第一章紫外分光光度法.

1、黎春怡MP: 660008QQ: 105757138Email: mmlcy21 第一章紫外可見(jiàn)分光光度法第一節(jié)基本原理光的基本特性光與物質(zhì)的作用光譜吸收曲線光吸收定律（重點(diǎn)，難點(diǎn)）一、光的基本特性光的基本特性（波粒二象性）光的波動(dòng)性（折射、衍射、干涉等） 光的本質(zhì)：電磁波1CV =±T zc光的粒子性（光由數(shù)應(yīng)）、能量和頻率成E =川彳 能量和波長(zhǎng)、戒反比J二 1.9878 X 1025_人例題計(jì)算可見(jiàn)光的能量。解：可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍：400750nmo=l9878X1025一 4.0X107= 4.97X10-19( J)2=400n m 時(shí),E=h 入=1.9878 X1025人

2、同理，z=750nm時(shí)，疋=2.65X 1。9（ j）單色光、復(fù)合光和互補(bǔ)色光兩種顏色的光按一定強(qiáng)度 比例混合而成得到白光， 這兩種光稱(chēng)為互補(bǔ)色光。二、光與物質(zhì)的作用光的吸收具有選擇性只有當(dāng)光子能量大于等能級(jí)差時(shí)，物 質(zhì)才能吸收該輻射能。物質(zhì)顏色的產(chǎn)生固體液體其對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收.當(dāng)白光照射到固體上時(shí)由于溶液中的粒子選擇性吸收透 過(guò)的白光中某種顏色的光， 而呈現(xiàn)其互補(bǔ)色。三、光譜吸收譜線紫外可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生機(jī)理當(dāng)波長(zhǎng)處于紫外可見(jiàn)光區(qū)的光照射到物 質(zhì)時(shí)，由于物質(zhì)分子對(duì)光的吸收，發(fā)生了 電子能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生紫外可見(jiàn)吸收光譜。光譜吸收曲線用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度， 以入為橫坐標(biāo)，A為縱坐

3、標(biāo)，即可得到表示 光吸收程度與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線，即光吸收 曲線，也稱(chēng)為吸收光譜。吸收曲線的討論不同物質(zhì)的吸收曲線的特性不 同。因此可提供定性分析的信 息OI400 4 勿型 460 430 50C 520 540 560 580 600 v同一物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸 收程度不同。最大吸收波長(zhǎng)的 定義。在入max處吸光度隨濃度變化 的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。 吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。吸收曲線的討論V不同濃度的同一種物質(zhì)， 其吸收曲線形狀相似幾泱 不變?？勺髯鳛槲镔|(zhì)定量分析的 依據(jù)。不同濃度的同一種物質(zhì)， 在某一定波長(zhǎng)下吸光度4 有差異，在Zmax處吸光 度4的差異最大。此特

4、性、光吸收定律光強(qiáng)度、透射率和吸光度光強(qiáng)度（7）:單位時(shí)間（Is）內(nèi)照射在單位 面積（Mm?）的光的能量。透射率（卩）:入射光強(qiáng)度為人的光通過(guò)溶液 時(shí)，透過(guò)的光強(qiáng)度厶與厶之比。T： 0.00%100%。A： 0.00sn，A；反之，T l , A To朗伯比爾吸收定律說(shuō)明吸光度與液A=kfbA=k29c層厚度成正比說(shuō)明吸光度與溶液濃度和液層厚度成正比A=kbc氐越大，表示該物質(zhì)對(duì)光的吸收能 力越強(qiáng) k的兩種表示方式:摩爾吸光系數(shù)質(zhì)量吸光系數(shù)例題某化合物6<Jzmax = 280 nm,光線通過(guò)該化合 物的1.0 X10 5 mol-L 1溶液時(shí)，透射率為50 % （用2cm吸收池），求該

5、化合物在280 nm處的摩爾吸光系數(shù)。解：已知，max = 280 nm, c = 1.0X10-5 mobL*1,T = 50%, b = 2cmA= - IgT = lg 0.5 = 0.301 根據(jù)朗伯比爾定律A = wbtA=0.301/ (2x 1.0X105 )=1.51 X104 (L#morucm-1)朗伯比爾定律的應(yīng)用條件»入射光必須為單色光»被測(cè)樣品必須是均勻介質(zhì)尸在吸收過(guò)程中，吸收物質(zhì)之間不能 發(fā)生相互作用朗伯比爾定律的偏離現(xiàn)象溶液本身發(fā)生了朗伯-比爾定律的應(yīng) 用條件是什么?想溶液定律本身具有局I入射光為非單色:亠A溶液中的被測(cè)物 質(zhì)易發(fā)生締合、 解離

