第十章紫外可見光光度法課件

它是利用物質(zhì)對200-800nm光區(qū)的吸收特征和吸收強(qiáng)度對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的一種光譜分析法。A10400760nm50um1000um電子光譜紫外可見分光光度法是研究物質(zhì)在紫外可見光區(qū)的分子吸收光譜的分析方法。它是利用物質(zhì)對200-800nm光區(qū)的吸收特征和吸收強(qiáng)五、朗伯-比爾定律透光率(%)吸光度(P201)I0I

表示一束單色光通過某一吸光物質(zhì)的溶液時(shí)，物質(zhì)的吸光度與溶液中其濃度和液層厚度的乘積成正比—Lambert-Beer定律的物理意義。五、朗伯-比爾定律透光率(%)吸光度(P201)I0I例如：習(xí)題15注意：例如：習(xí)題15注意：吸光系數(shù)：公式中E為物質(zhì)吸光系數(shù)，表示吸光物質(zhì)在單位濃度及單位厚度時(shí)的吸光度。吸光系數(shù)的數(shù)值與c和l采用的單位有關(guān)，因此有不同的表示方式。Lambert-Beer定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式溶液濃度單位為mol/L、厚度為cm時(shí)的吸光系數(shù)用ε表示，稱為摩爾吸光系數(shù)—表示溶液濃度為1mol/L、厚度為1cm的吸光度。吸光系數(shù)：公式中E為物質(zhì)吸光系數(shù)，表示吸光物質(zhì)在單位溶液濃度單位為%、厚度為cm時(shí)的吸光系數(shù)用E1cm1%

表示，稱為比吸光系數(shù)—表示溶液濃度為1%、厚度為1cm的吸光度。溶液濃度單位為%、厚度為cm時(shí)的吸光系數(shù)用E1cm習(xí)題13習(xí)題13同一物質(zhì)對不同波長光的吸光系數(shù)不同A-λ曲線—吸收曲線/吸收光譜不同物質(zhì)對同一波長光的吸光系數(shù)不同，混合溶液中，吸光度具有加和性：同一物質(zhì)對不同波長光的吸光系數(shù)不同A-λ曲線—吸收曲線/吸收六、偏離比爾定律的因素朗伯-比爾定律由朗伯定律和比爾定律構(gòu)成：導(dǎo)致偏離主要有化學(xué)方面和光學(xué)方面因素。比爾定律只適用于單色光、均勻、非散射的稀溶液。六、偏離比爾定律的因素朗伯-比爾定律由朗伯定律和比爾定律構(gòu)成(二)光學(xué)因素非單色光雜散光散射光和反射光非平行光(一)化學(xué)因素單體二聚體610nm660nmCr2O72-+H2O2CrO42-

+2H+亞甲藍(lán)陽離子(二)光學(xué)因素非單色光(一)化學(xué)因素單體(三)透光率、吸光度的測量誤差

參比暗噪音和訊號噪音等引出誤差常數(shù)(三)透光率、吸光度的測量誤差參比暗噪音和訊號噪音等引出為了減小誤差，通?？刂迫芤旱耐腹饴?吸光度)>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)>5%：T10%~70%(A0.1~1)最佳：T36.8%(A0.4343)為了減小誤差，通常控制溶液的透光率(吸光度)>P215-習(xí)題18>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)P215-習(xí)題18>1%：T20%~63%(A0第二節(jié)紫外可見分光光度計(jì)一、主要部件第二節(jié)紫外可見分光光度計(jì)一、主要部件要求：在(200-800nm)光譜區(qū)發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。1.光源—提供入射光的裝置要求：在(200-800nm)光譜區(qū)發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的

它包括①入射狹縫②準(zhǔn)光裝置③色散元件④出射狹縫2.單色器—從光源輻射的復(fù)合光分出單色光。通帶寬度它包括2.單色器—從光源輻射的復(fù)合光分出單色光。通帶寬度3.吸收池—盛放分析試樣的裝置3.吸收池—盛放分析試樣的裝置4.檢測器—檢測光信號，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枡z測弱光,不能用來測定強(qiáng)光陰極表面Sn和Cs—200-625nmAg或Cs2O—625-1000nm4.檢測器—檢測光信號，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枡z測弱光,不5.信號顯示裝置

