紫外及可見分光光度法第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生，是由于分子中價(jià)電子在能級(jí)不同的分子軌道之間躍遷造成的。量子化學(xué)理論認(rèn)為，當(dāng)兩個(gè)原子靠近而結(jié)合成分子時(shí)，兩個(gè)原子的原子軌道可以線性組合生成兩個(gè)分子軌道。其中一個(gè)分子軌道具有低能量稱為成鍵軌道，另一個(gè)分子軌道具有高能量稱為反鍵軌道。分子中的價(jià)電子有σ軌道上的σ電子，π軌道上的π電子和未參與成鍵而仍處于原子軌道中的n電子。位于分子軌道中不同軌道的價(jià)電子具有不同的能量，處于低能級(jí)的價(jià)電子吸收一定能量后，就會(huì)躍遷到較高能級(jí)。σ*σπ*πσ*nπ*nσπnσ*π*成鍵成鍵反鍵反鍵未成鍵能量第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、定性把測(cè)得的發(fā)射或吸收強(qiáng)度對(duì)電磁輻射能量（或與能量相關(guān)的某些量如頻率、波數(shù)或波長(zhǎng)等）作圖，得到光譜。2、定量特定能級(jí)之間躍遷所產(chǎn)生的發(fā)射或吸收強(qiáng)度同濃度之間有著一定的關(guān)系，通過(guò)適當(dāng)計(jì)算便可從強(qiáng)度求得作用物的濃度。輻射的吸收與發(fā)射

構(gòu)成物質(zhì)的每一種基本體系(核、原子、分子)具有一定數(shù)量的特定的能級(jí)。當(dāng)它們暴露在輻射束中或被具有一定能量的粒子轟擊時(shí)，可以從一個(gè)能級(jí)跳到另一個(gè)能級(jí)。當(dāng)這些體系從高能態(tài)跳回到低能態(tài)時(shí)就發(fā)射相應(yīng)的輻射。紫外—可見區(qū)的光譜是由原子和分子外層電子的躍遷產(chǎn)生的。第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六分光光度法比色法紫外及可見分光光度法紅外分光光度法原子吸收分光光度法分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光吸收度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。

第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一、光的基本性質(zhì)

波動(dòng)性:光以波動(dòng)形式傳播，例如：光的折射、衍射、偏振和干涉等現(xiàn)象。

λv=c

其中，λ——波長(zhǎng)；

v——頻率；

c——光速粒子性:光是由光量子組成的，光量子的能量與波長(zhǎng)的關(guān)系：

E=hv=hc/λ

其中，E——能量；

h——普朗克常數(shù)，6.6256×10-34J·s第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收

可見光：從紫色的400nm到紅色的760nm。

紫外光：<400nm紅外光:>760nm第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六互補(bǔ)色光:兩種適當(dāng)顏色光按一定的強(qiáng)度比例混合，就可以得到白光，這兩種顏色光叫做互補(bǔ)色光。第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三、物質(zhì)對(duì)光的吸收及吸收曲線

（一）物質(zhì)對(duì)光的吸收及吸光度

I0=Ia+It+IrI0=Ia+It(Ir忽略不計(jì))I0ItIaIr第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

透過(guò)光強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比：T=It/I0溶液透光度越大，則對(duì)光的吸收越??；反之則越大。2、吸光度A物質(zhì)對(duì)光的吸收程度：A=-lgT=lg（1/T）=lg（I0/It）吸光度越大，表示該物質(zhì)對(duì)光的吸收程度越大。1、透光度（或透光率與透光比）T第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（二）吸收曲線

描述了物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收能力，也稱吸收光譜。第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、不同物質(zhì)的吸收峰波長(zhǎng)不同，反映了物質(zhì)對(duì)光吸收的選擇性。2、吸收峰波長(zhǎng)與溶液的濃度無(wú)關(guān)。3、濃度越大，光吸收程度越大，吸收峰越高。第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

由于物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性，通過(guò)緩慢地改變通過(guò)某一吸收物質(zhì)的入射光的波長(zhǎng)（通過(guò)預(yù)先設(shè)定初始波長(zhǎng)、終止波長(zhǎng)、掃描速度），并記錄該物質(zhì)在每一波長(zhǎng)處的吸光度（A），然后以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)作圖，這種掃描方法稱為波長(zhǎng)掃描。1、波長(zhǎng)掃描第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、時(shí)間掃描

