03 紫外可见分光光度法.ppt

1、第三章紫外可见分光光度法ultravioletandvisible (uv-vis ) spectro photometry，1 .发生和特点2 .光吸收的基本规律3 .仪器零配件及其类型4 .定性分析和量化分析方法及其应用。 分子吸收现象、CuSO4溶液吸收黄色光，该溶液呈蓝色KMnO4分子强烈吸收黄绿色光，很少或不吸收其他颜色的光，或溶液呈紫红色。 问题： Na2SO4溶液无色透明，其分子吸光情况如何？ CuS (固体)为黑色，其分子吸光怎么样，700 nm、530 nm、420 nm、580 nm、470 nm、620 nm、3.1分子吸收光谱，一方面，照射到分子吸收光谱的产生物质分子的

2、光能与分子的电子能级转变所需的能量一致时，产生分子吸收。 (1)分子水平和电磁波谱，分子中包含原子和电子，分子、原子、电子都是运动的物质，具有能量，被量子化。 物质分子的内部动态，电子运动：电子围绕原子核运动的原子运动：分子中的原子或原子团在平衡位置上相对振动的分子旋转：分子全体以其重心为中心进行旋转运动。 核外电子的类型，结合电子：电子非结合电子： n电子，分子三种能级跃迁图，二，电子跃迁的类型，1. - *迁移能差大所需的能量高吸收峰为远紫外(150nm )甲烷：nm； 乙烷： 135nm 2. -*迁移能差小，因此所需能量低的吸收峰紫外波段(200nm左右)3. n- *迁移能低的吸收峰

3、紫外波段(200nm左右) (-*附近)三一甲胺(CH3)3N-的n- *吸收峰为227 nm 4 过渡能量低的吸收峰称为近紫外，可见区(200 700nm )包含杂原子的不饱和化学基，例如-C=O，-CN等各过渡所需的能量大小的顺序称为：- * n- * -* n- *，基本概念，1，将生色团具有轨道的不饱和官能化学基称为生色团。 如果有“共轭大键”(离域键)，与*的能量差变小，显色作用大大提高。 2、助色团本身不“发色”，但是可以增强生色团发色效果的官能化学基。 含有孤立电子的化学基： NH2 OH SH，3，红移和紫移红移：吸收峰向长方向移动的现象紫移：吸收峰向短方向移动的现象增强效果：

4、吸收强度增强的现象减弱效果：吸收强度变弱的现象。 三.吸收谱、吸收谱(吸收曲线) :吸光率(a )波长() 吸收峰：曲线上比左右相邻位置高表兄弟滤max :吸收程度最大的谷：曲线上比左右相邻位置低表兄弟滤min :对应于最低谷的肩峰：位于峰与谷之间，呈肩膀较弱的吸收峰那样的形状吸收曲线的象、四、无机化合物的吸收谱、一、金属络离子： d电子跃迁稀土类络离子： f电子跃迁2、络合物电荷传递Fe3 SCN- Fe2 SCN、hv、3.2 Lambert-Beer的法则之一， 透射率和吸光率I0=Ia It Ir I0入射光强度Ia吸收光强度It透射光强度Ir反射光强度，如果吸收池的质量和厚度相同，则

5、Ir几乎不变，在具体的测定操作时Ir的影响可以抵消(与吸收物质的c和b无关):I0=Ia It，参考空白溶液：测定前在比色皿上关于光吸收的程度，在光透射率： T=It /I0吸光率： A=lg(1/T)=lg(I0/It ) T=10%时，设A=1.0，空白对照测定：将空白溶液的吸光率设为0，即透射率设为T100。 二、lambertbeer定律光吸收的基本定律“lambertbeer定律”是解释物质单色光吸收强弱与光吸收物质浓度(c )和液层厚度(b )关系的定律，是光吸收的基本定律，也是紫外可见光度法定量的基础。Lambert-Beer定律表明： P26，A=lc吸收介质之间没有相互作用的

