紫外可見光光度法

關(guān)于紫外可見光光度法

它是利用物質(zhì)對(duì)200-800nm光區(qū)的吸收特征和吸收強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的一種光譜分析法。A10400760nm50um1000um電子光譜

紫外可見分光光度法是研究物質(zhì)在紫外可見光區(qū)的分子吸收光譜的分析方法。第2頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、朗伯-比爾定律透光率(%)吸光度(P201)I0I

表示一束單色光通過(guò)某一吸光物質(zhì)的溶液時(shí)，物質(zhì)的吸光度與溶液中其濃度和液層厚度的乘積成正比—Lambert-Beer定律的物理意義。第3頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天例如：習(xí)題15注意：第4頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天吸光系數(shù)：

公式中E為物質(zhì)吸光系數(shù)，表示吸光物質(zhì)在單位濃度及單位厚度時(shí)的吸光度。吸光系數(shù)的數(shù)值與c和l采用的單位有關(guān)，因此有不同的表示方式。Lambert-Beer定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

溶液濃度單位為mol/L、厚度為cm時(shí)的吸光系數(shù)用ε表示，稱為摩爾吸光系數(shù)—表示溶液濃度為1mol/L、厚度為1cm的吸光度。第5頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天

溶液濃度單位為%

、厚度為cm時(shí)的吸光系數(shù)用E1cm1%

表示，稱為比吸光系數(shù)—表示溶液濃度為1%、厚度為1cm的吸光度。第6頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天習(xí)題13第7頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光系數(shù)不同A-λ曲線—吸收曲線/吸收光譜

不同物質(zhì)對(duì)同一波長(zhǎng)光的吸光系數(shù)不同，混合溶液中，吸光度具有加和性：第8頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天六、偏離比爾定律的因素朗伯-比爾定律由朗伯定律和比爾定律構(gòu)成：

導(dǎo)致偏離主要有化學(xué)方面和光學(xué)方面因素。

比爾定律只適用于單色光、均勻、非散射的稀溶液。第9頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天(二)光學(xué)因素非單色光雜散光散射光和反射光非平行光(一)化學(xué)因素單體二聚體610nm660nmCr2O72-+H2O2CrO42-

+2H+亞甲藍(lán)陽(yáng)離子第10頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天(三)透光率、吸光度的測(cè)量誤差

參比暗噪音和訊號(hào)噪音等引出誤差常數(shù)第11頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天

為了減小誤差，通?？刂迫芤旱耐腹饴?吸光度)>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)>5%：T10%~70%(A0.1~1)最佳：T36.8%(A0.4343)第12頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天P215-習(xí)題18>1%：T20%~63%(A0.2~0.7)第13頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)紫外可見分光光度計(jì)一、主要部件第14頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天要求：在(200-800nm)光譜區(qū)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。1.光源—提供入射光的裝置第15頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天

它包括①入射狹縫②準(zhǔn)光裝置③色散元件④出射狹縫2.單色器—從光源輻射的復(fù)合光分出單色光。通帶寬度第16頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.吸收池—盛放分析試樣的裝置第17頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.檢測(cè)器—檢測(cè)光信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)檢測(cè)弱光,不能用來(lái)測(cè)定強(qiáng)光陰極表面Sn和Cs—200-625nmAg或Cs2O—625-1000nm第18頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.信號(hào)顯示裝置

包括檢流計(jì)、放大計(jì)、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)、顯示計(jì)（表頭顯示、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理）第19頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、分光光度計(jì)的類型光路類型紫外分光光度計(jì)可見分光光度計(jì)波長(zhǎng)類型單光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)光多道陣列檢測(cè)分光光度計(jì)（雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)）第20頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天參比第21頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天第22頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)UV-Vis的分析方法UV-Vis可以用于定量，還可利用紫外可見光譜對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析、純度檢查及結(jié)構(gòu)分析等。

定性分析的主要依據(jù)是吸收曲線的特征(曲線的形狀、峰的數(shù)目、位置、強(qiáng)度及兩峰強(qiáng)度比值等)，主要是與標(biāo)準(zhǔn)紫外光譜對(duì)照。一、定性分析現(xiàn)有的紫外光譜標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)中有46000種化合物譜圖第23頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、純度檢查

