紫外-可見吸收光譜的原理與應(yīng)用

1、4.2 紫外紫外-可見光譜可見光譜與紫外與紫外-可見光譜儀可見光譜儀內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、紫外可見光譜概述一、紫外可見光譜概述二、各類化合物的紫外吸收二、各類化合物的紫外吸收三、紫外譜圖的解析三、紫外譜圖的解析四、紫外光譜應(yīng)用舉例四、紫外光譜應(yīng)用舉例五、紫外及可見分光光度計(jì)五、紫外及可見分光光度計(jì)六、六、紫外可見分光光度法的應(yīng)用紫外可見分光光度法的應(yīng)用1 1。 紫外紫外- -可見光區(qū)的劃分可見光區(qū)的劃分可見光部分：可見光部分：360-760nm360-760nm近紫外：近紫外：200-360nm200-360nm遠(yuǎn)紫外：遠(yuǎn)紫外：10-200nm10-200nm 由于遠(yuǎn)紫外的吸收測(cè)量必須在真空條件

2、下進(jìn)行，故使用由于遠(yuǎn)紫外的吸收測(cè)量必須在真空條件下進(jìn)行，故使用受到限制；通常紫外受到限制；通常紫外- -可見光區(qū)域指的是可見光區(qū)域指的是200-800nm200-800nm的范圍。的范圍。一、紫外可見光譜概述一、紫外可見光譜概述赤色赤色橙色橙色紅色紅色綠色綠色青色青色藍(lán)色藍(lán)色紫色紫色物質(zhì)顏色物質(zhì)顏色吸收光吸收光顏色顏色波長(zhǎng)波長(zhǎng)/nm黃綠黃綠紫紫400-450黃黃藍(lán)藍(lán)450-480橙橙綠藍(lán)綠藍(lán)480-490紅紅藍(lán)綠藍(lán)綠490-500紫紅紫紅綠綠500-560紫紫黃綠黃綠560-580藍(lán)藍(lán)黃黃580-600綠藍(lán)綠藍(lán)橙橙600-650藍(lán)綠藍(lán)綠紅紅650-7502 2。分子的紫外。分子的紫外可見吸收光

3、譜是基于物質(zhì)分子吸收可見吸收光譜是基于物質(zhì)分子吸收紫外輻射或可見光，其外層電子躍遷而成，又稱分子紫外輻射或可見光，其外層電子躍遷而成，又稱分子的電子躍遷光譜。的電子躍遷光譜。 與有機(jī)物分子紫外與有機(jī)物分子紫外- -可見吸收光譜有關(guān)的電子是：形成可見吸收光譜有關(guān)的電子是：形成單鍵的單鍵的 電子，形成雙鍵的電子，形成雙鍵的 電子以及未共享的或稱為非電子以及未共享的或稱為非鍵的鍵的n n電子。電子。 3。各種電子的能級(jí)高低次序。各種電子的能級(jí)高低次序 * * * * n n 躍遷躍遷類型類型吸收吸收帶帶特征特征 maxmax* *遠(yuǎn)紫遠(yuǎn)紫外區(qū)外區(qū)遠(yuǎn)紫外區(qū)測(cè)定遠(yuǎn)紫外區(qū)測(cè)定n n* *端吸端吸收收紫外區(qū)

4、短波長(zhǎng)端至遠(yuǎn)紫外區(qū)的紫外區(qū)短波長(zhǎng)端至遠(yuǎn)紫外區(qū)的強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收* *E E1 1芳香環(huán)的雙鍵吸收芳香環(huán)的雙鍵吸收200200K K(E(E2 2) )共軛多稀、共軛多稀、-C=C-C=O-C=C-C=O-等的吸等的吸收收1000010000B B芳香環(huán)、芳香雜環(huán)合物的吸收，芳香環(huán)、芳香雜環(huán)合物的吸收，具有精細(xì)結(jié)構(gòu)具有精細(xì)結(jié)構(gòu)100100n n* *R R同時(shí)存在雜原子和雙鍵同時(shí)存在雜原子和雙鍵 電子電子100-N(CH-N(CH3 3) )2 2-NH-NH2 2-OH-OCH-OH-OCH3 3-NHCOCH-NHCOCH3 3-OCOCH-OCOCH3 3-CHCH2 2CHCH2 2COOH

