紫外可見(jiàn)分光光度法

1、第一章第一章 紫外紫外可見(jiàn)分光光度法可見(jiàn)分光光度法 紫外紫外可見(jiàn)分光光度法是利用物質(zhì)對(duì)紫可見(jiàn)分光光度法是利用物質(zhì)對(duì)紫外外 可見(jiàn)光的可見(jiàn)光的吸收特征和吸收強(qiáng)度吸收特征和吸收強(qiáng)度，對(duì)物質(zhì)，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的一種儀器分析方法。進(jìn)行定性和定量分析的一種儀器分析方法。特點(diǎn)：靈敏度和準(zhǔn)確度較高，儀器設(shè)備簡(jiǎn)特點(diǎn)：靈敏度和準(zhǔn)確度較高，儀器設(shè)備簡(jiǎn) 單，操作方便，應(yīng)用廣泛等。單，操作方便，應(yīng)用廣泛等。第一節(jié)第一節(jié) 基本原理基本原理一、光的基本特性一、光的基本特性1.光的波動(dòng)性光的波動(dòng)性 光是一種電磁波，電磁波可以用周期光是一種電磁波，電磁波可以用周期T(s)、頻率頻率? (Hz)、波長(zhǎng)、波長(zhǎng)(nm)和波數(shù)

2、和波數(shù)（cm-1）等參數(shù)描述。它們之間的關(guān)系為：等參數(shù)描述。它們之間的關(guān)系為： ? =1/T=c/ =1/= ?/c波譜區(qū)名稱(chēng)波譜區(qū)名稱(chēng)波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍躍遷能級(jí)類(lèi)型躍遷能級(jí)類(lèi)型分析方法分析方法射線(xiàn)0.005 nm0.14nm原子核能級(jí)放射化學(xué)分析法X射線(xiàn)0.001 nm 10nm內(nèi)層電子能級(jí)X射線(xiàn)光譜法光學(xué)光譜區(qū)遠(yuǎn)紫外光10 nm 200nm內(nèi)層電子能級(jí)真空紫外光度法近紫外光200 nm 400nm 價(jià)電子或成鍵電子能級(jí)紫外分光光度法可見(jiàn)光400 nm 750nm價(jià)電子或成鍵電子能級(jí)比色法、可見(jiàn)分光光度法近紅外光0.75m 2.5m分子振動(dòng)能級(jí)近紅外光光譜法中紅外光2.5m 50m分子振動(dòng)能級(jí)

3、中紅外光光譜法遠(yuǎn)紅外光15m 1000m分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)遠(yuǎn)紅外光光譜法微波0.1 cm 100cm電子自旋、分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)微波光譜法射頻(無(wú)線(xiàn)電波)1m 1000m 電子和核自旋核磁共振光譜法2.光的粒子性光的粒子性光具有粒子性，光是由光子組成的，光子具光具有粒子性，光是由光子組成的，光子具有能量，其能量與頻率或波長(zhǎng)的關(guān)系為：有能量，其能量與頻率或波長(zhǎng)的關(guān)系為： E=h ?=h c / h=6.626x10-34 Js例1-1 P23.單色光、復(fù)合光和互補(bǔ)色光單色光、復(fù)合光和互補(bǔ)色光 同一波長(zhǎng)的光稱(chēng)同一波長(zhǎng)的光稱(chēng)單色光單色光，由不同波長(zhǎng)組成，由不同波長(zhǎng)組成的光稱(chēng)的光稱(chēng)復(fù)合光復(fù)合光。物質(zhì)有色是因其分子

4、對(duì)不。物質(zhì)有色是因其分子對(duì)不同波長(zhǎng)的光選擇性吸收而產(chǎn)生。下表列出同波長(zhǎng)的光選擇性吸收而產(chǎn)生。下表列出顏色與吸收光之間的關(guān)系。其中對(duì)應(yīng)顏色顏色與吸收光之間的關(guān)系。其中對(duì)應(yīng)顏色的光稱(chēng)互補(bǔ)色光。的光稱(chēng)互補(bǔ)色光。不同顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光不同顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光紅紅650 760綠藍(lán)綠藍(lán)橙橙610 650藍(lán)藍(lán)黃黃580 610紫紫黃綠黃綠560 580紅紫紅紫綠綠500 560紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠490 500橙橙綠藍(lán)綠藍(lán)480 490黃黃藍(lán)藍(lán)450 480黃綠黃綠紫紫400 450互補(bǔ)光互補(bǔ)光顏色顏色 /nm藍(lán)綠藍(lán)綠 互補(bǔ)色光和各種顏色光的波長(zhǎng)范圍，可作為光度測(cè)定時(shí)互補(bǔ)色光和各種顏色光的波長(zhǎng)范圍，

5、可作為光度測(cè)定時(shí)選擇選擇測(cè)量波長(zhǎng)的參考測(cè)量波長(zhǎng)的參考藍(lán)藍(lán)黃黃紫紅紫紅綠綠紫紫黃綠黃綠綠藍(lán)綠藍(lán)橙橙紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠圖中處于對(duì)角線(xiàn)上的兩種單色光為互補(bǔ)色光。圖中處于對(duì)角線(xiàn)上的兩種單色光為互補(bǔ)色光。例如藍(lán)色光和黃色光、綠色光和紫紅色光互補(bǔ)等例如藍(lán)色光和黃色光、綠色光和紫紅色光互補(bǔ)等二、光與物質(zhì)的作用二、光與物質(zhì)的作用1.光的吸收光的吸收物質(zhì)粒子如原子、分子、離子等總是處于特物質(zhì)粒子如原子、分子、離子等總是處于特定的不連續(xù)的能量狀態(tài)，各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的能定的不連續(xù)的能量狀態(tài)，各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的能量稱(chēng)為能級(jí)，用量稱(chēng)為能級(jí)，用E表示?；鶓B(tài)表示?；鶓B(tài)E0 ，激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)Ej EL=h ?=E(能級(jí)差能級(jí)差)【例1-2 】

6、P32.物質(zhì)顏色的產(chǎn)生物質(zhì)顏色的產(chǎn)生 物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具物質(zhì)的顏色是由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收而產(chǎn)生的。有選擇性吸收而產(chǎn)生的。白光白光青藍(lán)青藍(lán)青青綠綠黃黃橙橙紅紅紫紫藍(lán)藍(lán) 一種物質(zhì)呈現(xiàn)何種顏色，與入射光組成和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)一種物質(zhì)呈現(xiàn)何種顏色，與入射光組成和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)有關(guān), ,而而溶液呈現(xiàn)不同的顏色是由于溶液中的吸光質(zhì)點(diǎn)溶液呈現(xiàn)不同的顏色是由于溶液中的吸光質(zhì)點(diǎn)(離子或離子或分子分子)選擇性地吸收某種顏色的光而引起的。選擇性地吸收某種顏色的光而引起的。 常見(jiàn)的有下列三種情況：常見(jiàn)的有下列三種情況：如果對(duì)某種色光產(chǎn)生如果對(duì)某種色光產(chǎn)生選擇性吸收選擇性吸收，則溶液

