可見分光光度計的構(gòu)造課件

第二章紫外-可見分光光度法（Ultraviolet-VisibleSpectrophotometry）

又稱:紫外-可見分子吸收光譜法（Ultraviolet-VisibleMolecularAbsorptionSpectrometry）第二章紫外-可見分光光度法2.1

分光光度分析法發(fā)展簡史

1729年，Bouguer首先發(fā)現(xiàn)溶液對光的吸收與液層厚度之間的關系。

1760年，Lambert就此基本定律進行了數(shù)學運算，確定了相應的關系式。

1833年，Brewster在提取葉綠素及胡蘿卜素的研究中，注意到有機化合物的吸收光譜。2.1分光光度分析法發(fā)展簡史

然而某些作者認為比色法起始于1852年，因為在這一年，Beer參考了Bouguer和Lambert的早期著作，提出了比色法的基本定律。然而某些作者認為比色法起始于1852年，因

硫氰酸鹽法和亞鐵氰化物法測定鐵，Nessler法測氨，硫氰酸鹽法測鉬，都是19世紀中葉就已提出來的方法。

硫氰酸鹽法和亞鐵氰化物法測定鐵，Nessler

隨著對光度分析方法的不斷研究和深入，人們對分析方法的靈敏度和選擇性也提出了更高的要求。在經(jīng)典光度法的基礎上，又發(fā)展了雙波長分光光度法、動力學分光光度法等，使光度分析的內(nèi)容和應用范圍進一步擴大。隨著對光度分析方法的不斷研究和深入，人們對

近年來，隨著有機試劑的迅猛發(fā)展，使大量的有機試劑應用到分析測試領域，靈敏度、選擇性都得到了不斷提高。近年來，隨著有機試劑的迅猛發(fā)展，使大量的

最初，比色測定是在比色管中進行的。

19世紀末，開始使用帶濾光片的目視比色計。

20世紀30年代，光電比色計和分光光度計才被引入實驗室。

最初，比色測定是在比色管中進行的。

20世紀初期的分光光度計多為單光束手控型。

20世紀60年代，雙光束自動記錄光度計問世。

20世紀70年代開始，微處理機控制的分光光度計不斷出現(xiàn)。雙波長分光光度計迅速發(fā)展和商品化。

20世紀初期的分光光度計多為單光束手控型。2.2分子吸收光譜概述1．分子吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)

在分子中，除了原子的核能En，質(zhì)心在空間的平動能Et外，還有電子運動能Ee，原子之間的相對振動能Ev以及分子轉(zhuǎn)動能Er等。分子的總能量可寫為：

E=En+Ee+Ev+Er+Et2.2分子吸收光譜概述

由于En在一般化學實驗條件下不發(fā)生變化，分子的平動能Et又比較小，因此當分子能級發(fā)生躍遷時，能量的改變?yōu)椋?/p>

E=Ee+Er+Ev圖2-1表示雙原子分子的能級圖。由于En在一般化學實驗條件下不發(fā)生變化，分圖2-1雙原子分子的能級圖圖2-1雙原子分子的能級圖

E(總)=Ee+Ev+Er

1~20eV0.05~1eV<0.05eV

相當于紫外-相當于紅相當于紅外光可見光能量外光能量甚至微波的能量E(總)=Ee

電子能級躍遷時伴隨振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，因此電子光譜（也稱：紫外-可見吸收光譜），得到的也是由許多譜線聚集而成的譜帶。

電子能級躍遷時伴隨振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍（1）紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)

紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)是由物質(zhì)分子中價電子的能級躍遷所產(chǎn)生的。

（1）紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)（2）紫外-可見光譜區(qū)域范圍10nm~400nm稱為紫外區(qū)；400nm~800nm為可見光區(qū)。其中：10nm~200nm稱為遠紫外區(qū)；

200nm~400nm稱為近紫外區(qū)。

（2）紫外-可見光譜區(qū)域范圍

玻璃器皿及有關光學元件不適合作紫外分析之用，是由于玻璃對波長小于300nm的電磁波產(chǎn)生強烈吸收的緣故。

所以，作紫外分析時，一般采用石英制件。玻璃器皿及有關光學元件不適合作紫外分析之2.紫外-可見吸收光譜中價電子躍遷的類型

在有機物中，有幾種不同類型的價電子。以甲醛為例：例如：H-C=O：(a)單鍵電子；(b)雙鍵電子；

H

(c)未成對的獨對（孤）電子－n電子。2.紫外-可見吸收光譜中價電子躍遷的類型圖2-2

各種價電子躍遷相應的能量示意圖圖2-2各種價電子躍遷相應的能量示意圖

（1）根據(jù)分子軌道理論，此3種電子的能級高低次序是：<<n<*<*。（2）共有6種躍遷類型：-*、-*、-*、n-*、n-*和-*。

其中-*、-*、-*三種躍遷需要能量較大，吸收峰小于200nm，位于真空紫外區(qū)。而n-*、n-*和-*三種躍遷需要能量相對較小，吸收峰位于近紫外區(qū)甚至可見區(qū)，對于紫外-可見分析具有實用意義?？梢姺止夤舛扔嫷臉?gòu)造課件n-*、-*躍遷區(qū)別：n-*（，10~100L/mol·cm）躍遷產(chǎn)生的吸收峰強度低于-*（，104L/mol·cm）；隨著溶劑極性的增加，-*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰紅移，n-*躍遷所產(chǎn)生的吸收峰藍移。n-*、-*躍遷區(qū)別：（3）除了上述6種躍遷可產(chǎn)生紫外-可見吸收譜帶外，還有兩種躍遷也可產(chǎn)生紫外-可見吸收譜帶，即電荷轉(zhuǎn)移躍遷和配位場躍遷。

（3）除了上述6種躍遷可產(chǎn)生紫外-可見吸收譜帶

綜上所述：發(fā)生在電磁光譜的紫外和可見光區(qū)內(nèi)的，由于電子的躍遷或轉(zhuǎn)移而引起的吸收光譜共有以上八種價電子躍遷類型。綜上所述：發(fā)生在電磁光譜的紫外和可見光區(qū)3.在有機物的紫外-可見譜解析中吸收帶的分類

在有機物的紫外-可見譜解析中，通常將吸收帶分為以下四種類型。3.在有機物的紫外-可見譜解析中吸收帶的分類(1)R吸收帶：R帶由n-*的躍遷引起的吸收帶。這是由于CO或NO2等單一的發(fā)色團引起的。一般max<100L/(mol·cm)，測這種吸收帶需用濃溶液。隨著溶劑的極性增大，會產(chǎn)生紫移。(1)R吸收帶：R帶由n-*的躍遷引起的吸收帶。這(2)K吸收帶：由-*的躍遷所產(chǎn)生的。其特點是強度高（max>104L·mol-1·cm-1），含共軛生色基的化合物的紫外譜都有這種吸收帶。

