紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1

紫外可見光分光光度法教學(xué)課件紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1（優(yōu)選）紫外可見光分光光度法教學(xué)課件（優(yōu)選）紫外可見光分光光度法教學(xué)課件2一．分子吸收光譜的產(chǎn)生在分子中存在著電子的運動，以及組成分子的各原子間的振動和分子作為整體的轉(zhuǎn)動。分子的總能量可以認為等于這三種運動能量之和。即E分子=E電子+E振動+E轉(zhuǎn)動一．分子吸收光譜的產(chǎn)生3分子中的這三種運動狀態(tài)都對應(yīng)有一定的能級。即在分子中存在著電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級。這三種能級都是量子化的。其中電子能級的間距最大（每個能級間的能量差叫間距或能級差），振動能級次之，轉(zhuǎn)動能級的間距最小。分子中的這三種運動狀態(tài)都對應(yīng)有一定的能級。即在分子中4如果用△E電子，△E振動以及△E轉(zhuǎn)動表示各能級差，則△E-電子＞△E-振動＞△E-轉(zhuǎn)動如果用△E電子，△E振動以及△E轉(zhuǎn)動表示各能級差，則5由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定6紫外可見光分光光度法教學(xué)課件17由圖可見，在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一個振動能級上又有許多間距更小的轉(zhuǎn)動能級。由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。同理，處于同一電子能級和同一振動能級上的分子，由于轉(zhuǎn)動能量不同而處于不同的能級上。由圖可見，在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一8當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而由較低的能級E躍遷到較高能級E‘上，所吸收的光的能量就等于兩能級的能量之差△E=E‘－E當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而9其光的頻率為γ=△E/h或光的波長為λ=hc/△E其光的頻率為γ=△E/h105．反應(yīng)的條件要易于控制。但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。1．酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價金屬離子都要水解，酸度較低時，不利于顯色反應(yīng)的進行。1、光電池用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。當(dāng)用一束強度為Io的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。（一）偏離被測物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象，如下圖。n*329315309305二者差別越大，則偏離LB越大；γ位或更高位：18所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖同環(huán)二烯烴253nm環(huán)外雙鍵（C=C）5由于分子選擇性的吸收了某些波長的光，所以這些光的能量就會降低，將這些波長的光及其所吸收的能量按一定順序排列起來，就得到了分子的吸收光譜。5．反應(yīng)的條件要易于控制。由于分子選擇性的吸收了某些波長的光11二、分子吸收光譜類型遠紅外光譜、紅外光譜及紫外可見光譜三類。分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷，需吸收波長為遠紅外光，因此，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。二、分子吸收光譜類型12分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同時有分子的轉(zhuǎn)動運動。這樣，分子振動產(chǎn)生的吸收光譜中，包括轉(zhuǎn)動光譜，故常稱為振轉(zhuǎn)光譜。由于它吸收的能量處于紅外光區(qū)，故又稱紅外光譜。分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同13電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外可見吸收光譜。電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光14三．有機化合物的紫外—可見吸收光譜（一）、躍遷類型主要有σ→σ*、n→σ*、n→π*、π→π*三．有機化合物的紫外—可見吸收光譜15*

n*n***n*n*n***n16石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。母體：非環(huán)或異環(huán)二烯烴基準值214nm顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表有機物中含有n→π*或π→π*躍遷的基團；3．影響顯色反應(yīng)進行的速度；具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常數(shù)△T，約為0.主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定產(chǎn)生不利。另外，當(dāng)溶液中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點時，入射光通過溶液時就會有一部分光因散射而損失掉，使透過光強度減小，測得的吸光度增大，從而引起偏離吸收定律。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。透光率——透光率表示透過光強度與入射光強度的比值，用T來表示，計算式為：它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。其中電子能級的間距最大（每個能級間的能量差叫間距或能級差），振動能級次之，轉(zhuǎn)動能級的間距最小。1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定。顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時間。σ→σ*躍遷主要發(fā)生在真空紫外區(qū)。b.π→π*躍遷吸收的波長較長，孤立的π→π*躍遷一般在200nm左右C、n→π*躍遷一般在近紫外區(qū)（200~400nm），吸光強度較小，n→σ*躍遷吸收波長仍然在150~250nm范圍，因此在紫外區(qū)不易觀察到這類躍遷。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，17在以上幾種躍遷中，只有*和n*兩種躍遷的能量小，相應(yīng)波長出現(xiàn)在近紫外區(qū)甚至可見光區(qū)，且對光的吸收強烈，是我們研究的重點。在以上幾種躍遷中，只有*和n*兩種躍遷的能量小，相應(yīng)波18（二）、常用術(shù)語1，生色團:有機物中含有n→π*或π→π*躍遷的基團；（二）、常用術(shù)語192，助色團:助色團是指帶有非鍵電子對的基團；可使生色團吸收峰向長波方向移動并提高吸收強度的一些官能團，常見助色團助色順序為F<CH3<Br<OH<OCH3<NH2<NHCH3<NH(CH3)2<NHC6H5<O2，助色團:203，紅移與藍移（紫移）某些有機化合物經(jīng)取代反應(yīng)引入含有未共享電子對的基團之后，吸收峰的波長將向長波方向移動，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)。3，紅移與藍移（紫移）21在某些生色團如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波長會向短波方向移動，這種效應(yīng)稱為藍移（紫移）效應(yīng)。如R，OCOR，在某些生色團如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰22四．溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。改變?nèi)軇┑臉O性，還會使吸收帶的最大吸收波長發(fā)生變化。下表為溶劑對一種丙酮紫外吸收光譜的影響。

