紫外—可見(jiàn)分光光度法

1、 本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求 1 1、了解光譜分析的概念、分類(lèi)、特點(diǎn)；、了解光譜分析的概念、分類(lèi)、特點(diǎn)； 化合物電子光譜的產(chǎn)生原理及紫外化合物電子光譜的產(chǎn)生原理及紫外可可 見(jiàn)分光光度法的特點(diǎn)。見(jiàn)分光光度法的特點(diǎn)。 2 2、掌握透光度、吸光度的定義及朗伯、掌握透光度、吸光度的定義及朗伯- - 比爾定律及其使用條件；了解朗伯比爾定律及其使用條件；了解朗伯- - 比爾定律偏離原因。比爾定律偏離原因。 本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求 5 5、掌握紫外、掌握紫外- -可見(jiàn)光分光光度法定性鑒別可見(jiàn)光分光光度法定性鑒別 方法、單組分的定量分析方法；了解方法、單組分的定量分析方法；了解 多組分的定量分析方法。多組分的

2、定量分析方法。 4 4、掌握顯色反應(yīng)、顯色劑、顯色條件選擇、掌握顯色反應(yīng)、顯色劑、顯色條件選擇、 參比溶液的概念及應(yīng)用。參比溶液的概念及應(yīng)用。 3 3、熟悉紫外及可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)。、熟悉紫外及可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)。 1 1、光學(xué)分析法、光學(xué)分析法 依據(jù)物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與依據(jù)物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與 電磁輻射相互作用而建立起來(lái)的各種分電磁輻射相互作用而建立起來(lái)的各種分 析法的統(tǒng)稱(chēng)。析法的統(tǒng)稱(chēng)。 分類(lèi)：分類(lèi)： （1 1）光譜法）光譜法 （2 2）非光譜法）非光譜法 （1 1）光譜法：利用物質(zhì)的光譜進(jìn)行定性、）光譜法：利用物質(zhì)的光譜進(jìn)行定性、 定量和結(jié)構(gòu)分析的方法。定量和結(jié)構(gòu)分析的方法

3、。 光譜：光譜：當(dāng)物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生當(dāng)物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生 能級(jí)躍遷，記錄由能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)能級(jí)躍遷，記錄由能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的輻射能強(qiáng) 度隨波長(zhǎng)的變化，所得的圖譜。度隨波長(zhǎng)的變化，所得的圖譜。 （2 2）非光譜法：）非光譜法： 利用物質(zhì)受電磁輻射時(shí)，改變電利用物質(zhì)受電磁輻射時(shí)，改變電 磁波的傳播方向、速度等物理性質(zhì)建立磁波的傳播方向、速度等物理性質(zhì)建立 起來(lái)的分析方法。起來(lái)的分析方法。 分類(lèi)：分類(lèi)： 折射法折射法 旋光法旋光法 射線衍射法射線衍射法 2、原子光譜與分子光譜：、原子光譜與分子光譜： （1 1）原子光譜：）原子光譜： 由于氣態(tài)原子或離子外層電子在不同

4、由于氣態(tài)原子或離子外層電子在不同 能級(jí)間躍遷而產(chǎn)生的光譜。能級(jí)間躍遷而產(chǎn)生的光譜。 包括：包括：原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、 原子熒光光譜。原子熒光光譜。 特征：線狀光譜特征：線狀光譜 （2 2）分子光譜：）分子光譜： 在輻射作用下，分子間能級(jí)的躍在輻射作用下，分子間能級(jí)的躍 遷產(chǎn)生的光譜。遷產(chǎn)生的光譜。 包括：包括：分子吸收光譜、分子熒光光譜、分子吸收光譜、分子熒光光譜、 分子磷光光譜。分子磷光光譜。 特征：帶狀光譜特征：帶狀光譜 光基態(tài)激發(fā)態(tài) 釋放能量發(fā)光 hMM * 發(fā)射光譜 激發(fā)態(tài)光基態(tài) 吸收輻射能量* MhM 吸收光譜 4、分光光度法：、分光光度法： 利用

