紫外可見(jiàn)分光光度法

1、紫外可見(jiàn)分光光度法紫外可見(jiàn)分光光度法 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述比色分析：利用被測(cè)物質(zhì)的分子對(duì)比色分析：利用被測(cè)物質(zhì)的分子對(duì)紫外紫外- -可見(jiàn)光選擇性吸收的特性而建立可見(jiàn)光選擇性吸收的特性而建立起來(lái)的方法。起來(lái)的方法。比色分析法分為比色分析法分為（1 1）目視比色法目視比色法：相對(duì)誤差相對(duì)誤差一般為一般為5%20%5%20%（2 2）分光光度法分光光度法：根據(jù)根據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光的吸收程度物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光的吸收程度不同而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。不同而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。分光光度法分光光度法的的特點(diǎn)特點(diǎn)：（1 1）靈敏度高）靈敏度高。一般一般可測(cè)定濃度下限為可測(cè)定濃度

2、下限為1010-5-51010-6-6molmolL L-1-1( (達(dá)達(dá)g g量級(jí)量級(jí)) )的物質(zhì)。的物質(zhì)。（2 2）準(zhǔn)確度高。相對(duì)誤差一般為）準(zhǔn)確度高。相對(duì)誤差一般為2%5%2%5%。（3 3）設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，價(jià)格）設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉低廉。（4 4）分析速度快。）分析速度快。（5 5）應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛。第二節(jié)第二節(jié) 基本原理基本原理一、一、光光的基本特性的基本特性光是一種電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性光是一種電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性。光子光子的的能量能量式中，式中，E E 為能量（為能量（1ev=1.6021ev=1.602* *1010-19-19J J）；）； h h為普朗克常數(shù)為

3、普朗克常數(shù)( (6.6266.6261010-34-34J.sJ.s) )；為為頻率頻率；c c為光速為光速(299792458m/s)(299792458m/s)；為波長(zhǎng)。為波長(zhǎng)。chhEchhE波長(zhǎng)波長(zhǎng)：用用表示。表示?？捎每捎孟噜弮蓚€(gè)波峰或波谷之間的距離來(lái)相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離來(lái)表達(dá)。單位常用表達(dá)。單位常用nmnm、cmcm。注：注：1m=101m=102 2cm=10cm=103 3mm=10mm=106 6m=10m=109 9 nm nm摘自摘自GB/T14666-1993GB/T14666-1993可見(jiàn)光可見(jiàn)光：波長(zhǎng)范圍為波長(zhǎng)范圍為380380780nm780nm紫外光：紫

4、外光：1010380nm 380nm 分分1010200nm200nm遠(yuǎn)紫遠(yuǎn)紫外外也叫真空紫外也叫真空紫外 200380nm200380nm近紫外近紫外 單色光單色光：是指是指具有同一種波長(zhǎng)的光具有同一種波長(zhǎng)的光。復(fù)合光復(fù)合光：是指是指含有含有多種波長(zhǎng)的多種波長(zhǎng)的光光。1 1、透射比、透射比：用符號(hào)用符號(hào)表示表示當(dāng)一束平行的當(dāng)一束平行的單色光垂單色光垂直照射到含有吸直照射到含有吸光物質(zhì)的均勻透明溶液時(shí)，透射光通量和光物質(zhì)的均勻透明溶液時(shí)，透射光通量和入入射光通量射光通量之之比。比。二二、 吸收光譜吸收光譜曲線(xiàn)：曲線(xiàn)：trtr：透射光通量透射光通量；0 0：入：入射射光通量光通量 可以用小數(shù)表示

5、，也可用百分可以用小數(shù)表示，也可用百分?jǐn)?shù)表示。數(shù)表示。的范圍：的范圍：0,10,1的單位：無(wú)的單位：無(wú) 越越大，溶液對(duì)光的吸收大，溶液對(duì)光的吸收越越小。小。2、吸光度、吸光度：透射比透射比倒數(shù)的對(duì)數(shù)。用倒數(shù)的對(duì)數(shù)。用A A表示：表示：A A = = lglg(1/(1/)= -)= -lglgA A的的范圍：范圍：00,+,+）A A的的單位：無(wú)單位：無(wú)A A 越越大，溶液對(duì)光的吸收大，溶液對(duì)光的吸收越越大。大。 = 10= 10- - A A3 3、吸收、吸收光譜光譜曲線(xiàn)曲線(xiàn)簡(jiǎn)稱(chēng)：簡(jiǎn)稱(chēng)：吸收吸收曲線(xiàn)、曲線(xiàn)、吸收光譜吸收光譜以以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸收程度為縱波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸收程度為縱坐標(biāo)作圖所得曲

6、線(xiàn)。坐標(biāo)作圖所得曲線(xiàn)。最大吸收波長(zhǎng)最大吸收波長(zhǎng) max 吸收曲線(xiàn)表明了某種物質(zhì)對(duì)不同吸收曲線(xiàn)表明了某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收能力分布。波長(zhǎng)光的吸收能力分布。它的最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)叫它的最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)叫最大最大吸收波長(zhǎng)吸收波長(zhǎng)，用，用maxmax表示。表示。 三、光三、光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：關(guān)系：1 1可見(jiàn)光的可見(jiàn)光的顏色：顏色：白光：分成白光：分成紅、橙、黃、綠、青、紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、藍(lán)、紫紫。 2 2互補(bǔ)色互補(bǔ)色：能能復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互補(bǔ)色光補(bǔ)色光。特殊顏色：白色、無(wú)色、灰色特殊顏色：白色、無(wú)色、灰色 /nm/