6、.溶劑化等 化學(xué)變化課堂作業(yè)1、朗伯定律是說(shuō)明在一定條件下，光的吸收與成正 比；比爾定律是說(shuō)明在一定條件下，光的吸收與成 正比，二者合一稱(chēng)為,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為O2、摩爾吸光系數(shù)的單位是 度9液層厚度為.液的吸光度。常用符號(hào) 律的表達(dá)式可寫(xiě)為，它表示物質(zhì)的濃時(shí)，在一定波長(zhǎng)下溶 表示。因此光的吸收定3、吸光度和透射比的關(guān)系是4、根據(jù)可以將分光光度法分為可見(jiàn)分光光度法、紫外分光光度法和紅外分光光度法。5、光的基本特性是o6、人眼能感覺(jué)到的光稱(chēng)為可見(jiàn)光，其波長(zhǎng)范圍是（）。A. 400-780nmB. 200400nmC. 2001000nmD. 400100（）nm 7、物質(zhì)吸收光輻射后產(chǎn)生紫外-可見(jiàn)吸

7、收光譜，這是由A.分子的振動(dòng)B.分子的轉(zhuǎn)動(dòng)C.原子核外層電子的躍遷D.分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷8、物質(zhì)的顏色是由于選擇吸收了白光中的某些波長(zhǎng)的光所致。C11SO4溶液呈藍(lán)色是由 于它吸收了白光中的（）。A.藍(lán)色光波B. 綠色光波C黃色光波D 青色光波a* >£ 十 >兀->卅 >“T希a* >£ 十 >兀->卅 >“T希9、吸光物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)與下面因素中有關(guān)的是（）。A吸收池材料B.吸收池厚度第二節(jié)化合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)光譜無(wú)機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)光譜、有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)光譜電子躍遷的類(lèi)型a* >&#

8、163; 十 >兀->卅 >“T希a* >£ 十 >兀->卅 >“T希四種躍遷的能量大小順序?yàn)?a* >£ 十 >兀->卅 >“T希常用術(shù)語(yǔ)生色團(tuán)：含有TT鍵的結(jié)構(gòu)單元（含不飽和 鍵）。A助色團(tuán)：含有未共用電子對(duì)的雜原子基 團(tuán)，這些基團(tuán)本身沒(méi)有生色功能，但當(dāng) 其與生色團(tuán)相連時(shí)，能增強(qiáng)生色團(tuán)的生 色能力，使吸收波長(zhǎng)紅移，且吸收強(qiáng)度 增加。紅移：使化合物的吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng) 方向移動(dòng)。A藍(lán)移：使化合物的吸收波長(zhǎng)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)。影響紫外可見(jiàn)吸收光譜的因素溶液酸度影響生成配合物的配 位比影響顯色劑的解離程度，影響顯色

9、反應(yīng)的完全程度 影響顯色劑的顏色pH值過(guò)高可能會(huì)引起金屬 離子水解。勾友生變常見(jiàn)有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜飽和桂及其取代衍生物吸收波長(zhǎng)小于200nm,常用作測(cè)定紫外可 見(jiàn)光譜的溶劑。»不飽和桂及其共軌烯燒吸收波長(zhǎng)一般在近紫外光區(qū)，當(dāng)共鈍雙鍵 在五個(gè)以上時(shí)達(dá)到可見(jiàn)光區(qū)，且摩爾吸光系數(shù) 較大，在分析上有實(shí)用價(jià)值。滬苯及其取代衍生物芳香坯類(lèi)化合物的特征吸收帶：184nm （E1帶）和204nm （E?帶），230270nm （B吸收帶, 五指形）第三節(jié)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理主要組成元件紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)型主要組成元件有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性.1.光源在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)