6、吸光率具有加性，Lambert定律： A=kl Beer定律： A=k c Lambert-Beer定律： A=klc为g/L，b为cm单位时，k为吸光度设l、b为cm时，k用摩尔消光系数表示，单位为L/molcm，关于光吸收法则的名称和符号、吸光率的相加性是，某波长()的放射通过相同厚度不同的多个溶液c1、c2cn，使其透过光强度分别为I1， 根据设为I2 In的吸光率的定义，该吸光系统的总吸光率为： a=lgi0/ina1a2an=lgi0/I1lgi1/I2lgin-1/in=lgi0/ina=lgi0/in=a1a2an三， 偏离Lambert-Beer法则的主要原因1 .吸收法则自身

7、的局限性稀溶液中才成立(吸收介质间没有相互作用)2.化学的主要原因Cr2O42- H2O 2CrO42- 2H 3.机械的主要原因(非单色光的影响)4.其他光学的主要原因：散射和反射、非平行光3.3紫外吸收光谱， 另一方面，主要零配件、光源、单色器、信号输出、检测器、样品池、1 .光源：提供入射光的装置(1)钨丝灯或碘元素钨丝灯350nm，可见光(2)氢灯或氘灯： 150400nm，紫外光(3)氙灯泡200700nm， UV region，Visible region，2 .单色器：、入射狭缝，、时，、的位置上，UV region，Visible region，2， 3 .吸收池：光学玻璃吸收

8、池只有可见区灰水晶吸收池才能用于紫外和可见区，4 .检测器：硒光电池光电管光电电子倍增管二极管阵列、photochathode、anode、high voltage、voltage divider network、dynodes Light electrons，light，Lens，入口字符串，旋转栅格，退出字符串，检测器，测量网络带宽Array Detector，、的、Array Detector，、的、Array Detector。 measurealargerangeofwavelengthssimultaneously.paralleldetectionscheme .5 .显视器：仪

9、表指针数字显示屏显视器计算机，2 .分光光度计的类型，1 .单波长，单2 .单波长双光束分光光度计从一个单色器中提取一个波长的单色光，用斩首大刀分成两个强度相等的单色光，消除了光源的不稳定性。 3.2波长分光光度计2个单色器得到2个波长不同的单色光。 波长不同的2种单色光(1、2 )交替通过同一试料溶液(同一吸收槽)向同一光电子倍增管照射，最后得到溶液对1和2种光的吸光率差a。 单波束，双波束，双波束，双波束，源波束，选择器，样本，转换器，输出，源波束，选择器，样本，转换器2选择器，Transducer，Output，1选择器，Sample，3.4分析条件的选择，1 .影响显色反应的要素和反应

10、条件的选择(1)显色反应的选择1 .选择性好：噪声少或容易排除； 2 .感度高(s ) :特别是对于低含量成分，一般为104l/molmcm3.有色化合物稳定且组成一定的4 .有色化合物与显色剂的色差大，(2)影响显色反应的因素及反应条件显色剂的使用量溶液的酸性显色时间：显色温度溶剂： 2 .分光光度法检验误差和实验条件的选择(1)检验误差和a范围的选择T%=36.8 % a=0.434时，c/c是最小的. t %在15-65%之间，即a在0.2 0.8的范围内，c/c小。(2)测定波长的选择一般情况下，基于吸收谱，max的测定灵敏度高，a的波长的变化小，参照溶液的选择溶剂的参照：仅溶液中的测