檢查曲線是否變形，峰的位置有無(wú)變化，兩峰強(qiáng)度比值等有無(wú)變化，無(wú)吸收波段是否有峰。第24頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、單組分的定量方法

單組分是指：溶液中只含一組分對(duì)選定的波長(zhǎng)吸收，而其它組分無(wú)吸收。常用方法有吸光系數(shù)法、校正曲線法和對(duì)照法第25頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.吸光系數(shù)法(絕對(duì)法)

、

E1cm1%

從手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到例如，維B12的水溶液在361nm處，E1cm1%

=207，用l=1cm，測(cè)得某維B12水溶液的A=0.414，則P215-習(xí)題14、25、26第26頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.校正曲線法C1C2C3C4CnCxA1A2A3A4AnAx濃度C標(biāo)樣試樣吸光度AAxCx

還可用回歸方程計(jì)算溶液的濃度第27頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天取量(ml)i濃度(ug/ml)吸光度編號(hào)12345670.001.002.003.004.005.00水樣

200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135例：P278-習(xí)題10查得：第28頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天也可用回歸直線方程計(jì)算（P27）取量(ml)i濃度(ug/ml)吸光度編號(hào)12345670.001.002.003.004.005.00水樣

200.000.020.040.060.080.10Cx0.0430.0920.1400.1870.2340.2820.135第29頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、對(duì)照法要求濃度相接近P215-習(xí)題16、21、24第30頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、同時(shí)多組分的定量方法

對(duì)于圖b、c的互相干擾，測(cè)定時(shí)可以不需要分離，根據(jù)吸光度的加和性測(cè)定。第31頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天解方程組得：1、解方程組法得方程組：

選定兩測(cè)定波長(zhǎng)，由A,B純物質(zhì)測(cè)定得：第32頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天多組分，多元一次方程組但這將是繁瑣的數(shù)學(xué)處理，且n越多，結(jié)果的準(zhǔn)確性越差。第33頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天等吸收波長(zhǎng)法P215-習(xí)題222、雙波長(zhǎng)法

選定一測(cè)定波長(zhǎng)和一參比波長(zhǎng)，使第34頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)導(dǎo)數(shù)光譜法、褶合光譜法…第35頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)分析是利用物質(zhì)的光譜特征(吸收特征)進(jìn)行的吸收光譜(吸收曲線)吸收峰(最大吸收波長(zhǎng))吸收谷肩峰末端吸收五、結(jié)構(gòu)分析(一)光譜常用概念（P186）第36頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天決定峰的大致位置影響峰的寬度，精細(xì)結(jié)構(gòu)電子躍遷的能量(二)電子躍遷類型

紫外可見吸收光譜是包含分子中價(jià)電子能級(jí)的躍遷產(chǎn)生的，連續(xù)的帶狀光譜。（P184）第37頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天分子軌道理論：原子軌道→分子軌道原子軌道里的價(jià)電子→分子軌道(σ、π、n、σ*、π*)分子軌道類型：如：H2σσ*第38頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天躍遷類型與所需能量大小順序?yàn)椋?/p>

σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*如：HCHOn第39頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天生色團(tuán)吸收峰CH3–C–CH2CH2CH2CH2CH3O=CH3CH=CH

CH2CH2CH2CH3

分子有

n→π*，π→π*的基團(tuán)(不飽和鍵)稱為生色團(tuán)。n→π*，π→π*

能量較小，在(200-800nm)內(nèi)吸收。σ→σ*，n→σ*能量較大，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在200nm內(nèi)第40頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、σ→σ*只有σ→σ*H3C–CH3CH3CH3–OHCH3CH3–Cl這類分子在(200-800nm)內(nèi)無(wú)吸收可作溶劑2、n→σ*所有有機(jī)分子含雜原子的有機(jī)分子第41頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天C5H11–C≡CHCH2=CH2CH2=CHCOOHCH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH218817719520021725890010005000100002100035000π鍵共軛增大，吸收峰紅移增色（共軛效應(yīng)）CH3–C–CH3O=3、π→π*第42頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天CH3–C–CH3O=CH3–C–OHO=CH3–N=OO=C4H9–N=O280204280665nm16412220羰基羧基硝基亞硝基4、n→π*第43頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、電荷遷移躍遷