包括檢流計(jì)、放大計(jì)、對數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)、顯示計(jì)（表頭顯示、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理）5.信號顯示裝置包括檢流計(jì)、放大計(jì)、對數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)、顯示計(jì)（二、分光光度計(jì)的類型光路類型紫外分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)波長類型單光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)光多道陣列檢測分光光度計(jì)（雙波長分光光度計(jì)）二、分光光度計(jì)的類型光路類型紫外分光光度計(jì)波長類型單光束分光參比參比第十章紫外可見光光度法課件第三節(jié)UV-Vis的分析方法UV-Vis可以用于定量，還可利用紫外可見光譜對物質(zhì)進(jìn)行定性分析、純度檢查及結(jié)構(gòu)分析等。定性分析的主要依據(jù)是吸收曲線的特征(曲線的形狀、峰的數(shù)目、位置、強(qiáng)度及兩峰強(qiáng)度比值等)，主要是與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對照。一、定性分析現(xiàn)有的紫外光譜標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫中有46000種化合物譜圖第三節(jié)UV-Vis的分析方法UV-Vis可以用于定量，二、純度檢查檢查曲線是否變形，峰的位置有無變化，兩峰強(qiáng)度比值等有無變化，無吸收波段是否有峰。二、純度檢查檢查曲線是否變形，峰的位置有無變化，兩峰強(qiáng)三、單組分的定量方法單組分是指：溶液中只含一組分對選定的波長吸收，而其它組分無吸收。常用方法有吸光系數(shù)法、校正曲線法和對照法三、單組分的定量方法單組分是指：溶液中只含一組分1.吸光系數(shù)法(絕對法)、

E1cm1%

從手冊或文獻(xiàn)中查到例如，維B12的水溶液在361nm處，E1cm1%

=207，用l=1cm，測得某維B12水溶液的A=0.414，則P215-習(xí)題14、25、261.吸光系數(shù)法(絕對法)、E1cm1%從手冊或文獻(xiàn)2.校正曲線法C1C2C3C4CnCxA1A2A3A4AnAx濃度C標(biāo)樣試樣吸光度AAxCx還可用回歸方程計(jì)算溶液的濃度2.校正曲線法C1C2取量(ml)i濃度(ug/ml)吸光度編號12345670.001.002.003.004.005.00水樣200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135例：P278-習(xí)題10查得：取量(ml)i濃度(ug/ml)吸光度編號1也可用回歸直線方程計(jì)算（P27）取量(ml)i濃度(ug/ml)吸光度編號12345670.001.002.003.004.005.00水樣200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135也可用回歸直線方程計(jì)算（P27）取量(ml)i濃度(ug/m3、對照法要求濃度相接近P215-習(xí)題16、21、243、對照法要求濃度相接近P215-習(xí)題16、21、24四、同時(shí)多組分的定量方法對于圖b、c的互相干擾，測定時(shí)可以不需要分離，根據(jù)吸光度的加和性測定。四、同時(shí)多組分的定量方法對于圖b、c的互相干擾，測定時(shí)可解方程組得：1、解方程組法得方程組：選定兩測定波長，由A,B純物質(zhì)測定得：解方程組得：1、解方程組法得方程組：選定兩測定波長，由多組分，多元一次方程組但這將是繁瑣的數(shù)學(xué)處理，且n越多，結(jié)果的準(zhǔn)確性越差。多組分，多元一次方程組但這將是繁瑣的數(shù)學(xué)處理，且n越多，結(jié)果等吸收波長法P215-習(xí)題222、雙波長法選定一測定波長和一參比波長，使等吸收波長法P215-習(xí)題222、雙波長法選定一測定波常用雙波長分光光度計(jì)導(dǎo)數(shù)光譜法、褶合光譜法…常用雙波長分光光度計(jì)導(dǎo)數(shù)光譜法、褶合光譜法…結(jié)構(gòu)分析是利用物質(zhì)的光譜特征(吸收特征)進(jìn)行的吸收光譜(吸收曲線)吸收峰(最大吸收波長)吸收谷肩峰末端吸收五、結(jié)構(gòu)分析(一)光譜常用概念（P186）結(jié)構(gòu)分析是利用物質(zhì)的光譜特征(吸收特征)進(jìn)行的吸收光譜(吸收決定峰的大致位置影響峰的寬度，精細(xì)結(jié)構(gòu)電子躍遷的能量(二)電子躍遷類型

紫外可見吸收光譜是包含分子中價(jià)電子能級的躍遷產(chǎn)生的，連續(xù)的帶狀光譜。（P184）決定峰的大致位置影響峰的寬度，精細(xì)結(jié)構(gòu)電子躍遷的能量(二)分子軌道理論：原子軌道→分子軌道原子軌道里的價(jià)電子→分子軌道(σ、π、n、σ*、π*)分子軌道類型：如：H2σσ*分子軌道理論：(σ、π、n、σ*、π*)分子軌道類型：如躍遷類型與所需能量大小順序?yàn)椋?/p>

σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*如：HCHOn躍遷類型與所需能量大小順序?yàn)椋喝纾篐CHOn生色團(tuán)吸收峰CH3–C–CH2CH2CH2CH2CH3O=CH3CH=CH

