第一章紫外-可見吸收光譜法w

1、第一章第一章 紫外紫外- -可見可見分光光度法分光光度法Ultraviolet-Visible Spectrophotometry，UV-VIS 光光 譜譜 (Spectrum)(Spectrum)v 光譜光譜是復色光經色譜分散系統(tǒng)分散后，按是復色光經色譜分散系統(tǒng)分散后，按波長大小依次排列的圖像。波長大小依次排列的圖像。v 基于測量物質的光譜而建立起來的分析方基于測量物質的光譜而建立起來的分析方法稱為法稱為光譜分析法光譜分析法。 包括從包括從 射線射線到到無線電波無線電波的所有電磁波譜范圍的所有電磁波譜范圍。v 當光束照射到物質當光束照射到物質上時，光與物質發(fā)生上時，光與物質發(fā)生相互作用，于是

2、產生相互作用，于是產生反射、散射、反射、散射、吸收吸收或或透射，如圖所示。透射，如圖所示。 分光光度法分光光度法v 分光光度法是基于分光光度法是基于被測物質的分子對光具有被測物質的分子對光具有選擇性吸收選擇性吸收的特性而建立起來的分析方法。的特性而建立起來的分析方法。 物質的顏色是由于它物質的顏色是由于它選擇性的吸收了某一選擇性的吸收了某一波長的可見光而產生的波長的可見光而產生的。 /nm顏色顏色互補光（吸收）互補光（吸收）400 450紫紫黃綠黃綠450 480藍藍黃黃480 490綠藍綠藍橙橙490 500藍綠藍綠紅紅500 560綠綠紅紫紅紫560 580黃綠黃綠紫紫580 610黃黃藍

3、藍610 650橙橙綠藍綠藍650 760紅紅藍綠藍綠標準系列標準系列未知樣品未知樣品特點特點利用自然光利用自然光比較吸收光的互補色光比較吸收光的互補色光準確度低準確度低(半定量半定量)不可分辨多組分不可分辨多組分方法簡便方法簡便分光光度法特點：分光光度法特點： 靈敏度高：測定下限可達靈敏度高：測定下限可達10-510 -6molL-1, 準確度：能夠滿足微量組分的測定要求，準確度：能夠滿足微量組分的測定要求， 相對誤差相對誤差25 操作簡便快速操作簡便快速 應用廣泛應用廣泛1.1 紫外紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜1.2 光吸收基本定律光吸收基本定律1.4 紫外紫外-可見吸收光譜的應用可見吸

4、收光譜的應用1.3 紫外紫外-可見分光光度計可見分光光度計u 紫外紫外-可見吸收光譜可見吸收光譜是基于是基于分子內電子躍遷分子內電子躍遷產生的產生的分子吸收光譜，分子吸收光譜，研究范圍在研究范圍在200-800 nm （UV 200-380，VIS 380-800 nm）光區(qū)內的，靈敏度和選擇性光區(qū)內的，靈敏度和選擇性較好。較好。涉及分子內涉及分子內外層電子外層電子(或或價電子價電子)的能級躍遷。的能級躍遷。分子在紫外分子在紫外-可見區(qū)的吸收與其可見區(qū)的吸收與其電子結構電子結構緊密相關。緊密相關。1.1 1.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜v 物質分子內部三種運動形式，分別對應分子的

5、三種能物質分子內部三種運動形式，分別對應分子的三種能級：級： （1 1）電子相對于原子核的運動）電子相對于原子核的運動電子能級電子能級 （2 2）原子核在其平衡位置附近的相對振動）原子核在其平衡位置附近的相對振動 振動能級振動能級 （3 3）分子本身繞其重心的轉動）分子本身繞其重心的轉動轉動能級轉動能級v 能級是量子化的，各自具有相應的能量。能級是量子化的，各自具有相應的能量。1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成 分子吸收外界輻射能分子吸收外界輻射能,總能量總能量變化為變化為E總，總，其中：其中： 電子運動能量變化電子運動能量變化:E電子電子 振動能量變化振動能量變化:

6、E振動振動 轉動能量變化轉動能量變化E轉動轉動轉動振動電子總EEEEE電子電子 E振動振動 E轉動轉動1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成chhvEEE E能量，能量，J； h普朗克常數（普朗克常數（4.1361015eVs） 光的波長，光的波長，cm； v 頻率，頻率，Hz； c 光速（光速（2.9981010cm/s） 當用光照射分子時，分子就要當用光照射分子時，分子就要選擇性的吸收選擇性的吸收某些波長某些波長（頻率）的光而（頻率）的光而由較低的能級由較低的能級E躍遷到較高能級躍遷到較高能級E上，所吸上，所吸收的光的能量就等于兩能級的能量之差：收的光的能量就等于兩能