5、-H COOH-H 取代苯取代苯K-K-吸收帶吸收帶B-B-吸收帶吸收帶 maxmax(nm)(nm) maxmax maxmax(nm)(nm) maxmaxC C6 6H H5 5-H-H20420474007400254254204204C C6 6H H5 5-CH-CH3 320720770007000261261225225C C6 6H H5 5-OH-OH2112116200620027027014501450C C6 6H H5 5-NH-NH2 22302308600860028028014301430取代苯取代苯K-K-吸收帶吸收帶B-B-吸收帶吸收帶 maxmax(nm

6、)(nm) maxmax maxmax(nm)(nm) maxmaxC C6 6H H5 5-H-H20420474007400254254204204C C6 6H H5 5-NO-NO2 2268268C C6 6H H5 5-COCH-COCH3 3278.5278.5C C6 6H H5 5-N(CH-N(CH3 3) )2 229829821002100 吸電子基使苯環(huán)的吸電子基使苯環(huán)的B B帶往長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，吸電子作用帶往長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，吸電子作用越強(qiáng)，移動(dòng)越??；吸電子基的作用強(qiáng)度順序是：越強(qiáng)，移動(dòng)越小；吸電子基的作用強(qiáng)度順序是：-N-N+ +(CH(CH3 3) )3 3-NO

7、-NO2 2-SO-SO3 3H-COH-COOH-COH-COO- -COOH-COCH-COOH-COCH3 3-Cl-Cl-Br-I Br-I f f、雜芳環(huán)化合物、雜芳環(huán)化合物 五員雜芳環(huán)按照呋喃、吡咯、噻吩的順序紫外吸收波長(zhǎng)五員雜芳環(huán)按照呋喃、吡咯、噻吩的順序紫外吸收波長(zhǎng)逐漸增大。由于硫的電子較氮、氧能更好地和二烯的逐漸增大。由于硫的電子較氮、氧能更好地和二烯的電電子共軛。子共軛。g.溶劑的影響溶劑的影響 溶劑極性增大，導(dǎo)致：溶劑極性增大，導(dǎo)致： * *躍遷，能量躍遷，能量減少，所以，吸收帶減少，所以，吸收帶紅移紅移, , n n* *躍遷，能量躍遷，能量增大，所以，吸收帶增大，所以

8、，吸收帶藍(lán)移藍(lán)移 。如：如：N-N-亞硝基二甲胺在不同溶劑中的紫外吸收光譜圖亞硝基二甲胺在不同溶劑中的紫外吸收光譜圖 溶劑極性溶劑極性增大，吸收增大，吸收峰呈規(guī)律性峰呈規(guī)律性藍(lán)移藍(lán)移 化合物在化合物在220220800nm800nm內(nèi)內(nèi)無紫外吸收無紫外吸收，說，說明該化合物是明該化合物是脂肪烴脂肪烴或它們的簡(jiǎn)單或它們的簡(jiǎn)單衍生物衍生物( (氯化物、醇、醚、羧酸等氯化物、醇、醚、羧酸等) )，甚至可能是非，甚至可能是非共軛的烯。共軛的烯。 220220250nm250nm內(nèi)顯示內(nèi)顯示強(qiáng)的吸收強(qiáng)的吸收(近近1000010000或更大或更大) )，這表明，這表明K K帶帶的存在。即存在共扼的的存在。

9、即存在共扼的兩個(gè)不飽和鍵兩個(gè)不飽和鍵( (共軛二烯或共軛二烯或，不飽和不飽和醛、酮醛、酮) )。3 3。紫外譜圖提供的結(jié)構(gòu)信息小結(jié)。紫外譜圖提供的結(jié)構(gòu)信息小結(jié) 250250290nm290nm內(nèi)顯示內(nèi)顯示中等強(qiáng)度吸收中等強(qiáng)度吸收，且常顯，且常顯示不同程度的示不同程度的精細(xì)結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)，說明有，說明有苯環(huán)苯環(huán)或某些或某些雜雜芳環(huán)芳環(huán)的存在。的存在。 250250350nm350nm內(nèi)顯示內(nèi)顯示中、低強(qiáng)度的吸收中、低強(qiáng)度的吸收，說，說明明羰基羰基或或共軛羰基共軛羰基的存在。的存在。 300nm300nm以上的以上的高強(qiáng)度高強(qiáng)度吸收，說明該化合物具吸收，說明該化合物具有較大的有較大的共軛體系共軛體系

