紫外-可見(jiàn)分光光度法教案

(圓滿版)紫外—可見(jiàn)分光光度法授課方案(圓滿版)紫外—可見(jiàn)分光光度法授課方案25/25(圓滿版)紫外—可見(jiàn)分光光度法授課方案第五章紫外—可見(jiàn)分光光度法一．教課內(nèi)容1．紫外－可見(jiàn)汲取光譜的產(chǎn)生（分子的能級(jí)及光譜、有機(jī)物及無(wú)機(jī)物電子能級(jí)躍遷的種類和特色）2．汲取定律及其發(fā)射偏差的原由3．儀器種類、各零件的構(gòu)造、性能以及儀器的校訂4．剖析條件的選擇5．應(yīng)用（定性及構(gòu)造剖析、定量剖析的各樣方法、物理化學(xué)常數(shù)的測(cè)定及其余方面的應(yīng)用二．要點(diǎn)與難點(diǎn)1．比較有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物各樣電子躍遷種類所產(chǎn)生汲取帶的特色及應(yīng)用價(jià)值2．進(jìn)行化合物的定性剖析、構(gòu)造判斷3．定量剖析的新技術(shù)（雙波長(zhǎng)法、導(dǎo)數(shù)光譜法、動(dòng)力學(xué)剖析法）4．物理化學(xué)常數(shù)的測(cè)定三．教課要求1．較為系統(tǒng)、深入地掌握各樣電子躍遷所產(chǎn)生的汲取帶及其特色、應(yīng)用2．?huà)故煺莆占橙《傻膽?yīng)用及丈量條件的選擇3．較為嫻熟儀器的種類、各組件的工作原理4．運(yùn)用各樣種類光譜及的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，判斷不一樣的化合物5．掌握定量剖析及測(cè)定物理化學(xué)常數(shù)的常有基本方法6．一般掌握某些新的剖析技術(shù)四．學(xué)時(shí)安排5學(xué)時(shí)1研究物質(zhì)在紫外、可見(jiàn)光區(qū)的分子汲取光譜的剖析方法稱為紫外-可見(jiàn)分光光度法。紫外—可見(jiàn)分光光度法是利用某些物質(zhì)的分子汲取200~800nm光譜區(qū)的輻射來(lái)進(jìn)行剖析測(cè)定的方法。這種分子汲取光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級(jí)間的躍遷，寬泛用于無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的定性和定量測(cè)定。第一節(jié)紫外—可見(jiàn)汲取光譜一、分子汲取光譜的產(chǎn)生在分子中，除了電子有關(guān)于原子核的運(yùn)動(dòng)外，還有核間相對(duì)位移惹起的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。這三種運(yùn)動(dòng)能量都是量子化的，并對(duì)應(yīng)有必定能級(jí)。在每一電子能級(jí)上有很多間距較小的振動(dòng)能級(jí)，在每一振動(dòng)能級(jí)上又有很多更小的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。若用△E電子、△E振動(dòng)、△E轉(zhuǎn)動(dòng)分別表示電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差，即有△E電子△E振動(dòng)△E轉(zhuǎn)動(dòng)。處在同一電子能級(jí)的分子，可能因其振動(dòng)能量不一樣，而處在不一樣的振動(dòng)能級(jí)上。當(dāng)分子處在同一電子能級(jí)和同一振動(dòng)能級(jí)時(shí)，它的能量還會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)能量不一樣，而處在不一樣的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上。所以分子的總能量能夠以為是這三種能量的總和：E分子=E電子+E振動(dòng)+E轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)用頻次為的電磁波照耀分子，而該分子的較高能級(jí)與較低能級(jí)之差△E恰巧等于該電磁波的能量h時(shí)，即有△E=h（h為普朗克常數(shù)）此時(shí)，在微觀上出現(xiàn)分子由較低的能級(jí)躍遷到較高的能級(jí)；在宏觀上則透射光的強(qiáng)度變小。若用一連續(xù)輻射的電磁波照耀分子，將照耀前后光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并記錄下來(lái)，而后以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以電信號(hào)（吸光度A）為縱坐標(biāo)，就能夠獲取一張光強(qiáng)度變化對(duì)波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖——分子汲取光譜圖。二、分子汲取光譜種類2依據(jù)汲取電磁波的范圍不一樣，可將分子汲取光譜分為遠(yuǎn)紅外光譜、紅外光譜及紫外、可見(jiàn)光譜三類。分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差一般在0.005~0.05eV。產(chǎn)生此能級(jí)的躍遷，需汲取波長(zhǎng)約為250~25m的遠(yuǎn)紅外光，所以，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動(dòng)光譜或遠(yuǎn)紅外光譜。