第一章紫外-可見(jiàn)分光光度分析法

1、第一章第一章 紫外紫外-可見(jiàn)分可見(jiàn)分光光度分析法光光度分析法一、概述一、概述二、紫外可見(jiàn)吸收光譜二、紫外可見(jiàn)吸收光譜三、分子吸收光譜與電三、分子吸收光譜與電子躍遷子躍遷四、光的吸收定律四、光的吸收定律第一節(jié)第一節(jié) 基本原理基本原理一、概述一、概述 基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來(lái)的分析方法稱之為光化基于物質(zhì)光化學(xué)性質(zhì)而建立起來(lái)的分析方法稱之為光化學(xué)分析法。學(xué)分析法。 分為分為: :光譜分析法和非光譜分析法。光譜分析法和非光譜分析法。 光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通過(guò)測(cè)光譜分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通過(guò)測(cè)量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行量物質(zhì)產(chǎn)生的發(fā)射光

2、、吸收光或散射光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行分析的方法。分析的方法。 吸收光譜分析吸收光譜分析發(fā)射光譜分析發(fā)射光譜分析分子光譜分析分子光譜分析原子光譜分析原子光譜分析概述概述: 在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)在光譜分析中，依據(jù)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的分析方法稱為吸光光度法的分析方法稱為吸光光度法, ,主要有主要有: : 紅外吸收光譜：紅外吸收光譜：分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍分子振動(dòng)光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍2.5 1000 m ,主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。主要用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定。 紫外吸收光譜：紫外吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍200 40

3、0 nm（近紫外區(qū)）近紫外區(qū)） ，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。，可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。 可見(jiàn)吸收光譜：可見(jiàn)吸收光譜：電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍電子躍遷光譜，吸收光波長(zhǎng)范圍400 750 nm ，主要用于有色物質(zhì)的定量分析。主要用于有色物質(zhì)的定量分析。 本章主要講授紫外可見(jiàn)吸光光度法。本章主要講授紫外可見(jiàn)吸光光度法。二、紫外可見(jiàn)吸收光譜二、紫外可見(jiàn)吸收光譜 1 1光的基本性質(zhì)光的基本性質(zhì) 光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用光是一種電磁波，具有波粒二象性。光的波動(dòng)性可用波長(zhǎng)波長(zhǎng) 、頻率、頻率 、光速、光速c、波數(shù)（波數(shù)（cm-1）等參數(shù)來(lái)描述：等參數(shù)來(lái)描述： = c ； 波數(shù)波數(shù)

4、= 1/ = /c 光是由光子流組成，光子的能量：光是由光子流組成，光子的能量： E = h = h c / （Planck常數(shù)常數(shù)：h=6.626 10 -34 J S ) 光的波長(zhǎng)越短（頻率越高），其能量越大。光的波長(zhǎng)越短（頻率越高），其能量越大。 白光白光(太陽(yáng)光太陽(yáng)光)：由各種單色光組成的復(fù)合光：由各種單色光組成的復(fù)合光 單色光單色光：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)的光：?jiǎn)尾ㄩL(zhǎng)的光(由具有相同能量的光子組成由具有相同能量的光子組成) 可見(jiàn)光區(qū)可見(jiàn)光區(qū)：400-750 nm 紫外光區(qū)紫外光區(qū)：近紫外區(qū)：近紫外區(qū)200 - 400 nm 遠(yuǎn)紫外區(qū)遠(yuǎn)紫外區(qū)10 - 200 nm （真空紫外區(qū)）真空紫外區(qū)） 2. 2

5、. 物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線M + 熱M + 熒光或磷光 E = E2 - E1 = h 量子化量子化 ；選擇性吸收；選擇性吸收; 分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同；長(zhǎng)光的吸收程度不同； 用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度度 吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng) max；M + h M * 光的互補(bǔ)光的互補(bǔ)：藍(lán)：藍(lán) 黃黃基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)E1 （E） E2吸收曲線的討論：吸收曲線的討論： （1）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不）同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)

6、應(yīng)的波長(zhǎng)稱為同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng)max （2）不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線）不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似形狀相似max不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的不變。而對(duì)于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和吸收曲線形狀和max則不同。則不同。（動(dòng)畫動(dòng)畫） （3）吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)）吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。之一。 （4）不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度 A 有差異，在有差異，在max處吸光度處吸光度A 的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析

7、的依據(jù)。的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。 （5）在在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。3.3.紫外紫外可見(jiàn)分子吸收光譜與電子躍遷可見(jiàn)分子吸收光譜與電子躍遷 物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式：物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動(dòng)形式： （1）電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng)）電子相對(duì)于原子核的運(yùn)動(dòng) （2）原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng)）原子核在其平衡位置附近的相對(duì)振動(dòng) （3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng)）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動(dòng) 分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)

8、和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)分子具有三種不同能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) 三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量三種能級(jí)都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量 分子的內(nèi)能：電子能量分子的內(nèi)能：電子能量Ee 、振動(dòng)能量振動(dòng)能量Ev 、轉(zhuǎn)動(dòng)能量、轉(zhuǎn)動(dòng)能量Er 即即 EEe+Ev+Er evr 能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷 紫外紫外- -可見(jiàn)光譜屬于電子可見(jiàn)光譜屬于電子躍遷光譜。躍遷光譜。 電子能級(jí)電子能級(jí)間躍遷的同時(shí)間躍遷的同時(shí)總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間總伴隨有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷。即電子光譜中總包的躍遷。即電子光譜中總包含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間含有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜

9、帶。寬譜帶。討論：討論：1（1 1）轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差）轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的能量差E Er r：0.0050.0050.0500.050eVeV，躍遷躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動(dòng)光譜；1（2 2）振動(dòng)能級(jí)的能量差）振動(dòng)能級(jí)的能量差E Ev v約為：約為：0.050.05eVeV，躍遷產(chǎn)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光譜；生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動(dòng)光譜；1（3 3）電子能級(jí)的能量差）電子能級(jí)的能量差E Ee e較大較大1 12020eVeV。電子躍遷產(chǎn)生電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外的吸收光譜在紫外

10、可見(jiàn)光區(qū)，紫外可見(jiàn)光區(qū)，紫外可見(jiàn)光譜或分子的電可見(jiàn)光譜或分子的電子光譜子光譜討論：討論：1 （4 4）吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的）吸收光譜的波長(zhǎng)分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級(jí)間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況，是物質(zhì)定性能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級(jí)分布狀況，是物質(zhì)定性的依據(jù)。的依據(jù)。1 （5 5）吸收譜帶強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，吸收譜帶強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)得的摩爾吸光系數(shù)爾吸光系數(shù)max也作為定性的依據(jù)。也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的不同物質(zhì)的

11、max有時(shí)可能有時(shí)可能相同，但相同，但max不一定相同不一定相同；1 （6 6）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，定量分析的依據(jù)。定量分析的依據(jù)。三、分子吸收光譜與電子躍遷三、分子吸收光譜與電子躍遷1 1紫外紫外可見(jiàn)吸收光譜可見(jiàn)吸收光譜 有機(jī)化合物的紫外有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜，是其分子中外層價(jià)可見(jiàn)吸收光譜，是其分子中外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果（三種）：電子躍遷的結(jié)果（三種）：電子、電子、電子、電子、n電子電子。 分子軌道理論分子軌道理論：一個(gè)成一個(gè)成鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處鍵軌道。通常外層電

12、子均處于分子軌道的基態(tài)，即成鍵于分子軌道的基態(tài)，即成鍵軌道或非鍵軌道上。軌道或非鍵軌道上。 外層電子吸收紫外或可見(jiàn)輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)外層電子吸收紫外或可見(jiàn)輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)( (反鍵軌道反鍵軌道) )躍遷。主要有四種躍遷所需能量躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序?yàn)榇笮№樞驗(yàn)椋簄 n n n 11躍遷躍遷 所需能量最大，所需能量最大，電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(吸收波長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)200nm。這類躍遷在躍遷選律這類躍遷在躍遷選律上屬于禁阻躍遷，摩爾吸光系數(shù)一般為

13、上屬于禁阻躍遷，摩爾吸光系數(shù)一般為10100 Lmol-1 cm-1，吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)生生n 躍遷。丙酮躍遷。丙酮n 躍遷的躍遷的為為275nm max為為22 Lmol-1 cm -1（溶劑環(huán)己烷溶劑環(huán)己烷)。生色團(tuán)與助色團(tuán)生色團(tuán)與助色團(tuán)生色團(tuán)：生色團(tuán)： 最有用的紫外最有用的紫外可見(jiàn)光譜是由可見(jiàn)光譜是由和和n躍遷產(chǎn)生的躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有有鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的

14、生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基乙炔基、腈基CN等等。助色團(tuán)： 有一些含有有一些含有n n電子的基團(tuán)電子的基團(tuán)(如如OH、OR、NH、NHR、X等等)，它們本身沒(méi)有生色功能它們本身沒(méi)有生色功能( (不能吸收不能吸收200nm200nm的光的光) )，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n n共軛作用共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力( (吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加強(qiáng)度增加) )，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。，這樣的基團(tuán)稱為助色

15、團(tuán)。紅移與紅移與藍(lán)移藍(lán)移 有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪找肴〈蚋淖內(nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩL(zhǎng)波長(zhǎng)maxmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化: : maxmax向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移向長(zhǎng)波方向移動(dòng)稱為紅移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移，向短波方向移動(dòng)稱為藍(lán)移 ( (或紫或紫移移) )。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)，如圖所示。應(yīng)或減色效應(yīng)，如圖所示。2.2.金屬配合物的紫外金屬配合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜可見(jiàn)吸收光譜 金屬離子與配位體反應(yīng)生成配合物的顏色一般不同于

16、游金屬離子與配位體反應(yīng)生成配合物的顏色一般不同于游離金屬離子離金屬離子( (水合離子水合離子) )和配位體本身的顏色。金屬配合物的和配位體本身的顏色。金屬配合物的生色機(jī)理主要有三種類型：生色機(jī)理主要有三種類型：配位體微擾的金屬離子配位體微擾的金屬離子d d一一d d電子躍遷和電子躍遷和一一電子躍遷電子躍遷 摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù)很小，對(duì)定量分析意義不大。很小，對(duì)定量分析意義不大。金屬離子微擾的配位體內(nèi)電子躍遷金屬離子微擾的配位體內(nèi)電子躍遷 金屬離子的微擾，將引起配位體吸收波長(zhǎng)和強(qiáng)度的變化。金屬離子的微擾，將引起配位體吸收波長(zhǎng)和強(qiáng)度的變化。變化與成鍵性質(zhì)有關(guān)，若靜電引力結(jié)合，變化一般很小。若變

