第五紫外可见分光光法演示文稿

第五紫外可见分光光度法演示文稿目前一页\总数一百一十二页\编于十八点优选第五紫外可见分光光度法目前二页\总数一百一十二页\编于十八点这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。

紫外可见光的波长范围：10-780nm:(1)（近）紫外光区:

200-380nm(2)可见光区:380-780nm注意：(3)远紫外区：10-200nm（很少使用）目前三页\总数一百一十二页\编于十八点二、紫外-可见吸收光谱法特点1仪器设备和操作都比较简单，价格低，分析速度较快。2灵敏度较高。3有较好的选择性。通过适当地选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某一种物质进行测定。目前四页\总数一百一十二页\编于十八点4精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对误差可减小到1％一2％。5用途广泛。医药、化工、冶金、环境保护、地质等诸多领域---已成为必不可少的测试手段之一。目前五页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见吸收光谱法(UV-vis)第一节

紫外-可见吸收光谱法基本原理目前六页\总数一百一十二页\编于十八点一、紫外-可见吸收光谱的产生机理二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型三、相关的基本概念四、影响化合物紫外-可见吸收光谱的因素五、吸收带类型六、无机化合物的紫外-可见吸收光谱内容目前七页\总数一百一十二页\编于十八点一、紫外-可见吸收光谱的产生机理

1.分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起物质分子内部三种运动形式：（P7）

（1）电子相对于原子核的运动（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动（3）分子本身绕其重心的转动分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级能级示意图

目前八页\总数一百一十二页\编于十八点三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量分子的内能：电子能量Ee

、振动能量Ev

、转动能量Er即E＝Ee+Ev+Er

分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序：

ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr

目前九页\总数一百一十二页\编于十八点

不同物质结构不同或者说其分子能级的能量(各种能级能量总和)或能量间隔各异，因此不同物质将选择性地吸收不同波长或能量的外来辐射，这是UV-Vis定性分析的基础。

定性分析具体做法是让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A)，以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐标作图，得到该物质的吸收光谱或吸收曲线，据吸收曲线的特性(峰强度、位置及数目等)研究分子结构。目前十页\总数一百一十二页\编于十八点-胡罗卜素咖啡因阿斯匹林丙酮

几种有机化合物的分子吸收光谱图。目前十一页\总数一百一十二页\编于十八点

跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程。

※分子只有选择性的吸收(hν=△E)某些波长（频率）的光才能由较低的能级跃迁到较高能级上。

若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱。目前十二页\总数一百一十二页\编于十八点（1）转动能级间的能量差ΔEr：0.005～0.050eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区，称为远红外光谱或分子转动光谱；（2）振动能级的能量差ΔEv约为：0.05～１eV，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，称为红外光谱或分子振动光谱；（3）电子能级的能量差ΔEe较大1～20eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外—可见光区，称为紫外—可见光谱或分子的电子光谱2．分子吸收光谱的分类目前十三页\总数一百一十二页\编于十八点

由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生紫外-可见吸收光谱。

电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带，即带状光谱。（线状光谱）3．紫外-可见吸收光谱的产生目前十四页\总数一百一十二页\编于十八点

原子发射光谱图目前十五页\总数一百一十二页\编于十八点

有机化合物的紫外-可见吸收光谱是三种电子、四种跃迁的结果：σ电子、π电子、n电子。示意图分子轨道理论：一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上。外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁，所需能量ΔΕ大小顺序为：n→π＊

<π→π＊

<n→σ＊

<σ→σ＊

二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型目前十六页\总数一百一十二页\编于十八点COHnpsH目前十七页\总数一百一十二页\编于十八点1、σ→σ＊跃迁

所需能量最大，σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区。吸收波长λ<200nm。例：甲烷λmax为125nm,乙烷λmax为135nm，环丙烷（饱和烃中最长）λmax为190nm。在近紫外没有饱和碳氢化合物的光谱，需真空紫外分光光度计检测；可作为溶剂使用。目前十八页\总数一百一十二页\编于十八点

所需能量较大。吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。

含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n→σ*跃迁。如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*跃迁的λ分别为173nm、183nm和227nm。2、n→σ＊跃迁目前十九页\总数一百一十二页\编于十八点3、π→π＊跃迁