正己烷CHCl3CH3OHH2O

*230238237243n

*329315309305四．溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收23由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中24Y的存在不干擾X的測定d．有些有色配合物易溶于有機溶劑，可進行萃取光度分析，提高了測定的靈敏度和選擇性。一．基本概念當(dāng)強度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir，余下的則通過待測物的溶液It，即有8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定。1．可見光的顏色和互補色：3為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；顯色反應(yīng)一般分為兩大類一類是配位反應(yīng)；由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標準物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標準物質(zhì)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。藍敏管200-625nm=lg0.由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。比如用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH<6.3時，就無法進行測定。3．利用WoodwardFieser經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長。具體做法固定cM，增加cR，并測定一系列MRn的吸光度A，以cR/cM比值對A作圖，得如圖所示曲線。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。1）共軛二烯最大吸收位置的計算值五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸收波長1．吸收曲線每一種物質(zhì)對不同波長光的吸收程度是不同的。如果我們讓各種不同波長的光分別通過被測物質(zhì)，分別測定物質(zhì)對不同波長光的吸收程度。以波長為橫坐標，吸收程度為縱坐標作圖所得曲線。Y的存在不干擾X的測定五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸25例：丙酮

max=279nm(=15)nm例：丙酮nm26300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜300400500600700/nm35052554527紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1282、吸收峰和最大吸收波長max吸收曲線表明了某種物質(zhì)對不同波長光的吸收能力分布。曲線上的各個峰叫吸收峰。峰越高，表示物質(zhì)對相應(yīng)波長的光的吸收程度越大。其中最高的那個峰叫最大吸收峰，它的最高點所對應(yīng)的波長叫最大吸收波長，用λmax表示。2、吸收峰和最大吸收波長max293．物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長不同。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。3．物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點30紫外可見光分光光度法教學(xué)課件131六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：1．可見光的顏色和互補色：在可見光范圍內(nèi)，不同波長的光的顏色是不同的。平常所見的白光（日光、白熾燈光等）是一種復(fù)合光，它是由各種顏色的光按一定比例混合而得的。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同顏色的單色光。六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：32白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色的光按一定比例復(fù)合得到。能復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互補色光。白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色33/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍黃480-490綠藍橙490-500藍綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍610-650橙綠藍650-760紅藍綠/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍黃48342．物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時，如果物質(zhì)對白光中某種顏色的光產(chǎn)生了選擇性的吸收，則物質(zhì)就會顯示出一定的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補色。2．物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系35完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復(fù)合光完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復(fù)合光36物質(zhì)顏色吸收光物質(zhì)顏色吸收光顏色波長范圍（nm）顏色波長范圍(nm)黃綠紫400～450紫綠560～580黃藍450～480藍黃580～600橙綠藍480～490綠藍橙600～650紅藍綠490～500藍綠紅650～760紫紅綠500～560