7、nm顏色顏色互補(bǔ)光互補(bǔ)光400-450400-450紫紫黃綠黃綠450-480450-480藍(lán)藍(lán)黃黃480-490480-490綠藍(lán)綠藍(lán)橙橙490-500490-500藍(lán)綠藍(lán)綠紅紅500-560500-560綠綠紅紫紅紫560-580560-580黃綠黃綠紫紫580-610580-610黃黃藍(lán)藍(lán)610-650610-650橙橙綠藍(lán)綠藍(lán)650-760650-760紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠四、光吸收定律四、光吸收定律1 1、光吸收定律光吸收定律又又叫叫朗朗伯伯比耳定律比耳定律。光吸收定律：光吸收定律：當(dāng)一束平行單色光垂直入射通過(guò)均當(dāng)一束平行單色光垂直入射通過(guò)均勻、透明的吸光物質(zhì)的稀溶液時(shí)，溶勻、透明的吸光物質(zhì)

8、的稀溶液時(shí)，溶液對(duì)光的吸收程度與溶液的濃度及液液對(duì)光的吸收程度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。層厚度的乘積成正比。通式是：通式是：A A = = kbckbc它它是紫外是紫外- -可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行定可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)量分析的理論基礎(chǔ)定量依據(jù)定量依據(jù)。 k叫叫“吸光系數(shù)吸光系數(shù)” 它它表示表示待測(cè)物質(zhì)在單位濃度、單位待測(cè)物質(zhì)在單位濃度、單位厚度時(shí)的特征吸光度厚度時(shí)的特征吸光度。k與物質(zhì)的與物質(zhì)的性質(zhì)、性質(zhì)、入射光的波長(zhǎng)和入射光的波長(zhǎng)和溶液的溫度等因素有關(guān)。溶液的溫度等因素有關(guān)。2 2、光、光吸收吸收定律定律的的適用范圍適用范圍( (1 1) )只適用于只適用于單色性單色性

9、。( (2)2)只適用于稀溶液。只適用于稀溶液。一般要求濃度小于一般要求濃度小于0.010.01 molmolL L-1-1以下以下。(3)(3) 適用適用于于紫外光、可見(jiàn)光、紅外光。紫外光、可見(jiàn)光、紅外光。3 3 吸光系數(shù)吸光系數(shù)的的二二種表示方法：種表示方法：k值的單位和大小隨著值的單位和大小隨著b b和和c的單位的單位不同而不同。不同而不同。（1 1）質(zhì)量吸光系數(shù)質(zhì)量吸光系數(shù)：厚度以厚度以cmcm表示，表示，濃度以濃度以g/Lg/L表示的表示的吸光系數(shù)吸光系數(shù)叫叫“質(zhì)量吸光系數(shù)質(zhì)量吸光系數(shù)”。用用表示表示其單位為其單位為L(zhǎng)/(L/(cmcmg g) )，此時(shí)：，此時(shí)：A= b （2 2）

10、摩爾吸光系數(shù)：）摩爾吸光系數(shù)：厚度以厚度以cmcm表示，表示，濃度濃度以以molmol/L/L表示表示的吸光系數(shù)的吸光系數(shù)叫叫“摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)”，用，用表示表示其單位為其單位為L(zhǎng)/(L/(cmcmmolmol) )，此時(shí)：此時(shí)：A= b c摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)越大，在分光光度法越大，在分光光度法中測(cè)定的靈敏度也越大中測(cè)定的靈敏度也越大。：稱(chēng)：稱(chēng)方法靈敏度指標(biāo)方法靈敏度指標(biāo)0.575光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)器檢測(cè)器顯示裝置顯示裝置第三節(jié)第三節(jié) 紫紫外外- -可見(jiàn)可見(jiàn)分光光度計(jì)分光光度計(jì)一一紫外紫外- -可見(jiàn)可見(jiàn)分光光度計(jì)基本組成部件分光光度計(jì)基本組成部件共共五個(gè)基本部件

11、五個(gè)基本部件：（一）光源：（一）光源： 常用常用的的光源分為：光源分為：可見(jiàn)光源（熱輻射光源）可見(jiàn)光源（熱輻射光源）和紫外光源（氣體放電光源）兩類(lèi)。和紫外光源（氣體放電光源）兩類(lèi)。 熱輻射光源用于熱輻射光源用于可見(jiàn)光區(qū)，可見(jiàn)光區(qū)，如如鎢絲燈和鹵鎢鎢絲燈和鹵鎢燈；燈；鎢燈和碘鎢燈可鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在使用的范圍在340 340 2500nm2500nm。氣體放電光源用于紫氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如外光區(qū)，如氫燈和氘燈。氫燈和氘燈。氫燈和氘燈。它們可氫燈和氘燈。它們可在在160 160 375 nm375 nm范圍內(nèi)范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。產(chǎn)生連續(xù)光源。 另外，光源的供電一另外，光源的供電一般

