(2015.4.30)第五章紫外吸收光譜法

1、紫外紫外可見分光光度法可見分光光度法歷史悠久、應(yīng)用最為廣泛的一種光學(xué)分析方法。利用歷史悠久、應(yīng)用最為廣泛的一種光學(xué)分析方法。利用物質(zhì)物質(zhì)的分子或離子對某一波長范圍的光的吸收作用的分子或離子對某一波長范圍的光的吸收作用，對物質(zhì)進(jìn)，對物質(zhì)進(jìn)行定性分析、定量分析及結(jié)構(gòu)分析，所依據(jù)的光譜是分子行定性分析、定量分析及結(jié)構(gòu)分析，所依據(jù)的光譜是分子或離子吸收入射光中特定波長的光而產(chǎn)生的吸收光譜。按或離子吸收入射光中特定波長的光而產(chǎn)生的吸收光譜。按所吸收光的波長區(qū)域不同，分為紫外分光光度法和可見分所吸收光的波長區(qū)域不同，分為紫外分光光度法和可見分光光度法，合稱為紫外光光度法，合稱為紫外可見分光光度法?？梢姺止?/p>

2、光度法。在在比色法比色法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者所依據(jù)的原理基本上的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者所依據(jù)的原理基本上是相同的。由于分光光度法采用了更為先進(jìn)的單色系統(tǒng)和是相同的。由于分光光度法采用了更為先進(jìn)的單色系統(tǒng)和光檢測系統(tǒng)，使得分光光度法在靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度光檢測系統(tǒng)，使得分光光度法在靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度及應(yīng)用范圍上都大大的優(yōu)于比色法。及應(yīng)用范圍上都大大的優(yōu)于比色法。白光紫綠紅橙藍(lán)青藍(lán)青黃白光白光光的互補示意圖光的互補示意圖 分子對輻射的吸收：電子光譜(共軛體系)E總=E電子+E轉(zhuǎn)+E振 E電子分子中電子的能量 E轉(zhuǎn)分子本身繞其重心旋轉(zhuǎn)所具有的能量 E振分子由于原子間的振動而具有的能量 轉(zhuǎn)動

3、能級、分子振動能級和電子躍遷能級差各不相同，根據(jù)公式=hc/E，可計算出產(chǎn)生能級躍遷需吸收的波長，從而確定光譜區(qū)域。的能量差：的能量差：0.0050.05 eV，u躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)的能量差：的能量差：0.051 eV，吸收光譜位于紅外區(qū)吸收光譜位于紅外區(qū)的能量差約為的能量差約為120 eV。所吸收光的波長約為所吸收光的波長約為12.5 - 0.06 m，電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外-可見光區(qū)可見光區(qū)()。 通常，分子是處在基態(tài)振動能級上。當(dāng)用紫外、可見光照射分子時，電子可以從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)的任一振動（或不同的轉(zhuǎn)動）能級上。因

4、此，電子能級躍遷產(chǎn)生的吸收光譜，包括了大量譜線，并由于這些譜線的重疊而成為連續(xù)的吸收帶。 分子光譜分析用液體樣品，溶液中相鄰分子間的碰撞能導(dǎo)致分子各種能級的細(xì)微變化，引起吸收帶的進(jìn)一步加寬和匯合。儀器的分辨率有限，因而使記錄所得電子光譜的譜帶變寬。吸收曲線特點：吸收曲線特點： 連續(xù)的帶狀光譜連續(xù)的帶狀光譜返回返回返回返回返回返回同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長maxmax, ,在在maxmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射處吸光度隨濃度

5、變化的幅度最大，所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)。光波長的重要依據(jù)。不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似, ,maxmax不變。不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀不變。不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和和maxmax不同。不同。 吸收曲線提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，吸收曲線提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，吸收光譜的波長分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級間的能量差所吸收光譜的波長分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級分布狀況，決定，反映了分子內(nèi)部能級分布狀況，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。不同濃度的同一種物質(zhì)

6、，在某一定波長下吸光度不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度 A A 有差異，在有差異，在maxmax處吸光度處吸光度A A 的差異最大，的差異最大，測定最靈敏。測定最靈敏。吸收譜帶強度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，吸收譜帶強度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，此特性可作為物質(zhì)定量分析此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。的依據(jù)。吸收譜帶的強度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收譜帶的強度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長處測得的摩爾吸光系數(shù)吸收波長處測得的摩爾吸光系數(shù)max也作為定性的依據(jù)。也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的不

7、同物質(zhì)的max有時可能相同，但有時可能相同，但max不一定相同；不一定相同；返回返回*1.朗伯比爾定律：A Ak kbcbc。 *入射光為單色光，適用于可見、紅外、紫外光。入射光為單色光，適用于可見、紅外、紫外光。*均勻、無散射溶液、固體、氣體。均勻、無散射溶液、固體、氣體。*吸光度吸光度A A具有加和性。具有加和性。A Aa+b+ca+b+c= A= Aa a + A+ Ab b + A+ Ac c *入射光入射光 I0透射光透射光 It Lambert-Beer 定律中的比例系數(shù)“K ”的物理意義吸光 物質(zhì)在單位濃度、單位厚度時的吸光度。 一定條件（T、 及溶劑）下， K 是物質(zhì)的特征常數(shù)

