紫外可見分光光度計課件.ppt

1、Company LOGO紫外分光光度計的使用紫外分光光度計的使用原理和方法原理和方法講解人：李梓番講解人：李梓番2012015 5.6 .6目錄目錄紫外紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜朗伯朗伯-比耳定律比耳定律紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計分析條件的選擇分析條件的選擇2345紫外紫外-可見分光光度法可見分光光度法1紫外紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用可見吸收光譜法的應(yīng)用61 1、紫外、紫外- -可見分光光度法可見分光光度法它是利用物質(zhì)的分子或離子對某一波長范圍它是利用物質(zhì)的分子或離子對某一波長范圍的光的吸收作用，對物質(zhì)進(jìn)行的光的吸收作用，對物質(zhì)進(jìn)行定性分析定性分析、定量分定量分析析及及結(jié)構(gòu)

2、分析結(jié)構(gòu)分析, , 所依據(jù)的光譜是分子或離子吸收所依據(jù)的光譜是分子或離子吸收入射光中特定波長的光而產(chǎn)生的吸收光譜入射光中特定波長的光而產(chǎn)生的吸收光譜按所吸收光的波長區(qū)域不同，分為紫外分光按所吸收光的波長區(qū)域不同，分為紫外分光光度法和可見分光光度法，合稱為紫外光度法和可見分光光度法，合稱為紫外- -可見分可見分光光度法。光光度法。1 1、紫外、紫外- -可見分光光度法可見分光光度法儀器設(shè)備和操作儀器設(shè)備和操作都比較簡單，費都比較簡單，費用少，分析速度用少，分析速度快快用途廣泛用途廣泛靈敏度高靈敏度高精密度和準(zhǔn)精密度和準(zhǔn)確度較高確度較高選擇性好選擇性好特點2、紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜

3、物質(zhì)對物質(zhì)對光光的吸收是的吸收是選擇性選擇性的，利用被測物質(zhì)對的，利用被測物質(zhì)對某波長的光的吸收來了解物質(zhì)的特性，這就是某波長的光的吸收來了解物質(zhì)的特性，這就是光光譜法的基礎(chǔ)譜法的基礎(chǔ)。通過測定被測物質(zhì)對不同波長的光的吸收強度通過測定被測物質(zhì)對不同波長的光的吸收強度（吸光度），以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)（吸光度），以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得出該物質(zhì)在測定波長范圍的作圖，得出該物質(zhì)在測定波長范圍的吸收曲線吸收曲線。在吸收曲線中，通常選用最大吸收波長在吸收曲線中，通常選用最大吸收波長maxmax進(jìn)進(jìn)行物質(zhì)含量的測定。行物質(zhì)含量的測定。 物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)對光的選擇性吸收 物質(zhì)

4、的吸收光譜與測物質(zhì)的吸收光譜與測定條件有密切的關(guān)系定條件有密切的關(guān)系。測定條件（溫度、。測定條件（溫度、溶劑極性、溶劑極性、pHpH等）不等）不同，吸收光譜的同，吸收光譜的形狀形狀、吸收峰吸收峰的位置、的位置、吸吸收強度收強度等都可能發(fā)生等都可能發(fā)生變化。變化。pH值值溶劑溶劑 ： 盡量選用低極性溶劑；能很盡量選用低極性溶劑；能很好地溶解被測物，并且形成的溶液具好地溶解被測物，并且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；溶劑有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。溫度溫度 在室溫范圍內(nèi)，溫度對吸在室溫范圍內(nèi)，溫度對吸收光譜的影響不大。收光譜的

5、影響不大。 影響因素：影響因素：2 2、紫外、紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律一一 吸光度和透光度吸光度和透光度 設(shè)入射光強度為設(shè)入射光強度為I I0 0，吸收光強度為，吸收光強度為I Ia a, ,透射光透射光強度為強度為 I It t，反射光強度為，反射光強度為I Ir r，則，則 I I0 0= I= Ia a+ I+ It t+ I+ Ir r由于反射光強度很弱，其影響很小，上式可簡化由于反射光強度很弱，其影響很小，上式可簡化為：為： I I0 0= I= Ia a+ I+ It t3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律吸光度吸光度: : 為

