3.紫外可見光譜

第三章

紫外可見分光光度法3.1概述

紫外可見分光光度法基本概念和原理一紫外分析和紫外光譜圖苯(254nm)甲苯(262nm)A

230250270苯和甲苯在環(huán)己烷中的紫外吸收光譜例：丙酮

max=279nm(

=15)

nm吸收曲線的討論：①吸光度最大處對應的波長稱為最大吸收波長λmax，λmax處吸光度隨濃度變化明顯，測定最靈敏②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax相同。不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同?？勺鳛槲镔|(zhì)定性分析的依據(jù)。討論：③不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度A有差異，可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。④吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。二譜圖的位移規(guī)律最大吸收波長λmax和吸收強度發(fā)生變化原因:⑴有機化合物引入取代基⑵改變?nèi)軇┘t移：λmax向長波方向移動藍移(或紫移)：λmax向短波方向移動。增色效應：吸收強度即摩爾吸光系數(shù)ε增大現(xiàn)象1.紅移、藍移減色效應：2.生色團與助色團生色團：紫外—可見光譜由π→π＊和n→π＊躍遷產(chǎn)生，含不飽和基團。含有π鍵的不飽和基團稱為生色團。由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C＝

N等。助色團：含有n電子的基團(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)，本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，與生色團相連時，會發(fā)生n—π共軛，增強生色團生色能力的基團稱為助色團。(吸收波長向長波方向移動，且吸收強度增加)3.溶劑的影響1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮

2）非極性→

極性n

→

*躍遷：蘭移；；

→*躍遷：紅移；；1）極性溶劑使精細結(jié)構(gòu)消失；3.2紫外-可見分光光度計分光光度計的主要部件和工作原理：0.575光源單色器吸收池檢測器顯示儀器紫外-可見分光光度計基本組成

generalprocess光源單色器樣品室檢測器顯示裝置1）.光源可以發(fā)射連續(xù)光譜具有足夠的輻射強度較好的穩(wěn)定性較長的使用壽命。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185～400nm的連續(xù)光譜?？梢姽鈪^(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在320～2500nm。鎢燈是6~12V的鎢絲燈泡，儀器裝有聚光透鏡使光線變成平行光，為保證光強度恒定不變，配有穩(wěn)壓電源。

2）.單色器

將光源發(fā)射的復合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學系統(tǒng)。①入射狹縫：光源的光由此進入單色器；②準光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：將復合光分解成單色光；棱鏡或光柵；④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；⑤出射狹縫。3）.樣品室樣品室包括吸收池（比色皿）和相應的池架附件。石英池玻璃池4）.檢測器將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電管、光電倍增管。5）.結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)

檢流計、數(shù)字顯示、微機進行儀器自動控制和結(jié)果處理吸收池，通常有0.5cm、1cm、2cm、3cm和5cm寬，可適用于不同濃度范圍的試樣測定。同一組吸收池的透光率相差應小于0.5%。UV-3150紫外可見分光光度計

752N紫外可見分光光度計UV-vis光譜儀UVPC2401紫外分光光度計日本島津

技術(shù)指標：1.測試波長范圍：190-900nm2.掃描速度：900-160nm/min3.測量方式：雙光束方式4.測光范圍：吸光度-4-5ABS透射率5.測光準確度：±0.002ABS(0-0.5ABS),±0.3%T(0-100%)6.光源：50W鎢燈，氘燈（自動調(diào)整）7.分光器：單色器不同物質(zhì)吸收光譜的形狀以及

max不同——定性分析的基礎(chǔ)同一物質(zhì)，濃度不同時，吸收光譜的形狀和最大吸收波長相同，Amax不同——定量分析的基礎(chǔ)3.3紫外光譜的應用

一定性分析1.定性鑒別的依據(jù)定性鑒別的依據(jù)→吸收光譜的特征吸收光譜圖的形狀吸收峰的數(shù)目吸收峰的位置（波長）吸收峰的強度相應的吸光系數(shù)（1）max：化合物特性參數(shù)，可作為定性依據(jù)；有機化合物紫外吸收光譜：反映結(jié)構(gòu)中生色團和助色團的特性，不完全反映分子特性；

max，

max都相同，可能是一個化合物；

(2)計算吸收峰波長，確定共軛體系等

(3)

標準譜圖庫：46000種化合物紫外光譜的標準譜圖

?Thesadtlerstandardspectra,Ultraviolet?

