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文档简介
紫外可见分光光度第一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一紫外-可见分光光度法:紫外—可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200-800nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。吸收光谱产生的原因:过程:运动的分子外层电子-----吸收外来外来辐射-----产生电子能级跃迁-----分子吸收谱。第一节概述应用范围:无机和有机物质的定性和定量测定。第二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/52物质对光的选择性吸收光的基本性质光是一种电磁波,根据波长和或频率的大小分为x射线、可见、红外、微波和无线电波。紫外:200-400nm(近紫外200-400,远紫外100-200)可见:400-750nm第三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/53
不同颜色的可见光波长及其互补光颜色
λ(nm)互补光紫光400-450黄绿兰450-480黄绿兰480-490橙兰绿490-500红绿500-560红紫黄绿560-580紫黄580-610兰红650-760兰绿
第四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/54
红
紫
橙
蓝黄
青蓝
绿
青
白光第五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/55物质对光的选择性吸收溶液的颜色呈现是它所呈现的互补光的颜色。
物质的分子内部具有一系列不连续的特征能级,包括电子能级,振动能级和转动能级,这些能级都是量子化的,其中电子能级又可分为基态和能量较高的若干个激发态。当光照射某物质后,如果光具有的能量恰好与物质分子的某一能级差相等时,这一波长的光即可被分子吸收,从而使其产生能级跃迁而进入较高的能态。第六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/56不是任一波长的光都可以被某一物质所吸收,由于不同物质的分子其组成结构不同,它们所具有的特征能级也不同,故能级差不同,而各物质只能吸收与它们内部能级差相当的光辐射,所以,不同物质对不同波长的光吸收具有选择性。第七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/57物质颜色与光吸收的关系当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后,就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质所显示的颜色,是它对不同波长的可见光具有选择性吸收的结果。例:CuSO4吸收黄光,透过光为蓝光;
KMnO4吸收了青绿光,呈现紫红色;对白光全部吸收,溶液呈现黑色;反射所有光,即透过所有的光,溶液呈现无色。第八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/58
溶液颜色的深浅,取决于溶液吸收光的量的多少,即吸光物质的浓度的高低。因此,可以通过比较物质溶液颜色的深浅,来确定物质溶液中吸光物质的含量,这是比色分析法的依据。第九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/59
一、跃迁类型
基态有机化合物的价电子包括成键电子、成键电子和非键电子(以n表示)。分子的空轨道包括反键*轨道和反键*轨道,因此,可能的跃迁为*、*、n*n*等。第二节有机化合物紫外光谱的产生第十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/510非键轨道成键轨道成键轨道反键轨道反键轨道(nm)第十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/511*>
*>*>n*>*>n*n跃迁
max(nm)k*~150(<200)n*<200100~300n*200~80010~100*~200~104H2CO第十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/512由于电子跃迁的类型不同,实现跃迁需要的能量不同,因此吸收光的波长范围也不相同。其中*跃迁所需能量最大,n*及配位场跃迁所需能量最小,因此,它们的吸收带分别落在远紫外和可见光区。第十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/513
1、生色团ChromophoricGroup(含有π电子,都发生π→π*或n→π*跃迁);
分子中含有非键或键的电子体系,能吸收外来辐射时并引起n-*
和-*跃迁,可产生此类跃迁或吸收的结构单元,称为生色团。
二、常用术语第十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5142、助色团AuxochromicGroup(含有饱和的杂原子)
是指带有非键电子对的基团,如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I、
-NH2等,它们本身不能吸收大于200nm的光,但是当它们与生色团相连时,会使生色团的吸收峰向长波方向移动,并且增加其吸光度。第十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5153、红移或蓝移(Redshiftorblueshift)红移(redshift或bathochromicshift)指取代基或溶剂效应引起吸收带向长波方向的移动;蓝移(blueshift或hypsochromicshift)或紫移:吸收带向短波方向移动
第十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/516常见助色团及其助色效应(红移)λ-F<-Cl<-Br<-OH<-OCH3<-NH2<-NHCH3<-N(CH3)2<-NHC6H5<-O-例: CH3Cl CH3Br CH3Iλmax(nm)172 204 258第十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/517
在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后,吸收峰的波长会向短波方向移动,这种效应称为蓝移(紫移)效应。