分子的振動(dòng)能級(jí)差一般在0.05~1eV，需汲取波長(zhǎng)約為25~25m的紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動(dòng)時(shí)同時(shí)有分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這樣，分子振動(dòng)產(chǎn)生的汲取光譜中，包含轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，故常稱為振-轉(zhuǎn)光譜。因?yàn)樗橙〉哪芰刻幱诩t外光區(qū)，故又稱紅外光譜。電子的躍遷能差約為1~20eV，比分子振動(dòng)能級(jí)差要大幾十倍，所汲取光的波長(zhǎng)約為12.5~0.06m，主要在真空紫外到可見(jiàn)光區(qū)，對(duì)應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外、可見(jiàn)汲取光譜。常，分子是處在基態(tài)振動(dòng)能級(jí)上。當(dāng)用紫外、可見(jiàn)光照耀分子時(shí)，電子能夠從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)的任一振動(dòng)（或不一樣的轉(zhuǎn)動(dòng)）能級(jí)上。所以，電子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的汲取光譜，包含了大批譜線，并因?yàn)檫@些譜線的重疊而成為連續(xù)的汲取帶，這就是為何分子的紫外、可見(jiàn)光譜不是線狀光譜，而是帶狀光譜的原由。又因?yàn)榻^大部分的分子光譜剖析，都是用液體樣品，加之儀器的分辨率有限，因此使記錄所得電子光譜的譜帶變寬。因?yàn)檠?、氮、二氧化碳、水等在真空紫外區(qū)（60~200nm）均有汲取，所以在測(cè)定這一范圍的光譜時(shí)，一定將光學(xué)系統(tǒng)抽成真空，而后充以一些惰性氣體，如氦、氖、氬等?；谡婵兆贤饧橙」庾V的研究需要昂貴的真空紫外分光光度計(jì)，故在實(shí)質(zhì)應(yīng)用中遇到必定的限制。我們往常所說(shuō)的紫外—可見(jiàn)分光光度法，其實(shí)是指近紫外、可見(jiàn)分光光度法。第二節(jié)化合物紫外—可見(jiàn)光譜的產(chǎn)生3在紫外和可見(jiàn)光譜區(qū)范圍內(nèi)，有機(jī)化合物的汲取帶主要由*、*、n*、n*及電荷遷徙躍遷產(chǎn)生。無(wú)機(jī)化合物的汲取帶主要由電荷遷徙和配位場(chǎng)躍遷（即d—d躍遷和f—f躍遷）產(chǎn).因?yàn)殡娮榆S遷的種類不一樣，實(shí)現(xiàn)躍遷需要的能量不一樣，所以汲取光的波長(zhǎng)范圍也不同樣。此中*躍遷所需能量最大，n*及配位場(chǎng)躍遷所需能量最小，所以，它們的汲取帶分別落在遠(yuǎn)紫外和可見(jiàn)光區(qū)。從圖中可知，*（電荷遷徙）躍遷產(chǎn)生的譜帶強(qiáng)度最大，*、n*、n*躍遷產(chǎn)生的譜帶強(qiáng)度次之，（配位躍遷的譜帶強(qiáng)度最小）。一、有機(jī)化合物的紫外—可見(jiàn)汲取光譜（一）、躍遷種類基態(tài)有機(jī)化合物的價(jià)電子包含成鍵電子、成鍵電子和非鍵電子（以n表示）。分子的空軌道包含反鍵*軌道和反鍵*軌道，所以，可能的躍遷為*、*、n*n*等。1，*躍遷它需要的能量較高，一般發(fā)生在真空紫外光區(qū)。飽和烴中的—c—c—鍵屬于這種躍遷，比如乙烷的最大吸收波長(zhǎng)max為135nm。2，n*躍遷實(shí)現(xiàn)這種躍遷所需要的能量較高，其汲取光譜落于遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)，如CH3OH和CH3NH2的n*躍4遷光譜分別為183nm和213nm。3，*躍遷它需要的能量低于*躍遷，汲取峰一般處于近紫外光區(qū)，在200nm左右，其特色是摩爾吸光系數(shù)大，一般max104，為強(qiáng)汲取帶。如乙烯（蒸氣）的最大汲取波長(zhǎng)max為162nm。4，n*躍遷這種躍遷發(fā)生在近紫外光區(qū)。它是簡(jiǎn)單的生色團(tuán)如羰基、硝基等中的孤對(duì)電子向反鍵軌道躍遷。其特色是譜帶強(qiáng)度弱，摩爾吸光系數(shù)小，往常小于100，屬于禁阻躍遷。5，電荷遷徙躍遷所謂電荷遷徙躍遷是指用電磁輻射照耀化合物時(shí)，電子從賞賜體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷。所以，電荷遷徙躍遷實(shí)質(zhì)是一個(gè)內(nèi)氧化—復(fù)原的過(guò)程，而相應(yīng)的汲取光譜稱為電荷遷徙汲取光譜。比如某些代替芳烴可產(chǎn)生這種分子內(nèi)電荷遷徙躍遷汲取帶。電荷遷徙汲取帶的譜帶較寬，汲取強(qiáng)度較大，最大波優(yōu)點(diǎn)的摩爾吸光系數(shù)max可大于104。（二）、常用術(shù)語(yǔ)1，生色團(tuán)從廣義來(lái)說(shuō)，所謂生色團(tuán)，是指分子中能夠汲取光子而產(chǎn)生電子躍遷的原子基團(tuán)。可是，人們往常將能汲取紫外、可見(jiàn)光的原子團(tuán)或構(gòu)造系統(tǒng)定義為生色團(tuán)。2，助色團(tuán)助色團(tuán)是指帶有非鍵電子對(duì)的基團(tuán)，如-OH、-OR、-NHR、SH、-Cl、-Br、-I等，它們自己不可以汲取大于200nm的光，可是當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，會(huì)使生色團(tuán)的汲取峰向長(zhǎng)波方向挪動(dòng)，并且增添其吸光度。