UV-VIS实验讲义.ppt

1、A，1，semeflicle EV 220 UV-VIS光谱仪，汤旺英，A，2，教学要求，1，掌握本实验室UV-VIS光谱仪的基本原理2，实验室UV-VIS光谱仪的结构和一般它利用物质的分子或离子吸收特定波长范围的光的作用。也就是说，分子或离子从入射光中吸收特定波长的光而产生的吸收光谱，用于物质的定性分析、定量分析、结构分析。根据吸收的光的波长，分为紫外分光光度计和可见分光光度计，共称为紫外-可见分光光度计。分光光度计是在比色法的基础上开发的，这两个根据的原理基本相同。由于分光光度计使用了更先进的单色和光检测系统，因此分光光度计的灵敏度、准确度、精度和应用范围远远优于比色。A，4，UV-VIS

2、的理论基础朗伯-维尔定律：平行单色光通过包含吸收物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸收物质的浓度、液层厚度的乘积成正比。也就是说，A=c l式的比例常数与吸收材料的自然、入射光的波长和温度有关。c是吸收物质浓度，l是半透明液体层厚度。A，5，uv-VIS区域分割，紫外线区域： 10400nm 200nm远(真空)UV区域200400nm近UV区域可视区域3360 400800nm仪器3360 1901100nm，A，6，uu灵敏度高。最低检测浓度为10-6g/mL。具有更好的选择性。通过选择适当的测量条件，可以在多个组件共存的系统中测量一种物质。精度高。相对误差可以达到1%2%。这符合微量成分的测

3、定要求。用途广泛。可用于医学、化学、冶金、环境保护、地质学等多个领域。除了正在测试的物质的定量、定性和结构分析外，还可以识别官能团、测定相对分子质量、测定配合物的赵寅成和稳定性常数。A，7，物质对光的选择性吸收，物质的结构决定了物质吸收光时只能吸收特定波长的光，即物质吸收光的选择性。因此，通过测量物质对某种波长光的吸收，可以了解物质的特性。随着光和物质的作用，物质对光可以徐璐产生不同程度的吸收。分子内电子转移所需的能量大部分在吸收光波长的紫外线和可见光范围内，一般在这个区域，分子的吸收光谱称为电子光谱。每个分子电子转移所需的能量不同，吸收光谱也不同。经过主体，依次通过不同波长的光，记录物质对不

4、同波长光的吸收度(吸光度)的变化曲线，将波长绘制为横坐标，将吸光度绘制为垂直坐标，就能得到该物质的紫外-可见光吸收光谱。A，8，UV-VIS光谱识别-1，紫外线吸收曲线横坐标为波长()。通常用nm表示；漏诊是吸收强度，常用单位是吸光度(a)、透射率(T%)、mol吸光系数()、mol吸光系数的对数(log)表示。A，9，UV-VIS光谱识别-2，A，10，UV-VIS吸收光谱生成-1，有机化合物的紫外可见吸收光谱生成为分子中原子价电子的转移。价电子分为以下三种类型：形成单干电子形成双干性的n电子(在孤电子的情况下)有机物最有用的吸收光谱以n *和*转移为基础，这两种类型的转移所需的辐射能大部分

5、在波长大于200nm的区域。分子中电子的能级和过渡类型(* n * *n *)，A，11，UV-VIS吸收光谱的生成-2，(1) *过渡吸收光的波长小于180nm，饱和碳氢化合物只有C-H事件有这种转变。(2)n *转移发生在包含s、n、o、Cl、Br、I等不健康原子的饱和碳氢衍生物中，吸收峰在150250nm之间，这些转移在uv区域也未观察到，实际上并不适用。(3) *转移所需能量小于n*，吸收峰位于200nm附近，来自包含-C=C-或-C=C-的不饱和有机物。(4)n *转移需要的能量最小，吸收峰通常位于接近紫外线(uv)区域，甚至是光可区域。这种转移可能发生在原子混合的化学物质和物质-C

6、=O，-C=N之间。A，12，UV-VIS常用术语-1，有机化合物的吸收带吸收峰的光谱内波段位置。根据电子和分子轨道的种类，可以分为四种类型。(1) K吸收带(组)(2) B吸收带(苯带)(3) E吸收带(乙烯带)(4) R吸收带(组)生色团有机化合物的常见生色团有羰基、硝基、双键、三键和芳环。“发色团”本身不是发色团，但与生色团连接时，会引起包含原色团的有机物的吸收峰位移和强度的变化，这种团体称为“发色团”。次要群组通常是具有个别电子对(例如OH、NH2、NR2、OR、SH、SR、x(卤素)的原子或原子群组。A，13，UV-VIS中常用的术语-2，改变有机物结构或受溶剂效应影响时，吸收带的最

