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標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法紫外-可見(jiàn)分光光度法定量分析方法(二)12學(xué)習(xí)內(nèi)容xuexineirong定量分析的理論依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法A=K?c?L朗伯-比爾定律:光吸收示意圖
在入射光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、溶液的溫度等不變的情況下,溶液的吸光度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比,即:一、定量分析的理論依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法A=K?c吸光度A濃度cA-c關(guān)系曲線(xiàn)其中,K為吸光系數(shù)(是常數(shù))可是,如果無(wú)法得知待測(cè)組分的吸光系數(shù),那么如何進(jìn)行定量分析呢?實(shí)際測(cè)定時(shí),溶液的厚度L是不變的,則待測(cè)溶液的吸光度A與濃度C呈正比例關(guān)系,即:標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法(一)應(yīng)用條件標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法就是針對(duì)吸光系數(shù)未知的樣品組分進(jìn)行定量分析的簡(jiǎn)易方法。
適用于在選定的測(cè)量波長(zhǎng)下,試樣中其他組分對(duì)被測(cè)組分不干擾,且不知道被測(cè)組分吸光系數(shù)的單組分含量測(cè)定。二、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法標(biāo)準(zhǔn)品溶液是用待測(cè)組分的純品配制而成的濃度準(zhǔn)確、已知的溶液(二)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)品溶液
待測(cè)試樣溶液
溶劑參比溶液首先,在相同條件(相同的溶劑、相同的溫度等)下配制濃度相近的待測(cè)試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)品溶液。同時(shí),配制溶劑參比(空白試液)。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法注意:測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液和供試品液的吸光度時(shí),測(cè)定條件(測(cè)定波長(zhǎng)、吸收池及參比試液)應(yīng)相同。標(biāo)準(zhǔn)溶液供試品溶液空白溶液然后,在待測(cè)組分的最大吸收波長(zhǎng)(λmax)處,以空白試液為參比,測(cè)定兩者(樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液)的吸光度值A(chǔ)x和A標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法根據(jù)朗伯-比爾定律L由于被測(cè)的是同一物質(zhì),測(cè)定條件(吸收池、測(cè)定波長(zhǎng))相同,故有:標(biāo)準(zhǔn)溶液供試品溶液由此,可得到A標(biāo)=k·C標(biāo)·LA供=k·C供·C供A供=A標(biāo)C標(biāo)·標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法【示例】
精密移取高錳酸鉀溶液2.0ml,置200ml量瓶中,用煮沸放冷的蒸餾水稀釋至刻度,搖勻;另用高錳酸鉀對(duì)照品配制濃度為0.258mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶200ml。以水為參比,用1cm吸收池在525nm處分別測(cè)定它們的吸光度,標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液的吸光度分別為0.646和0.450,求高錳酸鉀溶液的濃度?標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法根據(jù)朗伯-比爾定律光吸收示意圖A標(biāo)=k·C標(biāo)·L由于被測(cè)的都是高錳酸鉀,且吸收池與測(cè)定波長(zhǎng)也相同,故兩式中的吸光系數(shù)k和吸收池厚度L一樣,則:標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法根據(jù)朗伯-比爾定律A標(biāo)=k·C標(biāo)·L光吸收示意圖實(shí)際測(cè)量用的溶液是待測(cè)樣品液稀釋了100倍,故樣品高錳酸鉀溶液的濃度為:標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法(三)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法使用說(shuō)明使用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法進(jìn)行定量分析時(shí),定量測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確的前提是:21待測(cè)溶液的濃度與吸光度的線(xiàn)性關(guān)系良好。