紫外光谱的绘制及定量测定ppt课件

1、一一 实验目的实验目的 了解紫外可见吸收光谱产生的了解紫外可见吸收光谱产生的 原理。原理。 熟习紫外可见光谱仪的运用。熟习紫外可见光谱仪的运用。 掌握某种物质的紫外可见光谱的掌握某种物质的紫外可见光谱的 绘制绘制, ,计算未知样品的浓度。计算未知样品的浓度。光的频率普郎克常数，vhhhE)sJ(10626.634nm714104 .167109979. 210626. 610022. 631034230EhcN通常化学键键能为通常化学键键能为167.4 kJ/mol，对应的光波长应为：，对应的光波长应为： 分子所能吸收的光子的能量是固定，只需与分子的分子所能吸收的光子的能量是固定，只需与分子的

2、两个能级之间能量差完全一致的光子能量，才可以被分两个能级之间能量差完全一致的光子能量，才可以被分子吸收。子吸收。二二 实验原理实验原理Wavelength (nm) Major range Wavelength (nm) Subrange 50 X-rays Figure 3-3. The electromagnetic spectrum. The environmentally interesting ranges are shown.50350800Ultraviolet200280320350800InfraredUV-CUV-BUV-AVioletRedThermal IRVisibl

3、e.4,000 (4m )100,000 (100 m )二二 实验原理实验原理电子通常从基态轨道被激发到能量最低的空轨道，对电子通常从基态轨道被激发到能量最低的空轨道，对于大多数的有机分子，主要有如下四种类型的激发于大多数的有机分子，主要有如下四种类型的激发 ：1. *跃迁，指电子从跃迁，指电子从轨道向反键轨道向反键轨道轨道(*)的跃迁，的跃迁，此种跃迁主要包括烷烃。此种跃迁主要包括烷烃。2. n*，指杂原子上未共用的，指杂原子上未共用的n电子跃迁到反键电子跃迁到反键轨道轨道(*)上，例如当醇、胺、醚类分子吸收光子时，可发生上，例如当醇、胺、醚类分子吸收光子时，可发生此种跃迁。此种跃迁。电子

4、激发的类型：电子激发的类型：二二 实验原理实验原理3.*，指电子从成键的，指电子从成键的轨道跃迁到反键的轨道跃迁到反键的轨道轨道(*)，当烯烃、醛类、酯类、取代苯类分子吸收光子，当烯烃、醛类、酯类、取代苯类分子吸收光子时，发生此种电子跃迁。时，发生此种电子跃迁。4. n* ，指杂原子上未共用的，指杂原子上未共用的n电子跃迁到反键的电子跃迁到反键的轨道轨道(*)，常见于醛类、酮类、酯类等分子的电子跃，常见于醛类、酮类、酯类等分子的电子跃迁。迁。电子激发的类型：电子激发的类型：二二 实验原理实验原理* 激发激发能量能量能量能量n* 激发激发能量能量* 激发激发能量能量n* 激发激发二二 实验原理实

5、验原理n*跃迁所需求的能量较低，近紫外与可见光区的跃迁所需求的能量较低，近紫外与可见光区的光能即可激发，如丙酮的光能即可激发，如丙酮的n*跃迁吸收峰跃迁吸收峰max=280 nm。由于由于*跃迁所需求的光处于远紫外区，在仪器测跃迁所需求的光处于远紫外区，在仪器测定上存在困难，所以定上存在困难，所以n*跃迁、跃迁、*跃迁和跃迁和n*跃迁跃迁是紫外是紫外-可见吸收光谱中所常见的，但是这可见吸收光谱中所常见的，但是这3种跃迁的吸种跃迁的吸收强弱不同，收强弱不同，*跃迁是强吸收，摩尔吸光系数在跃迁是强吸收，摩尔吸光系数在104左右，左右，n*跃迁是中强吸收，摩尔吸光系数在跃迁是中强吸收，摩尔吸光系数在

6、102左右，左右，而而n*跃迁是弱吸收，摩尔吸光系数在跃迁是弱吸收，摩尔吸光系数在101的数量级。的数量级。 n*跃迁跃迁二二 实验原理实验原理 假设分子具有共轭假设分子具有共轭键，就是说分子具有两个成键的键，就是说分子具有两个成键的轨道，两个反键的轨道，两个反键的*轨道，由于能级最高的成键轨道，由于能级最高的成键轨道和能轨道和能级最低的级最低的*轨道之间的能量差比乙烯的轨道之间的能量差比乙烯的轨道和轨道和*轨道之间轨道之间的能量差要小，电子容易激发，所以共轭双烯的吸收带在近的能量差要小，电子容易激发，所以共轭双烯的吸收带在近紫外区，例如丁二烯紫外区，例如丁二烯max = 217 nm。普通来