物質(zhì)顏色吸收光物質(zhì)顏色吸收光顏色波長范圍（nm）顏色波長范圍37§2—2光吸收定律——朗白—比耳定律一．基本概念當(dāng)強度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir，余下的則通過待測物的溶液It，即有I0=Ia+It+Ir§2—2光吸收定律38如果吸收介質(zhì)是溶液（測定中一般是溶液），式中反射光強度主要與器皿的性質(zhì)及溶液的性質(zhì)有關(guān)，在相同的測定條件下，這些因素是固定不變的，并且反射光強度一般很小。所以可忽略不記，這樣Io=Ia+It如果吸收介質(zhì)是溶液（測定中一般是溶液），式中反射光強度主要與39即一束平行單色光通過透明的吸收介質(zhì)后，入射光被分成了吸收光和透過光。待測物的溶液對此波長的光的吸收程度可以透光率T和吸光度A用來表示。即一束平行單色光通過透明的吸收介質(zhì)后，入射光被分成了吸收光和40透光率——透光率表示透過光強度與入射光強度的比值，用T來表示，計算式為：T=It/IoT常用百分比（T%）表示。吸光度——透光率的倒數(shù)的對數(shù)叫吸光度。用A表示：A=-lgT透光率——透光率表示透過光強度與入射光強度的比值，用T來表示41二、朗白—比耳定律（一）定律內(nèi)容當(dāng)用一束強度為Io的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。數(shù)學(xué)表達式為A=lgT=Kbc二、朗白—比耳定律42（二）比例常數(shù)K的幾種表示方法吸收定律的數(shù)學(xué)表達式中的比例常數(shù)叫“吸收系數(shù)”，它的大小可表示出吸光物質(zhì)對某波長光的吸收本領(lǐng)（即吸收程度）。它與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長及溫度等因素有關(guān)。（二）比例常數(shù)K的幾種表示方法43另外，K的值隨著b和c的單位不同而不同。下面就介紹K的幾種不同的表示方法。另外，K的值隨著b和c的單位不同而不同。下面就介紹K的幾種不443．利用WoodwardFieser經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長。1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長不同。3時為檸檬黃色，而在PH＞6.3．吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖b．生成的一般為螯合物，穩(wěn)定性很好，一般離解常數(shù)都很?。?個光電子可產(chǎn)生106～107個電子五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸收波長石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。光電管它是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上2個電極構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖§2—6光度測量誤差及3）溶劑作用溶劑對吸收光譜的影響是比較大的，溶劑不同時，物質(zhì)的吸收光譜不同。具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常數(shù)△T，約為0.（三）吸收定律的適用條件（二）顯色劑與待測組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑；2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。5．利用氧化還原反應(yīng)改變價態(tài)；一．基本概念當(dāng)強度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir，余下的則通過待測物的溶液It，即有結(jié)論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度2．酸度對顯色劑濃度的影響1．吸光系數(shù)當(dāng)溶液濃度c的單位為g/L,溶液液層厚度b的單位為cm時，K叫“吸光系數(shù)”，用a表示，其單位為L/g·cm，此時A=abc由式可知a=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1g/L、b=1cm時溶液的吸光度。3．利用WoodwardFieser經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長。452．摩爾吸光系數(shù)當(dāng)溶液濃度c的單位為mol/L，液層厚度b的單位為cm時，K叫“摩爾吸光系數(shù)”，用ελ表示，其單位為L/mol·cm，此時A=ελbc由此式可知ελ=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1mol/L，b=1cm時，物質(zhì)對波長為λ的光的吸光度。2．摩爾吸光系數(shù)46對于K的這兩種表示方法，它們之間的關(guān)系為ελ=aMM為吸光物質(zhì)的分子量。對于K的這兩種表示方法，它們之間的關(guān)系為47ελ和a的大小都可以反映出吸光物質(zhì)對波長為λ的單色光的吸收能力。但更常用和更好的是用ελ來表示吸光物質(zhì)對波長為λ的光的吸收能力。摩爾吸光系數(shù)越大，表示物質(zhì)對波長為λ的光的吸收能力越強，同時在分光光度法中測定的靈敏度也越大。ελ和a的大小都可以反映出吸光物質(zhì)對波長為λ的單色光的吸收能48（三）吸收定律的適用條件1．必須是使用單色光為入射光；2．溶液為稀溶液；（三）吸收定律的適用條件493．吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度具有加合性，且對每一組分分別適用，即A總=A1+A2+A3…+An=ε1bc1+ε2bc2+ε3bc3…+εnbcn4．吸收定律對紫外光、可見光、紅外光都適用3．吸收定律能夠用于彼此不相互作用的多組分溶液。它們的吸光度50例題已知某化合物的相對分子量為251，將此化合物用已醇作溶劑配成濃度為0.150mmol·L1溶液，在480nm處用2.00cm吸收池測得透光率為39.8%，求該化合物在上述條件下的摩爾吸光系數(shù)和吸光系數(shù)。例題已知某化合物的相對分子量為251，將此化合物用已醇作溶51解已知溶劑濃度c=0.150mmol.L1，b=2.00cm,T=0.398,由LambertBeer定律得ε（480nm）=A/cb=lg0.398/0.150×103×2.00=1.33×103(L·mol1·cm1)解已知溶劑濃度c=0.150mmol.L1，b=2.00c52由ε=aM,得:a=ε/M=ε/251=5.30(L·g1·cm1)由ε=aM,得:53三．實際溶液對吸收定律的偏離及原因（一）偏離被測物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象，如下圖。AC三．實際溶液對吸收定律的偏離及原因（一）偏離被測物質(zhì)濃度與吸54（二）偏離吸收定律的原因1．入射光為非單色光嚴格地說吸收定律只適用于入射光為單色光的情況。但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光，而是一個有限波長寬度的復(fù)合光，這就可能造成對吸收定律的偏離。（二）偏離吸收定律的原因55證明如下（設(shè)混合光是雙波長）。設(shè)由強度為I0、1和I0、2的1和2兩種波長組成的入射光，通過溶液后的強度分別為I1和I2。證明如下（設(shè)混合光是雙波長）。56將Beer定律應(yīng)用于該兩個波長在1處將Beer定律應(yīng)用于該兩個波長57I0=Ia+It+Ir但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光，而是一個有限波長寬度的復(fù)合光，這就可能造成對吸收定律的偏離。光電管將光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程是這樣的當(dāng)一定強度的光照射到陰極上時，光敏物質(zhì)要放出電子，放出電子的多少與照射到它的光的大小成正比，而放出的電子在電場的作用下要流向陽極，從而造成在整個回路中有電流通過。但在紫外可見光分光光度法中，入射光是由連續(xù)光源經(jīng)分光器分光后得到的，這樣得到的入射光并不是真正的單色光，而是一個有限波長寬度的復(fù)合光，這就可能造成對吸收定律的偏離。2）酸效應(yīng)如果待測組分包括在一種酸堿平衡體系中，溶液的酸度將會使得待測組分的存在形式發(fā)生變化，而導(dǎo)致對吸收定律的偏離。在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。n*329315309305由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖一般選用待測物質(zhì)的最大吸收波長作為測量波長（入射光）具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常數(shù)△T，約為0.結(jié)論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度如Fe3+與水揚酸的配合物方法配制一系列待測組分的濃度相差較小，且待測組分濃度與試液濃度相近的標準溶液，以其中濃度最小的標準溶液(Cs)作參比溶液，測定其它標準溶液的吸光度，以吸光度對測定溶液和參比溶液的濃度差作圖，得一過原點的標準曲線。在紫外可見分光光度法中，一般都是用液體溶液進行測定的，用于盛放試液的器皿就是吸收池或比色皿。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。3．影響顯色反應(yīng)進行的速度；HRH+＋R－六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：當(dāng)溶液濃度c的單位為g/L,溶液液層厚度b的單位為cm時，K叫“吸光系數(shù)”，用a表示，其單位為L/g·cm，此時直接在PH=3～9時與Fe2+生成紅色螯合物。同理，在2處I0=Ia+It+Ir同理，在2處58綜合前兩式，得綜合前兩式，得59當(dāng)1=2時，或者說當(dāng)1=2時，有A=1bc,符合LB定律；當(dāng)12時，或者說當(dāng)12時，則吸光度與濃度是非線性的。二者差別越大，則偏離LB越大；當(dāng)1=2時，或者說當(dāng)1=2時，有A=1bc,符合60對非單色光引起的偏離，其原因是由于同一物質(zhì)對不同波長的光的摩爾吸光系數(shù)不同造成的。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。對非單色光引起的偏離，其原因是由于同一物質(zhì)對不同波長的光的摩612．非平行光和光的散射當(dāng)入射光是非平行光時，所有光通過介質(zhì)的光的光程不同，引起小的偏離。另外，當(dāng)溶液中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點時，入射光通過溶液時就會有一部分光因散射而損失掉，使透過光強度減小，測得的吸光度增大，從而引起偏離吸收定律。2．非平行光和光的散射623．化學(xué)因素引起的偏離1）離解作用2）酸效應(yīng)3）溶劑作用紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1631）離解作用在可見光區(qū)域的分析中常常是將待測組分同某種試劑反應(yīng)生成有色配合物來進行測定的。有色配合物在水中不可避免的要發(fā)生離解，從而使得有色配合物的濃度要小于待測組分的濃度，導(dǎo)致對吸收定律的偏離。特別是在稀溶液中時，更是如此。1）離解作用在可見光區(qū)域的分析中常常是將待測組分同某種試劑反642）酸效應(yīng)如果待測組分包括在一種酸堿平衡體系中，溶液的酸度將會使得待測組分的存在形式發(fā)生變化，而導(dǎo)致對吸收定律的偏離。3）溶劑作用溶劑對吸收光譜的影響是比較大的，溶劑不同時，物質(zhì)的吸收光譜不同。2）酸效應(yīng)如果待測組分包括在一種酸堿平衡體系中，溶液的酸度將65§2—3紫外可見分光光度計一．分光光度計的主要部件和工作原理0.575光源單色器吸收池檢測器顯示§2—3紫外可見分光光度計0.575光源單色器吸收池檢測66（一）光源用于提供足夠強度和穩(wěn)定的連續(xù)光譜。分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。（一）光源67熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340~2500nm。氫燈和氘燈。它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。另外，為了使光源發(fā)出的光在測量時穩(wěn)定，光源的供電一般都要用穩(wěn)壓電源，即加有一個穩(wěn)壓器。熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于68利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同顏色的單色光。位移增量（nm）1．可見光的顏色和互補色：如果顯色劑與試劑中干擾組分反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，則按如下方式配置參比液(1)吸收較弱時，直接用試劑溶液作參比液；Fe3＋＋SCN－=FeSCN－；常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。測定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。當(dāng)用一束強度為Io的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。1．入射光為非單色光能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。主要有σ→σ*、n→σ*、n→π*、π→π*F<CH3<Br<OH<OCH3<NH2<NHCH3<NH(CH3)2<NHC6H5<O398,由LambertBeer定律得在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。由式可知a=A/bc，它表示的是當(dāng)c=1g/L、b=1cm時溶液的吸光度。NR2β：951．入射光為非單色光（二）分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)也叫單色器。單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能產(chǎn)生光譜純度高的光波且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同69單色器一般由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。單色器一般由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行70能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。71棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長光通72入射狹縫準直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400入射狹縫準直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ280073光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個波長區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外74（三）吸收池（比色皿）在紫外可見分光光度法中，一般都是用液體溶液進行測定的，用于盛放試液的器皿就是吸收池或比色皿。有玻璃和石英兩種。（三）吸收池（比色皿）75（四）光檢測系統(tǒng)用于檢測光信號。利用光電效應(yīng)將光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，也叫光電器件。分光光法中，得到的是一定強度的光信號，這個信號需要用一定的部件檢測出來。檢測時，需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號才能測量得到。光檢測系統(tǒng)的作用就是進行這個轉(zhuǎn)換。（四）光檢測系統(tǒng)76常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。1、光電池用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。用得最多的是硒光電池。其結(jié)構(gòu)和作用原理為常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。77硒光電池硒光電池78光電管它是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上2個電極構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖光電管它是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上2個電7912341234801是光電管的陽極，它由一個鎳環(huán)或鎳片組成；2是光電管的陰極，它由一個金屬片上涂一層光敏物質(zhì)構(gòu)成，如涂上一層氧化銫。涂上的光敏物質(zhì)具有這樣一個特性當(dāng)光照射到光敏物質(zhì)上時，它能夠放出電子；1是光電管的陽極，它由一個鎳環(huán)或鎳片組成；813為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；4為放大器，放大由光電管產(chǎn)生的電信號；3為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；82光電管將光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程是這樣的當(dāng)一定強度的光照射到陰極上時，光敏物質(zhì)要放出電子，放出電子的多少與照射到它的光的大小成正比，而放出的電子在電場的作用下要流向陽極，從而造成在整個回路中有電流通過。而此電流的大小與照射到光敏物質(zhì)上的光的強度的大小成正比。這就是光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的原理。光電管將光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程是這樣的當(dāng)一定強度的光照83紅敏管625-1000nm藍敏管200-625nm光電管紅敏管625-1000nm光電管84光電倍增管它是一個非常靈敏的光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電流。其靈敏度比前2種都要高得多。它是利用二次電子發(fā)射以放大光電流，放大倍數(shù)可達到108倍。光電倍增管它是一個非常靈敏的光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電85光電倍增管1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子光電倍增管1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子86（五）信號指示系統(tǒng)它的作用是放大信號并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計裝配有微處理機，一方面可對分光光度計進行操作控制，另一方面可進行數(shù)據(jù)處理。（五）信號指示系統(tǒng)87二、分光光度計的類型（一）單光束分光光度計0.575光源單色器吸收池檢測器顯示二、分光光度計的類型0.575光源單色器吸收池檢測器顯示88這類分光光度計的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。另外，結(jié)果受電源的波動影響較大。這類分光光度計的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。主要適用于定量分89（二）單波長雙光束分光光度計比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器（二）單波長雙光束分光光度計比值光源單色器吸收池檢測器顯示光90雙光束分光光度計是自動比較了透過參比溶液和樣品溶液的光的強度，它不受光源（電源）變化的影響。雙光束分光光度計還能進行波長掃描，并自動記錄下各波長下的吸光度，很快就可得到試液的吸收光譜。所以能用于定性分析。雙光束分光光度計是自動比較了透過參比溶液和樣品溶液的光的強度91光源單色器單色器檢測器切光器狹縫吸收池（三）雙光束雙波長分光光度計：光源單色器單色器檢測器切光器狹縫吸收池（三）雙光束雙波長分光92雙波長分光光度法21XAY∵∴Y的存在不干擾X的測定雙波長分光光度法21XAY∵∴Y的存在不干擾X的93三、分光光度計的校正通常在實驗室工作中，驗收新儀器或?qū)嶒炇沂褂眠^一段時間后都要進行波長校正和吸光度校正。建議采用下述的較為簡便和實用的方法來進行校正鐠銣玻璃或鈥玻璃都有若干特征的吸收峰，可用來校正分光光度計的波長標尺，前者用于可見光區(qū)，后者則對紫外和可見光區(qū)都適用。也可用K2CrO4標準溶液來校正吸光度標度。三、分光光度計的校正94§2—4顯色反應(yīng)及其影響因素一．顯色反應(yīng)和顯色劑（一）顯色反應(yīng)在光度分析中將試樣中的待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)?！?—4顯色反應(yīng)及其影響因素一．顯色反應(yīng)和顯色劑95顯色反應(yīng)一般分為兩大類一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)。Fe3＋＋SCN－=FeSCN－；Mn2＋－5e＋4H2O=MnO4－＋8H＋在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。顯色反應(yīng)一般分為兩大類一類是配位反應(yīng)；另一類是氧化還原反應(yīng)。96（二）顯色劑與待測組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑；1．無機顯色劑（二）顯色劑與待測組分生成有色化合物的試劑叫顯色劑；972．有機顯色劑1）優(yōu)點a．具有鮮明的顏色，ε都很大（一般可達到104以上），所以測定的靈敏度很高；b．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；2．有機顯色劑1）優(yōu)點98c．選擇性好d．有些有色配合物易溶于有機溶劑，可進行萃取光度分析，提高了測定的靈敏度和選擇性。c．選擇性好993．常見的有機顯色劑：1．磺基水楊酸：其結(jié)構(gòu)式如下：3．常見的有機顯色劑：100它可用于測定三價鐵離子。2．鄰二氮菲（鄰菲羅啉，1，10—二氮菲）結(jié)構(gòu)式為直接在PH=3～9時與Fe2+生成紅色螯合物。用于鐵的測定。它可用于測定三價鐵離子。直接在PH=3～9時與Fe2+生成紅1013．雙硫腙也叫二苯—硫腙。結(jié)構(gòu)式為測定很多重金屬離子，如：鉛、鋅、銅、銀、汞、鎘等。3．雙硫腙也叫二苯—硫腙。結(jié)構(gòu)式為測定很多重金屬離子，如：鉛1024．偶氮胂Ⅲ（鈾試劑Ⅲ）可用于測定鈾、釷、鋯等。其結(jié)構(gòu)式為