8、，是定性的依據(jù)之一。 摩爾吸光系數(shù)（）：單位為 L/molcm A = b c 104 為強吸收； 104 為中強吸收。由較稀溶液（200nm，躍遷幾率大，吸收峰強度大。摩爾吸光系數(shù)大于104，共軛體系的增大，電子云束縛更小，引起 躍遷需要的能量更小，K帶吸收向長波方向移動。*返回返回*n*n3、B吸收帶（德文 Benzenoid（苯的）得名） 由苯環(huán)本身振動及閉合環(huán)狀共軛雙鍵 躍遷而產(chǎn)生的吸收帶，是芳香族的主要特征吸收帶。特點：在230-270nm呈現(xiàn)一寬峰，且具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，常用于識別芳香族化合物。 *4、E吸收帶（德文 Ethylenicband （乙烯型）得名） 也是芳香族化合物的特征吸

9、收帶，可以認(rèn)為是苯環(huán)內(nèi)三個乙烯基共軛發(fā)生的 躍遷而產(chǎn)生的。E帶可分為E1和E2吸收帶，都屬于強吸收。*返回返回生色團(tuán)：生色團(tuán)：含有鍵的不飽和基團(tuán) 由和n躍遷產(chǎn)生的。簡單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基CN等。 苯環(huán)上生色團(tuán)對吸收帶的影響返回返回（1）吸電子助色團(tuán) 極性基團(tuán)。如硝基中氧的電負(fù)性比氮大，故氮氧鍵是強極性鍵，當(dāng)NO2引入苯環(huán)分子中，產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)，使苯環(huán)電子密度向硝基方向移動，且環(huán)上各碳原子電子密度分布不均，分子產(chǎn)生極性 。含有n電子的基團(tuán)(如OH、OR、NH、NHR、X等)，本身沒有生色功能(不能吸收200nm的光)，但當(dāng)它們與

10、生色團(tuán)相連時，就會發(fā)生n共軛作用，增強生色團(tuán)的生色能力(吸收波長向長波方向移動，且吸收強度增加)。 給電子助色團(tuán)是指帶有未成鍵p電子的雜原子的基團(tuán)，當(dāng)它引入苯環(huán)中，產(chǎn)生p-共軛作用，如氨基中的氮原子含有未成鍵的電子，它具有推電子性質(zhì)，使電子移向苯環(huán)，同樣使苯環(huán)分子中各碳原子電子密度分布不均，分子產(chǎn)生偶極。 無論是吸電子基或給電子基，當(dāng)它與共軛體系相連，都導(dǎo)致大鍵電子云流動性增大，分子中的躍遷的能級差減少，最大吸收向長波方向移動，顏色加深。助色團(tuán)對苯衍生物的助色作用，不僅與基團(tuán)本身的性質(zhì)有關(guān)，而且與基團(tuán)的數(shù)量及取代位置有關(guān)。 （2）給電子助色團(tuán)苯環(huán)上助色基團(tuán)對吸收帶的影響返回返回 有機(jī)化合物的吸

11、收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLmax和吸收強度發(fā)生變化: max向長波方向移動稱為紅移紅移，向短波方向移動稱為藍(lán)移藍(lán)移 (或紫移)。吸收強度即摩爾吸光系數(shù)增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)。返回返回 有機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜是三種電子（電子、電子、n電子）躍遷和電荷遷移的結(jié)果。分子軌道理論分子軌道理論：成鍵軌道反鍵軌道。當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷四種躍遷所需能量大小順序大小順序為：n n n COHn s sH返回返回 電子躍遷的類型與分子結(jié)構(gòu)及其存在的基團(tuán)有密切的聯(lián)系，因此可以根據(jù)分子結(jié)構(gòu)來推測可能產(chǎn)生的電子躍

12、遷，也可以根據(jù)紫外吸收帶的波長及電子躍遷的類型來判斷化合物分子中可能存在的吸收基團(tuán)。返回返回電子躍遷的類型（視頻）電子躍遷的類型（視頻）1、躍遷 飽和鍵電子的能級躍遷 吸收光譜在遠(yuǎn)紫外區(qū)(或真空紫外區(qū)),max104 L/mol cm 測定靈敏度高測定靈敏度高h(yuǎn)v無機(jī)物的吸收光譜與電子躍遷無機(jī)物的吸收光譜與電子躍遷 1 電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜 )1()1(bnhbnLMLM 無機(jī)絡(luò)合物無機(jī)絡(luò)合物例：例：CNSFeCNSFeh 23 波長位置，取決于電子給予體和電子接受體相應(yīng)波長位置，取決于電子給予體和電子接受體相應(yīng)電子軌道的能量差電子軌道的能量差 max=490nm,max104，定