標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液的濃度盡可能接近,越接近結(jié)果越準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法12學(xué)習(xí)內(nèi)容xuexineirong定量分析的理論依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法在入射光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、溶液的溫度等不變的情況下,溶液的吸光度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比,即:一、定量分析的理論依據(jù)●理論依據(jù):朗伯-比爾定律A=K?c?LA=K?c
如果測(cè)定時(shí)進(jìn)一步保持溶液的厚度L不變,則待測(cè)溶液的吸光度A與濃度C呈正比例關(guān)系,即:吸光度A濃度cA-c關(guān)系曲線(xiàn)K為吸光系數(shù)(是常數(shù))標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法二、定量分析方法(一)單組分定量分析的條件單組分進(jìn)行定量分析多組分進(jìn)行定量分析單組分樣品的定量分析UV法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法?只測(cè)定試樣中的一種成分。?測(cè)量波長(zhǎng)下,試樣中其他組分對(duì)被測(cè)組分不干擾。系列標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度C0(空白)01C1
2C2
3C3
4C4
5C5
編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法(二)單組分樣品定量分析的方法----標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法
(1)以待測(cè)組分的純品配制系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(包括不含被測(cè)組分的空白試液)。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度C0(空白)A0
(空白)C1A1C2A2C3A3C4A4C5A5(2)以不含被測(cè)組分的空白試液為參比,測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法吸光度A5A4A3A2A1A0c0c1c2c3c4c5濃度······標(biāo)準(zhǔn)溶液的A--C關(guān)系曲線(xiàn)回歸方程:
A=kc+b(3)繪制吸光度-濃度關(guān)系曲線(xiàn),擬合回歸方程。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法(4)在相同條件下測(cè)定試樣溶液的吸光度Ax,將測(cè)得的吸光度Ax代入到回歸方程,即可求出待測(cè)組分的濃度。吸光度A5A4A3A2A1A0
c0
c1
c2c3c4c5濃度······標(biāo)準(zhǔn)溶液的A--C關(guān)系曲線(xiàn)回歸方程:
A=kc+b標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法編號(hào)1234567濃度c(mg/25ml)0.0000.2000.4000.6000.8001.000Cx吸光度(A)0.0000.2400.4910.7120.9501.1560.845【應(yīng)用示例】維生素B12的含量測(cè)定取標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液盛于1cm吸收池中,在361nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,結(jié)果見(jiàn)下表:標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法精密取0.200mg/ml的VB12標(biāo)準(zhǔn)液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml,分別置于25ml量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,得到1-6號(hào)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。另取維生素B12供試品3.0mg置于25ml量瓶中,同法稀釋至刻度得到7號(hào)待測(cè)樣品液。
②進(jìn)行線(xiàn)性擬合,得到回歸方程:
A=0.0105+1.162C(r=0.9996)維生素B12的A-c工作曲線(xiàn)①以測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度與濃度繪制A-C工作曲線(xiàn)(見(jiàn)下圖)。C=0.718mg/25ml④計(jì)算維生素B12的百分含量:③將測(cè)得的樣品溶液的吸光度值代入回歸方程,計(jì)算樣品溶液維生素B12的濃度:標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法解:吸光系數(shù)法12學(xué)習(xí)內(nèi)容xuexineirong定量分析的理論依據(jù)吸光系數(shù)法吸光系數(shù)法一、定量分析的理論依據(jù)朗伯-比爾定律:在入射光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、溶液的溫度等不變的情況下,溶液的吸光度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。