紫外-可見(jiàn)吸收光譜鑒別技術(shù)知識(shí)點(diǎn)

1、紫外-可見(jiàn)吸收光譜鑒別技術(shù)紫外-可見(jiàn)分光光度法也稱(chēng)為紫外-可見(jiàn)吸收光譜法（UV-vis），它是依據(jù)物質(zhì)對(duì)紫外和可見(jiàn)光區(qū)不同波長(zhǎng)光的吸收程度進(jìn)行定性、定量的分析方法。1物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收光是一種電磁波，按波長(zhǎng)順序可以劃分為不同的光區(qū)。不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，能量越低；波長(zhǎng)越短，能量越高。當(dāng)一束白光通過(guò)棱鏡后色散為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各種顏色的光，每種顏色的光又有一定的波長(zhǎng)范圍。如果把兩種光按一定強(qiáng)度比例混合，也可成為白光，這兩種顏色的光稱(chēng)為互補(bǔ)色光。圖1是互補(bǔ)色光示意圖，處于直線(xiàn)關(guān)系的兩種顏色即為互補(bǔ)色光。圖1 互補(bǔ)色光示意圖圖2 光通過(guò)溶液示意圖I0-為入射光強(qiáng)度 It

2、-為透射光強(qiáng)度溶液所以呈現(xiàn)不同的顏色是由于該溶液對(duì)光具有選擇性吸收。當(dāng)一束白光通過(guò)某一有色溶液時(shí)，一部分光被溶液選擇吸收，另一部分光則通過(guò)溶液。例如當(dāng)白光入射通過(guò)KMnO4溶液時(shí)，溶液選擇性吸收綠光，溶液本身呈現(xiàn)綠光的互補(bǔ)色光，即紫紅色。2光吸收的基本定律朗伯-比爾定律當(dāng)一束平行單色光垂直照射到一定濃度c、液層厚度為b的均勻透明溶液時(shí)（如圖2），由于溶液吸收了一部分光能，光的強(qiáng)度減弱。透射光強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比稱(chēng)為透射比，用T表示；單色光通過(guò)溶液時(shí)被吸收的程度，稱(chēng)為吸光度，用A表示。 朗伯和比爾總結(jié)了光的吸收與液層厚度、溶液濃度的定量關(guān)系。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Akbc 。 其物理意義是：當(dāng)

3、一束平行單色光垂直通過(guò)均勻、透明的吸光物質(zhì)的稀溶液時(shí)，溶液的吸光度A與溶液濃度c和液層厚度b的乘積呈正比。朗伯-比爾定律是紫外-可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行定量分析的理論依據(jù)，適用于可見(jiàn)光、紫外光、紅外光和均勻非散射的液體、氣體及透光固體。比例常數(shù)k稱(chēng)為吸光系數(shù)，是吸光物質(zhì)的特征常數(shù)，與入射光的波長(zhǎng)、物質(zhì)的性質(zhì)和溶液的溫度等因素有關(guān)，與溶液的濃度大小和液層厚度無(wú)關(guān)。它表示物質(zhì)對(duì)某一特定波長(zhǎng)光的吸收能力，其數(shù)值及單位與b、c所取單位有關(guān)。當(dāng)入射光波長(zhǎng)一定時(shí)，溶液濃度c為1 g/100mL（或1%）、液層厚度b為1 cm時(shí)的吸光度稱(chēng)為百分吸光系數(shù)。藥典中所收載的吸光系數(shù)均為百分吸光系數(shù)。吸光系數(shù)越大，表明該

4、物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸光能力越強(qiáng)，測(cè)定的靈敏度也越高，微量的物質(zhì)也能準(zhǔn)確測(cè)出。如果溶液中同時(shí)存在兩種或兩種以上吸光物質(zhì)時(shí)，只要共存物質(zhì)不互相影響吸光性質(zhì)，則總吸光度是各共存物吸光度的和，即A總=Aa + Ab + Ac + ，而各組分的吸光度由各自的濃度與吸光系數(shù)所決定。3吸收曲線(xiàn)圖3 不同濃度KMnO4溶液的吸收曲線(xiàn)將不同波長(zhǎng)的光照射某一濃度和液層厚度固定的溶液，并測(cè)量不同波長(zhǎng)下溶液的吸光度，以吸光度A為縱坐標(biāo)，相應(yīng)波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)繪制的曲線(xiàn)，稱(chēng)為吸收曲線(xiàn)或吸收光譜。圖3為KMnO4溶液的吸收曲線(xiàn)。由圖3可見(jiàn)，KMnO4溶液對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收，在波長(zhǎng)525 nm處吸收最強(qiáng)，相應(yīng)波長(zhǎng)稱(chēng)為最大

5、吸收波長(zhǎng)，用lmax表示；同一波長(zhǎng)處不同濃度的KMnO4溶液的吸光度A不同，但吸收曲線(xiàn)的形狀相同，lmax也不變，表明物質(zhì)的吸收曲線(xiàn)是一種特征曲線(xiàn)。因此，吸收曲線(xiàn)是吸光光度法中選擇測(cè)定波長(zhǎng)的重要依據(jù)，也是進(jìn)行定性分析的依據(jù)。4.紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)紫外-可見(jiàn)分光光度法所用儀器是紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，主要由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)顯示器五部分組成，其流程如圖4所示。光源單色器檢測(cè)器吸收池信號(hào)顯示器圖4 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)流程示意圖（1）光源 理想的光源應(yīng)有足夠的輻射強(qiáng)度及良好的穩(wěn)定性；光源的使用壽命長(zhǎng)，操作方便?？梢?jiàn)光區(qū)常用的光源是鎢燈或碘鎢燈，可使用的波長(zhǎng)范圍為3402500nm；

6、紫外區(qū)常用的光源是氫燈或氘燈，可使用的波長(zhǎng)范圍為200375nm。（2）單色器 單色器是將來(lái)自光源的復(fù)合光按波長(zhǎng)的長(zhǎng)短順序分散為單色光并能隨意調(diào)節(jié)所需波長(zhǎng)光的一種裝置，是紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的核心部件。（3）吸收池 又稱(chēng)比色皿，用于盛放被測(cè)溶液的無(wú)色、透明、耐腐蝕的裝置。吸收池一般有玻璃和石英兩種材料，光學(xué)玻璃吸收池只能用于可見(jiàn)光區(qū)，石英吸收池既可用可見(jiàn)光區(qū)也可用于紫外光區(qū)。吸收池要挑選配對(duì)，使它們的性能基本一致。最常用的是1cm的吸收池。（4）檢測(cè)器 檢測(cè)器能將檢測(cè)到的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，是一種光電轉(zhuǎn)換元件。常用的檢測(cè)器有硒光電池、光電管、光電倍增管和光電二極管陣列檢測(cè)器。（5）信號(hào)顯示