第九章 紫外光谱 材料现代分析方法PPT 仪器分析PPT 课件.ppt

1、紫外-可见光谱测定原理及其图谱的解析,第九章,罗小林 Email: QQ: 152474541 Cell phone:一 分子吸收光谱的产生,1 分子能级 E = E0 +E平 +E转 +E振 +E电子,E = E转 + E振 + E电子,分子吸收电磁辐射后的能量变化,9-1 概述, E电子 E振 E转,二、工作原理 四种类型：单光束、双光束、双波长和多通道。 (1) 单波长单光束分光光度计 缺点：测量结果受电源波动的影响较大，误差较大。,二、测定原件组成 仪器的基本结构 单色器(Mnochromator):从光源辐射的复合光中分出单色光。 吸收池(Cell，Cont

2、ainer)： 用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和可见光区；后者只适于可见光区。有些透明有机玻璃亦可用作吸收池。 检测器: 检测光信号，测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。 信号显示系统,二、工作原理 (2) 单波长双光束分光光度计 优点：除了能自动扫描吸收光谱外，还可自动消除电源电压波动的影响，减小放大器增益的漂移。,二、工作原理 (3) 双波长双光束分光光度计 优点：在有背景干扰或共存组分的吸收干扰的情况下，可以对某组分进行定量测定。还可以获得微分光谱和进行系数倍率法测定。,二、工作原理 (4) 多通道分光光度计：它与常规仪器不同之处是使用了一个光二极管阵列检

3、测器。具有多路优点，信/噪比高于单通道仪器，测量速度快，整个光谱记录的时间只有1s左右，适用于研究有光谱变化的化学反应过程。,2 分子吸收光谱,红外光谱 (: 0.75-1000 m),紫外、可见吸收光谱 (: 200-750 nm),10200 nm:远紫外；200400 nm:近紫外 400750 nm:可见光,三 吸收曲线特点, 连续的带状光谱,四、吸收定律 朗伯比尔定律 当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成正比，即 k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。 当浓度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即 当浓度以mol/L表示时，称 k 为

4、摩尔吸光系数，以 表示，即 比 a 更常用。 越大，表示方法的灵敏度越高。 与波长有关，因此， 常以表示。,四、吸收定律 朗伯比尔定律的适用性 1. 样品性质影响 a）待测物高浓度-吸收质点间隔变小质点间相互作用对特定辐射的吸收能力发生变化- 变化； b）试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配体数目改变等，会引起待测组份吸收曲线的变化； c）溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰强度及位置产生影响； d）胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。,四、吸收定律 偏离朗伯比尔定律的因素 2.仪器因素 a）入射光的非单色性： b）谱带宽度与狭缝宽度：“单色光”仅是理想情况，经分光元件色散所

5、得的“单色光”实际上是有一定波长范围的光谱带(即谱带宽度)。单色光的“纯度”与狭缝宽度有关，狭缝越窄，它所包含的波长范围越小，单色性越好。,14,五、单组分定量测定,5.1、分析条件的选择,样品制备及溶剂选择 通常在溶剂中进行测试。 对溶剂的要求：溶解性好，在测定波段无明显吸收，挥发性小，毒性低，价格便宜等。 测定波长的选择 通常选择最大吸收波长max作为分析波长以获得较好的测量精度。但当在最大吸收波长处有干扰时，则应根据“吸收最大干扰最小”的原则来选择波长。,5.2、定量分析方法 紫外可见分光光度法定量的依据是Lambert-Beer定律，即一定范围内，物质在一定波长处的吸光度与它的浓度呈线

6、性关系。因此，在相应范围内，通过测定溶液对一定波长入射光的吸光度，即可求出溶液中物质的浓度和含量。 标准曲线法或称校正曲线法（注意事项！） 标准对比法 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。 吸光系数法 标准加入法,1 单组分定量方法,校准曲线法,（1）光谱建立 等吸收点的确定 干扰的排除 （2）解析方法 双波长法 多波长法 导数光谱法 化学计量学与紫外光谱联合运用,五、多组分定量测定,（1）光谱的建立 等吸收点的确定,等吸收点的定义

7、：通俗的讲，指的是两个或几个吸光度值相同的 波长。 等吸收点的分类： 某物质本身光谱的多个波长处； 两个或多个物质某一个波长处； 等吸收点的作用： 简化计算； 排除干扰。,等吸收点的分类： 对于某一个物质， 无论其浓度如何变化，其光谱本身的两个 或几个波长处吸光度 值相同；且其吸光度 值与浓度呈线性 增长的关系；,两个或两个以上的物质之间，在某一个特定的波长处， 相同浓度时其吸光度值相同，且其吸光度值与浓度呈线性增长的关系；,对于某一个物质，在某一点的吸光度值不随浓度的增加而增加，其始终保持不变。,（2）解析方法 1.双波长法,遵循朗伯比尔定律 A = C,双波长方法排除干扰：,HexA在波长

8、290nm处基本上无吸收； 就木素而言，在260nm和290nm波长的摩尔吸光率的比例为1.2；,（2）解析方法 2.多波长法,r2 = 0.961,（2）解析方法 3.导数光谱法,常规双波长计算法,二阶导数光谱法 简化计算,（2）解析方法 4.化学计量学的联合应用,戊糖 糠醛,己糖 羟甲基糠醛,样品体系过于复杂,问题简化处理,计量学（统计学）模型测定指标,建立化学计量学模型,Abs = a0 + a1x1 + a11(x1)2 + a22(x2)2 + a12x1 x2 其中，x1 = 糠醛浓度， g/L x2 = 羟甲基糠醛浓度， g/L,数据库建立需注意的问题： 糠醛和羟甲基糠醛浓度需覆盖所有实际样品检测的范围； 糠醛和羟甲基糠醛浓度的交叉比例需在0