10、。若高強(qiáng)度吸收具有明顯的。若高強(qiáng)度吸收具有明顯的精細(xì)結(jié)構(gòu)精細(xì)結(jié)構(gòu)。說明。說明稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴、稠環(huán)雜芳烴或其衍、稠環(huán)雜芳烴或其衍生物的存在。生物的存在。 兩者具有相似的紫外兩者具有相似的紫外吸收峰吸收峰, ,是因?yàn)椋瑑煞质且驗(yàn)?，兩分子中有相同的子中有相同的O=C-C=CO=C-C=C共軛結(jié)構(gòu)共軛結(jié)構(gòu)。例例1 1：膽甾酮（：膽甾酮（a a）與異亞丙基丙酮（）與異亞丙基丙酮（b b）的紫外光譜圖）的紫外光譜圖 * *電子躍遷電子躍遷n n* *電子躍遷電子躍遷 例例2 2：烷基取代硝基苯烷基取代硝基苯的紫外光譜圖的紫外光譜圖 與硝基苯相比，與硝基苯相比，2, 4, 6-2, 4, 6-三丁基硝基苯

11、在三丁基硝基苯在255nm255nm附近附近的吸收峰已經(jīng)消失；可以的吸收峰已經(jīng)消失；可以清楚地看到清楚地看到空間阻礙空間阻礙對(duì)分對(duì)分子吸收光譜的影響。子吸收光譜的影響。 NO2A:123456NO2B:123456CH3NO2C:123456CH2CH3NO2D:123456CH2CH2CH3NO2E:123456CH2CH2CH2CH3NO2F:123456CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2例例3: 3: 偶氮苯順反異構(gòu)體的紫外吸收譜圖偶氮苯順反異構(gòu)體的紫外吸收譜圖 NNNN順式偶氮苯順式偶氮苯反式偶氮苯反式偶氮苯 反式偶氮苯的摩爾吸光反式偶氮苯的摩爾吸

12、光系數(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于順式，且系數(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于順式，且吸收峰位紅移。因?yàn)?，反吸收峰位紅移。因?yàn)?，反式偶氮苯的空間位阻小。式偶氮苯的空間位阻小。三、紫外光譜的定析方法三、紫外光譜的定析方法 1. 1.比較未知物比較未知物與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紫外光的紫外光譜圖，若兩者的譜圖相同，則可認(rèn)為待測(cè)樣譜圖，若兩者的譜圖相同，則可認(rèn)為待測(cè)樣品與已知物質(zhì)具有相同的生色團(tuán)。品與已知物質(zhì)具有相同的生色團(tuán)。 2.2.紫外吸收光譜相同，兩種化合物有時(shí)紫外吸收光譜相同，兩種化合物有時(shí)不一定相同，所以在不一定相同，所以在比較比較maxmax的同時(shí)，還的同時(shí)，還要比較它們的要比較它們的值值。 3.3.紫外可見吸收光譜可用

13、于檢出紫外可見吸收光譜可用于檢出某些某些官能團(tuán)官能團(tuán)。1. Lamber-Beer定律定律吸收光譜法基本定律吸收光譜法基本定律四、紫外光譜的定量分析四、紫外光譜的定量分析它描述物質(zhì)對(duì)單色光吸收強(qiáng)弱與液層厚度和待測(cè)物濃它描述物質(zhì)對(duì)單色光吸收強(qiáng)弱與液層厚度和待測(cè)物濃度的關(guān)系。度的關(guān)系。假設(shè)一束平行單色光通過一個(gè)均勻的、非散射的吸光假設(shè)一束平行單色光通過一個(gè)均勻的、非散射的吸光物體，取物體中一極薄層，物體，取物體中一極薄層，xxdISdnkSdSdnkdSdnI透透過過薄薄層層減減弱弱的的光光強(qiáng)強(qiáng)為為幾幾率率光光子子通通過過薄薄層層被被吸吸收收的的不不讓讓光光子子通通過過的的面面積積為為薄薄層層的的

14、吸吸光光質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)為為設(shè)設(shè)入入射射光光強(qiáng)強(qiáng)為為SdnkIdIxxnIIxxSdSkIdI00SnkIISnkII00lglnClSnCVnlVS和和由由abcklCII0lgcbaIIBeerLamber0lg定定律律表表達(dá)達(dá)式式cbaTAIITlg0吸吸光光度度透透光光率率cbaAT1010或或：吸光系數(shù)al Lamber-BeerLamber-Beer定律的適用條件（前提）定律的適用條件（前提）l 入射光為單色光，均勻非散射的稀溶液入射光為單色光，均勻非散射的稀溶液l 該定律適用于均勻非散射固體、液體和氣體樣品該定律適用于均勻非散射固體、液體和氣體樣品l 在 同 一 波 長(zhǎng) 下在 同 一