7、級的能量之差：1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成 運動的分子外層電子運動的分子外層電子-吸收吸收外來輻射外來輻射- -產生產生電子能級躍遷電子能級躍遷-分子的電子光譜分子的電子光譜。S2S1S0A h 分子內電子躍遷分子內電子躍遷帶狀光譜帶狀光譜S2S1S0A h 分子內電子躍遷分子內電子躍遷帶狀光譜帶狀光譜S2S1S0A h 分子內電子躍遷分子內電子躍遷帶狀光譜帶狀光譜1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成躍遷能級躍遷能級需要能量需要能量（eVeV）相應波長相應波長（）光區(qū)光區(qū)光譜類型光譜類型電子能級電子能級（價電子）（價電子）1 120201

8、230123062 62 nmnm紫外；紫外；可見可見紫外可見吸收光譜紫外可見吸收光譜（電子光譜）（電子光譜）振動能級振動能級0.0250.0251 1 50501m1m 紅外紅外紅外吸收光譜紅外吸收光譜（振動轉動光譜振動轉動光譜）轉動能級轉動能級0.0250.0250.0040.0045050300m300m遠紅外遠紅外 轉動光譜轉動光譜（遠紅外光譜）（遠紅外光譜）1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成 將不同波長的光透過將不同波長的光透過某一固定濃度和厚度的有某一固定濃度和厚度的有色溶液，測量色溶液，測量每一波長下每一波長下有色溶液對光的吸收程度有色溶液對光的吸收程度

9、（即（即吸光度吸光度) )300400500600700 /nm 5451.00.80.60.40.2Absorbance600吸收峰吸收峰 maxMnO4-的吸收光譜曲線的吸收光譜曲線 以以波長波長為為橫坐標橫坐標，以，以吸光度吸光度為為縱坐標縱坐標作圖，得到的譜作圖，得到的譜圖稱為圖稱為吸收曲線或吸收光譜。吸收曲線或吸收光譜。 物質分子內部結構不同物質分子內部結構不同 分子能級差異分子能級差異 E E不同不同 選擇吸收選擇吸收不同波長不同波長的光的光1.1.1 1.1.1 分子吸收光譜的形成分子吸收光譜的形成1.1.2 1.1.2 有機化合物的電子光譜有機化合物的電子光譜 max ，最大吸

10、收波長，決定，最大吸收波長，決定于分子的激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間于分子的激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量差；的能量差；(摩爾吸光系數摩爾吸光系數 :單位物質對某一波長光的吸收能力單位物質對某一波長光的吸收能力) max ，最大吸收波長處的摩爾吸光系數；，最大吸收波長處的摩爾吸光系數；300400500600700 /nm 5451.00.80.60.40.2Absorbance600吸收峰吸收峰 maxMnO4-的吸收光譜曲線的吸收光譜曲線1.1.2 1.1.2 有機化合物的電子光譜有機化合物的電子光譜 有機化合物的紫外可見吸收光譜，是由分子中有機化合物的紫外可見吸收光譜，是由分子中價價電子的躍遷電子的躍遷產生

11、的產生的,決定于決定于分子的結構分子的結構以及以及分子軌道上分子軌道上電子的性質電子的性質。 即與即與化學鍵的類型化學鍵的類型有關有關1) 形成形成單健單健的的電子電子2) 形成形成雙健雙健的的電子電子3) 未成健的未成健的n電子電子價電子有以下價電子有以下 三種：三種：COHnp ps sH1.1.2.11.1.2.1、電子躍遷、電子躍遷的的主要類型主要類型1.1.2.11.1.2.1、電子躍遷、電子躍遷的的主要類型主要類型(1)(1) * * (2) n(2) n * * (3) n(3) n * * (4)(4) * * 當分子吸收一定能量后，其價電子將從能量較低的軌道當分子吸收一定能量

12、后，其價電子將從能量較低的軌道躍遷至能量較高的反鍵軌道。分子內各種電子的能級高低的躍遷至能量較高的反鍵軌道。分子內各種電子的能級高低的次序為：次序為： s s*pp* npsps1.1.2.11.1.2.1、電子躍遷、電子躍遷的的主要類型主要類型躍遷類型躍遷類型吸收波長吸收波長吸收吸收強度強度化學鍵化學鍵（基團）（基團）化合物化合物 * 180nm180nm- -C-C,C-HC-C,C-H飽和烴飽和烴 n *200nm200nm左左右右弱弱雜原子雜原子( (如如S S、N N、O O、ClCl、BrBr、或、或I I等等) )飽和烴衍飽和烴衍生物生物 * 200nm200nm左左右右強強C=