如-CH3、-CH2CH3、-OCOCH3称为向蓝(紫)基团。第十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5181、饱和烃及其取代衍生物烷烃只有σ→σ*,产生的吸收峰在远紫外区,超出了一般紫外分光光度计的检测范围。含杂原子的饱和化合物
有σ→σ*和n→σ*两种跃迁。后者虽然所需能量较低,但大部分化合物的吸收带仍处于远紫外区,只有部分含硫、氮以及卤素原子的化合物在近紫外区有弱的吸收,用处不大。卤代烃常用作紫外光度分析的溶剂。三、有机化合物的电子光谱第十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/519*跃迁它需要的能量较高,一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁,例如乙烷的最大吸收波长max为135nm。
n*跃迁实现这类跃迁所需要的能量较高,其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区,如CH3OH和CH3NH2的n*跃迁光谱分别为183nm和213nm。饱和烃在近紫外区无吸收,所以在UV-Vis中做溶剂第二十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/520σ→σ*
跃迁(饱和烃类)190CH2-CH2CH2135(C-C)CH3-CH2-CH3135(C-C)CH3-CH3125(C-H)CH4λmax(nm)饱和烃类第二十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/521n→σ*跃迁(含杂原子)λmaxnmkλmaxnmkH2O1671480CH3OCH31842520CH3OH183150CH3NH2215600CH3Cl173200(CH3)2NH220100CH3Br204200(CH3)3N227900CH3I258365第二十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5222、不饱和烃及共轭烯烃非共轭的烯烃和炔烃孤立π→π*跃迁产生的吸收带波长仍落在远紫外区。如乙烯的在165nm,乙炔的在173nm。含不饱和杂原子的化合物有σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*四种跃迁。但仅n→π*跃迁的吸收带在近紫外区。产生R带(源于德文radikal,基团)。其特征是吸收波长较长(270~300nm);吸收强度弱(εmax约100)。第二十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/523
*跃迁它需要的能量低于*跃迁,吸收峰一般处于近紫外光区,在200nm左右,其特征是摩尔吸光系数大,一般max104,为强吸收带。如乙烯(蒸气)的最大吸收波长max为162
nm。
n*跃迁这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱,摩尔吸光系数小,通常小于100,跃迁几率小。
第二十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/524n→π*跃迁(带孤对电子的杂原子与其他π键共轭,强度小,跃迁概率低)280~300饱和醛酮1000(n→σ*)16(n→π*)186280CH3COCH3在异辛烷中22280CH3-NO2在EtOH中5339CH3N=NCH3在H2O中60214CH3CONH2在EtOH中41204CH3COOHkλmax(nm)第二十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/525含共轭体系的脂肪族化合物由共轭π→π*跃迁产生的吸收带称作K带。特点是吸收强度强(εmax≥104),吸收波长与共轭体系的大小有关,每增加一个双键λmax约红移30nm。λmax可用经验公式估算。第二十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/526在不饱和烃类分子中双键非共轭时,各生色团独立产生吸收,总的吸收是各生色团吸收之和,最大吸收波长基本不变,k值增大。当有两个以上的双键共轭时,随着共轭系统的延长,原来的吸收峰消失,*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动,吸收强度也随之增强(k值改变)。在共轭体系中,*跃迁产生的吸收带又称为K带。第二十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5273、羰基化合物醛酮和羧酸中有碳氧双键有n→σ*
、n-*和-*跃迁的吸收带。n-*吸收带又称为R带,落于近紫外或紫外光区。羰基碳上连有含未共有电子对的助色团时,这些助色团上的n电子与双键共轭,*轨道能量升高,则n-*所需能量大,吸收带蓝移。第二十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5284、苯及衍生物
苯有三个吸收带,E1带、E2带和B
带,波长依次增加。如苯的三个吸收带分别为184nm(ε=6×104),204nm(ε=7900)和256nm(ε=200)。
B带在气相或非极性溶剂中呈现精细结构,使之成为芳香族化合物的重要特征。助色团与芳环相连或共轭体系增大,三个吸收带的波长均红移。第二十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/529四、无机化合物的吸收光谱金属离子配位体金属离子配位体金属离子配位体配位体π-π*电荷转移d-d配位场跃迁第三十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5301、配位场跃迁在配体的存在下,过渡元素五个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。当它们的离子吸收光能后,低能态的d电子或f电子可以分别跃迁至高能态的d或f轨道,这两类跃迁分别称为d-d跃迁和f-f跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生,因此又称为配位场跃迁。第三十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/531dz2dxydxz
dyzdx2-y2dz2