17、化與成鍵性質(zhì)有關(guān)，若靜電引力結(jié)合，變化一般很小。若共價(jià)鍵和配位鍵結(jié)合，則變化非常明顯。共價(jià)鍵和配位鍵結(jié)合，則變化非常明顯。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜 在分光光度法中具有重要意義。在分光光度法中具有重要意義。電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜1 當(dāng)吸收紫外可見(jiàn)輻射后，分子中原定域在金屬當(dāng)吸收紫外可見(jiàn)輻射后，分子中原定域在金屬M(fèi)軌道上電荷的轉(zhuǎn)軌道上電荷的轉(zhuǎn)移到配位體移到配位體L的軌道，或按相反方向轉(zhuǎn)移，這種躍遷稱為電荷轉(zhuǎn)移躍遷，的軌道，或按相反方向轉(zhuǎn)移，這種躍遷稱為電荷轉(zhuǎn)移躍遷，所產(chǎn)生的吸收光譜稱為荷移光譜。所產(chǎn)生的吸收光譜稱為荷移光譜。1 電荷轉(zhuǎn)移躍遷本質(zhì)上屬于分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)，因此呈現(xiàn)荷

18、移光電荷轉(zhuǎn)移躍遷本質(zhì)上屬于分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)，因此呈現(xiàn)荷移光譜的必要條件是構(gòu)成分子的二組分，一個(gè)為電子給予體，另一個(gè)應(yīng)為電譜的必要條件是構(gòu)成分子的二組分，一個(gè)為電子給予體，另一個(gè)應(yīng)為電子接受體。子接受體。1 電荷轉(zhuǎn)移躍遷在躍遷選律上屬于允許躍遷，其摩爾吸光系數(shù)一般電荷轉(zhuǎn)移躍遷在躍遷選律上屬于允許躍遷，其摩爾吸光系數(shù)一般都較大都較大(10 4左右左右)，適宜于微量金屬的檢出和測(cè)定。，適宜于微量金屬的檢出和測(cè)定。1 電荷轉(zhuǎn)移躍遷在紫外區(qū)或可見(jiàn)光呈現(xiàn)荷移光譜，荷移光譜的最大電荷轉(zhuǎn)移躍遷在紫外區(qū)或可見(jiàn)光呈現(xiàn)荷移光譜，荷移光譜的最大吸收波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度與電荷轉(zhuǎn)移的難易程度有關(guān)。吸收波長(zhǎng)及吸收強(qiáng)度與電荷轉(zhuǎn)移

19、的難易程度有關(guān)。 例：例：Fe3與與SCN形成血紅色配合物，在形成血紅色配合物，在490nm處有強(qiáng)吸收峰。其處有強(qiáng)吸收峰。其實(shí)質(zhì)是發(fā)生了如下反應(yīng)：實(shí)質(zhì)是發(fā)生了如下反應(yīng)： Fe3 SCN h= Fe SCN 2 四、光的吸收定律四、光的吸收定律 1.1.朗伯朗伯比耳定律比耳定律 布格布格( (Bouguer)Bouguer)和朗伯和朗伯( (Lambert)Lambert)先后于先后于17291729年和年和17601760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。A Ab b （動(dòng)畫（動(dòng)畫1）（動(dòng)畫（動(dòng)畫2） 18521852年比耳年比耳( (Beer)B

20、eer)又提出了光的吸收程度和吸收物又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。濃度之間也具有類似的關(guān)系。A A c c 二者的結(jié)合稱為朗伯二者的結(jié)合稱為朗伯比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 朗伯朗伯比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式 Alg（I0/It)= b c 式中式中A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度； b：液層厚度液層厚度(光程長(zhǎng)度光程長(zhǎng)度)，通常以，通常以cm為單位；為單位； c：溶液的摩爾濃度，單位溶液的摩爾濃度，單位molL； ：摩爾吸光系數(shù)，單位摩爾吸光系數(shù)，單位Lmolcm； 或或: Alg（I0/It)= a

21、 b c c：溶液的濃度，單位溶液的濃度，單位gL a：吸光系數(shù)，單位吸光系數(shù)，單位Lgcm a與與的關(guān)系為：的關(guān)系為： a =/M （M為摩爾質(zhì)量）為摩爾質(zhì)量） 透光度透光度( (透光率透光率) )T T透過(guò)度透過(guò)度T : 描述入射光透過(guò)溶液的程度描述入射光透過(guò)溶液的程度: T = I t / I0吸光度吸光度A與透光度與透光度T的關(guān)系的關(guān)系: A lg T 朗伯朗伯比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量；依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量； 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)在數(shù)值上等于濃度為在數(shù)值上等于濃度為1 mol/L

22、、液層厚度液層厚度為為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度；時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度； 吸光系數(shù)吸光系數(shù)a(Lg-1cm-1）相當(dāng)于濃度為相當(dāng)于濃度為1 g/L、液層厚度液層厚度為為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。2.2.摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)的討論的討論 （1 1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)特征常數(shù)； （2 2）不隨濃度不隨濃度c c和光程長(zhǎng)度和光程長(zhǎng)度b b的改變而改變的改變而改變。在溫度和波。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，長(zhǎng)等條件一定時(shí)，僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃

23、度無(wú)關(guān)；物濃度無(wú)關(guān)； （3 3）可作為）可作為定性鑒定的參數(shù)定性鑒定的參數(shù)； （4）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值是不同的。在最大值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)max處的摩爾吸光系數(shù)，常以處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表示。表示。max表明了表明了該該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。 摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)的討論的討論（5 5）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。該物質(zhì)的靈敏度越

24、高。105：超高靈敏；：超高靈敏； =(610）104 ：高靈敏；：高靈敏； 2104 ：不靈敏。：不靈敏。（6）在數(shù)值上等于濃度為在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為液層厚度為1cm時(shí)該時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。3.3.偏離朗伯偏離朗伯比耳定律的原因比耳定律的原因 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)象稱為對(duì)常發(fā)生彎曲（尤其當(dāng)溶液濃度較高時(shí)），這種現(xiàn)象稱為對(duì)朗伯朗伯比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。 引起這種偏離的因素（兩大類）：引起這種偏離的因素（兩大類）：

25、（1 1）物理性因素，即儀器的非理想引起的；）物理性因素，即儀器的非理想引起的； （2 2）化學(xué)性因素。）化學(xué)性因素。（1）物理性因素物理性因素 難以獲得真正的純單色光難以獲得真正的純單色光。 朗朗比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。比耳定律的前提條件之一是入射光為單色光。 分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)分光光度計(jì)只能獲得近乎單色的狹窄光帶。復(fù)合光可導(dǎo)致對(duì)朗伯致對(duì)朗伯比耳定律的正或負(fù)偏離。比耳定律的正或負(fù)偏離。 非單色光、雜散光、非平行入射非單色光、雜散光、非平行入射光都會(huì)引起對(duì)朗伯光都會(huì)引起對(duì)朗伯比耳定律的偏離，比耳定律的偏離，最主要的是非單色光作為入射光引起最主要的是

26、非單色光作為入射光引起的偏離的偏離。 非單色光作為入射光引起的偏離非單色光作為入射光引起的偏離 假設(shè)由波長(zhǎng)為假設(shè)由波長(zhǎng)為1和和2的兩單色光的兩單色光組成的入射光通過(guò)濃度為組成的入射光通過(guò)濃度為c的溶液，則：的溶液，則： A 1lg（o1 /t1 ）1bc A 2lg(o2 /t2 ）2bc故：故：式中：式中：o1、o2分別為分別為1、2 的入射光強(qiáng)度；的入射光強(qiáng)度； t1、t2分別為分別為1、2 的透射光強(qiáng)度；的透射光強(qiáng)度； 1、2分別為分別為1、2的摩爾吸光系數(shù)；的摩爾吸光系數(shù)；因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度A總總，并不能分別測(cè)得，并不能分別測(cè)得A1和和A2，故故cbcbIII

27、I 212111OtOt10;10 A總總 lg（o總總/t總總 ) lg(Io1+o2)/(t1+t2） lg(Io1+o2)/(o110-1bc +o210-2bc ）令：令： 1-2 ；設(shè)：設(shè)： o1 o2 A總總 lg(2Io1)/t1(110 - bc ） A 1 + lg2 - lg(110 - bc ) 討論: 因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度因?qū)嶋H上只能測(cè)總吸光度A總總，并不能分別測(cè)得，并不能分別測(cè)得A1和和A2，故：故：討論討論: : A總總 =A1 + lg2 - lg(110 bc ) (1) = 0； 即：即： 1= 2 = 則：則： A總 lg（o/t） bc(2) 0 若若

28、0 ；即即 20, lg(110 bc )值隨值隨c值增大而增大，則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離值增大而增大，則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線向直線向c 軸彎曲，即負(fù)偏離；反之，則向軸彎曲，即負(fù)偏離；反之，則向A軸彎曲，即正偏軸彎曲，即正偏離。離。討論討論: : A總總 =A1 + lg2 - lg(110 bc ) (3) 很小時(shí)，即很小時(shí)，即12： 可近似認(rèn)為是單色光。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。若可近似認(rèn)為是單色光。在低濃度范圍內(nèi)，不發(fā)生偏離。若濃度較高，即使?jié)舛容^高，即使 很小，很小， A總總 1 ，且隨著，且隨著c值增大，值增大， A總總 與與A 1的差異愈大，在圖上則表現(xiàn)為的差異愈大，在圖上則表現(xiàn)為Ac曲線上部

29、曲線上部(高濃度區(qū)高濃度區(qū))彎曲愈嚴(yán)重。彎曲愈嚴(yán)重。故朗伯故朗伯比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。 (4) 為克服非單色光引起的偏離，首先應(yīng)選擇比較好的單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。吸收曲線較平坦處。(2) (2) 化學(xué)性因素化學(xué)性因素 朗朗比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用；作用；假定只有在稀溶液假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可

30、能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收。 故：朗伯故：朗伯比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀溶液。 溶液中存在著離解、聚合、互變異構(gòu)、配合物的形成等溶液中存在著離解、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?；瘜W(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。 例：例： 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡： CrO42- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中溶液中CrO42-、 Cr2O72-的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同。故此時(shí)溶液同。故此時(shí)溶液pH

