1、紫外-可見吸收光譜分析Ultraviolet and Visible Spectroscopy, UV-VIS,1,主要內(nèi)容,一、概述 二、基本原理 三、紫外-可見光光度計 四、紫外-可見分光光度法的應(yīng)用 重點：光學(xué)分析法的分類,吸收曲線,吸收定律,分光光度計,分析方法,顯色反應(yīng),定量分析方法,光度測量誤差和測量條件的選擇。,2,一、概述,紫外-可見吸收光譜法是利用某些物質(zhì)的分子吸收200800nm光譜區(qū)的輻射來進行分析測定的方法。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷，廣泛用于有機和無機物質(zhì)的定性和定量測定。,3,特點：,（1）靈敏度高 （2）準(zhǔn)確度較高 （3）方法

2、簡便 （4）應(yīng)用廣泛 局限性： （1）紫外光區(qū)有很多有機物沒有吸收或吸收不強烈 （2）有機物紫外吸收光譜大體相似,4,二、基本原理,當(dāng)一束紫外可見光通過一透明物質(zhì)時，具有某中能量的光子被吸收，而另一些能量的光子則不被吸收，這與物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與光子能量有關(guān)，當(dāng)光子能量等于電子能級的能量差時，則此能量的光子被吸收，使電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。由于分子選擇性的吸收了某些波長的光，所以這些光的能量就會降低，將這些波長的光及其所吸收的能量按一定順序排列起來，就得到了分子的吸收光譜。,5,各種有機化合物最大吸收波長和最大吸光度有確定值。同一物質(zhì)的濃度不同，光吸收曲線形狀相同，最大吸收波長不變，只是相應(yīng)的吸光度

3、大小不同，物質(zhì)不同，分子結(jié)構(gòu)不同，吸收光譜曲線不同。,苯的紫外吸收光譜,6,三、紫外-可見分光光度計,（一）主要部件,光源,單色器,樣品室,檢測器,顯示,1、光源 在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)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。 可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在3202500 nm。 紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185400 nm的連續(xù)光譜。,7,2、單色器,將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 入射狹縫：光源的光由此進入單色器； 準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束； 色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；,8,聚焦

4、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； 出射狹縫。,9,10,3.樣品室,樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。,11,4.檢測器,利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。 5. 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。,12,（二）分光光度計的類型,1、單光束分光光度計 簡單，價廉，適于在給定波長處測量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測器有高的穩(wěn)定性。 2、雙光束分光光度計 自動記錄，快速全

5、波段掃描?？上庠床环€(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響，儀器復(fù)雜，價格較高。 3、雙波長分光光度計 將不同波長的兩束單色光(1、2) 快束交替通過同一吸收池而后到達檢測器。產(chǎn)生交流信號。無需參比池。,13,14,15,四、紫外-可見分光光度法的應(yīng)用,（一）定性分析 通常根據(jù)吸收光譜的形狀、吸收峰的樹木以及最大吸收波長的位置進行定性鑒定，一般采用比較光譜法，即在相同的測定條件下，比較待測物質(zhì)和已知物質(zhì)的吸收光譜曲線，如果完全等同，則可認(rèn)為是同一物質(zhì)。,16,Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜,17,18,（二）結(jié)構(gòu)分析,1、根據(jù)化合物的紫外-可見吸收光譜推測化合物所含的官能團 （1）200-

6、400nm 無吸收峰。飽和化合物，單烯。 （2） 270-350 nm有吸收峰 醛酮 （3） 250-300 nm 有中等強度的吸收峰，芳環(huán)的特征 吸收 （4） 200-250 nm有強吸收峰 ，表明含有一個共軛體系 （5）260nm,300 nm,330 nm有強吸收峰，3,4,5個雙鍵的共軛體系,19,2、利用紫外-可見光吸收光譜來判別有機化合物的同分異構(gòu)體例：乙酰乙酸乙酯酮式：沒有共軛雙鍵，在206nm處有吸收烯醇式：在245nm處有強吸收,20,（三）定量分析,1、單組分物質(zhì)的定量分析 （1）標(biāo)準(zhǔn)曲線法 配制一系列不同含量的待測組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含待測組分的空白溶液為參比，測定標(biāo)準(zhǔn)溶

7、液的吸光度，并繪制吸光度濃度曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線（工作曲線），然后再在相同條件下測定試樣溶液的吸光度，由測得的吸光度在曲線上查得試樣溶液中待測組分的濃度，最后計算得到試樣中待測組分的含量。,21,（2）增量法 把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。然后測定各份試液試液的吸光度并繪制吸光度對加入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度（增量）作圖，得一標(biāo)準(zhǔn)曲線。由于每份溶液中都含有待測組分，因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線不經(jīng)過原點。將標(biāo)準(zhǔn)曲線外推延長至與橫坐標(biāo)交于一點，則此點到原點的長度所對應(yīng)的濃度值就是待測組分的濃度。,22,2、多組分的同時測定,在含有多種

8、組分的溶液中，如果要測定多個組分，可以根據(jù)情況的不同，采用不同的方法來進行測定。,23,如果溶液中各組分之間的吸收曲線互相不干擾，可以選擇適當(dāng)?shù)牟煌牟ㄩL分別測定。圖a)：X,Y 組份最大吸收波長不重迭，相互不干擾，可以按兩個單一組份處理。,24,如果多個組分之間的吸收曲線有干擾則可利用吸光度的加和性，以解聯(lián)立方程式的方法，求得各個組分的含量或濃度。圖b)和c) ：X,Y 相互干擾，此時可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：,25,3、高含量組分的測定示差法,方法：配制一系列待測組分的濃度相差較小，且待測組分濃度與試液濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以其中濃度最小的標(biāo)準(zhǔn)溶液(Cs)作參比溶液，測定其它標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以吸光度對測定溶液和參比溶液的濃度差作圖，得一過原點的標(biāo)準(zhǔn)曲線。,26,27,再在相同的條件下測定試液的吸光度，由曲線上查得試液的濃度與參比溶液濃