所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区，摩尔吸光系数εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。

不饱和烃、共轭烯烃和芳香烃类均可发生该类跃迁。

如：乙烯π→π*跃迁的λ为175nm，

εmax为:1×104L·mol-1·cm－1。目前二十页\总数一百一十二页\编于十八点4、n→π＊跃迁

需能量最低，吸收波长λ>200nm。摩尔吸光系数一般为10～100L·mol-1·cm-1，吸收谱带强度较弱。

分子中同时存在孤对电子和π键时发生n→π＊跃迁。如：C=O，N=N，N=O，C=S丙酮n→π＊跃迁的λ为275nmεmax为22L·mol-1·cm-1（溶剂环己烷)。目前二十一页\总数一百一十二页\编于十八点注意：☆紫外-可见光谱电子跃迁类型：n—π*跃迁

π—π*跃迁☆饱和化合物无紫外吸收☆电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系：

﹡根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型；

﹡根据吸收谱带波长和电子跃迁类型→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）目前二十二页\总数一百一十二页\编于十八点1、吸收光谱（吸收曲线）

不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同。以A~λ作图即得到物质的吸收光谱（或吸收曲线）。

示意图几个术语：

吸收峰；

最大吸收波长(λmax)；

最小吸收波长(λmin)；

肩峰；末端吸收。

三、相关的基本概念目前二十三页\总数一百一十二页\编于十八点吸收曲线示意图目前二十四页\总数一百一十二页\编于十八点吸收曲线的讨论：

（1）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似，λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax往往是不同。吸收曲线（3）不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A有差异，在λmax处吸光度A的差异最大，测定最灵敏。所以吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

（2）吸收曲线可以提供物质的结构信息（如

λmax、εmax、肩峰等），可作为物质定性分析的依据之一。目前二十五页\总数一百一十二页\编于十八点播放不同浓度MnO4-的吸收曲线目前二十六页\总数一百一十二页\编于十八点

含有π键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成。

如：乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基、乙炔基、腈基等。注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强。2、生色团（或发色团）目前二十七页\总数一百一十二页\编于十八点有一些含有n电子的基团，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生p-π共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基团称为助色团(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)

。3、助色团目前二十八页\总数一百一十二页\编于十八点

有机化合物的吸收谱带常常因共轭、引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长λmax和吸收强度发生变化:λmax向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。4、红移和蓝移5、增色效应和减色效应

吸收强度即摩尔吸光系数ε增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应，如上图所示。那么促使分子发生红移或蓝移的因素有哪些呢？目前二十九页\总数一百一十二页\编于十八点1、共轭体系的存在----红移如CH2=CH2的-*跃迁，max=165~200nm；而1,3-丁二烯，max=217nm2、异构现象：使异构物光谱出现差异。如CH3CHO含水化合物有两种可能的结构：CH3CHO-H2O及CH3CH(OH)2;已烷中，max=290nm，表明有醛基存在，结构为前者；而在水溶液中，此峰消失，结构为后者。四、影响化合物紫外-可见光谱的因素目前三十页\总数一百一十二页\编于十八点3、取代基：红移或蓝移。取代基为含孤对电子，如-NH2、-OH、-Cl，可使分子红移；取代基为斥电子基，如-R，-OCOR，则使分子蓝移。苯环或烯烃上的H被各种取代基取代，多产生红移。4、pH值：红移或蓝移苯酚在酸性或中性水溶液中，有210.5nm及270nm两个吸收带；而在碱性溶液中，则分别红移到235nm和287nm（p-共轭）.目前三十一页\总数一百一十二页\编于十八点5、溶剂效应：红移或蓝移

由n-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，基态能量比激发态有更多的下降，发生蓝移；由-*跃迁产生的吸收峰，随溶剂极性增加，激发态比基态能量有更多的下降，发生红移。随溶剂极性增加，吸收光谱变得平滑，精细结构消失。目前三十二页\总数一百一十二页\编于十八点（1）对λmax影响

