現(xiàn)代儀器分析紫外可見吸收光譜分析

現(xiàn)代儀器分析紫外可見吸收光譜分析第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）1.1紫外-可見光譜的產(chǎn)生1.2分子吸收曲線1.3紫外吸收光譜分析法第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）1.1

紫外可見吸收光譜:

分子價電子能級躍遷。波長范圍：100-800nm.(1)遠(yuǎn)紫外光區(qū):

10-200nm(2)近紫外光區(qū):200-400nm(3)可見光區(qū):400-800nm（760nm）250300350400nm1234eλ

可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。電子躍遷的同時，伴隨著振動轉(zhuǎn)動能級的躍遷;帶狀光譜。第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）1.2電子躍遷與分子吸收光譜物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動形式：

1.電子相對于原子核的運(yùn)動；

2.原子核在其平衡位置附近的相對振動；

3.分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動。

分子具有三種不同能級：電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級三種能級都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量。分子的內(nèi)能：電子能量Ee、振動能量Ev、轉(zhuǎn)動能量Er

即:E＝Ee+Ev+Er

ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）討論：（1）

轉(zhuǎn)動能級間的能量差ΔΕr：0.005～0.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)。遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動光譜；（2）振動能級的能量差ΔΕv約為：0.05～１eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動光譜；（3）電子能級的能量差ΔΕe較大1～20eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外—可見光區(qū)，紫外—可見光譜或分子的電子光譜；第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）討論：

（4）吸收光譜的波長分布是由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級間的能量差所決定，反映了分子內(nèi)部能級分布狀況，是物質(zhì)定性的依據(jù)；（5）吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長處測得的摩爾吸光系數(shù)εmax也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的λmax有時可能相同，但εmax不一定相同；（6）吸收譜帶強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，定量分析的依據(jù)。第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）1.3有機(jī)物吸收光譜與電子躍遷（P24-25）有機(jī)化合物的紫外—可見吸收光譜是三種電子躍遷的結(jié)果：σ電子、π電子、n電子。sp

*s*RKE,BnpECOHnpsH分子軌道：是指在分子中各原子核的周圍最可能找到給定電子的區(qū)域。第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）①σ→σ＊躍遷

特點(diǎn)：所需能量最大；σ電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷；含有C-C,C-H鍵的飽和烷烴的分子產(chǎn)生的躍遷。吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū),吸收波長λ<200nm；例：甲烷的λmax為125nm,乙烷λmax為135nm。①只能被真空紫外分光光度計(jì)檢測到；

②多數(shù)作為溶劑使用（水、甲醇等）；

當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量ΔΕ大小順序?yàn)椋簄→π＊

<π→π＊

<n→σ＊

<σ→σ＊：按其理論：成鍵軌道—反鍵軌道及非鍵軌道（五種軌道）第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）②n→σ＊躍遷特點(diǎn)：所需能量較大。吸收波長為150～250nm，大部分在遠(yuǎn)紫外區(qū)，近紫外區(qū)仍不易觀察到。

含N、O、S和鹵素等雜原子飽和烴衍生物均呈現(xiàn)n→σ*躍遷。ε＝100～1000sp*s*RKE,BnpE第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）③

n→π﹡躍遷sp*s*RKE,BnpE特點(diǎn)：所需能量較小。吸收波長為200～700nm，既含有c﹦c雙鍵，又含有N、O、S和鹵素等雜原子的有機(jī)分子。ε＝10～100第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）④π→π＊躍遷

特點(diǎn)：所需能量較小，含有C＝C、C＝O、C≡C有機(jī)分子的躍遷，吸收波長在遠(yuǎn)紫外區(qū)的近紫外端或近紫外εmax≈104L·mol－1·cm－1以上，屬于強(qiáng)吸收。生色團(tuán)：