13、CC=C，C CC C，C CN N不飽和有不飽和有機物機物n *315 315 800nm800nm弱弱- -OH,-NHOH,-NH2 2,-X,-S,-X,-S等等不飽和有不飽和有機物機物 有機化合物的吸收光譜是建立在有機化合物的吸收光譜是建立在n* 或或* 躍遷躍遷的基礎上的，它們的吸收峰位于的基礎上的，它們的吸收峰位于200800nm范圍內。范圍內。 這四種這四種 躍遷所需能量躍遷所需能量大小順序為：大小順序為： n n 1.1.2.11.1.2.1、電子躍遷、電子躍遷的的主要類型主要類型1.1.2.2 1.1.2.2 電荷轉移躍遷電荷轉移躍遷 ADADhv電子給體電子給體電子受體電

14、子受體 某些分子同時具有某些分子同時具有電子給予體電子給予體部分和部分和電子接受體電子接受體部部分，在分，在外來輻射外來輻射激發(fā)下會吸收激發(fā)下會吸收紫外或可見光紫外或可見光，使電子從，使電子從給予體外層軌道給予體外層軌道向接受體的電子軌道躍遷向接受體的電子軌道躍遷，產生，產生電荷轉電荷轉移移躍遷躍遷。NR1R2NR1R2h電子受體電子受體電子給體電子給體CORhCRO1.1.2.2 1.1.2.2 電荷轉移躍遷電荷轉移躍遷u 電荷電荷轉移轉移躍遷實際上是一個躍遷實際上是一個分子內氧化分子內氧化- -還原還原過程，相應的吸收光譜稱為過程，相應的吸收光譜稱為電荷電荷轉轉移吸收光譜移吸收光譜。u 電

15、荷轉移電荷轉移光譜的光譜的譜帶較寬，吸收強度大，最大譜帶較寬，吸收強度大，最大吸收波長處的摩爾吸光系數吸收波長處的摩爾吸光系數 maxmax可大于可大于10104 4。 1.1.2.2 1.1.2.2 電荷轉移躍遷電荷轉移躍遷例例1. 電子能級間隔越小，躍遷時吸收光子的：電子能級間隔越小，躍遷時吸收光子的： A. 能量越大；能量越大；B. 波長越長；波長越長；C. 波數越大；波數越大； D. 頻率越高。頻率越高。例例2. 丙酮在己烷中的紫外吸收丙酮在己烷中的紫外吸收max為為279nm，max為為14.8，該吸收帶是由哪種躍遷引起的？，該吸收帶是由哪種躍遷引起的？A. n*；B. *；C. n

16、*； D. *； 1.1.31.1.3、 無機化合物的電子光譜無機化合物的電子光譜 產生無機化合物電子光譜的電子躍產生無機化合物電子光譜的電子躍遷形式分為兩類：遷形式分為兩類： 電荷電荷轉移轉移躍遷躍遷 配位場躍遷配位場躍遷1.1.3.1 1.1.3.1 電荷轉移躍遷電荷轉移躍遷 與某些有機化合物相似，許多無機配合物也有電荷與某些有機化合物相似，許多無機配合物也有電荷遷移躍遷產生的電荷遷移吸收光譜。遷移躍遷產生的電荷遷移吸收光譜。 不少不少過渡金屬離子與含生色團的試劑反應所生成的過渡金屬離子與含生色團的試劑反應所生成的配合物配合物以及許多以及許多水合無機離子水合無機離子，均可產生電荷轉移躍遷。

17、，均可產生電荷轉移躍遷。 與某些有機化合物相似，許多無機配合物也有電荷與某些有機化合物相似，許多無機配合物也有電荷遷移躍遷產生的電荷遷移吸收光譜。遷移躍遷產生的電荷遷移吸收光譜。 一些一些具有具有d10結構的過渡元素形成的鹵化物及硫化物結構的過渡元素形成的鹵化物及硫化物，如如AgBr，PbI2，HgS等，也是由于電荷轉移躍遷而產生等，也是由于電荷轉移躍遷而產生顏色。顏色。SCNFeSCNFehr23例：例：1.1.3.2 1.1.3.2 配位場躍遷配位場躍遷 含有含有d d軌道軌道或或f f軌道軌道的過渡金屬元素，在配體的存在的過渡金屬元素，在配體的存在下，能量相等的下，能量相等的d d軌道或