3，紅移與藍(lán)移（紫移）某些有機(jī)化合物經(jīng)代替反響引入含有未共享電子對(duì)的基團(tuán)（-OH、-OR、-NH2、-SH、-Cl、-Br、-SR、-NR2）以后，5汲取峰的波長(zhǎng)將向長(zhǎng)波方向挪動(dòng)，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)。這種會(huì)使某化合物的最大汲取波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向挪動(dòng)的基團(tuán)稱為向紅基團(tuán)。在某些生色團(tuán)如羰基的碳原子一端引入一些代替基以后，汲取峰的波長(zhǎng)會(huì)向短波方向挪動(dòng)，這種效應(yīng)稱為藍(lán)移（紫移）效應(yīng)。這些會(huì)使某化合物的最大汲取波長(zhǎng)向短波方向挪動(dòng)的基團(tuán)（如-CH2、-CH2CH3、-OCOCH3）稱為向藍(lán)（紫）基團(tuán)。(三)有機(jī)化合物紫外-可見(jiàn)汲取光譜1，飽和烴及其代替衍生物飽和烴類分子中只含有鍵，所以只好產(chǎn)生*躍遷，即電子從成鍵軌道（）躍遷到反鍵軌道（*）。飽和烴的最大汲取峰一般小于150nm，已高出紫外、可見(jiàn)分光光度計(jì)的丈量范圍。飽和烴的代替衍生物如鹵代烴，其鹵素原子上存在n電子，可產(chǎn)生n*的躍遷。n*的能量低于*。比如，CH3Cl、3BrCH和CH3I的n*躍遷分別出此刻173、204和258nm處。這些數(shù)據(jù)不僅說(shuō)明氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相應(yīng)的汲取波長(zhǎng)發(fā)生了紅移，顯示了助色團(tuán)的助色作用。直接用烷烴和鹵代烴的紫外汲取光譜分析這些化合物的適用價(jià)值不大?？墒撬鼈兪菧y(cè)定紫外和（或）可見(jiàn)汲取光譜的優(yōu)秀溶劑。2，不飽和烴及共軛烯烴在不飽和烴類分子中，除含有鍵外，還含有鍵，它們能夠產(chǎn)生*和*兩種躍遷。*躍遷的能量小于*躍遷。比如，在乙烯分子中，*躍遷最大汲取波長(zhǎng)為180nm在不飽和烴類分子中，當(dāng)有兩個(gè)以上的雙鍵共軛時(shí)，跟著共軛系統(tǒng)的延伸，*躍遷的汲取帶將明顯向長(zhǎng)波方向挪動(dòng)，吸收強(qiáng)度也隨之加強(qiáng)。在共軛系統(tǒng)中，*躍遷產(chǎn)生的汲取帶又稱為K帶。3，羰基化合物羰基化合物含有C=O基團(tuán)。C=O基團(tuán)主要可產(chǎn)生*、6n*、n*三個(gè)汲取帶，n*汲取帶又稱R帶，落于近紫外或紫外光區(qū)。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。因?yàn)槿┩@種物質(zhì)與羧酸及羧酸的衍生物在構(gòu)造上的差別，所以它們n*汲取帶的光區(qū)稍有不一樣。羧酸及羧酸的衍生物固然也有n*汲取帶，可是，羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接連結(jié)含有未共用電子對(duì)的助色團(tuán)，如-OH、-Cl、-OR等，因?yàn)檫@些助色團(tuán)上的n電子與羰基雙鍵的電子產(chǎn)生n共軛，致使*軌道的能級(jí)有所提升，但這種共軛作用其實(shí)不可以改變n軌道的能級(jí)，所以實(shí)現(xiàn)n*躍遷所需的能量變大，使n*汲取帶藍(lán)移至210nm左右。4，苯及其衍生物苯有三個(gè)汲取帶，它們都是由*躍遷惹起的。E1帶出現(xiàn)在180nm（MAX，）；E2帶出此刻（MAX，）；=60000204nm=8000B帶出此刻255nm（MAX=200）。在氣態(tài)或非極性溶劑中，苯及其很多同系物的B譜帶有很多的精美構(gòu)造，這是因?yàn)檎駝?dòng)躍遷在基態(tài)電子上的躍遷上的疊加而惹起的。在極性溶劑中，這些精美構(gòu)造消逝。當(dāng)苯環(huán)上有代替基時(shí)，苯的三個(gè)特色譜帶都會(huì)發(fā)生明顯的變化，此中影響較大的是E2帶和B譜帶。5，稠環(huán)芳烴及雜環(huán)化合物稠環(huán)芳烴，如奈、蒽、芘等，均顯示苯的三個(gè)汲取帶，可是與苯自己對(duì)比較，這三個(gè)汲取帶均發(fā)生紅移，且強(qiáng)度增添。跟著苯環(huán)數(shù)量的增加，汲取波長(zhǎng)紅移越多，汲取強(qiáng)度也相應(yīng)增添。當(dāng)芳環(huán)上的-CH基團(tuán)被氮原子代替后，則相應(yīng)的氮雜環(huán)化合物（如吡啶、喹啉）的汲取光譜，與相應(yīng)的碳化合物極為相像，即吡啶與苯相像，喹啉與奈相像。別的，因?yàn)橐牒衝電子的N原子的，這種雜環(huán)化合物還可能產(chǎn)生n*汲取帶。二、無(wú)機(jī)化合物的紫外-可見(jiàn)汲取光譜7產(chǎn)生無(wú)機(jī)化合物紫外、可見(jiàn)汲取光譜的電子躍遷形式，一般分為兩大類：電荷遷徙躍遷和配位場(chǎng)躍遷。（一）電荷遷徙躍遷無(wú)機(jī)配合物有電荷遷徙躍遷產(chǎn)生的電荷遷徙汲取光譜。在配合物的中心離子和配位體中，當(dāng)一個(gè)電子由配體的軌道躍遷到與中心離子有關(guān)的軌道上時(shí)，可產(chǎn)生電荷遷徙汲取光譜。