5、被測(cè)物質(zhì)對(duì)光的吸收特征和利用被測(cè)物質(zhì)對(duì)光的吸收特征和 吸收強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析的方法。吸收強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析的方法。 分類(lèi)：分類(lèi)： （1）紫外分光光度法（）紫外分光光度法（200400nm) （2）可見(jiàn)分光光度法）可見(jiàn)分光光度法 (400760nm) （3）紅外分光光度法）紅外分光光度法(0.751000m) 紫外紫外可見(jiàn)分光光度法的特點(diǎn)：可見(jiàn)分光光度法的特點(diǎn)： 1、靈敏度高：能測(cè)、靈敏度高：能測(cè)10-7g/mL級(jí)。級(jí)。 2、精密度和準(zhǔn)確度高：、精密度和準(zhǔn)確度高： RE=15% 3、選擇性好：多組分一般無(wú)需分離、選擇性好：多組分一般無(wú)需分離 4、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單：不太貴重、操作簡(jiǎn)、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單：不太

6、貴重、操作簡(jiǎn) 便快速；便快速； 5、應(yīng)用范圍廣。、應(yīng)用范圍廣。 1 1、波粒二象性：、波粒二象性： 波動(dòng)性：波動(dòng)性： c c 1 :或 粒子性：粒子性： ch c hhE 一、電磁輻射與電磁波譜一、電磁輻射與電磁波譜 電磁輻射：電磁輻射：在空間不需任何物質(zhì)作為傳在空間不需任何物質(zhì)作為傳 播媒介的高速傳播的粒子流。播媒介的高速傳播的粒子流。 2 2、電磁波譜：、電磁波譜： 光譜區(qū)域：光譜區(qū)域：按照電磁波波長(zhǎng)大小順序把電磁按照電磁波波長(zhǎng)大小順序把電磁 波劃分成幾個(gè)區(qū)域。波劃分成幾個(gè)區(qū)域。 電磁波譜：電磁波譜：由各光譜區(qū)域按順序排成的系列。由各光譜區(qū)域按順序排成的系列。 射射 線線 x 射射 線線

7、紫紫 外外 光光 紅紅 外外 光光 微微 波波 無(wú)無(wú) 線線 電電 波波 10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 可可 見(jiàn)見(jiàn) 光光 二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收：二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收： 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 色散色散 1 1、單色光：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光。、單色光：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光。 復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光。復(fù)合光：由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光。 紅橙黃綠青青藍(lán)藍(lán)紫 650-750 nm 600-650 nm 580-600 nm 500-580 nm 490-500 nm 480-490 nm 450-480 nm 400-450 nm

8、 2 2、白光：白光：七色光按不同比例混合的復(fù)合光。七色光按不同比例混合的復(fù)合光。 互補(bǔ)光：互補(bǔ)光：按一定比例混合為白光的兩種光。按一定比例混合為白光的兩種光。 紅 青 綠 藍(lán) 黃 青藍(lán) 橙 紫 3、物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系：、物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系： 完全吸收：完全吸收： 完全透過(guò)：完全透過(guò)： 吸收黃色光：吸收黃色光： 溶液顏色取決于被吸收光的互補(bǔ)光的顏色；溶液顏色取決于被吸收光的互補(bǔ)光的顏色； 而顏色的深淺，則取決于溶液中吸光物質(zhì)濃而顏色的深淺，則取決于溶液中吸光物質(zhì)濃 度的高低。度的高低。 吸收光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系：吸收光譜與有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系： 紅外吸收光譜紅外吸收光譜振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)光譜

9、。振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。 每一種分子都有其特征光譜。每一種分子都有其特征光譜。 紫外紫外可見(jiàn)吸收光譜可見(jiàn)吸收光譜電子光譜電子光譜 分子中含有芳香環(huán)、共軛雙鍵、含分子中含有芳香環(huán)、共軛雙鍵、含 雜原子的不飽和鍵、配位化合物雜原子的不飽和鍵、配位化合物 在濃度一定的條件下，以波長(zhǎng)或波數(shù)為橫坐標(biāo)、在濃度一定的條件下，以波長(zhǎng)或波數(shù)為橫坐標(biāo)、 吸光度或吸光系數(shù)為縱坐標(biāo)所描繪的曲線。吸光度或吸光系數(shù)為縱坐標(biāo)所描繪的曲線。 吸收峰：吸收峰： max 谷：谷： min 肩峰：肩峰： sh 末端吸收：末端吸收： 2 2 34 1 1 強(qiáng)帶：強(qiáng)帶： 104； 弱帶：弱帶： 102 A （一）透光率與吸光度：（一）透光率