18、軌道或f f軌道會軌道會分裂成幾組能量不等的分裂成幾組能量不等的d d軌軌道或道或f f軌道。軌道。 當它們的離子吸收光能后，當它們的離子吸收光能后，低能態(tài)的低能態(tài)的d d電子或電子或f f電子可電子可以分別躍遷到高能態(tài)以分別躍遷到高能態(tài)d d軌道或軌道或f f軌道軌道上去。這兩類躍遷分別稱上去。這兩類躍遷分別稱為為d-dd-d躍遷躍遷和和f-ff-f躍遷躍遷。 這類躍遷必須在配體的配位場作用下才能產生，故稱這類躍遷必須在配體的配位場作用下才能產生，故稱配位場躍遷配位場躍遷。 配位場躍遷吸收譜帶一般位于配位場躍遷吸收譜帶一般位于可見光區(qū)，可見光區(qū)，但吸收強度但吸收強度較小，一般較小，一般 ma

19、xmax101047000 環(huán)狀共軛環(huán)狀共軛, , 產生產生三個三個吸收帶吸收帶：苯苯：具精細結構（由具精細結構（由振動躍遷振動躍遷引起）引起）, ,特征吸收帶特征吸收帶E1帶：帶：max 184nm, 47000E2帶：帶：max 203nm, 7400B帶：帶： max 256nm, 230例例3 3：以下四種化合物中，能同時產生：以下四種化合物中，能同時產生B B吸收帶、吸收帶、K K吸收帶、吸收帶、R R吸收帶的是：吸收帶的是：1.1.5 1.1.5 影響紫外影響紫外- -可見光譜的因素可見光譜的因素內因：分子結構內因：分子結構外因：測定條件外因：測定條件1.1.5.1 1.1.5.1

20、 共軛效應的影響共軛效應的影響(1)(1) p p電子共軛體系增大，電子共軛體系增大， maxmax紅移，紅移， maxmax增大增大H(CHCH)nHn n maxmaxnmnm maxmaxL/(L/(molmol cmcm) )1 118018010,00010,0002 221721721,00021,0003 326826834,00034,0004 430430464,00064,0005 5334334121,000121,0006 6364364138,000138,000原因？原因？共軛效應增大，使軌道共軛效應增大，使軌道能量降低，能量降低，pppp*躍遷躍遷所需的能量降低，

21、所需的能量降低， max紅移，紅移， max增大。增大。共軛多烯的紫外吸收共軛多烯的紫外吸收1.1.5.1 1.1.5.1 共軛效應的影響共軛效應的影響-胡蘿卜素與蕃茄紅素：胡蘿卜素與蕃茄紅素： 例例4：試估計下列三種化合物中，何者最大吸收波：試估計下列三種化合物中，何者最大吸收波長最長？何者最短？為什么長最長？何者最短？為什么?1.1.5.1 1.1.5.1 共軛效應的影響共軛效應的影響(2)(2)空間阻礙使共軛體系破壞，空間阻礙使共軛體系破壞， maxmax藍移，藍移， maxmax減小減小。 R RR R maxmaxnmnm maxmaxL/(L/(molmol cmcm) )H HH

22、 H29429427,60027,600H HCHCH3 327227221,00021,000CHCH3 3CHCH3 3243.5243.512,30012,300CHCH3 3C C2 2H H5 524024012,00012,000C C2 2H H5 5C C2 2H H5 5237.5237.511,00011,000CCRR共平面程度減小，共平面程度減小，共軛程度減弱。共軛程度減弱。1.1.5.1 1.1.5.1 共軛效應的影響共軛效應的影響1.1.5.2 1.1.5.2 取代基的影響取代基的影響給電子能力順序：給電子能力順序：-N(C-N(C2 2H H5 5) )2 2 -

23、N(CH -N(CH3 3) )2 2 -NH -NH2 2 -OH -OCH -OH -OCH3 3 - -NHCOCHNHCOCH3 3 -OCOCH -OCOCH3 3 -CH -CH2 2CHCH2 2COOH -HCOOH -H給電子基給電子基：含未共用電子對的原子的基團。：含未共用電子對的原子的基團。吸電子基吸電子基：易吸引電子而使電子容易流動的基團。：易吸引電子而使電子容易流動的基團。作用強度順序：作用強度順序：-N-N+ +(CH(CH3 3) )3 3 -NO -NO2 2 -SO -SO3 3H -CHO -COOH -CHO -COO- - -COOH -COOH -CO

24、OCH-COOCH3 3 - -ClCl -Br -I -Br -I 給電子基給電子基未共用電子對流動性大，形成未共用電子對流動性大，形成p-p-p p共軛，降共軛，降低能量，低能量， maxmax紅移紅移。 吸電子基吸電子基的存在產生的存在產生p p電子的永久性轉移，電子的永久性轉移， maxmax紅移紅移。p p電子流動性增加，吸收光子的吸收分數增加，吸收強度電子流動性增加，吸收光子的吸收分數增加，吸收強度增加增加 maxmax增加增加。 給電子基與吸電子基給電子基與吸電子基同時存在同時存在，產生，產生分子內電荷轉移分子內電荷轉移吸收，吸收， maxmax紅移，紅移， maxmax增加增加