6、透光度倒數(shù)的對數(shù)，用為透光度倒數(shù)的對數(shù)，用A A表示，表示，即即 A=lg1/T=lgI A=lg1/T=lgI0 0/I/It t透光度：透光度為透過光的強度透光度：透光度為透過光的強度ItIt與入射光強度與入射光強度I0I0之比，用之比，用T T表示：表示： 即即 T= It/I0T= It/I0二二 朗伯朗伯-比爾定律比爾定律 朗伯朗伯-比爾定律：當(dāng)一束平行單色光通過含比爾定律：當(dāng)一束平行單色光通過含 有吸有吸光物質(zhì)的稀溶液時，溶液的吸光度與光物質(zhì)的稀溶液時，溶液的吸光度與 吸光物質(zhì)吸光物質(zhì)濃度、液層厚度乘積成正比，即濃度、液層厚度乘積成正比，即 A= cl式中比例常數(shù)式中比例常數(shù)與吸光

7、物質(zhì)的本性，入射與吸光物質(zhì)的本性，入射 光波長光波長及溫度等因素有關(guān)。及溫度等因素有關(guān)。c為吸光物質(zhì)濃為吸光物質(zhì)濃 度，度，l為透光為透光液層厚度。液層厚度。3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律三三 吸光系數(shù)吸光系數(shù)當(dāng)l以cm，c以g/L為單位，稱為吸光吸光系數(shù)系數(shù)，用 a表示。A= a cla的單位為L/(g cm)3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)當(dāng)l以cm，c以mol/L為單位，稱為摩摩爾吸光系數(shù)爾吸光系數(shù)，用 表示。示。 的單位為的單位為L/(mol cm)，它表示物，它表示物質(zhì)的濃度為質(zhì)的濃度為1mol/L，液層厚度為，液層厚度為1cm時時，溶液的吸

8、光度，溶液的吸光度。3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律比吸光系數(shù)比吸光系數(shù)比吸光系數(shù)是指百分含量為比吸光系數(shù)是指百分含量為1%1%， l l為為1cm1cm時的時的吸光度值，用吸光度值，用 表示。表示。%11cmE%111 . 0cmrEM3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律四四 偏離朗伯偏離朗伯- -比耳定律的因素比耳定律的因素（1 1）入射光為非單色光）入射光為非單色光（2 2）溶液的不均性。）溶液的不均性。 實際樣品的混濁，加入的保護膠體，蒸餾水中的微生物，存在散射以及共振發(fā)射等，均可吸光質(zhì)點的吸光特性變化大。（3 3）光程的不一致性。）光程的不一致性。 光源不是點光源，比色皿

9、光徑長度不一致，光學(xué)元件的缺陷引起的多次反射等，均造成光徑不一致，從而與定律偏離。3 3、朗伯、朗伯- -比爾定律比爾定律4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計一一 主要部件的性能與作用主要部件的性能與作用基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu):光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測器檢測器信號顯示系統(tǒng)信號顯示系統(tǒng)樣品樣品1 光源光源 在紫外可見分光光度計中，常用的光源有在紫外可見分光光度計中，常用的光源有兩類：熱輻射光源和氣體放電光源兩類：熱輻射光源和氣體放電光源熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢燈和鹵鎢熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，

10、如氫燈和氘燈。氘燈。4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計2 單色器單色器單色器的主要組成：入射狹縫、單色器的主要組成：入射狹縫、出射狹縫、色散元件和準(zhǔn)直鏡等部出射狹縫、色散元件和準(zhǔn)直鏡等部分。分。 單色器質(zhì)量的優(yōu)劣，主要決定于單色器質(zhì)量的優(yōu)劣，主要決定于色散元件的質(zhì)量。色散元件常用棱色散元件的質(zhì)量。色散元件常用棱鏡和光柵。鏡和光柵。4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 吸收池吸收池 吸收池又稱比色皿或比色杯，按材料可分吸收池又稱比色皿或比色杯，按材料可分為玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于為玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于紫外區(qū)。紫外區(qū)。吸收池的種類很多

11、，其光徑可在吸收池的種類很多，其光徑可在0.110cm之間，其中以之間，其中以1cm光徑吸收池最為常用。光徑吸收池最為常用。4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計4 檢測器檢測器檢測器的作用是檢測光信號，并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦艡z測器的作用是檢測光信號，并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴，F(xiàn)今使用的分光光度計大多采用光電管或光電倍號?，F(xiàn)今使用的分光光度計大多采用光電管或光電倍增管作為檢測器。增管作為檢測器。5 信號顯示系統(tǒng)信號顯示系統(tǒng)常用的信號顯示裝置有直讀檢流計，電位調(diào)節(jié)指零裝常用的信號顯示裝置有直讀檢流計，電位調(diào)節(jié)指零裝置，以及自動記錄和數(shù)字顯示裝置等。置，以及自動記錄和數(shù)字顯示裝置等。4