許多過(guò)分金屬離子與含生色團(tuán)的試劑反響所生成的配合物以及很多水合無(wú)機(jī)離子，均可產(chǎn)生電荷遷徙躍遷。別的，一些擁有d10電子構(gòu)造的過(guò)分元素形成的鹵化物及硫化物，如AgBr、HgS等，也是因?yàn)檫@種躍遷而產(chǎn)生顏色。電荷遷徙汲取光譜出現(xiàn)的波長(zhǎng)地點(diǎn)，取決于電子賜予體和電子接受體相應(yīng)電子軌道的能量差。（二）配位場(chǎng)躍遷配位場(chǎng)躍遷包含d-d躍遷和f-f躍遷。元素周期表中第四、五周期的過(guò)分金屬元素分別含有3d和4d軌道，鑭系和錒系元素分別含有4f和5f軌道。在配體的存在下，過(guò)分元素五個(gè)能量相等的d軌道和鑭系元素七個(gè)能量相等的f軌道分別分裂成幾組能量不等的d軌道和f軌道。當(dāng)它們的離子汲取光能后，低能態(tài)的d電子或f電子能夠分別躍遷至高能態(tài)的d或f軌道，這兩類躍遷分別稱為d-d躍遷f-f躍遷。因?yàn)檫@兩類躍遷一定在配體的配位場(chǎng)作用下才可能發(fā)生，所以又稱為配位場(chǎng)躍遷。三、溶劑對(duì)紫外、可見(jiàn)汲取光譜的影響劑對(duì)紫外—可見(jiàn)光譜的影響較為復(fù)雜。改變?nèi)軇┑臉O性，會(huì)惹起汲取帶形狀的變化。比如，當(dāng)溶劑的極性由非極性改變到極性時(shí)，精美構(gòu)造消逝，汲取帶變向光滑。改變?nèi)軇┑臉O性，還會(huì)使汲取帶的最大汲取波長(zhǎng)發(fā)生變化。下表為溶劑對(duì)亞異丙酮紫外汲取光譜的影響。己烷8CHCl3CH3OHH2O*max/nm230238237243n*max/nm329315309305由上表能夠看出，當(dāng)溶劑的極性增大時(shí)，由n*躍遷產(chǎn)生的汲取帶發(fā)生藍(lán)移，而由*躍遷產(chǎn)生的汲取帶發(fā)生紅移。所以，在測(cè)定紫外、可見(jiàn)汲取光譜時(shí)，應(yīng)注明在何種溶劑中測(cè)定。因?yàn)槿軇?duì)電子光譜圖影響很大，所以，在汲取光譜圖上或數(shù)據(jù)表中一定注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作比較時(shí)也應(yīng)注明所用的溶劑能否同樣。在進(jìn)行紫外光譜法剖析時(shí)，一定正確選擇溶劑。選擇溶劑時(shí)注意以下幾點(diǎn)：1）溶劑應(yīng)能很好地溶解被測(cè)試樣，溶劑對(duì)溶質(zhì)應(yīng)當(dāng)是惰性的。即所成溶液應(yīng)擁有優(yōu)秀的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)固性。2）在溶解度同意的范圍內(nèi)，盡量選擇極性較小的溶劑。3）溶劑在樣品的汲取光譜區(qū)應(yīng)無(wú)明顯汲取。第三節(jié)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)一、構(gòu)成零件紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本構(gòu)造是由五個(gè)部分構(gòu)成：即光源、單色器、汲取池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)。（一）光源對(duì)光源的基本要求是應(yīng)在儀器操作所需的光譜地區(qū)內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強(qiáng)度和優(yōu)秀的穩(wěn)固性，并且輻射能量隨波長(zhǎng)的變化應(yīng)盡可能小。分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源隨和體放電光源兩類。熱輻射光源用于可見(jiàn)光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光9源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在3402500nm。這種光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān)，在可見(jiàn)光區(qū)，輻射的能量與工作電壓4次方成正比。光電流與燈絲電壓的n次方（n1）成正比。所以一定嚴(yán)格控制燈絲電壓，儀器一定配有穩(wěn)壓裝置。近紫外區(qū)測(cè)準(zhǔn)常常用氫燈和氘燈。它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘，它是紫外光區(qū)應(yīng)用最寬泛的一種光源，其光譜散布與氫燈近似，但光強(qiáng)度比同樣功率的氫燈要大3~5倍。（二）單色器色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的波長(zhǎng)且波長(zhǎng)在紫外可見(jiàn)地區(qū)內(nèi)隨意可調(diào)。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分構(gòu)成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。單色器的性能直接影響入射光的單色性，進(jìn)而也影響到測(cè)定的敏捷度度、選擇性及校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系等。能起分光作用的色散元件主假如棱鏡和光柵。棱鏡有玻璃和石英兩種資料。