12、都要用般都要用穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓電源，即即加有一個(gè)穩(wěn)壓器。加有一個(gè)穩(wěn)壓器。 （二）（二）分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)：分光系統(tǒng)也叫分光系統(tǒng)也叫單色器單色器。單色單色器組成：入射器組成：入射狹縫、準(zhǔn)光器狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面（透鏡或凹面反射鏡）反射鏡）、色散元件色散元件、聚焦元件和出射聚焦元件和出射狹縫。狹縫。入射狹縫入射狹縫 準(zhǔn)光準(zhǔn)光器器棱鏡棱鏡聚焦元件聚焦元件 出射狹縫出射狹縫白光白光紅紅紫紫1 12 2800 600 500400單色器的核心部分是色散元件。單色器的核心部分是色散元件。 色散元件主要是色散元件主要是棱鏡和光柵。棱鏡和光柵。 棱鏡棱鏡有玻璃和有玻璃和石英石英兩種材料。兩種材料。玻璃棱鏡只能

13、用于可見(jiàn)光域內(nèi)。玻璃棱鏡只能用于可見(jiàn)光域內(nèi)。石英棱鏡可用于紫外、可見(jiàn)和近紅石英棱鏡可用于紫外、可見(jiàn)和近紅外三外三 個(gè)光域。個(gè)光域。光柵光柵可用于紫外、可見(jiàn)及紅外光可用于紫外、可見(jiàn)及紅外光域域（三）吸收池（比色皿）：（三）吸收池（比色皿）：用于盛放試液的器皿就是用于盛放試液的器皿就是吸收池吸收池（也叫比色皿、樣品池）（也叫比色皿、樣品池）。有玻璃和石英兩種。有玻璃和石英兩種。玻璃玻璃吸收池吸收池只能用于可見(jiàn)光域內(nèi)。只能用于可見(jiàn)光域內(nèi)。石英石英吸收池吸收池可用于紫外、可見(jiàn)和近可用于紫外、可見(jiàn)和近紅外三紅外三 個(gè)光域。個(gè)光域。常用的吸收池規(guī)格有：常用的吸收池規(guī)格有：0.5cm0.5cm、1.0cm1

14、.0cm、2.0cm2.0cm、3.0cm3.0cm、5.0cm5.0cm等等二、吸收池二、吸收池使用使用方法方法1.1. 拿拿：只能只能捏捏兩側(cè)的毛玻璃面，不可兩側(cè)的毛玻璃面，不可接觸光學(xué)面接觸光學(xué)面；2.2. 洗：依次用自來(lái)水、溶劑、待裝液洗：依次用自來(lái)水、溶劑、待裝液各潤(rùn)洗各潤(rùn)洗3 3次；次；3.3. 裝：吸收池高度的裝：吸收池高度的2/32/33/43/4；4.4. 擦：先用濾紙吸干外壁，然后用擦擦：先用濾紙吸干外壁，然后用擦鏡紙或絲綢擦干；鏡紙或絲綢擦干；5.5. 查：內(nèi)部溶液無(wú)氣泡，查：內(nèi)部溶液無(wú)氣泡，光學(xué)面光學(xué)面外壁外壁無(wú)垃圾；無(wú)垃圾；6.6. 放：放：光學(xué)面光學(xué)面對(duì)光路，垂直放

15、入吸收對(duì)光路，垂直放入吸收池架，用吸收池夾固定。池架，用吸收池夾固定。根據(jù)根據(jù)JJG178-2007JJG178-2007規(guī)定規(guī)定石英石英吸收池在吸收池在220nm220nm處裝蒸餾水處裝蒸餾水；玻璃玻璃吸收池吸收池在在440nm440nm處裝蒸餾水處裝蒸餾水；以以一個(gè)吸收池為參比，調(diào)節(jié)一個(gè)吸收池為參比，調(diào)節(jié)為為100%100%，測(cè)定其它各池的透射比，測(cè)定其它各池的透射比，透射比透射比的的偏差偏差不大不大于于0.5%0.5%的吸收池的吸收池可配成一套。可配成一套。（四）光檢測(cè)系統(tǒng)：（四）光檢測(cè)系統(tǒng)： 也也叫檢測(cè)器、叫檢測(cè)器、光電器件光電器件作用：利用作用：利用光電效應(yīng)將光強(qiáng)度信號(hào)光電效應(yīng)將光強(qiáng)

16、度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。常用的光檢測(cè)系統(tǒng)主要有光電池、常用的光檢測(cè)系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。光電管和光電倍增管。1 1、光電池：光電池：用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。用得最多的是硒光電池。用得最多的是硒光電池。硒光電池硒光電池硒光電池的結(jié)構(gòu)和作用原理硒光電池的結(jié)構(gòu)和作用原理： 光電管光電管：是在抽成真空或充有惰是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上裝上2 2個(gè)電極構(gòu)成。個(gè)電極構(gòu)成。紅敏管紅敏管 625-1000 nm625-1000 nm藍(lán)敏管藍(lán)敏管 200-625 nm200-625 nm光電管光電管結(jié)構(gòu)如圖：結(jié)