7、呈現(xiàn)透射光的顏，則溶液呈現(xiàn)透射光的顏色，即溶液呈現(xiàn)的是它吸收光的互補(bǔ)色光的顏色。如硫酸銅色，即溶液呈現(xiàn)的是它吸收光的互補(bǔ)色光的顏色。如硫酸銅溶液選擇性地吸收了白色光中的黃色光，所以呈現(xiàn)藍(lán)色。溶液選擇性地吸收了白色光中的黃色光，所以呈現(xiàn)藍(lán)色。當(dāng)白光通過(guò)某一均勻溶液時(shí)，如果各種波長(zhǎng)光幾乎當(dāng)白光通過(guò)某一均勻溶液時(shí)，如果各種波長(zhǎng)光幾乎全部被吸全部被吸收收，則溶液呈黑色。，則溶液呈黑色。如果入射光如果入射光全部透過(guò)全部透過(guò)（不吸收），則溶液無(wú)色透明。（不吸收），則溶液無(wú)色透明。溶液的顏色與光吸收的關(guān)系溶液的顏色與光吸收的關(guān)系完全吸收完全吸收完全透過(guò)完全透過(guò)吸收黃色光吸收黃色光光譜示意光譜示意表觀(guān)現(xiàn)象示意

8、表觀(guān)現(xiàn)象示意物質(zhì)呈現(xiàn)顏色與吸收光波長(zhǎng)的關(guān)系見(jiàn)下表。物質(zhì)呈現(xiàn)顏色與吸收光波長(zhǎng)的關(guān)系見(jiàn)下表。三、光譜吸收曲線(xiàn)三、光譜吸收曲線(xiàn)1.1.紫外紫外- -可見(jiàn)吸收光譜產(chǎn)生的機(jī)理可見(jiàn)吸收光譜產(chǎn)生的機(jī)理 光子作用于物質(zhì)分子時(shí)，如果光子的能量光子作用于物質(zhì)分子時(shí)，如果光子的能量與物質(zhì)分子的電子能級(jí)間的能級(jí)差滿(mǎn)足與物質(zhì)分子的電子能級(jí)間的能級(jí)差滿(mǎn)足 E=h E=h ? 光子將能量傳遞給物質(zhì)分子，分子獲得能光子將能量傳遞給物質(zhì)分子，分子獲得能量可發(fā)生電子能級(jí)的躍遷。在光吸收過(guò)程量可發(fā)生電子能級(jí)的躍遷。在光吸收過(guò)程中基于分子中電子能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的光中基于分子中電子能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的光譜，稱(chēng)為紫外譜，稱(chēng)為紫外- -可見(jiàn)

9、吸收光譜（或電子光可見(jiàn)吸收光譜（或電子光譜）。譜）。 吸收曲線(xiàn)：測(cè)定某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸吸收曲線(xiàn)：測(cè)定某種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的吸收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖。收程度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖。KMnO4 的吸收曲線(xiàn)的吸收曲線(xiàn)最大吸收波長(zhǎng)，最大吸收波長(zhǎng)， max定量分析的基礎(chǔ)：某一波長(zhǎng)定量分析的基礎(chǔ)：某一波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度與物質(zhì)濃度下測(cè)得的吸光度與物質(zhì)濃度關(guān)系的有關(guān)關(guān)系的有關(guān)2、吸收光譜或吸收曲線(xiàn)、吸收光譜或吸收曲線(xiàn) 任何一種溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度是不一樣的。任何一種溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度是不一樣的。 若以不同波長(zhǎng)的光照若以不同波長(zhǎng)的光照射某一溶液，并測(cè)

10、量每射某一溶液，并測(cè)量每一波長(zhǎng)下溶液對(duì)光的吸一波長(zhǎng)下溶液對(duì)光的吸收程度（即吸光度收程度（即吸光度A），），以吸光度為縱坐標(biāo)，相以吸光度為縱坐標(biāo)，相應(yīng)波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，所得應(yīng)波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，所得A-曲線(xiàn)，稱(chēng)為曲線(xiàn)，稱(chēng)為吸收曲線(xiàn)吸收曲線(xiàn)。它更清楚地描述了物質(zhì)它更清楚地描述了物質(zhì)對(duì)光的吸收情況。對(duì)光的吸收情況。四種四種不同濃度不同濃度KMnO4溶液的吸收曲線(xiàn)溶液的吸收曲線(xiàn)300400500600700 /nm350525 545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收曲線(xiàn)的吸收曲線(xiàn)吸收曲線(xiàn)的討論：吸收曲線(xiàn)的討論：（1 1）同一種吸光物

11、質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收程度不）同一種吸光物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收程度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱(chēng)為最大吸收波長(zhǎng)同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱(chēng)為最大吸收波長(zhǎng)maxmax 。 吸收曲線(xiàn)是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依吸收曲線(xiàn)是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。據(jù)。（2 2）同一種物質(zhì)濃度不同，其吸收曲線(xiàn)形狀相似）同一種物質(zhì)濃度不同，其吸收曲線(xiàn)形狀相似maxmax不變。不變。 在在maxmax處，吸光度處，吸光度A A正比于濃度正比于濃度C C。測(cè)定最靈敏。測(cè)定最靈敏。（3 3）不同物質(zhì)吸收曲線(xiàn)的特性不同。吸收曲線(xiàn)的特）不同物質(zhì)吸收曲線(xiàn)的特性不同。吸收曲線(xiàn)的特性包括曲線(xiàn)的形狀、峰的數(shù)目、峰的位置和峰

12、的性包括曲線(xiàn)的形狀、峰的數(shù)目、峰的位置和峰的強(qiáng)度等。它們與物質(zhì)特性有關(guān)，吸收曲線(xiàn)可以提強(qiáng)度等。它們與物質(zhì)特性有關(guān)，吸收曲線(xiàn)可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。之一。四、光吸收定律四、光吸收定律當(dāng)一束平行單色光，通過(guò)一均勻的溶液后，光的強(qiáng)度會(huì)減弱當(dāng)一束平行單色光，通過(guò)一均勻的溶液后，光的強(qiáng)度會(huì)減弱 。I0 = Ia + It入射光強(qiáng)度入射光強(qiáng)度吸收光強(qiáng)度吸收光強(qiáng)度透過(guò)光強(qiáng)度透過(guò)光強(qiáng)度透光度透光度T （透射比）（透射比）Transmittance定義透光度：定義透光度：0IITtT 取值為取值為0.0 1.0全部吸收全部吸收 全部透射全部

13、透射 A = lg(1/T) = -lgT吸光度吸光度A (Absorbance）A 取值為取值為 0.0 全部透射全部透射全部吸收全部吸收二者關(guān)系為二者關(guān)系為：定義吸光度定義吸光度 ：tIIA0lg2.朗伯朗伯-比爾定律比爾定律朗伯朗伯- -比爾定律：當(dāng)一束平行單色光通過(guò)含有比爾定律：當(dāng)一束平行單色光通過(guò)含有吸光物質(zhì)的稀溶液時(shí)，溶液的吸光度與吸吸光物質(zhì)的稀溶液時(shí)，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)濃度、液層厚度乘積成正比，即光物質(zhì)濃度、液層厚度乘積成正比，即 A= bc 式中比例常數(shù)式中比例常數(shù)與吸光物質(zhì)的本性，入射與吸光物質(zhì)的本性，入射光波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。光波長(zhǎng)及溫度等因素有關(guān)。K K可用可用a

