光譜概論紫外

1、光譜概論紫外1第1頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3電磁波譜：電磁輻射按波長順序排列 波長范圍波譜區(qū)名稱躍遷類型 光譜類型0.00050.1nm 射線原子核反應 莫斯鮑爾譜0.110nm x射線內(nèi)層電子 x射線電子能譜10200nm遠紫外外層電子 真空紫外吸收光譜200400nm近紫外外層電子 紫外可見吸收光譜400760nm可見外層電子0.762.5m近紅外分子振動紅外吸收光譜、拉曼光譜2.550m中紅外分子振動、轉(zhuǎn)動501000m遠紅外分子振動、轉(zhuǎn)動0.1100cm微波分子轉(zhuǎn)動 電子自旋 電子自旋共振11000m無線電波原子核自旋 核磁共振2第2頁，共102頁，2

2、022年，5月20日，18點6分，星期一二、電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 涉及物質(zhì)內(nèi)能變化：吸收、發(fā)射、熒光、磷光、拉曼散射 不涉及物質(zhì)內(nèi)能變化：透射、折射、衍射、非拉曼散射、旋光3第3頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一吸收：原子、分子或離子吸收光子的能量（等于基態(tài)和激發(fā)態(tài)差），從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過程 發(fā)射：物質(zhì)從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)，并以光的形式釋放出能量的過程 散射：光通過介質(zhì)時會發(fā)生發(fā)生散射。散射中多數(shù)是光子與介質(zhì)之間發(fā)生彈性碰撞所致。碰撞過程沒有能量交換，光頻率不變，但光子的運動方向改變 拉曼散射：光子與介質(zhì)分子之間發(fā)生了非彈性碰撞，碰撞時光子不僅改變了運動方向，而且

3、還有能量交換，光頻率發(fā)生改變 折射和反射：光從介質(zhì)1照射到與介質(zhì)2的界面時，一部分光改變方向返回介質(zhì)1 稱為反射；另一部分光改變方向進入介質(zhì)2稱為折射干涉和衍射：在一定條件下光波會相互疊加，產(chǎn)生一個加強或減弱的合成波，稱為干涉。光波繞過障礙物或通過狹縫時，前進的方向發(fā)生彎曲，稱為衍射。4第4頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一第二節(jié) 光學分析法的分類一、光譜法與非光譜法光譜法：利用物質(zhì)與電磁輻射作用時，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化能級躍遷而產(chǎn)生的吸收、發(fā)射或散射輻射等電磁輻射的強度隨波長變化進行分析的方法非光譜法：利用物質(zhì)與電磁輻射的相互作用測定電磁輻射的反射、折射、干涉、衍射和偏

4、振等基本性質(zhì)變化進行分析的方法光譜法與非光譜法的區(qū)別：光譜法：內(nèi)部能級發(fā)生變化 原子吸收/發(fā)射光譜法：原子外層電子能級躍遷 分子吸收/發(fā)射光譜法：分子外層電子能級躍遷非光譜法：內(nèi)部能級不發(fā)生變化 僅測定電磁輻射性質(zhì)改變 ，如折射法、旋光法、比濁法、射線衍射法5第5頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一二、原子光譜法和分子光譜法原子光譜是氣態(tài)原子或離子外層或內(nèi)層電子能級躍遷而產(chǎn)生的，為線光譜。原子光譜法可以確定試樣物質(zhì)的元素組成和含量。6第6頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一分子光譜是由分子中電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級的變化而產(chǎn)生的，表現(xiàn)為帶光譜。分

5、子光譜法可用于試樣物質(zhì)的定性、定量和結(jié)構分析。7第7頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一發(fā)射光譜吸收光譜 例：原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法例：原子吸收光譜法，紅外吸收光譜法三、吸收光譜法和發(fā)射光譜法8第8頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一一、電子躍遷類型第三章 紫外-可見分光光度法第一節(jié) 基本原理（一）光譜的產(chǎn)生分子具有三種不同能級：電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級 三種能級都是量子化的，且各自具有相應的能量 分子的內(nèi)能：電子能量Ee 、振動能量Ev 、轉(zhuǎn)動能量Er 即 EEe+Ev+Er evr （1）轉(zhuǎn)動能級間的能量差Er：0.0050.050e

