紫外可見分光光度計(jì)

1、課件課件紫外可見分光光度計(jì)紫外可見分光光度計(jì)化學(xué)工程系09工業(yè)分析與檢驗(yàn) 1、掌握紫外可見分光光度計(jì)性能的檢驗(yàn)方、掌握紫外可見分光光度計(jì)性能的檢驗(yàn)方法法 2、學(xué)會(huì)紫外可見分光光度計(jì)的使用方法、學(xué)會(huì)紫外可見分光光度計(jì)的使用方法3、掌握紫外、掌握紫外可見分光光度計(jì)的工作原理和實(shí)用價(jià)值4、學(xué)會(huì)紫外可見分光光度計(jì)的儀器仿真操作、學(xué)會(huì)紫外可見分光光度計(jì)的儀器仿真操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?儀器認(rèn)識(shí)1、紫外可見分光光度計(jì)紫外可見分光光度計(jì)2 2、仿真儀器、仿真儀器3 3、比色皿、比色皿4 4、擦鏡紙、擦鏡紙紫外分光光度計(jì)uv-754c 主要結(jié)構(gòu) 光源單色器檢測(cè)器信號(hào)處理及顯示系統(tǒng) 紫外分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理紫外

2、分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理吸收池1、光源：光源的作用是提供激發(fā)能使待測(cè)分子產(chǎn)生光吸收。要求光源能夠提供足夠強(qiáng)的連續(xù)光譜、有良好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命、且輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)無明顯變化。常用的光源有鎢燈、碘鎢燈等熱輻射光源（發(fā)出320nm2500nm的連續(xù)可見光譜）和氫燈、氘燈等氣體放電光源（發(fā)出160370nm紫外光，有效波長(zhǎng)范圍：200375nm）2、單色器：?jiǎn)紊魇悄軓膹?fù)合光中分出波長(zhǎng)可調(diào)的單色光的光學(xué)裝置，其性能直接影響入射光的單色性，從而影響到測(cè)定的靈敏度、選擇性及準(zhǔn)確性等。單色器包括入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡是入射光變成平行光）色散元件（色散元件為核心部位，包括棱鏡和光柵）、聚焦元件

3、和出射狹縫。3、吸收池：吸收池是用于盛裝液態(tài)樣品的器皿，是光與物質(zhì)發(fā)生作用的場(chǎng)所。吸收池分為玻璃池和石英池兩種，玻璃池只能用于可見光區(qū)石英池用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)。4、檢測(cè)器：檢測(cè)器用于檢測(cè)單色光通過溶液后透射光的強(qiáng)度并把這種信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的裝置。要求：具有高的靈敏性，好的穩(wěn)定性、低水平噪音。檢測(cè)器 （1）光電池）光電池 ：敏感響應(yīng)的光譜范圍為敏感響應(yīng)的光譜范圍為310800nm，其中，其中對(duì)對(duì)500600nm的光響應(yīng)最為靈敏。的光響應(yīng)最為靈敏。 （2）光電管：）光電管：與光電池比較，其靈敏度高、光敏范圍寬、與光電池比較，其靈敏度高、光敏范圍寬、響應(yīng)速度快、不易疲勞。響應(yīng)速度快、不易疲勞。（

4、3）光電倍增管）光電倍增管:實(shí)際是一種加了多極倍增的光電管，靈實(shí)際是一種加了多極倍增的光電管，靈敏度高響應(yīng)速度快，是檢測(cè)微弱光最常見的光電元件。敏度高響應(yīng)速度快，是檢測(cè)微弱光最常見的光電元件。5、信號(hào)處理及顯示系統(tǒng)、信號(hào)處理及顯示系統(tǒng)常見的信號(hào)指示裝置有直流檢流計(jì)、電位調(diào)零裝置、數(shù)字顯示及自動(dòng)記錄裝置三、紫外三、紫外可見分光光度計(jì)的類型可見分光光度計(jì)的類型1、單光束分光光度計(jì)光路示意圖、單光束分光光度計(jì)光路示意圖2、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)光路示意圖、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)光路示意圖光源單色器參比池檢測(cè)器樣品池光源單色器單色器2切光器吸收池檢測(cè)器工作原理工作原理1、在分子中，除了電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)之外，