4．偶氮胂Ⅲ（鈾試劑Ⅲ）可用于測定鈾、釷、鋯等。其結(jié)構(gòu)式為103二．選擇顯色反應(yīng)的標準1．選擇性要好2．靈敏度要高3．有色化合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4．顯色劑的顏色與有色化合物的顏色差別要大5．反應(yīng)的條件要易于控制。二．選擇顯色反應(yīng)的標準104三．影響顯色反應(yīng)的因素（一）顯色劑用量顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表M＋R=MR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R的用量時，有利于反應(yīng)向右進行。三．影響顯色反應(yīng)的因素（一）顯色劑用量105但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定產(chǎn)生不利。例如用SCN與Fe3+反應(yīng)生成紅色配合物測定鐵時，當(dāng)加入的顯色劑太多時，就會對測定產(chǎn)生不利。但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定106對于不同的情況，顯色劑的用量對顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實際選用時，一般是通過實驗來確定的。對于不同的情況，顯色劑的用量對顯色反應(yīng)的影響是不同的。在實際107實驗的方法為固定待測組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，分別測定它們的吸光度，以吸光度為縱坐標，顯色劑用量為橫坐標作圖，可得到吸光度—顯色劑用量的曲線，其結(jié)果分為三種情況實驗的方法為固定待測組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯108（二）溶液酸度酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，因為溶液酸度直接影響著金屬離子、顯色劑的存在形式和有色化合物的組成、穩(wěn)定性等。（二）溶液酸度1091．酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價金屬離子都要水解，酸度較低時，不利于顯色反應(yīng)的進行。1．酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價金屬離子都要水解，1102．酸度對顯色劑濃度的影響很多顯色劑都是有機弱酸，在溶液中有如下平衡HRH+＋R－而顯色反應(yīng)為M＋RMR所以酸度太高對反應(yīng)不利。2．酸度對顯色劑濃度的影響1113．酸度對顯色劑顏色的影響很多顯色劑本身就是酸堿指示劑，酸度不同時，它們的顏色不同。如果控制不好酸度，就會使指示劑顏色與有色化合物的顏色相近而影響測定。3．酸度對顯色劑顏色的影響112比如用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH<6.3時為檸檬黃色，而在PH＞6.3時為紅紫色。所以在PH＞6.3時，就無法進行測定。比如用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本1134．酸度對配合物組成的影響有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。如Fe3+與水揚酸的配合物PH＜4 Fe(C7H4O3)+ 紫色4＜PH＜9 Fe(C7H4O3)2－ 紅色PH＞9 Fe(C7H4O3)33－黃色4．酸度對配合物組成的影響114由上可見，酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實驗來確定。由上可見，酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實驗來115（三）顯色時間顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時間才能達到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過久也會褪色。適宜的顯色時間要由實驗來確定。（三）顯色時間116（四）溫度一般顯色反應(yīng)在室溫下進行，但是也有一些反應(yīng)要加熱到一定溫度下才能進行。而且還有一些有色配合物在室溫下要分解。（四）溫度117（五）溶劑的影響1．影響有色化合物的溶解度；2．影響有色化合物的顏色；3．影響顯色反應(yīng)進行的速度；（五）溶劑的影響118（六）干擾離子的影響和消除方法