31、對(duì)測(cè)定有重要影響。對(duì)測(cè)定有重要影響。請(qǐng)選擇內(nèi)容：請(qǐng)選擇內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 基本原理基本原理第二節(jié)第二節(jié) 紫外紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)可見(jiàn)分光光度計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 顯色與測(cè)量條件的選擇顯色與測(cè)量條件的選擇第四節(jié)第四節(jié) 分光光度測(cè)定方法分光光度測(cè)定方法第五節(jié)第五節(jié) 有機(jī)合物紫外光譜解析有機(jī)合物紫外光譜解析結(jié)束結(jié)束第五章第五章 紫外吸收光譜紫外吸收光譜分析法分析法一、基本組成一、基本組成general process二、分光光度計(jì)的類型二、分光光度計(jì)的類型types of spectrometer 第二節(jié)第二節(jié) 紫外紫外可見(jiàn)分光可見(jiàn)分光光度計(jì)光度計(jì)ultraviolet spectrometryultra

32、violet spectrometer儀器儀器 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)一、基本組成一、基本組成 general process光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示1. 1. 光源光源 在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。 可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在3202500 nm。 紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185400 nm的連續(xù)光譜。 2.2.單色器單色器 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 入射狹縫：入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器； 準(zhǔn)光裝置：準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束； 色散元件：色散元件：

33、將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；棱鏡或光柵； 聚焦裝置：聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫； 出射狹縫出射狹縫。3.3.樣品室樣品室 樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池紫外區(qū)須采用石英池，可見(jiàn)區(qū)一可見(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。般用玻璃池。4.4.檢測(cè)器檢測(cè)器 利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5. 5. 結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)結(jié)果顯示記錄系統(tǒng) 檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理二、分光光度計(jì)的類型二、分光光度計(jì)的類型 types of spect

34、rometer 1.1.單光束單光束 簡(jiǎn)單，價(jià)廉，適于在給定波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測(cè)器具有很高的穩(wěn)定性。2.2.雙光束雙光束 自動(dòng)記錄，快速全波段掃描?？上庠床环€(wěn)定、檢測(cè)器靈敏度變化等因素的影響，特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜，價(jià)格較高。3.3.雙波長(zhǎng)雙波長(zhǎng) 將不同波長(zhǎng)的兩束單色光(1、2) 快束交替通過(guò)同一吸收池而后到達(dá)檢測(cè)器。產(chǎn)生交流信號(hào)。無(wú)需參比池。= 12nm。兩波長(zhǎng)同時(shí)掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。光路圖請(qǐng)選擇內(nèi)容：請(qǐng)選擇內(nèi)容： 第一節(jié)第一節(jié) 紫外吸收光譜基本原理紫外吸收光譜基本原理 principles of ultraviolet spectr

35、ometry 第二節(jié)第二節(jié) 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) ultraviolet spectrometer 第三節(jié)第三節(jié) 紫外吸收光譜的應(yīng)用紫外吸收光譜的應(yīng)用 application of ultraviolet spectrometry結(jié)束結(jié)束第五章第五章 紫外紫外-可見(jiàn)分光可見(jiàn)分光光度法光度法一、一、顯色反應(yīng)的選擇顯色反應(yīng)的選擇二、顯色反應(yīng)條件的選擇二、顯色反應(yīng)條件的選擇三、共存離子干擾的消除三、共存離子干擾的消除四、測(cè)定條件的選擇四、測(cè)定條件的選擇五、提高光度測(cè)定靈敏度五、提高光度測(cè)定靈敏度和選擇性的途徑和選擇性的途徑第三節(jié)第三節(jié) 顯色與測(cè)量條件顯色與測(cè)量條件的選擇的選擇一、一、

36、顯色反應(yīng)的選擇顯色反應(yīng)的選擇1.1.選擇顯色反應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮的因素選擇顯色反應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮的因素 靈敏度高、選擇性高、生成物穩(wěn)定、靈敏度高、選擇性高、生成物穩(wěn)定、顯色劑在測(cè)定波顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收，兩種有色物最大吸收波長(zhǎng)之差：，兩種有色物最大吸收波長(zhǎng)之差：“對(duì)比對(duì)比度度”，要求要求 60nm。2.2.配位顯色反應(yīng)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)的紫外電荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外可見(jiàn)吸收光譜?？梢?jiàn)吸收光譜。3.3.氧化還原顯色反應(yīng)氧化還原顯色反應(yīng) 某些元素的氧化態(tài)，如某些元素的氧化態(tài)

37、，如Mn（）、）、Cr（）在紫外或在紫外或可見(jiàn)光區(qū)能強(qiáng)烈吸收，可利用氧化還原反應(yīng)對(duì)待測(cè)離子進(jìn)行可見(jiàn)光區(qū)能強(qiáng)烈吸收，可利用氧化還原反應(yīng)對(duì)待測(cè)離子進(jìn)行顯色后測(cè)定。顯色后測(cè)定。 例如：鋼中微量錳的測(cè)定，例如：鋼中微量錳的測(cè)定，Mn2不能直接進(jìn)行光度測(cè)不能直接進(jìn)行光度測(cè)定定 2 Mn2 5 S2O82-8 H2O =2 MnO4 + 10 SO42- 16H+ 將將Mn2 氧化成紫紅色的氧化成紫紅色的MnO4后后，在在525 nm處進(jìn)行測(cè)處進(jìn)行測(cè)定。定。4.4.顯色劑顯色劑 無(wú)機(jī)顯色劑：無(wú)機(jī)顯色劑：硫氰酸鹽、鉬酸銨、過(guò)氧化氫等幾種。硫氰酸鹽、鉬酸銨、過(guò)氧化氫等幾種。 有機(jī)顯色劑：有機(jī)顯色劑：種類繁多種

