其他試劑，以此配制的溶液作參比液。 6155 紫外可見分光光度法的應(yīng)用一紫外-可見分光光度法在定性分析中的應(yīng)用（一）定性分析： （二）結(jié)構(gòu)分析： 62（三）分析方法： 1比較光譜法， 2制作試樣的吸收曲線并與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對(duì)照；3利用Woodwar

28、d-Fieser經(jīng)驗(yàn)規(guī)則求最大吸收波長(zhǎng)。631. 定性分析定性分析(輔助方法輔助方法) 在相同的條件下測(cè)定相近濃度的在相同的條件下測(cè)定相近濃度的待待測(cè)試樣測(cè)試樣和和標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)品的溶液的吸收光譜，然的溶液的吸收光譜，然后比較二者吸收光譜特征：吸收峰數(shù)目后比較二者吸收光譜特征：吸收峰數(shù)目及位置、吸收谷及肩峰所在的位置等；及位置、吸收谷及肩峰所在的位置等；分子結(jié)構(gòu)相同的化合物應(yīng)有完全相同的分子結(jié)構(gòu)相同的化合物應(yīng)有完全相同的吸收光譜。吸收光譜。641、Woodward-Fieser規(guī)則規(guī)則 計(jì)算計(jì)算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物躍化合物躍遷最大吸收波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。遷最大

29、吸收波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。 共軛二烯、多烯烴共軛二烯、多烯烴: 共軛烯酮類化合物共軛烯酮類化合物: 2、Scott規(guī)則規(guī)則 類似于類似于Woodward-Fieser規(guī)則，用于計(jì)算規(guī)則，用于計(jì)算芳香芳香族羰基衍生物族羰基衍生物的躍遷最大吸收波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。的躍遷最大吸收波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。 65共軛二烯、多烯烴類化合物躍遷共軛二烯、多烯烴類化合物躍遷最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)計(jì)算 基值基值 217 nm 基值基值 253 nm 66增加一個(gè)共軛雙鍵增加一個(gè)共軛雙鍵 30環(huán)外雙鍵環(huán)外雙鍵 5每個(gè)烷基取代每個(gè)烷基取代 5-O-乙酰基乙?；?0 -O-R 6-S-R 30-Cl,-Br 5-NR2 60溶劑

30、校正值溶劑校正值 0 67基值基值 253nm環(huán)外雙鍵環(huán)外雙鍵 5nm烷基取代烷基取代(35) 15nm 273nm 68基值基值 253nm環(huán)外雙鍵環(huán)外雙鍵 5nm烷基取代烷基取代(45) 20nm共軛系統(tǒng)延長(zhǎng)共軛系統(tǒng)延長(zhǎng) 30nm 308nm CH3692.14 有兩種異構(gòu)體，有兩種異構(gòu)體，異構(gòu)體的吸收峰在異構(gòu)體的吸收峰在228nm(=14000)，而，而異構(gòu)體的吸收峰在異構(gòu)體的吸收峰在296nm(=11000)。試指出這兩種異構(gòu)體分別屬。試指出這兩種異構(gòu)體分別屬于下面兩種結(jié)構(gòu)中的哪一種。于下面兩種結(jié)構(gòu)中的哪一種。(1)(2)CH3CH3CHCH3CHCCH3OCHCCH3OCH3CH3C

31、H3CH70二、結(jié)構(gòu)分析二、結(jié)構(gòu)分析1、判別順反異構(gòu)、判別順反異構(gòu) 番茄紅素、偶氮苯番茄紅素、偶氮苯 反式異構(gòu)體的反式異構(gòu)體的 max和和 max大大2、判別互變異構(gòu)、判別互變異構(gòu) 烯醇式烯醇式酮式酮式 烯醇式的烯醇式的 max和和 max大大712 2） ，不飽和酮最大吸收位置的計(jì)算值不飽和酮最大吸收位置的計(jì)算值六元環(huán)或非環(huán)六元環(huán)或非環(huán) ，不飽和酮不飽和酮 基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值 215nm215nm 位移增量位移增量（nmnm） 同環(huán)共軛雙鍵同環(huán)共軛雙鍵 3939 環(huán)外雙鍵（環(huán)外雙鍵（C=CC=C） 5 5 延伸雙鍵延伸雙鍵 30 30 72 共軛體系上取代基共軛體系上取代基 ：1010； ：121

32、2； 位或更高位：位或更高位：1818 OCOR OCOR ：6 6 OH OH ：3535；：3030；：50 50 ClCl ：1515：1212 Br Br ：2525；：3030 NR2 NR2 ：959573 基值基值 217217四 個(gè) 烷 基四 個(gè) 烷 基取代取代4 4 5 52020二 個(gè) 環(huán) 外二 個(gè) 環(huán) 外雙鍵雙鍵2 2 5 51010計(jì)算值計(jì)算值( ( maxmax) )2 4 7 2 4 7 nmnm實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值( ( maxmax) )2 4 7 2 4 7 nmnm74三、定量分析三、定量分析半定量：比色法半定量：比色法75定量分析方法的依據(jù)是定量分析方法的依據(jù)是L

33、ambert-Beer 定律定律（一）單組分定量（一）單組分定量1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制一系列（：配制一系列（510）個(gè)不同）個(gè)不同c的的標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液 ，在適當(dāng)，在適當(dāng) ( 通常為通常為 max)下，以適當(dāng)下，以適當(dāng)?shù)目瞻兹芤鹤鲄⒈?，分別測(cè)定的空白溶液作參比，分別測(cè)定A，然后作，然后作 A-c 曲線同條件下測(cè)定試樣溶液吸光度曲線同條件下測(cè)定試樣溶液吸光度 Ax ，查找，查找對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的 cx 。2. 直接比較法：直接比較法： 已知試樣溶液基本組成，配制相同基體、相已知試樣溶液基本組成，配制相同基體、相近濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)定吸光度近濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)定吸光度A標(biāo)標(biāo)、A樣樣 7