（六）干擾離子的影響和消除方法1191．與試劑生成有色配合物及大量干擾離子與試劑生成穩(wěn)定的配合物；2．干擾離子本身有色；3．與被測離子形成難離解化合物。1．與試劑生成有色配合物及大量干擾離子與試劑生成穩(wěn)定的配合物120消除干擾的方法主要有以下幾種1．控制酸度2．加入掩蔽劑；3．分離干擾離子；4．進行同時測定；5．利用氧化還原反應(yīng)改變價態(tài)；

消除干擾的方法主要有以下幾種1216、用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾；7、選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL；8、分離以上方法均不奏效時，采用預(yù)先分離的方法。6、用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾；122§2—6光度測量誤差及測量條件的選擇光度分析的誤差來源于兩方面一方面是各種化學(xué)因素引入的誤差；另一方面是儀器測量不準引入的誤差。對于化學(xué)因素，前面巳經(jīng)講過，現(xiàn)在我們來看儀器測量不準引入的誤差。§2—6光度測量誤差及123一．儀器測量誤差任何光度計都有一定的測量誤差，測量誤差的來源主要是光源的發(fā)光強度不穩(wěn)定，光電效應(yīng)的非線性，電位計的非線性，雜散光的影響，單色器的光不純等等因素，一．儀器測量誤差124對于一臺固定的光度計來說，以上因素都是固定的，也就是說，它的誤差具有一定的穩(wěn)定性。其大小可由光度計的透光率的讀數(shù)準確度表現(xiàn)出來。對于一臺固定的光度計來說，以上因素都是固定的，也就是說，它的125具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常數(shù)△T，約為0.01～0.02。但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。測量結(jié)果的誤差常用濃度的相對誤差△C/C表示（△C表示測量結(jié)果的濃度的絕對誤差）。它的大小是與△T的大小有關(guān)的。具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常126紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1127而同樣大小的△T在透光率不同時（溶液濃度不同），所引起的濃度相對誤差是不同的。下表列出了在一定△T時不同透光率所對應(yīng)的濃度誤差而同樣大小的△T在透光率不同時（溶液濃度不同），所引起的濃度128T%95908070△c/c△T20.510.65.64.0△T10.35.32.82.0T%