5、還有原子核之間振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)引起的相對(duì)位移。這三種運(yùn)動(dòng)能量都是量子化的，對(duì)應(yīng)有一定的能級(jí)。分子的能量是這三種能量的總和。當(dāng)用一定頻率（波長(zhǎng)）的電磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的兩個(gè)能級(jí)差時(shí)，則分子就會(huì)吸收光的能量而由較低的能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)，同時(shí)光的強(qiáng)度（能量）變小。吸光度符合吸收定律： a=lg（i0/it）=-logt2、 根據(jù)這一關(guān)系可以用工作曲線法來測(cè)定未知溶液中吸光物質(zhì)的濃度。基本原理基本原理一、了解光的基本特性（1）光的波動(dòng)性。光是一種電磁波v=1/t=c/ 6=1/=v/c（2）光的粒子性e=hv=h*c/ e：能量，單位焦耳，h：普朗克常量6.626 x 10-34j/s

6、（3）單色光、復(fù)合光、互補(bǔ)色光波長(zhǎng)400450450480480 490490 500500 560560 580580 610610 650650 780紫色互補(bǔ)色紫黃綠藍(lán)黃綠藍(lán)橙藍(lán)綠綠綠紅紫黃綠紫黃藍(lán)橙綠藍(lán)紅藍(lán)綠二、光的吸收譜曲線和光吸收定律二、光的吸收譜曲線和光吸收定律1、光強(qiáng)度：光強(qiáng)度市直單位時(shí)間內(nèi)照射在單位面積上的光、光強(qiáng)度：光強(qiáng)度市直單位時(shí)間內(nèi)照射在單位面積上的光的能量。用字母的能量。用字母 i 表示，它與單位時(shí)間照射在單位面積上表示，它與單位時(shí)間照射在單位面積上的光子的數(shù)目有關(guān)，與光的波長(zhǎng)沒有關(guān)系的光子的數(shù)目有關(guān)，與光的波長(zhǎng)沒有關(guān)系2、透射率：、透射率：t=it/i0 t愈大，物

7、質(zhì)對(duì)光的吸收愈少，愈大，物質(zhì)對(duì)光的吸收愈少，t=0%，光全部被吸收，光全部被吸收，t=100%，表示光全部透過，表示光全部透過3、吸光度：、吸光度：a=- logt= log i0/it ，a越小，物質(zhì)對(duì)光的吸收越越小，物質(zhì)對(duì)光的吸收越少；少；a=0，表示光全部透過；，表示光全部透過；a=無窮，光全部吸收無窮，光全部吸收4、郎伯、郎伯-比爾吸收定律比爾吸收定律a=k1b k1：比例系數(shù)，：比例系數(shù)，b：液層厚度：液層厚度郎伯定律郎伯定律a=k2c k2：比例系數(shù)，：比例系數(shù)，c：溶液濃度：溶液濃度比爾定律比爾定律a=kbc注注:紫外：紫外：10400nm，可見光：，可見光：400750nm，紅

8、外：，紅外：0.751000umr射線最短，頻率最高，能量最大；無線電波則相反。射線最短，頻率最高，能量最大；無線電波則相反。常用術(shù)語常用術(shù)語1、紅移和藍(lán)移紅移：使化合物的吸收峰向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為紅移。不飽和鍵之間的共軛效應(yīng)、引如助色團(tuán)或改變?nèi)軇┑臉O性，都會(huì)引起紅移現(xiàn)象。藍(lán)移：使化合物的吸收峰向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)的現(xiàn)象稱為藍(lán)移。改變?nèi)軇┑臉O性會(huì)引起藍(lán)移現(xiàn)象。2、生色團(tuán)和助色團(tuán)生色團(tuán)：通常把含有pai鍵的的結(jié)構(gòu)單元稱為生色團(tuán)，如乙烯基、乙炔基。助色團(tuán)：通常把含有未共用電子對(duì)的雜原子基團(tuán)稱為助色團(tuán)。影響紫外影響紫外可見吸收光譜的因素可見吸收光譜的因素1、共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)：非共軛時(shí)，各個(gè)生色團(tuán)獨(dú)