2.定性分析具體操作利用紫外光譜法檢查化合物的純度

紫外光譜靈敏度很高，容易檢驗出化合物中所含的微量雜質(zhì)。例如，檢查無醛乙醇中醛的限量，可在270~290nm范圍內(nèi)測其吸光度，如無醛存在，則沒有吸收。3.定性分析用于鑒別和鑒定山梨酸標樣苯甲酸標樣雪碧樣品二定量分析依據(jù)：朗伯-比耳定律吸光度：A=bc靈敏度高：測量誤差與吸光度讀數(shù)有關(guān)1.標準曲線法測定含量2.吸光系數(shù)法測定含量

配制一系列濃度不同的標準溶液，用選定的顯色劑進行顯色，在一定波長下分別測定它們的吸光度A。以A為縱坐標，濃度c為橫坐標，繪制A-c曲線，若符合朗伯—比爾定律，則得到一條通過原點的直線，稱為標準曲線。然后用完全相同的方法和步驟測定被測溶液的吸光度，便可從標準曲線上找出對應的被測溶液濃度或含量，這就是標準曲線法。在儀器、方法和條件都固定的情況下，標準曲線可以多次使用，標準曲線法適用于大量的經(jīng)常性的工作。分光光度測定的方法標準曲線法BlankStandardSampleSample

蘆丁含量測定0.710mg/25mL標準對照法(直接比較法)

將試樣溶液和一個標準溶液在相同條件進行顯色、定容，測出吸光度，按下式計算被測溶液的濃度。k標=k測

b標=b測所以

要求A與c線性關(guān)系良好，被測樣品溶液與標準溶液濃度接近，以減少測定誤差。用一份標準溶液即可計算出被測溶液的含量或濃度，方便，操作簡單。3.彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性.即：A總=A1+A2+A3…+An=ε1bc1+ε2bc2+ε3bc3…+εnbcn三有機化合物結(jié)構(gòu)輔助解析（1）200-400nm無吸收峰。飽和化合物，單烯。（2）

270-350nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n→π*躍遷產(chǎn)生的R

帶。（3）

250-300nm有中等強度的吸收峰（ε=200-2000），芳環(huán)的特征吸收（具有精細解構(gòu)的B帶）。（4）

200-250nm有強吸收峰（ε

104），表明含有一個共軛體系帶。

1.直接獲得的結(jié)構(gòu)信息2.光譜解析注意事項(1)確認

max，并算出ε，初步估計屬于何種吸收帶；(2)觀察主要吸收帶的范圍，判斷屬于何種共軛體系；(3)pH值的影響加NaOH紅移→酚類化合物，烯醇。加HCl蘭移→苯胺類化合物。3.分子不飽和度的計算不飽和度指分子結(jié)構(gòu)中達到飽和所缺一價元素的“對”數(shù)。按下式進行不飽和度的計算：

=（2+2n4+n3–n1

）/2

n4，n3，n1

分別為分子中四價，三價，一價元素數(shù)目(C，N，H)

。作用：由分子的不飽和度可以推斷分子中含有雙鍵，三鍵，環(huán)，芳環(huán)的數(shù)目，驗證譜圖解析的正確性。例：C9H8O2

=（2+29

–8）/2=64.伍德沃德——菲西規(guī)則Woodward-Fieser規(guī)則是計算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物的經(jīng)驗規(guī)則。該規(guī)則主要以類丁二烯結(jié)構(gòu)作為母體得到一個最大吸收的基數(shù)，然后對連接在母體上的不同取代基以及其他結(jié)構(gòu)因素加以修正，得到一個化合物的總值。伍德沃德—菲西規(guī)則

有一化合物C10H16由紅外光譜證明有雙鍵和異丙基存在，其紫外光譜

max=231nm（ε9000），此化合物加氫只能吸收2克分子H2，，確定其結(jié)構(gòu)。解：①計算不飽和度

=3；兩個雙鍵；共軛？②

max=231nm，

③可能的結(jié)構(gòu)④計算

max

max：232273268268

max=非稠環(huán)二烯+2×烷基取代+環(huán)外雙鍵=217+2×5+5=232（231）寫出最大吸收波長同環(huán)二烯基準值253兩個共軛雙鍵：＋30×2環(huán)外雙鍵：＋5×3烷基即環(huán)的取代：＋5×5計算值：353實測值：355（1）217+4×5+5=242nm(242nm)(2)217+3×5+5=237nm(3)該例中選同環(huán)二烯作母體.

同環(huán)雙烯

253

一個延伸雙鍵30

三個取代烷基3×5

一個環(huán)外雙鍵5

一個酰氧基0

303nm(304)對λmax的計算，可以幫助確定未知物的結(jié)構(gòu)如脫水反應可得產(chǎn)物

或

實測λmax=242nm，計算(I)λmax=217+5×3=232nm

(Ⅱ)λmax=217+5×4+5×l=242nm

因此，結(jié)構(gòu)(Ⅱ)是正確的實際應用本章重要計算題舉例例1維生素B12

的水溶液在361nm處的百分吸光系數(shù)為207，用1cm比色池測得某維生素B12溶液的吸光度是0.414，求該溶液的濃度解：練習精密稱取B12樣品25.0mg，用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml，置100ml容量瓶中，加水至刻度。取此溶液在