A=K?c?L吸光系數(shù)法一、定量分析的理論依據(jù)溶液的厚度L 不變的吸光度A濃度cA-c關(guān)系曲線(xiàn)溶液的厚度A濃度cA=K?c(K=常數(shù))分析中只要測(cè)出待測(cè)組分的吸光度,根據(jù)待測(cè)組分的吸光系數(shù)值,即可求出溶待測(cè)組分的濃度或含量。吸光系數(shù)法二、吸光系數(shù)法通過(guò)測(cè)定出待測(cè)組分的吸光度,利用待測(cè)組分已知的吸光系數(shù)來(lái)進(jìn)行定量分析的方法。(一)應(yīng)用前提:帶測(cè)組分的吸光系數(shù)必須是一已知的試樣中其他組分對(duì)北側(cè)組分不干擾吸光系數(shù)法二、吸光系數(shù)法(二)測(cè)定方法:用待測(cè)的樣品配制成待測(cè)樣品溶液,同時(shí)配制另一種不含被測(cè)組分的參比溶液。選擇在待測(cè)組分的最大吸收波長(zhǎng)(λmax)處,以參比溶液為參比,測(cè)定待測(cè)樣品溶液的吸光度值A(chǔ)x。利用已知的被測(cè)組分的吸光系數(shù)值,根據(jù)朗伯-比爾定律求出待測(cè)溶液中待測(cè)組分的濃度(或含量)。(mol/L)或(g/100ml)吸光系數(shù)法二、吸光系數(shù)法示例:精密稱(chēng)取對(duì)乙酰氨基酚樣品0.0404g,置250ml量瓶中,加0.4%NaOH50ml溶解后,加水稀釋至刻度,搖勻。精密量取5.0ml,置100ml量瓶中,加0.4%NaOH10ml,加水稀釋至刻度,搖勻。以試樣空白為參比,將溶液盛于1cm的吸收池,在257nm處測(cè)定吸光度為0.572,已知對(duì)乙酰氨基酚的百分吸收系數(shù)為715,計(jì)算樣品中對(duì)乙酰氨基酚的含量?吸光系數(shù)法計(jì)算樣品中對(duì)乙酰氨基酚的含量?根據(jù)朗伯-比爾定律:A=K?c?L解:根據(jù)朗伯-比爾定律可得:由于已知的是百分吸光系數(shù),因此,計(jì)算得到的溶液的濃度單位應(yīng)是g/100ml已知=715,A=0.572,L=1.0cmE1%1cm
==0.8×10(g/100ml)
A
E×L
1cm
1%
C
0.572
715×1-3吸光系數(shù)法100ml0.0404g5ml250ml測(cè)定吸光度計(jì)算樣品中對(duì)乙酰氨基酚的含量?計(jì)算出來(lái)的是樣品溶液經(jīng)過(guò)了50倍稀釋后的溶液中對(duì)乙酰氨基酚的濃度。0.8×10g/100ml-3吸光系數(shù)法樣品中實(shí)際含有對(duì)乙酰氨基酚的質(zhì)量為:樣品中對(duì)乙酰氨基酚的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是:=0.8×=40.0mg
m
2505=×100%=99.0%
w
40.040.4計(jì)算樣品中對(duì)乙酰氨基酚的含量?計(jì)算出來(lái)的是樣品溶液經(jīng)過(guò)了50倍稀釋后的溶液中對(duì)乙酰氨基酚的濃度。0.8×10g/100ml-3吸光系數(shù)法就是根據(jù)待測(cè)物已有的在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光系數(shù)值,通過(guò)測(cè)定吸光度值,利用朗伯-比爾定律可直接求出待測(cè)樣品溶液中待測(cè)組分濃度的方法。吸光系數(shù)法總結(jié)紫外-可見(jiàn)分光光度法的定性分析學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent定性分析的理論依據(jù)1定性鑒別分析方法2純度檢查方法
3定性的理論依據(jù)不同的物質(zhì)其吸收光譜及其特征值不同。吸收光譜的特征值包括:吸收光譜形狀,吸收峰(谷)的數(shù)目,各吸收峰(谷)所在的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)的吸光系數(shù)等。紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法一、定性分析的理論依據(jù)吸光度波長(zhǎng)λ/nmAB不同物質(zhì)的吸收光譜圖紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法如圖,物質(zhì)A與物質(zhì)B的吸收光譜及特征值不同,就屬于不同的物質(zhì)。紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法通過(guò)比較吸收光譜形狀及其特征值可以進(jìn)行:雜質(zhì)檢查定性鑒別結(jié)構(gòu)分析0.60.40.20.0300400500600波長(zhǎng)λ/nm定性分析的應(yīng)用范圍:紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法將待測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)品配成濃度相同或相近的溶液。在相同條件下分別測(cè)定試樣與標(biāo)準(zhǔn)品的吸收光譜。然后比對(duì)兩吸收曲線(xiàn)是否一致。1.比吸收光譜曲線(xiàn)的一致性123二、定性分析的分法紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法1.測(cè)定吸收曲線(xiàn)2.