38、類繁多 偶氮類顯色劑偶氮類顯色劑：本身是有色物質(zhì)，生成配合物后，顏本身是有色物質(zhì)，生成配合物后，顏色發(fā)生明顯變化；具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選色發(fā)生明顯變化；具有性質(zhì)穩(wěn)定、顯色反應(yīng)靈敏度高、選擇性好、對(duì)比度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂擇性好、對(duì)比度大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最廣泛。偶氮胂、PARPAR等等。 三苯甲烷類三苯甲烷類：鉻天青鉻天青S S、二甲酚橙等、二甲酚橙等二、顯色反應(yīng)條件的選擇二、顯色反應(yīng)條件的選擇1.1.顯色劑用量顯色劑用量 吸光度吸光度A A與顯色劑用量與顯色劑用量C CR R的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)如圖所示的幾種的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)如圖所示的幾種情況。選擇曲線變化平坦處。情況。選擇曲線變化平坦處。

39、2.2.反應(yīng)體系的酸度反應(yīng)體系的酸度 在相同實(shí)驗(yàn)條件下，分別測(cè)定不同在相同實(shí)驗(yàn)條件下，分別測(cè)定不同pHpH值條件值條件下顯色溶液的吸光度。選擇曲線中吸光度較大且下顯色溶液的吸光度。選擇曲線中吸光度較大且恒定的平坦區(qū)所對(duì)應(yīng)的恒定的平坦區(qū)所對(duì)應(yīng)的pHpH范圍。范圍。3.3.顯色時(shí)間與溫度顯色時(shí)間與溫度 實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)確定4.4.溶劑溶劑 一般盡量采用水相測(cè)定，一般盡量采用水相測(cè)定，三、共存離子干擾的消除三、共存離子干擾的消除1.1.加入掩蔽劑加入掩蔽劑 選擇掩蔽劑的原則是：掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩選擇掩蔽劑的原則是：掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分蔽劑本

40、身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定。的測(cè)定。 例：測(cè)定例：測(cè)定TiTi4 4，可加入可加入H H3 3POPO4 4掩蔽劑使掩蔽劑使FeFe3+3+( (黃色黃色) )成為成為Fe(POFe(PO) )2 23-3-( (無(wú)色無(wú)色) )，消除，消除FeFe3+3+的干擾；又如用鉻天菁的干擾；又如用鉻天菁S S光度法測(cè)定光度法測(cè)定AlAl3+3+時(shí)，加入抗壞血酸作掩蔽劑將時(shí)，加入抗壞血酸作掩蔽劑將FeFe3+3+還原為還原為FeFe2+2+，消除消除FeFe3+3+的干擾。的干擾。2.2.選擇適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件選擇適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件3.3.分離干擾離子分離干擾離子四、測(cè)定條件的選

41、擇四、測(cè)定條件的選擇1.1.選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng)選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng) 一般應(yīng)該選擇一般應(yīng)該選擇maxmax為入射光波長(zhǎng)。為入射光波長(zhǎng)。 如果如果maxmax處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。 2.2.選擇合適的參比溶液選擇合適的參比溶液 為什么需要使用參比溶液？為什么需要使用參比溶液？ 測(cè)得的的吸光度真正反映待測(cè)溶液吸光強(qiáng)度。測(cè)得的的吸光度真正反映待測(cè)溶液吸光強(qiáng)度。 參比溶液的選擇一般遵循以下原則：參比溶液的選擇一般遵循以下原則： 若僅待測(cè)組分與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，其若僅待測(cè)組分與顯

42、色劑反應(yīng)產(chǎn)物在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，其它所加試劑均無(wú)吸收，用純?nèi)軇ㄋ釉噭┚鶡o(wú)吸收，用純?nèi)軇ㄋ? )作參比溶液；作參比溶液； 若顯色劑或其它所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略有吸收，而試液若顯色劑或其它所加試劑在測(cè)定波長(zhǎng)處略有吸收，而試液本身無(wú)吸收，用本身無(wú)吸收，用“試劑空白試劑空白”( (不加試樣溶液不加試樣溶液) )作參比溶液；作參比溶液；參比溶液的選擇一般遵循以下原則：參比溶液的選擇一般遵循以下原則： 若待測(cè)試液在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無(wú)吸收若待測(cè)試液在測(cè)定波長(zhǎng)處有吸收，而顯色劑等無(wú)吸收，則可用，則可用“試樣空白試樣空白”( (不加顯色劑不加顯色劑) )作參比溶液；作參比溶液； 若顯色劑、

43、試液中其它組分在測(cè)量波長(zhǎng)處有吸收，則若顯色劑、試液中其它組分在測(cè)量波長(zhǎng)處有吸收，則可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑，可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑，作為參比溶液。作為參比溶液。3.3.控制適宜的吸光度（讀數(shù)范圍）控制適宜的吸光度（讀數(shù)范圍） 不同的透光度讀數(shù)，產(chǎn)生的誤差大小不同：不同的透光度讀數(shù)，產(chǎn)生的誤差大小不同： lgT=bc微分：微分：dlgT0.434dlnT = - 0.434T -1 dT =b dc兩式相除得：兩式相除得： dc/c = （ 0.434 / TlgT ）dT 以有限值表示可得：以有限值表示可得： c/c =（0.434/Tlg