15、 波 長(zhǎng) 下 , , 各 組 分 吸 光 度 具 有 加 和 性各 組 分 吸 光 度 具 有 加 和 性 A=AA=A1 1+A+A2 2+ +A+An n2 2吸光度測(cè)量的條件選擇：吸光度測(cè)量的條件選擇：1 1）測(cè)量波長(zhǎng)的選擇）測(cè)量波長(zhǎng)的選擇: : maxmaxA Amaxmax, ,測(cè)定靈敏度高測(cè)定靈敏度高樣樣參參調(diào)節(jié)光路調(diào)節(jié)光路光學(xué)性質(zhì)和厚度相同光學(xué)性質(zhì)和厚度相同樣品池樣品池樣品溶液樣品溶液，參比池參比池空白溶液空白溶液樣品池樣品池參比池參比池配制樣品的溶劑配制樣品的溶劑空白溶液空白溶液ATA%10002 2）吸光度讀數(shù)范圍的選擇：）吸光度讀數(shù)范圍的選擇：3 3）參比溶液）參比溶液(

16、(空白溶液空白溶液) )的選擇：的選擇： 解兩方程即可求出組份解兩方程即可求出組份A A和和B B的濃度。的濃度。 也可以利用雙波長(zhǎng)分光光度法或?qū)?shù)分光光度法等新也可以利用雙波長(zhǎng)分光光度法或?qū)?shù)分光光度法等新方法測(cè)定。方法測(cè)定。BBAABABABBAABABAbcbcAAAbcbcAAA22222111113 3定量分析的類型定量分析的類型（1 1）單組分分析：標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)比較法）單組分分析：標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)比較法（2 2）多組分的分析：）多組分的分析：當(dāng)各組分的吸收光譜不重疊時(shí)，如單組分測(cè)定。當(dāng)各組分的吸收光譜不重疊時(shí)，如單組分測(cè)定。若兩組分的吸收光譜互相重疊時(shí)，可以根據(jù)吸光度的若兩組分

17、的吸收光譜互相重疊時(shí)，可以根據(jù)吸光度的加和性，在多個(gè)波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度并利用解聯(lián)立方程方加和性，在多個(gè)波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度并利用解聯(lián)立方程方法求解。即法求解。即BBAABABABBAABABAbcbcAAAbcbcAAA2222211111bcAAAAA)(2121參比波長(zhǎng)測(cè)量波長(zhǎng)（3 3）其它分光光度分析法）其它分光光度分析法雙波長(zhǎng)分光光度法雙波長(zhǎng)分光光度法a a雙波長(zhǎng)等吸收法：當(dāng)光譜重疊、但兩組份的兩雙波長(zhǎng)等吸收法：當(dāng)光譜重疊、但兩組份的兩吸收峰在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)重疊時(shí)，在其光譜中選擇吸收峰在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)重疊時(shí)，在其光譜中選擇兩波長(zhǎng)，在選定的波長(zhǎng)處，干擾組分有相同的吸收；兩波長(zhǎng)，在選定的波長(zhǎng)處，

18、干擾組分有相同的吸收；被測(cè)組分與干擾組分的吸收有足夠大的差別。則兩被測(cè)組分與干擾組分的吸收有足夠大的差別。則兩波長(zhǎng)處吸光度的差值與被測(cè)組份的濃度成正比。波長(zhǎng)處吸光度的差值與被測(cè)組份的濃度成正比。BBAABABABBAABABAbcbcAAAbcbcAAA2222211111因?yàn)锽ABAAAA21BBAA21所以AAABABAbcAAA)(2121可見，在雙波長(zhǎng)分光光度法中吸光度可見，在雙波長(zhǎng)分光光度法中吸光度的差值與干擾組份無關(guān)。的差值與干擾組份無關(guān)。b b比例系數(shù)雙波長(zhǎng)法：當(dāng)光譜重疊、但干擾組份的吸收比例系數(shù)雙波長(zhǎng)法：當(dāng)光譜重疊、但干擾組份的吸收峰不在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的兩組份共存時(shí)，在其光譜中