例如：丁二烯的K帶吸收

max=21000L·mol-1·cm-1，max＝217nm。(2)K吸收帶：由-*的躍遷所產(chǎn)生的。其特點是(3)B吸收帶：由苯環(huán)振動和-*的躍遷重疊引起的芳香族化合物的特征吸收帶。苯的B帶吸收在230nm~270nm呈精細的振動結(jié)構(gòu)。(3)B吸收帶：由苯環(huán)振動和-*的躍遷重疊引起

當苯環(huán)與生成基相連時，就有B和K兩種吸收帶，其中B帶的波長位置較長。

例如：苯乙烯

K帶：244nm；Ｂ帶：282nm。當苯環(huán)與生成基相連時，就有B和K兩種吸收(4)E吸收帶：在苯環(huán)結(jié)構(gòu)中三個乙烯鍵的環(huán)狀共軛系統(tǒng)中，-*躍遷所產(chǎn)生的芳香族化合物的特征吸收帶，稱為E帶。特點：E帶可分為E1帶(~180nm)和E2帶(~200nm)，它們都是強吸收帶；而苯的B帶(~253nm)相應是較弱的吸收帶。(4)E吸收帶：在苯環(huán)結(jié)構(gòu)中三個乙烯鍵的環(huán)狀共軛４.無機化合物的紫外-可見吸收光譜

在溶液中無機絡合物的紫外-可見吸收光譜，其吸收帶往往寬而少。一般由兩類形式的躍遷產(chǎn)生：配位場躍遷和電荷遷移躍遷。４.無機化合物的紫外-可見吸收光譜（1）配位體場吸收光譜概念

配位體場吸收譜帶指的是過渡金屬水合離子或過渡金屬離子與顯色劑（通常是有機化合物）所形成的絡合物在外來輻射作用下，由于吸收了適當波長的可見光（有時是紫外光），從而獲得的相應吸收光譜。（1）配位體場吸收光譜

機理過渡金屬絡合物中，由于配位體的影響，中心離子的d軌道或f軌道能級發(fā)生分裂。當過渡金屬絡合物吸收了可見或紫外區(qū)的某部分波長的光時，d電子或f電子就可以從較低的能級躍遷到較高的能級，稱為d-d躍遷或f-f躍遷。

這種躍遷一般發(fā)生在可見光區(qū)。機理

特點配位體場吸收光譜通常位于可見光區(qū)；強度弱，摩爾吸收系數(shù)約為0.1L/(molcm)~100L/(molcm)。特點（2）電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜概念

電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜指的是許多無機物（如：堿金屬鹵化物）和某些由兩類有機化合物混合而得的分子絡合物，它們在外來輻射激發(fā)下會強烈地吸收紫外或可見光，從而獲得的紫外或可見光吸收光譜。（2）電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜

機理在這一吸收過程中，實際上是發(fā)生了一個電子從體系的一部分（稱為：電子給予體）轉(zhuǎn)移到體系的另一部分（稱為：電子接受體）的過程，因而這樣獲得的吸收光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。機理

類型i)配位體金屬的電荷轉(zhuǎn)移例1：[Fe(SCN)6]3-呈深紅色，在490nm附近有強吸收，這就是由于該絡合物吸收了某波長的光，使一個電子從SCN-的某一軌道躍遷到Fe3+的某一軌道上。

類型ii)金屬配位體的電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生這種電荷轉(zhuǎn)移的必要條件是：金屬離子容易被氧化（處于低氧化態(tài)）；而配位體容易被還原，配位體具有空的反鍵軌道，可接受從金屬離子轉(zhuǎn)移出來的電子。ii)金屬配位體的電荷轉(zhuǎn)移iii)分子絡合物內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移

例如：在乙醇介質(zhì)中，將醌與氫醌混合，就可以得到美麗的醌氫醌暗綠色結(jié)晶，它的吸收峰在可見光區(qū)。iii)分子絡合物內(nèi)部電荷轉(zhuǎn)移

特點電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜的最大特點是：吸收強度大，摩爾吸收系數(shù)一般超過104L/(molcm)。特點（3）兩種吸收譜帶的區(qū)別這類光譜一般位于可見光區(qū)。

電荷遷移吸收帶的譜帶較寬，吸收強度大，最大波長處的摩爾吸收系數(shù)max可大于104Lcm-1mol-1。與電荷遷移躍遷比較，配位場躍遷吸收譜帶的摩爾吸收系數(shù)小，一般max<102Lcm-1mol-1。

（3）兩種吸收譜帶的區(qū)別2.3分光光度法的對比度1.對比度的概念

在光度法中，對比度是指顯色劑與金屬離子所形成絡合物（MeR）的最大吸收峰波長（MeRmax）與顯色劑本身（HnR）最大吸收峰波長(HnRmax)之間的差值。對比度以來表示：=MeRmax-HnRmax

2.3分光光度法的對比度一般認為：40nm時，顯色反應對比度較??；=40~80nm時，顯色反應對比度為中等；80nm時，顯色反應具有較高的對比度。一般要求顯色劑與有色化合物的對比度在60nm以上。

一般認為：2.對比度在實際分析測定中的意義對比度實質(zhì)上表示了顯色反應顏色變化的程度；反映了過量顯色劑對測定體系的影響。如果顯色反應的對比度大，則過量試劑對測定的影響較??；反之，對比度小，則試劑對測定的影響就比較大。

2.對比度在實際分析測定中的意義

如何選擇測定波長？

如果顯色反應的對比度較大，則測定波長往往與絡合物的最大吸收波長一致。如果顯色反應的對比度較小，此時測定波長取決于MeR/HnR的比值或MeR-HnR

的差值。因此，對比度的概念可為選擇測定波長提供幫助。如何選擇測定波長？3.

影響對比度的因素對比度的大小與顯色劑的結(jié)構(gòu)、反應條件、金屬離子的性質(zhì)及絡合物的組成有關。3.影響對比度的因素2.4光吸收定律—朗伯-比爾定律1.朗伯-比爾定律（Lambert-BeerLaw）（1）定義1：

A=lgI/I為吸光度(Absorbance)。其中：I和I分別為試樣入射光強度和出射光強度。

2.4光吸收定律—朗伯-比爾定律（2）朗伯-比爾定律的數(shù)學表達式為：

nA=icili=1

其中：i表示某一吸光質(zhì)點。c為濃度，單位為mol/L；l為液層厚度，單位為cm；為摩爾吸光系數(shù)，單位為L/(mol?cm)。

（2）朗伯-比爾定律的數(shù)學表達式為：：表示物質(zhì)分子對某一波長的光的吸收本領，稱為吸收系數(shù)。與物質(zhì)性質(zhì)、入射光波長及溫度等因素有關。