7、大吸收波长(max)向长波方向移动的效果(bathochromic shift)蓝色移位是红色移位和相反的效果。也就是说，在某些因素的影响下，吸收带的最大吸收波长(max)向短波方向移动的效果。“富集效果”(hyperchromic effect)也称为增加吸收带吸收强度的效果。“减色效果”(hypochromic effect)也称为亮色效果，是减少吸收带吸收强度的效果。A，14，UV-VIS中常用的术语-3，强带摩尔吸光系数大于104的吸收带称为强带。弱波段半摩尔吸光系数小于1000的吸收波段称为弱波段。“终点吸收”(end absorption)是指吸收曲线到仪表测量限制(190nm)的

8、波长变小时强度增加，此处测量的吸收是终点吸收。肩峰是吸收曲线停止下降或上升的情况，或吸收稍微增加或减少的峰的情况，通常是因为主峰内隐藏着其他峰。A，15，K波段，b波段(e波段)和r波段吸收比较，A，16，观察有机化合物吸收峰的影响因素，可以看出有机化合物的吸收光谱是以n*或*转移为基础构建的，吸收峰在200800nm范围内。物质的吸收光谱与测量条件密切相关。溶剂的极性、温度、pH等都影响吸收光谱的形状、吸收峰的位置、吸收强度等。首先，溶液的极性对吸收峰的位置有不同的影响。*转移可能发生在任何具有不饱和键的有机化合物分子中，最大摩尔吸收率较大，吸收峰随着溶剂极性的增加向长波方向移动，产生红色转

9、移。如果苯环中的一个氢原子被一些组取代，则254nm中苯环的吸收带的最大吸收位置和强度将发生变化。N *转移发生在包含杂原子的不饱和化合物中，最大摩尔吸光系数max较小，吸收峰随着溶剂极性的增加向短波方向移动，发生蓝色迁移。例如，水和酒精的蓝色移动可能超过30nm。其次，溶剂对吸收峰强度和光谱微结构也有影响。因此，在比较标准物质和未知物质的紫外线吸收光谱时，必须使用相同的溶剂。A，17，UV-VIS吸收光谱的应用-1，1，定性分析用于有机化合物的识别。通常在相同的条件下比较未知物体和已知标准物质的紫外光谱，如果两者都有相同的光谱，可以认为要测试的样品与已知物质具有相同的生色团。但是，有时紫外线

10、吸收光谱相同，两种化合物不一定相同，因此需要比较max，比较其值。如果测试的物质和标准物质的吸收波长、吸收系数都相同，则可以认为两者是相同的。A，18，UV-VIS吸收光谱的应用-2，用于推导用于发现特定官能团的有机化合物分子的结构，例如化合物没有220800nm范围的吸收峰。可以是脂肪族碳氢化和物质，包括胺、溴、醇、羧酸、氯代烃和氟代烃，没有双键或环共轭体系，没有醛、酮或溴、碘等组。在250nm300nm上，如果有中等强度的吸收带，并且有特定的微结构，则表示有苯环。A，19，UV-VIS吸收光谱的应用-3，苯在乙醇中的紫外光谱吸收。苯在180nm和204nm中各有两个强吸收带，即E1和E2吸

11、收带，是苯环结构中三个乙烯的环共轭体系的转移所产生的芳香化合物和物质的特性吸收。230270nm具有更弱的吸收带，也称为微结构吸收带或b吸收带。b吸收带的微结构通常用于识别芳构化和物质。如果苯环上的辅助颜色组(例如-OH、-Cl等)被替换，则n * conjugate会导致E2吸收带向长波方向移动，并产生微结构，因此您可以在E2和b中确认某些替代基的存在。乙醇的苯紫外吸收光谱，A，20，UV-VIS吸收光谱的应用-4，2。紫外线可见光吸收光谱的定量分析是进行定量分析的最有用的工具之一。基于兰伯维尔定律。本法不仅可以直接测定自身紫外线可见光谱区域吸收的武器和有机物，还可以通过适当的显色反应测定的