6、V，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠紅外區(qū)。（2）振動能級的能量差Ev約為：0.05eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)（3）電子能級的能量差Ee較大120eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外可見光區(qū)9第9頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一10第10頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 物質(zhì)分子的價電子有電子、電子、n電子, 以甲醛分子為例: C = OHH：A原子軌道 B原子軌道 A原子軌道 B原子軌道 分子的外層電子（價電子）躍遷而產(chǎn)生的光譜位于紫外-可見光區(qū)，稱為紫外-可見吸收光譜。價電子的躍遷還伴隨著振動、轉(zhuǎn)動能級的變化，所以紫外-可見吸收光譜為帶狀光譜

7、。*（二）常見電子躍遷類型11第11頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 E 電子躍遷的類型不同，實現(xiàn)躍遷所需的能量不同，躍遷能量越大，則吸收光的波長越短。各種躍遷所需的能量躍遷順序為： *n* n*分子中價電子躍遷類型*n12第12頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一1.躍遷所需能量最大，電子只有吸收遠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)在遠紫外區(qū)(吸收波長200nm。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10100 ，吸收譜帶強度較弱。分子中孤對電子和鍵同時存在時發(fā)生n 躍遷。含有雜原子的不飽和基團分子如丙酮，n 躍

8、遷的為275nm max為22 （溶劑環(huán)己烷)。14第14頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 當吸收紫外可見輻射后，分子中原定域在金屬M軌道上電荷的轉(zhuǎn)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，所產(chǎn)生的吸收光譜稱為荷移光譜。 電荷轉(zhuǎn)移躍遷本質(zhì)上屬于分子內(nèi)氧化還原反應，因此呈現(xiàn)荷移光譜的必要條件是構成分子的二組分，一個為電子給予體，另一個應為電子接受體。 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(10 4左右) 。 例：Fe3與SCN形成血紅色配合物，在490nm處有強吸收峰。其實質(zhì)是發(fā)生了如下反應： Fe3 SCN h= Fe

9、SCN 2 5. 電荷遷移躍遷15第15頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一某些取代芳烴可以產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜16第16頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一6. 配位場躍遷低能態(tài)的d電子或f電子吸收光能后,可以分別躍遷到高能態(tài)的d或f軌道上去,由于這類躍遷必須在配體的配位場作用下才有可能產(chǎn)生,因此稱為配位場躍遷由于配位體的分裂能一般較小，所以配位場躍遷所產(chǎn)生的光譜吸收波長較長，一般位于可見光區(qū)，而且吸收強度較弱，200nm的光)，但當它們與生色團相連時，就會發(fā)生n共軛作用，增強生色團的生色能力(吸收波長向長波方向移動，且吸收強度增加)，這樣的基團稱

10、為助色團。19第19頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 有機化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLmax和吸收強度發(fā)生變化: max向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱為藍移 (或紫移)。吸收強度即摩爾吸光系數(shù)增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應或減色效應，如圖所示。4. 紅移與藍移5. 增色效應和減色效應20第20頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一三、吸收帶 1R帶：由含雜原子不飽和基團中的n *躍遷產(chǎn)生CO；CN；NN max250400nm，max200nm，max104共軛體系增長，max紅移，max增大溶劑極性增大，m

11、ax長移 (一)吸收帶紫外-可見光譜為帶狀光譜，故將紫外-可見光譜中吸收峰稱為吸收帶。吸收帶與化合物的結(jié)構和電子躍遷類型密切相關。 21第21頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3B帶：由 *躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的主要特征吸收帶 max =256nm，寬帶，具有精細結(jié)構；max=200極性溶劑中，或苯環(huán)連有取代基，其精細結(jié)構消失4E帶：由苯環(huán)環(huán)形共軛系統(tǒng)的 *躍遷產(chǎn)生芳香族化合物的特征吸收帶 E1 180nm max104 （常觀察不到）E2 200nm max=7000 強吸收苯環(huán)有發(fā)色團取代且與苯環(huán)共軛時，E2帶與K帶合并 一起紅移（長移）22第22頁，共102頁，2