44、T）T 濃度測(cè)量值的相對(duì)誤差（濃度測(cè)量值的相對(duì)誤差（c/c）不僅與儀器的透光度誤不僅與儀器的透光度誤差差T 有關(guān)，而且與其透光度讀數(shù)有關(guān)，而且與其透光度讀數(shù)T 的值也有關(guān)。的值也有關(guān)。 是否存在最佳讀數(shù)范圍？何值時(shí)誤差最??？是否存在最佳讀數(shù)范圍？何值時(shí)誤差最??？ 最佳讀數(shù)范圍與最佳值最佳讀數(shù)范圍與最佳值 設(shè)：設(shè)：T =1%，則可繪出溶液濃度則可繪出溶液濃度相對(duì)誤差相對(duì)誤差c/c與其透光度與其透光度T 的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線。如圖所示：。如圖所示： 當(dāng)：當(dāng)：T =1%，T 在在20%65%之之間時(shí)，濃度相對(duì)誤差較小，間時(shí)，濃度相對(duì)誤差較小，最佳讀數(shù)最佳讀數(shù)范圍范圍。 可求出濃度相對(duì)誤差最小時(shí)的透光

45、度可求出濃度相對(duì)誤差最小時(shí)的透光度Tmin為：為： Tmin36.8%, Amin0.434 用儀器測(cè)定時(shí)應(yīng)盡量使溶液透光度值在用儀器測(cè)定時(shí)應(yīng)盡量使溶液透光度值在T %=2065% (吸光度吸光度 A =0.700.20)。五、提高光度測(cè)定靈敏度和選擇性的途徑五、提高光度測(cè)定靈敏度和選擇性的途徑1.1.合成新的高靈敏度有機(jī)顯色劑合成新的高靈敏度有機(jī)顯色劑2.2.采用分離富集和測(cè)定相結(jié)合采用分離富集和測(cè)定相結(jié)合3.采用三元采用三元( (多元多元) )配合物顯色體系配合物顯色體系 由一個(gè)中心金屬離子與兩種由一個(gè)中心金屬離子與兩種( (或兩種以上或兩種以上) )不同配位體形成的配合不同配位體形成的配

46、合物，稱為三元物，稱為三元( (多元多元) )配合物。配合物。 多元配合物顯色反應(yīng)具有很高的靈敏度，一方面是因?yàn)槎嘣浜隙嘣浜衔镲@色反應(yīng)具有很高的靈敏度，一方面是因?yàn)槎嘣浜衔锉绕湎鄳?yīng)的二元配合物分子截面積更大；另一方面是因?yàn)榈诙虻谖锉绕湎鄳?yīng)的二元配合物分子截面積更大；另一方面是因?yàn)榈诙虻谌湮惑w的引入，可能產(chǎn)生配位體之間、配位體與中心金屬離子間的三配位體的引入，可能產(chǎn)生配位體之間、配位體與中心金屬離子間的協(xié)同作用，使共軛協(xié)同作用，使共軛電子的流動(dòng)性和電子躍遷幾率增大。電子的流動(dòng)性和電子躍遷幾率增大。 三元配合物主要類型有：三元離子締合物、三元混配配合物、三三元配合物主要類型有：三元離子

47、締合物、三元混配配合物、三元膠束元膠束( (增溶增溶) )配合物。配合物。請(qǐng)選擇內(nèi)容：請(qǐng)選擇內(nèi)容：第一節(jié)第一節(jié) 基本原理基本原理第二節(jié)第二節(jié) 紫外紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)可見(jiàn)分光光度計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 顯色與測(cè)量條件的選擇顯色與測(cè)量條件的選擇第四節(jié)第四節(jié) 分光光度測(cè)定方法分光光度測(cè)定方法第五節(jié)第五節(jié) 有機(jī)合物紫外光譜解析有機(jī)合物紫外光譜解析結(jié)束結(jié)束第五章第五章 紫外紫外- -可見(jiàn)可見(jiàn)分光光度法分光光度法一、普通分光光度法一、普通分光光度法二、示差分光光度法二、示差分光光度法三、雙波長(zhǎng)分光光度法三、雙波長(zhǎng)分光光度法四、導(dǎo)數(shù)分光光度法四、導(dǎo)數(shù)分光光度法第四節(jié)第四節(jié) 分光光度測(cè)定方法分光光度測(cè)定方法一、普通

48、分光光度法一、普通分光光度法1.1.單組分的測(cè)定單組分的測(cè)定 通常采用通常采用 A-C 標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量測(cè)定。2.2.多組分的同時(shí)測(cè)定多組分的同時(shí)測(cè)定 若各組分的吸收曲線互不重疊，則可若各組分的吸收曲線互不重疊，則可在各自最大吸收波長(zhǎng)處分別進(jìn)行測(cè)定。這在各自最大吸收波長(zhǎng)處分別進(jìn)行測(cè)定。這本質(zhì)上與單組分測(cè)定沒(méi)有區(qū)別。本質(zhì)上與單組分測(cè)定沒(méi)有區(qū)別。 若各組分的吸收曲線互有重疊，則可若各組分的吸收曲線互有重疊，則可根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出根據(jù)吸光度的加合性求解聯(lián)立方程組得出各組分的含量。各組分的含量。 A1= a1bca b1bcb A2= a2bca b2bcb 二、示