13、量測定靈敏度高定量測定靈敏度高。電子受體電子受體電子電子給予體給予體2 配位場躍遷配位場躍遷( 配位體場吸收帶在可見區(qū)，max:0.1100 L/molcm，吸收很弱。主要應(yīng)用于配合物的研究。 在配體的存在下，軌道分裂在配體的存在下，軌道分裂,離子吸離子吸收光能躍遷。收光能躍遷。（1）f-f躍遷躍遷 大多數(shù)鑭系和錒系元素的離子都在紫外-可見光區(qū)有吸收。f f軌道被外層軌道所屏蔽，不易受外軌道被外層軌道所屏蔽，不易受外層電子的影響。層電子的影響。氯化鐠溶液的吸收光譜氯化鐠溶液的吸收光譜 d-d躍遷和躍遷和f-f躍遷躍遷)xydyzdxzd2zd22yxd xydxzdyzd2zd22yxd 八面

14、體場八面體場E藍(lán)色藍(lán)色 263)NH(Cu（2 2）d-dd-d躍遷躍遷含含d4,d5,d6d4,d5,d6離子的共價絡(luò)合物離子的共價絡(luò)合物, ,中心離子采取中心離子采取d d2 2spsp3 3雜雜化化, ,為八面體幾何構(gòu)型為八面體幾何構(gòu)型. .含含d7離子的共價絡(luò)合物離子的共價絡(luò)合物,如如Co2+2+,6,6個個d電子重排進(jìn)入電子重排進(jìn)入3個個d軌道軌道,剩下一個電子激發(fā)到高能的剩下一個電子激發(fā)到高能的5s軌道上去軌道上去,中心中心離子采取離子采取d2 2spsp3 3雜化雜化,為八面體幾何構(gòu)型為八面體幾何構(gòu)型.絡(luò)合物不穩(wěn)定絡(luò)合物不穩(wěn)定,激發(fā)到高能軌道上的電子易失去激發(fā)到高能軌道上的電子易

15、失去*主要受中心原子和配體影響.*配體對分裂能大小的影響：*I-Br-S2-SCN-Cl-NO3-F-OH-（C2O4）2-H2ONCS-NH3en（乙二胺）bipy（聯(lián)吡啶）NO2-CN-CO -光譜化學(xué)序列。*中心原子對分裂能的影響順序*離子的電荷有關(guān)，*在周期表的位置有關(guān)。預(yù)測過渡金屬離子的各種絡(luò)合物吸收峰的相對位置配位場躍遷屬禁戒躍遷，吸收強度弱，配位場躍遷屬禁戒躍遷，吸收強度弱，max 102，不適合用于定量分析，但可用于研究配合物的結(jié)不適合用于定量分析，但可用于研究配合物的結(jié)構(gòu)及無機(jī)配合鍵理論等。構(gòu)及無機(jī)配合鍵理論等。補充：少數(shù)無機(jī)陰離子，如補充：少數(shù)無機(jī)陰離子，如NO3-(max

16、=313 nm)、CO32-(max =217 nm)、NO2-( max =360 、280 nm)、N3-( max =230 nm)、CS32-( max =500 nm)等等也有紫外也有紫外-可見吸收?？梢娢?。 如下圖，如下圖，N-亞硝基二甲胺在不同溶劑中的紫外吸收光譜顯示，溶亞硝基二甲胺在不同溶劑中的紫外吸收光譜顯示，溶劑極性增大，吸收峰呈規(guī)律性藍(lán)移。劑極性增大，吸收峰呈規(guī)律性藍(lán)移。COCO非極性 極性 n n n p n pn *躍遷：蘭移；蘭移； ； *躍遷：紅移； ； max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)*230238237243n*32931530930

17、5異丙叉酮的溶劑效應(yīng)返回返回溶劑的影響1：乙醚2：水21250300苯酰丙酮 非極性 極性n *躍遷：蘭移；蘭移； ； *躍遷：紅移； ；極性溶劑使精細(xì)結(jié)構(gòu)消失；返回返回21:23:12*注意：在有機(jī)化合物的紫外可見光譜分析中，選擇溶劑是非常重要的，在選擇溶劑時在溶解度允許的條件下，選擇極性小的溶劑才能得到有特征的精細(xì)結(jié)構(gòu)。得到的紫外可見分析光譜必須注明采用什么溶劑，在什么條件下測定的。21:23:12質(zhì)子性溶劑容易與吸光分子形成氫鍵。當(dāng)生色團(tuán)為質(zhì)子受體時吸收峰藍(lán)移，生色團(tuán)質(zhì)子性溶劑容易與吸光分子形成氫鍵。當(dāng)生色團(tuán)為質(zhì)子受體時吸收峰藍(lán)移，生色團(tuán)為質(zhì)子給體時吸收峰紅移。如下所示的化合物存在兩種平