它們的色散原理是依照不一樣的波長(zhǎng)光經(jīng)過(guò)棱鏡時(shí)有不一樣的折射率而將不一樣波長(zhǎng)的光分開(kāi)。因?yàn)椴ＡЭ杉橙∽贤夤?，所以玻璃棱鏡只好用于350~3200nm的波長(zhǎng)范圍，即只好用于可見(jiàn)光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長(zhǎng)范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見(jiàn)和近紅外三個(gè)光域。光柵是利用光的衍射與干預(yù)作用制成的，它可用于紫外、可見(jiàn)及紅外光域，并且在整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)擁有優(yōu)秀的、幾乎平均一致的分辨能力。它擁有色散波長(zhǎng)范圍寬、分辨本事高、成本低、便于保留和易于制備等優(yōu)點(diǎn)。弊端是各級(jí)光譜會(huì)重疊而產(chǎn)生擾亂。入射、出10射狹縫，透鏡及準(zhǔn)光鏡等光學(xué)元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度，但過(guò)小的狹縫又會(huì)減弱光強(qiáng)。（三）汲取池汲取池用于盛放剖析試樣，一般有石英和玻璃資料兩種。石英池合用于可見(jiàn)光區(qū)及紫外光區(qū)，玻璃汲取池只好用于可見(jiàn)光區(qū)。為減少光的損失，汲取池的光學(xué)面一定完整垂直于光束方向。在高精度的剖析測(cè)定中（紫外區(qū)特別重要），汲取池要精選配對(duì)。因?yàn)榧橙〕刭Y料的自己吸光特色以及汲取池的光程長(zhǎng)度的精度等對(duì)分析結(jié)果都有影響。（四）檢測(cè)器檢測(cè)器的功能是檢測(cè)信號(hào)、丈量單色光透過(guò)溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置。常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍增管等。硒光電池對(duì)光的敏感范圍為300~800nm，此中又以500~600nm最為敏捷。這種光電池的特色是能產(chǎn)生可直接推進(jìn)微安表或檢流計(jì)的光電流，但因?yàn)楹?jiǎn)單出現(xiàn)疲憊效應(yīng)而只好用于低檔的分光光度計(jì)中。光電管在紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)上應(yīng)用較為寬泛。光電倍增管是檢測(cè)輕微光最常用的光電元件，它的敏捷度比一般的光電管要高200倍，所以可使用較窄的單色器狹縫，進(jìn)而對(duì)光譜的精美構(gòu)造有較好的分辨能力。（五）信號(hào)指示系統(tǒng)它的作用是放大信號(hào)并以適合方式指示或記錄下來(lái)。常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位調(diào)理指零裝置以及數(shù)字顯示或自動(dòng)記錄裝置等。好多型號(hào)的分光光度計(jì)裝置有微辦理機(jī)，一方面可對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行操作控制，另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)辦理。二、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的種類11紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的種類好多，但可概括為三種種類，即單光束分光光度計(jì)、雙光束分光光度計(jì)和雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)。1，單光束分光光度計(jì)經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪番經(jīng)過(guò)參比溶液和樣品溶液，以進(jìn)行吸光度的測(cè)定。這種簡(jiǎn)略型分光光度計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便，維修簡(jiǎn)單，合用于慣例剖析。2，雙光束分光光度計(jì)經(jīng)單色器分光后經(jīng)反射鏡分解為強(qiáng)度相等的兩束光，一束經(jīng)過(guò)參比池，一束經(jīng)過(guò)樣品池。光度計(jì)能自動(dòng)比較兩束光的強(qiáng)度，此比值即為試樣的透射比，經(jīng)對(duì)數(shù)變換將它變換成吸光度并作為波長(zhǎng)的函數(shù)記錄下來(lái)。雙光束分光光度計(jì)一般都能自動(dòng)記錄汲取光譜曲線。因?yàn)閮墒馔瑫r(shí)分別經(jīng)過(guò)參比池和樣品池，還可以自動(dòng)除去光源強(qiáng)度變化所惹起的偏差。3，雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)由同一光源發(fā)出的光被分紅兩束，分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)單色器，獲取兩束不一樣波長(zhǎng)（1和2）的單色光；利用切光器使兩束光以必定的頻次交替照耀同一汲取池，而后經(jīng)過(guò)光電倍增管和電子控制系統(tǒng)，最后由顯示器顯示出兩個(gè)波優(yōu)點(diǎn)的吸光度差值A(chǔ)（A=A1-A2）。