該式物理意義為：物質(zhì)的吸光度與物質(zhì)的吸收系數(shù)和濃度的乘積成正比。

：表示物質(zhì)分子對某一波長的光的吸收本領，

吸光度具有加和性：

nA=A1+A2+A3+…+An=An1吸光度具有加和性：

當物質(zhì)中只有一種吸光組分，則上式簡化為：A=cl

當物質(zhì)中只有一種吸光組分，則上式簡化為：（3）定義2：若將I/I0稱為透光度（亦稱：透射率），用T表示，T=I/I0則A=lgI0/I=-lgT=cl

（3）定義2：若將I/I0稱為透光度（亦稱：透射2.朗伯-比爾定律成立的條件及其偏離該定律的因素（1）成立的條件(a)適用于極稀的溶液(一般c<0.01mol/L)。(b)電磁波輻射和所討論的吸光成分之間的相互作用機制只是光被該成分吸收。2.朗伯-比爾定律成立的條件及其偏離該定律的因素(c)采用“單色光”。(d)吸收成分（分子或離子）的行為相互無關，且不論其數(shù)量和種類如何。(c)采用“單色光”。（2）偏離該定律的因素圖2-3定量分析中的校正曲線（2）偏離該定律的因素

偏離比爾定律的主要原因有：(a)在實際工作中，由出射狹縫投射到被測物上的光，并非理論上所要求的單色光，而是一個有限寬度的譜帶，稱為光譜通帶。

偏離比爾定律的主要原因有：(b)散射的影響：當被測試樣中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點時，入射光通過試樣就會因為光的散射而損失一部分，使透射率減小，而吸光度增大，導致偏離比爾定律。質(zhì)點的散射強度I與入射光的波長四次方成反比，因此散射對紫外區(qū)的測定影響更大。(b)散射的影響：當被測試樣中含有懸浮物或膠粒(c)化學因素：若在試樣中，被測組分發(fā)生離解、締合、光化及互變異構(gòu)等作用，或與溶劑相互作用，就會使被測組分的吸收曲線明顯改變，導致偏離比爾定律。(c)化學因素：若在試樣中，被測組分發(fā)生離解、(d)熒光的影響：某些物質(zhì)吸收光后，會重新輻射出與入射光波長相同或更長的光，熒光的存在將導致比爾定律失效。

(d)熒光的影響：某些物質(zhì)吸收光后，會重新輻射出(e)非平行光的影響：若入射光不垂直于吸收池的光學面，這使得通過試樣的實際光程大于吸收池的厚度，但這種影響很小，一般可忽略。

(e)非平行光的影響：若入射光不垂直于吸收池的3.朗伯-比爾定律的應用條件朗伯-比爾定律不僅適用于紫外光、可見光，也適用于紅外光；不僅適用于均勻非散射的液態(tài)樣品，也適用于微粒分散均勻的固態(tài)或氣態(tài)樣品。3.朗伯-比爾定律的應用條件2.5紫外-可見分光光度法的分析方法1.定性、定量分析的依據(jù)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)E（躍遷能）特征吸收譜（光吸收選擇性）定性吸收譜高度或面積定量2.5紫外-可見分光光度法的分析方法（1）定性分析方法用紫外-可見吸收光譜來鑒定一個化合物，通常是將該化合物的光譜特征以及吸收峰的形狀與純化合物的標準紫外-可見光譜圖作比較。（1）定性分析方法

如果沒有標準物，可借助紫外-可見標準圖譜或有關電子光譜數(shù)據(jù)資料進行比較。常用的標準譜圖有以下四種：

(a)SadtlerStandardSpectra(Ultraviolet),Heyden,London,1978.(b)R.A.FriedelandM.Orchin,“UltravioletandVisibleAbsorptionSpectraofAromaticCompounds”Wiley,NewYork,1951.如果沒有標準物，可借助紫外-可見標準圖譜(c)KenzoHirayama:“HandbookofUltravioletandVisibleAbsorptionSpectraofOrganicCompounds.”,NewYork,Plenum,1967.(d)“OrganicElectronicSpectralData”,JohnWileyandSons,1946~.(c)KenzoHirayama:“Handbooko不能單憑紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù)來鑒定某一未知物。紫外-可見吸收光譜是配合紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振波譜進行有機物結(jié)構(gòu)研究的一種有效的工具。不能單憑紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù)來鑒定某一未知（2）定量分析方法

a.標準工作曲線法（校正曲線法）—可能存在背景干擾

見圖2-4。

（2）定量分析方法圖2-4標準工作曲線（校正曲線）圖2-4標準工作曲線（校正曲線）b.增量法（標準加入法）—可消除背景干擾方法：繪制A~增量C的校正曲線。

見圖2-5。其中：OO，長度所對應的濃度Cx就是未知試樣中被測組分的濃度。b.增量法（標準加入法）—可消除背景干擾

圖2-5增量法校正曲線

2.分光光度法的擴展（1）催化分光光度法（或稱催化比色法；動力學分光光度法）

如果催化反應是一個顯色或褪色反應，就可以用分光光度法測定催化反應的反應物或生成物之一的濃度變化，這就是催化分光光度法，被測組分是催化劑。

2.分光光度法的擴展

W

例如：H2O2+2I-+2H+

I2+2H2OpH一定時，d[I2]/dt=k[H2O2][I-]2[W]d[I2]/dt=k[W]積分得：[I2]=k[W]t--------(1)根據(jù)光吸收定律[I2]=A/l--------(2)將(2)式代入(1)式A=k’’[W]t--------(3)

（3）式就是鎢的動力學分光光度法測定的基礎。在此式的基礎上，可分為三種基本方法測定鎢的濃度。

預先配制一系列鎢的標準溶液，在相同條件下記錄吸光度A隨時間t變化的動力學曲線。如圖2-6所示。（3）式就是鎢的動力學分光光度法測定的基圖2-6A-t曲線可見分光光度計的構(gòu)造課件定量方法：a）固定時間法

(3)式變?yōu)椋篈=k[W]

作A~[W]圖，用待測樣品在t時的A值在工作曲線上求出相應的[W]值。

見圖2-7(a)。定量方法：圖2-7(a)A~[W]曲線可見分光光度計的構(gòu)造課件b)

固定濃度法

(3)式變?yōu)閇W]=kt-1

[W]t-1

測定達到某一預定A值時的時間t，繪制t-1~[W]標準工作曲線，見圖2-7(b)。b)固定濃度法圖2-7(b)t-1~[w]曲線可見分光光度計的構(gòu)造課件c）正切法（斜率法）由(3)式得A=k’’[W]tA/t=k’’[W]

則A/t[W]

而A/t即為A~t關系曲線的斜率，求出各自斜率tgx，再在圖2-7(c)上求出相應[W]的濃度Cx。c）正切法（斜率法）圖2-7(c)tgx~[w]曲線可見分光光度計的構(gòu)造課件（2）雙波長分光光度法

儀器結(jié)構(gòu)圖見2-8。（2）雙波長分光光度法圖2-8圖2-8A1=-lgI1/I0=1cl+AbA2=-lgI2/I0=2cl+Ab’