12、022年，5月20日，18點6分，星期一23第23頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一苯的B帶吸收光譜(左上)苯蒸氣; (左下)苯的己烷溶液；(左上)苯的乙醇溶液24第24頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一(二)影響吸收帶的主要因素1、位阻效應 兩個發(fā)色團產(chǎn)生共軛，可使吸收帶長移。若立體障礙妨礙他們處于同一平面上，就會影響共軛效果。順式二苯乙烯 max 208 nm 反式二苯乙烯max295.5nm 順反異構造成的立體障礙根據(jù)吸收帶的特點，我們可以預測一個化合物的紫外-可見吸收帶可能出現(xiàn)的波長范圍，或可能的結(jié)構類型以及所含的官能團。25第25頁，共

13、102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一max 247 237 231 17000 10250 5600取代基造成的立體障礙2跨環(huán)效應 在環(huán)狀體系中，分子中非共軛的兩個發(fā)色團因為空間位置上的接近，發(fā)生軌道間的交蓋作用，使得吸收帶長移，同時吸光強度增強，這種作用即為跨環(huán)效應。 26第26頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 當C=O的軌道與一個雜原子的 P軌道有效交蓋時，產(chǎn)生p共軛，也會出現(xiàn)跨環(huán) 效應。 雖然雙鍵與酮基不產(chǎn)生共軛體系，但由于環(huán)內(nèi)的立體排列，使羰基和雙鍵中的電子軌道重疊，產(chǎn)生共軛，以致使其K帶、R帶向長波移動。 max 214 284 1500 3

14、0max (K帶） 238 2535 27第27頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3、溶劑效應溶劑的影響：吸收峰位置、吸收強度、光譜形狀 溶劑極性的影響： 極性增大： n * 躍遷產(chǎn)生的吸收峰短移 * 躍遷產(chǎn)生的吸收峰長移 例：溶劑極性對異丙叉丙酮的兩種躍遷的影響 躍遷類型正己烷氯仿甲醇水遷移 *230nm238nm237nm243nm長移n *329nm315nm309nm305nm短移28第28頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一非極性溶劑中極性溶劑中非極性溶劑中極性溶劑中n*溶劑極性對兩種躍遷的影響E非E極E非E極n *躍遷 *躍遷29第29

15、頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一例如苯胺在酸性環(huán)境形成陽離子,n電子消失，氨基的助色作用消失；苯酚在堿性環(huán)境形成陰離子,呈現(xiàn)n電子4、體系PH的影響 max 270 nm 287 nm max 280 254nm30第30頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一第二節(jié) Lamber-Beer定律 一、Lamber-Beer定律 描述物質(zhì)對單色光吸收強弱與液層厚度和待測物濃度的關系假設一束平行單色光通過一個吸光物體 （一）Lamber-Beer定律的導出31第31頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一取物體中一極薄層32第32頁，共

16、102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 （二）Lamber-Beer定律的適用條件 1、 入射光為單色光 2、溶液是稀溶液 3、該定律適用于固體、液體和氣體樣品 4、在同一波長下，各組分吸光度具有加和性 33第33頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一(三) 吸光系數(shù)1吸光系數(shù)的物理意義： 單位濃度、單位厚度的吸光度 討論： 1）E=f（組分性質(zhì)，溫度，溶劑，） 當組分性質(zhì)、溫度和溶劑一定，E=f（） 2）不同物質(zhì)在同一波長下E可能不同（選擇性吸收） 同一物質(zhì)在不同波長下E一定不同 3）E，物質(zhì)對光吸收能力, 定量測定靈敏度 定性、定量依據(jù)34第34頁，共10

17、2頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2吸光系數(shù)兩種表示法： 1）摩爾吸光系數(shù) ： 在一定下，C=1mol/L，L=1cm時的吸光度 2）百分吸光系數(shù) （ 比吸光系數(shù)）E1%1cm： 在一定下，C=1g/100ml，L=1cm時的吸光度 3）兩者關系35第35頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一吸光系數(shù)不能直接測得，需用已知準確濃度的稀溶液測得吸光度換算得到。例如氯霉素（M323.15）的水溶液在278nm處有吸收峰。設用純品配制100ml含2.00mg的溶液，以1cm厚的吸收池在278nm測得透光率為24.3%，則36第36頁，共102頁，2022年，5月20