12、4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計二二 紫外紫外- -可見分光光度計的類型可見分光光度計的類型按其光學(xué)系統(tǒng)可分為單波長分光光度計和按其光學(xué)系統(tǒng)可分為單波長分光光度計和雙波長分光光度計。雙波長分光光度計。4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計1 單波長單光束分光光度計特點：使用時來回拉動吸收池 移動誤差對光源要求高比色池配對4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計2 單波長雙光束分光光度計特點：不用拉動吸收池，可以減小移動誤差對光源要求不高可以自動掃描吸收光譜 4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 雙波長分光光度計特點：利用吸光度差值定量

13、消除干擾和吸收池不匹配引起的誤差4 4、紫外、紫外- -可見分光光度計可見分光光度計5、分析、分析條件的選擇條件的選擇 1 1 適宜的吸光度范圍適宜的吸光度范圍由朗伯由朗伯-比爾定律可知：比爾定律可知： A=lg1/T=cl 微分后得：微分后得： dlgT=0.4343dT/T= -ldc 或或 0.4343T/T= -lc一一 儀器測量條件的選擇儀器測量條件的選擇代入朗伯代入朗伯-比爾定律有：比爾定律有： c/c=0.4343T/TlgT要使測定的相對誤差要使測定的相對誤差c/c最小最小，求導(dǎo)取極小得，求導(dǎo)取極小得出：出： lgT=-0.4343=A即當(dāng)即當(dāng)A=0.4343時，吸光度測量誤差

14、最小時，吸光度測量誤差最小。 最適宜的測量范圍為最適宜的測量范圍為0.20.8之間。之間。5、分析、分析條件的選擇條件的選擇2 入射光波長的選擇入射光波長的選擇 通常是根據(jù)被測組分的吸收光譜，選擇最強吸通常是根據(jù)被測組分的吸收光譜，選擇最強吸收帶的最大吸收波長為入射波長。當(dāng)最強吸收峰的收帶的最大吸收波長為入射波長。當(dāng)最強吸收峰的峰形比較尖銳時，往往選用吸收稍低，峰形稍平坦峰形比較尖銳時，往往選用吸收稍低，峰形稍平坦的次強峰或肩峰進(jìn)行測定。的次強峰或肩峰進(jìn)行測定。 5、分析、分析條件的選擇條件的選擇3 狹縫寬度的選擇狹縫寬度的選擇 為了選擇合適的狹縫寬度，應(yīng)以減少狹縫寬為了選擇合適的狹縫寬度，應(yīng)

15、以減少狹縫寬度時試樣的吸光度不再增加為準(zhǔn)。一般來說，狹度時試樣的吸光度不再增加為準(zhǔn)。一般來說，狹縫寬度大約是試樣吸收峰半寬度的十分之一?？p寬度大約是試樣吸收峰半寬度的十分之一。5、分析、分析條件的選擇條件的選擇二二 顯色反應(yīng)條件的選擇顯色反應(yīng)條件的選擇對多種物質(zhì)進(jìn)行測定，常利用顯色反應(yīng)將被測組對多種物質(zhì)進(jìn)行測定，常利用顯色反應(yīng)將被測組分轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝欢úㄩL范圍有吸收的物質(zhì)。常見的分轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝欢úㄩL范圍有吸收的物質(zhì)。常見的顯色反應(yīng)有配位反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。顯色反應(yīng)有配位反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。5、分析、分析條件的選擇條件的選擇這些顯色反應(yīng)，必須滿足以下條件：這些顯色反應(yīng)，必須滿足以下條件： 1反應(yīng)的

16、生成物必須在反應(yīng)的生成物必須在紫外紫外-可見光區(qū)可見光區(qū)有較強的有較強的吸吸光能力光能力，即摩爾吸光系數(shù)較大；，即摩爾吸光系數(shù)較大；2反應(yīng)有反應(yīng)有較高的選擇性較高的選擇性，即被測組分生成的化合物，即被測組分生成的化合物吸收曲線應(yīng)與共存物質(zhì)的吸收光譜有明顯的差別；吸收曲線應(yīng)與共存物質(zhì)的吸收光譜有明顯的差別；3. 反應(yīng)生成的產(chǎn)物有反應(yīng)生成的產(chǎn)物有足夠的穩(wěn)定性足夠的穩(wěn)定性，以保證測量過，以保證測量過程中溶液的吸光度不變；程中溶液的吸光度不變；4. 反應(yīng)生成物的組成恒定。反應(yīng)生成物的組成恒定。5、分析、分析條件的選擇條件的選擇三三 參比溶液的選擇參比溶液的選擇測定試樣溶液的吸光度，需先用參比測定試樣溶