19、選峰不在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的兩組份共存時(shí)，在其光譜中選擇兩波長(zhǎng)，在選定的波長(zhǎng)處，干擾組分的吸收與測(cè)定波擇兩波長(zhǎng)，在選定的波長(zhǎng)處，干擾組分的吸收與測(cè)定波長(zhǎng)處的吸收存在一定比例，長(zhǎng)處的吸收存在一定比例， 即即 時(shí)，時(shí)， ；被測(cè)組分與干擾；被測(cè)組分與干擾組分的吸收有足夠大的差別。則兩波長(zhǎng)處吸光度的差值組分的吸收有足夠大的差別。則兩波長(zhǎng)處吸光度的差值與被測(cè)組份的濃度成正比。與被測(cè)組份的濃度成正比。BBAAK12/021BBAKABAAAAbcKAKAA)()(2121BBAAK12/021BBAKA)()()()()(212121221121AABBAABABABABAAKAAKAAKAAAAAKAAKA

20、A所以令lceII0bcdddAdnnnn導(dǎo)數(shù)分光光度法導(dǎo)數(shù)分光光度法導(dǎo)數(shù)分光光度法是利用自動(dòng)電路對(duì)光譜進(jìn)行求導(dǎo)，導(dǎo)數(shù)分光光度法是利用自動(dòng)電路對(duì)光譜進(jìn)行求導(dǎo)，其導(dǎo)數(shù)信號(hào)與濃度成正比，即其導(dǎo)數(shù)信號(hào)與濃度成正比，即 奇數(shù)階導(dǎo)數(shù)光譜中的奇數(shù)階導(dǎo)數(shù)光譜中的零，偶數(shù)階導(dǎo)數(shù)光譜中零，偶數(shù)階導(dǎo)數(shù)光譜中的極值（極大或極?。臉O值（極大或極?。?，對(duì)應(yīng)于常規(guī)吸收曲線上對(duì)應(yīng)于常規(guī)吸收曲線上的最大值。的最大值。 隨著導(dǎo)數(shù)階數(shù)增加，吸隨著導(dǎo)數(shù)階數(shù)增加，吸收峰的尖銳程度增大，收峰的尖銳程度增大，帶寬減小帶寬減小，因此有利于因此有利于重疊峰的分離、有利于重疊峰的分離、有利于肩峰的測(cè)定、并能準(zhǔn)確肩峰的測(cè)定、并能準(zhǔn)確地確定寬

21、吸收帶上的最地確定寬吸收帶上的最大吸收波長(zhǎng)。大吸收波長(zhǎng)。3. 3. 偏離偏離BeerBeer定律的因素定律的因素l 偏離偏離BeerBeer定律的主要因定律的主要因素表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面素表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面光學(xué)因素光學(xué)因素化學(xué)因素化學(xué)因素透光率的測(cè)量誤差透光率的測(cè)量誤差五、紫外及可見分光光度計(jì)五、紫外及可見分光光度計(jì)UV-1201UV-1201紫外紫外- -可見分光光度計(jì)可見分光光度計(jì) 1. 整機(jī)結(jié)構(gòu)：由光源、色散系統(tǒng)（單色器）、樣品整機(jī)結(jié)構(gòu)：由光源、色散系統(tǒng)（單色器）、樣品室、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)讀出與顯示系統(tǒng)等五部分組成。室、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)讀出與顯示系統(tǒng)等五部分組成。鎢燈或鹵鎢燈鎢燈或鹵鎢燈可見光

22、源可見光源 350-1000nm350-1000nm氫燈或氘燈氫燈或氘燈紫外光源紫外光源 200-360nm200-360nmn光源：光源：鎢燈鎢燈氘燈氘燈n吸收池：吸收池：玻璃玻璃- -能吸收能吸收UVUV光，僅光，僅適用于可見光區(qū)適用于可見光區(qū)石英石英- -不能吸收紫外光，不能吸收紫外光，適用于紫外和可見光區(qū)適用于紫外和可見光區(qū)要求：匹配性（對(duì)光的吸收和反射應(yīng)一致）要求：匹配性（對(duì)光的吸收和反射應(yīng)一致）n色散系統(tǒng)色散系統(tǒng)組成組成: :由由單色器或?yàn)V色片單色器或?yàn)V色片組成。組成。主要目的主要目的: :從復(fù)合光中選擇或分離出從復(fù)合光中選擇或分離出某一特定波長(zhǎng)某一特定波長(zhǎng)的光。的光。濾色片：一種

