紫外-可見(jiàn)分光光度法（化學(xué)分析課件）

項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法任務(wù)一：分光光度法的基本原理知識(shí)點(diǎn)1吸光光度法知識(shí)點(diǎn)2吸光分析基本定律知識(shí)點(diǎn)3朗伯-比爾定律知識(shí)點(diǎn)4顯色反應(yīng)引課為什么分光光度法能測(cè)定空氣中甲醛的含量？甲醛酚試劑嗪高鐵離子高鐵離子藍(lán)綠色化合物對(duì)630nm的光產(chǎn)生選擇性吸收從而可以建立相應(yīng)的分析方法知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法任務(wù)一：分光光度法的基本原理項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法包括知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法通過(guò)比較有色溶液顏色深淺根據(jù)物質(zhì)對(duì)一定波長(zhǎng)的光的吸收程度分光光度法比色法吸光光度法基于被測(cè)物質(zhì)的分子對(duì)光具有選擇性吸收的特性而建立起來(lái)的分析方法200400nm（近紫外區(qū)）紫外吸光光度法知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法10～200nm（遠(yuǎn)紫外光）真空紫外光度法400750nm可見(jiàn)吸光光度法2.51000m紅外光度法依據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)范圍光的吸收主要有

知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法光是一種電磁波光的特性有哪些？它也具有能量，波長(zhǎng)越短能量越高。,具有波動(dòng)性和粒子性；若將各種電磁波按其波長(zhǎng)或頻率大小順序排成圖表則稱(chēng)電磁波譜。電磁波的分區(qū)知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法波長(zhǎng)越短，能量越高知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法單一波長(zhǎng)的光單色光由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光復(fù)合光光知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法綠紫青紅青藍(lán)橙藍(lán)黃互補(bǔ)色復(fù)合光白光互補(bǔ)色知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法吸收黃色光吸收光透射光互補(bǔ)知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法

物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性的吸收作用而產(chǎn)生的，物質(zhì)的顏色由透過(guò)光的波長(zhǎng)決定。知識(shí)點(diǎn)1：吸光光度法物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色吸收的光顏色互補(bǔ)關(guān)系硫酸銅溶液高錳酸鉀溶液如果兩種適當(dāng)顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合可以得白光，這兩種光就叫互為補(bǔ)色光。互為補(bǔ)色光因吸收白光中的黃色光而呈藍(lán)色因吸白光中的綠色光而呈紫色知識(shí)點(diǎn)2：吸光分析基本定律任務(wù)一：分光光度法的基本原理項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法知識(shí)點(diǎn)2：吸光分析基本定律當(dāng)一束平行單色光通過(guò)任何均勻、非散射的固體、液體或氣體介質(zhì)時(shí)一部分被吸收，一部分透過(guò)介質(zhì)，一部分被器皿的表面反射。知識(shí)點(diǎn)2：吸光分析基本定律如圖所示，設(shè)入射光強(qiáng)度為I'0，吸收光強(qiáng)度為Ia，透過(guò)光強(qiáng)度為It，反射光強(qiáng)度為Ir。KMnO4的吸收光譜圖知識(shí)點(diǎn)2：吸光分析基本定律吸收曲線最大吸收波長(zhǎng)，

max測(cè)定某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖。定量分析的基礎(chǔ)：某一波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度與物質(zhì)濃度有關(guān)知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律任務(wù)一：分光光度法的基本原理項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法

知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律當(dāng)一束平行單色光通過(guò)均勻、透明的吸光介質(zhì)時(shí)，其吸光度與吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度和吸收層厚度的乘積成正比。A=lg1/T知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律

吸光系數(shù)

摩爾吸光系數(shù)，mol/L

吸光液層的厚度(光程)，cm

吸光物質(zhì)的濃度，g/L

透光度，%或小數(shù)知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律摩爾吸光系數(shù)ε的討論摩爾吸光系數(shù)ε(L·mol-1·cm-1)在數(shù)值上等于濃度為1mol/L,液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度,它是吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；同一吸光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的ε值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)λmax處的摩爾吸光系數(shù)，以εmax表示吸光光度法的靈敏度的表示方法

越大,靈敏度越高:知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律

>105超高靈敏度

=(6～10）×104高靈敏=(2～6)×104中等靈敏度

<2×104低靈敏偏離朗伯一比爾定律的原因定量分析時(shí)，通常液層厚度是相同的，按照比爾定律，濃度與吸光度之間的關(guān)系應(yīng)該是一條通過(guò)直角坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。但在實(shí)際工作中，往往會(huì)偏離線性而發(fā)生彎曲。