比對(duì)吸收光譜曲線(xiàn)吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm樣品樣品的吸收光譜圖【示例】維生素B2的鑒別兩吸收曲線(xiàn)基本一致,即可初步判斷是同一物質(zhì)。3.判斷吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm標(biāo)準(zhǔn)品維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品的吸收光譜圖紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法【示例】維生素B2的鑒別吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm樣品標(biāo)準(zhǔn)品樣品的吸收光譜圖(1)測(cè)定吸收曲線(xiàn)(2)比對(duì)吸收光譜曲線(xiàn)(3)判斷
兩吸收曲線(xiàn)基本一致,即可初步判斷是同一物質(zhì)。維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品與樣品的吸收光譜比較圖維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品的吸收光譜圖吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm標(biāo)準(zhǔn)品吸光度1.00.80.60.40.20.0300400500600700波長(zhǎng)/nm樣品
兩吸收曲線(xiàn)基本一致,即可初步判斷是同一物質(zhì)。樣品的吸收曲線(xiàn)圖紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法【示例】維生素B2的鑒別樣品(1)測(cè)定吸收曲線(xiàn)(2)比對(duì)吸收光譜曲線(xiàn)(3)判斷維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品與樣品的吸收光譜比較圖維生素B2標(biāo)準(zhǔn)品的吸收光譜圖紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法吸光度波長(zhǎng)λ/nmλmax將測(cè)得的樣品λmax和值與文獻(xiàn)收載的規(guī)定值比較即可鑒別。定性鑒別的主要特征數(shù)據(jù)包括:最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng)處的吸光系數(shù)2.對(duì)比吸收光譜特征數(shù)據(jù)的一致性最小吸收波長(zhǎng)紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法M=298.43λmax=240±1nm=571M=386.53λmax=240±1nm=408因此,對(duì)比吸收光譜特征數(shù)據(jù)時(shí),必須同時(shí)比對(duì)最大吸收波長(zhǎng)和最大吸收波長(zhǎng)處的吸光系數(shù)是否一致。黃體酮炔諾酮λmax相同,但
不同不同的物質(zhì)可能具有相同的λmax,但因分子量不同,則其λmax處的吸光系數(shù)必定不同,如黃體酮和炔諾酮的鑒別。紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法不同的物質(zhì)可能具有相同的光譜特征數(shù)據(jù),但因結(jié)構(gòu)不同,吸收曲線(xiàn)必定不一樣。吸光度B220260300340波長(zhǎng)λ(nm)醋酸可的松λmax=240nm,
吸收光譜曲線(xiàn)形狀存在明顯差異λmax=240nm,
220260300340波長(zhǎng)λ(nm)吸光度醋酸氫化可的松光譜特征數(shù)據(jù)幾乎完全相同紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法
如維生素B12的鑒別《中國(guó)藥典》(2015版)規(guī)定:維生素B12的λmax=278nm、361nm和550nm,且A361/A278=1.70~1.88;A361/A550=3.15~3.45。278.22nm361.72nm550.33nm維生素B12的吸收光譜圖
吸光度300400500600波長(zhǎng)(nm)對(duì)于有多個(gè)吸收峰的化合物,比較各吸收峰處對(duì)應(yīng)的吸光度(或吸光系數(shù))比值可用于鑒別。3.對(duì)比吸度比值的一致性紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法甲氧芐啶標(biāo)準(zhǔn)品吸收光譜吸光度300400波長(zhǎng)λ/nm吸光度300400波長(zhǎng)λ/nm藥品甲氧芐啶吸收光譜三、純度檢查如,藥品甲氧芐啶的純度檢查藥品與雜質(zhì)只要存在紫外吸收的差異,藥品中存在的雜質(zhì)會(huì)使藥品的吸收曲線(xiàn)變形,即可進(jìn)行純度或雜質(zhì)檢查。紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法1.雜質(zhì)判斷
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若藥品與雜質(zhì)的吸收峰位不重疊,則藥品中的雜質(zhì)會(huì)使藥品的吸收曲線(xiàn)變形。如苯中雜質(zhì)苯酚的檢查:
苯在256nm處有強(qiáng)吸收,而苯酚在此處無(wú)吸收,卻在328nm處有強(qiáng)吸收。故從光譜曲線(xiàn)中可以看出苯中是否存在雜質(zhì)苯酚。樣品與標(biāo)準(zhǔn)品的吸收光譜曲線(xiàn)吸光度樣品苯的吸收光譜苯標(biāo)準(zhǔn)品吸收光譜