17、構(gòu)如圖：1 1是光電管的是光電管的陽(yáng)極陽(yáng)極；鎳環(huán)或鎳片組成；鎳環(huán)或鎳片組成2 2是光電管的是光電管的陰極陰極；由金屬片上涂一層；由金屬片上涂一層光敏物質(zhì)（如氧化銫）構(gòu)成光敏物質(zhì)（如氧化銫）構(gòu)成3 3為為電池電池； 4 4為為放大器放大器1234光電倍增管光電倍增管：它是一個(gè)非常靈敏的：它是一個(gè)非常靈敏的光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電流。其靈敏度比前流。其靈敏度比前2 2種都要高得多。它種都要高得多。它是利用是利用二次電子發(fā)射以放大光電流二次電子發(fā)射以放大光電流，放大倍數(shù)可達(dá)到放大倍數(shù)可達(dá)到10108 8倍。倍。 1個(gè)光電子可產(chǎn)生個(gè)光電子可產(chǎn)生106107個(gè)電子

18、個(gè)電子（五）信號(hào)指示系統(tǒng)（五）信號(hào)指示系統(tǒng)它的作用是放大信號(hào)并以適當(dāng)方式它的作用是放大信號(hào)并以適當(dāng)方式指示或記錄下來(lái)。指示或記錄下來(lái)。常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、數(shù)字顯示或微處理機(jī)等數(shù)字顯示或微處理機(jī)等。二、二、認(rèn)識(shí)紫外認(rèn)識(shí)紫外- -可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)別可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)別（一）（一） 單光束分光光度計(jì)單光束分光光度計(jì)：0.575光源光源單色單色器器吸收吸收池池檢測(cè)檢測(cè)器器顯顯示示這類(lèi)分光光度計(jì)的特點(diǎn)是：這類(lèi)分光光度計(jì)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。不足之處是測(cè)定結(jié)果受光源強(qiáng)度不足之處是測(cè)定結(jié)果受光源強(qiáng)度波動(dòng)的影響較大，因而給定量分析結(jié)波動(dòng)的

19、影響較大，因而給定量分析結(jié)果帶來(lái)較大誤差。果帶來(lái)較大誤差。二二 單波長(zhǎng)單波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)比比值值光源光源單色器單色器吸收池吸收池檢測(cè)器檢測(cè)器顯示顯示光束分裂器光束分裂器如普析如普析TU-1901雙光束分光光度計(jì)：雙光束分光光度計(jì)：雜散光雜散光、電子、電子學(xué)噪聲、光源波動(dòng)均可以抵消學(xué)噪聲、光源波動(dòng)均可以抵消一部分一部分，能進(jìn)行波長(zhǎng)掃描能進(jìn)行波長(zhǎng)掃描。暗電流暗電流準(zhǔn)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)準(zhǔn)雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：部部分分抵消光源波動(dòng)誤差抵消光源波動(dòng)誤差、電子學(xué)噪聲。電子學(xué)噪聲。但因?yàn)橹挥幸粋€(gè)吸收池，故雜散光不但因?yàn)橹挥幸粋€(gè)吸收池，故雜散光不能抵消。能抵消。三雙波長(zhǎng)雙光束分光

20、光度計(jì)三雙波長(zhǎng)雙光束分光光度計(jì)：如瑞如瑞利利UV-2200光光源源單色單色器器單色單色器器檢測(cè)檢測(cè)器器切切光光器器狹狹縫縫吸吸收收池池1 2優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、不用、不用參比溶液，只用一個(gè)待測(cè)溶液，因此可參比溶液，只用一個(gè)待測(cè)溶液，因此可以以消除皿差和消除皿差和制備空白溶液產(chǎn)生的制備空白溶液產(chǎn)生的誤差。誤差。2、測(cè)量的吸光度實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)波長(zhǎng)的吸光度、測(cè)量的吸光度實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)波長(zhǎng)的吸光度差差值，因此可以值，因此可以背景、雜質(zhì)吸收干擾背景、雜質(zhì)吸收干擾3、調(diào)節(jié)二波長(zhǎng)差、調(diào)節(jié)二波長(zhǎng)差12nm，使二波長(zhǎng)同時(shí)掃描可，使二波長(zhǎng)同時(shí)掃描可以記錄一階導(dǎo)數(shù)光譜以記錄一階導(dǎo)數(shù)光譜其其不足之處是價(jià)格昂貴。不足之處是價(jià)格

21、昂貴。第四節(jié)第四節(jié) 紫外可見(jiàn)分光光度法條件選紫外可見(jiàn)分光光度法條件選擇擇一、顯色條件的選擇一、顯色條件的選擇（一）（一）顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)在光度分析中將試樣中的待測(cè)組分轉(zhuǎn)在光度分析中將試樣中的待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。顯色反應(yīng)常用的有兩大類(lèi)：顯色反應(yīng)常用的有兩大類(lèi)：一類(lèi)是配位反應(yīng)；一類(lèi)是配位反應(yīng)；FeFe3 33SCN3SCN=Fe(SCN=Fe(SCN) )3 3；另一類(lèi)是氧化還原反應(yīng)。另一類(lèi)是氧化還原反應(yīng)。MnMn2 2S S2 2O O8 82-2-= MnO= MnO4 4SOSO4 42-2-在這兩類(lèi)反應(yīng)中，用得較多的是配在這兩類(lèi)反應(yīng)中，