60504030△c/c△T3.262.882.732.77

△T1.621.441.371.39T%

20105

△c/c△T3.114.346.7

△T1.562.173.34

T%95908070△c/c△T20.510.65.64.0129T%在80～10%即A=1～0.1時的濃度測量的相對誤差較小。對于精度較好的儀器，當(dāng)T%在60～20%（A=0.2～0.7）時，測量誤差約為1%。當(dāng)T=0.368或A=0.434時，濃度的測量誤差最小。T%在80～10%即A=1～0.1時的濃度測量的相對誤差較小130二．測量條件的選擇1．測量波長的選擇一般選用待測物質(zhì)的最大吸收波長作為測量波長（入射光）但當(dāng)在最大吸收波長處有干擾時，則應(yīng)根據(jù)“吸收最大干擾最小”的原則來選擇波長。二．測量條件的選擇1312．控制適當(dāng)?shù)奈舛确秶蓽y量誤差可知，當(dāng)吸光度在0.2～0.8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定?？刂频姆椒?）控制溶液的濃度；2）選用適當(dāng)厚度的比色皿；2．控制適當(dāng)?shù)奈舛确秶?323．選擇適當(dāng)?shù)膮⒈热芤篴.如果僅有顯色劑與被測組分反應(yīng)的產(chǎn)物有吸收，則可以用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤海籦.如果顯色劑和其他試劑有顏色，則用試劑溶液作參比液；紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1133c.如果顯色劑與試劑中干擾組分反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，則按如下方式配置參比液(1)吸收較弱時，直接用試劑溶液作參比液；(2)吸收較強時，可選用合適的掩蔽劑將被測組分掩蔽后再加顯色劑和其他試劑，以此配制的溶液作參比液。c.如果顯色劑與試劑中干擾組分反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，則按134§1—6紫外—可見分光光度法的應(yīng)用一．紫外可見分光光度法在定性分析中的應(yīng)用（一）定性分析（二）結(jié)構(gòu)分析§1—6紫外—可見分光光度法的應(yīng)用一．紫外可見分光光度法在定135（三）分析方法1．比較光譜法，2．制作試樣的吸收曲線并與標準紫外光譜對照；3．利用WoodwardFieser經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長。（三）分析方法136伍德沃德（Woodward）規(guī)則1）共軛二烯最大吸收位置的計算值母體：非環(huán)或異環(huán)二烯烴基準值214nm同環(huán)二烯烴253nm伍德沃德（Woodward）規(guī)則1）共軛二烯最大137延伸雙鍵30環(huán)外雙鍵5共軛體系上取代烷基5OR6SR30ClBr5位移增量（nm）延伸雙鍵1382），不飽和酮最大吸收位置的計算值六元環(huán)或非環(huán)，不飽和酮基準值215nm）位移增量（nm）同環(huán)共軛雙鍵39環(huán)外雙鍵（C=C）5延伸雙鍵302），不飽和酮最大吸收位置的計算值六元環(huán)或非環(huán)，139共軛體系上取代基α：10；β：12；γ位或更高位：18OCORαβγδ：6OHα：35；β：30；γ：50Clα：15：β：12Brα：25；β：30NR2β：95共軛體系上取代基α：10；β：12；140