18、日，18點6分，星期一二、偏離Beer定律的因素依據(jù)Beer定律，A與C關系應為 經(jīng)過原點的直線偏離Beer定律的主要因素表現(xiàn)為 以下兩個方面（一）光學因素（二）化學因素 37第37頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一(一) 化學因素 朗比耳定律的假定：所有的吸光質(zhì)點之間不發(fā)生相互作用；假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 時，吸光質(zhì)點間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對光的吸收。 故：朗伯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、配合物的形成等化學平衡時，使吸光質(zhì)點的濃度發(fā)生變化，影響吸光度。 例： 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡： CrO4

19、2- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中CrO42-、 Cr2O72-的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同。故此時溶液pH 對測定有重要影響。38第38頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一39第39頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一（二）光學因素 1非單色光的影響： Beer定律應用的重要前提入射光為單色光 照射物質(zhì)的光經(jīng)單色器分光后 并非真正單色光其波長寬度由入射狹縫的寬度 和棱鏡或光柵的分辨率決定為了保證透過光對檢測器的響 應，必須保證一定的狹縫寬度這就使分離出來的光具一定的 譜帶寬度40第40頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，

20、星期一41第41頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一討論： 入射光的譜帶寬度嚴重影響吸光系數(shù)和吸收光譜形狀 結(jié)論：選擇較純單色光（，單色性） 選max作為測定波長（E，S且成線性）42第42頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2雜散光的影響： 雜散光是指從單色器分出的光不在入射光譜帶寬度 范圍內(nèi)，與所選波長相距較遠雜散光來源：儀器本身缺陷；光學元件污染造成雜散光可使吸收光譜變形，吸光度變值3反射光和散色光的影響：反射光和散色光均是入射光譜帶寬度內(nèi)的光 直接對T產(chǎn)生影響散射和反射使T，A，吸收光譜變形注：一般可用空白對比校正消除4非平行光的影響：使光程

21、，A，吸收光譜變形43第43頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一三、透光率的測量誤差T影響測定結(jié)果的相對誤差兩個因素： T和T 44第44頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一45第45頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一46第46頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 有些物質(zhì)沒有吸收或吸收很弱，可加入一種試劑與其反應，產(chǎn)物通常在可見光區(qū)有較強的吸收，從而對其進行測定。加入的試劑稱為顯色劑，顯色劑與被測物的反應稱為顯色反應。例如，金屬離子與有機顯色劑形成配合物時，通常會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移躍遷，產(chǎn)生很強的紫外可見吸收

22、光譜。 一、對顯色反應的要求 顯色反應可分為三大類，即配位反應、氧化還原反應與縮合反應，其中配位反應是最主要的顯色反應。 第三節(jié) 顯色反應及其顯色條件的選擇定量關系確定 靈敏度高 顯色產(chǎn)物穩(wěn)定性好 顯色劑測定波長無干擾 選擇性好 47第47頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一1.顯色劑用量 二、顯色條件的選擇生成配合物的顯色反應可用下式表示 對很穩(wěn)定配合物來說，只要顯色劑適當過量時，顯色反應都會基本定量完成，顯色劑過量的多少影響不明顯；而對于不穩(wěn)定配合物或可形成逐級配合物時，顯色劑的用量關系較大，一般就需過量較多或必須嚴格控制用量。 顯色劑用量可通過實驗選擇，在固定金屬離

23、子濃度的情況下，作吸光度隨顯色劑濃度的變化曲線，選取A大且曲線變化平坦處。 48第48頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2.溶液的酸度酸度往往是顯色反應的一個重要條件。酸度的影響因素很多，主要從顯色劑及金屬離子兩方面考慮。 49第49頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 多數(shù)顯色劑是有機弱酸（或弱堿），介質(zhì)的酸度直接影響著顯色劑的離解程度，從而影響顯色反應的完全程度。對于多級配合物的顯色反應來說，酸度變化可形成具有不同配位比的配合物，產(chǎn)生顏色的變化。 Fe()與水楊酸的配合物，隨介質(zhì)pH值的不同而變化如下表 pH范圍配合物組成 顏色 4Fe(C7H

24、4O3)+（1：1） 紫紅色 47Fe(C7H4O3)2（1：2） 棕橙色 810Fe(C7H4O3)33（1：3） 黃色50第50頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一不少金屬離子在酸度較低的介質(zhì)中，會發(fā)生水解而形成各種型體的羥基、多核羥基配合物，有的甚至可能析出氫氧化物沉淀，破壞了有色配合物 ?？赏ㄟ^測定在不同酸度下溶液的吸光度A，繪制ApH曲線，從中找出最適宜的pH值。51第51頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3.顯色時間 由于各種顯色反應的速度不同，控制一定的顯色時間是必要的，尤其是對一些反應速度較慢的反應體系，更需要有足夠的反應時間。值得