①极性溶剂对n→π*跃迁的影响规律：极性溶剂使n→π*吸收带发生蓝移；极性，蓝移的幅度。

为什么？原因：Cδ+=Oδ-极性，激发态时O电子云密度，键极性；基态时的作用强，基态能量大，激发态能量小。能级间的能量差，蓝移。

目前三十三页\总数一百一十二页\编于十八点②极性溶剂对π→π*跃迁的影响

规律：使π→π*吸收带发生红移，ε

max略有降低。原因：C=C基态时，两个π电子位于π成键轨道上，无极性；π→π*跃迁后，分别在成键π和反键π*轨道上，C+=C-，极性，与极性溶剂作用强，能量。

能级间的能量差，红移。目前三十四页\总数一百一十二页\编于十八点极性溶剂致使π→π*跃迁的K带发生红移。

既有K带又有R带时，溶剂极性越大则K带与R带的距离越近(K带红移,R带蓝移)，见图(因为R在右，K在左)；而随着溶剂极性的变小两个谱带则逐渐远离。

目前三十五页\总数一百一十二页\编于十八点（2）、对吸收光谱精细结构影响

溶剂极性↑，苯环精细结构消失目前三十六页\总数一百一十二页\编于十八点

溶剂极性↑，苯酚精细结构消失目前三十七页\总数一百一十二页\编于十八点（3）、溶剂的选择(P22)

⑴在溶解度允许的范围内，尽量选择低极性溶剂；⑵应能很好地溶解试样，对试样应该是惰性的；⑶溶剂的极限波长应小于试样的λmax。溶剂的极限波长溶剂极限波长/nm溶剂极限波长/nm乙醚

210

正己烷220环己烷200四氯化碳260正丁醇210乙酸乙酯260乙醇215氯仿245水200丙酮330目前三十八页\总数一百一十二页\编于十八点五、吸收带类型1．R带:(由德语Radikal而来，是基团的意思)

由含杂原子的不饱和基团的n→π*跃迁产生如：C＝O；C＝N；—N＝N—

△E小，λmax250~400nm，εmax<100目前三十九页\总数一百一十二页\编于十八点175nm

210nm

₃

₁

₂

2．K带:(由德语Konjugation而来，是共轭的意思)

由共轭非封闭体系中双键的π→π*跃迁产生如：(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—λmax>200nm，εmax>104共轭体系增长，λmax↑→红移，εmax↑播放目前四十页\总数一百一十二页\编于十八点目前四十一页\总数一百一十二页\编于十八点目前四十二页\总数一百一十二页\编于十八点

3．B带：(苯吸收带)

由π→π*跃迁产生，是芳香族化合物的主要特征吸收带，在230～270nm(λmax=254nm)之间出现精细结构吸收，又称苯的多重吸收。

目前四十三页\总数一百一十二页\编于十八点4．E带：(EthyleneicBand)

由封闭共轭体系的π→π*跃迁产生，是芳香族化合物的特征吸收带。

E1180nmεmax>104

（常观察不到）

E2200nmεmax=7000

中强吸收目前四十四页\总数一百一十二页\编于十八点六、无机化合物的紫外—可见吸收光谱1、电荷转移跃迁

电荷转移跃迁：一个电子从体系中的电子给予体部分转移到该体系中的电子接受体产生的跃迁。跃迁所产生的吸收带称为电荷转移吸收带。示意图特点：吸收强度大（εmax>104L·mol-1·cm-1

）。

适宜于微量金属的检出和测定。

在分光光度法中具有重要意义。目前四十五页\总数一百一十二页\编于十八点目前四十六页\总数一百一十二页\编于十八点

在配位体的作用下过渡金属离子的d轨道和镧系、锕系的f轨道裂分，吸收辐射后，产生d一d、f一f跃迁；

必须在配体的配位场作用下才可能产生，故称为配位场跃迁；

由于摩尔吸收系数ε小于100，对定量分析意义不大。多用于研究配合物结构及其键合理论。2、配位体场跃迁目前四十七页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见分光光度法一、朗伯-比尔定律二、吸光度具有加和性三、偏离朗伯-比耳定律的原因第二节

