第二章-紫外-可見分光光度法(2)教材

§3.紫外-可見分光光度計(jì)一、構(gòu)造光源要求：在所需的光譜區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化不大。

紫外區(qū)：

D2燈或H2燈（160～375nm)

可見區(qū)：

鎢絲燈（320～2500nm)實(shí)際測(cè)量中需要更換燈源

高壓氙燈（250～700）無(wú)需換燈

2.單色器作用：從光源出來(lái)的復(fù)合光中分解出單色光

色散元件

{

棱鏡光柵{

石英:紫外區(qū)、可見區(qū)

玻璃:可見區(qū)

（玻璃對(duì)紫外光有吸收）（1）棱鏡

根據(jù)光的折射現(xiàn)象進(jìn)行分光。波長(zhǎng)短的折射率大波長(zhǎng)長(zhǎng)的折射率小

（a）色散率將不同波長(zhǎng)的光分散開的能力角色散率:

q：偏向角（入射線與折射線的夾角）a：棱鏡的頂角n：折射率線色散率:

兩條譜線在焦面上被分開的距離對(duì)波長(zhǎng)的變化率dl：焦面上的距離dl：光波長(zhǎng)之差f：物鏡焦距e

：焦面與光軸的夾角倒線色散率：

（b）分辨率將波長(zhǎng)相近的兩條譜線分辨開的能力

：兩條譜線的平均波長(zhǎng)Δl

：剛好能分開的兩條譜線間的波長(zhǎng)差棱鏡底邊的有效長(zhǎng)度棱鏡材料的色散率分辨率隨波長(zhǎng)而變化，在短波部分分辨率較大（2）光柵

（a）光柵公式d：光柵常數(shù)a：入射角q：衍射角n：光譜級(jí)次：0，±

1,±2……l：衍射光波長(zhǎng)θ角與α角在光柵法線同側(cè)時(shí)，取正值，異側(cè)取負(fù)值衍射角θ隨波長(zhǎng)的增大而增大（b）光譜級(jí)的重疊當(dāng)光柵一定，且a、q確定時(shí)，則可以有多種n-l組合如:l=600nmn=1（一級(jí)光譜）l=300nmn=2（二級(jí)光譜）l=200nmn=3（三級(jí)光譜）

}重疊③分級(jí)器：在光路中加一個(gè)低色散棱鏡消除方法：①濾光片：要l=600nm的譜線，用紅色濾光片濾去其它譜線②感光板：要l=300nm的譜線，用紫外感光板（600nm的譜線不感光，再加上一合適濾光片濾去200nm譜線）（c）光柵的光學(xué)特性①色散率角色散率:線色散率：f：投影物鏡焦距，與l無(wú)關(guān)可通過(guò)提高f來(lái)提高光柵的色散率，但f不能太大②分辨率光譜級(jí)次光柵刻痕總數(shù)例：50mm寬，刻痕數(shù)為1200條/mm的光柵的分辨率一級(jí)光譜：（3）光柵光譜與棱鏡光譜的對(duì)比

3.吸收池{

吸收池

石英:紫外區(qū)、可見區(qū)

玻璃:可見區(qū)注意：參比池與樣品池一定要匹配

4.檢測(cè)器常用的檢測(cè)器有：硒光電池→光電管→光電倍增管

低檔儀器可見光區(qū)紅敏625~1000nm

蘭敏210~625nm

靈敏度最高5.信號(hào)指示系統(tǒng)

放大并記錄信號(hào)檢測(cè)光信號(hào)二、類型單光束分光光度計(jì)2.雙光束分光光度計(jì)可以消除光源強(qiáng)度變化帶來(lái)的誤差3.雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)4.多通道分光光度計(jì)適用于快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究和多組分混合物測(cè)定5.光導(dǎo)纖維探頭式分光光度計(jì)鍍鋁反射鏡§4.分析條件的選擇、儀器測(cè)量條件的選擇1.l的選擇

選擇原則：最大吸收原則選lmax

2.狹縫的選擇

狹縫↑→光單色性↓→靈敏度↓原則：以減小狹縫寬度時(shí)，試樣的吸光度不再增加為準(zhǔn)

用極限值表示：相對(duì)誤差：

微分得：

3.A的測(cè)量范圍欲使

最小

需使

即：

A=0.434時(shí),相對(duì)誤差最小

欲使

A：0.15~1.00T:10%~70%二、反應(yīng)條件的選擇〈一〉顯色反應(yīng)使待測(cè)物ε增大的反應(yīng)（包括絡(luò)合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)等等）1.定義P34（表3.3）2.對(duì)顯色反應(yīng)的要求