14、a（吸光（吸光系數(shù)）或系數(shù)）或（摩爾吸光系數(shù)）表示。（摩爾吸光系數(shù)）表示。 c c為為吸光物質(zhì)濃度，吸光物質(zhì)濃度，b b為透光液層厚度。為透光液層厚度。 朗伯朗伯- -比爾定律是紫外比爾定律是紫外- -可見(jiàn)分光光度法的理可見(jiàn)分光光度法的理論基礎(chǔ)。論基礎(chǔ)。2.朗伯朗伯-比爾定律比爾定律 朗伯和朗伯和比爾分別研究了比爾分別研究了吸光度與液層厚度和吸光度與液層厚度和吸光度與濃度之吸光度與濃度之間的定量關(guān)系，合稱(chēng)間的定量關(guān)系，合稱(chēng)朗伯朗伯- -比爾定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：比爾定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：吸光度吸光度吸收層厚度吸收層厚度(cm)(cm)A=lg(I0/It)=bc 物理意義物理意義: : 當(dāng)一束

15、平行單色光通過(guò)均勻、透明的吸光介質(zhì)當(dāng)一束平行單色光通過(guò)均勻、透明的吸光介質(zhì)時(shí)，其吸光度與吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度和吸收層厚度的乘積成正時(shí)，其吸光度與吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度和吸收層厚度的乘積成正比比吸光光度法定量分析的理論基礎(chǔ)吸光光度法定量分析的理論基礎(chǔ)比例常數(shù)的取值與濃度的單位有關(guān)比例常數(shù)的取值與濃度的單位有關(guān)吸光系數(shù)與摩爾吸光系數(shù)吸光系數(shù)與摩爾吸光系數(shù)A = kb c當(dāng)當(dāng)c的單位為的單位為gL-1時(shí)，時(shí)，用用a 表示，稱(chēng)為質(zhì)量吸光系數(shù)表示，稱(chēng)為質(zhì)量吸光系數(shù) Aa b 當(dāng)當(dāng)c的單位用的單位用molL-1時(shí)，時(shí)，用用表示表示,稱(chēng)為摩爾吸光系數(shù)稱(chēng)為摩爾吸光系數(shù) A b c a 的單位的單位: Lg-1cm-1 的單

16、位的單位: Lmol-1cm-1=MaM物質(zhì)的摩爾質(zhì)量物質(zhì)的摩爾質(zhì)量摩爾吸光系數(shù)的物理意義：摩爾吸光系數(shù)的物理意義： 溶液濃度為溶液濃度為1mol/L、液層厚度為、液層厚度為1cm時(shí)物質(zhì)對(duì)光的時(shí)物質(zhì)對(duì)光的吸收程度吸收程度（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)數(shù)（2）不隨濃度）不隨濃度c和液層厚度和液層厚度b的改變而改變。的改變而改變。 在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，僅與吸收物質(zhì)本僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；（3）同一吸光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的）同一吸光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的值是不同的

17、。值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)在最大吸收波長(zhǎng)max處的摩爾吸光系數(shù)，常以處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表示表示 max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力。表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力。3.朗伯朗伯-比爾定律的應(yīng)用條件比爾定律的應(yīng)用條件朗伯朗伯-比爾定律不僅適用于紫外光、可見(jiàn)光，比爾定律不僅適用于紫外光、可見(jiàn)光，也適用紅外光；在同一波長(zhǎng)下，各組分吸也適用紅外光；在同一波長(zhǎng)下，各組分吸光度具有加和性光度具有加和性 A=A1+A2+An（1）入射光必須為單色光）入射光必須為單色光（2）被測(cè)樣品必須是均勻介質(zhì)）被測(cè)樣品必須是均勻介質(zhì)（3）在吸收過(guò)程中吸收物質(zhì)之間不能發(fā)生相）在吸收過(guò)程中吸收物質(zhì)之間不

18、能發(fā)生相 互作用?；プ饔?。 定量分析時(shí)，通常液層厚度是相同的，按照比爾定律，濃度與吸光度之間的關(guān)系應(yīng)該是一條通過(guò)直角坐標(biāo)原點(diǎn)的直線(xiàn)。但在實(shí)際工作中，往往會(huì)偏離線(xiàn)性而發(fā)生彎曲。4.4.偏離朗伯一比爾定律的原因偏離朗伯一比爾定律的原因(1)(1)比爾定律的局限性比爾定律的局限性 比比爾爾定律假設(shè)了吸收粒子之間是無(wú)相互作用定律假設(shè)了吸收粒子之間是無(wú)相互作用的，因此僅在稀溶液的，因此僅在稀溶液（c 10c 10-2 mol/L 時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相時(shí)，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等相互作用，直接影響了對(duì)光的吸收?；プ饔?，直接影響了對(duì)光的吸收。故：朗伯故：朗伯比耳定律只適用于稀溶液比耳定律只適用于稀

19、溶液例：例： 鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡：鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中存在下列平衡： 2 CrO42- 2H = Cr2O72- H2O 溶液中溶液中CrO42-、 Cr2O72-的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同。的顏色不同，吸光性質(zhì)也不相同。故此時(shí)溶液故此時(shí)溶液pH 對(duì)測(cè)定有重要影響。對(duì)測(cè)定有重要影響。例：顯色劑例：顯色劑KSCN與與Fe3+形成紅色配合物形成紅色配合物Fe(SCN)3，存在下列平，存在下列平衡：衡： Fe(SCN)3 Fe3+ + 3SCN溶液稀釋時(shí)一倍時(shí)，上述平衡向右，離解度增大。所以溶液稀釋時(shí)一倍時(shí)，上述平衡向右，離解度增大。所以Fe(SCN)3的濃度不止降低一半，故吸光

20、度降低一半以上，導(dǎo)致的濃度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，導(dǎo)致朗伯朗伯比爾定律比爾定律偏離偏離。第二節(jié)第二節(jié) 化合物的紫外化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜可見(jiàn)吸收光譜一、有機(jī)化合物的紫外一、有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜可見(jiàn)吸收光譜1 、有機(jī)化合物的電子躍遷、有機(jī)化合物的電子躍遷 有機(jī)化合物的紫外吸收光譜，取決有機(jī)化合物的紫外吸收光譜，取決于分子中外層電子的性質(zhì)。有機(jī)化合于分子中外層電子的性質(zhì)。有機(jī)化合物分子中通常有三類(lèi)電子，物分子中通常有三類(lèi)電子，電子、電子、電子、電子、n電子電子l即形成單鍵的即形成單鍵的電子、形成不飽電子、形成不飽和鍵的和鍵的電子以及未參與成鍵的電子以及未參與成鍵的n電子（孤對(duì)