9、立吸收光，對(duì)應(yīng)吸收帶的波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度相互影響不大；共軛時(shí)，由于pai電子運(yùn)動(dòng)范圍增大，吸收光譜產(chǎn)生紅移，且共軛不飽和鍵數(shù)目越多，紅移現(xiàn)象越顯著2、溶劑效應(yīng)溶劑效應(yīng)：當(dāng)溶劑極性增大時(shí)，溶質(zhì)與溶劑的相互作用增強(qiáng)3、溶液溶液ph:在不同的ph溶液中，分子或離子的解離形式可能發(fā)生變化，光譜形狀、吸收強(qiáng)度可能不一樣實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟 1 1、比色皿的配對(duì)性、比色皿的配對(duì)性注入注入蒸餾水蒸餾水兩個(gè)比色皿兩個(gè)比色皿分別分別440nm440nm以一個(gè)比色皿以一個(gè)比色皿為空白（為空白（t t1 1100100）測(cè)定測(cè)定另一個(gè)比色皿的另一個(gè)比色皿的t t2 2t=tt=t1 1-t-t2 2t0.5%t0.5%t

10、0.5%兩個(gè)比色皿配對(duì)兩個(gè)比色皿配對(duì)兩個(gè)比色不配對(duì)，應(yīng)進(jìn)行校正兩個(gè)比色不配對(duì)，應(yīng)進(jìn)行校正紫外可見分光光度計(jì)用法簡(jiǎn)要過程紫外可見分光光度計(jì)用法簡(jiǎn)要過程1、開機(jī)開機(jī)2、調(diào)零調(diào)零 3、測(cè)樣測(cè)樣 4、斷開連接斷開連接 5、注意事項(xiàng)開機(jī)打開電腦以及分光光度計(jì)。軟件的打開：直接點(diǎn)擊圖標(biāo)，然后從菜單欄，文件打開，找到相關(guān)標(biāo)線打開。（另一種方法，從我的電腦紫外找到標(biāo)線打開）點(diǎn)擊connection，機(jī)器自檢，待自檢結(jié)束，點(diǎn)擊“ok”（若實(shí)驗(yàn)前機(jī)器處于打開狀態(tài)就不會(huì)出現(xiàn)自檢）調(diào)零首先在里面一個(gè)通道放裝有蒸餾水的比色皿（放入比色皿后一定要把蓋關(guān)閉），調(diào)零。然后再外面一個(gè)通道放裝有蒸餾水的比色皿，觀察吸光度，選擇最

11、小的一個(gè)，然后再次調(diào)零。（多點(diǎn)幾次調(diào)零鍵，以確保調(diào)零）測(cè)樣 ：用選擇好的比色皿測(cè)試，首先用要測(cè)得樣品潤(rùn)洗比色皿兩到三次。然后倒入樣品（注意，拿比色皿時(shí)，不要碰到光滑面，用手指捏住毛面即可，倒液體盡量不要溢出到光面，如有溢出，用擦鏡紙擦干，觀察，沒有水珠和痕跡，再放入通道中。以免影響吸光度。） 在數(shù)據(jù)欄，id欄敲入數(shù)字編碼，然后把光標(biāo)放在濃度或者吸光度欄，點(diǎn)擊read，得吸光度。（測(cè)樣品時(shí)應(yīng)多取幾次樣品做平行，直到結(jié)果數(shù)字相近）測(cè)量結(jié)束后，保存數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)抄錄下來，做進(jìn)一步的計(jì)算分析 斷開連接 ，點(diǎn)擊unconnention。一次關(guān)閉分光光度計(jì)，電腦。關(guān)掉電源。用蒸餾水清洗用過的比色皿，放回原處

12、。把實(shí)驗(yàn)臺(tái)上整理干凈。注意事項(xiàng) 注意：1，離心分離時(shí)要選擇一樣的管，并且倒入相同的樣品。 2，實(shí)驗(yàn)過程要做好詳細(xì)記錄。 3，實(shí)驗(yàn)結(jié)束把用過的儀器，器皿，清洗干凈，烘干 紫外可見分光光度法的應(yīng)用一、定性分析1、未知化合物的定性鑒定：不同化合物往往在吸收光譜的形狀、吸收峰的數(shù)目、位置和相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)表現(xiàn)出特征性，可采用光譜比較法進(jìn)行定性2、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)推斷：紫外可見分光光度法可以進(jìn)行化合物某些特征集團(tuán)的判別3、化合物的純度檢驗(yàn)：如果某化合物在紫外區(qū)沒有明顯吸收峰，而其中的雜質(zhì)有較強(qiáng)的吸收峰，就能方便的檢查出該化合物中是否含有雜質(zhì)二、定量分析單組分的定量分析1、吸光系數(shù)法（絕對(duì)法）在測(cè)定條件

