可见光紫外光分光光谱仪

可见光紫外光分光光谱仪可见光紫外光分光光谱仪第1页光譜學基本原理可见光紫外光分光光谱仪第2页電磁幅射性質波長(wavelength，λ)：由一波上某一點到相鄰波之對應點直線距離，單位nm。頻率(frequency，ν)：單位時間內所通過波數目，單位Hz。波數(wavenumber)：每公分長度所通過波之數目，為波長倒數。可见光紫外光分光光谱仪第3页電磁幅射區域劃分可见光紫外光分光光谱仪第4页電磁輻射不一样區域波長對物質影響電磁幅射區域波長(nm)性質影響-射線5x10-14~0.14原子核x–射線吸收0.01~10內層電子真空UV吸收10~180鍵結電子UV/Vis吸收180~780鍵結電子IR吸收780~3x105分子旋轉震動微波吸收7.5x105~3.75x106分子旋轉無線電波0.6~10m核子自旋可见光紫外光分光光谱仪第5页吸收光譜吸收(absorption)是指在透明介質中化學物種選擇性減弱一些頻率電磁幅射過程可见光紫外光分光光谱仪第6页原子吸收光譜原子吸收光譜：當一束紫外光或可見光照射一氣態原子樣品時，可得到許多狹窄吸收譜線可见光紫外光分光光谱仪第7页分子吸收光譜分子吸收光譜除了電子轉移光譜外，還包含化學鍵結產生振動及轉動能階光譜，所以比原子吸收光譜複雜許多在溶液中，吸收樣品被溶液分子包圍，相互碰撞使能量分散，所以產生平滑而連續吸收峰基態可见光紫外光分光光谱仪第8页COHH=δ=

=n甲醛之分子軌域電子分子能階圖能量**δn*n

δn

*δ*鍵結鍵結未鍵結反鍵結反鍵結電子分子跳躍能階<200nm150~250nm160~200nm>190nm可见光紫外光分光光谱仪第9页可见光紫外光分光光谱仪第10页UVAbsorptionofConjugatedAlkenesIncreasingconjugationgives:longerwavelengthabsorptionmoreintenseabsorption可见光紫外光分光光谱仪第11页

帶色團：能在一分子中導致在200-1000nm

光譜區內產生特征吸收帶含有

不飽和鍵與共用電子對官能基，

只要含有帶色基團在200-1000nm

光譜區就有吸收。助色團：僅含未共用電子對，本身不吸光，

但會增強帶色團分子吸光強度。分子基團吸收可见光紫外光分光光谱仪第12页碳/碳或碳氫單鍵中，為共價鍵結合，要激發這些鍵結需要更高能量，往往在波長180nm以下，在這個波長以下石英液槽及空氣中成份皆會吸光，所以必須抽真空裝置及更換其它材質液槽。含有機分子之雙鍵及參鍵中電子結合較不緊密，所以不飽和鍵通常在190-1000nm光譜區通常有吸光。週期表第二列有色金屬在可見光區皆有吸收如雜有氧、氮、硫或鹵素飽和性有機化物，在170-250nm有吸收(n

δ*)

。可见光紫外光分光光谱仪第13页帶色基團：可见光紫外光分光光谱仪第14页助色基團：可见光紫外光分光光谱仪第15页SubstituentEffectsonAromaticAbsorption255nmbandissensitivetoelectrondensityofaromaticringElectrondensityRed=highestGreen=moderate可见光紫外光分光光谱仪第16页可见光紫外光分光光谱仪第17页穿透率(Transmittance)：光穿透介質比率，通常以百分比T%表示吸收值(Absorbance)：-log10TPoPT=%A=log液槽可见光紫外光分光光谱仪第18页Beer定律單波長光源吸收值正比於測定樣品濃度與光徑光徑固定時，樣品濃度與吸光值成正比PoP光徑

=b樣品濃度

=cA=abca=吸收係數cA可见光紫外光分光光谱仪第19页Beer’sLaw可见光紫外光分光光谱仪第20页Beer定律限制對於低濃度樣品(<0.01M)，能够完全符合，但在高濃度狀況下，分子間距離縮小相互干擾情形下會造成線性關係偏差當樣品溶液中有高濃度其它成份或鹽類亦會造成干擾當樣品在溶液中會進行結合、解離、水解與反應時非單波長幅射儀器不完美可见光紫外光分光光谱仪第21页A=log

log可见光紫外光分光光谱仪第22页可见光紫外光分光光谱仪第23页紫外光可見光分光譜儀

儀器簡介可见光紫外光分光光谱仪第24页物質因化學結構不一样，在不一样波長吸光能力差異，使每一種物質都有自己獨特吸收光譜圖，測量吸收光譜儀器稱為分光光度計(Spectrophotometer)分光光度計特點：

(1)簡單、快速、方便

(2)高靈敏度：可偵測到10-7M

(3)準確性高：相對誤差只有零點幾%

(4)選擇性高：不需對樣品作太多前處理

(5)應用廣泛：有機物、無機物及重金屬，非吸收

性物質亦可經衍生化反應轉變為可

偵測物質可见光紫外光分光光谱仪第25页(1)光源(2)波長選擇器(3)樣品室(4)偵測器(5)訊號處理軟體分光光度計基础結構(1)(2)(3)(4)(5)可见光紫外光分光光谱仪第26页單光束儀器結構圖：可见光紫外光分光光谱仪第27页雙光束儀器結構圖(1)：可见光紫外光分光光谱仪第28页雙光束儀器結構圖(2)：可见光紫外光分光光谱仪第29页可见光紫外光分光光谱仪第30页光源鎢絲燈：產生可見光及近紅外光，光源能量與溫