22、用得較多的是配位反應(yīng)。位反應(yīng)。 此外還有：此外還有：吸附顯色吸附顯色反應(yīng)反應(yīng)、多元配多元配合物顯色體系合物顯色體系（二）顯色劑：（二）顯色劑：與待測(cè)組分生成有色化合物的與待測(cè)組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑；試劑叫顯色劑；分為兩種分為兩種無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑1 1無(wú)機(jī)顯色劑：無(wú)機(jī)顯色劑：顯色劑測(cè)定元素 反應(yīng)介質(zhì)/(mol/L)有色化合物組成顏色max/nm硫氰酸鹽 鉄0.10.8 HNO3Fe(CNS)52-紅480鉬1.52 H2SO4MoO(CNS)52-橙460鎢1.52 H2SO4WO(CNS)4-黃405鈮34 HClNb(CNS)4-黃420鉬酸銨硅0.30

23、.5 H2SO4硅鉬藍(lán)藍(lán)670820磷0.5 H2SO4磷藍(lán)670820鎢46 HCl磷鎢藍(lán)藍(lán)660釩1.0 HNO3磷鉬釩雜多酸黃420氨水銅濃氨水Cu(NH3)42+藍(lán)620鈷 Co(NH3)62+紅500鎳 Ni(NH3)62+紫580過(guò)氧化氫鈦12 H2SO4TiO(H2O2)2+黃420釩36.5 H2SO4VO(H2O2)3+紅橙400450鈮1.8 H2SO4Nb2O3(SO4)2(H2O2)黃3602 2有機(jī)顯色劑：有機(jī)顯色劑：顯色劑顯色劑測(cè)定元素測(cè)定元素反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)介質(zhì)maxmax/nm/nm/(L/(L/(/(molmolcmcm) ) 磺基水楊酸磺基水楊酸 FeFe2+2

24、+pH2pH23 35205201.61.610103 3鄰菲啰啉鄰菲啰啉FeFe2+2+CuCu+ +PH3PH39 95105104354351.11.110104 47 710103 3丁二酮肟丁二酮肟Ni(Ni() )氧化劑存在、氧化劑存在、堿性堿性4704701.31.310104 4鈷試劑鈷試劑CoCo2+2+ 5705701.131.1310105 5雙硫腙雙硫腙CuCu2+2+、PbPb2+2+、ZnZn2+2+CdCd2+2+、HgHg2+2+不同酸度不同酸度490490550550(Pb520)(Pb520)4.54.510104 43 310104 4(Pb6.8(Pb6

25、.810104 4) )偶氮胂偶氮胂( () ) U(U() )、U(U() )、Th(Th() )、Zr(Zr() )、LaLa3+3+、CeCe4+4+、CaCa2+2+、PbPb2+2+等等強(qiáng)酸至弱酸強(qiáng)酸至弱酸665665675675(Th665)(Th665)10104 41.31.310105 5(Th1.3(Th1.310105 5) )鉻天菁鉻天菁S SAlAlPH5PH55.85.85305305.95.910104 4優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性很好，一般離解常數(shù)都很小很好，一般離解常數(shù)都很?。?CaY CaY2-2- 配合物的立體結(jié)構(gòu)配

26、合物的立體結(jié)構(gòu) 具有鮮明的顏色，具有鮮明的顏色，都很大都很大（一般可達(dá)到（一般可達(dá)到10104 4以上），所以以上），所以測(cè)定的靈敏度很高測(cè)定的靈敏度很高； 選擇性好選擇性好 有些有色配合物易溶于有機(jī)溶有些有色配合物易溶于有機(jī)溶劑，可進(jìn)行萃取光度分析，提劑，可進(jìn)行萃取光度分析，提高了測(cè)定的靈敏度和選擇性。高了測(cè)定的靈敏度和選擇性。3 3常見(jiàn)的有機(jī)顯色劑：常見(jiàn)的有機(jī)顯色劑： 磺基水楊酸：磺基水楊酸：其結(jié)構(gòu)式如下：其結(jié)構(gòu)式如下：可用于測(cè)定三價(jià)鐵離子。可用于測(cè)定三價(jià)鐵離子。O HC O O HS O3H 鄰二氮菲（鄰菲羅啉，鄰二氮菲（鄰菲羅啉，1 1，1010二氮菲）：二氮菲）：結(jié)構(gòu)式為：結(jié)構(gòu)式為：

27、在在PH=3PH=39 9時(shí)時(shí)與與FeFe2+2+生成紅生成紅色螯合物。用色螯合物。用于鐵的測(cè)定。于鐵的測(cè)定。 NN 雙硫腙：也叫二苯雙硫腙：也叫二苯硫腙。硫腙。結(jié)構(gòu)式為：結(jié)構(gòu)式為：測(cè)定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、測(cè)定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。銀、汞、鎘等。 SCNHNNHN 偶氮胂偶氮胂（鈾試劑（鈾試劑）：）： 其結(jié)構(gòu)式為：其結(jié)構(gòu)式為：AsO3H2NNNNOHOHHO3SSO3HH2O3As可用于測(cè)定鈾、釷、鋯等?？捎糜跍y(cè)定鈾、釷、鋯等。（三）顯色條件的選擇：（三）顯色條件的選擇：顯色條件主要包括顯色劑用量、顯色條件主要包括顯色劑用量、顯色反應(yīng)的酸度、顯色溫度和顯顯色

28、反應(yīng)的酸度、顯色溫度和顯色時(shí)間等。色時(shí)間等。1 顯色劑用量：顯色劑用量：顯色反應(yīng)就是將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有顯色反應(yīng)就是將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表：式代表：1 顯色劑用量：顯色劑用量：顯色顯色反應(yīng)反應(yīng)一般可用下式代表：一般可用下式代表：M MR = MRR = MR加加R R過(guò)量有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。過(guò)量有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。但不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)。但不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)。例如：例如：SCNSCN- -測(cè)定測(cè)定FeFe3+3+。在實(shí)際選用時(shí)，一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)在實(shí)際選用時(shí)，一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的。確定的。實(shí)驗(yàn)的方法為實(shí)驗(yàn)的方法為：控制變