300400波長(zhǎng)λ/nm紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法■若藥品與雜質(zhì)的吸收峰位重疊,雜質(zhì)的存在會(huì)使吸收峰處的吸光系數(shù)改變。峰位處的吸光系數(shù)值變小圖1.雜質(zhì)吸收強(qiáng)于化合物吸光系數(shù)300400波長(zhǎng)λ/nm藥品圖譜標(biāo)準(zhǔn)品圖譜圖2.雜質(zhì)吸收弱于化合物300400波長(zhǎng)λ/nm吸光系數(shù)藥品圖譜標(biāo)準(zhǔn)品圖譜峰位處的吸光系數(shù)值變大《中國(guó)藥典》(2015年版)規(guī)定:取每1ml含2mg的供試品溶液,于1cm吸收池在310nm處測(cè)定吸光度不得超過(guò)0.05。如:腎上腺素中雜質(zhì)腎上腺酮的檢查吸光度300400波長(zhǎng)λ/nm腎上腺素腎上腺素酮腎上腺素與腎上腺素酮的吸收光譜
藥物中雜質(zhì)存在的最大允許量即雜質(zhì)限量??衫秒s質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)進(jìn)行雜質(zhì)限量檢查。
特征:310nm處雜質(zhì)腎上腺酮有最大吸收,而藥物腎上腺素幾乎沒(méi)有吸收。紫外—可見(jiàn)分光光度法的定性分析方法2.雜質(zhì)限量檢查思考紫外-可見(jiàn)吸收光譜的特征值包括哪些參數(shù)?在定性分析中有何應(yīng)用?光的本質(zhì)學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent01光的本質(zhì)與電磁波譜02光的基本概念光的本質(zhì)1一、光的本質(zhì)與電磁波譜光的本質(zhì)是電磁輻射(又稱(chēng)為電磁波),具有波動(dòng)性和粒子性。光是一種能以巨大速度通過(guò)空間、不需要傳播媒介的粒子流。光的折射光的衍射光能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉和偏振,說(shuō)明光具有波動(dòng)性。光的波動(dòng)性可用參數(shù)(光速c、波長(zhǎng)λ、頻率ν和波數(shù)σ)來(lái)描述:光的波動(dòng)性(1)光的反射光的發(fā)射光的吸收
光與物質(zhì)作用產(chǎn)生吸收、發(fā)射和光電效應(yīng),說(shuō)明光具有粒子性。光微粒的能量E與光速c、波長(zhǎng)λ、頻率ν和波數(shù)σ之間的關(guān)系符合:光電效應(yīng)光的粒子性(2)所有的電磁波在本質(zhì)上都相同,其區(qū)別僅在于波長(zhǎng)(或頻率)不同。將不同的電磁波按波長(zhǎng)順序排列起來(lái)得到電磁波譜。電磁波譜2波長(zhǎng)
長(zhǎng)
短電磁波譜無(wú)線(xiàn)電波微波紅外線(xiàn)可見(jiàn)光紫外線(xiàn)X射線(xiàn)?射線(xiàn)波段無(wú)線(xiàn)電波微波紅外線(xiàn)可見(jiàn)光紫外線(xiàn)x射線(xiàn)?射線(xiàn)波長(zhǎng)(米)103
10-2
10-5.5×10-6
10-8
10-1010-12對(duì)應(yīng)尺度物體頻率(Hz)電磁波譜類(lèi)比表能量低
高
可見(jiàn)光是人眼能感覺(jué)到的光,其波長(zhǎng)大約在400-760nm之間。紅橙黃綠藍(lán)紫青可見(jiàn)光紅橙黃綠靛藍(lán)紫青400500600700760可見(jiàn)光nmnmnmnmnm可見(jiàn)光與紫外光僅僅是電磁波譜的一部分。二、光的基本概念可見(jiàn)光1.光的顏色波長(zhǎng)范圍(nm)光的顏色波長(zhǎng)范圍(nm)紅色760~650青色500~480橙色650~610藍(lán)色480~450黃色610~560紫色450~400綠色560~500
各種可見(jiàn)色光的波長(zhǎng)范圍可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)(400∽760nm)不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)。10nm~200nm的紫外輻射被大氣吸收,在空氣中不能傳播。所以,用于分析的是200nm~400nm之間的近紫外光。紫外光是電磁波譜中10nm~400nm輻射的總稱(chēng),不能引起人們的視覺(jué)。紫外光2.單色光與復(fù)合光3.單色光:?jiǎn)我徊ㄩL(zhǎng)的光。復(fù)合光:由不同波長(zhǎng)的光混合而成的光?;パa(bǔ)色光4.若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光,那么就稱(chēng)這兩種單色光為互補(bǔ)色光,這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的互補(bǔ)。藍(lán)黃白光互補(bǔ)色光藍(lán)黃青藍(lán)橙白光紅青紫綠光的互補(bǔ)示意圖光的互補(bǔ)與物質(zhì)的顏色物質(zhì)所呈現(xiàn)的顏色是由于白光照射時(shí),物質(zhì)選擇性地吸收了某種色光而顯示出其互補(bǔ)色光顏色。不同的物質(zhì)顏色不同,說(shuō)明物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性,這就是分光光度法分析的理論基礎(chǔ)。【互動(dòng)與思考】紫外線(xiàn)對(duì)于皮膚有損傷,紫外線(xiàn)可分為UVA(320~400nm)、UVB(290~320nm)、UVC(100~290nm)三種,哪種紫外線(xiàn)的能量大?UVAUVBUVC光譜分析法的分類(lèi)一、光譜分析法的分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或電磁輻射與物質(zhì)的相互作用所建立起來(lái)的分析方法,統(tǒng)稱(chēng)為光學(xué)分析法。光學(xué)分析法光譜分析法非光譜分析法1.光學(xué)分析法利用物質(zhì)與輻射相互作用時(shí),發(fā)生能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化所得的圖譜(光譜)進(jìn)行分析的方法稱(chēng)為光譜分析法。光譜分析法非光譜分析法利用物質(zhì)受輻射照射時(shí),改變電磁波的傳播方向、速度等物理性質(zhì)所建立起來(lái)的分析方法稱(chēng)為非光譜分析法。