23、簡(jiǎn)單而廉價(jià)的波長(zhǎng)選擇器。通常有濾色片：一種簡(jiǎn)單而廉價(jià)的波長(zhǎng)選擇器。通常有中性中性濾濾光片、光片、截止截止濾光片、濾光片、帶通帶通濾光片以及濾光片以及校正校正濾光片等。濾光片等。 棱鏡棱鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的光折射率不同對(duì)不同波長(zhǎng)的光折射率不同色散元件色散元件 分出的光波長(zhǎng)不等距分出的光波長(zhǎng)不等距 光柵光柵衍射和干涉衍射和干涉 分出的光波長(zhǎng)等距分出的光波長(zhǎng)等距單色器的組成：?jiǎn)紊鞯慕M成：入射狹縫入射狹縫、準(zhǔn)直裝置準(zhǔn)直裝置( (透鏡或凹面反射透鏡或凹面反射鏡鏡) )、色散元件色散元件( (棱鏡或光柵棱鏡或光柵) )、聚焦元件聚焦元件以及以及出射狹縫出射狹縫等等部分組成。部分組成。 分光過程：分光過程：入射

24、狹縫用于限制雜散光進(jìn)入單色器，入射狹縫用于限制雜散光進(jìn)入單色器，準(zhǔn)直鏡將入射光束變?yōu)槠叫泄馐筮M(jìn)入棱鏡。棱鏡將準(zhǔn)直鏡將入射光束變?yōu)槠叫泄馐筮M(jìn)入棱鏡。棱鏡將復(fù)合光分解成單色光，然后通過聚焦鏡將出自色散元復(fù)合光分解成單色光，然后通過聚焦鏡將出自色散元件的同波長(zhǎng)的平行光聚焦于出口狹縫。通過移動(dòng)出口件的同波長(zhǎng)的平行光聚焦于出口狹縫。通過移動(dòng)出口狹縫的位置就可以將不同波長(zhǎng)的光選擇性射出。狹縫的位置就可以將不同波長(zhǎng)的光選擇性射出。棱鏡單色器的結(jié)構(gòu)如下圖所示棱鏡單色器的結(jié)構(gòu)如下圖所示光柵單色器的結(jié)構(gòu)如下圖所示光柵單色器的結(jié)構(gòu)如下圖所示 設(shè)設(shè)S S為位于透鏡為位于透鏡L L1 1物方物方焦面上的入射狹縫，焦

25、面上的入射狹縫，G G為光柵，光柵常量為為光柵，光柵常量為d d，自自L L1 1射出的平行光垂直射出的平行光垂直照射在光柵照射在光柵G G上；透鏡上；透鏡L L2 2將與光柵法線成將與光柵法線成 角角的衍射光會(huì)聚于出口的衍射光會(huì)聚于出口狹縫所在的面上，則狹縫所在的面上，則產(chǎn)生衍射亮條紋的條產(chǎn)生衍射亮條紋的條件為：件為：調(diào)整調(diào)整 角的大小，就可角的大小，就可以將不同波長(zhǎng)的光選以將不同波長(zhǎng)的光選擇性射出。擇性射出。kdsinn 檢測(cè)器：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置檢測(cè)器：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置光電池光電池光電管（紅敏和藍(lán)敏）光電管（紅敏和藍(lán)敏）光電倍增管光電倍增管(PMT)(PMT)二極管陣列

26、檢測(cè)器二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)器檢測(cè)器 內(nèi)部抽真空的玻璃內(nèi)部抽真空的玻璃管內(nèi)配置有光電陰極管內(nèi)配置有光電陰極(K)(K)和陽極和陽極(A(A，位于兩者，位于兩者之間的是若干個(gè)倍增極之間的是若干個(gè)倍增極(1-3(1-3個(gè)個(gè)) )。光電陰極和光電陰極和倍增極上涂有容易發(fā)射倍增極上涂有容易發(fā)射電子的光敏物質(zhì)電子的光敏物質(zhì)( (如如Sb-Sb-CsCs或或Ag-O-CsAg-O-Cs等等) )，在，在K K和和A A之間施加之間施加1000V1000V的直的直流電壓。流電壓。PMTPMT的結(jié)構(gòu)與原理的結(jié)構(gòu)與原理 當(dāng)光信號(hào)照射在當(dāng)光信號(hào)照射在K K上時(shí)，由于光上時(shí)，由于光電效應(yīng)而產(chǎn)生電子，并被電場(chǎng)加電效應(yīng)而

