《紫外可見光譜法》課件

紫外可見光譜法內容大綱紫外可見分光光度計的定義、工作原理和結構組成吸收光譜和透射光譜的概念和區(qū)別分子吸收光譜的基礎理論和特征定量分析方法、Lambert-Beer定律和標準曲線繪制定性分析方法、光譜圖的解釋和常見色素的特征實驗應用案例、定性分析和定量分析實例儀器的校準和維護方法，常見故障和解決辦法實驗安全和環(huán)保注意事項，紫外光安全防護和化學試劑的廢棄處理總結紫外可見光譜法的應用和發(fā)展趨勢1.引言紫外可見光譜法是一種重要的分析方法，廣泛應用于化學、生物、醫(yī)藥、食品等領域。1.1紫外可見分光光度計的定義定義紫外可見分光光度計是一種利用物質對紫外可見光的選擇性吸收來進行定量和定性分析的儀器。原理該儀器通過測量物質對不同波長的紫外可見光的吸收程度，從而得到物質的吸收光譜，進而確定物質的組成和含量。1.2紫外可見分光光度計的工作原理1光源發(fā)出紫外可見光2單色器選擇特定波長的光3樣品池盛放待測樣品4檢測器測量透射光強度5數據處理系統(tǒng)分析數據并顯示結果紫外可見分光光度計的主要結構組成光源紫外可見分光光度計使用氘燈和鎢燈作為光源，分別用于紫外和可見光區(qū)域。單色器單色器將光源發(fā)出的光束分解成不同波長的光，并選擇特定波長的光束照射樣品。樣品池樣品池用來盛裝待測樣品，使光束通過樣品，并發(fā)生光吸收或透射。檢測器檢測器用來測量通過樣品的光強，并將光強信號轉化為電信號。2.吸收光譜和透射光譜吸收光譜物質對特定波長光的吸收程度隨波長變化而形成的圖譜。透射光譜物質對特定波長光的透過程度隨波長變化而形成的圖譜。2.1吸收光譜的定義1物質吸收光當一束光照射物質時，物質會吸收特定波長的光，形成吸收光譜。2吸收強度吸收強度與物質的濃度和光束穿過物質的路徑長度成正比。3光譜特征每種物質都有其特有的吸收光譜，可用于物質的定性和定量分析。2.2透射光譜的定義定義透射光譜是指物質對特定波長光線的吸收程度與透射程度之間的關系圖。特點透射光譜通常用透射率（T）表示，表示光線通過物質后透射出來的光量占入射光量的百分比。3.分子吸收電子躍遷紫外可見光譜法是基于物質分子對紫外可見光吸收產生的電子躍遷現象而建立的。能級躍遷分子吸收光子后，電子會從低能級躍遷到高能級，并導致物質的特定吸收。3.1分子吸收光的基本原理能量吸收當一束光照射到物質時，物質中的分子會吸收特定波長的光，導致分子內部的電子躍遷。電子躍遷吸收的光能使分子中的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，進而導致分子的結構和性質發(fā)生變化。光譜分析通過測量光束通過物質后的光強變化，可以得到物質的吸收光譜，從而分析物質的組成和結構。3.2分子的電子躍遷1基態(tài)分子在正常狀態(tài)下，電子處于能量最低的軌道，稱為基態(tài)。2激發(fā)態(tài)當分子吸收能量后，電子會躍遷到能量較高的軌道，稱為激發(fā)態(tài)。3躍遷類型分子吸收光能后，電子躍遷可以分為σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*等類型。3.3分子吸收光譜的特征分子吸收光譜表現出一些獨特的特征，這些特征可以用來識別和定量分析物質。這些特征包括：吸收峰的位置、形狀、強度和寬度。吸收峰的位置取決于物質的結構和化學環(huán)境，而吸收峰的形狀、強度和寬度則取決于物質的濃度和溶劑。定量分析紫外可見分光光度法在定量分析方面具有重要應用，通過測量物質對特定波長光的吸收程度，可以精確測定物質的濃度。Lambert-Beer定律該定律是定量分析的基礎，描述了物質的吸光度與其濃度和光束通過溶液的路徑長度之間的關系。