（1）生成物的e要大（2）R的選擇性要好（3）生成物組成恒定（4）生成物穩(wěn)定性好（5）顯色條件易于控制（6）對(duì)照性好<二>反應(yīng)條件的選擇1.R

2.pH值（1）pH的影響（a）對(duì)配位數(shù)的影響pH值不同，可能使配合物具有不同的配位數(shù)，顯示不同的顏色如：Fe3+——水楊酸pH 絡(luò)合比 顏色1.8~2.5 1：1 紫紅4~8 1：2 棕褐8~11.5 1：3 黃（b）pH增大導(dǎo)致金屬離子水解Fe3+——SCN-

（c）pH的選擇pH1<pH<pH2

3.其他因素放置時(shí)間（顯色時(shí)間）、溫度等

通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定從而：①消除（溶液中）其他組分的影響②消除吸收池（對(duì)光的反射和吸收所帶來(lái)）的影響③消除溶劑（對(duì)光的反射和吸收所帶來(lái)）的影響〈三〉參比溶液的選擇參比溶液的作用：用來(lái)調(diào)節(jié)透射比為100%，或者說(shuō)調(diào)節(jié)A=0的。三個(gè)消除1.溶劑空白作參比液參比溶液的選擇：R及其他組分無(wú)吸收（在MRn的λmax處）純?nèi)軇┳鲄⒈纫?，如水、乙?/p>

2.試劑空白作參比液R及其他組分在lmax處有吸收3.試液空白作參比液R無(wú)吸收，待測(cè)試樣中共存的其他組分（如N組分）有吸收

N不與R反應(yīng)4.其他空白作參比溶液

有吸收

N：試樣中干擾組分（含NRm和ML）（含NRm和MRn）有吸收無(wú)吸收如：鉻天菁S作為顯色劑測(cè)Al3+，Ni2+及Co2+產(chǎn)生干擾，加入F-作掩蔽劑6F-+Al3+

→[AlF6]3-（無(wú)吸收）F-不影響鉻天菁S與Ni2+及Co2+的反應(yīng)§5.紫外-可見分光光度法的應(yīng)用（1）比較吸收光譜曲線（2）由經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算lmax值，并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較一、定性分析（自學(xué)，P38~44）二、定量分析（自學(xué)，P44~45）<一>單組分定量分析（標(biāo)準(zhǔn)曲線法及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法）<二>多組分定量方法<三>雙波長(zhǎng)法1、等吸收點(diǎn)法對(duì)混合物來(lái)說(shuō)：所以對(duì)于B組分來(lái)說(shuō)，它在l1和l2處的吸光度相等，即那么：對(duì)于等吸收法來(lái)說(shuō)，所選擇的波長(zhǎng)必須符合兩個(gè)基本條件（波長(zhǎng)選擇的基本條件）（1）干擾組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)下應(yīng)具有相同的吸光度。（2）待測(cè)組分在這兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度差值應(yīng)足夠大。

當(dāng)l1有幾個(gè)波長(zhǎng)可供選擇的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇最有利的波長(zhǎng)，以使待測(cè)組分的吸收差值盡可能大

由于，所以選擇l1而不選擇l1′2.系數(shù)倍率法（K系數(shù)法）

找不到等吸收點(diǎn)

K系數(shù)法，它是利用儀器本身的電學(xué)線路裝置來(lái)解決問題的。通過(guò)調(diào)節(jié)系數(shù)倍率器，使干擾組分在兩個(gè)波長(zhǎng)下的A值相等

即k2/k1值知道以后，列出ΔA值的公式：由于<四>示差分光光度法高吸光度示差法待測(cè)溶液Cx，標(biāo)準(zhǔn)溶液Cs，且Cx>Cs普通法：以空白溶液（C=0）為參比：待測(cè)溶液:Ax=elCx標(biāo)準(zhǔn)溶液:As=elCs

示差法:以標(biāo)準(zhǔn)溶液（Cs）為參比：待測(cè)溶液:A=?A=Ax-As=elCx-elCs=el(Cx-Cs)=el?C例:以空白溶液為參比時(shí):待測(cè)溶液參比溶液

以透過(guò)率為10%的溶液（參比溶液）為參比時(shí)待測(cè)溶液<五>導(dǎo)數(shù)光譜法（自學(xué)，了解）P47三、配合物組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定

（P47~48，詳細(xì)閱讀）五、酸堿離解常數(shù)的測(cè)定以一元弱酸HL為例：離解常數(shù)：