分光光度計(jì)課件

分光光度計(jì)課件第一頁(yè)，共35頁(yè)。[目的要求]掌握：分光光度法原理；可見(jiàn)分光光度計(jì)；規(guī)程

具體參數(shù)的要求和數(shù)據(jù)的獲取；第一頁(yè)第二頁(yè)，共35頁(yè)。一、概述利用各種物質(zhì)所具有的發(fā)射、吸收或散射的特性以確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的分析方法稱為光譜分析法。英文為spectralanalysis或spectrumanalysis。各種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有自己的特征光譜，光譜分析法就是利用特征光譜研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)或測(cè)定化學(xué)成分的方法。

第二頁(yè)第三頁(yè)，共35頁(yè)。分光光度法

分光光度法（AbsorptionPhotometry）是一種基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的一種分析方法。包括可見(jiàn)吸光光度法、紫外-可見(jiàn)吸光光度法和紅外光譜法等。第三頁(yè)第四頁(yè)，共35頁(yè)。分光廣度法的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高測(cè)定簡(jiǎn)便快速，儀器設(shè)備簡(jiǎn)單。不破壞樣品第四頁(yè)第五頁(yè)，共35頁(yè)。(1)光的基本性質(zhì):電磁波的波粒二象性

c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長(zhǎng)，單位：m,cm,mm,

m,nm,?

1

m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒V=c/λ光的傳播速度:c=λX

ν波動(dòng)性第五頁(yè)第六頁(yè)，共35頁(yè)。

h－普朗克(Planck)常數(shù)6.626×10-34J·s

－頻率

E－光量子具有的能量單位：J(焦耳)，eV(電子伏特)

V=E/h光量子，具有能量。

E=hv光的微粒性第六頁(yè)第七頁(yè)，共35頁(yè)。波粒二象性

V=c/λv=E/h

c/λ=E/h

E=hc/λ結(jié)論:一定波長(zhǎng)的光具有一定的能量，波長(zhǎng)越長(zhǎng)(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長(zhǎng))的光?；旌瞎猓壕哂胁煌芰?不同波長(zhǎng))的光復(fù)合在一起。第七頁(yè)第八頁(yè)，共35頁(yè)。將光（電磁波）按波長(zhǎng)（或頻率）順序排列，即得電磁波譜。200nm400nm760nm1mm

紫外線可見(jiàn)光紅外線不同波長(zhǎng)的光具有不同能量，波長(zhǎng)越長(zhǎng)（頻率越低），能量越小?？梢?jiàn)光第八頁(yè)第九頁(yè)，共35頁(yè)。完全吸收完全透過(guò)吸收黃色光物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系第九頁(yè)第十頁(yè)，共35頁(yè)。對(duì)溶液來(lái)說(shuō)，溶液呈現(xiàn)不同的顏色，是由于溶液中的質(zhì)點(diǎn)(分子或離子)選擇性的吸收某種顏色的光所引起的。如果各種顏色的光透過(guò)程度相同，這種物質(zhì)就是無(wú)色透明的。如果只讓一部分波長(zhǎng)的光透過(guò)，其他波長(zhǎng)的光被吸收，則溶液就呈現(xiàn)出透過(guò)光的顏色，也就是溶液呈現(xiàn)的是與它吸收的光成互補(bǔ)色的顏色。例如硫酸銅溶液因吸收了白光中的黃色光而呈藍(lán)色；第十頁(yè)第十一頁(yè)，共35頁(yè)。2、光吸收的基本定律（Lamber-Beer定律）單色光通過(guò)吸光溶液后，吸光度與溶液的濃度和厚度之間呈正比關(guān)系。入射光透射光bI0I1CIa被物質(zhì)吸收的光t第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共35頁(yè)。

（1）Lambert定律：說(shuō)明吸收與溶液液層厚度間的關(guān)系L2入射光透射光L2＞L1，I1＞I2I0I2入射光透射光L1I0I1第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共35頁(yè)。Lambert定律：當(dāng)一適當(dāng)波長(zhǎng)的單色光通過(guò)一固定濃度的溶液時(shí)，其透射光強(qiáng)度隨液層厚度的增加而成指數(shù)函數(shù)減少，即It=Io*10-k1b其吸光度與光通過(guò)的液層厚度成正比。式中b為液層厚度，k1為比例系數(shù)，它與被測(cè)物質(zhì)性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)、溶劑、溶液濃度及溫度有關(guān)，Lambert定律對(duì)所有的均勻介質(zhì)都是適用的。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共35頁(yè)。

（2）Beer定律：說(shuō)明吸收與溶液濃度間的關(guān)系c1C2入射光透射光入射光透射光C1＞C2，I2＞I1

I0I1I0I2第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共35頁(yè)。Beer定律：當(dāng)一適當(dāng)波長(zhǎng)的單色光通過(guò)溶液時(shí)，若液層厚度一定，透射光的強(qiáng)度隨著溶液濃度的增加而成指數(shù)函數(shù)減少，即It=Io*10-k2c其吸光度與溶液濃度成正比。

式中c為物質(zhì)的量濃度(或質(zhì)量濃度)，k2為與吸光物質(zhì)種類、溶劑、入射光波長(zhǎng)、液層厚度和溶液溫度有關(guān)的常數(shù)。Beer定律僅適用于單色光。第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共35頁(yè)。如果同時(shí)考慮溶液濃度C和液層厚度b對(duì)光吸收的影響，將Lambert和Beer定律合并，用a取代k1和k2兩個(gè)常數(shù)則可以推出It=Io*10-k1bIt=Io*10-k2c