25、。 1.1.5.2 1.1.5.2 取代基的影響取代基的影響 溶劑極性越大，溶劑極性越大，分子與溶劑的靜電作用越強，使激發(fā)態(tài)分子與溶劑的靜電作用越強，使激發(fā)態(tài)穩(wěn)定，能量降低，即穩(wěn)定，能量降低，即p p* *軌道能量降低軌道能量降低大于大于p p軌道能量降低軌道能量降低因此因此p p pp* *躍遷能量減小躍遷能量減小1.1.5.3 1.1.5.3 溶劑極性的影響溶劑極性的影響E = h=h/pppp*波長紅移波長紅移溶劑極性增大，溶劑極性增大，pppp* *躍遷波長躍遷波長紅移紅移1.1.5.3 1.1.5.3 溶劑極性的影響溶劑極性的影響 n n電子由于與極性溶劑形成氫鍵，基態(tài)電子由于與極性

26、溶劑形成氫鍵，基態(tài)n n軌軌道道能量降低大能量降低大因此因此n n pp* *躍遷能量增大。躍遷能量增大。E = h=h/npp*波長藍移波長藍移1.1.5.3 1.1.5.3 溶劑極性的影響溶劑極性的影響溶劑極性增大，溶劑極性增大，npp*躍遷波長躍遷波長藍移藍移1.1.5.3 1.1.5.3 溶劑極性的影響溶劑極性的影響極性溶劑中，由于溶質與溶劑的相互作用極性溶劑中，由于溶質與溶劑的相互作用,振動的振動的精細結構消失精細結構消失1.1.5.3 1.1.5.3 溶劑極性的影響溶劑極性的影響 影響因素小結影響因素小結 共軛體系增大，共軛體系增大， max紅移，紅移， max增大；增大； 空間位

27、阻增大，空間位阻增大， max藍移，藍移， max減??；減??；含含給電子基給電子基時，時， max紅移；紅移； 含吸電子基時，含吸電子基時， max紅移，紅移， max增加；增加； 同時含給電子基和吸電子基時，同時含給電子基和吸電子基時，分子內電荷轉分子內電荷轉移吸收，移吸收， max紅移，紅移， max增加；增加； 溶劑極性增大，溶劑極性增大，pppp*躍遷吸收帶紅移，躍遷吸收帶紅移， npp*躍遷吸收帶藍移；躍遷吸收帶藍移； 極性溶劑使振動精細結構消失。極性溶劑使振動精細結構消失。1.2 1.2 光吸收基本定律光吸收基本定律（Lambert-BeerLambert-Beer定律）定律）1.

28、1.透光率透光率 ( (透射比透射比, ,Transmittance)Transmittance)透光率定義透光率定義:0IITt入射光強度入射光強度 I0透射光強度透射光強度It一束平行單色光一束平行單色光1.2.1、朗伯比爾定律、朗伯比爾定律2.2.吸光度吸光度 ( (AbsorbanceAbsorbance) )TTIIAtlg1lglg01.2.1、朗伯比爾定律、朗伯比爾定律常用常用吸光度吸光度來表示物質對光的吸收程度：來表示物質對光的吸收程度：A值越大，表明物質對光的吸收越大，量綱為1。kclA 當一束平行單色光通過均勻、透明的吸光介質時，其當一束平行單色光通過均勻、透明的吸光介質時

29、，其吸光度與吸光物質的吸光度與吸光物質的濃度濃度和吸收層和吸收層厚度厚度的乘積成的乘積成正比正比. .3. Lambert-Beer3. Lambert-Beer定律（光吸收基本定律）定律（光吸收基本定律）1.2.1、朗伯比爾定律、朗伯比爾定律k-吸光系數吸光系數; l-吸光液層的厚度吸光液層的厚度(光程光程)， cmc-吸光物質的濃度，吸光物質的濃度， g / L, mol / L分光光度法的依據和基礎Lambert ：、c一定時：一定時：Beer： 、 l一定時：合并兩式：合并兩式：lkAckA K K a吸光系數吸光系數， L g 1 cm -1lcAalcA c：mol / Lc：g

30、/ L摩爾吸光系數摩爾吸光系數，L mol 1 cm -1吸光系數吸光系數(k)入射光波長入射光波長物質的性質物質的性質溫度溫度與濃度無關與濃度無關, ,取值與濃度的單位相關取值與濃度的單位相關1.2.2 1.2.2 吸光系數吸光系數 例例1 CFe2+為為5.010-4 g.L-1的溶液，在一定條件下，的溶液，在一定條件下，經啉菲羅啉顯色后，在波長經啉菲羅啉顯色后，在波長510nm，比色皿厚度，比色皿厚度為為 2cm 時測得時測得A=0.19，求啉菲羅啉亞鐵的，求啉菲羅啉亞鐵的 與與 a 值。鐵的相對原子量為值。鐵的相對原子量為55.85。 解：根據朗伯比爾定律解：根據朗伯比爾定律 A=al