10、光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具 較長(zhǎng)的使用壽命?？梢?jiàn)光區(qū)：鶴燈作 為光源，其輻射波長(zhǎng)范 圍在3202500 nm。紫外區(qū)：氫、笊燈。 發(fā)射185400 nm的連 續(xù)光譜。2、單色器核心部分為色散元件，起分光作用， 即將復(fù)合光分解為單色光，包括棱鏡和光狹縫：寬度過(guò) 大，入射光單色性 差；寬度過(guò)小，光 強(qiáng)過(guò)弱。3、吸收池吸收池主要有石英池和玻璃池兩種O 在紫外區(qū)須釆用石英池，可見(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。F7A吸收池的光滑面必須嚴(yán)格垂直于入射光束方向。4、檢測(cè)器利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào) 變成可測(cè)的電信號(hào)，常用的有光電池、光 電管或光電倍增管。5、信號(hào)處理及顯示系統(tǒng)二、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的類(lèi)型根據(jù)光路結(jié)構(gòu)

11、可見(jiàn)分為三種類(lèi)型:唾龍'應(yīng)券I戲光束»單光束分光光度計(jì)»雙光束分光光度計(jì)»雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)課堂練習(xí)1、在紫外可見(jiàn)光區(qū)有吸收的化合物是（A CH3CH2CH3B CH3CH2OHC CH2=CHCH2CH =CH2D CHCH =CHCH =CHCH32、下列化合物中，吸收波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是（）。AoOCH3CqOch23.某非水溶性化合物，在20025（）nm有吸收，當(dāng)測(cè)定 其紫外可見(jiàn)光譜時(shí)，應(yīng)選用的合適溶劑是（）。A正己烷 B丙酮 C甲酸甲酯 D四氯乙烯 4.在分光光度分析中，常出現(xiàn)工作曲線不過(guò)原點(diǎn)的情況，下列說(shuō)法中不會(huì)引起這一現(xiàn)象的是（A. 測(cè)量和參比溶液所

12、有吸收池不對(duì)稱(chēng)B. 參比溶液選擇不當(dāng)C. 顯色反應(yīng)靈敏度太低顯色反應(yīng)的檢測(cè)下限太高。5>符合吸收定律的溶液稀釋時(shí)，其最大吸收峰 波長(zhǎng)位置（）。A.藍(lán)移B.紅移C不移動(dòng)D.不移動(dòng)，峰值降低6. 當(dāng)吸光度A=0時(shí)，丫（）為（）A.O B. 10 C. 100 D.oo7. 分光光度計(jì)主要由. > 和組成。8、最常用的可見(jiàn)光光源是,它的使用波長(zhǎng)范圍是9、吸收池的規(guī)格以材質(zhì)可分為和為標(biāo)志，按其 一兩種。第四節(jié) 紫外可見(jiàn)分光光度法的應(yīng)用定性分析定量分析、定性分析*未知化合物的 定性鑒定在相同條件下，分別測(cè) 定養(yǎng)爐亠31物有機(jī)化合物的 結(jié)構(gòu)推斷測(cè)定祥品的圖譜，檢驗(yàn) 圖譜中除了樣品的特征化合物的

13、純度 檢驗(yàn)吸收峰外，是否還含有 其它吸收峰。有，則說(shuō) 明含有雜質(zhì)，反之則無(wú)。1、定量分析可見(jiàn)分光光度法：適用于有色物質(zhì) 的測(cè)定紫外分光光度法：適用于有紫外吸 收的物質(zhì)的測(cè)定1、定量分析依據(jù)：朗伯比耳定律 吸光度：A= eb c 透光度：NgT = wb c 靈敏度高：£lax: 1(H1()5 L* mol-1 cm "測(cè)量誤差與吸光度讀數(shù)有關(guān):A =0.434,讀數(shù)相對(duì)誤差J【小。J 單組分定量分析(1)吸光系數(shù)法(絕對(duì)法)已知待測(cè)組分的W,可以測(cè)定溶液的吸光度，然后根據(jù)朗伯比爾定律算出組分的濃度或含量。=i例：以鄰二氮菲光度法測(cè)定Fe(II),稱(chēng)取樣品 0.500g,經(jīng)處理后，加入顯色劑，最后定容 為500mL。用1.0cm的吸收池，在510 nm 波長(zhǎng)下測(cè)得吸光度A=0.430o計(jì)算樣品中鐵 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(510nm=l-1 X104 L-moP-cm-1)解：根據(jù)朗伯比爾定律，A=kbc ,Er!貝!Jc=A / kb =0.430/(1.1 X104 X1)=3.91 X10 5 mol/L = 2.19 X10 6 g/mL m (%) = 2.19