如:旋光分析法、折光分析法等方法。(1)
按作用物質(zhì)的微觀(guān)形式不同分類(lèi)利用氣態(tài)原子(離子)內(nèi)外層電子能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的光譜進(jìn)行分析利用物質(zhì)分子內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的光譜進(jìn)行分析2.光譜分析法的分類(lèi)光譜分析法原子光譜法分子光譜法原子光譜法分析基礎(chǔ):以測(cè)量氣態(tài)原子(或離子)外層電子能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的光譜。線(xiàn)狀光譜類(lèi)型:原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等。特征:線(xiàn)狀光譜。分析基礎(chǔ):以分析分子內(nèi)部能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的光譜。分子光譜法帶狀光譜類(lèi)型:分子吸收光譜法、分子熒光光譜法等。特征:帶狀光譜。光譜分析法吸光光譜法發(fā)射光譜法2.按光與物質(zhì)相互作用方式不同分類(lèi)分析基礎(chǔ):物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射選擇性吸收。類(lèi)型:原子吸收光譜法紫外-可見(jiàn)分光光度法紅外分光光度法磁共振波譜法吸收光譜法紫外-可見(jiàn)分光光度法200nm400nm600nm700nm760nm紫外-可見(jiàn)光300nm500nm
利用物質(zhì)對(duì)紫外-可見(jiàn)光(200∽760nm)的選擇性吸收而分析。
分析基礎(chǔ):以物質(zhì)受輻射作用發(fā)生躍遷所發(fā)射的輻射進(jìn)行分析。發(fā)射光譜法原子發(fā)射光譜原子熒光光譜分子熒光光譜類(lèi)型:【互動(dòng)與思考】123紫外分光光度法是發(fā)射光譜法還是吸收光譜法?其利用的是什么波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光?可見(jiàn)光分光光度法是發(fā)射光譜法還是吸收光譜法?其利用的是什么波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光?紫外-可見(jiàn)分光光度法利用的是什么波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光?朗伯-比耳定律學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent01朗伯定律02比耳定律01朗伯-比耳定律02朗伯-比耳定律的適用范圍朗伯-比耳定律約翰·朗伯,德國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家。奧古斯特·比爾,德國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。朗伯與比耳
平行單色光通過(guò)吸光性物質(zhì)的溶液時(shí),在溶液的濃度、入射光波長(zhǎng)、強(qiáng)度及溶液的溫度不變的情況下,溶液的吸光度A與溶液的厚度L成正比,即:1.朗伯定律A—吸光度L吸光度A單色光A=K·L朗伯-比耳定律L—液層的厚度2.比耳定律A—吸光度A=K·C吸光度A入射光
濃度C朗伯-比耳定律平行單色光通過(guò)吸光性物質(zhì)的溶液時(shí),在液層厚度、入射光波長(zhǎng)、強(qiáng)度及溶液溫度不變的情況下,溶液的吸光度A與溶液的濃度C成正比,即:C—溶液的濃度3.朗伯-比耳定律A=K·C·LL入射單色光濃度C朗伯-比耳定律
當(dāng)平行的單色光通過(guò)均勻、無(wú)散射的含有吸光性物質(zhì)的溶液時(shí),在入射光波長(zhǎng)、強(qiáng)度及溶液溫度不變的情況下,溶液的吸光度A與溶液的濃度C及液層厚度L的乘積成正比,即:K——吸光系數(shù)c——溶液的濃度L——液層的厚度(cm)朗伯-比耳定律4.朗伯-比耳定律的適用范圍①適用的兩個(gè)前提稀溶液(c<0.01mol/L)稀溶液必須是單色光入射光朗伯-比耳定律②適用樣品范圍
不僅適用于測(cè)定均勻、無(wú)散射的溶液。也適用于均勻、無(wú)散射的固體樣品。還適用于均勻、無(wú)散射的氣體樣品。朗伯-比耳定律③適用光譜范圍可見(jiàn)光紫外光紅外光可見(jiàn)光紫外光紅外光不僅適用于可見(jiàn)光,朗伯---比耳定律是各種分光光度法進(jìn)行定量分析的理論依據(jù)。也適用于紫外光,還適用于紅外光。朗伯-比耳定律④對(duì)多組分溶液的適用性abc所得吸光度值等于各物質(zhì)的吸光度總和。在某波長(zhǎng)下測(cè)定多組分溶液的吸光度,所測(cè)得吸光度具有加和性。A(a+b+c)