定量分析方法常用的定量分析方法包括標準曲線法、標準加入法和差示分光光度法，根據不同的實驗需求選擇合適的分析方法。4.1Lambert-Beer定律光束強度光束穿過溶液后，其強度會減弱。吸光度吸光度與溶液濃度和光束通過的路徑長度成正比。4.2定量分析的方法標準曲線法通過繪制一系列已知濃度樣品的吸光度與濃度的關系曲線，建立標準曲線，然后根據未知樣品的吸光度在標準曲線上查得其濃度。內標法在樣品中加入已知量的內標物質，并根據內標物質和待測物質的吸光度比值，計算待測物質的濃度。直接比較法將未知樣品與已知濃度的標準溶液直接進行比較，根據吸光度的差異，判斷未知樣品的濃度。4.3標準曲線的繪制1選取標準物質選擇純度高、穩(wěn)定性好、可溶于溶劑的物質2配制標準溶液按照一定比例配制一系列濃度的標準溶液3測量吸光度使用紫外可見分光光度計測量標準溶液的吸光度4繪制標準曲線以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線定性分析光譜特征通過分析樣品紫外可見光譜圖的特征，如最大吸收波長、吸收強度等，可以確定物質的結構和類型。對比驗證將未知樣品的光譜圖與已知物質的光譜圖進行對比，可以確認未知樣品是否為該已知物質。5.1紫外可見光譜圖的解釋紫外可見光譜圖是通過紫外可見分光光度計測得的，它反映了物質在紫外可見光區(qū)的光吸收特性。通過分析光譜圖，可以獲得物質的結構信息和定量分析數據。光譜圖的橫坐標為波長，縱坐標為吸光度。吸光度越高，表示物質對該波長的光吸收越強。不同的物質具有不同的光譜特征，可以通過光譜圖識別物質的種類。常見色素的光譜特征類胡蘿卜素類胡蘿卜素通常具有在可見光譜的紫外和藍光區(qū)域的強吸收帶。葉綠素葉綠素在可見光譜的紅光和藍光區(qū)域具有兩個吸收峰，在綠光區(qū)域具有較低的吸收?；ㄇ嗨鼗ㄇ嗨卦诳梢姽庾V的不同區(qū)域具有不同的吸收，取決于其pH值，表現出鮮艷的顏色變化。實驗應用定性分析利用紫外可見光譜法可對未知物質進行定性分析。定量分析紫外可見光譜法可用于測量已知物質的濃度。6.1定性分析的實例例如，使用紫外可見分光光度計可以對未知樣品進行定性分析，確定其成分。通過比較未知樣品的光譜圖與已知物質的光譜圖，可以確定未知樣品的成分，并判斷其是否含有特定物質。6.2定量分析的實例例如，可以使用紫外可見光譜法測定溶液中某物質的濃度。首先，需要制作標準溶液，并測量其在不同濃度下的紫外可見光譜。然后，根據標準溶液的紫外可見光譜繪制標準曲線。最后，測量未知樣品的紫外可見光譜，并根據標準曲線確定未知樣品的濃度。儀器的校準與維護紫外可見分光光度計的校準和維護至關重要，這可以確保儀器能夠穩(wěn)定準確地運行，并獲得可靠的實驗結果。校準定期校準確保儀器的準確性，通常使用標準物質進行校準，例如重鉻酸鉀溶液。維護維護包括清潔光學元件、更換燈泡、檢查光路、定期保養(yǎng)等，確保儀器處于良好的工作狀態(tài)。7.1儀器的校準方法波長校準使用標準物質進行波長校準，例如重金屬燈或鹵素燈，以確保儀器能準確讀取物質的吸收峰值。吸光度校準使用已知濃度的標準溶液進行吸光度校準，確保儀器能準確測量溶液的吸光度值。7.2儀器的常見故障及維護定期檢查光源燈泡，更換老化或損壞的燈泡。清潔光學元件，保持光路暢通。定期進行儀器校準，確保測量結果準確可靠。實驗安全與環(huán)保1紫外光的安全防護紫外光對人體有傷害，實驗時需佩戴防護眼鏡，避免直接照射。2化學試劑的廢棄處理實驗結束后，應妥善處理化學試劑，避免污染環(huán)境。8.1紫外光的安全防護紫外線防護眼鏡實驗時，應佩戴專用的紫外線防護眼鏡，以保護眼睛免受紫外線的傷害。實驗服穿戴長袖實驗服，避免皮膚直接暴露在紫外線下。紫外線屏蔽使用紫外線屏蔽材料，如黑色布或塑料，遮擋紫外線光源，避免其照射到人。化學試劑的廢棄處理