紫外可见光谱法吸收定律目前四十八页\总数一百一十二页\编于十八点一、朗伯—比耳定律

1.朗伯-比尔定律

布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝l

（播放）（播放）

1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。A∝C

二者的结合称为朗伯-比耳定律，它表明在稀溶液中，物质对单色光的吸光度(A)与吸光物质溶液的浓度(C)和液层厚度(l)乘积成正比。目前四十九页\总数一百一十二页\编于十八点

A＝lg（I0/I)=Elc

式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；

l：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位；

c：溶液的浓度；

E：吸光系数；

其数学表达式为：

朗伯-比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。应用于各种光度法的吸收测量；目前五十页\总数一百一十二页\编于十八点2．吸光系数两种表示法

1）摩尔吸光系数ε：在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度。

2）百分含量吸光系数或比吸光系数：在一定λ下，C=1g/100ml（或1%），L=1cm时的吸光度。

3）两者关系：目前五十一页\总数一百一十二页\编于十八点透光度(透光率)T透光度T:描述入射光透过溶液的程度:

T=I

/I0吸光度A与透光度T的关系:

A

＝－lgT

当强度为I0的入射光束(Incidentbeam)通过装有均匀待测物的介质时，该光束将被部分吸收，未被吸收的光将透过(Emergent)待测物溶液以及通过散射(Scattering)、反射(Reflection),包括在液面和容器表面的反射)而损失，这种损失有时可达10%，那么，I0=Ie+Is+Ir

因此，在样品测量时必须同时采用参比池和参比溶液扣除这些影响！目前五十二页\总数一百一十二页\编于十八点3.摩尔吸光系数ε的讨论

（1）吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；

（2）不随浓度c和光程长度Ｌ的改变而改变。在温度和波长等条件一定时，ε仅与吸收物质本身的性质有关，与待测物浓度无关；

（3）可作为定性鉴定的参数；

（4）同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以εmax表示。εmax表明了该吸收物质最大限度的吸光能力，也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。目前五十三页\总数一百一十二页\编于十八点摩尔吸光系数ε的讨论（5）εmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。

ε>105：超高灵敏；

ε=(6～10）×104：高灵敏；

ε<2×104：不灵敏。（6）ε在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。目前五十四页\总数一百一十二页\编于十八点二、吸光度具有加和性

吸光度的这种加和性质是测定混合组分的依据。吸光度具有加和性n元混合液：目前五十五页\总数一百一十二页\编于十八点三、偏离朗伯—比耳定律的原因

标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯-比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：（1）物理性因素，即仪器的非理想引起的；（2）化学性因素。目前五十六页\总数一百一十二页\编于十八点（1）物理性因素难以获得真正的纯单色光。朗伯—比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。

非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯—比耳定律的偏离，其中非单色光是引起偏离的最主要的因素。

目前五十七页\总数一百一十二页\编于十八点非单色光作为入射光引起的偏离

假设由波长为λ1和λ2的两单色光组成的入射光通过浓度为c的溶液，则：

A

1＝lg（Ｉo1/Ｉt1

）＝ε1bc

A

2＝lg(Ｉo2/Ｉt2

）＝ε2bc故：式中：Ｉo1、Ｉo2分别为λ1、λ2的入射光强度；

Ｉt1、Ｉt2分别为λ1、λ2的透射光强度；

ε1、ε2分别为λ1、λ2的摩尔吸光系数；目前五十八页\总数一百一十二页\编于十八点

A总＝lg（Ｉo总/Ｉt总)＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2）

＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-ε1bc

+Ｉo210-ε2bc

）令：ε1-ε2＝；设：Ｉo1＝Ｉo2A总＝lg(2Io1)/Ｉt1(1＋10-εbc

）

＝A1+lg2-lg(1＋10-εbc

)

讨论:

因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得A1和A2，故：目前五十九页\总数一百一十二页\编于十八点讨论:

A总=A1+lg2-lg(1＋10－εbc

)

①=0；即：

1=

2=

则：

A总

＝lg（Ｉo/Ｉt）＝

bc②≠0

若<0；即

2<

1

；－bc>0,

lg(1＋10

bc)值随c值增大而增大，则标准曲线偏离直线向c轴弯曲，即负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏离。目前六十页\总数一百一十二页\编于十八点讨论:

A总

=A1+lg2-lg(1＋10－εbc

)

