1、紫外-可見光譜測(cè)定原理及其圖譜的解析,第九章,羅小林 Email: QQ: 152474541 Cell phone:一 分子吸收光譜的產(chǎn)生,1 分子能級(jí) E = E0 +E平 +E轉(zhuǎn) +E振 +E電子,E = E轉(zhuǎn) + E振 + E電子,分子吸收電磁輻射后的能量變化,9-1 概述, E電子 E振 E轉(zhuǎn),二、工作原理 四種類型：單光束、雙光束、雙波長和多通道。 (1) 單波長單光束分光光度計(jì) 缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果受電源波動(dòng)的影響較大，誤差較大。,二、測(cè)定原件組成 儀器的基本結(jié)構(gòu) 單色器(Mnochromator):從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光。 吸收池(Cell，Cont

2、ainer)： 用于盛放樣品。可用石英或玻璃兩種材料制作，前者適于紫外區(qū)和可見光區(qū)；后者只適于可見光區(qū)。有些透明有機(jī)玻璃亦可用作吸收池。 檢測(cè)器: 檢測(cè)光信號(hào)，測(cè)量單色光透過溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置。 信號(hào)顯示系統(tǒng),二、工作原理 (2) 單波長雙光束分光光度計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：除了能自動(dòng)掃描吸收光譜外，還可自動(dòng)消除電源電壓波動(dòng)的影響，減小放大器增益的漂移。,二、工作原理 (3) 雙波長雙光束分光光度計(jì) 優(yōu)點(diǎn)：在有背景干擾或共存組分的吸收干擾的情況下，可以對(duì)某組分進(jìn)行定量測(cè)定。還可以獲得微分光譜和進(jìn)行系數(shù)倍率法測(cè)定。,二、工作原理 (4) 多通道分光光度計(jì)：它與常規(guī)儀器不同之處是使用了一個(gè)光二極管陣列檢

3、測(cè)器。具有多路優(yōu)點(diǎn)，信/噪比高于單通道儀器，測(cè)量速度快，整個(gè)光譜記錄的時(shí)間只有1s左右，適用于研究有光譜變化的化學(xué)反應(yīng)過程。,2 分子吸收光譜,紅外光譜 (: 0.75-1000 m),紫外、可見吸收光譜 (: 200-750 nm),10200 nm:遠(yuǎn)紫外；200400 nm:近紫外 400750 nm:可見光,三 吸收曲線特點(diǎn), 連續(xù)的帶狀光譜,四、吸收定律 朗伯比爾定律 當(dāng)入射光波長一定時(shí)，待測(cè)溶液的吸光度A與其濃度和液層厚度成正比，即 k 為比例系數(shù)，與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長有關(guān)。 當(dāng)濃度以 g/L 表示時(shí)，稱 k 為吸光系數(shù)，以 a 表示，即 當(dāng)濃度以mol/L表示時(shí)，稱 k 為

4、摩爾吸光系數(shù)，以 表示，即 比 a 更常用。 越大，表示方法的靈敏度越高。 與波長有關(guān)，因此， 常以表示。,四、吸收定律 朗伯比爾定律的適用性 1. 樣品性質(zhì)影響 a）待測(cè)物高濃度-吸收質(zhì)點(diǎn)間隔變小質(zhì)點(diǎn)間相互作用對(duì)特定輻射的吸收能力發(fā)生變化- 變化； b）試液中各組份的相互作用，如締合、離解、光化反應(yīng)、異構(gòu)化、配體數(shù)目改變等，會(huì)引起待測(cè)組份吸收曲線的變化； c）溶劑的影響：對(duì)待測(cè)物生色團(tuán)吸收峰強(qiáng)度及位置產(chǎn)生影響； d）膠體、乳狀液或懸浮液對(duì)光的散射損失。,四、吸收定律 偏離朗伯比爾定律的因素 2.儀器因素 a）入射光的非單色性： b）譜帶寬度與狹縫寬度：“單色光”僅是理想情況，經(jīng)分光元件色散所