關(guān)于多組分混淆物、渾濁試樣（如生物組織液）分析，以及存在背景擾亂或共存組分汲取擾亂的狀況下，利用雙波長(zhǎng)分光光度法，常常能提升方法的敏捷度和選擇性。利用雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)，能獲取導(dǎo)數(shù)光譜。經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)變換，使雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)能很方便地轉(zhuǎn)變成單波長(zhǎng)工作方式。假如能在1和2處罰別記錄吸光度隨時(shí)間變化的曲線，還可以進(jìn)行化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)研究。三、分光光度計(jì)的校訂往常在實(shí)驗(yàn)室工作中，查收新儀器或?qū)嶒?yàn)室使用過(guò)一段時(shí)間12后都要進(jìn)行波長(zhǎng)校訂和吸光度校訂。建議采納下述的較為簡(jiǎn)易和適用的方法來(lái)進(jìn)行校訂：鐠銣玻璃或鈥玻璃都有若干特色的汲取峰，可用來(lái)校訂分光光度計(jì)的波長(zhǎng)標(biāo)尺，前者用于可見(jiàn)光區(qū)，后者則對(duì)紫外和可見(jiàn)光區(qū)都合用。也可K2CrO4標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)校訂吸光度標(biāo)度。性剖析外－可見(jiàn)分光光度法是一種寬泛應(yīng)用的定量剖析方法，也是對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性剖析和構(gòu)造剖析的一種手段，同時(shí)還可以夠測(cè)定某些化合物的物理化學(xué)參數(shù)，比如摩爾質(zhì)量、配合物的配合比和穩(wěn)固常數(shù)、以及酸、堿的離解常數(shù)等。外－可見(jiàn)分光光度法在無(wú)機(jī)元素的定性剖析應(yīng)用方面是比較少的，無(wú)機(jī)元素的定性剖析主要用原子發(fā)射光譜法或化學(xué)分析法。在有機(jī)化合物的定性剖析判定及構(gòu)造剖析方面，因?yàn)樽贤猓梢?jiàn)光譜較為簡(jiǎn)單，光譜信息少，特色性不強(qiáng)，并且許多簡(jiǎn)單官能團(tuán)在近紫外及可見(jiàn)光區(qū)沒(méi)有汲取或汲取很弱，所以，這種方法的應(yīng)用有較大的限制性。可是它合用于不飽和有機(jī)化合物，特別是共軛系統(tǒng)的判定，以此推測(cè)未知物的骨架構(gòu)造。別的，它可配合紅外光譜法、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法等常用的構(gòu)造剖析法進(jìn)行定量判定和構(gòu)造剖析，是不失為一種實(shí)用的協(xié)助方法。一般定性剖析方法有以下兩種：比較汲取光譜曲線法汲取光譜的形狀、汲取峰的數(shù)量和地點(diǎn)及相應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)，是定性剖析的光譜依照，而最大汲取波長(zhǎng)及相應(yīng)的是定性剖析的最主要參數(shù)。比較法有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較法和標(biāo)準(zhǔn)譜圖比13較法兩種。利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較，在同樣的丈量條件下，測(cè)定和比較未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物的汲取光譜曲線，假如二者的光譜完整一致，則能夠初步以為它們是同一化合物。為了能使剖析更正確靠譜，要注意以下幾點(diǎn)：一、是盡量保持光譜的精美構(gòu)造。為此，應(yīng)采納與汲取物質(zhì)作使勁小的非極性溶劑，且采納窄的光譜通帶；二、是汲取光譜采納對(duì)作圖。這樣假如未知物與標(biāo)準(zhǔn)物的濃度不一樣，則曲線不過(guò)沿軸平移，而不是象曲線那樣以的比例挪動(dòng)，更便于比較剖析。三、是常常還需要用其余方法進(jìn)行證明，如紅外光譜等。利用標(biāo)準(zhǔn)譜圖或光譜數(shù)據(jù)比較。常用的標(biāo)準(zhǔn)譜圖有以下表中的四種：[1]SadtlerStandardSpectra(Ultraviolet),Heyden,London,1978.薩特勒標(biāo)準(zhǔn)圖譜共采集了46000種化合物的紫外光譜。[2]R.A.FriedelandM.Orchin,“UltravioletandVisibleAbsorptionSpectraofAromaticCompounds”,Wiley,NewYork,1951.本書(shū)采集了597種芬芳化合物的紫外光譜。[3]KenzoHirayama：“HandbookofUltravioletandVisibleAbsorptionSpectraaofOrganicCompounds.”,NewYork,Plenum,1967。[4]“OrganicElectronicSpectralData”。計(jì)算不飽和有機(jī)化合物最大汲取波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則有伍德沃德（Woodward）規(guī)則和斯科特（Scott）規(guī)則。