紫外可見分光光度法PPT

紫外可見分光光度法PPT第一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十章紫外-可見分光光度法第一節(jié)概述第二節(jié)紫外-可見分光光度法的基本原理

第三節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)

第四節(jié)定性和定量分析方法第二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1．電磁輻射與電磁波譜、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收等基礎(chǔ)知識(shí)。2．紫外-可見分光光度法的基本原理。3．紫外-可見分光光度計(jì)的主要部件、儀器類型、測(cè)量條件的選擇。4．定性和定量分析方法。學(xué)習(xí)要點(diǎn)第三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一知識(shí)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)1、理解掌握朗伯－比爾定律的意義及應(yīng)用。2、掌握紫外光譜定量分析的原理和方法。1、學(xué)會(huì)分光光度計(jì)的使用。2、初步學(xué)會(huì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。第四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一第一節(jié)光譜分析法概述

一、電磁輻射與電磁波譜

電磁輻射：是一種以電磁波的形式在空間不需任何物質(zhì)作為傳播媒介的高速傳播的粒子流。它既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即波粒二象性。

（一）波動(dòng)性

光的波動(dòng)性用波長(zhǎng)λ、頻率υ或波數(shù)σ等主要參數(shù)描述。（二）粒子性

第五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收單色光：?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光復(fù)合光:由不同波長(zhǎng)的光組合而成的光互補(bǔ)色光:

把適當(dāng)顏色的兩種單色光按一定的強(qiáng)度比例混合，也可以成為白光。這兩種單色光就稱為互補(bǔ)色光白光青藍(lán)青綠黃橙紅紫藍(lán)第六頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

不同物質(zhì)對(duì)各種波長(zhǎng)光的吸收程度是不相等的，物質(zhì)對(duì)于不同波長(zhǎng)的光線吸收、透過(guò)、反射、折射的程度不同而使物質(zhì)呈現(xiàn)出不同的顏色。如果物質(zhì)選擇性地吸收了某些波長(zhǎng)的光，這種物質(zhì)的顏色就由它所反射或透過(guò)光的顏色來(lái)決定，即物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是其吸收光顏色的互補(bǔ)色。光的選擇性吸收第七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一光學(xué)分析法非光譜法光譜分析法折射法

旋光法

比濁法

衍射法

發(fā)射光譜法散射光譜法吸收光譜法測(cè)定電磁輻射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性質(zhì)變化的分析方法。

γ射線、X熒光、原子發(fā)射、原子熒光、分子熒光

瑞利散射和拉曼散射可見、紫外、紅外分光光度法

三、光譜分析法的分類第八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一紫外-可見分光光度法（UV-Vis)：研究物質(zhì)在紫外（200-400nm）-可見光（400-760nm）區(qū)分子吸收光譜的分析方法。特點(diǎn)：

1.靈敏度高2.精密度和準(zhǔn)確度較高3.儀器設(shè)備簡(jiǎn)單4.選擇性較好5.應(yīng)用范圍廣光譜分析法分類第九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（一）透光率與吸光度

當(dāng)一束平行單色光照射到任何均勻、非散射的介質(zhì)（固體、液體或氣體），例如溶液時(shí)，光的一部分被介質(zhì)吸收，一部分透過(guò)溶液、一部分被器皿的表面反射。如果入射光的強(qiáng)度為I0，吸收光的強(qiáng)度為Ia，透過(guò)光的強(qiáng)度為It,反射光的強(qiáng)度為Ir則它們之間的關(guān)系為I0＝Ir+Ia+It第二節(jié)基本原理一、朗伯-比爾定律第十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一在分光光度測(cè)定中，盛溶液的比色皿都是采用相同材質(zhì)的光學(xué)玻璃制成的，反射光的強(qiáng)度基本上是不變的(一般約為入射光強(qiáng)度的4％)其影響可以互相抵消，于是可以簡(jiǎn)化為I0＝It+Ia

當(dāng)入射光的強(qiáng)度I0一定時(shí)，如果Ia越大，It就越小，即透過(guò)光的強(qiáng)度越小。基本原理第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