21、電子）。處于基態(tài)的電子（孤對(duì)電子）。處于基態(tài)的分子在吸收一定波長(zhǎng)的光后，分分子在吸收一定波長(zhǎng)的光后，分子中的成鍵電子和非鍵電子可被子中的成鍵電子和非鍵電子可被激發(fā)躍遷至激發(fā)躍遷至* 和和* 反鍵軌道反鍵軌道有機(jī)化合物的紫外有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜，是其分子可見(jiàn)吸收光譜，是其分子中外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果中外層價(jià)電子躍遷的結(jié)果：分子軌道理論分子軌道理論：一個(gè)成鍵軌一個(gè)成鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處于分道。通常外層電子均處于分子軌道的基態(tài)，即成鍵軌道子軌道的基態(tài)，即成鍵軌道或非鍵軌道上?；蚍擎I軌道上。 其躍遷類(lèi)型有其躍遷類(lèi)型有*、n*、*和和n *四種，

22、其相對(duì)能量四種，其相對(duì)能量 大小次序?yàn)椋捍笮〈涡驗(yàn)椋?* n* * n * 有機(jī)物最有用的吸收光譜是基于有機(jī)物最有用的吸收光譜是基于 n *和和*躍遷而產(chǎn)生的。躍遷而產(chǎn)生的。躍遷躍遷l所需能量最大，所需能量最大，電子只有吸收遠(yuǎn)紫電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴外光的能量才能發(fā)生躍遷。飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)(吸吸收波長(zhǎng)收波長(zhǎng)200nm。這類(lèi)。這類(lèi)躍遷在躍遷選律上屬于禁阻躍遷，摩爾吸躍遷在躍遷選律上屬于禁阻躍遷，摩爾吸光系數(shù)一般為光系數(shù)一般為10100Lmol1 cm1，吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和吸收譜帶強(qiáng)度較弱。分子中孤對(duì)電子和鍵

23、同時(shí)存在時(shí)發(fā)生鍵同時(shí)存在時(shí)發(fā)生n 躍遷。丙酮躍遷。丙酮n躍遷的躍遷的max為為275nm max為為22 Lmol1 cm 1（溶劑環(huán)己烷（溶劑環(huán)己烷)。（1 1）生色團(tuán)（發(fā)色團(tuán)）：）生色團(tuán)（發(fā)色團(tuán)）： 把含把含鍵的結(jié)構(gòu)單元稱(chēng)為鍵的結(jié)構(gòu)單元稱(chēng)為生色團(tuán)生色團(tuán)。 有機(jī)化合物中具有有機(jī)化合物中具有n n電子和電子和電子的基電子的基團(tuán)產(chǎn)生團(tuán)產(chǎn)生nn* *躍遷和躍遷和* *躍遷，躍躍遷，躍遷遷E E較低較低例：例： C CC C；C CO O；C CN N；NNN N 2.常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)1、生色團(tuán)與助色團(tuán)、生色團(tuán)與助色團(tuán)生色團(tuán)（生色團(tuán)（chromophore)： 在紫外和可見(jiàn)光區(qū)產(chǎn)生吸收帶的基團(tuán)稱(chēng)在紫

24、外和可見(jiàn)光區(qū)產(chǎn)生吸收帶的基團(tuán)稱(chēng)為生色團(tuán)。因?yàn)橹挥杏蔀樯珗F(tuán)。因?yàn)橹挥杏珊秃蚽躍遷才能產(chǎn)生紫外可見(jiàn)吸收，而這兩種躍躍遷才能產(chǎn)生紫外可見(jiàn)吸收，而這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)，遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)，所以這類(lèi)含有所以這類(lèi)含有鍵的不飽和基團(tuán)稱(chēng)為生色鍵的不飽和基團(tuán)稱(chēng)為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，團(tuán)。簡(jiǎn)單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基、乙炔基、腈基CN等。等。l助色團(tuán)（助色團(tuán)（auxochrome)：l 有一些含有有一些含有n電子的基團(tuán)電子的基團(tuán)(如如OH、OR、NH、NHR、X等等)，它

25、們本，它們本身沒(méi)有生色功能身沒(méi)有生色功能(不能吸收不能吸收200nm的光的光)，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，就會(huì)發(fā)生n共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，且吸收強(qiáng)度增加)，這樣的基團(tuán)稱(chēng)為這樣的基團(tuán)稱(chēng)為助色團(tuán)助色團(tuán)。 如苯環(huán)的一個(gè)氫原子被一些基團(tuán)取代如苯環(huán)的一個(gè)氫原子被一些基團(tuán)取代后，苯環(huán)在后，苯環(huán)在254nm處的吸收帶的最處的吸收帶的最大吸收位置和強(qiáng)度就會(huì)改變。大吸收位置和強(qiáng)度就會(huì)改變?；衔锘衔锶〈〈奖?54300氯苯氯苯264320溴苯溴苯262325苯酚苯酚273

26、1780苯甲醚苯甲醚2722240max/nmmaxClBrOHOCH3（2 2）紅移和藍(lán)移：）紅移和藍(lán)移： 由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛、引入由于化合物結(jié)構(gòu)變化（共軛、引入助色團(tuán)取代基）或采用不同溶劑后吸助色團(tuán)取代基）或采用不同溶劑后吸收峰位置向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)，叫收峰位置向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)，叫紅移紅移（長(zhǎng)移）（長(zhǎng)移） 吸收峰位置向短波方向移動(dòng)，叫吸收峰位置向短波方向移動(dòng)，叫藍(lán)移藍(lán)移（紫移，短移）（紫移，短移）3.影響紫外影響紫外-可見(jiàn)吸收光譜的因素可見(jiàn)吸收光譜的因素 物質(zhì)的吸收光譜與測(cè)定條件物質(zhì)的吸收光譜與測(cè)定條件有密切的關(guān)系。測(cè)定條件（共軛有密切的關(guān)系。測(cè)定條件（共軛效應(yīng)、溶劑極性、效應(yīng)、溶劑極

27、性、pH等）不同，等）不同，吸收光譜的形狀、吸收峰的位置、吸收光譜的形狀、吸收峰的位置、吸收強(qiáng)度等都可能發(fā)生變化。吸收強(qiáng)度等都可能發(fā)生變化。（1）共軛效應(yīng)）共軛效應(yīng)當(dāng)一個(gè)分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的當(dāng)一個(gè)分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的生色團(tuán)時(shí)，按相互間的位置可以分為生色團(tuán)時(shí)，按相互間的位置可以分為共軛和非共軛兩種情況：非共軛時(shí)，共軛和非共軛兩種情況：非共軛時(shí)，各個(gè)生色團(tuán)各自獨(dú)立吸收，吸收帶由各個(gè)生色團(tuán)各自獨(dú)立吸收，吸收帶由各生色團(tuán)的吸收帶疊加而成；各生色團(tuán)的吸收帶疊加而成； 共軛后，共軛后， 電子運(yùn)動(dòng)范圍大，電子運(yùn)動(dòng)范圍大，*軌軌道能量降低，道能量降低， *躍遷能級(jí)差減躍遷能級(jí)差減小，吸收光譜紅移，