49、差分光光度法（示差法）二、示差分光光度法（示差法） 普通分光光度法一般只適于測(cè)定微量組分，當(dāng)待測(cè)組分普通分光光度法一般只適于測(cè)定微量組分，當(dāng)待測(cè)組分含量較高時(shí)，將產(chǎn)生較大的誤差。需采用示差法。即提高入含量較高時(shí)，將產(chǎn)生較大的誤差。需采用示差法。即提高入射光強(qiáng)度，并采用濃度稍低于待測(cè)溶液濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液作參射光強(qiáng)度，并采用濃度稍低于待測(cè)溶液濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比溶液。比溶液。 設(shè)：待測(cè)溶液濃度為設(shè)：待測(cè)溶液濃度為c cx x，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為c cs s( (c cs s c cx x) )。則：則： Ax= b cx As = b cs x s =b(cx cs ）=bc 測(cè)得的吸光度

50、相當(dāng)于普通法中待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸測(cè)得的吸光度相當(dāng)于普通法中待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度之差光度之差。 示差分光光度法（示差法）示差分光光度法（示差法） AAx As =b(cx cs ）=bc 測(cè)得的吸光度相當(dāng)于普通法中待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)得的吸光度相當(dāng)于普通法中待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度之差吸光度之差A(yù) 。 示差法測(cè)得的吸光度與示差法測(cè)得的吸光度與c呈直線關(guān)系。由標(biāo)準(zhǔn)曲線上呈直線關(guān)系。由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的查得相應(yīng)的c值，則待測(cè)溶液濃度值，則待測(cè)溶液濃度cx ： cx = cs + c 示差法標(biāo)尺擴(kuò)展原理：示差法標(biāo)尺擴(kuò)展原理： 普通法：普通法： cs的的T=10%；cx的的T=5% 示差

51、法：示差法： cs 做參比，調(diào)做參比，調(diào)T=100% 則：則： cx的的T=50% ；標(biāo)尺擴(kuò)展；標(biāo)尺擴(kuò)展10倍倍三、雙波長(zhǎng)分光光度法三、雙波長(zhǎng)分光光度法 不需空白溶液作參比；但需要兩個(gè)單色器獲得兩束單色不需空白溶液作參比；但需要兩個(gè)單色器獲得兩束單色光光( (1 1和和2 2) )；以參比波長(zhǎng)以參比波長(zhǎng)1 1處的吸光度處的吸光度A A11作為參比，來(lái)作為參比，來(lái)消除干擾。在分析渾濁或背景吸收較大的復(fù)雜試樣時(shí)顯示出消除干擾。在分析渾濁或背景吸收較大的復(fù)雜試樣時(shí)顯示出很大的優(yōu)越性。靈敏度、選擇性、測(cè)量精密度等方面都比單很大的優(yōu)越性。靈敏度、選擇性、測(cè)量精密度等方面都比單波長(zhǎng)法有所提高。波長(zhǎng)法有所提

52、高。 A A A22 A A11 ( (22 11) )b cb c 兩波長(zhǎng)處測(cè)得的吸光度差值兩波長(zhǎng)處測(cè)得的吸光度差值A(chǔ)與待測(cè)組分濃度成正比與待測(cè)組分濃度成正比。11和和22分別表示待測(cè)組分在分別表示待測(cè)組分在1 1和和2 2處的摩爾吸光系處的摩爾吸光系數(shù)。數(shù)。 關(guān)鍵問(wèn)題關(guān)鍵問(wèn)題: : 測(cè)量波長(zhǎng)測(cè)量波長(zhǎng)2 2和參比波長(zhǎng)和參比波長(zhǎng)1 1的選擇與組合的選擇與組合 以兩組分以兩組分x x和和y y的雙波長(zhǎng)法測(cè)定為例：的雙波長(zhǎng)法測(cè)定為例：設(shè)：設(shè)：x x為待測(cè)組分，為待測(cè)組分，y y為干擾組分，二者的吸光度差分別為為干擾組分，二者的吸光度差分別為: : Ax和和Ay，則該體系的總吸光度差則該體系的總吸光度差A(yù)x+y為：為： Ax+y = A x + A y 如何選擇波長(zhǎng)如何選擇波長(zhǎng)1 、2有一定的要求。有一定的要求。選擇波長(zhǎng)組合選擇波長(zhǎng)組合1 1 、2 2的基本要求是：的基本要求是： 選定的波長(zhǎng)選定的波長(zhǎng)1 1和和2 2處干擾組分應(yīng)具有相同吸光度，處干擾組分應(yīng)具有相同吸光度，即：即： Ay = y = A y y22 A y y11 = 0 = 0故：故： Ax+y = x+y = A x=(x=(x x22x x11) )bcbcx x此時(shí)：測(cè)得的吸光度差此時(shí)：測(cè)得的吸光度差A(yù)只與待測(cè)組分只與待測(cè)組分x x的濃度呈線性關(guān)系的濃度呈線性