31、c114190100 . 5219. 0cmgLlcAa續(xù)例：續(xù)例：與與a的關系為的關系為 = M a M 吸光物質（非顯色劑）原組分吸光物質（非顯色劑）原組分 的摩爾質量的摩爾質量 =55.85190=1.1104(L.mol-1.cm-1) 摩爾吸光系數，摩爾吸光系數， 數值上等于濃度為數值上等于濃度為1 mol/L、液層厚度為、液層厚度為1cm時，該時，該溶液在某一波長下的吸光度。溶液在某一波長下的吸光度。 但是，但是，的值，不能直接取的值，不能直接取1mol/L 這樣高濃度的有色這樣高濃度的有色溶液來測量，而只能通過計算求得。溶液來測量，而只能通過計算求得。 的物理意義及計算的物理意義

32、及計算 吸收物質在一定波長和溶劑條件下的吸收物質在一定波長和溶劑條件下的特征常數特征常數, ,不隨濃度不隨濃度c 和光程長度和光程長度b 的改變而改變的改變而改變摩爾吸光系數摩爾吸光系數 u 同一吸光物質在不同波長下的同一吸光物質在不同波長下的值是不同的。在最大吸值是不同的。在最大吸收波長收波長max處的摩爾吸光系數，以處的摩爾吸光系數，以max表示表示u 在在溫度和介質條件一定時，溫度和介質條件一定時， 僅與僅與吸光物質的結構吸光物質的結構與性質與性質有關；有關；umax表明了該表明了該吸收物質最大限度的吸光能力吸收物質最大限度的吸光能力，也反映了，也反映了光度法測定該物質可能達到的最大靈敏

33、度。光度法測定該物質可能達到的最大靈敏度。 越大越大, 靈敏度越高靈敏度越高: 105 超超高靈敏度高靈敏度 =(610）104 高靈敏高靈敏 =(26)104 中等靈敏度中等靈敏度; 2 104 不靈敏不靈敏 . 在一定的在一定的下，溶液濃度為下，溶液濃度為1（即（即1g/100ml），），液層厚度為液層厚度為1.00cm時的吸光度，用時的吸光度，用 表示。表示。百分吸光系數百分吸光系數(比吸光系數比吸光系數)%11cmEclEAcm %11摩爾吸光系數和百分吸光系數的關系摩爾吸光系數和百分吸光系數的關系 MEcm10%11%1110cmEM P29 若試液屬多組分體系，而各種吸光物質之間沒

34、有若試液屬多組分體系，而各種吸光物質之間沒有相互作用，這時體系的總吸光度等于各組分吸光度之相互作用，這時體系的總吸光度等于各組分吸光度之和，即和，即吸光度具有加和性吸光度具有加和性，即，即 A=A1+A2+A3+An =1lc1+2lc2+3lc3+nlcn 1.2.2 1.2.2 吸光度的加和性吸光度的加和性 例例2 2：K K2 2CrOCrO4 4的堿性溶液在的堿性溶液在372nm372nm處有最大吸收，若處有最大吸收，若堿性堿性K K2 2CrOCrO4 4溶液的濃度溶液的濃度c c3.003.001010-5-5molmolL L-1-1，吸收，吸收池厚度為池厚度為1.0cm1.0c

35、m，在此波長下測得透光率為，在此波長下測得透光率為71.6%71.6%。計算：計算： （1 1）該溶液的吸光度；）該溶液的吸光度； （2 2）摩爾吸收系數；）摩爾吸收系數； （3 3）若吸則池厚度為）若吸則池厚度為3cm3cm，則透光率為多大？，則透光率為多大？ 解：（解：（1 1） （2 2） （3 3） 145. 0716. 0lglgTA).(1083. 41000. 30 . 1145. 0135cmmolLclA4347. 0lgAT3675. 0T75.36% T4347. 0clA51000. 30 . 383. 41.2.21.2.2、比爾定律的偏離、比爾定律的偏離 根據比爾定

