紫外-可見吸收光譜分析課件

紫外—可見吸收光譜現(xiàn)代分析技術(shù)研究中心趙娟跨越眾多領(lǐng)域，提供完美技術(shù)分析裝置測定裝置試驗檢查裝置真空機器醫(yī)療器械等電磁波譜g-X-射線紫外可見紅外

微波無線電20040080010000(nm)波長真空紫外近紅外核磁共振

波長越短，能量越高引起

UV/VIS吸收的原因某些單鍵大多數(shù)雙鍵共軛雙鍵某些金屬與非金屬化合物N,O,S,鹵素2.1紫外-可見吸收光譜一、分子吸收光譜的形成1.過程：分子外層電子吸收外來輻射產(chǎn)生電子能級躍遷分子吸收譜?；鶓B(tài)

E0激發(fā)態(tài)

E1DE=E1-E0=hn能量激發(fā)e能量差DE有機分子包括:成鍵軌道、；反鍵軌道*、*；非鍵軌道n；可能的躍遷類型：-*；-*；-*；n-*；-*；n-*二、分子吸收光譜躍遷類型n非成鍵軌道s成鍵軌道p*反鍵軌道

p成鍵軌道s*反鍵軌道Energylevel-胡羅卜素咖啡因阿斯匹林丙酮

幾種有機化合物的分子吸收光譜圖。二、Lambert-Beer定律當入射光波長一定時，待測溶液的吸光度A與其濃度和液層厚度成正比，即k為比例系數(shù)，與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長有關(guān)。

當濃度以g/L表示時，稱k為吸光系數(shù)，以a表示，即

當濃度以mol/L表示時，稱k為摩爾吸光系數(shù)，以表示，即比a更常用。越大，表示方法的靈敏度越高。與波長有關(guān)，因此，常以表示。A=-lgT%=lgI0/I=Kbc濃度影響適用于稀溶液高濃度區(qū)偏離線形范圍

(>0.01M)Highconcentrationmoremoleculesarepackedinonevolume化學(xué)反應(yīng)影響Deviationfromlinearitymaycausedby分析物分解分析物締合分析物與溶劑發(fā)生反應(yīng)雜散光影響1.02.0

02.55.07.510.0Concentration,M*103Absorbance0.0%0.2%1.0%5.0%Straylight=*100IsIoDiagramwastakenfrom:DouglasA.SkoogandJamesJ.Leary,PrinciplesofInstrumentalAnalysis,4thed.,SaundersCollegePublishing,1992,page131.pH值的影響Diagramtakenfrom:JamesD.IngleJr.andStanleyR.Crouch,SpectrochemicalAnalysis,prentice-HallInternationalEditions,page3741.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10325400475550625700(nm)Absorbance10986.869876.86.56酚紅不同pH值的吸收2.3分析條件選擇一、儀器測量條件當分析高濃度的樣品時，誤差更大。由L-B定律：微分后得：將上兩式相比，并將dT和dc分別換為T和c，得當相對誤差c/c最小時，求得T=0.368或A=0.434。即當A=0.434時，吸光度讀數(shù)誤差最??！通?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)溶液濃度或改變光程b來控制A的讀數(shù)在0.15~1.00范圍內(nèi)。三、參比液選擇溶劑參比：試樣組成簡單、共存組份少（基體干擾少）、顯色劑不吸收時，直接采用溶劑（多為蒸餾水）為參比；2.試劑參比：當顯色劑或其它試劑在測定波長處有吸收時，采用試劑作參比（不加待測物）；3.試樣參比：如試樣基體在測定波長處有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)時，可以試樣作參比（不能加顯色劑）。四、干擾消除1.控制酸度：配合物穩(wěn)定性與pH有關(guān)，可以通過控制酸度提高反應(yīng)選擇性，副反應(yīng)減少，而主反應(yīng)進行完全。如在0.5MH2SO4介質(zhì)中，雙硫腙與Hg2+生成穩(wěn)定有色配合物，而與Pb2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等離子生成的有色物不穩(wěn)定。2.選擇掩蔽劑3.合適測量波長4.干擾物分離5.導(dǎo)數(shù)光譜及雙波長技術(shù)校正曲線Analyteconcentration(ppm)AbsorbanceSlopem=e

lAbs=m*Concentration+K0紫外可見分光光度計UV2550紫外-可見分光光度計的結(jié)構(gòu)（一）光源

熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈，鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340－2500nm；

氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氘燈。它可在160－375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘，它是紫外光區(qū)應(yīng)用最廣泛的一種光源。氘燈：紫外區(qū)，190nm-光源轉(zhuǎn)換波長（282-393nm）鎢燈：可見-近紅外，光源轉(zhuǎn)換波長-3200nm

（二）單色器

單色器主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的波長且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。

單色器一般由入射狹縫、準光器、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。單色器的性能直接影響入射光的單色性，從而也影響到測定的靈敏度、選擇性及校準曲線的線性關(guān)系等。狹縫的大小直接影響單色光純度，但過小的狹縫又會減弱光強。紫外-可見分光光度計的結(jié)構(gòu)（三）吸收池吸收池用于盛放分析試樣，一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)，玻璃吸收池只能用于可見光區(qū)。

為減少光的損失，吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向。

在高精度的分析測定中（紫外區(qū)尤其重要），吸收池要挑選配對。因為吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分析結(jié)果都有影響。（四）檢測器

常用的檢測器有光電池和光電倍增管等。硅光電池對光的敏感范圍為190-1100nm。但由于容易出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而只能用于中低檔的分光光度計中。光電倍增管是檢測微弱光最常用的光電元件，它的靈敏度比一般的光電池要高200倍，因此可使用較窄的單色器狹縫，從而對光譜的精細結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力。紫外可見區(qū)：光電倍增管（PMT）近紅外區(qū)：PbS光電池切換波長：750-895nm（五）數(shù)據(jù)系統(tǒng)它的作用是放大信號并以適當方式指示或記錄下來?，F(xiàn)在一般的紫外可見分光光度計有計算機控制和主機單片機控制兩種類型，功能基本類似。

紫外-可見分光光度計的類型很多，但可歸納為三種類型，即單光束分光光度計、雙光束分光光度計和比例雙光束分光光度計。1，單光束分光光度計經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪流通過參比溶液和樣品溶液，以進行吸光度的測定。這種簡易型分光光度計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析。2，雙光束分光光度計經(jīng)單色器分光后經(jīng)反射鏡分解為強度相等的兩束光。紫外-可見分光光度計的類型

一束通過參比池，一束通過樣品池。光度計能自動比較兩束光的強度，此比值即為試樣的透射比，經(jīng)對數(shù)變換將它轉(zhuǎn)換成吸光度并作為波長的函數(shù)記錄下來。雙光束分光光度計一般都能自動記錄吸收光譜曲線。由于兩束光同時分別通過參比池和樣品池，還能自動消