34、6（二）多組分定量（二）多組分定量 吸光度具有吸光度具有加合性加合性的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 混合組分的吸收光譜相互重疊的情況混合組分的吸收光譜相互重疊的情況不同，測(cè)定方法也不相同，常見混合組不同，測(cè)定方法也不相同，常見混合組分吸收光譜相干擾情況有以下三種：分吸收光譜相干擾情況有以下三種： 771.第一種情況：各種吸光物質(zhì)吸收曲線不相互重疊第一種情況：各種吸光物質(zhì)吸收曲線不相互重疊或很少重疊，則可分別在或很少重疊，則可分別在 1 及及 2 處測(cè)定處測(cè)定 a 及及 b 組分的組分的 c； 2. 第二種情況：部分重疊，先在第二種情況：部分重疊，先在 1 處測(cè)得處測(cè)得 ca，再，再在在 2處測(cè)得混合組分的吸

35、光度處測(cè)得混合組分的吸光度 Aa+b ，根據(jù)吸收定，根據(jù)吸收定律加和性：律加和性： Aa+b ( 2) = Aa( 2) +Ab( 2) = a ( 2) bca + b ( 2) b cb應(yīng)先求得應(yīng)先求得 a( 2 )與與 b( 2 ) ，并使用相同，并使用相同 b, 即可求得即可求得cb。3. 第三種情況：兩吸收曲線互相重疊第三種情況：兩吸收曲線互相重疊 78如何提高分光光度法的檢測(cè)極限？如何提高分光光度法的檢測(cè)極限？ A= bc 或或 c=A/ b，欲使待測(cè)組分濃度，欲使待測(cè)組分濃度c盡可能小，決定于以盡可能小，決定于以下因素下因素可準(zhǔn)確測(cè)量的吸光度可準(zhǔn)確測(cè)量的吸光度A值愈小值愈小: 這

36、始終是儀器制造商追求的這始終是儀器制造商追求的目標(biāo)，目前，高精度分光光度計(jì)可準(zhǔn)確測(cè)量到目標(biāo)，目前，高精度分光光度計(jì)可準(zhǔn)確測(cè)量到0.0001吸收單位。吸收單位。增大吸收池光程增大吸收池光程: 用用14m全反射長(zhǎng)光路毛細(xì)吸收管用于天全反射長(zhǎng)光路毛細(xì)吸收管用于天然水中超痕量磷，可測(cè)至然水中超痕量磷，可測(cè)至0.1ppt級(jí)。級(jí)。增大有色化合物的增大有色化合物的 : 目前，有不少二元或三元配合物的顯色目前，有不少二元或三元配合物的顯色反應(yīng)生成的有色絡(luò)合物的反應(yīng)生成的有色絡(luò)合物的 為為105級(jí)級(jí),少數(shù)達(dá)少數(shù)達(dá)106級(jí)。級(jí)。可以估算出常規(guī)分光光度法的可以估算出常規(guī)分光光度法的極限測(cè)定濃度極限測(cè)定濃度: 假定可

37、準(zhǔn)確測(cè)量的假定可準(zhǔn)確測(cè)量的A=0.0001,采用采用5cm的比色皿，的比色皿， 為為5.0106,則則c =410-10 mol L-1分光光度法已成為痕量分析的重要工具分光光度法已成為痕量分析的重要工具79具體應(yīng)用示例具體應(yīng)用示例 無機(jī)陰、陽離子的測(cè)定無機(jī)陰、陽離子的測(cè)定 利用高靈敏、高選擇性的有機(jī)顯色劑，與被測(cè)無機(jī)離子發(fā)生利用高靈敏、高選擇性的有機(jī)顯色劑，與被測(cè)無機(jī)離子發(fā)生配合或氧化還原反應(yīng)，可測(cè)定周期表中絕大多數(shù)元素配合或氧化還原反應(yīng)，可測(cè)定周期表中絕大多數(shù)元素80 兩組分的同時(shí)測(cè)定兩組分的同時(shí)測(cè)定例：臨床中麻醉劑：普魯卡因丁卡因注射液例：臨床中麻醉劑：普魯卡因丁卡因注射液 它含有兩種成分：鹽酸普魯卡因和鹽酸丁卡因它含有兩種成分：鹽酸普魯卡因和鹽酸丁卡因這兩種化合物結(jié)構(gòu)相似，最大吸收波長(zhǎng)分別為這兩種化合物結(jié)構(gòu)相似，最大吸收波長(zhǎng)分別為291和和312nm。但鹽酸丁卡因的毒性比前者大但鹽酸丁卡因的毒性比前者大1010倍，因此配制時(shí)應(yīng)嚴(yán)格限制倍，因此配制時(shí)應(yīng)嚴(yán)格限制其含量其含量 雙波長(zhǎng)法的應(yīng)用雙波長(zhǎng)法的應(yīng)用可采用雙波長(zhǎng)，利用吸光度具有加和性來測(cè)定和求解，可采用雙波長(zhǎng)，利用吸光度具有加和性來測(cè)定和求解，以減少二種化合物吸收峰重疊而產(chǎn)生的測(cè)量誤差以減少二種化合物吸收峰重疊而產(chǎn)生的測(cè)量誤差 參見，藥學(xué)通報(bào)，參見，藥學(xué)通報(bào)