如:測(cè)定含有a、b、c三種吸光物質(zhì)溶液的吸光度值A(chǔ)(a+b+c)。=Aa+Ab+Ac思考練習(xí)朗伯-比爾定律對(duì)入射光的要求是什么?朗伯-比爾定律對(duì)溶液的要求是什么?朗伯-比耳定律吸收光度與透光度吸光度與透光率定義吸光度與透光率換算學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent0102吸光度與透光率一束光通過(guò)溶液時(shí),光的主要去向有幾種?被吸收被反射被透射吸光度與透光率1透光率與吸光度平行平行單色光強(qiáng)度為I0平行吸收光強(qiáng)度為Ia平行透射光強(qiáng)度為It透射光It
入射光I0吸收光Ia忽略反射光及散射光的損失,則應(yīng)滿(mǎn)足:I0=Ia
+It吸光度與透光率01透光率透射光強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比稱(chēng)為透光率或透光度。用符號(hào)“T”表示,常用百分?jǐn)?shù)。入射光I0透射光It吸光度與透光率01透光率物質(zhì)的透光率越大,則吸收的光越少。T=0%,光全部被吸收
T=100%,光全部透過(guò)入射光I0入射光I0透射光It(T取值范圍:0.0%~100.0%)吸光度與透光率02吸光度透光率倒數(shù)的對(duì)數(shù)稱(chēng)為吸光度,用“A”表示,即:入射光I0透射光ItA越大,則T越小表明物質(zhì)對(duì)光的吸收越強(qiáng)T值范圍:0.0%~100.0%A值范圍為:0%~∞吸光度與透光率2透光率與吸光度的關(guān)系01.透光率與吸光度的大小變化關(guān)系透過(guò)光吸收光透光率吸光度透光率吸光度吸光度與透光率2透光率與吸光度的關(guān)系02.透光率與吸光度的定量換算關(guān)系全部吸收,T→0%,A→∞全部透過(guò),T→100%,A→0入射光透射光
入射光【示例】光線(xiàn)通過(guò)維生素B2溶液的透光率是50%,求維生素B2溶液的吸光度是多少?解:根據(jù)公式:得到:答:維生素B2溶液的吸光度是0.301。吸光度與透光率
物質(zhì)的吸光度與透光率是否是一種簡(jiǎn)單的反比例關(guān)系?吸光系數(shù)學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent01吸光系數(shù)及其表示02吸光系數(shù)的運(yùn)用物理意義:吸光系數(shù)就是單位濃度、單位厚度的溶液吸光度。表征物質(zhì)的吸光性能。由于溶液的濃度可用不同的單位。因此,吸光系數(shù)的表達(dá)與物理意義就有差異,吸光系數(shù)通常有兩種表示方法:一、吸光系數(shù)及其表示1吸光系數(shù)的物理意義2.兩種常用的吸光系數(shù)
在一定波長(zhǎng)下,當(dāng)液層厚度為1cm,溶液濃度為1mol/L時(shí),所測(cè)得的溶液吸光度稱(chēng)為摩爾吸光系數(shù),用“ε”表示。(L?mol-1?cm-1)①摩爾吸光系數(shù)(ε)物質(zhì)的量濃度吸收系數(shù)ε反映的是物質(zhì)對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收能力。實(shí)際進(jìn)行分光光度法測(cè)定時(shí),一般要求ε≥103。強(qiáng)吸收(ε≥104)弱吸收(ε≤102)中強(qiáng)吸收(102≤ε≤104)在一定波長(zhǎng)下,當(dāng)液層厚度為1cm,溶液濃度為1%(g/100ml)時(shí),所測(cè)得溶液的吸光度稱(chēng)為百分吸光系數(shù),用“
”表示。(100ml/g·cm)②百分吸光系數(shù)(
)物質(zhì)的質(zhì)量濃度M——物質(zhì)的摩爾質(zhì)量;不同物質(zhì)對(duì)同一波長(zhǎng)的單色光有不同的吸光系數(shù),同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光下也會(huì)有不同的吸光系數(shù),吸光系數(shù)大小只與吸光性物質(zhì)的本性有關(guān)。【結(jié)論】吸光系數(shù)是物質(zhì)的特征常數(shù),可作為物質(zhì)定性的依據(jù)。③摩爾吸光系數(shù)與百分的換算關(guān)系溶液的濃度單位c吸光系數(shù)K朗伯-比耳定律公式物質(zhì)的量濃度(mol/L)摩爾吸光系數(shù)()物質(zhì)的質(zhì)量濃度(g/100ml)百分吸光系數(shù)()二、吸光系數(shù)在朗伯---比耳定律中的運(yùn)用【示例1】氯霉素(M=323.15g/mol)溶液在278nm處有最大吸收,用純品配制100ml含有2.00mg的溶液,以1cm厚的比色皿在278nm處測(cè)得透光率T為24.3%。求氯霉素的百分吸光系數(shù)和摩爾吸光系數(shù)。解:根據(jù)吸光度定義,得:根據(jù)百分吸光系數(shù)和摩爾吸光系數(shù)的換算關(guān)系得:根據(jù)朗伯-比爾定律:溶液的濃度、液層的厚度對(duì)物質(zhì)的吸光系數(shù)有影響嗎?哪些因素影響物質(zhì)的吸光系數(shù)?吸收光譜曲線(xiàn)一、吸收光譜曲線(xiàn)的定義學(xué)習(xí)內(nèi)容二、吸收光譜曲線(xiàn)的特征三、吸收光譜曲線(xiàn)的應(yīng)用改變?nèi)肷涔獠ㄩL(zhǎng)單色光波長(zhǎng)(nm)吸光度值λ1A1λ2A2λ3A3λ4A4………………λnAn保持溶液不變(濃度和厚度)測(cè)定溶液對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸光度繪制吸光度隨波長(zhǎng)變化的曲線(xiàn)稱(chēng)為吸收光譜曲線(xiàn)(吸收光譜)