01234ug/mLA。。。。*0.80.60.40.20工作曲線知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律引起這種偏離的因素（兩大類(lèi)）：標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定未知溶液的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)曲線常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱(chēng)為對(duì)朗伯—比耳定律的偏離。對(duì)朗伯—比耳定律的偏離AB物理性因素(儀器的非理想狀態(tài)引起的)化學(xué)性因素知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律物理性因素A單色光不純，導(dǎo)致負(fù)偏差。散射光的影響，膠體、乳濁液或懸濁液由于散射的作用使吸光度增大，或入射光不是垂直通過(guò)比色皿（非平行入射光）產(chǎn)生正偏差。為克服非單色光引起的偏離，首先應(yīng)選擇比較好的單色器，此外還應(yīng)將入射波長(zhǎng)選定在待測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)且吸收曲線較平坦處。知識(shí)點(diǎn)3：朗伯-比爾定律化學(xué)性因素B吸光質(zhì)點(diǎn)的相互作用，濃度較大時(shí)，產(chǎn)生負(fù)偏差，朗伯-比爾定律只適合于稀溶液（C<10-2mol/L)。

平衡效應(yīng)：溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)平衡時(shí)。使吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)任務(wù)一：分光光度法的基本原理項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法

顯色劑知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)主要有配位反應(yīng)(為主)和氧化還原反應(yīng)mX(待測(cè)物)＝XmRn(有色化合物)＋nR(顯色劑)知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)

1.配位顯色反應(yīng)當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成配合物時(shí)，通常會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外—可見(jiàn)吸收光譜。

知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)

2.顯色反應(yīng)的選擇1靈敏度高，一般ε>1042選擇性好4反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定，穩(wěn)定。5顯色條件易于控制，重現(xiàn)性好。顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收。3對(duì)比度要大,

λmax>60nm

3.顯色條件的確定知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)01顯色劑用量——選擇曲線變化平坦處c(R)c(R)c(R)tMo(SCN)32+

淺紅Mo(SCN)5

橙紅Mo(SCN)6-淺紅Fe(SCN)n3-n

3.顯色條件的確定知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)02顯色反應(yīng)酸度OH-M+nR=MRnH+RH=R-+H+

例，磺基水楊酸(ssal)–Fe3+酸度的影響副反應(yīng)存在型體的變化生成不同配比的絡(luò)合物

3.顯色條件的確定知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)02顯色反應(yīng)酸度pH=2~3FeR紫紅色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黃色

pH>12Fe(OH)3

沉淀pH1<pH<pH2選擇曲線中吸光度較大且恒定的平坦區(qū)ApHpH1pH2

3.顯色條件的確定25℃50℃一般盡量采用水相測(cè)定知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)03顯色溫度及顯色時(shí)間t/minA

36.8濃度測(cè)量的相對(duì)誤差與T(或A)的關(guān)系實(shí)際工作中，應(yīng)控制T在10～70％,A在0.15～1.0之間(調(diào)c,b,

)最佳值最佳讀數(shù)范圍知識(shí)點(diǎn)4：顯色反應(yīng)0.434204060800.70.40.20.1AT%1086420Er4.吸光度讀數(shù)范圍的選擇項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法專(zhuān)業(yè)大類(lèi)：生物與化工

任務(wù)二：紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造引課知識(shí)點(diǎn)1：分光光度計(jì)的基本構(gòu)造任務(wù)二：紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)應(yīng)用于無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量的測(cè)定分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1分光光度計(jì)單光束雙光束分為光源單色器樣品池檢測(cè)器顯示器分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1檢測(cè)器吸收池單色器顯示裝置光源分光光度計(jì)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1光源(Lightsource)發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，有足夠的光強(qiáng)度,穩(wěn)定性鎢燈碘鎢燈可見(jiàn)光區(qū)(320～2500nm)氫燈氘燈紫外區(qū)(180～375nm)光源氙燈用6~12V鎢絲燈作可見(jiàn)光區(qū)的光源，發(fā)出的連續(xù)光譜在360~800nm范圍內(nèi)。氙燈氫燈鎢燈分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1光源光源應(yīng)該穩(wěn)定，即要求電源電壓保持穩(wěn)定。為此，通常在儀器內(nèi)同時(shí)配有電源穩(wěn)壓器紫外光源---氘燈(185-375nm)可見(jiàn)光源---鎢燈(320-1000nm)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1單色器單色器將光源輻射的復(fù)合光分成單色光的光學(xué)裝置它是分光光度計(jì)的心臟部分狹縫色散元件透鏡系統(tǒng)單色器棱鏡光柵分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1狹縫將單色器的散射光切割成單色光。直接關(guān)系到儀器的分辨率。單色器狹縫越小，光的單色性越好。分為入射狹縫和出射狹縫。分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1棱鏡(prism)根據(jù)光的折射原理，將復(fù)合光色散為不同波長(zhǎng)的單色光，然后再讓所需波長(zhǎng)的光通過(guò)一個(gè)很窄的狹縫(slit)照射到吸收池上。光柵(grating)是根據(jù)光的衍射和干涉原理將復(fù)合光色散為不同波長(zhǎng)的單色光，然后再讓所需波長(zhǎng)的光通過(guò)狹縫照射到吸收池上。

