紫外分光光度计.docx

紫外分光光度计：工作原理：物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同。因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。 又因为许多物质在紫外-可见光区有特征吸收峰，所以可用紫外分光光度法对这些物质分别进行测定（定量分析和定性分析）。紫外分光光度法使用基于朗伯-比耳定律。利用物质的分子或离子对某一波长范围光的吸收作用，对物质进行定性、定量分析以及结构分析。 紫外分光光度法首先确定实验条件，并在此条件下测得标准物质的吸收峰以及其对应波长值（同时可获得该物质的最大吸收波长）；再在选定的波长范围内（或最大波长值处），分别以（不同浓度）标准溶液的吸光度和溶液浓度为横、纵坐标绘出化合物溶液的标准曲线得到其所对应的数学方程；接着在相同实验条件下配制待测溶液，测得待测溶液的吸光度，最后用已获得的标准曲线方程求出待测溶液中所需测定的化合物的含量。使用范围：凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物，根据在特定吸收波长处所测得的吸收度，可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定。分光光度法只适用于微量组分的定量分析(稀溶液，浓度在线性范围内，（c0.01 mol/L)，浓溶液中光吸收定律将发生偏离，最适宜的吸光度测量范围为0.2-0.8之间（此时误差小）。波长范围：可见-紫外分光光度计。其应用波长范围为200400nm的紫外光区、400850nm的可见光区。主要由辐射源（光源）、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。光源：在仪器的波长范围内提供足够的、稳定的连续的光。 汞灯：标准光源、最为精确，常用于校准作用。 氘灯、钨灯、氙灯样品池：在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池也可用石英池。当溶液中含有染料（如考马斯亮兰）时，必须采用一次性的塑料杯，因为染料能让石英和玻璃着色，而且不易清洗干净。应用：1 检定物质根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是最大吸收波长虽ax和摩尔吸收系数是检定物质的常用物理参数。这在药物分析上就有着很广泛的应用。在国内外的药典中，已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中，为药物分析提供了很好的手段。2 与标准物及标准图谱对照将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以和现成的标 准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确，精密度高，且测定条件要相同。3 比较最大吸收波长吸收系数的一致性 4 纯度检验5 推测化合物的分子结构6 氢键强度的测定实验证明，不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同，这可以利用紫外光谱来判断化合物在不 同溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂。7 络合物组成及稳定常数的测定8 反应动力学研究9 在有机分析中的应用单点标定法：测量一个标准样品的吸光度与坐标零点建立工作曲线，测定未知样品浓度多点标定法：测量已知浓度的一系列标准样品吸光度，建立工作曲线来测定未知浓度直接紫外特征吸收法原理：利用物质本身或者经过生物化学处理过后，（如水解处理产物）所表 现出来的特征性的紫外吸收光谱进行定性鉴别 ；双波长吸收度比法原理：测定两个特定的不同波长处的吸光度，两者比值作为一个可鉴别的 特征量，三点校正法原理：本法是在三个波长处测得吸光度，根据校正公式计算吸光度A校正值后， 再计算含量，故本法称为“三点校正法”。基于以下两点，（1）杂质的无关吸收在310nm340nm的波长范围内几乎是一条直线，且随波长的增大吸光度下降。（2）物质对光吸收呈加和性的原理。即在某一样品的吸收曲线上，各波长处的吸光度是维生素A与杂质吸光度的代数和，因而吸收曲线也是二者的叠加。 荧光分光光度计：能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数,从各个角度反映了分子的成键和结构情况。通过对这些参数的测定, 不但可以做一般的定量分析, 而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化, 从而阐明分子结构与功能之间的关系。荧光分光光度计的激发波长扫描范围一般是190650nm，发射波长扫描范围是200800nm。可用于液体、固体样品（如凝胶条）的光谱扫描。工作原理：物质荧光的产生是由在通常状况下处于基态的物质分子吸收激发光后变为激发态, 这些处于激发态的分子是不稳定的,在返回基态的过程中将一部分的能量又以光的形式放出，从而产生荧光。不同物质由于分子结构的不同,其激发态能级的分布具有各自不同的特征，这种特征反映在荧光上表现为各种物质都有其特征荧光激发和发射光谱；，因此可以用荧光激发和发射光谱的不同来定性地进行物质的鉴定。基本结构：光源激发单色器发射单色器样品室检测器光源：高压汞蒸气灯火氙弧灯样品室：通常由石英池（液体样品）或固体样品架（粉末或片状样品）组成红外光谱分析：样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收其中一些频率的辐射，使分子振动或转动能级从基态跃迁到激发态，并引起分子偶极矩的净变化，相应于这些波长区域的透射光强减弱，记录透过率T%对波数或波长的曲线，即为红外光谱。工作原理：利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大，红外谱带也越多。种类：棱镜和光栅光谱仪。属于色散型，它的单色器为棱镜或光栅，属单通道测量。傅里叶变换红外光谱仪。它是非色散型的，其核心部分是一台双光束干涉仪。当仪器中的动镜移动时，经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变，探测器所测得的光强也随之变化，从而得到干涉图。经过傅里叶变换的数学运算后，就可得到入射光的光谱。优点：多通道测量，使信噪比提高。光通量高，提高了仪器的灵敏度。波数值的精确度可达0.01厘米-1。增加动镜移动距离，可使分辨本领提高。工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。用途：可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量测定。由于分子中邻近基团的相互作用，使同一基团在不同分子中的特征波数有一定变化范围。此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域，也广泛应用红外光谱。样品要求样品可以是固体粉末、液体和气体。要符合如下要求：（1）样品纯度应不小于98%。 以便于与纯化合物的标准光谱进行对照。多组分样品在测定前有必要进行分离提纯，否则，各组分光谱相互重叠，难于解析。（2）样品不应含吸附水，水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗，所以样品应当经过干燥处理。（3）样品的浓度和测试厚度应适当选择，以使光谱中大多数吸收峰的透射比10%80%范围内。液体池法适合沸点低，挥发性较大的样品，可利用注射器定量地直接注入密封的液体池中。一般保持液体层的厚度为0.011mm。该方法的定量分析效果比较好，是红外光谱进行液体定量分析常用的方法。液膜法主要适合沸点高的样品，可以把样品直接滴加在两块盐片之间，形成液膜。对于具有很强红外吸收的样品，可以通过调节样品液层的厚度来调节透射比，也可以通过适当溶剂稀释的方法来获得满意的吸收谱。一般采用CS2（1350600cm1），CCl4（40001350cm1）作为稀释剂或溶剂。对于一些能溶于溶剂的固体样品，也可以配成溶液直接用液体法测定。压片法一般是将12mg的固体样品与200mg纯KBr粉体研磨混匀，利用模具直接压成均匀透明的薄片。KBr和样品均需要干燥以及研磨致粒度小于2微米以下，消除光散射作用。石蜡糊法就是将样品研磨细后与液体石蜡或全氟代烃混合，调成糊状，夹在盐片间分析。薄膜法主要适用高分子材料，可以通过加热或压延的方法制备成薄膜对于无机固体样品还可以通过测定红外反射光谱的方式获得红外特征吸收信息。红外VS紫外红外吸收光谱，检测的是分子吸收电磁辐射后引起的振动能级跃迁。分子中的特征官能团的特征振动对应于特定的红外吸收光谱位置。检测区:波数 (cm-1) 为单位或者