一、吸收光譜曲線(xiàn)的定義吸收光譜曲線(xiàn)比左右相鄰處都高之處;所在波長(zhǎng)為最大吸收波(λmax)吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)(nm)λmax1λmax2λmax3二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征吸收光譜曲線(xiàn)物質(zhì)的吸收光譜曲線(xiàn)上面有很多特征信息,這些特征信息稱(chēng)之為特征值。A.吸收峰吸收光譜曲線(xiàn)吸收峰吸收光譜曲線(xiàn)比左右相鄰處都低之處;所在波長(zhǎng)為最小吸收波長(zhǎng)(λmin)吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)/nmλmin2λmin1吸收光譜曲線(xiàn)B.吸收谷吸收谷二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征吸收光譜曲線(xiàn)不成峰形、形狀類(lèi)似肩膀的小曲折;所在的波長(zhǎng)處用“λsh”表示。吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)/nmλsh吸收光譜曲線(xiàn)二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征C.肩峰肩峰吸收光譜曲線(xiàn)在曲線(xiàn)上短波長(zhǎng)端強(qiáng)吸收而不呈峰形的部分吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)λ(nm)吸收光譜曲線(xiàn)二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征D.末端吸收末端吸收
?吸收光譜是物質(zhì)固有的特征,不同物質(zhì)的吸收光譜曲線(xiàn)一般不同。吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)/nmAB藍(lán)色---物質(zhì)B的吸收曲線(xiàn)黑色---物質(zhì)A的吸收曲線(xiàn)不同物質(zhì)的吸收光譜吸收光譜曲線(xiàn)二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征
?同種物質(zhì)的特征值(λmax、λmin、λsh、λmax處的吸光系數(shù)等)必定相同。不同濃度同一物質(zhì)的吸收光譜吸光度A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)/nmACB吸收光譜曲線(xiàn)二、吸收光譜曲線(xiàn)上的特征A.
作為定性分析的依據(jù)如:對(duì)某提取物的鑒別曲線(xiàn)的形狀曲線(xiàn)的拐點(diǎn)最大吸收波長(zhǎng)最小吸收波長(zhǎng)吸收峰數(shù)目吸收峰強(qiáng)度吸收光譜曲線(xiàn)三、吸收光譜曲線(xiàn)的應(yīng)用光譜曲線(xiàn)上的特征值是進(jìn)行定性分析的依據(jù),特征值包括:B.確定定量分析中的最佳測(cè)定波長(zhǎng)KMnO4吸收曲線(xiàn)400500
600650波長(zhǎng)λ/nm525吸光度A0.80.60.40.2λmax吸收曲線(xiàn)上的最大吸收波長(zhǎng)(λmax)往往作為定量分析的最佳測(cè)定波長(zhǎng)。吸收光譜曲線(xiàn)【示例】下圖是A、B、C三種溶液的吸收光譜曲線(xiàn),從吸收光譜的特征判斷三種溶液是否為同一物質(zhì)的溶液?為什么?吸光度
A0.80.60.40.2300400500600700波長(zhǎng)λ(nm)吸收光譜曲線(xiàn)ABC吸收光譜曲線(xiàn)紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)量條件選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容Learningcontent01儀器測(cè)量條件的選擇02顯色條件的選擇03參比溶液的選擇測(cè)定波長(zhǎng)
測(cè)定波長(zhǎng)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足:
⑴對(duì)光吸收充分(提高靈敏度);⑵測(cè)定波長(zhǎng)處附近的吸光系數(shù)變化不大(減少測(cè)定誤差)。
【結(jié)論】
選擇在被測(cè)物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)處(λmax)進(jìn)行吸光度測(cè)定。吸光度
A波長(zhǎng)λ(nm)1.測(cè)定波長(zhǎng)的選擇λmax1λmax2一、儀器測(cè)量條件的選擇分析誤差大A=K·C·LL濃度C吸光度A控制在0.2~0.8的范圍(透光率T控制在20%~65%之間)。2.吸光度值的選擇與控制(1)控制溶液的濃度;(2)改變吸收池的厚度。(1)吸光度測(cè)定值選擇范圍:(2)控制方法:吸光度太大吸光度太小二、顯色條件的選擇為什么要顯色?加入的試劑叫顯色劑。發(fā)生的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。紫外-可見(jiàn)光區(qū)無(wú)吸收(無(wú)顏色)的物質(zhì),加入某種試劑與之反應(yīng)可生成有較強(qiáng)吸收的有色物,則可使用分光光度法
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