基值

217四個烷基取代4520二個環(huán)外雙鍵2510計算值(max)247nm實測值(max)247nm

基值

217四個烷基取代4520二個環(huán)外雙鍵2510計141

基值

217五個烷基取代5525二個環(huán)外雙鍵2510共軛雙鍵延長13030計算值(max)282nm

基值

217五個烷基取代5525二個環(huán)外雙鍵2510共142二、定量分析（一）．微量單組分的測定1．標準曲線法二、定量分析143配制一系列不同含量的待測組分的標準溶液，以不含待測組分的空白溶液為參比，測定標準溶液的吸光度。并繪制吸光度—濃度曲線，得到標準曲線（工作曲線），然后再在相同條件下測定試樣溶液的吸光度。由測得的吸光度在曲線上查得試樣溶液中待測組分的濃度，最后計算得到試樣中待測組分的含量。配制一系列不同含量的待測組分的標準溶液，以不含待測組分的空白1442．增量法把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標準物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標準物質(zhì)。然后測定各份試液試液的吸光度并繪制吸光度對加入的標準物質(zhì)的濃度（增量）作圖，得一標準曲線2．增量法145由于每份溶液中都含有待測組分，因此，標準曲線不經(jīng)過原點。將標準曲線外推延長至與橫坐標交于一點，則此點到原點的長度所對應(yīng)的濃度值就是待測組分的濃度。由于每份溶液中都含有待測組分，因此，標準曲線不經(jīng)過原點。將標146（二）．多組分的同時測定在含有多種組分的溶液中，如果要測定多個組分，可以根據(jù)情況的不同，采用不同的方法來進行測定。（二）．多組分的同時測定147紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1148如果溶液中各組分之間的吸收曲線互相不干擾，可以選擇適當(dāng)?shù)牟煌牟ㄩL分別測定。圖a)X,Y組份最大吸收波長不重迭，相互不干擾，可以按兩個單一組份處理。如果溶液中各組分之間的吸收曲線互相不干擾，可以選擇適當(dāng)?shù)牟煌?49如果多個組分之間的吸收曲線有干擾則可利用吸光度的加和性，以解聯(lián)立方程式的方法，求得各個組分的含量或濃度。圖b)和c)X,Y相互干擾，此時可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度如果多個組分之間的吸收曲線有干擾則可利用吸光度的加和性，以解150紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1151（三）．高含量組分的測定—示差法方法配制一系列待測組分的濃度相差較小，且待測組分濃度與試液濃度相近的標準溶液，以其中濃度最小的標準溶液(Cs)作參比溶液，測定其它標準溶液的吸光度，以吸光度對測定溶液和參比溶液的濃度差作圖，得一過原點的標準曲線。（三）．高含量組分的測定—示差法152AAx△Cx△CA△Cx△C153再在相同的條件下測定試液的吸光度，由曲線上查得試液的濃度與參比溶液濃度的差值，從而求得待測組分的濃度。Cx=Cs+△Cx再在相同的條件下測定試液的吸光度，由曲線上查得試液的濃度與參154測量原理當(dāng)試樣中組份的濃度過大時，則A值很大，會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。此時若以一濃度略小于試樣組份濃度作參比，則有測量原理當(dāng)試樣中組份的濃度過大時，則A值很大，會產(chǎn)生讀數(shù)誤差155紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1156具體做法以濃度為cs的標準溶液調(diào)T=100%或A=0（調(diào)零），所測得的試樣吸光度實際就是上式中的A，然后求出Cx，則試樣中該組份的濃度為(Cs+Cx)。具體做法以濃度為cs的標準溶液調(diào)T=100%或A=0（調(diào)零）157常規(guī)法示差法TxT051050100落在測量誤差較大的范圍T051050100TrTsTs落在測量誤差較小的范圍常規(guī)法示差法TxT051050100落在測量誤差較大的范圍158結(jié)論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度結(jié)論：示差法通過提高測量的準確度提高了方法的準確度159例題已知dT=0.01,樣品Tx=2.00%,標準Ts=10.0%示差法例題已知dT=0.01,樣品Tx=2.00%,160常規(guī)法誤差常規(guī)法誤差161示差法誤差示差法誤差162已知dT=0.01,樣品Tx=2.00%,標準Ts=5.00%已知dT=0.01,樣品Tx=2.00%,標163三、配合物組成測定1）摩爾比法(飽和法)設(shè)配合物的顯色反應(yīng)為測得n就得到了配合物的組成。三、配合物組成測定測得n就得到了配合物的組成。164具體做法固定cM，增加cR，并測定一系列MRn的吸光度A，以cR/cM比值對A作圖，得如圖所示曲線。其中，曲線拐點處對應(yīng)的值為配合比n。具體做法固定cM，增加cR，并測定一系列MRn的吸光165紫外可見光分光光度法教學(xué)課件11662）等摩爾連續(xù)變化法具體做法保持cR+cM=c恒定，但改變cM與cR的相對比例，若以cM/c對吸光度A作圖，當(dāng)達最大吸光度時cM/cR之比即為配位比。2）等摩爾連續(xù)變化法167紫外可見光分光光度法教學(xué)課件紫外可見光分光光度法教學(xué)課件168（優(yōu)選）紫外可見光分光光度法教學(xué)課件（優(yōu)選）紫外可見光分光光度法教學(xué)課件169一．分子吸收光譜的產(chǎn)生在分子中存在著電子的運動，以及組成分子的各原子間的振動和分子作為整體的轉(zhuǎn)動。分子的總能量可以認為等于這三種運動能量之和。即E分子=E電子+E振動+E轉(zhuǎn)動一．分子吸收光譜的產(chǎn)生170分子中的這三種運動狀態(tài)都對應(yīng)有一定的能級。即在分子中存在著電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級。這三種能級都是量子化的。其中電子能級的間距最大（每個能級間的能量差叫間距或能級差），振動能級次之，轉(zhuǎn)動能級的間距最小。分子中的這三種運動狀態(tài)都對應(yīng)有一定的能級。即在分子中171如果用△E電子，△E振動以及△E轉(zhuǎn)動表示各能級差，則△E-電子＞△E-振動＞△E-轉(zhuǎn)動如果用△E電子，△E振動以及△E轉(zhuǎn)動表示各能級差，則172由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定173紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1174由圖可見，在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一個振動能級上又有許多間距更小的轉(zhuǎn)動能級。由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。同理，處于同一電子能級和同一振動能級上的分子，由于轉(zhuǎn)動能量不同而處于不同的能級上。由圖可見，在每一個電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一175當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而由較低的能級E躍遷到較高能級E‘上，所吸收的光的能量就等于兩能級的能量之差△E=E‘－E當(dāng)用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收某些波長（頻率）的光而176其光的頻率為γ=△E/h或光的波長為λ=hc/△E其光的頻率為γ=△E/h1775．反應(yīng)的條件要易于控制。但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。1．酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價金屬離子都要水解，酸度較低時，不利于顯色反應(yīng)的進行。1、光電池用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。當(dāng)用一束強度為Io的單色光垂直通過厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c的溶液時，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物質(zhì)的濃度c的乘積。（一）偏離被測物質(zhì)濃度與吸光度不成線性關(guān)系的現(xiàn)象，如下圖。n*329315309305二者差別越大，則偏離LB越大；γ位或更高位：18所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖同環(huán)二烯烴253nm環(huán)外雙鍵（C=C）5由于分子選擇性的吸收了某些波長的光，所以這些光的能量就會降低，將這些波長的光及其所吸收的能量按一定順序排列起來，就得到了分子的吸收光譜。5．反應(yīng)的條件要易于控制。由于分子選擇性的吸收了某些波長的光178二、分子吸收光譜類型遠紅外光譜、紅外光譜及紫外可見光譜三類。分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷，需吸收波長為遠紅外光，因此，形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。二、分子吸收光譜類型179分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同時有分子的轉(zhuǎn)動運動。這樣，分子振動產(chǎn)生的吸收光譜中，包括轉(zhuǎn)動光譜，故常稱為振轉(zhuǎn)光譜。由于它吸收的能量處于紅外光區(qū)，故又稱紅外光譜。分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同180電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光譜，稱為電子光譜或紫外可見吸收光譜。電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū)，對應(yīng)形成的光181三．有機化合物的紫外—可見吸收光譜（一）、躍遷類型主要有σ→σ*、n→σ*、n→π*、π→π*三．有機化合物的紫外—可見吸收光譜182*