13、下，如果待測(cè)組分的吸光系數(shù)已知，可以通過測(cè)定溶液的吸光度，直接根據(jù)朗伯-比爾定律a=kbc，求出組分的濃度和含量2、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法預(yù)先配制濃度已知的標(biāo)準(zhǔn)溶液，要求濃度c1與待測(cè)試液濃度c2接近，在相同條件下，平行測(cè)定樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度ax和as，由c1可計(jì)算被測(cè)物質(zhì)濃度as=kb c1，ax=kbc2，cx=ax/as *c13、標(biāo)準(zhǔn)曲線法實(shí)際分析工作中最常用的方法，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)的溶液吸光度a為縱坐標(biāo)，濃度c為橫坐標(biāo)，繪制吸光度-濃度曲線，從曲線上找出與之對(duì)應(yīng)的未知組分的濃度a=a+bc紫外分光光度計(jì)的應(yīng)用1、檢定物質(zhì) 根據(jù)吸收光譜圖上的一些特征吸收，特別是最大吸收波長(zhǎng)和摩爾吸收系數(shù)是檢定

14、物質(zhì)的常用物理參數(shù)。這在藥物分析上就有著很廣泛的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)外的藥典中，已 將眾多的藥物紫外吸收光譜的最大吸收波長(zhǎng)和吸收系數(shù)載入其中，為藥物分析提供了很好的 手段。 2、與標(biāo)準(zhǔn)物及標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照 將分析樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品以相同濃度配制在同一溶劑中，在同一條件下分別測(cè)定紫外可見吸收 光譜。若兩者是同一物質(zhì)，則兩者的光譜圖應(yīng)完全一致。如果沒有標(biāo)樣，也可以和現(xiàn)成的標(biāo) 準(zhǔn)譜圖對(duì)照進(jìn)行比較。 這種方法要求儀器準(zhǔn)確，精密度高，且測(cè)定條件要相同。 3、 比較最大吸收波長(zhǎng)吸收系數(shù)的一致性 由于紫外吸收光譜只含有23個(gè)較寬的吸收帶，而紫外光譜主要是分子內(nèi)的發(fā)色團(tuán)在紫外區(qū) 產(chǎn)生的吸收，與分子和其它部分關(guān)系不大。具有相同

15、發(fā)色團(tuán)的不同分子結(jié)構(gòu)，在較大分子中 不影響發(fā)色團(tuán)的紫外吸收光譜，不同的分子結(jié)構(gòu)有可能有相同的紫外吸收光譜，但它們的吸 收系數(shù)是有差別的。如果分析樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸收波長(zhǎng)相同，吸收系數(shù)也相同，則可認(rèn)為 分析樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品為同一物質(zhì)。 4、純度檢驗(yàn) 紫外吸收光譜能測(cè)定化合物中含有微量的具有紫外吸收的雜質(zhì)。如果化合物的紫外可 見光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而它的雜質(zhì)在紫外區(qū)內(nèi)有較強(qiáng)的吸收峰，就可以檢測(cè)出化合物中 的雜質(zhì)。分光光度法的主要特點(diǎn) 1、應(yīng)用廣泛 由于各種各樣的無機(jī)物和有機(jī)物在紫外可見區(qū)都有吸收，因此均可借此法加以測(cè)定。到目前 為止，幾乎化學(xué)元素周期表上的所有元素(除少數(shù)放射性元素和惰性元素之外)均可采用此法 。 2、靈敏度高 由于新的顯色劑的大量合成，并在應(yīng)用研究方面取得了可喜的進(jìn)展，使得對(duì)元素測(cè)定的靈敏 度有所推進(jìn)，特別是有關(guān)多元絡(luò)合物和各種表面活性劑的應(yīng)用研究，使許多元素的摩爾吸光 系數(shù)由原來的幾萬提高到數(shù)十萬。 3、選擇性好 目前已有些元素只要