當(dāng)采納其余物理或化學(xué)方法推測(cè)未知化合物有幾種可能構(gòu)造14后，可用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算它們最大汲取波長(zhǎng)，而后再與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，以確認(rèn)物質(zhì)的構(gòu)造。伍德沃德規(guī)則*它是計(jì)算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物π—π躍遷最大汲取波長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，如表13.7和表13.9所示。計(jì)算時(shí)，先從未知物的母體比較表獲取一個(gè)最大汲取的基數(shù)，而后對(duì)連結(jié)在母體中π電子系統(tǒng)(即共軛系統(tǒng))上的各樣代替基以及其余構(gòu)造要素按上所列的數(shù)值加以修正，獲取該化合物的最大汲取波長(zhǎng)。。構(gòu)造剖析紫外－可見(jiàn)分光光度法能夠進(jìn)行化合物某些基因的鑒別、共軛系統(tǒng)及構(gòu)型、構(gòu)象的判斷。某些特色公司的鑒別機(jī)物的許多基團(tuán)(生色團(tuán))，如羰基、苯環(huán)、硝基、共軛系統(tǒng)等，都有其特色的外或可見(jiàn)汲取帶，紫外－可見(jiàn)分光光度法在鑒別這些基團(tuán)時(shí)，有時(shí)是十分實(shí)用的。如在270～300nm處有弱的汲取帶，且隨溶劑極性增大而發(fā)生藍(lán)移，就是羰基n－π*躍遷所產(chǎn)生R汲取帶的有力憑證。在184nm鄰近有強(qiáng)汲取帶(E1帶)，在204nm鄰近有中強(qiáng)汲取帶(E2帶)，在260nm鄰近有弱汲取帶且有精美構(gòu)造(B帶)，是苯環(huán)的特色汲取，等等。能夠從有關(guān)資猜中查找某些基團(tuán)的特色汲取帶。共軛系統(tǒng)的判斷軛系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的K汲取帶，經(jīng)過(guò)繪制汲取光譜，能夠判斷化合物能否存在共軛系統(tǒng)或共軛的程度。假如一化合物在210nm以上無(wú)強(qiáng)汲取帶，能夠以為該化合物不存在共軛系統(tǒng)；若在215～15250nm地區(qū)有強(qiáng)汲取帶，則該化合物可能有兩至三個(gè)雙鍵的共軛體系，如1－3丁二烯，為217nm，為21,000；若260～350nm地區(qū)有很強(qiáng)的汲取帶，則可能有三至五個(gè)雙鍵的共軛系統(tǒng)，如癸五烯有五個(gè)共軛雙鍵，為335nm，為118,000。異構(gòu)體的判斷括順?lè)串悩?gòu)及互變異構(gòu)兩種狀況的判斷。順?lè)串悩?gòu)體的判斷色團(tuán)和助色團(tuán)處在同一平面上時(shí)，才產(chǎn)生最大的共軛效應(yīng)。因?yàn)榉词疆悩?gòu)體的空間位阻效應(yīng)小，分子的平面性能較好，共軛效應(yīng)強(qiáng)。所以，及都大于順式異構(gòu)體。比如，肉桂酸的順、反式的汲取以下：＝280nm=13500＝295nm=27000同一化學(xué)式的多環(huán)二烯，可能有兩種異構(gòu)體：一種是順式異構(gòu)體；另一種是異環(huán)二烯，是反式異構(gòu)體。一般來(lái)說(shuō)，異環(huán)二烯的汲取帶強(qiáng)度老是比同環(huán)二烯來(lái)的大。互變異構(gòu)體的判斷某些有機(jī)化合物在溶液中可能有兩種以上的互變異構(gòu)體處于動(dòng)向均衡中，這種異構(gòu)體的互變過(guò)程常陪伴有雙鍵的挪動(dòng)及共軛系統(tǒng)的變化，所以也產(chǎn)生汲取光譜的變化。最常有的是某些含氧化合物的酮式與烯醇式異構(gòu)體之間的互變。比如乙酰乙酸乙酯就是和烯醇式兩種互變異構(gòu)體：16它們的汲取特征不一樣：酮式異構(gòu)體在近紫外光區(qū)的為272nm(為16)，是n－π*躍遷所產(chǎn)生R汲取帶。烯醇式異構(gòu)體的243nm(為16000)，是π－π*躍遷出共軛系統(tǒng)的K汲取帶。種異構(gòu)體的互變均衡與溶劑有親密關(guān)系。在象水這樣的極性溶劑中，因?yàn)榭赡芘cH2O形成氫鍵而降低能量以達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)，所以酮式異構(gòu)體占優(yōu)勢(shì):而象乙烷這樣的非極性溶劑中，因?yàn)樾纬煞肿觾?nèi)的氫鍵，且形成共軛系統(tǒng)，使能量降低以達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)，所以烯醇式異構(gòu)體比率上漲:別的，紫外－可見(jiàn)分光光度法還可以夠判斷某些化合物的構(gòu)象(如代替基是平伏鍵仍是直平鍵)及旋光異構(gòu)體等。定量剖析紫外－可見(jiàn)分光光度法定量剖析的方法常有到的有以下幾種：?jiǎn)谓M分的定量剖析果在一個(gè)試樣中只需測(cè)定一種組分，且在選定的丈量波長(zhǎng)下，試樣中其余組分對(duì)該組分不擾亂，這種單組分的定量剖析較簡(jiǎn)單。一般有標(biāo)準(zhǔn)比較法和標(biāo)準(zhǔn)曲線法兩種。