其中：I0、I1、I2分別為開始照射到吸收池的兩束光強度及通過吸收池后兩束光強度。Ab

和Ab，為背景吸收。A1=-lgI1/I0=1cl+AbA=A2-A1=(2-1)clAc

繪制A~c工作曲線可以測得組分含量，這就是雙波長分光光度法定量分析的依據(jù)?？梢姺止夤舛扔嫷臉?gòu)造課件等吸收波長法中波長選擇的原則：a）干擾組分在兩個波長處等吸收。b）被測組分在選定的兩個波長處A要足夠大，以便保證有足夠的靈敏度。見圖2-9。等吸收波長法中波長選擇的原則：圖2-9作圖法確定1和2—等吸收波長法a-組分a的吸收曲線b-組分b的吸收曲線c-兩組分混合后的吸收曲線可見分光光度計的構(gòu)造課件（3）導數(shù)分光光度法A=-lgI/I0=bc則：dnA/dn=bcdn/dn

（3）導數(shù)分光光度法

導數(shù)光譜具有以下特征：a.譜帶的極值數(shù)隨導數(shù)階數(shù)的增加而增加，一個吸收帶經(jīng)過n次求導后，產(chǎn)生的極值（包括極大和極小）數(shù)為n+1個。b.零階曲線的極大處，相應于奇階導數(shù)（n=1，3，5……）曲線過零點，零階曲線的拐點處相應于奇階曲線為極大或極小。導數(shù)光譜具有以下特征：c.偶階導數(shù)（n=2，4……）曲線的形狀與零階曲線較為相似，零階曲線的極大處相應于偶階導數(shù)曲線的極大或極小，零階曲線的拐點相應于偶階導數(shù)曲線通過零點。d.在導數(shù)曲線中，隨著求導階次的增加，譜帶變銳，帶寬變窄，二階導數(shù)曲線的半寬度僅為零階曲線半寬度的1/3，四階導數(shù)曲線的半寬度僅為零階曲線半寬度的1/5。

c.偶階導數(shù)（n=2，4……）曲線的形狀與零階曲線例如：典型的高斯型吸收曲線（或稱零階曲線）及其相應的一至四階導數(shù)光譜，見圖2-10。例如：典型的高斯型吸收曲線（或稱零階曲圖2-10吸收光譜與導數(shù)光譜的峰和谷的關系

a.吸收光譜；b-e.一至四階導數(shù)光譜圖2-10吸收光譜與導數(shù)光譜的峰和谷的關系

由導數(shù)光譜進行定量測量的計算方法如圖2-11所示：圖2-11導數(shù)光譜的求值法由導數(shù)光譜進行定量測量的計算方法如圖2-a.正切法：畫一條直線正切于兩個鄰近的極大或極小，然后測量中間極值至切線的距離（d）。b.峰谷法：在多組分的定量分析中多采用兩個相鄰極值（極大和極?。╅g的距離（圖中的P1和P2)作為導數(shù)值。c.峰零法：極值到零線之間的垂直距離（Z）也可以作為導數(shù)值。a.正切法：畫一條直線正切于兩個鄰近的極大或極(4)膠束增溶分光光度法所謂膠束增溶是指金屬離子與絡合劑反應時，加入離子表面活性劑，形成“膠束”，它均勻地分布在體系中，可以和被測組分發(fā)生締合或把被測組分包圍起來，對締合物起分散劑的作用，使多元離子締合物發(fā)生膠束增溶現(xiàn)象，而穩(wěn)定地保持在水溶液中，因而大大地提高了方法的靈敏度。(4)膠束增溶分光光度法(5)溶劑萃取分光光度法

溶劑萃取與分光光度法相配合，同樣可大大地提高測定的靈敏度。在分光光度法中，除了用溶劑萃取分離干擾離子外，更常在萃取后的有機相中直接進行比色測定。因而使測定既快速、簡便。(5)溶劑萃取分光光度法(6)示差分光光度法

(differentialspectrophotometry)

A=|AS-AX|=l|cs-cx|

當保持cs不變時，吸光度（A）就只與被測試樣的濃度（cx）有關。(6)示差分光光度法

按所選擇的測量條件，示差法有三種測定方式：高濃度測定法、低濃度測定法和高精度測定法。其中高濃度測定法是采用比試樣濃度稍小的標準溶液調(diào)節(jié)透射比100%，然后測量試樣溶液的吸光度，獲得表觀吸光度值。

見圖2-12。按所選擇的測量條件，示差法有三種測定方2-122-12（7）漫反射光譜技術

(diffusereflectancespectrometry)

當光線照射到粗糙的表面時形成漫反射。所反射的光可定量表示為反射比，即所有反射光線的量與入射光線的量的比值。（7）漫反射光譜技術由于漫反射的光線是向四處發(fā)散的，因此為了作精確測量就必需收集各個角度的反射光線。

積分球就是用來精確定量測量漫反射反射比的工具。其工作機理如圖2-13所示。由于漫反射的光線是向四處發(fā)散的，因此為了

圖2-13積分球的工作原理示意圖圖2-13積分球的工作原理示意圖

這種設計是將積分球和樣品室組成一個單元。積分球的內(nèi)壁涂有在工作波長內(nèi)具有高反射性的材料。而圖中的緩沖阻是用來防止激發(fā)光線直接反射進入檢測器的，同時從幾何原理上它又能保證檢測器固定地響應到一部分經(jīng)過樣品反射的光線。虛線表示了光線經(jīng)反射進入檢測器的光路圖。這種設計是將積分球和樣品室組成一個單元。

實際應用時，反射比是將樣品的反射光譜和標準參考物的反射光譜相比較而得到的。常用的三種標準參照物是：金溶膠、聚四氟乙烯微珠和硫酸鋇（積分球內(nèi)部也相應地涂上同種材料）。

實際應用時，反射比是將樣品的反射光譜和標

積分球漫反射光譜技術，可直接用于測量固體表面、粉末、渾濁試樣（乳濁液、懸濁液）等的紫外-可見吸收光譜。積分球漫反射光譜技術，可直接用于測量固體（8）光纖在線測量技術

光纖主要是基于光線反射與折射中的全反射原理，使得光線可以沿著細小的石英纖維傳導，即光導纖維的波導作用。

如圖2-14。（8）光纖在線測量技術圖2-14

波導作用圖2-14波導作用

光纖具有一個均勻的纖芯，其折射率是n1，包層折射率是n2，且n1>n2。為光線從光纖端面入射的最大張角，為光纖內(nèi)芯與包層界面上相應的臨界全發(fā)射角，凡進入半角為錐形接收域（光錐）的光線，都能在纖芯內(nèi)部按相同的角度逐次全反射傳播。光纖具有一個均勻的纖芯，其折射率是n1，包