18、衡態(tài)，為質(zhì)子受體，其在為質(zhì)子給體時吸收峰紅移。如下所示的化合物存在兩種平衡態(tài)，為質(zhì)子受體，其在甲醇中的吸收波長最短，溶液呈黃色。溶劑對其吸收峰位的影響如表所示甲醇中的吸收波長最短，溶液呈黃色。溶劑對其吸收峰位的影響如表所示例如：例如：氫鍵的影響（略）氫鍵的影響（略）21:23:12溶劑溶劑對對N-(4-羥基羥基-3,5-二苯基二苯基-苯基苯基)-2,4,6-三苯三苯基基-吡啶內(nèi)銨鹽吸收峰位的影響吡啶內(nèi)銨鹽吸收峰位的影響 21:23:12*pH的影響 無論是紫外或可見區(qū)，介質(zhì)無論是紫外或可見區(qū)，介質(zhì)pH值變化常引起被測樣品的化學(xué)變化，從而引起吸值變化常引起被測樣品的化學(xué)變化，從而引起吸收光譜的變

19、化。收光譜的變化。例例1：苯胺在中性條件下：苯胺在中性條件下max為為230nm,次吸收峰為次吸收峰為280nm, max分別為分別為8600和和1400。（1）若在酸性介質(zhì)中由于生成苯胺陽離子，其吸收分別為）若在酸性介質(zhì)中由于生成苯胺陽離子，其吸收分別為203和和254nm,與苯的與苯的 max幾乎相同，這是由于苯胺陽離子不帶自由電子對，消弱幾乎相同，這是由于苯胺陽離子不帶自由電子對，消弱n- 共軛，使得共軛，使得B帶的帶的 max蘭蘭移，移， max變小。變小。（2）測定苯胺若在堿性介質(zhì)中測定會增強）測定苯胺若在堿性介質(zhì)中測定會增強n-共軛，共軛，使得使得B帶的帶的max紅移，紅移， ma

20、x變大。變大。例例2：苯酚中性水溶液在：苯酚中性水溶液在211和和270nm波長處的波長處的分別為分別為6200和和1450。但在堿性介質(zhì)。但在堿性介質(zhì)中，苯酚形成酚鈉鹽，由于羥基氧原子失去質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子，增強了負(fù)電性，導(dǎo)中，苯酚形成酚鈉鹽，由于羥基氧原子失去質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子，增強了負(fù)電性，導(dǎo)致吸收帶紅移。變?yōu)橹挛諑Ъt移。變?yōu)?37nm(為為6200)和和 287nm(為為2600).21:23:12* 很多情況下，pH值的變化會生成組成不同、顏色不同的絡(luò)合物，特別是當(dāng)顯色劑為弱酸陰離子時，常會發(fā)生這種情況。如磺基水楊酸（Ssal)與Fe3+的顯色反應(yīng)，在不同pH值條件下，可能生成1:1，

21、1:2，1:3三種顏色不同的絡(luò)合物，其吸收光譜有較大差異，在這種情況下，測定時應(yīng)當(dāng)控制好溶液的酸度，否則會影響分析結(jié)果。此外溫度和濃度都有影響。此外溫度和濃度都有影響。儀器儀器 紫外-可見分光光度計光源單色器樣品室檢測器顯示 在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在3202500 nm。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185400 nm的連續(xù)光譜。 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 入射狹縫準(zhǔn)光裝置色散元件入射狹縫準(zhǔn)光裝置色散元件聚焦裝置出射狹縫聚焦裝置出射狹縫。3 3、樣品

22、室、樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。紫外區(qū)采用石紫外區(qū)采用石英池英池，可見區(qū)用玻璃池?？梢妳^(qū)用玻璃池。吸光度數(shù)據(jù)取決于匹配情況和被污吸光度數(shù)據(jù)取決于匹配情況和被污染的程度。染的程度。樣品溶液的配制:溶劑除與樣品不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)及在所測定的樣品吸收范圍內(nèi)不發(fā)生吸收以外，對樣品還應(yīng)有一定的溶解度。對極性樣品還要考慮溶劑的極性對所測吸收光譜的影響。必須調(diào)正樣品溶液的濃度使吸收峰的頂端落在記錄紙內(nèi)。定性測定時控制吸光度在0.7 一1.2 范圍內(nèi)，定量測定時控制吸光度在0.20.8 最為合適。具有不同生色團(tuán)即不同 的化合物所需濃度不同，有共軛體系的樣品，濃度應(yīng)在10-410-5m

23、ol/L 左右。4 4、檢測器、檢測器 利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍光電池、光電管或光電倍增管增管。5 5、結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)、結(jié)果顯示記錄系統(tǒng) 檢流計、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動控制和結(jié)果處理。返回返回波長可的松氟美松皮質(zhì)酮返回返回 (一)按儀器使用波長分類： 真空紫外分光光度計（0.1-200 nm）； 可見分光光度計（350-700 nm）； 紫外-可見分光光度計（190-1100 nm）； 紫外-可見-紅外分光光度計（190-2500 nm）；（二）按儀器使用的光學(xué)系統(tǒng)分類： 單光束分光光度計； 雙光束分光光度計 雙波長分光光度計 動力