29、量：控制變量法法吸光度吸光度顯色劑用量的曲線(xiàn)，其結(jié)顯色劑用量的曲線(xiàn)，其結(jié)果分為三種情況：果分為三種情況：（a a）在）在a-ba-b間選擇顯色劑用量。間選擇顯色劑用量。 (b) (b) 在在a a/ /-b-b/ /間嚴(yán)格控制用量。間嚴(yán)格控制用量。（C C）必須十分嚴(yán)格控制用量或者）必須十分嚴(yán)格控制用量或者另?yè)Q合適的顯色劑。另?yè)Q合適的顯色劑。2 2溶液溶液酸度酸度：（1 1）酸度對(duì)金屬離子存在形式的影響：）酸度對(duì)金屬離子存在形式的影響：很多很多高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較低時(shí)，不利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行低時(shí)，不利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行。FeFe2+2+3OH+3OH- -=Fe

30、(OH)=Fe(OH)2 2（2 2）酸度對(duì)顯色劑濃度的影響：）酸度對(duì)顯色劑濃度的影響：很多顯色劑都是有機(jī)弱酸：很多顯色劑都是有機(jī)弱酸：HR = HHR = H+ + R R而顯色反應(yīng)為而顯色反應(yīng)為 M MR = MRR = MR所以酸度太高對(duì)反應(yīng)不利。所以酸度太高對(duì)反應(yīng)不利。（3 3）酸度對(duì)顯色劑顏色的影響：）酸度對(duì)顯色劑顏色的影響：酸度不同時(shí)，它們的顏色不同。酸度不同時(shí)，它們的顏色不同。需要控制酸度，避免顏色干擾。需要控制酸度，避免顏色干擾。比如比如：二甲酚橙顯色劑與：二甲酚橙顯色劑與金屬離子金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在形成的配合物為紅色，它本身在PH6.3PH6.3時(shí)為檸檬黃色，

31、而在時(shí)為檸檬黃色，而在PHPH6.36.3時(shí)時(shí)為紅紫色。所以在為紅紫色。所以在PHPH6.36.3時(shí)，就無(wú)法時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。進(jìn)行測(cè)定。（4 4）酸度對(duì)配合物組成的影響：）酸度對(duì)配合物組成的影響：有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時(shí)，要生成有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時(shí)，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。不同。如：如：FeFe3+3+與水楊酸的配合物：與水楊酸的配合物：PHPH4 4 Fe(CFe(C7 7H H4 4O O3 3) )+ + 紫色紫色4 4PHPH9 9Fe(CFe(C7 7H H4 4O O3 3) ) 2 2紅色紅色PHPH9 9 Fe(C Fe

32、(C7 7H H4 4O O3 3) ) 3 33 3 黃色黃色適宜的酸度要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。適宜的酸度要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。 3 3 顯色時(shí)間：顯色時(shí)間：顯色反應(yīng)的速度有快有慢，而且有顯色反應(yīng)的速度有快有慢，而且有些有色化合物放置過(guò)久也會(huì)褪色。些有色化合物放置過(guò)久也會(huì)褪色。適宜的顯色時(shí)間要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。適宜的顯色時(shí)間要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。4 4 顯色溫度顯色溫度：一般顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，但是一般顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進(jìn)行。能進(jìn)行。對(duì)不同的反應(yīng)，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出各對(duì)不同的反應(yīng)，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出各自適宜的顯色溫度范圍。自適宜的顯色溫度范圍。 二

33、、測(cè)量二、測(cè)量條件的條件的選擇選擇測(cè)量測(cè)量條件有條件有：測(cè)定波長(zhǎng)、測(cè)定波長(zhǎng)、參參比溶液比溶液、吸光度測(cè)量范圍吸光度測(cè)量范圍（一）（一）波長(zhǎng)選擇的波長(zhǎng)選擇的方法方法選擇原則是選擇原則是“吸收最大，干擾最小吸收最大，干擾最小”1.1. 一般選擇一般選擇maxmax作為測(cè)定波長(zhǎng)。作為測(cè)定波長(zhǎng)。2.2.若若maxmax附近若有干擾存在附近若有干擾存在（如共存離子或所用試劑有吸收），（如共存離子或所用試劑有吸收），則在保證有一定靈敏度情況下，則在保證有一定靈敏度情況下，可以其它波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定可以其它波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定（應(yīng)選曲線(xiàn)較平坦處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)（應(yīng)選曲線(xiàn)較平坦處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)（二）（二）選擇參比選擇參比溶液溶液參比