光纖只能在有限波長范圍工作。工作波長范圍取決于三個因素：光纖對光線的吸收，覆層材料以及光纖傳播的長度。光纖只能在有限波長范圍工作。

用途：

光纖的一個主要用途就是將光線從一些不便于引入光譜儀的環(huán)境中導出進行光譜測量。另一個主要用途就是向少量樣品或者很小的容器中傳送或者獲取光線。用途：

圖2-15浸入式光纖探針圖2-15浸入式光纖探針2.6紫外-可見分光光度法分析的特點和常用術語1.特點（1）靈敏度較高分光光度法具有較高的靈敏度，其檢測下限一般為10-5mol/L，有些體系也可能達到10-6mol/L。

2.6紫外-可見分光光度法分析的特點和常用（2）精密度高分光光度法的精密度是指多次重復分析結(jié)果的彌散程度。光度分析中，一般分析的相對標準偏差在2%~5%范圍內(nèi)。由于近代分光光度儀器的改進，其相對標準偏差可控制在n0/00甚至更小。（2）精密度高（3）分析范圍廣隨著有機試劑的迅速發(fā)展，多數(shù)無機元素的離子可通過選擇適當?shù)娘@色劑顯色而進行比色測定。同時，對許多有機化合物來說，光度法亦不失為一個好的測定方法。（3）分析范圍廣（4）分析速度較快光度法測定的主要過程為溶樣、顯色和測定。一般分析中，干擾離子可通過掩蔽和控制實驗條件加以消除，不必分離，因而具有較快的分析速度。

（4）分析速度較快2.術語(1)生色團在有機化合物中，能在紫外或可見光區(qū)產(chǎn)生光吸收的含有鍵的不飽和基團稱為生色團。

例如：-COOH、-NO2、-CHO等。2.術語(2)助色團指本身不會使化合物產(chǎn)生顏色或產(chǎn)生紫外光吸收的基團，但這些基團與生色基團連接時，卻能使生成基團的吸收波長移向長波并使吸收強度增加。

(2)助色團通常助色基團是由含孤對電子的元素（如：氧、氮、鹵素等）所構(gòu)成的官能團。例如：-NH2、-OH、-OR、-SH、-SR、-Cl、-Br、-I等。各種助色基團助色效應的強弱順序如下：

-F<-Cl<-Br<-OH<-SH<-OCH3<-NH2<-NHR<-NR2<-O-通常助色基團是由含孤對電子的元素（如：氧、(3)藍移由于取代基或溶劑極性的影響，使吸收譜帶的最大吸收波長向短波方向移動的現(xiàn)象稱為短移、紫移或藍移。(3)藍移(4)紅移由于共軛作用、引入助色團或溶劑極性影響等原因，使吸收譜帶的最大吸收波長向長波方向移動的現(xiàn)象，稱為長移或紅移。(4)紅移(5)溶劑效應

有些溶劑，特別是極性溶劑對溶質(zhì)吸收峰的波長、強度及形狀可能產(chǎn)生影響，這種現(xiàn)象稱為溶劑效應。

(5)溶劑效應

例如：異丙叉丙酮CH3COCH=C(CH3)2的溶劑效應見表2-1所示。例如：異丙叉丙酮CH3COCH=C(CH3)2的表2-1異丙叉丙酮的溶劑效應吸收帶正己烷氯仿甲醇水遷移*230nm238nm237nm243nm向長波移動n*329nm315nm309nm305nm向短波移動表2-1異丙叉丙酮的溶劑效應吸收帶正己烷氯仿甲醇水遷移溶劑除了對吸收波長有影響外，還影響吸收強度和精細結(jié)構(gòu)。

例如：B吸收帶的精細結(jié)構(gòu)在非極性溶劑中較清楚，但在極性溶劑中則較弱，有時會消失而出現(xiàn)寬峰。

溶劑除了對吸收波長有影響外，還影響吸收強度

苯酚的B吸收帶就是這樣一個例子。因此：在溶解度允許范圍內(nèi)，應選擇極性較小的溶劑。苯酚的B吸收帶就是這樣一個例子。圖2-16

苯酚的B吸收帶1-庚烷溶液;2-乙醇溶液圖2-16苯酚的B吸收帶1-庚烷溶液;2-乙醇2.7紫外-可見分光光度分析中的一些影響因素

1.溶劑

選擇溶劑的原則有以下幾點：a.溶劑在整個選用的波長范圍內(nèi)吸收盡可能地?。籦.樣品可以在溶劑中得到充分的溶解；c.一般采用非極性溶劑，尤其當吸收物質(zhì)為極性分子時，更應該如此。2.7紫外-可見分光光度分析中的一些影響2.pH值它直接影響生成物的形成速率、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，故pH的變化不僅可以引起吸收峰的位移，還可以改變吸收曲線的形狀。2.pH值3.濃度依據(jù)比耳定律，它的適用范圍是極稀的溶液（一般c<0.01mol/L）。4.溫度

顯色反應與溫度有很大關系。3.濃度5.共存離子的干擾（1）種類

a.共存離子本身有顏色；

b.共存離子與顯色劑反應生成有色化合物或沉淀；

c.共存離子與待測離子或顯色劑作用，生成更穩(wěn)定的無色絡合物或發(fā)生氧化-還原反應，阻礙了待測離子與顯色劑間的反應。5.共存離子的干擾（2）消除干擾的方法a.加入掩蔽劑；b.改變干擾離子的價態(tài)；c.選擇最佳的顯色條件以避免干擾；d.選擇適當?shù)臏y定波長以消除干擾。（2）消除干擾的方法e.利用空白液抵消某些有色離子的干擾；f.利用校正系數(shù)消除干擾；g.預先使被測離子與干擾離子分離；h.利用被測物質(zhì)能形成三元絡合物的特點，提高顯色反應的選擇性。e.利用空白液抵消某些有色離子的干擾；6.雜散光的影響

雜散光對測定結(jié)果的影響程度取決于光源的能量分布、試樣的吸收特性以及檢測器的波長靈敏特性。I雜散光1/46.雜散光的影響2.8實驗技術1.樣品的制備紫外-可見吸收光譜測定通常是在溶液中進行，固體樣品需轉(zhuǎn)變成溶液。無機樣品用合適的酸溶解或用堿熔融；

有機樣品用有機溶劑溶解或抽提。2.8實驗技術

對光譜分析溶劑的要求是：良好的溶解能力；在測定波段沒有明顯的吸收；被測組分在溶劑中具有良好的吸收峰形；揮發(fā)性小、不易燃、無毒性、價格便宜等。

對光譜分析溶劑的要求是：2.

