紫外可見分光光度法1課件

紫外-可見分光光度法

UV-VIS

UltraViolet-Visibleabsorptionspectrometry三、光譜法儀器——分光光度計主要特點(diǎn)：五個單元組成光源單色器樣品池檢測器記錄裝置第二節(jié)紫外-可見吸收光譜5-1分子吸收光譜5-2有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜5-3無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜5-4溶劑對紫外-可見吸收光譜5-5紫外-可見分光光度計5-6紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用一、分子吸收光譜的產(chǎn)生1．分子吸收光譜的產(chǎn)生——由能級間的躍遷引起能級：電子能級、振動能級、轉(zhuǎn)動能級躍遷：電子受激發(fā)，從低能級轉(zhuǎn)移到高能級的過程若用一連續(xù)的電磁輻射照射樣品分子，將照射前后的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒂涗浵聛?，就可得到光?qiáng)度變化對波長的關(guān)系曲線，即為分子吸收光譜續(xù)前

2．分子吸收光譜的分類：

分子內(nèi)運(yùn)動涉及三種躍遷能級，所需能量大小順序

3．紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生

由于分子吸收紫外-可見光區(qū)的電磁輻射，分子中價電子（或外層電子）的能級躍遷而產(chǎn)生（吸收能量=兩個躍遷能級之差）圖示back1．Lamber-Beer定律的適用條件（前提）入射光為單色光溶液是稀溶液2．該定律適用于固體、液體和氣體樣品3．在同一波長下，各組分吸光度具有加和性應(yīng)用：多組分測定2．吸光系數(shù)兩種表示法：1）摩爾吸光系數(shù)ε：在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm時的吸光度A=εbc

2）吸收系數(shù)aA=-lgT=abc在一定λ下，C=1g/l，L=1cm時的吸光度圖示b電子躍遷類型：1.σ→σ*躍遷：飽和烴（甲烷，乙烷）E很高，λ<150nm（遠(yuǎn)紫外區(qū)）2.n→σ*躍遷：含雜原子飽和基團(tuán)（—OH，—NH2）E較大，λ150~250nm（真空紫外區(qū)）3.π→π*躍遷：不飽和基團(tuán)（—C＝C—，—C＝O）E較小，λ~200nm體系共軛，E更小，λ更大4.n→π*躍遷：含雜原子不飽和基團(tuán)（—C≡N，C＝O）E最小，λ200~400nm（近紫外區(qū)）按能量大?。害摇?>

n→σ*>

π→π*>

n→π*1．生色團(tuán)：使化合物在紫外-可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的基團(tuán)有機(jī)化合物：具有不飽和鍵和未成對電子的基團(tuán)具n電子和π電子的基團(tuán)產(chǎn)生n→π*躍遷和π→π*躍遷躍遷E較低例：C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—

2．助色團(tuán)：本身無紫外吸收，但可以使生色團(tuán)吸收峰加強(qiáng)同時使吸收峰長移的基團(tuán)有機(jī)物：連有雜原子的飽和基團(tuán)例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X注：當(dāng)出現(xiàn)幾個生色團(tuán)共軛，則幾個發(fā)色團(tuán)所產(chǎn)生的吸收帶將消失，代之出現(xiàn)新的共軛吸收帶，其波長將比單個發(fā)色團(tuán)的吸收波長長，強(qiáng)度也增強(qiáng)基本術(shù)語1.飽和烴及其取代衍生物飽和烴

σ→σ*小于150nm取代衍生物

σ→σ*，n→σ*躍遷

向紅移動2.不飽和烴及共軛烯烴不飽和烴π→π*躍遷共軛烯烴

由共軛雙鍵的π→π*躍遷產(chǎn)生K帶(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—λmax>200nm，εmax>104共軛體系增長，λmax↑→紅移，εmax↑第2節(jié)有機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜R帶：由含雜原子的不飽和基團(tuán)的n→π*躍遷產(chǎn)生C＝O；C＝N；—N＝N—E小，λmax250~400nm，εmax<1003.醛和酮σ→σ*π→π*

n→π*

R帶B帶：由π→π*躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的主要特征吸收帶λmax=254nm，寬帶，具有精細(xì)結(jié)構(gòu)；εmax=200極性溶劑中，或苯環(huán)連有取代基，其精細(xì)結(jié)構(gòu)消失芳香族化合物E帶：由苯環(huán)環(huán)形共軛系統(tǒng)的π→π*躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的特征吸收帶E1180nmεmax>104（常觀察不到）E2200nmεmax=7000強(qiáng)吸收苯環(huán)有發(fā)色團(tuán)取代且與苯環(huán)共軛時，E2帶紅移（長移）圖示圖示第3節(jié)

無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜1.無機(jī)物中電荷轉(zhuǎn)移躍遷

hD—AD+—A

電子給予體電子接受體

特點(diǎn)：▲譜帶較寬的強(qiáng)帶▲譜帶處于長波長處

▲

max>104例如：hFe3+—SCNFe2+—SCN

第4節(jié)

溶劑對紫外-可見吸收光譜的影響1．溶劑效應(yīng)：對λmax影響：nextn-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↓藍(lán)移

π-π*躍遷：溶劑極性↑，λmax↑紅移對吸收光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)影響next

溶劑極性↑，苯環(huán)精細(xì)結(jié)構(gòu)消失溶劑的選擇——化學(xué)光化學(xué)穩(wěn)定；極性??；無吸收；純度高；圖示back3．吸收池：玻璃——能吸收UV光，僅適用于可見光區(qū)石英——不能吸收紫外光，適用于紫外和可見光區(qū)要求：匹配性（對光的吸收和反射應(yīng)一致）4．檢測器：將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置5．記錄裝置：訊號處理和顯示系統(tǒng)光電池光電管光電倍增管二極管陣列檢測器

紫外可見分光光度計基本結(jié)構(gòu)有五部分組成主要類型有：1、單波長、單光束分光光度計

I0′

II0

A光源單色光器吸收池檢測器顯示記錄鎢燈濾光片光電池電表鹵鎢燈單色器-光柵光電管

記錄儀氫燈或氘燈棱鏡光電倍增管計算器系統(tǒng)

單色器后單束平行光，參比液和樣品液輪流進(jìn)入光路。常用于簡易型的儀器。適合定波長的吸光度測量，進(jìn)行定量分析。2、單波長、雙光束分光光度計

I0′

II0

A～

續(xù)前3．雙波長分光光度計特點(diǎn)：利用吸光度差值定量消除干擾和吸收池不匹配引起的誤差第6節(jié)定性和定量分析一、定性分析二、定量分析

定性鑒別純度檢查和雜質(zhì)限量測定單組分的定量方法多組分的定量方法一、定性分析（一）定性鑒別定性鑒別的依據(jù)→吸收光譜的特征吸收光譜的形狀吸收峰的數(shù)目吸收峰的位置（波長）吸收峰的強(qiáng)度相應(yīng)的吸光系數(shù)續(xù)前（二）純度檢查和雜質(zhì)限量測定1．純度檢查（雜質(zhì)檢查）1）峰位不重疊：

找λ→使主成分無吸收，雜質(zhì)有吸收→直接考察雜質(zhì)含量2）峰位重疊：

主成分強(qiáng)吸收，雜質(zhì)無吸收/弱吸收→與純品比較，E↓雜質(zhì)強(qiáng)吸收>>主成分吸收→與純品比較，E↑，光譜變形定量分析（一）單組分的定量方法1．吸光系數(shù)法2．標(biāo)準(zhǔn)曲線法