17、液的吸光度，需先用參比溶液調(diào)節(jié)透光度（吸光度為溶液調(diào)節(jié)透光度（吸光度為0 0）為）為100%100%，以以消除其它成分及吸光池和溶劑等對光的消除其它成分及吸光池和溶劑等對光的反射和吸收帶來的測定誤差。反射和吸收帶來的測定誤差。5、分析、分析條件的選擇條件的選擇參比溶液的選擇視分析體系而定，具體有：參比溶液的選擇視分析體系而定，具體有：1溶劑參比溶劑參比 試樣簡單、共存其它成分對測定波試樣簡單、共存其它成分對測定波長吸收弱，只考慮長吸收弱，只考慮消除溶劑與吸收池消除溶劑與吸收池等因素等因素； 2試樣參比試樣參比 如果試樣基體溶液在測定波長有吸如果試樣基體溶液在測定波長有吸收，而顯色劑不與試樣基體

18、顯色時，可按與顯色反收，而顯色劑不與試樣基體顯色時，可按與顯色反應(yīng)相同的條件處理試樣，只是不加入顯色劑。應(yīng)相同的條件處理試樣，只是不加入顯色劑。 5、分析、分析條件的選擇條件的選擇3試劑參比試劑參比 如果顯色劑或其它試劑在測定如果顯色劑或其它試劑在測定波長有吸收，按顯色反應(yīng)相同的條件，不加入波長有吸收，按顯色反應(yīng)相同的條件，不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。4. 平行操作參比平行操作參比 用不含被測組分的試樣，在用不含被測組分的試樣，在相同的條件下與被測試樣同時進(jìn)行處理，由此相同的條件下與被測試樣同時進(jìn)行處理，由此得到平行操作參比溶液。得到平行操

19、作參比溶液。 5、分析、分析條件的選擇條件的選擇一一 單組分定量方法單組分定量方法單組分是指樣品溶液中含有一種組分，或者是單組分是指樣品溶液中含有一種組分，或者是在混合物溶液中待測組分的吸收峰與其他共有物在混合物溶液中待測組分的吸收峰與其他共有物質(zhì)的吸收峰無重疊。質(zhì)的吸收峰無重疊。其定量方法包括其定量方法包括校準(zhǔn)曲線法校準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)對比法標(biāo)準(zhǔn)對比法和和吸吸收系數(shù)法收系數(shù)法。6、紫外、紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用可見吸收光譜的應(yīng)用 1 校校準(zhǔn)曲線法準(zhǔn)曲線法方法：配制一系列不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液方法：配制一系列不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，選用適宜的參比，在相同的條件下，測，選用適宜的參比，在相同的條件下，測定系

20、列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，作作A-c曲線曲線，即，即標(biāo)準(zhǔn)曲線，也可用最小二乘數(shù)處理，得標(biāo)準(zhǔn)曲線，也可用最小二乘數(shù)處理，得線線性回歸方程性回歸方程。在相同條件下測定未知試樣的吸光度在相同條件下測定未知試樣的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可以找到與之對應(yīng)的未知從標(biāo)準(zhǔn)曲線上就可以找到與之對應(yīng)的未知試樣的濃度。試樣的濃度。6、紫外、紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用可見吸收光譜的應(yīng)用 2 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對比法準(zhǔn)對比法 即將待測溶液與某一標(biāo)樣溶液，在相同即將待測溶液與某一標(biāo)樣溶液，在相同的條件下，測定各自的吸光度，建立朗伯的條件下，測定各自的吸光度，建立朗伯- -比比爾定律，解方程求出未知樣濃度與含量。爾定律，

21、解方程求出未知樣濃度與含量。 As=Kcs Ax=KcxsxsxAAcc 6、紫外、紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用可見吸收光譜的應(yīng)用 紫外紫外- -可見吸收光譜除主要可用于物質(zhì)的可見吸收光譜除主要可用于物質(zhì)的定量定量分析分析外，還可以用于物質(zhì)的定性分析、純度外，還可以用于物質(zhì)的定性分析、純度鑒定、結(jié)構(gòu)分析。鑒定、結(jié)構(gòu)分析。6、紫外、紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用可見吸收光譜的應(yīng)用 二二 定性分析定性分析先用標(biāo)準(zhǔn)樣品掃描譜圖，在掃待測樣品的譜先用標(biāo)準(zhǔn)樣品掃描譜圖，在掃待測樣品的譜圖。拿兩者進(jìn)行比較，可進(jìn)行定性。但此方法圖。拿兩者進(jìn)行比較，可進(jìn)行定性。但此方法誤差誤差 比較大。比較大。 6、紫外、紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用可見吸收光譜的應(yīng)用 三三 純度的鑒定