③｜｜很小时，即ε1≈ε2：

可近似认为是单色光。在低浓度范围内，不发生偏离。若浓度较高，即使｜｜很小，A总≠Ａ1，且随着c值增大，

A总与A1的差异愈大，在图上则表现为A—c曲线上部(高浓度区)弯曲愈严重。故朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。④为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸收曲线较平坦处（此时｜｜相差很小

）。目前六十一页\总数一百一十二页\编于十八点(2)化学性因素

朗伯—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互作用；只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。当溶液浓度c>10－2mol/L时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。

故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。

溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。

例：铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：

CrO42-＋2H＋=Cr2O72-＋H2O溶液中CrO42-、Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相同。故此时溶液pH对测定有重要影响。目前六十二页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见分光光度法一、显色反应的选择二、显色反应条件的选择三、共存离子干扰的消除四、测定条件的选择第三节

实验技术及分析条件目前六十三页\总数一百一十二页\编于十八点一、显色反应的选择1.选择显色反应时，应考虑的因素

灵敏度高、选择性高、生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之差：“对比度”，要求△>60nm。2.配位显色反应

当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生电荷转移跃迁，产生很强的紫外—可见吸收光谱。目前六十四页\总数一百一十二页\编于十八点3.氧化还原显色反应

某些元素的氧化态，如Mn（Ⅶ）、Cr（Ⅵ）在紫外或可见光区能强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。

例如：钢中微量锰的测定，Mn2＋不能直接进行光度测定

2Mn2＋＋5S2O82-＋8H2O=2MnO4－

+10SO42-＋16H+

将Mn2＋氧化成紫红色的MnO4－后，在525nm处进行测定。目前六十五页\总数一百一十二页\编于十八点4.显色剂

⑴无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种，选择性、灵敏度不高，应用不多。

⑵有机显色剂：种类繁多,选择性、灵敏度都高，广泛使用。

偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。目前六十六页\总数一百一十二页\编于十八点二、显色反应条件的选择1.显色剂用量吸光度A与显色剂用量CR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。2.反应体系的酸度

在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。3.显色时间与温度

实验确定。4.溶剂一般尽量采用水相测定。目前六十七页\总数一百一十二页\编于十八点三、共存离子干扰的消除1.选择适当的显色反应条件2.加入掩蔽剂

选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。例：测定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽剂使Fe3+(黄色)成为Fe(PO４)23-(无色)，消除Fe3+的干扰；又如用铬天菁S光度法测定Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+还原为Fe2+，消除Fe3+的干扰。3.分离干扰离子目前六十八页\总数一百一十二页\编于十八点四、测定条件的选择1.选择适当的测量波长

一般应该选择λmax为测量波长。如果λmax处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的测量波长。目前六十九页\总数一百一十二页\编于十八点

2.选择合适的参比溶液

为什么需要使用参比溶液？

测得的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。

参比溶液的选择一般遵循以下原则：

⑴若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水)作参比溶液；

⑵若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用“试剂参比”(不加试样溶液)作参比溶液；目前七十页\总数一百一十二页\编于十八点参比溶液的选择一般遵循以下原则：

⑶若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用“试样参比”(不加显色剂)作参比溶液；

⑷若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。目前七十一页\总数一百一十二页\编于十八点3.控制适宜的吸光度（读数范围）

不同的透光度读数，产生的误差大小不同：

－lgT=εbc微分：－dlgT＝－0.434dlnT=-0.434T-1dT=εbdc两式相除得：

dc/c=（0.434/TlgT

）dT

以有限值表示可得：

Δc/c=（0.434/TlgT）ΔT

浓度测量值的相对误差（Δc/c）不仅与仪器的透光度误差ΔT有关，而且与其透光度读数T的值也有关。

是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？

目前七十二页\总数一百一十二页\编于十八点最佳读数范围与最佳值

设：ΔT=1%，则可绘出溶液浓度相对误差Δc/c与其透光度T的关系曲线。如图所示：当：ΔT=1%，T在20%～65%之间时，浓度相对误差较小，即最佳读数范围

(吸光度A=0.70～0.20)。可通过改变试样量、稀释溶液或改变比色皿厚度等方法来调节吸光度大小。

可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为：

Tmin＝36.8%,Amin＝0.434目前七十三页\总数一百一十二页\编于十八点注意：

如果光度计读数误差为1％，浓度测量的相对误差小于5％，最佳的吸光度范围在。这种情况仅是对比较简单的低、中档仪器而言。现在较高档的分光光度计的检测器使用光电倍增管或硅二极管阵列检测器(可使读数误差小于1％)，使得可用透光率范围得到扩展，因此在吸光度高达2.0，甚至3.0时，也可以保证浓度测量的相对误差小于5％。目前七十四页\总数一百一十二页\编于十八点△