標(biāo)準(zhǔn)比較法同樣條件下，平行測(cè)定試樣溶液和某一濃度Cs（應(yīng)與試液濃17度靠近）的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度Ax和As則由Cs可計(jì)算試樣溶液中被測(cè)物質(zhì)的濃度Cx標(biāo)準(zhǔn)比較法因知使用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，惹起偏差的有時(shí)要素許多，故常常較不行靠。標(biāo)準(zhǔn)曲線法這是實(shí)質(zhì)剖析工作中最常用的一種方法。配制一系列不一樣濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含被測(cè)組分的空白溶液作參比，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度，繪制吸光度－濃度曲線，稱為校訂曲線（也叫標(biāo)準(zhǔn)曲線或工作曲線）。在同樣條件下測(cè)定試樣溶液的吸光度，從校訂曲線上找出與之對(duì)應(yīng)的未知組分的濃度。別的，有時(shí)還可以夠采納標(biāo)準(zhǔn)加入法。多組分的定量剖析據(jù)吸光度擁有加和性的特色，在同一試樣中能夠同時(shí)測(cè)定兩個(gè)或兩個(gè)以上組分。假定要測(cè)定試樣中的兩個(gè)組分A、B，假如分別繪制A、B兩純物質(zhì)的汲取光譜，繪出三種狀況，如圖13.20所示。a）狀況表示兩組分互不擾亂，能夠用測(cè)定單組分的方法分在λ1、λ2測(cè)定A、B兩組分；18b）狀況表示A組分對(duì)B組分的測(cè)定有擾亂，而B(niǎo)組分對(duì)A組分的測(cè)定無(wú)擾亂，則能夠在λ1處獨(dú)自丈量A組分，求得A組分的濃度CA。而后在λ處丈量溶液的吸光度及A、B純物質(zhì)的和2值，依據(jù)吸光度的加和性，即得則能夠求出CB；（c）狀況表示兩組分相互相互擾亂，此時(shí)，在λ1、λ2處罰別測(cè)定溶液的吸光度及，并且同時(shí)測(cè)定A、B純物質(zhì)的、及、。而后列出聯(lián)立方程解得CA、CB。明顯，假如有n個(gè)組分的光譜相互擾亂，就必然在n個(gè)波優(yōu)點(diǎn)罰別測(cè)定吸光度的加和值，而后解n元一次方程以求出各組分的濃度。應(yīng)當(dāng)指出，這將是繁瑣的數(shù)學(xué)辦理，且n越多，結(jié)果的正確性越差。用計(jì)算機(jī)辦理測(cè)定結(jié)果將使運(yùn)算大為方便。雙波長(zhǎng)分光光度法試樣中兩組分的汲取光譜較為嚴(yán)重時(shí)，用解聯(lián)立方程的方法測(cè)定兩組分的含量可能偏差較大，這時(shí)能夠用雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定。它能夠進(jìn)行一組分在其余組分?jǐn)_亂下，測(cè)定該組分的含量，也能夠同時(shí)測(cè)定兩組分的含量。雙波長(zhǎng)分光光度法定量測(cè)定兩混淆物組分的主要方法有等汲取波長(zhǎng)法和系數(shù)倍率法兩種。等汲取波長(zhǎng)法試樣中含有A、B兩組分，若要測(cè)定B組分，A組分有擾亂，采納雙波長(zhǎng)法進(jìn)行B組分丈量時(shí)方法以下：為了要能除去A組分的汲取擾亂，一般第一選擇待測(cè)組分B的最大汲取波長(zhǎng)λ2為丈量波長(zhǎng)，而后用作圖法選擇參比波長(zhǎng)λ1，作法以下圖。19在λ2處作一波長(zhǎng)軸的垂直線，交于組分B汲取曲線的另某一點(diǎn)，再?gòu)倪@點(diǎn)作一條平行于波長(zhǎng)軸的直線，交于組分B汲取曲線的另一點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波成為參比波長(zhǎng)λ1?？梢?jiàn)組分A在λ2和λ1處是等汲取點(diǎn)，由吸光度的加和性可見(jiàn)，混淆試樣在λ2和λ1處的吸光度可表示為雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)的輸出信號(hào)為A，可見(jiàn)儀器的輸出訊號(hào)A與擾亂組分A沒(méi)關(guān)，它只正比于待測(cè)組分B的濃度，即除去了B的擾亂。系數(shù)倍率法當(dāng)擾亂組分A的汲取光譜曲線不呈峰狀，僅是斜坡?tīng)顣r(shí)，不存在兩個(gè)波優(yōu)點(diǎn)的等汲取點(diǎn)時(shí)，以下圖。在這種20狀況下，可采納系數(shù)倍率法測(cè)定B組分，并采納雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)來(lái)達(dá)成。選擇兩個(gè)波長(zhǎng)λ、1、λ2，分別丈量A、B混淆液的吸光度，利用雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)中差分函數(shù)放大器，把、分別放大k1、k2倍，獲取、兩波優(yōu)點(diǎn)測(cè)得的差示信號(hào)S：調(diào)理放大器，選用和，使之知足獲取系數(shù)倍率K為差示信號(hào)S與待測(cè)組分B的濃度CB成正比，與擾亂組分A沒(méi)關(guān)，即除去了A的擾亂。導(dǎo)數(shù)分光光度計(jì)法用不一樣的實(shí)驗(yàn)方法能夠獲取各樣導(dǎo)數(shù)光譜曲線。不一樣的實(shí)驗(yàn)方法包含雙波長(zhǎng)法、電子微分法和數(shù)值微分法。將對(duì)波長(zhǎng)λ求導(dǎo):在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)可控制在恒定值，，則21上式表示，第一，導(dǎo)數(shù)分光光度法