dx2-y2dxydxzdyzE第三十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/532由于基态和激发态之间的能量差别不大,这类光谱一般位于可见光区,由于选择规则的限制,配位场跃迁吸收谱带的k较小,一般较少用于定量分析中,主要用于研究配合物的结构及无机配合物键合理论等方面。第三十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/533分子同时具有电子给予体和电子接受体部分,它们在外来辐射激发下会强烈吸收紫外光或可见光,使电子从给予体外层轨道向接受体跃迁,这样产生的光谱称为电荷转移光谱。2、电荷迁移跃迁(荷移光谱)第三十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/534(分子内氧化还原)hνD—AD+—A-e给予体e接受体Fe3+—SCN-
Fe2+—SCN
hνe给予体e接受体RN1R2NR1R2-+hνCROCRO-+hν特点:谱带宽,吸收强度大,λmax处的k可大于104。第三十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/535五、影响电子光谱的因素1、共轭效应能增强*共轭的基团均能使吸收带明显向长波方向移动(红移),吸收强度也增强。而n-*共轭效应,吸收带蓝移。第三十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5362、空间障碍效应共轭体系中各生色团及助色团都处于同一平面时,共轭效应增强,吸收带的峰值及摩尔吸光系数最大,若某些结构因素影响共轭体系共处一个平面,则共轭效应减弱。第三十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5373、溶剂对吸收光谱的影响溶剂自身在测定波长范围的吸收对被测物的吸收光谱的影响第三十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/538(1)、对最大吸收波长的影响由n-*跃迁产生的吸收峰,随溶剂极性增加,形成氢键的能力增加,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。第三十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/539nn**E无溶剂效应极性溶剂效应第四十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/540吸收带正已烷氯仿甲醇水迁移π-π*n-π
*230nm329nm238nm315nm237nm309nm243nm305nm长波短波CH3CH3-C-CH=C的溶剂效应OCH3第四十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/541(2)、对光谱精细结构和吸收强度的影响
气态时,分子间的作用极弱,其振动光谱和转动光谱均能表现出来,具有清晰的精细结构。随着溶剂极性的增大,分子振动也受到限制,精细结构就会逐渐消失。合并为一条宽而低的吸收带。第四十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/542溶剂选择依据:a.比较未知物质与已知物质的吸收光谱时,必须采用相同的溶剂。b.应尽可能地使用非极性溶剂,以便获得物质吸收光谱的特征精细结构。c.所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小。第四十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/543图示back第四十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/544图示第四十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/545一、紫外-可见分光光度计的分类按入射光波长分:可见分光光度计、紫外-可见分光光度计、红外分光光度计按结构分:单光束、双光束;单波长、双波长第四节紫外-可见分光光度计第四十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/546组成部件紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成:即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。(一)光源对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发射连续辐射,有足够的辐射强度和良好的稳定性,而且辐射光强随波长的变化应尽可能小。分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。二、光度计的组成及结构原理第四十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/547
热辐射光源用于可见光区,如钨丝灯和卤钨灯;钨灯和卤钨灯可使用的范围在340~2500nm。这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关,在可见光区,辐射的能量与工作电压4次方成正比。光电流与灯丝电压的n次方(n1)成正比。因此必须严格控制灯丝电压,仪器必须配有稳压装置。
第四十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/548
气体放电光源用于紫外光区,如氢灯和氘灯。在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在160~375nm范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘,它是紫外光区应用最广泛的一种光源,其光谱分布与氢灯类似,但光强度比相同功率的氢灯要大3~5倍。第四十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/549(二)单色器单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置,其主要功能:产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内任意可调。单色器一般由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散元件,起分光的作用。单色器的性能直接影响入射光的单色性,从而也影响到测定的灵敏度、选择性及校准曲线的线性关系等。能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。第五十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/550
棱镜有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开。由于玻璃可吸收紫外光,所以玻璃棱镜只能用于350~3200nm的波长范围,即只能用于可见光域内。石英棱镜可使用的波长范围较宽,可从185~4000nm,即可用于紫外、可见和近红外三个光域。