It=Io.10-abca為吸光系數(shù)，與入射光的波長(zhǎng)和溶液的性質(zhì)有關(guān)，為常數(shù)；

b為液層厚度；

c為溶液濃度。第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共35頁(yè)。透射光強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度Io之比稱為

吸光度用T表示則T=It/Io=10-abc

T的負(fù)對(duì)數(shù)值定義為吸光度用A表示則A=-lgT=lgIo/It=abcA（absorbance）表示吸光率（或吸光度）T（transmittance）表示透光率（或透光度）第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共35頁(yè)。分光光度法利用物質(zhì)的吸收光譜進(jìn)行分析吸收光譜（absorptionspectrum）所謂吸收光譜就是用各種不同波長(zhǎng)光線測(cè)定物質(zhì)溶液的吸光度，然后按其結(jié)果描出吸光度與波長(zhǎng)關(guān)系的曲線。吸收光譜是物質(zhì)的特征性曲線，一種物質(zhì)在一定的PH、溫度、濃度等條件下，具有的一定形狀的吸收光譜曲線

第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共35頁(yè)。吸收光譜吸收光譜曲線，在濃度一定的條件下，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，所繪制的曲線。曲線上吸光度最大的地方稱為最大吸收峰，它所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)，用1max表示。最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，則靈敏度最高溶液濃度愈大，吸收光譜的峰值愈高，兩者成正比關(guān)系。

KMnO4吸收光譜曲線第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共35頁(yè)。吸收光譜體現(xiàn)了物質(zhì)的特性，是進(jìn)行定性、定量分析的基礎(chǔ)。lmax是定性分析的依據(jù)，而溶液的濃度愈大，則吸光度A愈大，是進(jìn)行定量分析的依據(jù)。第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共35頁(yè)。0.208光源單色器比色杯檢測(cè)器(光電元件)讀數(shù)單元分光光度計(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)示意圖

第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共35頁(yè)。光源：可見(jiàn)和紫外分光光度計(jì)裝有兩種光源燈泡：鎢絲燈，產(chǎn)生可見(jiàn)光；氫?。?，產(chǎn)生紫外線。由于玻璃吸收紫外線，所以氫弧燈的燈管多用石英制成，或在燈管上設(shè)有石英窗。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共35頁(yè)。

色散元件（棱鏡或光柵）單色器：

光狹縫單色器的作用是將混合光分解（色散），并可根據(jù)需要使一定波長(zhǎng)的單色光投射至比色槽。第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共35頁(yè)。光電元件：光電管或光電倍增管

作用：將光能轉(zhuǎn)變成電能。光電管產(chǎn)生光電流的大小，與光強(qiáng)度和波長(zhǎng)有關(guān)。光電管對(duì)弱光的靈敏度大，光照過(guò)強(qiáng)或長(zhǎng)時(shí)間曝光靈敏度顯著下降，即“疲勞”現(xiàn)象。溫度對(duì)光電管的靈敏度有影響。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共35頁(yè)。

電子放大器讀數(shù)單元

讀數(shù)元件第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共35頁(yè)。注意事項(xiàng)

1、比色杯應(yīng)相匹配性（對(duì)光的吸收和反射應(yīng)一致），不得隨意挪用。2、比色杯應(yīng)持其側(cè)壁的毛玻璃面。3、盛液時(shí)達(dá)到比色杯的3/4即可，不能太滿，外壁如有液體，只能用濾紙沾去水份，再用擦鏡紙擦干凈。4、測(cè)畢，比色液一般應(yīng)倒回原試管中，直至計(jì)算無(wú)誤后方可倒掉。

5、測(cè)量完畢，比色皿用蒸餾水洗干凈。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共35頁(yè)。JJG178-2007紫外、可見(jiàn)、近紅外分光光度計(jì)檢定規(guī)程本報(bào)規(guī)程適用于波長(zhǎng)范圍190nm-2600nm，波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)的可見(jiàn)、紫外-可見(jiàn)、紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì)的首次鑒定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。便于性能要求，工作波長(zhǎng)分為三段A段（190nm-340nm)、B段（340nm-900nm）、C段（900nm-2600nm）。按照計(jì)量性能的高低將儀器劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4個(gè)等級(jí)。第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共35頁(yè)。1、波長(zhǎng)允許誤差（nm）

波長(zhǎng)示值誤差=測(cè)量平均值-波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)值級(jí)別A段B段C段Ⅰ±0.3±0.5±1.0Ⅱ±0.5±1.0±2.0Ⅲ±1.0±4.0±4.0Ⅳ±2.0±6.0±6.0第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共35頁(yè)。2、波長(zhǎng)重復(fù)性（nm）

波長(zhǎng)重復(fù)性=最大值-最小值級(jí)別A段B段C段Ⅰ≤0.1≤0.2≤0.5Ⅱ≤0.2≤0.5≤1.0Ⅲ≤0.5≤2.0≤2.0Ⅳ≤1.0≤3.0≤3.0第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共35頁(yè)。3、透射比示值誤差（%）

透射比示值誤差=平均值-標(biāo)準(zhǔn)值級(jí)別A段B段Ⅰ±0.3±0.3Ⅱ±0.5±0.5Ⅲ±1.0±1.0Ⅳ±2.0±2.0第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共35頁(yè)。4、透射比重復(fù)性（%）

透射比重復(fù)性=最大值-最小值級(jí)別A段B段Ⅰ≤0.1≤0.1Ⅱ≤0.2≤0.2Ⅲ≤0.5≤0.5Ⅳ≤1.0≤1.0第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共35頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選擇1、氧化鈥濾光片2、介質(zhì)膜干涉濾光片3、紫