CH2CH2CH2CH3分子有

n→π*，π→π*的基團(tuán)(不飽和鍵)稱為生色團(tuán)。n→π*，π→π*

能量較小，在(200-800nm)內(nèi)吸收。σ→σ*，n→σ*能量較大，對應(yīng)的波長在200nm內(nèi)生色團(tuán)吸收峰CH3–C–CH2CH2CH2CH2CH3O1、σ→σ*只有σ→σ*H3C–CH3CH3CH3–OHCH3CH3–Cl這類分子在(200-800nm)內(nèi)無吸收可作溶劑2、n→σ*所有有機(jī)分子含雜原子的有機(jī)分子1、σ→σ*只有σ→σ*H3C–CH3CH3CH3–OHCHC5H11–C≡CHCH2=CH2CH2=CHCOOHCH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH218817719520021725890010005000100002100035000π鍵共軛增大，吸收峰紅移增色（共軛效應(yīng)）CH3–C–CH3O=3、π→π*C5H11–C≡CH188900π鍵共軛增大，吸收峰紅移增CH3–C–CH3O=CH3–C–OHO=CH3–N=OO=C4H9–N=O280204280665nm16412220羰基羧基硝基亞硝基4、n→π*CH3–C–CH3O=CH3–C–OHO=CH3–N=OO=5、電荷遷移躍遷某些分子中有電子給體與受體兩部分，當(dāng)電子從給體向受體躍遷時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜稱為電荷遷移光譜。5、電荷遷移躍遷某些分子中有電子給體與受體兩部6、配位體場躍遷能量四面體場八面體場正方形場dCu2+NH3H2O663nm794nmd-d電子躍遷、f-f電子躍遷6、配位體場躍遷能量四面體場八面體場正方形場dCu2+N(三)吸收帶及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系吸收帶—吸收峰的位置(三)吸收帶及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系吸收帶—吸收峰的位置R帶：由生色團(tuán)的n→*所產(chǎn)生，250-500nm，弱帶，極性溶劑中短移，附近有強(qiáng)峰長移。如：>C=C-C=C﹤,>C=C-C=OK帶：由共軛生色團(tuán)的

→*所產(chǎn)生，210-250nm，強(qiáng)帶。R帶：由生色團(tuán)的n→*所產(chǎn)生，250-500nm，弱帶，極B帶：230-270nm，弱的寬帶、精細(xì)E帶：180nm(E1),200nm(E2)，強(qiáng)帶芳香族特征吸收帶電子轉(zhuǎn)移吸收帶配位體場吸收帶（配合物）P188-表10-1一些化合物的電子結(jié)構(gòu)、躍遷和吸收帶B帶：230-270nm，弱的寬帶、精細(xì)芳香族特征吸收帶電(四)影響吸收帶的因素吸收帶的位置只是相對的，不同的結(jié)構(gòu)因素和測定條件，都會(huì)引起移動(dòng)。1、位阻影響2、跨環(huán)效應(yīng)影響H2C==O共軛增強(qiáng)(四)影響吸收帶的因素吸收帶的位置只是相對的，不同Ph–H254300Ph–Cl264320Ph–Br262325Ph–OH2731780Ph–OCH32732240這些含雜原子的飽和基團(tuán)，本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)相連時(shí)，使生色團(tuán)的吸收峰紅移增色，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)。3、取代基效應(yīng)影響Ph–H254300這表10-2溶劑對異丙叉丙酮兩種躍遷吸收峰的影響溶劑正已烷氯仿甲醇水極性增大π→π*230238337242長移n→π*329315309305短移4、溶劑效應(yīng)影響(CH3)2CH–C–CH(CH3)2O=表10-2溶劑對異丙叉丙酮兩種躍遷吸收峰的影響溶劑5、體系pH的影響5、體系pH的影響共軛體系：200-250nm強(qiáng)峰(ε

104)(K帶)。

(五)有機(jī)化合物的吸收光譜特征（P208）C2H6、C2H5Cl、C2H5OH1、飽和化合物：無吸收峰。2、孤立單烯：CH3CH=CHBr助色團(tuán)-紅移增色CH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH2217258CH2=CH21772100035000共軛體系：200-250nm強(qiáng)峰(ε104)(K帶)。3、醛酮：270-350nm弱峰(ε=10-100)

(R帶n→π*)

。4、-不飽和醛酮：230nm強(qiáng)(K帶)，310-330nm弱(R帶)。CH3–C–CH3O=188(900)280(16)CH3–C–CH=CH3O=5、芳環(huán)：250-300nm具有精細(xì)解構(gòu)的中強(qiáng)峰；受取代團(tuán)影響。3、醛酮：270-350nm弱峰(ε=10-100)(R帶US比較簡單，特征性不強(qiáng)，并且大多數(shù)簡單官能團(tuán)在近紫外光區(qū)只有微弱吸收或無吸收，所以在結(jié)構(gòu)解析研究方面有一定局限性。主要是配合其它結(jié)構(gòu)分析方法（IR、NMR、MS等）。但可用于推斷具有共軛生色團(tuán)（官能團(tuán)），確定異構(gòu)體的，推斷未知物的結(jié)構(gòu)骨架。

(六)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究US比較簡單，特征性不強(qiáng)，并且大多數(shù)簡單官能團(tuán)在近紫外（1）200-400nm無吸收峰，飽和化合物，單烯。（2）270-350nm有