25、注意的是，介質(zhì)酸度、顯色劑的濃度都將會影響顯色時間。 可繪制顯色產(chǎn)物吸光度（A）時間關系曲線，選擇顯色產(chǎn)物吸光度數(shù)值較大且恒定的時間確定為適宜的顯色時間。4.顯色溫度 吸光度的測量都是在室溫下進行的，溫度的稍許變化，對測量影響不大，但是有的顯色反應受溫度影響很大，需要進行反應溫度的選擇和控制。特別是進行熱力學參數(shù)的測定、動力學方面的研究等特殊工作時，反應溫度的控制尤為重要。 繪制顯色產(chǎn)物吸光度反應溫度關系曲線，選擇顯色產(chǎn)物吸光度數(shù)值較大且恒定的溫度確定為適宜的顯色溫度。52第52頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一5. 溶劑顯色反應產(chǎn)物的穩(wěn)定性、溶解度、離解度、吸光特性等

26、與溶劑有關。 三、干擾消除與測量條件的選擇1控制酸度 利用控制酸度的方法提高反應的選擇性，保證主反應進行完全。例如，雙硫腙能與Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等十多種金屬離子形成有色配合物，其中與Hg2+形成的配合物最穩(wěn)定，在0.5mol/mlH2SO4介質(zhì)仍能定量進行，而上述其它離子在此條件下不發(fā)生反應。2選擇適當?shù)难诒蝿?53第53頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一掩蔽劑不與待測離子作用，只與掩蔽劑干擾物質(zhì)形成穩(wěn)定的配合物，其顏色應不干擾待測離子的測定。3利用生成惰性配合物 例如鋼鐵中微量鈷的測定，常用鈷試劑為顯色劑。但鈷試劑不僅與Co2+有靈敏的反

27、應，而且與Ni2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等都有反應。但它與Co2+在弱酸性介質(zhì)中一旦完成反應后，即使再用強酸酸化溶液，該配合物也不會分解。而Ni2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等與鈷試劑形成的配合物在強酸介質(zhì)中很快分解，從而消除了上述離子的干擾，提高了反應的選擇性。 4選擇適當?shù)臏y量波長 原則：吸收最大，干擾最小，準確度高 54第54頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一選擇沒有吸收干擾、吸光度較大而且峰頂比較平坦的最大吸收波長。 5分離 若上述方法不易采用時，也可以采用預先分離的方法，如沉淀、萃取、離子交換、蒸發(fā)和蒸餾以及色譜分離法 55第55頁，共102頁，2

28、022年，5月20日，18點6分，星期一6選擇適宜空白溶液 空白溶液又叫參比溶液。測量試樣溶液的吸光度時，先要用參比溶液調(diào)節(jié)透射比為100，以消除溶液中其他成分以及吸收池和溶劑對光的反射和吸收所帶來的誤差。 溶劑空白 當試樣溶液的組成較為簡單，共存的其他組分很少且對測定波長的光幾乎沒有吸收，以及顯色劑沒有吸收時，可采用溶劑作為參比溶液，這樣可消除溶劑、吸收池等因素的影響。試劑空白 如果顯色劑或其他試劑在測定波長有吸收，按顯色反應相同的條件，只是不加入試樣溶液，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。這種參比溶液可消除試劑中的組分產(chǎn)生吸收的影響。56第56頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6

29、分，星期一試樣空白 如果試樣基體（除被測組分外的其它共存組分）在測定波長處有吸收，而與顯色劑不起顯色反應時可按與顯色反應相同的條件處理試樣，只是不加顯色劑，作為參比溶液。這種參比溶液適用于試樣中有較多的共存組分，加入的顯色劑量不大，且顯色劑在測定波長無吸收的情況。平行操作空白 用不含被測組分的試樣，在相同條件下與被測試樣同樣進行處理，由此得到平行操作參比溶液。 57第57頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一第四節(jié) 紫外可見分光光度計一、主要部件1、光源光源樣品池單色器檢測器信號處理顯示系統(tǒng)發(fā)射強度足夠且穩(wěn)定的連續(xù)光譜;光輻射強度隨波長的變化小;有足夠的使用壽命要求：種類：