24、學(xué)分光光度計紫外紫外-可見分光光度計的分類及特點可見分光光度計的分類及特點1.1.單光束單光束 簡單，價廉，適于在給定波長處測量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測器具有很高的穩(wěn)定性。0.57光源單色器吸收池檢測器顯示返回返回差值A(chǔ)光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器返回返回2 2、單波長雙光束分光光度計、單波長雙光束分光光度計自動記錄，快速全波段掃描。可消除光源不穩(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響，特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜，價格較高。3 3、雙波長、雙波長將不同波長的兩束單色光將不同波長的兩束單色光( (1 1、2 2) ) 快速交替通過同一吸收池而后到達(dá)快速交替通過

25、同一吸收池而后到達(dá)檢測器。產(chǎn)生交流信號。無需參比池。檢測器。產(chǎn)生交流信號。無需參比池。 = = 1 12nm2nm。對于多組分混合對于多組分混合物、混濁試樣分析，以及存在背景干擾或共存組分吸收干擾的情況下，物、混濁試樣分析，以及存在背景干擾或共存組分吸收干擾的情況下，利用雙波長分光光度法，往往能提高方法的靈敏度和選擇性利用雙波長分光光度法，往往能提高方法的靈敏度和選擇性,消除背景吸消除背景吸收。兩波長同時掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。可用于測定高濃度溶液中吸光收。兩波長同時掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜?？捎糜跍y定高濃度溶液中吸光度在度在0.01-0.0050.01-0.005以下的痕量組分。以下的痕量組分。返

26、回返回在 2， A 2 = Ax2+Ay2在在 1， A 1= Ax1+Ay1 A= A 2 - A 1 = Ax2+Ay2 (Ax1+Ay1) = Ax2 Ax1 = AxAy2 Ay1 Ax =( x2 x1)bcx消除了消除了y的干擾的干擾X被測被測Y干擾干擾211Ay1AX1Ay2AX2A/nm返回返回等吸光度雙波長（消去）法等吸光度雙波長（消去）法 1 2AA 1 -A 2 = A Ac例例 牛奶中微量牛奶中微量Fe的測定的測定返回返回動力學(xué)分光光度計 解決在光化學(xué)反應(yīng)、輻射化學(xué)反應(yīng)和酶催化反應(yīng)中，能量轉(zhuǎn)化、酶的降解、生物合成等的反應(yīng)變化。 特點：時間辨別、快速掃描、測定生物化學(xué)瞬間

27、產(chǎn)物的吸收光譜和隨時間變化值。5 多道分光光度計多道光子檢測器為換能器。具有快速掃描的特點。追蹤化學(xué)反應(yīng)過程、研究快速反應(yīng) 紫外紫外- -可見分光光度計主要技術(shù)指標(biāo)可見分光光度計主要技術(shù)指標(biāo)一一.儀器條件的選擇儀器條件的選擇 1. 測量波長的選擇測量波長的選擇 A.優(yōu)先選擇最大吸收波長優(yōu)先選擇最大吸收波長 B.最大波長受到共存雜質(zhì)干擾時最大波長受到共存雜質(zhì)干擾時,選擇次強波長。選擇次強波長。 C.最大波長的吸收峰太尖銳最大波長的吸收峰太尖銳,測量波長難以重復(fù)時測量波長難以重復(fù)時,選擇選擇次強波長。次強波長。 T T15%-70%15%-70%或或A A0.150-0.8000.150-0.80

28、0返回返回返回返回顯色反應(yīng)和顯色劑.（視頻）顯色劑用量. （視頻）溶液的酸度（pH值）（視頻）顯色溫度. （視頻）顯色時間. （視頻） 1）. 溶劑參比溶劑參比 2）. 試劑參比試劑參比 3）. 試樣參比試樣參比 4）. 平行操作溶液參比平行操作溶液參比(nm)常見溶劑常見溶劑200蒸餾水，乙腈，環(huán)己烷220甲醇，乙醇，異丙醇，醚250二氧六環(huán)，氯仿，醋酸270N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，乙酸乙酯，四氯化碳 (275)290苯，甲苯，二甲苯335丙酮，甲乙酮，吡啶，二硫化碳(380)可用于測定的最短波長可用于測定的最短波長返回返回參比溶液的選擇參比溶液的選擇.（動畫）（動畫）1）控制酸度：