27、產(chǎn)生電子，并被電場(chǎng)加速撞擊倍增極速撞擊倍增極(1-3)(1-3)，產(chǎn)生出，產(chǎn)生出2-52-5倍的次級(jí)電子，依此類推，最后倍的次級(jí)電子，依此類推，最后在在A A上收集到的電子數(shù)將是上收集到的電子數(shù)將是K K發(fā)出發(fā)出的電子數(shù)的的電子數(shù)的10105 5一一10108 8倍光電流。倍光電流。 單光束型紫外可見光譜儀：?jiǎn)喂馐妥贤饪梢姽庾V儀：這種光譜儀的單一分析這種光譜儀的單一分析光束從單色器分離而得，交互通過參比溶液和樣品溶光束從單色器分離而得，交互通過參比溶液和樣品溶液來進(jìn)行吸光度的比較并測(cè)定。液來進(jìn)行吸光度的比較并測(cè)定。2 2、紫外可見光譜儀的類型、紫外可見光譜儀的類型根據(jù)儀器的光路，分為根據(jù)儀器

28、的光路，分為單光束和雙光束單光束和雙光束型兩種類型。型兩種類型。這種光譜儀的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉耐用，維這種光譜儀的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉耐用，維修容易，適用于常規(guī)分析。修容易，適用于常規(guī)分析。2.2.雙光束光譜儀雙光束光譜儀 從光源出發(fā)的紫外和可見光經(jīng)聚焦后通過狹縫進(jìn)人單色從光源出發(fā)的紫外和可見光經(jīng)聚焦后通過狹縫進(jìn)人單色器中。從復(fù)合光中經(jīng)色散得到的單色光經(jīng)準(zhǔn)直和聚焦后在器中。從復(fù)合光中經(jīng)色散得到的單色光經(jīng)準(zhǔn)直和聚焦后在分光器上分為兩束，并分別通過樣品池和參比池。經(jīng)樣品分光器上分為兩束，并分別通過樣品池和參比池。經(jīng)樣品池紫外吸收后的光強(qiáng)度和參比池光強(qiáng)度的差異由檢測(cè)器檢池紫外吸收后的光強(qiáng)度

29、和參比池光強(qiáng)度的差異由檢測(cè)器檢出、放大后以吸光度一波長(zhǎng)或透射率一波長(zhǎng)的形式記錄下出、放大后以吸光度一波長(zhǎng)或透射率一波長(zhǎng)的形式記錄下來，就可以獲得樣品的來，就可以獲得樣品的UV-VisUV-Vis的吸收光譜。的吸收光譜。3、紫外可見光譜儀的操作、紫外可見光譜儀的操作A A、先將儀器預(yù)熱至少、先將儀器預(yù)熱至少1010分鐘，啟動(dòng)紫外可見分光光分鐘，啟動(dòng)紫外可見分光光度計(jì)應(yīng)用程序，軟件將自動(dòng)進(jìn)入到自檢畫面進(jìn)行光譜度計(jì)應(yīng)用程序，軟件將自動(dòng)進(jìn)入到自檢畫面進(jìn)行光譜儀的校正。儀的校正。波長(zhǎng)校正波長(zhǎng)校正可用隨機(jī)配置的鐠銣可用隨機(jī)配置的鐠銣(Pr-Nd)(Pr-Nd)玻璃或玻璃或鈥鈥（huo） (Ho)(Ho)玻

30、璃所具有的特征吸收峰來校正。玻璃所具有的特征吸收峰來校正。吸光度的校正吸光度的校正可通過若干物質(zhì)如可通過若干物質(zhì)如CuS0CuS04 4、K K2 2 Cr0Cr04 4的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)溶液來進(jìn)行。溶液來進(jìn)行。校正前按儀器廠家要求的濃度配制好標(biāo)準(zhǔn)物，在一定校正前按儀器廠家要求的濃度配制好標(biāo)準(zhǔn)物，在一定溫度溫度(25(25o oC)C)下利用不同波長(zhǎng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)吸光度值，再與下利用不同波長(zhǎng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)吸光度值，再與儀器廠家提供的吸光度校正表對(duì)照調(diào)整即可。儀器廠家提供的吸光度校正表對(duì)照調(diào)整即可。B B、進(jìn)行光譜掃描、進(jìn)行光譜掃描 對(duì)參照物和待測(cè)物進(jìn)行光譜掃描，如實(shí)地顯示樣品對(duì)參照物和待測(cè)物進(jìn)行光譜掃描，如實(shí)地