在某一固定的波長(zhǎng)下，通過(guò)改變掃描時(shí)間的范圍，并記錄物質(zhì)在該波長(zhǎng)下的吸光度，然后以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)作圖，這種掃描方法稱為時(shí)間掃描。sabs060第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四、郎伯-比耳定律

紫外-可見吸收光譜用于定量分析的理論依據(jù)是吸收定律。它由朗伯定律和比耳定律聯(lián)合而成，故又稱朗伯-比耳定律。當(dāng)一束平行的單色光通過(guò)均勻溶液時(shí)，由于溶質(zhì)吸收光能，光的強(qiáng)度就要降低，這種現(xiàn)象稱為溶液對(duì)光的吸收作用，其吸光度與溶液的濃度和厚度的乘積成正比，這個(gè)規(guī)律通常稱為郎伯-比耳定律，也稱作光吸收定律。A=Kcl式中，A——吸光度；

c——溶液濃度；

l——液層總厚度；

K——摩爾吸光系數(shù)，表明物質(zhì)對(duì)某一特定波長(zhǎng)光的吸收能力。第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五、紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用

定量分析定性分析配合物組成的研究各類平衡常數(shù)的測(cè)定

第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）

做基線：以溶劑或試劑空白等作為參比溶液置入光路中。（2）將被測(cè)溶液置入光路中，儀器就可以指示出這一溶液的吸光度。

在一般的比色法或分光光度法中，進(jìn)行定量分析的基本程序是：定量分析

第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）比較法

它是在相同的條件下，即相同的波長(zhǎng)、光程、溫度等，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液的吸光度值A(chǔ)0及Ax。測(cè)定所采用的波長(zhǎng)通常應(yīng)選被測(cè)物質(zhì)吸收光譜中的吸收峰處，以提高靈敏度并減少測(cè)量誤差。被測(cè)物如有幾個(gè)吸收峰，可選無(wú)其他物質(zhì)干擾的、較高的吸收峰。一般不選光譜中靠短波長(zhǎng)末端的吸收峰的波長(zhǎng)來(lái)作測(cè)定。A0=Kc0lAx=Kcxl1、單組分樣品的分析

第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)溶液：濃度分別為c1，c2，c3，c4，c5，c6，測(cè)定各自的吸光度（設(shè)分別為A1，A2，A3，A4，A5，A6）待測(cè)溶液Ax，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得其對(duì)應(yīng)的濃度cx。

從待測(cè)物質(zhì)的吸收光譜圖上選定某一最大吸收波長(zhǎng)，用一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液在該波長(zhǎng)處分別測(cè)得它們的吸光度，用吸光度對(duì)濃度作圖。若待測(cè)物質(zhì)對(duì)光的吸收符合朗伯-比爾定律，應(yīng)得到一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，即標(biāo)準(zhǔn)曲線。在同樣條件下測(cè)定樣品溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上可讀出樣品溶液的濃度。

第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六吸光度的加和性：

若某一波長(zhǎng)的光束連續(xù)通過(guò)若干具有相同厚度，而濃度及摩爾吸光系數(shù)分別為c1、c2、c3………cn與ε1、ε2、ε3………εn的溶液時(shí)，相應(yīng)的透過(guò)光強(qiáng)度分別為I1、I2、I3………In。根據(jù)朗伯-比耳定律，各溶液的吸光度分別為A1=lg（I0/I1）；A2=lg（I0/I2）；A3=lg（I0/I3）………An=lg（I0/In）所有相同厚度各溶液的總吸光度等于上述各溶液吸光度之總和，即A總=A1+A2+A3+……+An如果溶液中同時(shí)含有n種吸光物質(zhì)，只要各組分之間無(wú)相互作用，則上述關(guān)系同樣成立，即溶液的總吸光度等于各組分吸光度之和。根據(jù)朗伯-比耳定律，溶液總吸光度A總可寫為A總=ε1lc1+ε2lc2+ε3lc3+………+εnlcn2、多組分樣品的分析

第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二組分混合物的分析在兩種或多種組分共存的情況下測(cè)定，很難避免譜峰的重疊，所測(cè)的吸收值往往是不同物質(zhì)在同一波長(zhǎng)下吸收值的加和。第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六六、儀器介紹第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1．光源（輻射源）：鎢絲燈（測(cè)可見區(qū)吸收）和氫燈或氘燈（測(cè)紫外區(qū)吸收）。

2．單色器：把來(lái)自光源的混合光分解為單色光并能隨意改變波長(zhǎng)的裝置，它是分光光度計(jì)的心臟部分。

3．吸收池：盛裝試液和決定透光液層厚度的器件（石英比色皿和玻璃比色皿）。4