29、）控制酸度：2）選擇適當(dāng)?shù)难诒蝿海┻x擇適當(dāng)?shù)难诒蝿?）利用生成惰性配合物）利用生成惰性配合物4）選擇適當(dāng)?shù)臏y量波長）選擇適當(dāng)?shù)臏y量波長5）分離）分離返回返回 主要步驟：（1）將樣品盡可能提純，以除去可能存在的干擾雜質(zhì)。（2）繪出已提純的樣品的吸收光譜曲線，由其光譜特征依據(jù)一般規(guī)律作初步判斷。（3）用對比法，對該化合物作進(jìn)一步定性鑒定。（4）應(yīng)用其它化學(xué)、物理或物理化學(xué)等分析手段進(jìn)行對照和驗證，最后作出該化合物定性鑒定的正確結(jié)論。 返回返回定性分析方法（標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照法）定性分析方法（標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照法）.（動畫）21:23:161對比吸收光譜的一致性對比吸收光譜的一致性同一測定條件下，與標(biāo)準(zhǔn)對照

30、物譜圖同一測定條件下，與標(biāo)準(zhǔn)對照物譜圖或標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對照比較或標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對照比較3對比吸光度或吸光系數(shù)的比值：對比吸光度或吸光系數(shù)的比值：45. 315. 388. 170. 155036127836155036127812AAAAVB，三處最大吸收，定性鑒別：藥典規(guī)定eog 6 5 200nm * 4 3 少于少于200* 2 n 150-250nm* 1 n * n * 200nm 100 200 300 400 500 600 700 800 nm 返回返回二、定量分析二、定量分析 依據(jù)：朗伯依據(jù)：朗伯-比耳定律比耳定律 吸光度： A= b c 透光度：-lgT = b c 靈敏度高：

31、 max：104105 L mol-1 cm -1；（比紅外大） 測量誤差與吸光度讀數(shù)有關(guān)： A=0.434，讀數(shù)相對誤差最??；返回返回朗伯-比爾定律.（動畫）1.1.化學(xué)因素化學(xué)因素 溶液的濃度：溶液的濃度：當(dāng)溶液濃度當(dāng)溶液濃度c 10c 102 2 mol/L mol/L 時，導(dǎo)致偏離朗伯時，導(dǎo)致偏離朗伯比爾定律。比爾定律。 朗伯朗伯- -比爾定律只適合稀溶液使用。比爾定律只適合稀溶液使用。(c 10(c 10-2 -2 mol/L) mol/L) 2.2.光學(xué)因素光學(xué)因素（1 1）非單色光：）非單色光：（2 2）雜散光：）雜散光：（3 3）散射光和反射光）散射光和反射光（4 4）非平行光

32、）非平行光 3.3.透光率測量誤差透光率測量誤差噪音、暗噪音、訊號噪音噪音、暗噪音、訊號噪音返回返回3.3.透光率測量誤差透光率測量誤差 TTTCCTTdTcdclg434. 0,lg434. 0 對于暗噪音，對于暗噪音， T T為常數(shù)，求出相對誤差為常數(shù)，求出相對誤差的極小值：的極小值：T=0.368T=0.368，即，即A=0.4343A=0.4343 返回返回1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制一系列（5-10）個不同c的標(biāo)準(zhǔn)溶液 ，在適當(dāng) 通常為 max下，以適當(dāng)?shù)目瞻兹芤鹤鲄⒈?，分別測定A，然后作 A-c 曲線同條件下測定試樣溶液吸光度 Ax ，查找對應(yīng)的 cx 。2. 直接比較法：已知試樣溶液基

33、本組成，配制相同基體、相近濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測定吸光度A標(biāo)、A樣 根據(jù) L-A 定律： A標(biāo) = K b c標(biāo) A樣 = K b c樣 則可直接進(jìn)行計算。3.標(biāo)準(zhǔn)加入：將待測試樣分成若干等份，分別加入不同已知量0, C1, C2, Cn的待測組分配制溶液。將直線在縱軸上的截距延長與橫軸相交，交點離開原點的距離為樣品中待測組分的濃度。 返回返回標(biāo)準(zhǔn)曲線法（動畫）標(biāo)準(zhǔn)曲線法（動畫）直接比較法法直接比較法法. （動畫）（動畫）21:23:17例：維生素例：維生素B12 的水溶液在的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為處的百分吸光系數(shù)為207，用，用1cm比色池比色池測得某維生素測得某維生素B12溶

34、液的吸光度是溶液的吸光度是0.414，求該溶液的濃度，求該溶液的濃度0.4140.00200 /10020.0/207 1ACgmLg mLE l解：解：21:23:17例：精密稱取例：精密稱取B12樣品樣品25.0mg，用水溶液配成，用水溶液配成100ml。精密吸。精密吸取取10.00ml，又置，又置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中，于的吸收池中，于361nm處測定吸光度為處測定吸光度為0.507，求，求B12的百的百分含量分含量350.5072.45 10/1002.45 10/207 1iCgmLg mL252.50 10102.