某些分子中有電子給體與受體兩部分，當(dāng)電子從給體向受體躍遷時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜稱為電荷遷移光譜。第44頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天6、配位體場(chǎng)躍遷能量四面體場(chǎng)八面體場(chǎng)正方形場(chǎng)dCu2+NH3H2O663nm794nmd-d電子躍遷、f-f電子躍遷第45頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天(三)吸收帶及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系吸收帶—吸收峰的位置第46頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天R帶：由生色團(tuán)的n→*所產(chǎn)生，250-500nm，弱帶，極性溶劑中短移，附近有強(qiáng)峰長(zhǎng)移。如：>C=C-C=C﹤,>C=C-C=OK帶：由共軛生色團(tuán)的

→*所產(chǎn)生，210-250nm，強(qiáng)帶。第47頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天B帶：230-270nm

，弱的寬帶、精細(xì)E帶：180nm(E1),200nm(E2)，強(qiáng)帶芳香族特征吸收帶電子轉(zhuǎn)移吸收帶配位體場(chǎng)吸收帶（配合物）P188-表10-1一些化合物的電子結(jié)構(gòu)、躍遷和吸收帶第48頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天(四)影響吸收帶的因素

吸收帶的位置只是相對(duì)的，不同的結(jié)構(gòu)因素和測(cè)定條件，都會(huì)引起移動(dòng)。1、位阻影響2、跨環(huán)效應(yīng)影響H2C==O共軛增強(qiáng)第49頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ph–H254300Ph–Cl264320Ph–Br262325Ph–OH2731780Ph–OCH32732240

這些含雜原子的飽和基團(tuán)，本身不產(chǎn)生吸收峰，但與生色團(tuán)相連時(shí)，使生色團(tuán)的吸收峰紅移增色，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)。3、取代基效應(yīng)影響第50頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天表10-2溶劑對(duì)異丙叉丙酮兩種躍遷吸收峰的影響

溶劑正已烷氯仿甲醇水極性增大π→π*230238337242

長(zhǎng)移

n→π*329315309305

短移4、溶劑效應(yīng)影響(CH3)2CH–C–CH(CH3)2O=第51頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、體系pH的影響第52頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天共軛體系：200-250nm強(qiáng)峰(ε

104)(K帶)

。

(五)有機(jī)化合物的吸收光譜特征（P208）C2H6、C2H5Cl、C2H5OH1、飽和化合物：無(wú)吸收峰。2、孤立單烯：CH3CH=CHBr助色團(tuán)-紅移增色CH2=CH–CH=CH2CH2=CH–CH=CH–CH=CH2217258CH2=CH21772100035000第53頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、醛酮：270-350nm弱峰(ε=10-100)

(R帶n→π*)

。4、

-不飽和醛酮：230nm強(qiáng)(K帶)，310-330nm弱(R帶)。CH3–C–CH3O=188(900)280(16)CH3–C–CH=CH3O=5、芳環(huán)：250-300nm具有精細(xì)解構(gòu)的中強(qiáng)峰；受取代團(tuán)影響。第54頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天US比較簡(jiǎn)單，特征性不強(qiáng)，并且大多數(shù)簡(jiǎn)單官能團(tuán)在近紫外光區(qū)只有微弱吸收或無(wú)吸收，所以在結(jié)構(gòu)解析研究方面有一定局限性。主要是配合其它結(jié)構(gòu)分析方法（IR、NMR、MS等）。但可用于推斷具有共軛生色團(tuán)（官能團(tuán)），確定異構(gòu)體的，推斷未知物的結(jié)構(gòu)骨架。

(六)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究第55頁(yè),共62頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）200-400nm無(wú)吸收峰，飽和化合物，單烯。（2）270-350nm有弱峰，可能是醛酮。（3）250-300nm有精細(xì)解構(gòu)中強(qiáng)峰，是芳環(huán)。（4）2