度有關，可使用波長約320-2500nm。部

份產品燈內充填碘蒸器，用來增加光源強

度及效能。H2及D2燈：燈內充填H2或D2氣體，外部為石英材

質，發射光源波長在160-375nm為

主。D2燈比H2燈有更強能量，所以

較常被使用。其在可見光區所產生特

性吸收波峰。常被用來做為胚波長較正

使用。氘燈：波長範圍250-600nm可见光紫外光分光光谱仪第31页波長選擇器為一連串反鏡射

、狹縫及單光器

所組成全部鏡片皆以

石英或玻璃鍍膜

材質為主可见光紫外光分光光谱仪第32页單色器(Monochromators)主要分為三稜鏡與光柵；在光線進入前端有時會加入干涉或吸收濾光片，以加強效果減少干擾。三稜鏡為較早期簡單設計，許多低階分光光度計仍採用此一設計。不一样波長下擴散狀況皆不一样，越高波長分光越不足。光柵為在透鏡上每mm刻蝕300-條溝痕，每條刻痕必須相同大小深度及平行。分光效果均勻且穩定。可见光紫外光分光光谱仪第33页可见光紫外光分光光谱仪第34页可见光紫外光分光光谱仪第35页兩種類型單色器可见光紫外光分光光谱仪第36页常見單色器組合(1)Littrow型式Ebert-Fastie型式可见光紫外光分光光谱仪第37页Czernry-Turnery型式常見單色器組合(2)Seya-Namioka型式可见光紫外光分光光谱仪第38页狹縫寬度：狹縫大小控制影響數質分析，大狹縫寬度代表較強光源，同時伴隨光譜細節損失，較常见於定量分析；小狹縫寬度可更清楚獲得光譜細節，但光緣能量較弱。可见光紫外光分光光谱仪第39页不一样狹縫寬度比較1nm0.5nm0.1nm0.5nm1nm2nm較小狹縫代表較佳解析度相對帶來較低能量可见光紫外光分光光谱仪第40页點矩陣光電二極體分光光度計系統可见光紫外光分光光谱仪第41页可见光紫外光分光光谱仪第42页樣品槽樣品槽大小決定待測樣品體積限制樣品槽必需有多種儀器附件來配合，如此可增加儀器使用彈性。常见附件如：標準液槽座、10公分液槽座、溫控槽座、微量液槽座、自動取樣設備、流動液槽座、固體夾片座.....等。樣品槽座必需完全遮光，以免受到干擾。可见光紫外光分光光谱仪第43页偵測器真空管光電管(Pototube)：最早期設計光電二極體(Photodiodes)：比真空管靈敏但比光電倍增管不靈敏。(190-1100nm)光電倍增管(PhotomultiplierTube,PMT)：

時下最常採用，穩定性高，靈敏性強。(190-900nm)二極體陣列偵測器(Diode-ArrayDetector)：

為用於多波長式分光光度計，但靈敏度較差，

持續照明會有輸出電流下降狀況。可见光紫外光分光光谱仪第44页訊號處理軟體必須能執行普通檢測所需用到功效波長掃描(WLscan)單波長測定檢量線製作Kinetic波長及基線校正多個單波長偵測可见光紫外光分光光谱仪第45页應用可见光紫外光分光光谱仪第46页可见光紫外光分光光谱仪第47页分析條件設定液槽選擇：材質、容積、光徑溶液選擇：溶液之吸光值、極性、純度、

溶解度.....等樣品處理：均勻無懸浮顆粒、適當濃度、

減少不純物波長選擇：查詢報告、選擇最大吸收波

長、調整適當狹縫寬度。可见光紫外光分光光谱仪第48页樣品溶劑選擇選擇溶劑時需考慮

(1)樣品對溶劑溶解度

(2)溶劑吸光值

(3)溶劑純度

(4)溶劑是否含其它

干擾物質

(5)溶劑PH質

(6)溶劑是否會和樣品反應

(7)是否需要避光

(8)溶液極性PH影響可见光紫外光分光光谱仪第49页pHEffectsonAromaticAbsorptionPhenoxideionElectrostaticpotentialmapAniliniumionElectrostaticpotentialmap可见光紫外光分光光谱仪第50页溶液吸光一覽表不一样溶劑對樣品光譜影響可见光紫外光分光光谱仪第51页探針式光度計(dipping-typephotometer):採用光纖來傳送光源，探針內有兩條光纖，一為光源輸入，另一為光源接收。可见光紫外光分光光谱仪第52页U-UV-VisSpectrophotometer--------------------------------------------------------------------------------可见光紫外光分光光谱仪第53页U-UV-VisSpectrophotometer--------------------------------------------------------------------------------可见光紫外光分光光谱仪第54页U-3010/3310UV-VisSpectrophotometer--------------------------------------------------------------------------------可见光紫外光分光光谱仪第55页U-4100UV-Visible-NIRSpectrophotometer可见光紫外光分光光谱仪第56页可见光紫外光分光光谱仪第57页儀器保養可见光紫外光分光光谱仪第58页液槽材質：PA、玻璃及石英。溶量：10、5、3、1、0.5、0.1、0.05、0.02

ml等規格。使用範圍：