T=0.01△

T=0.005△

T=0.001△

T=0.0005△

T=0.0001最佳的吸光度范围A＝0.2~0.7目前七十五页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见分光光度法一、基本组成二、经典分光光度计的类型三、光二极管阵列多通道分光光度计第四节

紫外-可见分光光度计目前七十六页\总数一百一十二页\编于十八点仪器可见分光光度计目前七十七页\总数一百一十二页\编于十八点仪器紫外-可见分光光度计目前七十八页\总数一百一十二页\编于十八点一、基本组成光源单色器样品室检测器显示1.光源

在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。

可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500nm。现多用卤钨灯。

紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。现多用氘灯。（动画）目前七十九页\总数一百一十二页\编于十八点

2.单色器单色器是从连续光谱中获得所需单色光的装置。常用的有棱镜和光栅两种单色器。棱镜单色器的缺点是色散率随波长变化，得到的光谱呈非均匀排列，而且传递光的效率较低。光栅单色器在整个光学光谱区具有良好的几乎相同的色散能力。因此，现代紫外—可见分光光度计上多采用光栅单色器。包括以下部分：

目前八十页\总数一百一十二页\编于十八点

①入射狭缝：光源的光由此进入单色器；②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；⑤出射狭缝。目前八十一页\总数一百一十二页\编于十八点目前八十二页\总数一百一十二页\编于十八点3.样品室

样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。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。要求：两个的透光率相差要小于0.2％。。目前八十三页\总数一百一十二页\编于十八点玻璃360nm2.25mm目前八十四页\总数一百一十二页\编于十八点石英200nm2.5mm目前八十五页\总数一百一十二页\编于十八点吸收池的形状波长范围使用注意事项容易破碎可拆卸圆形测量池两面透光圆形测量池两面透光1cm长方形测量池两面透光气体测量池两面透光微量测量池两面透光流动测量池两面透光目前八十六页\总数一百一十二页\编于十八点4.检测器

利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。5.结果显示记录系统检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理目前八十七页\总数一百一十二页\编于十八点二、经典分光光度计的类型1.单光束

优点：简单，价廉，适于在给定波长处测量吸光度或透光度。缺点：一般不能作全波段光谱扫描，要求光源和检测器具有很高的稳定性。目前八十八页\总数一百一十二页\编于十八点2.双光束

优点：自动记录，快速全波段扫描。可消除光源不稳定、检测器灵敏度变化等因素的影响，特别适合于结构分析。仪器复杂，价格较高。是目前用的最多的分光光度计。目前八十九页\总数一百一十二页\编于十八点3.双波长

将不同波长的两束单色光(λ1、λ2)快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交替信号。无需参比池。△=1～2nm。两波长同时扫描即可获得导数光谱。

优点：

⑴利用吸光度差值定量：△A＝（ελ1－ελ2）CL；

⑵消除干扰和吸收池不匹配引起的误差（即可以扣除背景吸收）；

⑶可以测定较高浓度的样品溶液、组份试样、混浊试样、而且可作成导数光谱目前九十页\总数一百一十二页\编于十八点三、光二极管阵列多通道分光光度计P24

特别适于进行反应动力学研究和多组分混合物的分析，也已被用作高效液相色谱和毛细管电泳的检测器。目前九十一页\总数一百一十二页\编于十八点3.分光光度计的校正当光度计使用一段时间后其波长和吸光度将出现漂移，因此需要对其进行校正。波长标度校正：