要求有機(jī)物分子中含有不飽和鍵和孤對電子對的基團(tuán)，能對光子進(jìn)行吸收并產(chǎn)生電子躍遷的稱為生色團(tuán)。簡單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成，如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C≡N等。（最有用的紫外—可見光譜是由π→π＊和n→π＊躍遷產(chǎn)生的。）第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日什么是共軛體系？什么是共軛效應(yīng)？（補(bǔ)）

不飽和鍵（雙鍵或叁鍵）與單鍵彼此相間所組成的體系稱為共軛體系。共軛體系中，相鄰π電子的相互重疊，使共軛體系中各鍵上的電子云密度發(fā)生了平均化，因此相鄰單鍵及重鍵間的區(qū)別也部分或全部的消失，共軛體系中這種原子間的影響稱為共軛效應(yīng)（或電子通過共軛體系的傳遞方式稱為共軛效應(yīng)）。這種效應(yīng)可歸結(jié)于共軛體系中π電子高度離域的結(jié)果。共軛體系可分為π-π*共軛體系、n-π共軛體系、σ-π共軛體系和σ-σ共軛體系四類。

共軛體系中的某一個原子受到外界試劑的作用時，其它部分馬上可以受到影響，無論距離的遠(yuǎn)近，這是因?yàn)閚電子在整個分子中的離域現(xiàn)象而引起的。第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日基----母體生色團(tuán)的最大吸收波長二烯母體：

max=217nm

▲共軛烯烴（不多于四個雙鍵）

*躍遷吸收峰位置可由伍德沃德——菲澤

規(guī)則估算。

max=基+nii

▲niI:由雙鍵上取代基種類和個數(shù)決定的校正項(xiàng)

(1)每增加一個共軛雙鍵+30nm（主要考慮）

(2)環(huán)外雙鍵(直接與環(huán)相連的雙鍵）+5nm

(3)雙鍵上取代基：?；?OCOR）0鹵素（-Cl，-Br）+5nm烷基（-R）+5nm烷氧基（-OR）+6nm第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）助色團(tuán)：

有一些含有n電子的基團(tuán)(如—OH、—OR、—NH２、NH等)，它們本身沒有生色功能，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時，就會發(fā)生n—π共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長向長波方向移動，且吸收強(qiáng)度增加)，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）紅移與藍(lán)移/增色效應(yīng)和減色效應(yīng)

有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLλmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化:

λmax向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱為藍(lán)移

(或紫移)。吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)ε增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)，如圖所示。第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）⑤有機(jī)物電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜及配位場躍遷：

電荷轉(zhuǎn)移躍遷：指受光的照射后，分子中電子從給體部分向內(nèi)部的受體部分的軌道上躍遷，相應(yīng)的吸收光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移吸收光譜。[Fe3+CNS-]2+h[Fe2+CNS]2+電子接受體電子給予體實(shí)質(zhì)是分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)；>104Fe2+與鄰菲羅啉配合物的紫外吸收光譜屬于此。配位場躍遷：是過渡金屬元素的無機(jī)物在紫外可見區(qū)產(chǎn)生的吸收，主要是形成絡(luò)合物。第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）1.4分子吸收曲線E=E2-

E1=h量子化；選擇性吸收吸收曲線與最大吸收波長

max

用不同波長的單色光照射，測吸光度;M+熱M+熒光或磷光M+

h

→M*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2M

+h

第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）吸收曲線的討論：①同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長λmax②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似λmax不變。而對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和λmax則不同。

改變通過某一吸光物質(zhì)的入射光波長，記錄物質(zhì)在不同波長處的吸光度，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，這種圖稱為該物質(zhì)的吸收曲線

第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）③吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。④不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度A有差異，在λmax處吸光度A的差異最大。此特性可作作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。⑤在λmax處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)。吸收曲線的討論：第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日1概述（信號和信息的特征）紫外吸收光譜分析法（UV-VIS）