28、小，吸收光譜紅移， （摩爾吸光系（摩爾吸光系數(shù)）數(shù)）值增大。共軛不飽和鍵數(shù)目越多，值增大。共軛不飽和鍵數(shù)目越多，紅移越顯著。下表列出了一些有關(guān)共紅移越顯著。下表列出了一些有關(guān)共軛結(jié)構(gòu)的化合物軛結(jié)構(gòu)的化合物化合物化合物共軛雙鍵共軛雙鍵數(shù)數(shù)11955000220010000221721000325425000325835000C H3C HC H2C O O HH(CHCH)3HH2CCHCHCH2CH2C H C O O HCH2CH2max/nmmax（2）溶劑效應(yīng)）溶劑效應(yīng)l溶劑不同，同一種物質(zhì)得到的光譜可溶劑不同，同一種物質(zhì)得到的光譜可能不一樣，這種現(xiàn)象稱(chēng)為溶劑效應(yīng)。能不一樣，這種現(xiàn)象稱(chēng)為

29、溶劑效應(yīng)。l隨著極性增加，隨著極性增加， l*躍遷的吸收波長(zhǎng)變躍遷的吸收波長(zhǎng)變大大，l nn* *躍遷躍遷的吸收波長(zhǎng)變的吸收波長(zhǎng)變小。小。l見(jiàn)見(jiàn)P10表表1-7(3.)溶液的PHE2BPh-OHPh-O-210(6200)235(9400)270(1450)287(2600)Ph-NH2Ph-NH3+230(8600)203(7500)280(1430)254(169)4、常見(jiàn)有機(jī)化合物的紫外、常見(jiàn)有機(jī)化合物的紫外-可見(jiàn)吸收可見(jiàn)吸收 光譜光譜（1 1）飽和烴及其取代衍生物）飽和烴及其取代衍生物l烷烴烷烴 lCC，CH 只產(chǎn)生只產(chǎn)生* 躍遷，躍遷，max150 nm，在近紫外區(qū)無(wú)吸收。因而飽和，

30、在近紫外區(qū)無(wú)吸收。因而飽和烷烴可用作紫外吸收測(cè)定的溶劑。烷烴可用作紫外吸收測(cè)定的溶劑。l 如如，CH4 max=125 nm； l CH3CH3 max=135 nm飽和烴上飽和烴上H被雜原子取代被雜原子取代l*紅移，并產(chǎn)生紅移，并產(chǎn)生n* 躍遷。躍遷。l n*仍在遠(yuǎn)紫外區(qū)；仍在遠(yuǎn)紫外區(qū)；l 某些某些n* 可以在近紫外區(qū)產(chǎn)生吸收。可以在近紫外區(qū)產(chǎn)生吸收。l CH4 : * 124 nm ， l CH3I: n* 259 nm部分含雜原子的飽和化合物部分含雜原子的飽和化合物n* 吸收吸收化合物化合物 max max 溶劑溶劑甲醇甲醇 177 200 己烷己烷1-己硫醇己硫醇 224 126 環(huán)己

31、烷環(huán)己烷三甲基胺三甲基胺 199 395 己烷己烷氯代甲烷氯代甲烷 173 200 己烷己烷 溴代甲烷溴代甲烷 208 300 己烷己烷（2）不飽和烴及共軛烯烴）不飽和烴及共軛烯烴l、：* 躍遷、躍遷、* 躍遷躍遷單個(gè)雙鍵，隔離雙鍵：?jiǎn)蝹€(gè)雙鍵，隔離雙鍵：l* 躍遷，吸收峰在遠(yuǎn)紫外區(qū)，躍遷，吸收峰在遠(yuǎn)紫外區(qū)，l乙烯乙烯 175nm，1,5-己二烯己二烯 185 nml烯碳上取代基數(shù)目增加，烯碳上取代基數(shù)目增加， max紅移。紅移。共軛雙鍵：共軛雙鍵： * 躍遷紅移，增色，躍遷紅移，增色，l 共軛雙鍵中共軛雙鍵中* 躍遷所產(chǎn)生的吸收躍遷所產(chǎn)生的吸收帶稱(chēng)為帶稱(chēng)為K帶帶，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大（，其特點(diǎn)是強(qiáng)度

32、大（104），），max 217nm ，K帶的帶的max、max與與共軛體系的數(shù)目、位置、取代基的種類(lèi)有共軛體系的數(shù)目、位置、取代基的種類(lèi)有關(guān)。關(guān)。雙鍵與帶雙鍵與帶n電子的雜原子相連：電子的雜原子相連： 由于由于n 共軛，共軛，* 躍遷能量減小，波躍遷能量減小，波長(zhǎng)紅移。長(zhǎng)紅移。l（3）芳香族化合物）芳香族化合物 苯：苯：具有環(huán)狀共軛體系，具有環(huán)狀共軛體系，由由*產(chǎn)生三個(gè)吸收帶：產(chǎn)生三個(gè)吸收帶： E1 184 nm 4.7104 E2 203 nm 7.9103 B 255 - 230 nm B帶是由于帶是由于*躍遷和苯躍遷和苯環(huán)的振動(dòng)重疊引起，也稱(chēng)為環(huán)的振動(dòng)重疊引起，也稱(chēng)為精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收帶。精

33、細(xì)結(jié)構(gòu)吸收帶。B帶是芳香帶是芳香族化合物的重要特征吸收帶。族化合物的重要特征吸收帶。（4）羰基化合物）羰基化合物n*、n*、*l 其中其中n*、*躍遷的躍遷的max 200nm，l n*躍遷躍遷max 270 - 300nm （100） ，是羰基化合物（雙鍵上有雜原子）的特征是羰基化合物（雙鍵上有雜原子）的特征吸收帶，稱(chēng)為吸收帶，稱(chēng)為R帶帶。l幾種特征吸收帶幾種特征吸收帶lK吸收帶吸收帶、共軛雙鍵中、共軛雙鍵中* 躍遷所產(chǎn)生躍遷所產(chǎn)生的吸收帶稱(chēng)為的吸收帶稱(chēng)為K帶，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大（帶，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大（104），）， max 在在217-280nm范圍，共范圍，共軛體系數(shù)目越多，深色移動(dòng)顯著。軛體

34、系數(shù)目越多，深色移動(dòng)顯著。lE1、 E2帶帶、 具有環(huán)狀共軛體系，由具有環(huán)狀共軛體系，由*產(chǎn)產(chǎn) 生的吸收帶。強(qiáng)吸收帶。苯的生的吸收帶。強(qiáng)吸收帶。苯的lE1 max 185nm。lE2 max 204nm 。一般在。一般在 210nm左右。左右。lB帶帶、具有環(huán)狀共軛體系是由于、具有環(huán)狀共軛體系是由于*躍躍遷和苯環(huán)的振動(dòng)重疊引起，也稱(chēng)為精細(xì)結(jié)遷和苯環(huán)的振動(dòng)重疊引起，也稱(chēng)為精細(xì)結(jié)構(gòu)吸收帶。構(gòu)吸收帶。B帶是芳香族化合物的重要特帶是芳香族化合物的重要特征吸收帶。較弱吸收征吸收帶。較弱吸收（200） ， lmax 230-270 nm 。lR帶帶、是由于、是由于 n*躍遷產(chǎn)生的躍遷產(chǎn)生的max 270