10、與吸光度： 0 I I T t 1 1、透光率：、透光率： 入射光 I0透射光 It T 取值為取值為0.0 % 100.0 % 全部吸收：全部吸收： T = 0.0 % 全部透射：全部透射： T = 100.0 % 二、朗伯二、朗伯-比爾定律：比爾定律： 2、吸光度、吸光度A：溶液對(duì)光的吸收程度。溶液對(duì)光的吸收程度。 T T Alg 1 lg A取值為：取值為：0 Example Solution （1）透光率）透光率T=20%，則，則A=？ （2）若吸光度）若吸光度A=0.30，則，則T=？ 70.020.0lglg)1 (TA %5050.01010)2( 30.0 A T （二）光的吸

11、收定律：朗伯（二）光的吸收定律：朗伯比爾定律比爾定律 LKALA 1 1760，年，發(fā)現(xiàn)：朗伯于 CKACA 2 1852，年，發(fā)現(xiàn)：比爾于 光吸收定律：光吸收定律：LCKA A(a+b+c) = Aa + Ab + Ac 適用前提：適用前提： 1 1、入射光為平行單色光且垂直照射；、入射光為平行單色光且垂直照射； 2 2、均勻非散射體系、均勻非散射體系; ; 3 3、稀溶液（、稀溶液（C0.01mol/L);C 主成分吸收主成分吸收與純與純 品比較，品比較，EE，光譜變形則含有雜質(zhì)。，光譜變形則含有雜質(zhì)。 1 1、純度檢查（雜質(zhì)檢查）、純度檢查（雜質(zhì)檢查） 例：腎上腺素中微量雜質(zhì)例：腎上腺素

12、中微量雜質(zhì)腎上腺酮含量計(jì)算：腎上腺酮含量計(jì)算： 2mg/mL -0.05mol/L的的HCl溶液，溶液， 310nm下測(cè)定下測(cè)定 規(guī)定規(guī)定 A3100.05 即符合要求的雜質(zhì)限量即符合要求的雜質(zhì)限量0.06% %06. 0 100 2 101 . 1 % /101 . 1 100/101 . 1 1435 05. 0 3 3 4 %1 1 腎上腺酮 mlmg mlg lE A C cm 三、定量分析：三、定量分析： （一）微量單組分的定量方法：（一）微量單組分的定量方法： lCEA定量依據(jù)： 1 1、標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法最經(jīng)典的方法最經(jīng)典的方法 配制一系列濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在配制一系列濃度

13、不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在 相同的條件下分別測(cè)定吸光度相同的條件下分別測(cè)定吸光度A，繪制，繪制 AC曲線（工作曲線）。根據(jù)樣品的曲線（工作曲線）。根據(jù)樣品的A 從工作曲線中找出對(duì)應(yīng)的從工作曲線中找出對(duì)應(yīng)的C值。值。 Example蘆丁含量測(cè)定蘆丁含量測(cè)定 。A AmL。mg mLmLmLmg 如下表所示值及樣品的 值分別測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品 標(biāo)樣分別移取 250 . 3 2550/200. 0 Solution 根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)作根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)作AC工作曲線：工作曲線： %7 .23 %100 0 . 3 710. 0 %: 蘆丁即 2 2、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法：比較法、對(duì)比法、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法：比較法、對(duì)比法 在

14、相同的條件下配制樣品溶液和標(biāo)在相同的條件下配制樣品溶液和標(biāo) 準(zhǔn)溶液，在選定的波長(zhǎng)處分別測(cè)定準(zhǔn)溶液，在選定的波長(zhǎng)處分別測(cè)定A A值。值。 根據(jù)：根據(jù)： LCA 樣樣 LCA 標(biāo)標(biāo) 標(biāo) 樣 標(biāo) 樣 C C A A Example Solution 有一標(biāo)準(zhǔn)有一標(biāo)準(zhǔn)Fe3+溶液，濃度為溶液，濃度為6ug/mL，其，其 A=0.304。而樣品溶液在同一條件下的。而樣品溶液在同一條件下的A=0.510。 求樣品中求樣品中Fe3+的含量。的含量。 mLug A A CC/1 .10 304. 0 510. 0 6 標(biāo) 樣 標(biāo)樣 3 3、吸光系數(shù)法：、吸光系數(shù)法： LC A LC A E cm 或 %1 1