7、说，分子的共轭程度越强，分子的光吸收越向长普通来说，分子的共轭程度越强，分子的光吸收越向长波方向挪动，这是一个比较带有共性的规律。通常将吸收峰波方向挪动，这是一个比较带有共性的规律。通常将吸收峰向长波挪动的景象称为红移，向短波挪动的景象称为紫移。向长波挪动的景象称为红移，向短波挪动的景象称为紫移。共轭共轭键键红移、紫移红移、紫移二二 实验原理实验原理电子激发的所需求的光能根本上只与发生激发的两电子激发的所需求的光能根本上只与发生激发的两个分子轨道的性质有关系。所以，某些官能团，例如个分子轨道的性质有关系。所以，某些官能团，例如C=O双键，在不同的分子中几乎总是吸收同一波长的光，双键，在不同的分

8、子中几乎总是吸收同一波长的光，也就是说，在紫外也就是说，在紫外-可见光谱中的同一位置出峰，通常将可见光谱中的同一位置出峰，通常将这样的孤立官能团称为发色团。这样的孤立官能团称为发色团。常见的发色团如常见的发色团如C=O，N=N，NO2等，有些发色团等，有些发色团吸收的光在远紫外区，例如吸收的光在远紫外区，例如C=C，CC，Cl，OH等。等。发色团发色团 (Chromophore)二二 实验原理实验原理有些官能团，当它们被引入某化合物中的共轭有些官能团，当它们被引入某化合物中的共轭体系时，它们可以使原体系的体系时，它们可以使原体系的电子吸收带向长波方电子吸收带向长波方向挪动，并使吸收程度添加，这

9、种官能团叫助色团，向挪动，并使吸收程度添加，这种官能团叫助色团，例如例如Cl，OH，NH2等。等。 助色团助色团(Auxochrome)二二 实验原理实验原理0logIIAbC A 为吸光度为吸光度; I0 波长为波长为的入射光的强度的入射光的强度; I 波长为波长为的透射光的强度；的透射光的强度； 是物质对波长为是物质对波长为的光的摩尔吸光系数；的光的摩尔吸光系数； C 浓度；浓度； b 表示光程表示光程(光经过的间隔光经过的间隔)；朗伯朗伯-比耳定律比耳定律二二 实验原理实验原理1.1.试剂试剂: :丙酮，蒸馏水。丙酮，蒸馏水。2.2.仪器引见：仪器引见：CARY100CARY100系列紫

10、外可见光谱仪：美系列紫外可见光谱仪：美国瓦里安公司消费，双光束、国瓦里安公司消费，双光束、Czerny-TurnerCzerny-Turner双双单色器，一切光学元件均采用石英涂层，光学系统单色器，一切光学元件均采用石英涂层，光学系统严厉密封，维护光学元件的同时降低仪器杂散光。严厉密封，维护光学元件的同时降低仪器杂散光。波长范围：波长范围：190190900nm900nm；带宽：；带宽：0.20.24nm4nm可调；光可调；光度范围：度范围：3.7Abs3.7Abs。氘灯产生紫外光，钨灯产生可见。氘灯产生紫外光，钨灯产生可见光。光。容量瓶，移液管，比色皿等。容量瓶，移液管，比色皿等。三、试剂及

11、仪器引见三、试剂及仪器引见四、根本操作及实验重要步骤四、根本操作及实验重要步骤 1 . 配制规范溶液系列配制规范溶液系列 取丙酮取丙酮5ml稀释到稀释到50ml,母液母液,再配制一系列规范溶再配制一系列规范溶液和未知样品液和未知样品 。 从母液中取从母液中取2ml，3ml, 4ml，5ml，6ml 稀释稀释到到50ml (0.04mol/L, 0.06mol/L, 0.08mol/L, 0.10mol/L, 0.12mol/L) 2. 扫描丙酮的最大吸收峰扫描丙酮的最大吸收峰 3. 分别测规范溶液的吸光度，绘制规范曲线分别测规范溶液的吸光度，绘制规范曲线 4 .测定未知样品的吸光度，计算其浓度

12、测定未知样品的吸光度，计算其浓度 比色皿一定要干净，运用终了，立刻用蒸馏水或有机溶液冲洗干净，并用柔软清洁的纱布把水渍擦净，以防外表光洁受损，影响正常运用。 供试品溶液的吸收读在0.30.7之间为宜，在此范围误差较小。 设定的参数不恰当易得到不良的结果或图谱，如狭缝太宽使吸收值降低，分辨率下降；狭缝太窄那么出现过大的噪音，使读数不准确。 。测定时留意样品室门应关紧，否那么引入过多的杂散光，使吸收度读数下降。五、本卷须知五、本卷须知 六、数据处置六、数据处置 1. 1. 丙酮的最大吸收峰丙酮的最大吸收峰: nm: nm2. 2. 系列规范浓度的吸光度值，绘成系列规范浓度的吸光度值，绘成 浓度浓度- -吸光度曲线吸光度曲线3. 3. 列出未知样品的吸光度值，在曲线上列出未知样品的吸光度值，在曲线上找出对应浓度值。找出对应浓度值。1 1配制规范样