光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的,它可用于紫外、可见及红外光域,而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。第五十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/551入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝白光红紫λ1λ2800600500400第五十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/552入射、出射狭缝,透镜及准光镜等光学元件中狭缝在决定单色器性能上起重要作用。狭缝的大小直接影响单色光纯度,但过小的狭缝又会减弱光强。
第五十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/553(三)吸收池又称比色皿,用于盛入参比溶液及试样溶液。厚度:0.5cm、1cm、2cm、3cm可见光区玻璃比色皿紫外光区石英比色皿比色皿的表面对入射光有一定的反射作用,但作用较小,要保持清洁,不磨损它的光学面。为减少光的损失,吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向。在高精度的分析测定中(紫外区尤其重要),吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。第五十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/554(四)检测器
检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。
硒光电池对光的敏感范围为300~800nm,其中又以500~600nm最为灵敏。这种光电池的特点是能产生可直接推动微安表或检流计的光电流,但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛。第五十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/555常用的光检测系统主要有光电池、光电管和光电倍增管。1、光电池:用半导体材料制成的光电转换器。用得最多的是硒光电池。其结构和作用原理为:
第五十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/556硒光电池第五十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5572、光电管:它是在抽成真空或充有惰性气体的玻璃或石英泡内装上2个电极构成,其结构如图:1234第五十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5581是光电管的阳极,它由一个镍环或镍片组成;2是光电管的阴极,它由一个金属片上涂一层光敏物质构成,如涂上一层氧化铯。涂上的光敏物质具有这样一个特性:当光照射到光敏物质上时,它能够放出电子;第五十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5593为电池,其作用是在阴、阳极之间加上一电压;4为放大器,放大由光电管产生的电信号;第六十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/560当一定强度的光照射到阴极上时,光敏物质要放出电子,放出电子的多少与照射到它的光的大小成正比,而放出的电子在电场的作用下要流向阳极,从而造成在整个回路中有电流通过。而此电流的大小与照射到光敏物质上的光的强度的大小成正比。这就是光电管产生光电效应的原理。第六十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/561红敏管625-1000nm蓝敏管200-625nm光电管第六十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5623、光电倍增管:它是一个非常灵敏的光电器件,可以把微弱的光转换成电流。其灵敏度比前2种都要高得多。它是利用二次电子发射以放大光电流,放大倍数可达到108倍。第六十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/563光电倍增管1个光电子可产生106~107个电子第六十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/564第六十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/565光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件,它的灵敏度比一般的光电管要高200倍,因此可使用较窄的单色器狭缝,从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。第六十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/566(五)信号指示系统它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自动记录装置等。很多型号的分光光度计装配有微处理机,一方面可对分光光度计进行操作控制,另一方面可进行数据处理。第六十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/567作用:检测光电流强度的大小,以一定的方式显示或记录下来。
低档仪器:刻度显示中高档仪器:记录仪,数字显示早期的分光光度计多采用透射比T和吸光度A两种标尺,吸光度标尺不均匀。第六十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5681、单光束分光光度计
经单色器分光后的一束平行光,轮流通过参比溶液和样品溶液,以进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计结构简单,操作方便,维修容易,适用于常规分析。第五节紫外-可见分光光度计的类型第六十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/569单光束分光光度计可变波长单光束紫外-可见分光光度计示意图单光束:参比和试液不在同一时间内测定,由光源和检测系统不稳定而引起测量误差。第七十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5702、双光束分光光度计