11、定对象成分在测定波长被吸收，其他成分没有被吸收的情况下，参照纯溶剂； 试剂基准：显色剂或其他试剂有吸收时，测定对象的试样溶液以不含测定对象成分的其他试剂为基准的样品基准：样品沉积基质有吸收，显色剂或其他试剂没有吸收时，以不添加显色剂的样品溶液为基准。 干扰作用和去除方法控制溶液的酸度选择适当的掩蔽剂是，通过生成惰性化合物来选择适当的波长分离，应用3.4紫外可见分光光度法，定性分析(辅助方法)对在相同条件下接近浓度的测定对象样品和标准品的溶液的吸收谱进行测定，并将两者的吸收谱特征进行比较：吸收峰的数量和位置、吸收谷和肩峰的位置等； 分子结构相同的化合物必须是完全相同的吸收谱。 1、伍德-菲尔德规

12、律是计算共轭二烯烃、聚烯烃和共轭烯烃类化合物迁移的最大吸收波长的经验规律。 共轭二烯烃、聚烯烃类化合物： p-39 p-40、Scott的规律与伍德瓦德瑟定律类似，是计算芳香族羰基诱导体的迁移最大吸收波长的经验法则。 共轭二烯烃、聚烯烃系化合物转变最大吸收波长的计算、基值217 nm、基值253 nm、共轭双键3.0环外双键5的烷基取代5 -O-乙酰化学基0 -O-R 6 -S-R 30 -Cl， -Br 5 -NR2 60溶剂修正值0基础值253nm环外双键5nm烷基取代(35) 15nm 273nm、基础值253nm环外双键5nm烷基取代(45) 20nm共轭类延长30nm 308nm基础

13、值253nm烷基取代(5.5 ) 在25nm -O-乙酰基取代0nm共轭类延长(230) 60nm环外双键(35) 15nm 353nm，2.14有两种同分异构体，同分异构体的吸收峰是228nm(=14000 )，同分异构体的吸收峰是296nm(=11000 )。 让我们看看这两个同分异构体分别属于以下两个结构中的哪一个。(1)，(2)，二，结构分析，1，顺异构化茄红素，判别偶氮苯同分异构体的lmax和emax大2，判别互变异构化烯醇式酮烯醇式的lmax和emax大，三，量化分析，半定量：比色法， 量化分析方法依据Lambert-Beer定律(一)一液定量1 .标准曲线法：制备一系列(510

14、)个不同c的标准溶液，用适当的(通常为mAx )，参照适当的空白溶液，分别测定a，然后在与ac曲线相同的条件下测定样品溶液的吸光率ax，寻找对应的cx 2、直接比较法：了解样品溶液的基本组成，制备相同沉积基质、相近浓度的标准溶液，分别测定吸光率a标、a样，用紫外吸收谱法测定某些药物，用1cm比色皿在280nm测定标准溶液和未知样品的吸光率值如下：(1)求出该药物在该波长下的摩尔消光系数，该方法(2)若对空白对照样本进行2.0次测定的标准离差为0.003，则该方法的检测限为多少？c/1.0-4 mol/l0.0.1. 0.2.0.3.0.5.0未知a0. 000.2030.4050.5980.8

15、12.9880.722 解：用a对c画出的线性方程： a=0.003860.19886 ce=a/BC=0.19886/1 * 104=1.99 * 103法的灵敏度，定标曲线的斜率为0.198386/(104 l/mol )=1.99 * 103 l/mol未知样品中的药物0.198386=3.6*10-4mol/l检测限DL=3*即0.003/(1.99 * 103 l/mol )=4.5 * 1.0-6 mol/l，(2)多成分定量吸光率具有加法性的特征。混合成分的吸收谱重叠的情况不同，测定方法也不同，混合成分的吸收谱干扰作用的情况有以下3种：1.第一种情况：各种吸收物质的吸收曲线不重叠或者不太重叠的情况， 2 .第二种情况：部分重叠，首先在一个地方测量ca，然后在两个地方测量混合成分的吸光率Aa b，吸收规律的加法性： aab (2)=aa (2) ab (2)=a (2) bcab (2) bcc 3 .第三种情况：两个吸收曲线重叠，(1)求解方程式的方法：在试样中需要测定两个成分的情况下，选