30、鎢燈和碘鎢燈 3402500nm 氫燈和氘燈 160375nm 58第58頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一59第59頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一60第60頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2、單色器作用：使復合光色散，產(chǎn)生高純度的單色光 組成：入口狹縫、準直鏡、色散元件、聚 焦透鏡、出口 狹縫 混合光準直鏡單色光12色散元件進光狹縫出光狹縫61第61頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3吸收池：吸收池用于盛放分析的試樣溶液，讓入射光束通過。 玻璃用于可見光區(qū) 石英用于紫外和可見光區(qū) 要求：匹配

31、光電池4檢測器：將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置62第62頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一光電管 光電管由一個半圓筒形陰極和一個金屬絲陽極組成。當照射陰極上光敏材料時，陰極就發(fā)射電子。兩端加壓，形成光電流。 藍敏光電管為銫銻陰極。適用波長范圍：200-625nm 紅敏光電管為銀和氧化銫陰極適用波長范圍： 600-1200nm。63第63頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一光電倍增管 光電倍增管是檢測微弱光信號的光電元件。它由密封在真空管殼內(nèi)的一個光陰極、多個倍增極和一個陽極組成。通常兩極間的電壓為75-100V，九個倍增極的光電倍增管的總放大數(shù)為106

32、1075信號處理與顯示系統(tǒng)它的作用是處理放大信號并以適當?shù)姆绞街甘净蛴涗洝３Ｓ玫男盘栔甘狙b置有直流檢流計、電位調(diào)零裝置、數(shù)字顯示及自動記錄裝置等。現(xiàn)在許多分光光度計配有微處理機，一方面可以對儀器進行控制，另一方面可以進行數(shù)據(jù)的采集和處理。 光二極管陣列檢測器 64第64頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一65第65頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一66第66頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一二、紫外可見分光光度計的類型： 1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67第67頁，共102頁，

33、2022年，5月20日，18點6分，星期一2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 68第68頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一第五節(jié) 分析方法一、定性分析 1、對比吸收光譜特征數(shù)據(jù) 69第69頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2005-11-17 2、對比吸收度（或吸收系數(shù)）的比值 假設某物質(zhì)X有兩個吸收峰1和2，配制標準溶液和樣品溶液，使?jié)舛认嗤?。則： 標準溶液：A1/A2 =C，E1/E2 = D 樣品溶液：A1/A2 = c ，E1/E2 = d 如果兩者為同一物質(zhì)，則C、D理論上應等

34、于c、d 70第70頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3對比吸收光譜的一致性同一測定條件下，與標準對照物譜圖或標準譜圖進行對照比較71第71頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 二、純度檢查1雜質(zhì)檢查1）峰位不重疊： 找使主成分無吸收，雜質(zhì)有吸收直接考察雜質(zhì)含量2）峰位重疊： 主成分強吸收，雜質(zhì)無吸收 / 弱吸收與純品比較，E 雜質(zhì)強吸收 主成分吸收與純品比較，E，光譜變形72第72頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一2雜質(zhì)限量檢測：例：腎上腺素中微量雜質(zhì)腎上腺酮含量計算 2mg/mL -0.05mol/L的HCL溶液， 31

35、0nm下測定. 規(guī)定 A3100.05 , 即符合要求的雜質(zhì)限量0.06%73第73頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一74 三、定量分析依據(jù)：Lambert-Beer 定律 波長選擇依據(jù)： 最大吸收峰 無其他雜質(zhì)干擾的吸收峰 不選靠短波長末端的吸收峰 1、吸光系數(shù)法（絕對法） (一)單組分分析74第74頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一例：精密稱取B12樣品25.0mg，用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml，又置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中，于361nm處測定吸光度為0.507，求B12的百分含量？解:75

36、第75頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 2、標準曲線法蘆丁含量測定:76第76頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一0.710mg/25mL77第77頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一 3、標準對照法78第78頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一例： 維生素B12的含量測定 精密吸取B12注射液2.50mL，加水稀釋至10.00mL；另配制對照液，精密稱定對照品25.00mg，加水稀釋至1000mL。在361nm處，用1cm吸收池，分別測定吸光度為0.508和0.518，求B12注射液注射液的濃度以及標