n*n***n*n*n***n183石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。母體：非環(huán)或異環(huán)二烯烴基準值214nm顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表有機物中含有n→π*或π→π*躍遷的基團；3．影響顯色反應(yīng)進行的速度；具體說來，對于一個給定的光度計來說，其透光率的讀數(shù)誤差等于常數(shù)△T，約為0.主要適用于定量分析，而不適用于作定性分析。常用的光檢測系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。但要注意，加入的顯色劑用量也不能太多，否則產(chǎn)生副反應(yīng)，對測定產(chǎn)生不利。另外，當(dāng)溶液中含有懸浮物或膠粒等散射質(zhì)點時，入射光通過溶液時就會有一部分光因散射而損失掉，使透過光強度減小，測得的吸光度增大，從而引起偏離吸收定律。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。在這兩類反應(yīng)中，用得較多的是配位反應(yīng)。透光率——透光率表示透過光強度與入射光強度的比值，用T來表示，計算式為：它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。其中電子能級的間距最大（每個能級間的能量差叫間距或能級差），振動能級次之，轉(zhuǎn)動能級的間距最小。1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定。顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時間。σ→σ*躍遷主要發(fā)生在真空紫外區(qū)。b.π→π*躍遷吸收的波長較長，孤立的π→π*躍遷一般在200nm左右C、n→π*躍遷一般在近紫外區(qū)（200~400nm），吸光強度較小，n→σ*躍遷吸收波長仍然在150~250nm范圍，因此在紫外區(qū)不易觀察到這類躍遷。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，184在以上幾種躍遷中，只有*和n*兩種躍遷的能量小，相應(yīng)波長出現(xiàn)在近紫外區(qū)甚至可見光區(qū)，且對光的吸收強烈，是我們研究的重點。在以上幾種躍遷中，只有*和n*兩種躍遷的能量小，相應(yīng)波185（二）、常用術(shù)語1，生色團:有機物中含有n→π*或π→π*躍遷的基團；（二）、常用術(shù)語1862，助色團:助色團是指帶有非鍵電子對的基團；可使生色團吸收峰向長波方向移動并提高吸收強度的一些官能團，常見助色團助色順序為F<CH3<Br<OH<OCH3<NH2<NHCH3<NH(CH3)2<NHC6H5<O2，助色團:1873，紅移與藍移（紫移）某些有機化合物經(jīng)取代反應(yīng)引入含有未共享電子對的基團之后，吸收峰的波長將向長波方向移動，這種效應(yīng)稱為紅移效應(yīng)。3，紅移與藍移（紫移）188在某些生色團如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波長會向短波方向移動，這種效應(yīng)稱為藍移（紫移）效應(yīng)。如R，OCOR，在某些生色團如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰189四．溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收帶形狀的變化。改變?nèi)軇┑臉O性，還會使吸收帶的最大吸收波長發(fā)生變化。下表為溶劑對一種丙酮紫外吸收光譜的影響。

正己烷CHCl3CH3OHH2O

*230238237243n

*329315309305四．溶劑對紫外、可見吸收光譜的影響改變?nèi)軇┑臉O性，會引起吸收190由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中必須注明所用的溶劑。與已知化合物紫外光譜作對照時也應(yīng)注明所用的溶劑是否相同。在進行紫外光譜法分析時，必須正確選擇溶劑。由于溶劑對電子光譜圖影響很大，因此，在吸收光譜圖上或數(shù)據(jù)表中191Y的存在不干擾X的測定d．有些有色配合物易溶于有機溶劑，可進行萃取光度分析，提高了測定的靈敏度和選擇性。一．基本概念當(dāng)強度為I0的一定波長的單色入射光束通過裝有均勻待測物的溶液介質(zhì)時，該光束將被部分吸收Ia，部分反射Ir，余下的則通過待測物的溶液It，即有8之間時，測量誤差最小，所以應(yīng)盡量控制吸光度在此范圍進行測定。1．可見光的顏色和互補色：3為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；顯色反應(yīng)一般分為兩大類一類是配位反應(yīng)；由于這個原因，處在同一電子能級的分子，可能因振動能量不同而處于不同的能級上。把未知試樣溶液分成體積相同的若干份，除其中的一份不加入待測組分的標準物質(zhì)外，在其它幾份中都分別加入不同量的標準物質(zhì)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。藍敏管200-625nm=lg0.由于組成分子能量的幾部分都具有一定的能級，所以分子也具有一定的能級，如圖是雙原子分子的能級圖但透光率的讀數(shù)誤差不能代表測定結(jié)果的誤差。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。比如用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH<6.3時，就無法進行測定。3．利用WoodwardFieser經(jīng)驗規(guī)則求最大吸收波長。具體做法固定cM，增加cR，并測定一系列MRn的吸光度A，以cR/cM比值對A作圖，得如圖所示曲線。所以只要在入射光的波長范圍內(nèi)，摩爾吸光系數(shù)差別不是太大，由此引起的偏離是較小的。1）共軛二烯最大吸收位置的計算值五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸收波長1．吸收曲線每一種物質(zhì)對不同波長光的吸收程度是不同的。如果我們讓各種不同波長的光分別通過被測物質(zhì)，分別測定物質(zhì)對不同波長光的吸收程度。以波長為橫坐標，吸收程度為縱坐標作圖所得曲線。Y的存在不干擾X的測定五．吸收曲線（吸收光譜）及最大吸192例：丙酮

max=279nm(=15)nm例：丙酮nm193300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2Absorbance350Cr2O72-、MnO4-的吸收光譜300400500600700/nm350525545194紫外可見光分光光度法教學(xué)課件11952、吸收峰和最大吸收波長max吸收曲線表明了某種物質(zhì)對不同波長光的吸收能力分布。曲線上的各個峰叫吸收峰。峰越高，表示物質(zhì)對相應(yīng)波長的光的吸收程度越大。其中最高的那個峰叫最大吸收峰，它的最高點所對應(yīng)的波長叫最大吸收波長，用λmax表示。2、吸收峰和最大吸收波長max1963．物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點1）不同的物質(zhì)，吸收曲線的形狀不同，最大吸收波長不同。2）對同一物質(zhì)，其濃度不同時，吸收曲線形狀和最大吸收波長不變，只是吸收程度要發(fā)生變化，表現(xiàn)在曲線上就是曲線的高低發(fā)生變化。3．物質(zhì)的吸收曲線和最大吸收波長的特點197紫外可見光分光光度法教學(xué)課件1198六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：1．可見光的顏色和互補色：在可見光范圍內(nèi)，不同波長的光的顏色是不同的。平常所見的白光（日光、白熾燈光等）是一種復(fù)合光，它是由各種顏色的光按一定比例混合而得的。利用棱鏡等分光器可將它分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同顏色的單色光。六．光的選擇性吸收與物質(zhì)顏色的關(guān)系：199白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色的光按一定比例復(fù)合得到。能復(fù)合成白光的兩種顏色的光叫互補色光。白光除了可由所有波長的可見光復(fù)合得到外，還可由適當(dāng)?shù)膬煞N顏色200/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍黃480-490綠藍橙490-500藍綠紅500-560綠紅紫560-580黃綠紫580-610黃藍610-650橙綠藍650-760紅藍綠/nm顏色互補光400-450紫黃綠450-480藍黃482012．物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系當(dāng)白光照射到物質(zhì)上時，如果物質(zhì)對白光中某種顏色的光產(chǎn)生了選擇性的吸收，則物質(zhì)就會顯示出一定的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色是吸收光的互補色。2．物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系202完全吸收完