15、 從手冊(cè)或文獻(xiàn)查出從手冊(cè)或文獻(xiàn)查出 。E cm 值值或 %1 1 Example Solution 維生素維生素B12 的水溶液在的水溶液在361nm處的百分吸光系處的百分吸光系 數(shù)為數(shù)為207，用，用1cm比色池測(cè)得某維生素比色池測(cè)得某維生素B12溶液的溶液的 吸光度是吸光度是0.414，求該溶液的濃度。，求該溶液的濃度。 mLg mLg LE A C /0 .20 100/00200. 0 1207 414. 0 （二）微量多組分定量方法：（二）微量多組分定量方法： 三種情況：三種情況： 1 1兩組分吸收光譜不重疊（互不干擾）兩組分吸收光譜不重疊（互不干擾） 兩組分在各自?xún)山M分在各自max

16、 max下不重疊 下不重疊分別按單分別按單 組分定量組分定量 bb aa AE AE 222 111 ；測(cè)定 ；測(cè)定過(guò)程： a a aa aa E A CCEA 1 1 11 由 b b bb bb E A CCEA 2 2 22 由 2兩組分吸收光譜部分重疊兩組分吸收光譜部分重疊 1測(cè)測(cè)A1b組分不干擾組分不干擾可按單組分定量測(cè)可按單組分定量測(cè)Ca 2測(cè)測(cè)A2a組分干擾組分干擾不能按單組分定量測(cè)不能按單組分定量測(cè)Ca baba aa AEE AE 2222 111 ；和測(cè)定 ；測(cè)定過(guò)程： a a aa aa E A CCEA 1 1 11 由 b b a ababa CECEAAA 2222

17、2 由 b a aba b E CEA C 2 22 3 3兩組分吸收光譜完全重疊兩組分吸收光譜完全重疊 混合樣品測(cè)定混合樣品測(cè)定 （1 1）解線性方程組法）解線性方程組法 （2 2）等吸收雙波長(zhǎng)消去法）等吸收雙波長(zhǎng)消去法 步驟：步驟： baba baba AEE AEE 2222 1111 ；和測(cè)定 ；和測(cè)定 b b a ababa CECEAAA 11111 b b a ababa CECEAAA 22222 baba baba AAA AAA 222 111 步驟：步驟： babbaabababa AAAAAAAAA )()( 212121 消除消除a的影響測(cè)的影響測(cè)b aa AAa 2

18、121 和的等吸收點(diǎn)選 bb b bb bbba CE CEE AAA )( 21 21 b ba bb ba b E A EE A C 21 bb AAb 2 1 2 1 和的等吸收點(diǎn)選 aa a aa aaba CE CEE AAA )( 21 2 1 a ba aa ba a E A EE A C 2 1 1. 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍是可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍是 A、7601000nm B、400760nm C、200400nm D、小于、小于400nm 2測(cè)定測(cè)定Fe3+含量時(shí)，加入含量時(shí)，加入KSCN顯色劑，顯色劑， 生成的配合物是紅色的，則此配合物吸收了生成的配合物是紅色的，則此配合物吸收了 白

19、光中的白光中的 A、紅光、紅光 B、綠光、綠光 C、紫光、紫光 D、藍(lán)光、藍(lán)光 E、青光、青光 3在分光光度分析中，透過(guò)光強(qiáng)度（在分光光度分析中，透過(guò)光強(qiáng)度（It）與入）與入 射光強(qiáng)度（射光強(qiáng)度（I0）之比，即）之比，即It / I0稱(chēng)為稱(chēng)為 A、吸光度、吸光度 B、透光率、透光率 C、吸光系數(shù)、吸光系數(shù) D、光密度、光密度 E、消光度、消光度 4朗伯朗伯-比爾定律，即光的吸收定律，表述了比爾定律，即光的吸收定律，表述了 光的吸光度與光的吸光度與 A、溶液濃度的關(guān)系、溶液濃度的關(guān)系 B、波長(zhǎng)的關(guān)系、波長(zhǎng)的關(guān)系 C、溶液液層厚度的關(guān)系、溶液液層厚度的關(guān)系 D、溶液的濃度與液層厚度的關(guān)系、溶液的濃度與液層厚度的關(guān)系 5在吸收