31、顯示樣品的全波長(zhǎng)圖譜并保存起來以用于分析。的全波長(zhǎng)圖譜并保存起來以用于分析。4 4、進(jìn)行紫外可見光譜檢測(cè)時(shí)的分析條件的選擇優(yōu)化、進(jìn)行紫外可見光譜檢測(cè)時(shí)的分析條件的選擇優(yōu)化a.a.樣品濃度樣品濃度 通常樣品濃度小于通常樣品濃度小于0.Olmol/L0.Olmol/L的稀溶液才遵從朗伯比爾的稀溶液才遵從朗伯比爾定律，所以樣品濃度過大或過小時(shí)會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。通常定律，所以樣品濃度過大或過小時(shí)會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。通常應(yīng)調(diào)節(jié)樣品濃度使之在合適的吸光度范圍應(yīng)調(diào)節(jié)樣品濃度使之在合適的吸光度范圍(0.2-0.8)(0.2-0.8)之內(nèi)。之內(nèi)。b.b.測(cè)量波長(zhǎng)與狹縫寬度測(cè)量波長(zhǎng)與狹縫寬度 應(yīng)選擇最強(qiáng)吸收帶的最大吸收

32、波長(zhǎng)應(yīng)選擇最強(qiáng)吸收帶的最大吸收波長(zhǎng)maxmax為測(cè)量波長(zhǎng)以得為測(cè)量波長(zhǎng)以得到最大的測(cè)量靈敏度。另外，狹縫寬度大約為樣品吸收峰到最大的測(cè)量靈敏度。另外，狹縫寬度大約為樣品吸收峰半寬度的十分之一左右才能兼顧靈敏度和光強(qiáng)度。半寬度的十分之一左右才能兼顧靈敏度和光強(qiáng)度。C C、溶劑的選擇、溶劑的選擇 考慮到紫外可見光譜儀測(cè)定中存在的溶劑效應(yīng)問題，考慮到紫外可見光譜儀測(cè)定中存在的溶劑效應(yīng)問題，制備分析用樣品的溶液時(shí)必須考慮選擇合適的溶劑。制備分析用樣品的溶液時(shí)必須考慮選擇合適的溶劑。對(duì)溶劑的基本要求是在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)無吸收、透明對(duì)溶劑的基本要求是在測(cè)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)無吸收、透明且化學(xué)惰性且化學(xué)惰性( (不與

33、樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)) )，同時(shí)也應(yīng)考慮，同時(shí)也應(yīng)考慮揮發(fā)性小、毒性低、不易燃等。另外，樣品應(yīng)在所選揮發(fā)性小、毒性低、不易燃等。另外，樣品應(yīng)在所選溶劑中有足夠的溶解度，濃度一般宜在溶劑中有足夠的溶解度，濃度一般宜在1010-5-5-10-10-2-2mol/Lmol/L范圍內(nèi)。下表是若干常用有機(jī)溶劑及其吸收特性，可范圍內(nèi)。下表是若干常用有機(jī)溶劑及其吸收特性，可供參考。供參考。d d、分析方法、分析方法 分析條件優(yōu)化之后，應(yīng)根據(jù)定性或定量分析的目分析條件優(yōu)化之后，應(yīng)根據(jù)定性或定量分析的目的進(jìn)行分析方法的合理選擇。的進(jìn)行分析方法的合理選擇。 定性分析定性分析是根據(jù)樣品物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)是根據(jù)樣品物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù) 、峰形、峰形等測(cè)定參數(shù)與已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以推斷出樣品物等測(cè)定參數(shù)與已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以推斷出樣品物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、純度方面的信息。質(zhì)的結(jié)構(gòu)、純度方面的信息。 定量分析定量分析的基本依據(jù)就是的基本依據(jù)就是Lambert-BeerLambert-Beer定律，即在定律，即在特定波長(zhǎng)處被測(cè)樣品的吸光度與其濃度成線性關(guān)系。特定波長(zhǎng)處