35、- 300nm ，弱吸收弱吸收（100） ，是羰基化，是羰基化合物（雙鍵上有雜原子）的特征吸收帶，合物（雙鍵上有雜原子）的特征吸收帶，稱(chēng)為稱(chēng)為R帶。帶。2.配位場(chǎng)躍遷配位場(chǎng)躍遷f電子躍遷吸收光譜電子躍遷吸收光譜鑭系和錒系元素的離子對(duì)紫外和可見(jiàn)光的鑭系和錒系元素的離子對(duì)紫外和可見(jiàn)光的吸收是基于內(nèi)層吸收是基于內(nèi)層f電子的躍遷而產(chǎn)生的。電子的躍遷而產(chǎn)生的。其紫外可見(jiàn)光譜為一些狹長(zhǎng)的特征吸收峰，其紫外可見(jiàn)光譜為一些狹長(zhǎng)的特征吸收峰，這些峰幾乎不受金屬離子的配位環(huán)境的影這些峰幾乎不受金屬離子的配位環(huán)境的影響。響。 d電子躍遷吸收光譜電子躍遷吸收光譜過(guò)渡金屬的電子躍遷類(lèi)型為過(guò)渡金屬的電子躍遷類(lèi)型為d電子在

36、不同電子在不同d軌軌道間的躍遷，吸收紫外或可見(jiàn)光譜。這些道間的躍遷，吸收紫外或可見(jiàn)光譜。這些峰強(qiáng)烈受配位環(huán)境的影響。峰強(qiáng)烈受配位環(huán)境的影響。例如例如 cu2+以水為配位體，吸收峰在以水為配位體，吸收峰在794nm處，處，而以氨為配位體，吸收峰在而以氨為配位體，吸收峰在663nm處。此處。此類(lèi)光譜吸收強(qiáng)度弱，較少用于定量分析。類(lèi)光譜吸收強(qiáng)度弱，較少用于定量分析。練習(xí)題練習(xí)題1光量子的能量正比于輻射的：光量子的能量正比于輻射的：A：頻率：頻率B：波長(zhǎng)：波長(zhǎng).C：波數(shù)：波數(shù).D：傳播速度：傳播速度E周期周期2.電子能級(jí)間隔越小，躍遷時(shí)吸收光子的電子能級(jí)間隔越小，躍遷時(shí)吸收光子的A：能量越大：能量越大

37、B：波長(zhǎng)越長(zhǎng)：波長(zhǎng)越長(zhǎng).C：波數(shù)越大：波數(shù)越大 D：頻率越高：頻率越高E：以上：以上A、B、C、D、都對(duì)、都對(duì) l3同一電子能級(jí)，振動(dòng)態(tài)變化時(shí)所產(chǎn)生同一電子能級(jí)，振動(dòng)態(tài)變化時(shí)所產(chǎn)生的光譜波長(zhǎng)范圍是：的光譜波長(zhǎng)范圍是：lA：可見(jiàn)光區(qū)：可見(jiàn)光區(qū)B：紫外光區(qū)：紫外光區(qū)C：紅外光區(qū)：紅外光區(qū). D：X射線(xiàn)光區(qū)射線(xiàn)光區(qū)E：微波區(qū)：微波區(qū)l4所謂真空紫外區(qū)，其波長(zhǎng)范圍是：所謂真空紫外區(qū)，其波長(zhǎng)范圍是：lA：200400nm . B：400800nm lC：10200nm D：103nm5 5下面五個(gè)電磁輻射區(qū)域：下面五個(gè)電磁輻射區(qū)域：A A：X X射線(xiàn)區(qū)射線(xiàn)區(qū)B B：紅外區(qū)：紅外區(qū)C C：無(wú)線(xiàn)電波：無(wú)線(xiàn)電

38、波D D：可見(jiàn)光區(qū)：可見(jiàn)光區(qū)E E：紫外光區(qū)：紫外光區(qū)請(qǐng)指出（請(qǐng)指出（1 1）能量最大者（）能量最大者（2 2）波長(zhǎng)最短者）波長(zhǎng)最短者 （3 3）波數(shù)最小者（）波數(shù)最小者（4 4）頻率最小者）頻率最小者6以下五種類(lèi)型的電子能級(jí)躍遷，需要能以下五種類(lèi)型的電子能級(jí)躍遷，需要能量量最大的是：最大的是：*:Bn*:Dn*:C*:E*:A第三節(jié) 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理一、主要部件 一、主要組成元件光源光源單色器單色器樣品室樣品室檢測(cè)器檢測(cè)器顯示顯示l1、光源、光源l 在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的連續(xù)光譜，具有足夠的輻射

39、強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。 可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在3203202500nm2500nm。 紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185185400 nm400 nm的連續(xù)的連續(xù)光譜。光譜。l2、單色器、單色器l 將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。 棱鏡棱鏡:玻璃玻璃3503200nm, 石英石英185400nm 光柵光柵:波長(zhǎng)范圍寬波長(zhǎng)范圍寬,色散均勻色散均勻,分辨率高分辨率高, 使用方便使用方便

40、3.3.吸收池：吸收池：( (比色皿比色皿) )用于盛待測(cè)及參比溶液。用于盛待測(cè)及參比溶液。 可見(jiàn)光區(qū)：光學(xué)玻璃池，有可見(jiàn)光區(qū)：光學(xué)玻璃池，有0.5cm 1.0cm 0.5cm 1.0cm 2.0cm 3.0cm2.0cm 3.0cm等規(guī)格。等規(guī)格。 紫外區(qū)：石英池紫外區(qū)：石英池4.4.檢測(cè)器：檢測(cè)器：利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。利用光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。 光電池，光電管，光電倍增管光電池，光電管，光電倍增管5.5.指示器：指示器：低檔儀器：刻度顯示低檔儀器：刻度顯示 中高檔儀器：數(shù)字顯示，自動(dòng)掃描記錄中高檔儀器：數(shù)字顯示，自動(dòng)掃描記錄l返回氙燈氙燈氫燈氫燈鎢燈鎢燈棱鏡：棱鏡

41、：依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)折射率不同依據(jù)不同波長(zhǎng)光通過(guò)棱鏡時(shí)折射率不同單色器單色器入射狹縫入射狹縫準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直透鏡棱鏡棱鏡聚焦透鏡聚焦透鏡出射狹縫出射狹縫白光白光紅紅紫紫1 12 2800 600 500400 光柵：光柵：在鍍鋁的玻璃表面在鍍鋁的玻璃表面刻有數(shù)量很大的等寬度等刻有數(shù)量很大的等寬度等間距條痕間距條痕(600(600、12001200、24002400條條/mm )/mm )。M1M2出出射射狹狹縫縫光屏光屏透透鏡鏡平面透平面透射光柵射光柵光柵衍射示意圖光柵衍射示意圖原理原理：利用光通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍利用光通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象而分光射和干涉現(xiàn)象而分光. .返回返回吸收池吸收