由玻璃或石英制成。玻璃棱鏡用于可見(jiàn)光范圍，石英棱鏡則在紫外和可見(jiàn)光范圍均可使用它的分辨率比棱鏡大，可用的波長(zhǎng)范圍也較寬M1M2出射狹縫光屏透鏡平面透射光柵光柵衍射示意圖原理利用光通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光波長(zhǎng)范圍寬,色散均勻分辨性能好,使用方便分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1光柵在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬度等間距條痕(600、1200、2400條/mm)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1比色皿比色皿(coloritrough)也稱(chēng)吸收池,它是由無(wú)色透明、耐腐蝕、化學(xué)性質(zhì)相同、厚度相等的玻璃制成的，按其厚度分為0.5cm，1cm，2cm，3cm和5cm玻璃能吸收UV光，僅適用于可見(jiàn)光區(qū)石英不吸收紫外光，適用于紫外和可見(jiàn)光區(qū)要求匹配性（對(duì)光的吸收和反射應(yīng)一致）1cm2cm3cm在高精度的分析測(cè)定中（紫外區(qū)尤其重要）吸收池要挑選配對(duì)，因?yàn)槲粘夭牧系谋旧砦馓匦砸约拔粘氐墓獬涕L(zhǎng)度的精度等對(duì)分析結(jié)果都有影響。分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1比色皿分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1檢測(cè)器檢測(cè)器利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)成電流信號(hào)硒光電池光電池，光電管，光電倍增管光陰極是金屬做成的半圓筒，內(nèi)側(cè)涂有光敏物質(zhì)陽(yáng)極為一金屬絲分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1光電管一個(gè)真空或充有少量惰性氣體的二極管光電管依其對(duì)光敏感的波長(zhǎng)范圍不同分為紅敏和紫敏兩種紅敏光電管紫敏光電管紅敏光電管是在陰極表面涂銀和氧化銫，適用波長(zhǎng)范圍為625~1000nm紫敏光電管是陰極表面涂銻和銫，適用波長(zhǎng)范圍為200~625nm由光電管改進(jìn)而成的，管中有若干個(gè)稱(chēng)為倍增極的附加電極。分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1光電倍增管可使光激發(fā)的電流得以放大，一個(gè)光子約產(chǎn)生106~107個(gè)電子。它的靈敏度比光電管高200多倍。適用波長(zhǎng)范圍為160~700nm。光電倍增管在現(xiàn)代的分光光度計(jì)中被廣泛采用。分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1顯示器顯示器將檢測(cè)器輸出的信號(hào)放大并顯示出來(lái)的裝置常用的液晶數(shù)字指示窗口和計(jì)算控制顯示分光光度計(jì)的基本構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)1項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法專(zhuān)業(yè)大類(lèi)：生物與化工

任務(wù)三：分光光度法測(cè)定未知有機(jī)物知識(shí)點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)試劑知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3知識(shí)點(diǎn)4知識(shí)點(diǎn)5實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)記錄知識(shí)點(diǎn)1：實(shí)驗(yàn)儀器任務(wù)三：分光光度法測(cè)定未知有機(jī)物項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-1800PC-DS2)配1cm石英比色皿2個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器知識(shí)點(diǎn)1燒杯：100mL5個(gè)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)容量瓶：100mL15個(gè)吸量管：10mL5支實(shí)驗(yàn)儀器知識(shí)點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)試劑任務(wù)三：分光光度法測(cè)定未知有機(jī)物項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法實(shí)驗(yàn)試劑知識(shí)點(diǎn)2磺基水楊酸、苯甲酸、糖精鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液3種標(biāo)準(zhǔn)溶液中的任何一種未知液實(shí)驗(yàn)試劑知識(shí)點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)三：分光光度法測(cè)定未知有機(jī)物項(xiàng)目六：紫外-可見(jiàn)分光光度法石英吸收池在220nm裝蒸餾水，以一個(gè)吸收池為參比，調(diào)節(jié)τ為100%，測(cè)定其余吸收池的透射比，其偏差應(yīng)小于0.5%，可配成一套使用，記錄其余比色皿的吸光度值。實(shí)驗(yàn)操作知識(shí)點(diǎn)301吸