測定條件的選擇(1)波長的選擇

一般根據(jù)待測組分的吸收光譜，選擇最大吸收波長max作為測定波長。

但在實際工作中，并不一定選擇max。

2.測定條件的選擇(2)狹縫寬度的選擇

一般在不減少吸光度時最大狹縫寬度，就是應該選取的合適的狹縫寬度。(2)狹縫寬度的選擇(3)吸光度范圍圖2-17是吸光度與測定相對誤差的關系曲線。

(3)吸光度范圍圖2-17相對誤差△C/C與吸光度A的關系圖2-17相對誤差△C/C與吸光度A的關系

由圖2-17可知：吸光度在0.2~0.8時，吸光度測定誤差最小。

由圖2-17可知：吸光度在0.2~0.8時，3.

反應條件的選擇顯色反應一般應滿足的條件：生成的有色化合物應有較大的摩爾吸收系數(shù)；有較高的選擇性；有色化合物組成應恒定，穩(wěn)定性好；生成物與顯色劑的max之差一般應大于60nm。3.反應條件的選擇（1）溶液酸度溶液酸度對待測組分的測定有顯著影響：直接影響待測組分的吸收光譜；顯色劑的形態(tài)；待測組分的化合狀態(tài)；顯色化合物組成。在實際工作中常用單因素實驗來確定適宜的溶液酸度。（1）溶液酸度

常用于吸收光譜測定中的緩沖溶液有：NaH2PO4+HCl(pH=3)NaAc+HCl(pH=5)KH2PO4+NaOH(pH=7)H3BO3+KCl(pH=9)H3BO3+NaOH(pH=11)常用于吸收光譜測定中的緩沖溶液有：（2）顯色劑濃度顯色劑用量將影響顯色反應。過量的顯色劑可以使顯色反應趨于完全，但是過量太多，有可能改變有色化合物的組成，影響化合物的顏色。可用單因素實驗測定溶液吸光度隨顯色劑用量改變的變化曲線。

（2）顯色劑濃度（3）溫度的影響在分光光度測定中，通常都選用室溫顯色反應。溫度對顯色反應速度可能有較大的影響時，需要考慮溫度的影響。

合適的溫度可用單因素實驗來確定。（3）溫度的影響（4）顯色時間這里包括兩種時間：一種是由于顯色反應速度不同，達到反應完全所需的時間；另一種是有色化合物維持穩(wěn)定的時間。這兩種時間均可用單因素實驗來考察。（4）顯色時間4.

參比溶液的選擇根據(jù)待測組分溶液的性質(zhì)，選擇合適的參比溶液。（1）溶劑參比溶液：當待測組分溶液的組成較為簡單，共存的組分在測定波長的光吸收很小時，可用溶劑作為參比溶液。4.參比溶液的選擇（2）試劑參比溶液：如果顯色劑或其它試劑在測定波長有吸收，按顯色反應相同的條件，以不加入試樣的溶液作為參比溶液。（2）試劑參比溶液：如果顯色劑或其它試劑在測定5.共存離子干擾的消除方法（1）加入適當?shù)难诒蝿?/p>

例如：用鉻天青S測定鈹時，Cd，Co，Cu，F(xiàn)e，Mn，Mo，Pb，V(IV)，W及Zn等有干擾。方法：在pH為4.6的溶液中，這些干擾元素可用EDTA掩蔽。5.共存離子干擾的消除方法（2）改變干擾離子的價態(tài)例如：用鉻天青S測定Al(III)時，F(xiàn)e(III)有干擾，可加入抗壞血酸使其還原為Fe(II)而消除影響。（2）改變干擾離子的價態(tài)（3）選擇適當?shù)牟ㄩL這種方法僅在干擾組分與待測組分的吸收峰波長相距較大的情況下使用。（3）選擇適當?shù)牟ㄩL6.

表觀摩爾吸收系數(shù)的精確求法根據(jù)朗伯-比耳定律，可以計算物質(zhì)的表觀摩爾吸收系數(shù)：=A/bc

值：反映物質(zhì)對光吸收的靈敏度。

6.表觀摩爾吸收系數(shù)的精確求法

精確求取摩爾吸收系數(shù)的方法是：在不同帶通寬度時測定表觀摩爾吸收系數(shù)，繪制表觀摩爾吸收系數(shù)對帶通寬度的曲線關系，將曲線外推到帶通寬度為零處，這時相應的摩爾吸收系數(shù)即為精確的表觀摩爾吸收系數(shù)。精確求取摩爾吸收系數(shù)的方法是：在不同帶29紫外-可見分光光度計的構(gòu)造、類型及發(fā)展趨勢1.構(gòu)造它們通常由五個部分組成：（1）一個或多個輻射源；（2）波長選擇器；（3）試樣容器（吸收池）；（4）輻射換能器；（5）信號處理器和讀出裝置。

29紫外-可見分光光度計的構(gòu)造、類型及發(fā)（1）輻射源對光源的主要要求是：在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)，能發(fā)射連續(xù)的具有足夠強度和穩(wěn)定的輻射；并且輻射能隨波長的變化盡可能??；使用壽命長。

（1）輻射源

紫外-可見分光光度計的輻射光源有白熾光源和氣體放電光源兩類?？梢姾徒t外光區(qū)的常用光源為白熾光源，例如：鎢燈和碘鎢燈等。紫外光區(qū)主要采用氫燈、氘燈和氙燈等放電燈。紫外-可見分光光度計的輻射光源有白熾光源（2）波長選擇器現(xiàn)在的商品儀器幾乎都用光柵做色散元件。

光柵在整個波長區(qū)可以提供良好的、均勻一致的分辨能力；而且成本低、便于保存。（2）波長選擇器（3）吸收池/試樣容器在紫外-可見分光光度法中，一般使用液體試液，試液放在分光光度計光束通過的液體池中。吸收池又稱比色皿或比色杯。

（3）吸收池/試樣容器對吸收池的要求：主要是能透過所研究的光譜區(qū)輻射線。

吸收池的兩個光學面必須平整光潔，使用時不能用手觸摸。按材料可分為：玻璃吸收池和石英吸收池兩種。

對吸收池的要求：主要是能透過所研究的光譜區(qū)

吸收池有多種尺寸和不同結(jié)構(gòu)，吸收池的光徑可在0.1cm~10cm之間變化，其中以1cm光徑吸收池最為常用，根據(jù)使用要求選用。

吸收池有多種尺寸和不同結(jié)構(gòu)，吸收池的光徑可（4）輻能轉(zhuǎn)換器/檢測器/接受器檢測器又稱接受器，是一種光電器件，用于檢測光信號，并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>

（4）輻能轉(zhuǎn)換器/檢測器/接受器作為一個理想的檢測器，它應具有的特點是：高靈敏度、高信噪比、響應時間快，并且在整個研究的波長范圍內(nèi)有恒定的響應。作為一個理想的檢測器，它應具有的特點是：

在紫外-可見分光光度計上，現(xiàn)在廣泛使用的檢測器是光電倍增管（見圖2-18），它不僅響應速度快，能檢測10-8s~10-9s的脈沖光，而且靈敏度高，比一般光電管高200倍。在紫外-可見分光光度計上，現(xiàn)在廣泛使用的檢圖2-18圖2-18（5）信號處理器和讀出裝置

它可放大檢測器的輸出信號。它也可以把信號從直流變成交流（或相反），改變信號的相位，濾掉不需要的成分。同時信號處理器也可用來執(zhí)行某些信號的數(shù)學運算，如：微分、積分或轉(zhuǎn)換成對數(shù)。

（5）信號處理器和讀出裝置常用的讀出器件有數(shù)字表、記錄儀、電位計標尺和陰極射線管等。

現(xiàn)在紫外-可見分光光度計幾乎都裝有微處理機。一方面將信號記錄和處理；另一方面可對分光光度計進行操作控制。常用的讀出器件有數(shù)字表、記錄儀、電位計標

2.