使用镨-钕玻璃（可见光区）和钬玻璃（紫外光区）进行校正。因为二者均有其各自的特征吸收峰。吸光度标度校正：

采用K2CrO4标准液校正（在25oC时，于不同波长处测定0.04000g/L的KOH溶液（0.05mol/L）的吸光度A，调整光度计下表所列的吸光度。目前九十二页\总数一百一十二页\编于十八点目前九十三页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见分光光度法一、伍德沃德－菲泽规则第五节

判断化合物最大吸收峰位置的经验规则目前九十四页\总数一百一十二页\编于十八点一、伍德沃德（Woodward）－菲泽（Fieser）规则

共轭多烯的K带吸收位置λmax，可利用伍德沃德（Woodward）规则来进行推测，这个定则以丁二烯的作为基本数据。（i）共轭双烯基本值2174个环残基取代+5×4

计算值237nm（238nm）（ii）非稠环双烯基本值2174个环残基或烷基取代+5×4

环外双键

+5

计算值242nm（243nm）目前九十五页\总数一百一十二页\编于十八点（iii）链状共轭双键2174个烷基取代+5×42个环外双键+5×2

计算值247nm（247nm）（iv）max=253(基数)+3×5(环的剩余部分)+5(环外双键)=273nm

观察值max=275nm(=10000)目前九十六页\总数一百一十二页\编于十八点第五章

紫外-可见分光光度法一.定性分析二.定量分析第六节

定性及定量分析应用目前九十七页\总数一百一十二页\编于十八点

了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱和化合物、异构体及构象进行判别。

紫外—可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律是：

⑴若在200～750nm波长范围内无吸收峰，则可能是直链烷烃、环烷烃、饱和脂肪族化合物或仅含一个双键的烯烃等。⑵若在270～350nm波长范围内有低强度吸收峰(ε＝10～100L·mol-1·cm-1),（n→π＊跃迁），则可能含有一个简单非共轭且含有n电子的生色团，如羰基。

一、定性分析1.定性分析的一般步骤目前九十八页\总数一百一十二页\编于十八点

⑶若在2５0～300nm波长范围内有中等强度的吸收峰则可能含苯环。⑷若在210～250nm波长范围内有强吸收峰，则可能含有2个共轭双键；若在260～300nm波长范围内有强吸收峰，则说明该有机物含有3个或3个以上共轭双键。⑸若该有机物的吸收峰延伸至可见光区，则该有机物可能是长链共轭或稠环芳香族化合物。

定性分析方法缺陷：只能定性分析化合物所具有的生色团与助色团；光谱信息在紫外-可见光谱范围重叠现象严重。目前九十九页\总数一百一十二页\编于十八点2.定性方法

主要根据光谱上一些特征吸收，包括最大吸收波长、最小吸收波长、肩峰、吸收系数、吸光度比值等，特别是最大吸收波长max及吸收系数max

和E1%1cm，其中max是鉴定物质的常用物理常数。

目前一百页\总数一百一十二页\编于十八点⑴比较最大吸收波长max及吸收系数max

或E1%1cm的一致性。

紫外吸收光谱相同，两种化合物有时不一定相同，所以在比较max

的同时，还要比较max

或E1%1cm是否一致。

目前一百零一页\总数一百一十二页\编于十八点⑵比较吸光度比值的一致性

有时物质的吸收峰较多，往往规定在几个吸收峰处吸光度或吸收系数的比值作鉴别标准。如维生素B12，有三个吸收峰278、361及550nm，就利用下列比值进行比较：

如果被鉴定的物质，吸收波长相同，峰处吸光度或吸收系数的比值在规定范围内，则可考虑与标准品分子结构基本相同。目前一百零二页\总数一百一十二页\编于十八点

⑶比较光谱的一致性(未知试样的鉴定)

两个化合物若是相同，其吸收光谱应完全一致。在鉴定时，试样和标准品以相同浓度配制在相同溶剂中，分别测定吸收光谱，比较光谱图是否一致。如果没有标准品，也可以和现成的标准品光谱图(有专门杂志收载，常称为标准图谱)相比较。若光谱图一致，那么两者可能是同一物质了。与标准吸收光谱谱图的比较时注意：相同化学环境与测量条件（标准谱图见P30）目前一百零三页\总数一百一十二页\编于十八点⑷化合