42、池光電管光電管(Phototube)(Phototube)h （片）（片）紅敏管紅敏管 625-1000 nm藍(lán)敏管藍(lán)敏管 200-625 nm數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理二、分光光度計(jì)的類(lèi)型二、分光光度計(jì)的類(lèi)型第四節(jié)第四節(jié) 紫外紫外-可見(jiàn)吸收光譜的應(yīng)用可見(jiàn)吸收光譜的應(yīng)用 紫外紫外-可見(jiàn)吸收光譜除主要可用于物質(zhì)的定量分析外，還可見(jiàn)吸收光譜除主要可用于物質(zhì)的定量分析外，還可以用于物質(zhì)的定性分析、純度鑒定、結(jié)構(gòu)分析?？梢杂糜谖镔|(zhì)的定性分析、純度鑒定、結(jié)構(gòu)分析。一一.定性分析定性分析1、未知化合物的定性鑒定、未知化合物的定性鑒定 每一種化合物都有自己的特征光譜。測(cè)出未知物的每一種化合物都有自己的特征光譜。測(cè)出未

43、知物的吸收光譜，原則上可以對(duì)該未知物作出定性鑒定，但對(duì)吸收光譜，原則上可以對(duì)該未知物作出定性鑒定，但對(duì)復(fù)雜化合物的定性分析有一定的困難。復(fù)雜化合物的定性分析有一定的困難。在相同的實(shí)驗(yàn)條在相同的實(shí)驗(yàn)條件（儀器條件、溶劑）下，將未知物的紫外光譜與標(biāo)準(zhǔn)件（儀器條件、溶劑）下，將未知物的紫外光譜與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紫外光譜進(jìn)行比較，若兩者譜圖相同，可認(rèn)為含物質(zhì)的紫外光譜進(jìn)行比較，若兩者譜圖相同，可認(rèn)為含有相同的生色團(tuán)，但不一定是相同的物質(zhì)。有相同的生色團(tuán)，但不一定是相同的物質(zhì)。2.純度的鑒定純度的鑒定 用紫外吸收光譜確定試樣的純度是比較方便用紫外吸收光譜確定試樣的純度是比較方便的。的。 如苯如苯256nm處處

44、 有有B帶，而甲醇帶，而甲醇 乙醇無(wú)吸收帶，乙醇無(wú)吸收帶，可鑒定其純度。可鑒定其純度。 3.結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 紫外紫外-可見(jiàn)吸收光譜一般不用于化合物的可見(jiàn)吸收光譜一般不用于化合物的結(jié)構(gòu)分析，但利用紫外吸收光譜鑒定化合物結(jié)構(gòu)分析，但利用紫外吸收光譜鑒定化合物中的共軛結(jié)構(gòu)和芳環(huán)結(jié)構(gòu)還是有一定價(jià)值。中的共軛結(jié)構(gòu)和芳環(huán)結(jié)構(gòu)還是有一定價(jià)值。例如，某化合物在近紫外區(qū)內(nèi)無(wú)吸收，說(shuō)明例如，某化合物在近紫外區(qū)內(nèi)無(wú)吸收，說(shuō)明該物質(zhì)無(wú)共軛結(jié)構(gòu)和芳香結(jié)構(gòu)。該物質(zhì)無(wú)共軛結(jié)構(gòu)和芳香結(jié)構(gòu)。二、定量分析二、定量分析1.單組分的定量分析單組分的定量分析l（1）吸光系數(shù)法（絕對(duì)法）吸光系數(shù)法（絕對(duì)法）l【例【例1-4】P17l（

45、2）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法l As=kbCsl Ax=kbCsl Cs=AsCx/Ax l(3)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法 配制一系列濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)配制一系列濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)定其吸光度，用吸光度對(duì)濃度作圖。定其吸光度，用吸光度對(duì)濃度作圖。再測(cè)定未知液的吸再測(cè)定未知液的吸光度光度Ax，從工作曲，從工作曲線(xiàn)上查得其濃度。線(xiàn)上查得其濃度。cAAxcxl2、多組分的定量分析、多組分的定量分析a a 不重疊不重疊b b 重疊重疊111A BAABBAcLcL 111ABA AB BAc L c L 111ABA AB BAc L c L yyxxyxbcbcAAA11111111A BAABBAc

46、LcL yyxxyxbcbcAAA22222第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)技術(shù)l一一 樣品的制備樣品的制備l二儀器測(cè)量條件的選擇二儀器測(cè)量條件的選擇、吸光度測(cè)條、吸光度測(cè)條1.1.選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng)選擇適當(dāng)?shù)娜肷洳ㄩL(zhǎng) 一般應(yīng)該選擇一般應(yīng)該選擇maxmax為入射光波長(zhǎng)。為入射光波長(zhǎng)。但如果但如果maxmax處有共存組分干擾時(shí)，則處有共存組分干擾時(shí)，則應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾應(yīng)考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長(zhǎng)。的入射光波長(zhǎng)。2、吸光度范圍的選擇、吸光度范圍的選擇 儀器光源不穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)條件的偶然變動(dòng)、讀數(shù)精度變動(dòng)等儀器光源不穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)條件的偶然變動(dòng)、讀數(shù)精度變動(dòng)等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。

47、光度分析誤差光度分析誤差化學(xué)因素化學(xué)因素儀器因素儀器因素濃度測(cè)量的相對(duì)誤差與濃度測(cè)量的相對(duì)誤差與T T( (或或A A) )的關(guān)系：的關(guān)系：TTlgT4340ccEr.儀器讀數(shù)儀器讀數(shù)誤差誤差對(duì)于給定的儀器，讀數(shù)誤差對(duì)于給定的儀器，讀數(shù)誤差T T為一常數(shù)為一常數(shù)1086420204060800.70.40.20.1AT/%Err0.434lg(0.01)cTEcTTT (36.8)0.434實(shí)際工作中，應(yīng)控制實(shí)際工作中，應(yīng)控制T T在在15156565, A, A在在0.20.20.80.8之間之間( (調(diào)調(diào)c, b, ) ) 因此，在不同的吸光度范圍內(nèi)儀器讀數(shù)對(duì)測(cè)定帶來(lái)不同程度因此，在不同的

48、吸光度范圍內(nèi)儀器讀數(shù)對(duì)測(cè)定帶來(lái)不同程度的誤差，根據(jù)計(jì)算結(jié)果作圖的誤差，根據(jù)計(jì)算結(jié)果作圖l3、儀器狹逢寬度的選擇、儀器狹逢寬度的選擇l狹逢寬度過(guò)大，入射光的單色性降低狹逢寬度過(guò)大，入射光的單色性降低狹逢寬度過(guò)小，光強(qiáng)變?nèi)酢Ｔ诓灰皙M逢寬度過(guò)小，光強(qiáng)變?nèi)酢Ｔ诓灰鹞舛葴p小的情況下，盡量選取最大吸光度減小的情況下，盡量選取最大的的狹逢寬度。狹逢寬度。三、三、 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 可見(jiàn)光區(qū)的吸光光度分析，首先要利用顯色反應(yīng)可見(jiàn)光區(qū)的吸光光度分析，首先要利用顯色反應(yīng)將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)，然后進(jìn)行測(cè)定將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)，然后進(jìn)行測(cè)定。顯色劑：顯色劑：將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變