34、溶液的作用：參比溶液的作用：調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)透射比透射比100%100%（A=0A=0），以），以消除消除溶液中其他成分以及吸收池和溶溶液中其他成分以及吸收池和溶劑對(duì)光的吸收和反射造成的劑對(duì)光的吸收和反射造成的誤差誤差實(shí)際上實(shí)際上測(cè)定試液的吸光度測(cè)定試液的吸光度是是以通以通過(guò)參比溶液的光作為過(guò)參比溶液的光作為入射光。入射光。應(yīng)根據(jù)待測(cè)組分的性質(zhì)，選擇合應(yīng)根據(jù)待測(cè)組分的性質(zhì)，選擇合適的參比適的參比溶液溶液1 1 溶劑參比溶劑參比：僅僅有顯色劑與被測(cè)組分反應(yīng)的產(chǎn)有顯色劑與被測(cè)組分反應(yīng)的產(chǎn)物有物有吸收時(shí)使用；吸收時(shí)使用；2 2 試劑試劑參比參比：試劑有吸收或者試劑有吸收或者會(huì)會(huì)生成吸光產(chǎn)物生成吸光產(chǎn)物時(shí)時(shí)使

35、用；使用；此時(shí)，最好用溶劑參比，然后此時(shí)，最好用溶劑參比，然后扣扣除試劑空白溶液的吸光度除試劑空白溶液的吸光度A A空白?？瞻仔?= A-A= A-A空白空白A A空白校空白校：扣除試劑空白溶液：扣除試劑空白溶液后后的吸的吸光度光度A A：以溶劑參比測(cè)得的溶液吸光度：以溶劑參比測(cè)得的溶液吸光度A A空白空白：以溶劑參比測(cè)得的試劑空白：以溶劑參比測(cè)得的試劑空白溶液的吸光度溶液的吸光度3 3 試試樣樣參參比比：試試樣樣基體基體有有吸收時(shí)吸收時(shí)采用采用4 4其他其他參參比比如果如果試試劑劑及試樣基體都有吸收，此時(shí)及試樣基體都有吸收，此時(shí)有兩種參比溶液有兩種參比溶液：（1 1）褪色褪色參比參比：配制方

36、法：用合適的掩蔽劑將被測(cè)組配制方法：用合適的掩蔽劑將被測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑和其他試劑。分掩蔽后再加顯色劑和其他試劑。（2 2）平行操作參）平行操作參比比：用用不含待測(cè)組分的試樣，在相同條件不含待測(cè)組分的試樣，在相同條件下與被測(cè)試樣同樣處理，得到平行操下與被測(cè)試樣同樣處理，得到平行操作參比溶液作參比溶液。如如血液中藥物濃度的監(jiān)測(cè)，用不含藥血液中藥物濃度的監(jiān)測(cè)，用不含藥物的血樣制備平行操作參比溶液。物的血樣制備平行操作參比溶液。 （三）（三）選擇選擇吸光度吸光度測(cè)量范圍測(cè)量范圍任何任何光度計(jì)都有一定的光度計(jì)都有一定的測(cè)量誤差。測(cè)量誤差。用透射比用透射比的讀數(shù)的讀數(shù)誤差誤差來(lái)表示來(lái)表示不同的儀器不

37、同的儀器是不同的（約是不同的（約為為0 0. . 3%3%2%2%）同一臺(tái)的儀器，同一臺(tái)的儀器，大小不變的大小不變的（三）（三）選擇選擇吸光度吸光度測(cè)量范圍測(cè)量范圍任何任何光度計(jì)都有一定的光度計(jì)都有一定的測(cè)量誤差。測(cè)量誤差。用透射比用透射比的讀數(shù)的讀數(shù)誤差誤差來(lái)表示來(lái)表示不同的儀器不同的儀器是不同的（約是不同的（約為為0 0. . 3%3%2%2%）同一臺(tái)的儀器，同一臺(tái)的儀器，大小不變的大小不變的測(cè)量測(cè)量結(jié)果的誤差常用濃度的相對(duì)誤結(jié)果的誤差常用濃度的相對(duì)誤差差c c/ /c c表示。它的大小是與表示。它的大小是與的的大小有關(guān)的大小有關(guān)的。下表是在下表是在=0.5%=0.5%時(shí)不同透射比所對(duì)應(yīng)時(shí)

38、不同透射比所對(duì)應(yīng)的濃度的濃度相對(duì)相對(duì)誤差：誤差：/%/%5.0 5.0 10.0 10.0 15.0 15.0 20.0 20.0 25.0 25.0 RE/%/%3.34 3.34 2.17 2.17 1.76 1.76 1.55 1.55 1.44 1.44 /%/%30.0 30.0 35.0 35.0 40.0 40.0 45.0 45.0 50.0 50.0 RE/%/%1.38 1.38 1.36 1.36 1.36 1.36 1.39 1.39 1.44 1.44 /%/%55.0 55.0 60.0 60.0 65.0 65.0 70.0 70.0 75.0 75.0 RE/%

39、/%1.52 1.52 1.63 1.63 1.79 1.79 2.00 2.00 2.32 2.32 /%/%80.0 80.0 85.0 85.0 90.0 90.0 95.0 95.0 RE/%/%2.80 2.80 3.62 3.62 5.27 5.27 10.26 10.26 0.002.004.006.008.0010.0012.000.020.040.060.080.0100.0RE/%/%由上圖可以看出：由上圖可以看出：在在15%15% 65%65%之間測(cè)量誤差較小之間測(cè)量誤差較?。?%)1A1。參比溶液濃度于。參比溶液濃度于未知液越接近，誤差越小。未知液越接近，誤差越小。示差