（二）朗伯-比爾定律

1.朗伯定律A=K1L2.比耳定律A=K2c

3.朗伯-比耳定律

A=KcL朗伯-比爾定律：當(dāng)一束平行的單色光通過(guò)均勻、無(wú)散射現(xiàn)象的某一含有吸光物質(zhì)的溶液時(shí)，在入射光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、溶液溫度等條件不變的情況下，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比?；驹淼谑?yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）吸光系數(shù)1.摩爾吸光系數(shù)

當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度的單位為cm時(shí)，K稱為摩爾吸光系數(shù)，用ε表示，單位為L(zhǎng)/(mol·cm)2.百分吸光系數(shù)

當(dāng)c的單位為g/100ml，L的單位為cm時(shí),K用表示，稱為吸光系數(shù)，其單位為單位為ml/(g·cm)。

與ε間的關(guān)系：

基本原理第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、吸收光譜

紫外-可見吸收光譜是由于分子中價(jià)電子的躍遷而產(chǎn)生的。在溶液濃度和液層厚度一定時(shí)，測(cè)定物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的吸光度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)所繪制的曲線，稱為吸收光譜曲線，又稱吸收光譜、吸收曲線。

1.吸收峰2.吸收谷3.肩峰4.末端吸收第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、偏離朗伯-比爾定律的主要因素（一）光學(xué)因素

1.非單色光的影響2.非平行入射光、反射、散射

（二）化學(xué)因素

1．溶液濃度過(guò)高引起的偏離2．介質(zhì)不均勻引起的偏離3．化學(xué)變化所引起的偏離

（三）儀器因素

第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、分光光度計(jì)的主要部件光源單色器顯示樣品室檢測(cè)器第三節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)光源提供可覆蓋廣泛波長(zhǎng)的復(fù)合光，復(fù)合光經(jīng)過(guò)單色器轉(zhuǎn)變?yōu)閱紊?，?dāng)單色光通過(guò)吸收池中待測(cè)溶液時(shí)，一部分光被吸收，一部分光透過(guò)溶液照射到檢測(cè)器上，檢測(cè)器把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)后在顯示器上顯示相應(yīng)的吸光度或透光率等數(shù)值。第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（一）光源

在整個(gè)紫外光區(qū)或可見光譜區(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。可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在320-2500nm。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185-400nm的連續(xù)光譜。主要部件第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一遠(yuǎn)紫外近紫外可見近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外（真空紫外）10nm~200nm200nm

~400nm400nm

~760nm760nm~2.5m2.5m

~50m50m

~300m光譜區(qū)光源第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）單色器

單色器的作用：

將光源發(fā)射的復(fù)合光變成所需波長(zhǎng)的單色光。單色器由狹縫、準(zhǔn)直鏡及色散元件等組成。來(lái)自光源并聚焦于進(jìn)光狹縫的光，經(jīng)準(zhǔn)直鏡變成平行光，投射于色散元件上，色散元件使各種不同波長(zhǎng)的平行光有不同的投射方向(或偏轉(zhuǎn)角度)，形成按波長(zhǎng)順序排列的光譜。再經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡將色散后的平行光經(jīng)聚焦元件聚焦于出光狹縫上。轉(zhuǎn)動(dòng)色散元件的方位，可使所需波長(zhǎng)的光從出光狹縫射出。

主要部件第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400

棱鏡的色散作用是由于棱鏡材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的折射率因此可將復(fù)合光中所包含的各個(gè)波長(zhǎng)從長(zhǎng)波到短波依次分散成一個(gè)連續(xù)光譜。

單色器第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一M1M2出射狹縫光屏透鏡平面透射光柵光柵衍射示意圖

光柵是根據(jù)光的衍射原理，使光發(fā)生色散而產(chǎn)生一系列光譜的色散元件。是一種在高度拋光的玻璃表面上刻有大量等寬、等間距的平行條痕的光學(xué)元件。

單色器第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）吸收池

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。吸收池主要有石英和玻璃兩種材料。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。主要部件第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（四）檢測(cè)器