分光光度計的類型市售的分光光度計類型有很多。但可以歸納為四種類型：單光束、雙光束、雙波長和多道分光光度計。分別見下面的圖。

2.分光光度計的類型2-19(a)2-19(a)2-19(b)2-19(b)2-19(c)2-19(c)2-19(d)2-19(d)3.紫外-可見分光光度計的發(fā)展趨勢（1）分光光度計的組件發(fā)展

a.全息光柵正在迅速取代機刻光柵；

b.電視式顯示和電子計算機繪圖迅速普及；

c.光電倍增管作為檢測器已成為主導。

3.紫外-可見分光光度計的發(fā)展趨勢（2）分光光度計的構(gòu)型發(fā)展

a.

電子計算機控制的分光光度計日見增多微處理機控制的分光光度計不僅促使分光光度計進一步自動化，而且大大地改善了儀器的性能。

（2）分光光度計的構(gòu)型發(fā)展b.雙波長分光光度計迅速發(fā)展

1968年日立公司制造出第一臺商品化的365型雙波長分光光度計。b.雙波長分光光度計迅速發(fā)展c.

快速掃描分光光度計陸續(xù)問世利用光分析可以跟蹤化學反應歷程，一般分光光度計只適于歷程為20min~30min以上的反應，要研究速度較快的反應，就需要設計出快速掃描分光光度計。c.快速掃描分光光度計陸續(xù)問世4.儀器的最新進展(1)儀器的自動化程度大大提高；(2)重視附件的開發(fā)；(3)儀器向小型化(或微型化)、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。4.儀器的最新進展圖2-20圖2-20圖2-21圖2-21圖2-22圖2-22圖2-23圖2-23型號：DUV—SolidSpec-3700廠商：日本島津公司圖2-24紫外-可見-近紅外分光光度計型號：DUV—SolidSpec-3700圖2-24紫外-SolidSpec-3700主要性能指標:

1.波長范圍：165nm—3300nm；

2.分辨率：0.1nm；3.波長準確度：紫外、可見區(qū)

±0.2nm

近紅外區(qū)

±0.8nm；

SolidSpec-3700主要性能指標:4.波長重復精度：紫外、可見區(qū)

±0.8nm

近紅外區(qū)

±0.32nm；5.測光方式：雙光束測光方式；

6.

測光量程：-6～6Abs。4.波長重復精度：紫外、可見區(qū)

±0.8nm

儀器功能及附件主要功能

自動繪制吸收譜、透射譜、反射譜、導數(shù)譜、數(shù)字顯示吸收（A）、透射（%T）、反射、導數(shù)值。附件：恒溫水循環(huán)裝置、積分反射球測定裝置、鏡面反射測定裝置。儀器功能及附件主要功能儀器使用范圍

在冶金工業(yè)、地球化學、農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)、生物醫(yī)藥、化學工業(yè)和材料化學等方面均有廣泛的應用。儀器使用范圍2.10

紫外-可見分子吸收光譜的應用1.

純度檢驗

例1：檢定CH3OH或C2H5OH中的雜質(zhì)苯，可利用苯在256nm處的B吸收帶，于max=256nm檢出；而甲醇或乙醇在此波長處幾乎沒有吸收，見圖2-25。2.10紫外-可見分子吸收光譜的應用2-252-252.未知樣品的檢定通常將未知樣品的紫外-可見吸收光譜與標準譜相對照。2.未知樣品的檢定3.分子結(jié)構(gòu)的推測（1）若一個化合物在220nm~800nm無吸收峰，則此分子結(jié)構(gòu)中不含共軛體系，沒有醛基、羰基、溴或碘。它可能是脂肪族碳氫化合物、腈、醇、醚、羰基、氯化烴和氟化烴。（2）在210nm~280nm有吸收，可能含有兩個共軛單位。3.分子結(jié)構(gòu)的推測（3）在260~300nm有強吸收帶，表示有3個~5個共軛單位。（4）在280~300nm有弱吸收帶，示有羰基存在；在280~300nm有中等強度的吸收帶，且有一定的精細結(jié)構(gòu)，示有苯環(huán)結(jié)構(gòu)。（3）在260~300nm有強吸收帶，表示有3個~5個共4.有機化合物異構(gòu)體的判別（順反異構(gòu)、互變異構(gòu)和旋光異構(gòu)等）

無共軛，204nm有弱吸收

有共軛，245nm有強吸收4.有機化合物異構(gòu)體的判別（順反異構(gòu)、互變異構(gòu)對于順反異構(gòu)來說，一般順式異構(gòu)體的最大吸收峰波長比反式異構(gòu)體要小，因此可用紫外-可見分子吸收光譜法進行區(qū)別。對于順反異構(gòu)來說，一般順式異構(gòu)體的最大吸收

例如：肉桂酸（順式）肉桂酸（反式）

max=280nm，max=13500Lcm-1mol-1

max=295nm，max=27000Lcm-1mol-1例如：肉桂酸（順式）肉桂酸（反式可見分光光度計的構(gòu)造課件5．研究化學反應的速度例：催化分光光度法6．測定絡合物的組成常用的方法有：斜率比法、摩爾比法、等摩爾連續(xù)變化法（連續(xù)濃度變更法）和平衡移動法等。

5．研究化學反應的速度7.

有機化合物分子量的測定

測定原理：對于具有相同發(fā)色團的不同物質(zhì)，如果都取相同的重量(或配成相同濃度的溶液)，則分子量越大者，發(fā)色團所占的比例越小，吸收強度就越??；反之，分子量越小者，發(fā)色團所占的比例越大，吸收強度就越大。

因此可以根據(jù)這個原理來測定有機化合物的分子量。7.有機化合物分子量的測定8.紫外-可見分光光度計應用的最新進展（1）多組分不經(jīng)分離、直接測量；（2）聯(lián)用技術。8.紫外-可見分光光度計應用的最新進展第二章復習思考題1.電子光譜（亦稱：紫外-可見吸收光譜）產(chǎn)生的本質(zhì)是什么？2.產(chǎn)生紫外-可見分子吸收光譜的價電子躍遷類型通常有哪幾種？除此還有哪兩種躍遷也可產(chǎn)生紫外-可見吸收光譜？第二章復習思考題3.