49、為有色物質(zhì)的化學(xué)試劑將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)的化學(xué)試劑M + R MR被測(cè)組被測(cè)組分分有色有色物質(zhì)物質(zhì)顯色劑顯色劑1.靈敏度高，靈敏度高，大。大。2.選擇性好，干擾少。選擇性好，干擾少。3.顯色后的物質(zhì)組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。顯色后的物質(zhì)組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4.有色物質(zhì)與顯色劑顏色差別大。顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)有色物質(zhì)與顯色劑顏色差別大。顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)處無(wú)明顯吸收處無(wú)明顯吸收, max 60 nm;M + R MR對(duì)顯色反應(yīng)的要求對(duì)顯色反應(yīng)的要求影響因素影響因素顯色條件的選擇顯色條件的選擇M + R MROH-M（OH）nH+HnR顯色劑用量顯色劑用量酸度酸度溫度溫度顯色時(shí)間顯色時(shí)間溶劑溶劑溶

50、液中共存離子溶液中共存離子1. 1. 顯色劑用量顯色劑用量 為使顯色反應(yīng)完全，需加入過(guò)量的顯色劑，但有時(shí)顯色劑為使顯色反應(yīng)完全，需加入過(guò)量的顯色劑，但有時(shí)顯色劑太多，引起副反應(yīng)，用量通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇。太多，引起副反應(yīng)，用量通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇。 固定固定c c(M)(M)、pHpH，改變，改變c c（R R）：）：c(R)c(R)c(R)Mo(SCN)32+ 淺紅淺紅Mo(SCN)5 橙紅橙紅Mo(SCN)6- 淺紅淺紅Fe(SCN)n3-n2.2.顯色反應(yīng)酸度顯色反應(yīng)酸度pH酸度對(duì)顯色反應(yīng)有影響，要控制合適的酸度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。酸度對(duì)顯色反應(yīng)有影響，要控制合適的酸度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。 固定固定c c(M)

51、(M)、 c c(R)(R)，改變，改變pHpH2550t /minA3. 3. 顯色溫度及顯色時(shí)間顯色溫度及顯色時(shí)間 顯色反應(yīng)要在合適的溫度下進(jìn)行；有的顯色反應(yīng)瞬間完成，顯色反應(yīng)要在合適的溫度下進(jìn)行；有的顯色反應(yīng)瞬間完成，有的需要放置一定時(shí)間。有的放置時(shí)間太長(zhǎng)不穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)有的需要放置一定時(shí)間。有的放置時(shí)間太長(zhǎng)不穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇。選擇。 固定固定c(M)、 c(R) 、 pH，改變溫度和時(shí)間，改變溫度和時(shí)間四、參比溶液的選擇四、參比溶液的選擇 吸光度的測(cè)量：吸光度的測(cè)量：將被測(cè)溶液盛放在吸收池中，放入分光光度將被測(cè)溶液盛放在吸收池中，放入分光光度計(jì)光路中。計(jì)光路中。如圖所示：如圖所示：M

52、RMR吸收吸收試樣中其他成分吸收試樣中其他成分吸收溶劑和試劑吸收溶劑和試劑吸收吸收池對(duì)光的反射和吸收吸收池對(duì)光的反射和吸收A=lg(I0/It) 目的是為了消除由于比色皿、溶劑及試劑對(duì)入射目的是為了消除由于比色皿、溶劑及試劑對(duì)入射光的反射和吸收等帶來(lái)的誤差。光的反射和吸收等帶來(lái)的誤差。A （樣品）（樣品） = A （MR） + A （干擾）（干擾）+ A （吸收池）（吸收池） 為了使吸光度真正反映待測(cè)組分的濃度，需扣除非待測(cè)為了使吸光度真正反映待測(cè)組分的濃度，需扣除非待測(cè)組分的影響組分的影響使用參比溶液使用參比溶液 參比溶液參比溶液：將不含待測(cè)離子的溶液或試劑加入一比色皿：將不含待測(cè)離子的溶液

53、或試劑加入一比色皿中，試液放入另一比色皿中，再調(diào)節(jié)儀器，使不含待測(cè)離子中，試液放入另一比色皿中，再調(diào)節(jié)儀器，使不含待測(cè)離子溶液處于溶液處于T=100%T=100%（A=0A=0）處，此種溶液為參比溶液。）處，此種溶液為參比溶液。 參比溶液的選擇（1）如果僅待測(cè)物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可用）如果僅待測(cè)物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可用純純?nèi)軇ɑ蛘麴s水）溶劑（或蒸餾水）作參比溶液作參比溶液 （2）如果顯色劑或其他試劑略有吸收，應(yīng)用）如果顯色劑或其他試劑略有吸收，應(yīng)用空白溶液空白溶液（包括顯色劑或其它試劑不加待測(cè)試樣溶液）作為參比（包括顯色劑或其它試劑不加待測(cè)試樣溶液）作為參比溶液。溶液。 （3

54、）如試樣中其它組分有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)，則）如試樣中其它組分有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)，則當(dāng)顯色劑無(wú)吸收時(shí)，可用當(dāng)顯色劑無(wú)吸收時(shí)，可用試樣溶液試樣溶液作為參比溶液；當(dāng)顯作為參比溶液；當(dāng)顯色劑略有吸收時(shí)，可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)組色劑略有吸收時(shí)，可在試液中加入適當(dāng)掩蔽劑將待測(cè)組分掩蔽后再加顯色劑，以此溶液作參比溶液。分掩蔽后再加顯色劑，以此溶液作參比溶液。 五、干擾及消除方法五、干擾及消除方法 共存離子有色或顯色劑反應(yīng)生成有共存離子有色或顯色劑反應(yīng)生成有色物質(zhì)干擾測(cè)定，需設(shè)法消除或提前色物質(zhì)干擾測(cè)定，需設(shè)法消除或提前分離之。分離之。消除方法有消除方法有：1、控制酸度、控制酸度2、選擇適當(dāng)?shù)难诒蝿?、選擇適當(dāng)?shù)难诒蝿┻x擇掩蔽劑的原則選擇掩蔽劑的原則是：掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩蔽是：掩蔽劑不與待測(cè)組分反應(yīng)；掩蔽劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)劑本身及掩蔽劑與干擾組分的反應(yīng)產(chǎn)物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定。物不干擾待測(cè)組分的測(cè)定。 例：測(cè)定例：測(cè)定Ti4，加入，加入H3PO4掩蔽劑掩蔽劑使使Fe3+(黃色黃色)成為成為Fe(PO)23-(無(wú)色無(wú)色)，消除，消除Fe3+的干擾。的干擾。l采用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法預(yù)先除去干擾物采用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法預(yù)先除去干擾物質(zhì)。質(zhì)。3.3.利用惰性配合物利用惰性配合物4.4.選擇適宜的波長(zhǎng)選擇適宜的波長(zhǎng) 避開(kāi)干擾物的最大吸收，配制適當(dāng)