经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光,一束通过参比池,一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度,此比值即为试样的透射比,经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比池和样品池,还能自动消除光源强度变化所引起的误差。第七十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/5713、双波长分光光度计由同一光源发出的光被分成两束,分别经过两个单色器,得到两束不同波长(1和2)的单色光;利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池,然后经过光电倍增管和电子控制系统,最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值ΔA(ΔA=A1-A2)。对于多组分混合物、混浊试样(如生物组织液)分析,以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下,利用双波长分光光度法,往往能提高方法的灵敏度和选择性。通过光学系统转换,使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。如果能在1和2处分别记录吸光度随时间变化的曲线,还能进行化学反应动力学研究。第七十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/572第七十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/573几种类型分光光度计的比较第七十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/574双光束分光光度计:参比和试液的光强I0和It的测量几乎同时进行,补偿了因光源和检测系统不稳定而造成的影响。可自动测量在不同波长下试液的吸光度,绘制相应的吸收光谱图。特点:一个单色器、一个参比溶液、一个吸收池。双波长分光光度计:通过波长选择消除了浑浊背景和吸收光谱重叠的干扰,避免了单波长法中因被测溶液和参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个吸收池之间的差异所引入的误差。特点:两个单色器、没有参比溶液、只有一个吸收池。第七十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/575第六节紫外-可见分光光度法的应用定性分析结构分析定量分析第七十六页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/576一、定性分析定性分析方法有两种:比较光谱法,经验规则计算最大吸收波长,然后与实测值比较。1、比较吸收光谱法两试样若是同一种化合物,其吸收光谱完全一致。也可将样品吸收光谱与标准光谱比较,要保证制样条件与标准光谱图给出条件完全一致。第七十七页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/577Woodward-Fieser规则估算最大吸收波长的几个实例:2、经验规则计算最大吸收波长法四三3552第七十八页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/578(一)单组分的测定1.一般方法(误差大,适用于微量或痕量组分测定,不适合常量分析)2.示差分光光度法(适合常量分析)参比溶液不同二、定量分析第七十九页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/579(1)标准曲线的绘制及其应用
标准曲线即校准曲线,又称工作曲线,在一定条件下配制一系列具有不同浓度的吸光物质的标准溶液(称标准系列),然后在确定的波长和光程等条件下,分别测量系列溶液的吸光度,绘制A—C(吸光度—浓度)曲线,即得到一条通过原点的直线—标准曲线。在相同条件下测得未知液的吸光度Ax,即可从曲线上查得Cx。第八十页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/580(2)标准比较法
该法是标准曲线法的简化,即只配制一个浓度为CS的标准溶液,并测量其吸光度,求出吸收系数k,然后由Ax=kCX求出CX
该法只有在测定浓度范围内遵守L-B定律,且CX与CS大致相当时,才可得到准确结果。第八十一页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/581(二)多组分的同时测定(吸光度的加合性)图a):X,Y组份最大吸收波长不重迭,相互不干扰,可以按两个单一组份处理。图b)和c):X,Y相互干扰,此时可通过解联立方程组求得X和Y的浓度:第八十二页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/582(三)
双波长法---等吸收点法当混合物的吸收曲线重迭时,如右下图所示,可利用双波长法来测定。具体做法:将a视为干扰组份,现要测定b
组份。a)
分别绘制各自的吸收曲线;b)
画一平行于横轴的直线分别交于a组份曲线上两点,并与b组分相交;c)
以交于a上一点所对应的波长1
为参比波长,另一点对应的为测量波长2,并对混合液进行测量,得到:
A1=A1a+A1b+A1sA2=A2a+A2b+A2s若两波长处的背景吸收相同,即A1s=A2s二式相减,得,A=(A2a-A1a)+(A2b-A1b)由于a组份在两波长处的吸光度相等,因此,A=(A2b-A1b)=(2b-1b)lcb从中可求出cb同理,可求出ca.第八十三页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/583(四)示差分光光度法测量原理:当试样中组份的浓度过大时,则A值很大,会产生读数误差。此时若以一浓度略小于试样组份浓度作参比,则有:
具体做法:以浓度为cs的标准溶液调T=100%或A=0(调零),所测得的试样吸光度实际就是上式中的A,然后求出c,则试样中该组份的浓度为(cs+c)。第八十四页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/584三、络合物组成和酸碱解离常数的测定(一)络合物组成的测定1.摩尔比法2.等摩尔连续变化法(二)酸碱解离常数的测定第八十五页,共九十四页,编辑于2023年,星期一2023/6/585四、有机化合物分子结构的推断通常在相同测定条件下,比较未
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