35、50 10/100100Cg mL樣51252.45 10%100%100%98.0%2.50 10iCBC樣解：21:23:17例：例：解：解：36752520.00250101000.591(764.0)%HCLmLmlmgmLmLmLAEi 吡啶稀至樣品稀至移取測已知求460.5917.92 10/1007.92 10/764iACgmLg mLE l627.92 10%100%100%99.0%2.0 1010100250iCiC樣21:23:182標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法前提：固定儀器和測定條件AK CACACAAC 固定條件同上條件樣樣過程： 配制標(biāo)準(zhǔn)系列分別測定曲線樣品測定查得CAC

36、ACCAA樣樣標(biāo)樣樣標(biāo)標(biāo)標(biāo)21:23:18 蘆丁含量測定蘆丁含量測定mLmgmLmLmLmg250 . 32550/200. 0樣品標(biāo)樣分別移取21:23:183對照法：外標(biāo)一點法對照法：外標(biāo)一點法注：當(dāng)樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)品溶液的注：當(dāng)樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)品溶液的 稀釋倍數(shù)相同時稀釋倍數(shù)相同時0前提： 固定儀器和測定條件；截距為 ；標(biāo)樣與樣品濃度相近AA樣標(biāo)過程：一定分別測定和iiSSACCAsCiCCSiSiAAmm%100%mmii21:23:18例：例： 維生素維生素B12的含量測定精密吸取的含量測定精密吸取B12注射液注射液2.50mL，加水，加水稀釋至稀釋至10.00mL；另配制對照液，精密稱

37、定對照品；另配制對照液，精密稱定對照品25.00mg，加水稀釋至，加水稀釋至1000mL。在。在361nm處，用處，用1cm吸收池，分別測定吸光度為吸收池，分別測定吸光度為0.508和和0.518，求，求B12注射液注射液的注射液注射液的濃度以及標(biāo)示量的百分含量（該濃度以及標(biāo)示量的百分含量（該B12注射液的標(biāo)示量為注射液的標(biāo)示量為100g / mL）2.525.00 10000.50898.1/1010000.518iiCCg mL12%100%98.1%iCB標(biāo)示量標(biāo)示量4. 混合組分的吸收光譜相互重疊的情況不同，測定方法也不相同，常見混合組分吸收光譜相干擾情況有以下三種：1.第一種情況：各

38、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1 及 2 處測定 a 及 b 組分的 c；2. 第二種情況 部分重疊：先在 1 處測得 Ca ,再在 2 處測得混合組分的吸光度 Aa+b ，根據(jù)吸收定律加和性：即可求得cb。3. 第三種情況:兩吸收曲線互相重疊，但服從 L-B 定律。返回返回 x 1, y 1, x 2, y 2由由x,y標(biāo)液標(biāo)液 在在 1, 2處分別測得處分別測得a) 在 1處測組分處測組分x, 在 2處測組分處測組分yb) 在 1處測組分處測組分x; 在在 2處測總吸處測總吸收收,扣除扣除x吸收吸收,可求可求yc) x,y組分不能直接測定組分不能直接測定A1= x 1b

39、cx+ y 1bcy(在 1處測得處測得A1) A2 = x 2bcx+ y 2bcy(在 2處測得處測得A2)返回返回(1) (1) 解方程組法：解方程組法： 若試樣中需要測定兩種組分，則選定兩個波長1 及 2 ，測得試液的吸光度為 A1和 A2，則可解方程組求得組分a、b 的濃度ca、cb 如果混合物含有 n 個組分，可不經(jīng)分離，在 n 個適當(dāng)波長處進(jìn)行 n 次測量，獲得 n個吸光度值，然后解 n 個聯(lián)立方程以求得各組分的濃度。 A Atotaltotal A A1 1 +A +A2 2 +A +A3 3 +A +An n 1 1C C1 1L+L+2 2C C2 2L+L+3 3C C3

40、 3L+L+n nC Cn nL L返回返回例例: 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O 已知：已知：平衡常數(shù)為平衡常數(shù)為4.21014。 不同波長測定時的摩爾吸收系數(shù)為不同波長測定時的摩爾吸收系數(shù)為: (nm) 1(CrO42- ) 2(Cr2O72- ) 345 1.84103 10.7102 370 4.81103 7.24102 400 1.88103 1.89102 求求4.0010-4 M K2Cr2O7 溶液在溶液在 PH 5.60緩沖溶液中緩沖溶液中,用一用一厘米比色池在厘米比色池在345、370、400nm波長處測定時的吸光度波長處測定時的吸光度?解：解：

41、K K Cr2O72- / CrO42-2H+2 = 4.21014. 又又 PH 5.60 故可求出故可求出HH+ + 。 設(shè)設(shè) Cr2O72- X X， CrO42- 4.0010-4 M X X 代入代入式即可求出式即可求出 Cr2O72- 、CrO42-的濃度。的濃度。 又又 Atotal A1 +A21C1L+2C2L 不同波長下的不同波長下的 1、C1、L、2 、C2、均已知，故可均已知，故可求出各波長下的吸光度求出各波長下的吸光度A。 返回返回（2 2）等吸光度雙波長（消去）法）等吸光度雙波長（消去）法 吸收光譜重疊的 d、e 兩組分共存，現(xiàn)設(shè)法把一種組分(a)的吸光度消去。 選