36、律，當光程根據比爾定律，當光程b固定時，吸光度固定時，吸光度A與有色與有色溶液濃度溶液濃度c成正比，即成正比，即A=Kc. 因此，以吸光度對濃度作圖應得到一條通過原點的因此，以吸光度對濃度作圖應得到一條通過原點的直線，成線性關系。直線，成線性關系。 但是，實際測得的線性關系常常出現偏差，即不再但是，實際測得的線性關系常常出現偏差，即不再遵守比爾定律。遵守比爾定律。1.2.21.2.2、比爾定律的偏離、比爾定律的偏離 當被測定試當被測定試樣濃度比較高時，樣濃度比較高時，曲線發(fā)生上翹或曲線發(fā)生上翹或下彎，稱為下彎，稱為對比對比爾定律的偏離爾定律的偏離。產生產生偏離的原因偏離的原因 (1)(1)與樣

37、品有關的因素與樣品有關的因素 (2)(2)與儀器有關的因素與儀器有關的因素( (1) 1) 與樣品有關的因素與樣品有關的因素n 濃度較大濃度較大時，吸光質點的相互作用，產生時，吸光質點的相互作用，產生負偏負偏差差， 朗伯朗伯- -比爾定律只適合于稀溶液比爾定律只適合于稀溶液（C 10C 10104 4，選擇性好選擇性好* *對照性好對照性好, ,顯色劑在測定波長處無明顯吸顯色劑在測定波長處無明顯吸收。收。 maxmax60 nm60 nm . .* *反應生成的有色化合物反應生成的有色化合物組成恒定組成恒定，穩(wěn)定，穩(wěn)定。* *顯色條件易于控制，顯色條件易于控制，重現性好重現性好。（三）（三）.

38、 顯色劑顯色劑 ：助色團：助色團：NH，OH，X (孤對電子孤對電子)neO生色團生色團：NN，NO，OC=S,N （共軛雙鍵）共軛雙鍵）e無機顯色劑無機顯色劑: SCN- Fe(SCN)2+ H2O2 TiOH2O22+有機顯色劑有機顯色劑:要求：要求：有色化合物有色化合物與與顯色劑顯色劑之間的之間的顏顏色差別色差別應盡可能應盡可能大大。 RAMRR MRnm|RmaxMRmax60 Fe3+ + 磺基水楊酸磺基水楊酸 三磺基水楊酸鐵三磺基水楊酸鐵(黃色黃色) （組成固定）（組成固定） Fe3+ + SCN - FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + （組成不固定）組成不固定）（四）（四）.

39、 . 顯色條件的確定顯色條件的確定c(R)c(R)c(R)（1）. 顯色劑用量顯色劑用量 Mo(SCN)32+ 淺紅淺紅Mo(SCN)5 橙紅橙紅Mo(SCN)6- 淺紅淺紅Fe(SCN)n3-n選擇曲線變化平坦處。選擇曲線變化平坦處。（2）. 顯色反應酸度顯色反應酸度 RH = R- + H+ pH = 2 3FeR紫紅色紫紅色pH = 4 7FeR2橙色橙色pH = 8 10FeR3黃色黃色 pH12 Fe(OH)3 沉淀沉淀例：二甲酚橙例：二甲酚橙 pH6.3 紅紫色，紅紫色， pH6.3 黃色黃色 金屬配合物則金屬配合物則 紅色紅色 故：只適合于故：只適合于pH6.3的條件。的條件。2

40、550t /minA（3）. 顯色溫度及顯色時間顯色溫度及顯色時間 根據具體反應，選擇溶液根據具體反應，選擇溶液顏色最為穩(wěn)定顏色最為穩(wěn)定的條件的條件 所選擇的溶劑應易于所選擇的溶劑應易于溶解樣品并不與樣品作用溶解樣品并不與樣品作用，且在測定波長區(qū)間內且在測定波長區(qū)間內吸收小吸收小，不易揮發(fā)不易揮發(fā)。常見溶劑。常見溶劑可用于測定的最短波長?？捎糜跍y定的最短波長。 可用于測定的最短波長可用于測定的最短波長(nm)(nm) 常見溶劑常見溶劑 200 200 蒸餾水，乙腈，環(huán)己烷蒸餾水，乙腈，環(huán)己烷 220 220 甲醇，乙醇，異丙醇，醚甲醇，乙醇，異丙醇，醚 250 250 二氧六環(huán)，氯仿，醋酸二氧

41、六環(huán)，氯仿，醋酸 270 270 N,N- N,N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺(DMF)(DMF)，乙酸乙酯，乙酸乙酯， 四氯化碳四氯化碳 (275) (275) 290 290 苯，甲苯，二甲苯苯，甲苯，二甲苯 335 335 丙酮，甲乙酮，吡啶，二硫化碳丙酮，甲乙酮，吡啶，二硫化碳(380)(380)（五）（五）. 溶劑的選擇溶劑的選擇1.4.3 參比溶液的選擇參比溶液的選擇(不加顯色劑不加顯色劑)(不加試樣溶液不加試樣溶液) 參比溶液（空白溶液）是用來調節(jié)參比溶液（空白溶液）是用來調節(jié)工作零點工作零點 即即 A=0，T%=100% 的溶液的溶液，以，以消除溶液中消除溶液中其它基體組分其它基