12、物质在紫外线可见光谱区域产生强吸收的产物，进行定量分析。紫外线分光光度计可以方便地直接测定混合物中特定成分的含量。环乙烷中的苯、四氯化碳中的二硫化碳、大邱肝油中的维生素a等。A，21，UV-VIS吸收光谱的应用-5，3。纯度检查的化合物在紫外线区域不吸收峰，杂质强的话，可以很容易地检测出该化合物中的微量杂质。要确认甲醇和乙醇中的杂质苯，可以将苯用于几乎不吸收甲醇或乙醇的254nm的b吸收带。另外，只要观察在318nm处二硫化碳的吸收峰，就可以知道四氯化碳是否含有二硫化碳杂质。A，22，uv光谱提供的结构信息，uv光谱提供的主要信息是该化合物的共轭体系或特定碳基等的存在。大致可以概括如下。化合物

13、在220800nm内不吸收紫外线，这表明是脂肪族碳氢化合物、脂质碳氢化合物或它们的简单衍生物(氯化物、酒精、醚、羧酸等)，甚至可能是郑智薰共轭烯烃。在220250nm内表现出强烈的吸收(接近10000以上)，表明k波段的存在。两个共聚合的不饱和键(共轭二烯或不饱和醛、酮)在250290nm内显示中等强度吸收，经常显示描述苯环或某些杂芳环存在的不同级别的微观结构。中低强度吸收，表明250350nm内碳基或共轭羰基的存在。300nm以上的高强度吸收表明该化合物有更大的共轭体系。如果高强度吸收具有明显的微观结构。说明多环芳烃、多环芳烃或其衍生物的存在。A，23，分析uv谱方法及其相关注意事项-1，分

14、析谱，吸收带的位置，强度和峰值三个方面需要考虑。也就是说，可以估计在吸收带位置产生吸收的共轭系统的大小。吸收强度有助于k波段、b波段和r波段的识别。有助于从吸收带形状判断产生紫外线吸收的组。像某些芳环衍生物一样，峰形出现一定的显微结构。三维电阻经常破坏一些共轭系统的公正性，在一些共轭系统的吸收带中引起明显的蓝色运动。郑智薰苯基、2，2二甲基苯、4，4二甲基郑智薰苯等紫外线吸收。介质的影响：介质往往对紫外线测量有重要影响。一般来说，低极性溶剂的溶液相对于该化合物的蒸汽的紫外线吸收，紫外线吸收几乎没有变化，高极性溶剂的溶液对紫外线吸收的变化很大，微观结构消失。因此，一般应使用低极性溶剂。A，24，

15、分析uv谱方法及其相关注意事项-2，A，25，分析uv谱方法及其相关注意事项-3，苯环E2波段(204nm)的溶剂效应取决于衍生物的每个取代基特性。取代标准为相邻、位置取代基础时，溶剂效应很小。替代标准为间置换时，随着溶剂极性的增加，产生红移。对于一些具有酸碱特性的有机物，例如苯酚、苯胺等，溶液的PH值对吸收位置有相当大的影响。最常用的标准光谱仍然是萨特紫外光谱，因为核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱都有，上面的光谱综合索引，所以查萨特谱非常方便，可以用类似萨特红外光谱的方法查。A，26，EV 220 UV-vis分光光度计；制片公司：美国塞默费塞公司型号：EV 220，A，27，EV 22

16、0原理图-1，A，28，EV 220原理图-22汞灯；3灯交换平面镜；4氙灯；5入口缝；6，17平面镜漫反射元素(棱镜)；10，11出口狭缝；13调制板；14光切割机；18基准池；19样品池；21光电倍增管，A，30，主要部件的性能和功能-1，e v2220光谱仪的可测量波长范围为1901100nm，由以下5部分组成：光源单色吸收池探测器显示，A，31，主要部件的性能和功能-2，1。光源功能：提供能量激发主体分子，产生电子光谱波段(提供宽带辐射)。光源要求：a .在所需的光谱区域中，可以发射具有足够强度的连续光源。b .其能量随着波长尽可能小。c .长寿命。一般紫外线和可见光源：气体放电光源：氢灯、氘灯、氙灯(180375nm)紫外线区域热辐射光源：钨灯、卤素灯、汞灯(3202500nm)可视区域2。单色频散和所需单色可分割的单色光波导设备。通常由漫反射元素和狭缝组成。漫反射组件通常使用棱镜和光栅。棱镜(使用不同波长的光具有不同折射率分离复合光的光学元件)光栅(利用光的衍射和干涉散射复合光)；A、32、关键组件的性能和角色-3，3。吸收池功能：盛发射分析样品(通常是液体)，按材料一般可分为石英和玻璃。石英：紫外线，可见光区域；玻璃：可见光区域4。探测器功能：将允许的