檢測(cè)器是一種光電換能器，是將接收到的光信息轉(zhuǎn)變成電信息的部件。常用的有光電管和光電倍增管，近年來(lái)使用光多道檢測(cè)器，具有快速掃描的特點(diǎn)。主要部件光電管光電倍增管第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一信號(hào)處理與顯示器的作用：將檢測(cè)器檢測(cè)到的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大以某種方式將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)。顯示器常用的有電表指示、數(shù)字顯示、熒光屏顯示、曲線掃描及結(jié)果打印等。顯示方式主要有透光率與吸光度，有的還能轉(zhuǎn)換成濃度、吸光系數(shù)等顯示。

（五）信號(hào)處理與顯示器主要部件第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、分光光度計(jì)的類型

（一）單光束分光光度計(jì)第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）雙光束分光光度計(jì)第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（四）光多道二極管陣列檢測(cè)分光光度計(jì)1光源2、5消色差聚光鏡3光閘4吸收池6入口狹縫7全息光柵8二極管陣列檢測(cè)器第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（五）光導(dǎo)纖維探頭式分光光度計(jì)第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四節(jié)定性和定量分析方法一、定性分析方法（一）比較吸收光譜的一致性

例如：三種甾體激素鹽酸潑尼松、鹽酸氫化可的松、鹽酸可的松三者有幾乎完全相同的λmax（240nm）、（390）、ε（1.57×104）,如圖所示中可看出它們的吸收曲線有某些差別，據(jù)此可以鑒別。第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）比較吸收光譜特征性常數(shù)的一致性例如：丙酸睪丸素和甲基睪丸酮在無(wú)水乙醇中的最大吸收波長(zhǎng)λmax相同，都是240nm，但在該波長(zhǎng)處的不同，前者為460，后者為540，據(jù)此可加以區(qū)別。

λmax和峰值吸光系數(shù)或εmax是最常用于定性鑒別的吸收光譜的特征性常數(shù)，若一個(gè)化合物有幾個(gè)吸收峰，并存在谷和肩峰，應(yīng)該同時(shí)作為鑒定依據(jù)，從而顯示光譜特征的全面性。定性分析方法第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）比較吸光度（或吸光系數(shù)）比值的一致性

例如：維生素B12的吸收光譜有三個(gè)吸收峰，分別在278nm、361nm、550nm波長(zhǎng)處。中國(guó)藥典（2010版）規(guī)定用下列比值進(jìn)行鑒定：

=1.70～1.88=3.15～3.45若樣品吸收峰與標(biāo)準(zhǔn)品相同，吸光度或吸光系數(shù)的比值也在上述范圍之內(nèi)，則可認(rèn)為樣品即為維生素B12。定性分析方法第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、純度檢查（一）雜質(zhì)檢查

（二）雜質(zhì)限量檢查

腎上腺素中腎上腺酮的檢查：

在310nm處，腎上腺酮有吸收峰，而腎上腺素沒(méi)有吸收?？衫忙薽ax=310nm檢測(cè)腎上腺酮的混入量。該法是將腎上腺素樣品，用0.05mol/LHCl溶液制成每lml含2mg的溶液，在lcm吸收池中，于310nm處測(cè)其吸光度A值。規(guī)定A值不得超過(guò)0.05。

第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、定量分析方法（一）吸光系數(shù)法例：維生素B12的水溶液在361nm處的為207，現(xiàn)將其盛于2cm的吸收池中，測(cè)得溶液的吸光度是0.621，計(jì)算溶液的濃度。

第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法簡(jiǎn)稱對(duì)照法，又稱比較法。在測(cè)定時(shí)，按照各品種項(xiàng)下規(guī)定的方法，在相同條件下配制樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)品溶液，在規(guī)定波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度A樣和A標(biāo)。因?yàn)槭峭N物質(zhì)，在同一波長(zhǎng)下，用同一厚度的吸收池在同一臺(tái)儀器上進(jìn)行測(cè)量，所以吸光系數(shù)相同，即ε樣=ε標(biāo)；液層厚度相同，即L樣

=L標(biāo)?！糠治龇椒ǖ谌屙?yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線法

標(biāo)準(zhǔn)曲線法又稱工作曲線法、校正曲線法，測(cè)定時(shí)，先取與被測(cè)物質(zhì)含有相同組分的標(biāo)準(zhǔn)品，配制成一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度，以濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)繪制A-c