42、體組分以及以及吸吸收池收池和和溶劑溶劑對入射光的反射和吸收對入射光的反射和吸收所帶來的誤差。所帶來的誤差。1.4.4 1.4.4 共存干擾離子的消除共存干擾離子的消除 （1）控制酸度）控制酸度測測Fe3:(控制控制pH)Fe3+, Cu2+Fe(Ssal)+（紫紅）紫紅）Cu2+pH 2.5Ssal1.4.4 1.4.4 共存干擾離子的消除共存干擾離子的消除 Co2, Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2 (藍藍)NaFSCNCo2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN測測Co2(含含Fe3+) : (掩蔽法掩蔽法)（2）選擇適當的掩蔽劑）選擇適當的掩蔽劑1.4.4

43、1.4.4 共存干擾離子的消除共存干擾離子的消除 （3）利用生成惰性配合物）利用生成惰性配合物例：鋼鐵中微量例：鋼鐵中微量Co2的測定的測定（4）選擇適當的測量波長）選擇適當的測量波長例：例：K2Cr2O7存在下測定存在下測定KMnO4 如不能通過以上辦法消除干擾，則需采取如不能通過以上辦法消除干擾，則需采取分離分離法。法。v 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法主要用于化合物的定量分析主要用于化合物的定量分析 靈敏度高：測定下限可達靈敏度高：測定下限可達10-510-510 -6mol10 -6molL-1, L-1, 準確度：能夠滿足微量組分的測定要求，相對誤差準確度：能夠滿足微量組

44、分的測定要求，相對誤差2 25 5v 作為四大波譜之一，是鑒定許多化合物，尤其是有機作為四大波譜之一，是鑒定許多化合物，尤其是有機化合物的重要定性工具之一。化合物的重要定性工具之一。 1.5 1.5 紫外紫外- -可見吸收光譜的應用可見吸收光譜的應用定性分析基礎定性分析基礎定量分析基礎定量分析基礎物質對光的選擇性吸收物質對光的選擇性吸收在一定實驗條件下在一定實驗條件下, AcA c增增大大AB )(maxA)(maxBA 最大吸收波長最大吸收波長 max 測定依據測定依據1.5.11.5.1、定量分析測定方法與步驟、定量分析測定方法與步驟1 1 單組分的測定單組分的測定 測定依據：朗伯比爾定律

45、測定依據：朗伯比爾定律bcA測定方法：測定方法： 標準曲線法標準曲線法例：例： 采用啉菲羅啉分光光度法（標準曲線法）測定地面水采用啉菲羅啉分光光度法（標準曲線法）測定地面水中微量鐵的含量。中微量鐵的含量。實驗步驟：實驗步驟： （1 1）配制鐵的標準系列溶液并測定其吸光度，繪制）配制鐵的標準系列溶液并測定其吸光度，繪制成一標準曲線成一標準曲線 。 （3 3）在相同條件下配制樣品溶液，測量樣品溶液的吸光度，）在相同條件下配制樣品溶液，測量樣品溶液的吸光度，就可以從標準曲線上查出樣品的濃度。就可以從標準曲線上查出樣品的濃度。Ac （2 2）分別在選定波長處測）分別在選定波長處測其吸光度其吸光度A A

46、，然后以標準溶液，然后以標準溶液的濃度的濃度c c為橫坐標，以相應的為橫坐標，以相應的吸光度吸光度A A為縱坐標，繪制出為縱坐標，繪制出A Ac c關系曲線，稱為關系曲線，稱為標準曲線標準曲線或或稱稱工作曲線工作曲線。注意：注意： 標準溶液濃度所跨的范圍要盡可能寬；標準溶液濃度所跨的范圍要盡可能寬； 標準樣品一般五個濃度以上，且等距分布；標準樣品一般五個濃度以上，且等距分布； 樣品溶液濃度最好位于標準曲線的中央部分；樣品溶液濃度最好位于標準曲線的中央部分； 實驗條件保持一致；實驗條件保持一致；2 2、多組分的測定、多組分的測定 根據吸光度具有根據吸光度具有加和性加和性的特點，在同一試樣中的特點，在同一試樣中可以同時測定可以同時測定兩個或兩個以上組分兩個或兩個以上組分。 假設要測定試樣中的兩個組分假設要測定試樣中的兩個組分A A、B B，如果分別，如果分別繪制繪制A A、B B兩純物質的吸收光譜，繪出三種情況兩純物質