在有機物紫外-可見吸收光譜解析中吸收帶是如何分類的？4.紫外-可見分光光度法中的對比度是指什么？在實際分析測定中有什么意義？影響對比度的因素有哪些？3.在有機物紫外-可見吸收光譜解析中吸收帶是如何5.紫外-可見分光光度法定量分析的基本方法有哪幾種？有哪些擴展方法？6.紫外-可見分光光度分析的特點是什么？7.紫外-可見分光光度計的發(fā)展趨勢是什么？5.紫外-可見分光光度法定量分析的基本方法有哪參考書目：1．《儀器分析》，高等教育出版社，武漢大學化學系編，2001年6月第一版2．《儀器分析》，林新花主編，華南理工大學出版社，2002年第一版參考書目：3．《現(xiàn)代儀器分析》上冊，清華大學出版社，清華大學分析教研室編，1983年4．《分光光度分析》（分析化學叢書第四卷，第一冊），科學出版社，羅慶堯、鄧延倬、蔡汝秀、曾云鶚編著，1998年第二次印刷，1992年第一版3．《現(xiàn)代儀器分析》上冊，清華大學出版社，清5．《分光光度學》，機械工業(yè)出版社，楊茹，邱法林，劉翊編，1998年6月第一版第一次印刷6．《紫外、可見分光光度法》上冊，原子能出版社，陳國珍等編，1983年5．《分光光度學》，機械工業(yè)出版社，楊茹，邱7．《分析化學》，人民教育出版社，成都工學院，上海化工學院編，1979年8．《現(xiàn)代儀器分析實驗與技術》，清華大學出版社，陳培榕、鄧勃主編，1999年12月第一版，2004年5月第4次印刷。7．《分析化學》，人民教育出版社，成都工學院，9.《紫外可見分光光度計》，化學工業(yè)出版社，李昌厚著，2005年6月第一版，2005年7月北京第二次印刷。10.《儀器分析》，哈爾濱大學出版社，向文勝、王相晶主編，2006年9月第1版，2006年9月第一次印刷。9.《紫外可見分光光度計》，化學工業(yè)出版社，李11.《實用儀器分析》，北京大學出版社，楊根元，金瑞祥，應武林主編，1997年9月第2版，1997年9月第一次印刷。11.《實用儀器分析》，北京大學出版社，楊根第二章紫外-可見分光光度法（Ultraviolet-VisibleSpectrophotometry）

又稱:紫外-可見分子吸收光譜法（Ultraviolet-VisibleMolecularAbsorptionSpectrometry）第二章紫外-可見分光光度法2.1

分光光度分析法發(fā)展簡史

1729年，Bouguer首先發(fā)現(xiàn)溶液對光的吸收與液層厚度之間的關系。

1760年，Lambert就此基本定律進行了數(shù)學運算，確定了相應的關系式。

1833年，Brewster在提取葉綠素及胡蘿卜素的研究中，注意到有機化合物的吸收光譜。2.1分光光度分析法發(fā)展簡史

然而某些作者認為比色法起始于1852年，因為在這一年，Beer參考了Bouguer和Lambert的早期著作，提出了比色法的基本定律。然而某些作者認為比色法起始于1852年，因

硫氰酸鹽法和亞鐵氰化物法測定鐵，Nessler法測氨，硫氰酸鹽法測鉬，都是19世紀中葉就已提出來的方法。

硫氰酸鹽法和亞鐵氰化物法測定鐵，Nessler

隨著對光度分析方法的不斷研究和深入，人們對分析方法的靈敏度和選擇性也提出了更高的要求。在經(jīng)典光度法的基礎上，又發(fā)展了雙波長分光光度法、動力學分光光度法等，使光度分析的內(nèi)容和應用范圍進一步擴大。隨著對光度分析方法的不斷研究和深入，人們對

近年來，隨著有機試劑的迅猛發(fā)展，使大量的有機試劑應用到分析測試領域，靈敏度、選擇性都得到了不斷提高。近年來，隨著有機試劑的迅猛發(fā)展，使大量的

最初，比色測定是在比色管中進行的。

19世紀末，開始使用帶濾光片的目視比色計。

20世紀30年代，光電比色計和分光光度計才被引入實驗室。

最初，比色測定是在比色管中進行的。

20世紀初期的分光光度計多為單光束手控型。

20世紀60年代，雙光束自動記錄光度計問世。

20世紀70年代開始，微處理機控制的分光光度計不斷出現(xiàn)。雙波長分光光度計迅速發(fā)展和商品化。

20世紀初期的分光光度計多為單光束手控型。2.2分子吸收光譜概述1．分子吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)

在分子中，除了原子的核能En，質(zhì)心在空間的平動能Et外，還有電子運動能Ee，原子之間的相對振動能Ev以及分子轉(zhuǎn)動能Er等。分子的總能量可寫為：

E=En+Ee+Ev+Er+Et2.2分子吸收光譜概述

由于En在一般化學實驗條件下不發(fā)生變化，分子的平動能Et又比較小，因此當分子能級發(fā)生躍遷時，能量的改變?yōu)椋?/p>

E=Ee+Er+Ev圖2-1表示雙原子分子的能級圖。由于En在一般化學實驗條件下不發(fā)生變化，分圖2-1雙原子分子的能級圖圖2-1雙原子分子的能級圖

E(總)=Ee+Ev+Er

1~20eV0.05~1eV<0.05eV

相當于紫外-相當于紅相當于紅外光可見光能量外光能量甚至微波的能量E(總)=Ee

電子能級躍遷時伴隨振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，因此電子光譜（也稱：紫外-可見吸收光譜），得到的也是由許多譜線聚集而成的譜帶。

電子能級躍遷時伴隨振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍（1）紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)

紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)是由物質(zhì)分子中價電子的能級躍遷所產(chǎn)生的。

（1）紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的本質(zhì)（2）紫外-可見光譜區(qū)域范圍10nm~400nm稱為紫外區(qū)；400nm~800nm為可見光區(qū)。其中：10nm~200nm稱為遠紫外區(qū)；

200nm~400nm稱為近紫外區(qū)。

（2）紫外-可見光譜區(qū)域范圍

玻璃器皿及有關光學元件不適合作紫外分析之用，是由于玻璃對波長小于300nm的電磁波產(chǎn)生強烈吸收的緣故。

所以，作紫外分析時，一般采用石英制件。玻璃器皿及有關光學元件不適合作紫外分析之2.紫外-可見吸收光譜中價電子躍遷的類型

在有機物中，有幾種不同類型的價電子。以甲醛為例：例如：H-C=O：(a)單鍵電子；(b)雙鍵電子；

H

(c)未成對的獨對（孤）電子－n電子。2.紫外-可見吸收光譜中價電子躍遷的類型圖2-2

各種價電子躍遷相應的能量示意圖圖2-2各種價電子躍遷相應的能量示意圖