37、示量的百分含量（該B12注射液的標示量為100g / mL）解:79第79頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一1、解線性方程組法（二）多組分分析80第80頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一81 2、雙波長分光光度法 （1）等吸收測定法 A被測干擾 21A混1 = A 被1 + A 干1 A混2 = A 被2 + A 干2 A混 = A 被2 - A 被1 + A 干2 - A 干1 =（2-1）C被+（ A 干2 - A 干1 ） =（2-1）C被等吸收波長的條件 a. A 干1 = A 干2 b. A盡可能大，提高靈敏度81第81頁，共102頁，

38、2022年，5月20日，18點6分，星期一 干擾b曲線上任找一點1 另一點2ab1 2（2）系數(shù)倍率法 適應對象：找不到等吸收波長82第82頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一3.導數(shù)光譜法 根據(jù)Lambert-Beer定律A=CL，因僅只有A和是波長的函數(shù)，故對波長進行n階求導后可得83第83頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一導數(shù)光譜中定量數(shù)據(jù)的測定方法目前應用最廣泛的是幾何法 基線法（切線法）：測量相鄰兩峰（或谷）中間極值到其公切線的距離（t）；峰谷法：測量相鄰峰谷間的距離p；峰零法：測量極值到零線之間的垂直距離（z） 84第84頁，共102頁

39、，2022年，5月20日，18點6分，星期一85 五 有機化合物結(jié)構分析（一）有機化合物的紫外吸收 1、飽和碳氫 * 200nm400nm無吸收 2、含孤立助色團和生色團的飽和有機化合物 孤立助色團 n * 吸收峰比 *長移 孤立生色團 n * 200 nm400 nm 小 n * 190 nm 孤立 * 150180 nm 大 3、共軛烯烴 共軛雙鍵 * 吸收峰長移，增加85第85頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一共軛烯烴K帶max的推算(Woodard-Fieser規(guī)則)母體基本值 開鏈雙烯 半環(huán)雙烯 217 異環(huán)雙烯 214 同環(huán)雙烯 253 增加值(每1個) 擴

40、展共軛雙鍵 30 環(huán)外雙鍵 5 雙鍵C上取代基 -R(環(huán)烷基）, -Cl, -Br 5 -OR 6 -SR 30 -NR2 60 OCOR 086第86頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一max=253+45 +25 =283nm (實測值=282)max=217+25+45=247nm (實測值=248)87第87頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一若既可取同環(huán)又可取異環(huán)時，則應取能量最低（波長最長）為母體。應用舉例：母體同環(huán)雙烯 253nm擴展雙鍵2 230=60nm環(huán)外雙鍵3 35=15nm烷基取代5 55=25nm -OCOR 0 lmax

41、= 353nm88第88頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一異環(huán)二烯 = 214nm環(huán)外雙鍵 = 5nm烷基取代基 =35nm計算值： max = 234nm測定值： max = 234nm89第89頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一90 4、，不飽和醛、酮、酸、酯 雙鍵和羰基未共軛 * 200nm n 280nm * 200左右 不飽和醛、酮 共軛使 *長移至 200260 nm 約104 n *長移至310 350 nm 100 溶劑極性增加 * 長移 n * 藍移 , 不飽和酸、酯 羰基碳連有未共用電子對的助色團，使，*軌道能級提高，但軌道提

42、高更大，n軌道能量不變。 則： *長移 n *短移90第90頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一、不飽和醛、酮K帶max的推算 (Woodard-Fieser規(guī)則) 母體基本值 醛類 210 五元環(huán)烯酮 202 開鏈或大于五元環(huán)烯酮 215 91第91頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一增加值 同環(huán)共軛雙烯 39 擴展共軛雙烯 30 環(huán)外雙鍵 5 取代基 a b g及以上 烷基 10 12 18 -OH 35 30 50 -OR 35 30 17 d 31 -SR 85 -OAc 6 6 6 -Cl 15 12 -Br 25 30 -NR2 95注: 以上計算值僅適合于以95%乙醇為溶劑, 若為其它溶劑, 需校正。92第92頁，共102頁，2022年，5月20日，18點6分，星期一、