5、得的“單色光”實(shí)際上是有一定波長范圍的光譜帶(即譜帶寬度)。單色光的“純度”與狹縫寬度有關(guān)，狹縫越窄，它所包含的波長范圍越小，單色性越好。,14,五、單組分定量測(cè)定,5.1、分析條件的選擇,樣品制備及溶劑選擇 通常在溶劑中進(jìn)行測(cè)試。 對(duì)溶劑的要求：溶解性好，在測(cè)定波段無明顯吸收，揮發(fā)性小，毒性低，價(jià)格便宜等。 測(cè)定波長的選擇 通常選擇最大吸收波長max作為分析波長以獲得較好的測(cè)量精度。但當(dāng)在最大吸收波長處有干擾時(shí)，則應(yīng)根據(jù)“吸收最大干擾最小”的原則來選擇波長。,5.2、定量分析方法 紫外可見分光光度法定量的依據(jù)是Lambert-Beer定律，即一定范圍內(nèi)，物質(zhì)在一定波長處的吸光度與它的濃度呈線

6、性關(guān)系。因此，在相應(yīng)范圍內(nèi)，通過測(cè)定溶液對(duì)一定波長入射光的吸光度，即可求出溶液中物質(zhì)的濃度和含量。 標(biāo)準(zhǔn)曲線法或稱校正曲線法（注意事項(xiàng)！） 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比法 該法是標(biāo)準(zhǔn)曲線法的簡化，即只配制一個(gè)濃度為cs的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并測(cè)量其吸光度，求出吸收系數(shù)k，然后由Ax=kcx求出cx 該法只有在測(cè)定濃度范圍內(nèi)遵守L-B定律，且cx與cs大致相當(dāng)時(shí)，才可得到準(zhǔn)確結(jié)果。 吸光系數(shù)法 標(biāo)準(zhǔn)加入法,1 單組分定量方法,校準(zhǔn)曲線法,（1）光譜建立 等吸收點(diǎn)的確定 干擾的排除 （2）解析方法 雙波長法 多波長法 導(dǎo)數(shù)光譜法 化學(xué)計(jì)量學(xué)與紫外光譜聯(lián)合運(yùn)用,五、多組分定量測(cè)定,（1）光譜的建立 等吸收點(diǎn)的確定,等吸收點(diǎn)的定義

7、：通俗的講，指的是兩個(gè)或幾個(gè)吸光度值相同的 波長。 等吸收點(diǎn)的分類： 某物質(zhì)本身光譜的多個(gè)波長處； 兩個(gè)或多個(gè)物質(zhì)某一個(gè)波長處； 等吸收點(diǎn)的作用： 簡化計(jì)算； 排除干擾。,等吸收點(diǎn)的分類： 對(duì)于某一個(gè)物質(zhì)， 無論其濃度如何變化，其光譜本身的兩個(gè) 或幾個(gè)波長處吸光度 值相同；且其吸光度 值與濃度呈線性 增長的關(guān)系；,兩個(gè)或兩個(gè)以上的物質(zhì)之間，在某一個(gè)特定的波長處， 相同濃度時(shí)其吸光度值相同，且其吸光度值與濃度呈線性增長的關(guān)系；,對(duì)于某一個(gè)物質(zhì)，在某一點(diǎn)的吸光度值不隨濃度的增加而增加，其始終保持不變。,（2）解析方法 1.雙波長法,遵循朗伯比爾定律 A = C,雙波長方法排除干擾：,HexA在波長

8、290nm處基本上無吸收； 就木素而言，在260nm和290nm波長的摩爾吸光率的比例為1.2；,（2）解析方法 2.多波長法,r2 = 0.961,（2）解析方法 3.導(dǎo)數(shù)光譜法,常規(guī)雙波長計(jì)算法,二階導(dǎo)數(shù)光譜法 簡化計(jì)算,（2）解析方法 4.化學(xué)計(jì)量學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用,戊糖 糠醛,己糖 羥甲基糠醛,樣品體系過于復(fù)雜,問題簡化處理,計(jì)量學(xué)（統(tǒng)計(jì)學(xué)）模型測(cè)定指標(biāo),建立化學(xué)計(jì)量學(xué)模型,Abs = a0 + a1x1 + a11(x1)2 + a22(x2)2 + a12x1 x2 其中，x1 = 糠醛濃度， g/L x2 = 羥甲基糠醛濃度， g/L,數(shù)據(jù)庫建立需注意的問題： 糠醛和羥甲基糠醛濃度需覆蓋所有實(shí)際樣品檢測(cè)的范圍； 糠醛和羥甲基糠醛濃度的交叉比例需在0