42、取兩個適當(dāng)?shù)牟ㄩL1 和 2 ，使 1d= 2d ，而盡可能大，則用這兩個波長1 和 2測得混合物溶液吸光度之差 A 應(yīng)只與 ce 成正比（而與cd無關(guān)），直接測得ce 返回返回用吸光度對波長求一階或高階導(dǎo)數(shù)并對波長作圖，用吸光度對波長求一階或高階導(dǎo)數(shù)并對波長作圖，可以得到導(dǎo)數(shù)光譜?？梢缘玫綄?dǎo)數(shù)光譜。吸光度的導(dǎo)數(shù)值和濃度成正比；吸光度的導(dǎo)數(shù)值和濃度成正比；特點：靈敏度高，可減少光譜干擾；特點：靈敏度高，可減少光譜干擾；返回返回NaOH滴定滴定 對硝基酚對硝基酚 pKa=7.15 間硝基酚間硝基酚 pKa=8.39 pKa =1.24V1V2V(NaOH)/mL對硝基酚對硝基酚間硝基酚間硝基酚酸形

43、均酸形均無色無色. .堿形均堿形均黃色黃色返回返回依據(jù)滴定過程中溶液吸光度變化來確定終點的滴定分析方法。依據(jù)滴定過程中溶液吸光度變化來確定終點的滴定分析方法。Vsp滴定劑吸收滴定劑吸收Vsp被滴物吸收被滴物吸收Vsp滴定劑與待滴定劑與待測物均吸收測物均吸收Vsp產(chǎn)物吸收產(chǎn)物吸收返回返回(1)(1)摩爾比法摩爾比法: : 固定固定cM , ,改變改變c cR R 1:13:1c(R)/c(M)A1.0 2.0 3,0 返回返回M:R=1:10.50.33cM/ccM/cM:R=1:2MRMRnn MR(ccc）常數(shù)常數(shù)返回返回HL HLHLHLL=HL+LKccAKK +L+aaa(HL)H (

44、HL)=+H +H KaH+L/HL高酸度下，幾乎全部以高酸度下，幾乎全部以HL存在，可測得存在，可測得AHLHLc(HL)；低酸度下，幾乎全部以低酸度下，幾乎全部以L存在，可測得存在，可測得AL Lc(HL).代入整理：代入整理：AAKA A +HLaL-=H -HLLL HLAAKAAa-p= pH+lg-或配制一系列配制一系列c相同相同,pH不同的溶液不同的溶液,測測A.返回返回Aa(HL)Ab(L)123456Ab654321Aa350400450500550600 /nmA曲線曲線pHpH1 11.10, 1.381.10, 1.382 22.652.653 33.063.064 4

45、3.483.485 53.983.986 65.53,6.805.53,6.80由每份溶液的一由每份溶液的一對對pH、A，可求，可求得一個得一個Ka, 取平取平均值即可均值即可.返回返回LHLappHlgAAKAA HLL2AAA AHL3.32(pKa)123456ApH=pKapHpHA曲線曲線ALLHLlgpHAAAA 曲線曲線0.60.40.20-0.2-0.4-0.63.04.0pHHLLHLlggLlAAAA 3.34返回返回 1 1、可獲得的結(jié)構(gòu)信息、可獲得的結(jié)構(gòu)信息 （1）200-400nm 無吸收峰。飽和化合物，單烯。 （2）270-350 nm有吸收峰（=10-100）醛酮

46、 n* 躍遷產(chǎn)生的R 帶。 （3）250-300 nm 有中等強度的吸收峰（=200-2000），芳環(huán)的特征 吸收（具有精細(xì)解構(gòu)的B帶）。 （4）200-250 nm有強吸收峰（104），表明含有一個共軛體系（K）帶。共軛二烯：K帶（230 nm）；不飽和醛酮：K帶230 nm ，R帶310-330 nm 260nm,300 nm,330 nm有強吸收峰，3,4,5個雙鍵的共軛體系。 返回返回2 2、光譜解析注意、光譜解析注意事項事項(1) 確認(rèn)max，并算出，初步估計屬于何種吸收帶；(2) 觀察主要吸收帶的范圍，判斷屬于何種共軛體系；(3) 乙?；灰艭H3CH3OHCH3OCOCH3B帶帶： 262 nm(302) 274 nm(2040) 261 nm(300)(4) pH值的影響 加NaOH紅移酚類化合物，烯醇。 加HCl蘭移苯胺類化合物。返回返回 返回返回返回返回己二酮的鑒別己二酮的鑒別 O OO O H3C-C-CH2-CH2-C-CH3 max 270nm O OO O H3C-CH2-C-C- CH2 -CH3 max 400