40、分光光度法對(duì)儀器和實(shí)驗(yàn)條件的示差分光光度法對(duì)儀器和實(shí)驗(yàn)條件的要求要求 對(duì)儀器的對(duì)儀器的要求要求：儀器儀器必須配備強(qiáng)的必須配備強(qiáng)的光源、好的單色器及穩(wěn)定的電子系光源、好的單色器及穩(wěn)定的電子系統(tǒng)。統(tǒng)。 對(duì)吸收池對(duì)吸收池要求要求：嚴(yán)格嚴(yán)格配對(duì)。配對(duì)。 溫度溫度控制控制：制做制做校正曲線(xiàn)和測(cè)量樣校正曲線(xiàn)和測(cè)量樣品時(shí)，溫度必須控制在品時(shí)，溫度必須控制在2 2范圍內(nèi)范圍內(nèi)。若精度要求更高，應(yīng)有恒溫。若精度要求更高，應(yīng)有恒溫裝置裝置第六節(jié)第六節(jié) 紫外可見(jiàn)分光光度法其他應(yīng)用紫外可見(jiàn)分光光度法其他應(yīng)用一、一、定性分析定性分析1 1、紫外紫外可見(jiàn)可見(jiàn)吸收光譜吸收光譜的的特點(diǎn)特點(diǎn)紫外紫外可見(jiàn)可見(jiàn)吸收光譜吸收光譜是分

41、子或離子團(tuán)吸是分子或離子團(tuán)吸收光產(chǎn)生的，故為收光產(chǎn)生的，故為分子吸收光譜分子吸收光譜分子分子的總能的總能量等于量等于電子的運(yùn)動(dòng)電子的運(yùn)動(dòng)、原子原子間的振動(dòng)和分子作為整體的間的振動(dòng)和分子作為整體的轉(zhuǎn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)動(dòng)能量之之和。和。分子分子的的能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)、能級(jí)：電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。電子能級(jí)的電子能級(jí)的能能級(jí)差最大，級(jí)差最大，振動(dòng)能級(jí)次振動(dòng)能級(jí)次之，轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)之，轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的最小的最小。躍遷躍遷條件條件：紫紫外外- -可見(jiàn)可見(jiàn)吸收光譜吸收光譜特點(diǎn)：特點(diǎn)： “帶狀帶狀”光譜光譜2 2、分子中電子的分子中電子的躍遷躍遷（1 1）分子中電子分子中電子的的分類(lèi)分類(lèi)分三分三種種， 、n

42、n電子電子各軌道的各軌道的能量能量：n n* * *（2 2）分子中）分子中電子躍遷電子躍遷的的類(lèi)型類(lèi)型共有共有六六種形式種形式電子躍遷電子躍遷。較為較為常見(jiàn)是常見(jiàn)是* *，n n* *，* *和和n n* * 躍遷四躍遷四種種類(lèi)型類(lèi)型。飽和烷烴常用飽和烷烴常用做紫外吸收光譜的溶劑做紫外吸收光譜的溶劑。如己烷、環(huán)己烷、庚烷等。如己烷、環(huán)己烷、庚烷等。截止波長(zhǎng)：己截止波長(zhǎng)：己烷烷210nm210nm、水、水210nm210nm、甲、甲醇醇215nm215nm、 二氯甲烷二氯甲烷235nm235nm、丙酮、丙酮330nm330nm3 3、紫紫外吸收光譜常用外吸收光譜常用術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)（1 1）生色團(tuán)生色

43、團(tuán)能能吸收紫外吸收紫外- -可見(jiàn)光的基團(tuán)叫生色團(tuán)?？梢?jiàn)光的基團(tuán)叫生色團(tuán)。對(duì)有機(jī)化合物：主要為具有不飽和鍵對(duì)有機(jī)化合物：主要為具有不飽和鍵和未成對(duì)電子的基團(tuán)和未成對(duì)電子的基團(tuán)。如如C=CC=C、NO2NO2、C=OC=O、C CC C 、共軛雙、共軛雙鍵系統(tǒng)（包括芳香族化合物）等鍵系統(tǒng)（包括芳香族化合物）等（2 2）助色團(tuán)：助色團(tuán)：本身本身無(wú)紫外吸收，但可以使生色團(tuán)吸無(wú)紫外吸收，但可以使生色團(tuán)吸收峰加強(qiáng)同時(shí)使吸收峰長(zhǎng)移的基團(tuán)。收峰加強(qiáng)同時(shí)使吸收峰長(zhǎng)移的基團(tuán)。對(duì)有機(jī)化合物：主要為連有雜原子的對(duì)有機(jī)化合物：主要為連有雜原子的飽和飽和基團(tuán)基團(tuán)。如如OHOH，OROR，NHNH，X X例如苯有一個(gè)吸收峰在例如苯有一個(gè)吸收峰在255nm255nm，為為230230，當(dāng)它被一個(gè)，當(dāng)它被一個(gè)OHOH基取代后，吸收峰基取代后，吸收峰移至移至270nm270nm，為為l450l450。（3 3）紅移紅移：吸收吸收峰位置向長(zhǎng)波方向的峰位置向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)移動(dòng)（4 4）藍(lán)移藍(lán)移：吸收吸收峰位置向短波方向峰位置向短波方向移移動(dòng)動(dòng)（5 5）增色增色效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的效應(yīng)效應(yīng)：吸收強(qiáng)度增強(qiáng)的效應(yīng)（6 6）減色減色效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減小的效應(yīng)：吸收強(qiáng)度減小的效應(yīng)效