定義：利用分子吸收紫外和可見光產(chǎn)生躍遷所記錄的吸收光譜圖，對該物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析（定性分析），根據(jù)最大吸收波長強(qiáng)度變化可進(jìn)行定量分析。紫外吸收可見光譜法的特點(diǎn)：1.研究的區(qū)域是紫外可見光譜區(qū)域，所發(fā)射的能量可以使外層電子發(fā)生躍遷。2.該方法可用于無機(jī)有機(jī)物的定量分析，也可進(jìn)行有機(jī)物的定性及結(jié)構(gòu)分析。3.具有較高的靈敏度（10-4～10-7g.mL-1）和較高準(zhǔn)確度（相對誤差2%-5%）第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日2紫外-可見分光光度計(jì)的基本組成與結(jié)構(gòu)內(nèi)容：2.1基本組成（功能及類型）2.2紫外-可見分光光度計(jì)的類型第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.1基本組成generalprocess①光源

在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命?？梢姽鈪^(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在350～2500nm。

紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射160～360nm的連續(xù)光譜。氙弧燈：紫外可見區(qū)光源單色器樣品室檢測器顯示分光系統(tǒng)光度計(jì)系統(tǒng)第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日②單色器

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單色光的光學(xué)系統(tǒng)。入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；

色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；出射狹縫2.1基本組成generalprocess第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日Ⅰ棱鏡：棱鏡對不同波長的光具有不同的折射率，波長長的光，折射率小；波長短的光，折射率大。平行光經(jīng)過棱鏡后按波長順序排列成為單色光；經(jīng)聚焦后在焦面上的不同位置上成像，獲得按波長展開的光譜；

棱鏡的分辨能力取決于棱鏡的幾何尺寸和材料；

棱鏡的光學(xué)特性可用色散率和分辨率來表征；色散元件第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日棱鏡的特性與參數(shù)（1）色散率

角色散率：用dθ/dλ表示，偏向角θ對波長的變化率：

棱鏡的頂角越大或折射率越大，角色散率越大，分開兩條相鄰譜線的能力越強(qiáng)，但頂角越大，反射損失也增大，通常為60度角；

線色散率：用dl/dλ表示，兩條相鄰譜線在焦面上被分開的距離對波長的變化率；倒線色散率：用dλ/dl表示。第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日

相鄰兩條譜線分開程度的度量：：兩條相鄰譜線的平均波長；△λ：兩條譜線的波長差；b：棱鏡的底邊長度；n：棱鏡介質(zhì)材料的折射率。

分辨率與波長有關(guān)，長波的分辨率要比短波的分辨率小，棱鏡分離后的光譜屬于非均排光譜。（2）分辨率第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日

若要增加棱鏡角色散率，可以采用下列辦法：①增加棱鏡的數(shù)目

使用這種辦法時，要考慮成本和光強(qiáng)減小的問題。

②增大棱鏡的頂角這種辦法將受到入射角大于臨界角時發(fā)生全反射的限制。例如，對于棱鏡，當(dāng)頂角等于65時，紫外線就不能折射出來，所以其頂角一般為60。

③改變棱鏡的材料

即改變dn/d

。在400nm~800nm波長范圍內(nèi)，玻璃棱鏡比石英棱鏡的色散率大。但在200nm~400nm的波長范圍內(nèi)，由于玻璃強(qiáng)烈地吸收紫外光，無法采用，故只能采用石英棱鏡。第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日Ⅱ、光柵：使用光柵作為分光元件的優(yōu)點(diǎn)是：①波長范圍比玻璃棱鏡寬；②反射光束強(qiáng)度對波長的依賴性比棱鏡的透射光束要小得多；③光柵的角色散率幾乎不隨波長而變化，近似于均勻色散；④分辨率大，一塊寬50mm刻槽數(shù)為1200條/mm的光柵，分辨率可達(dá)6×104

。⑤集光能力強(qiáng)，用優(yōu)質(zhì)的閃爍光柵可將80%以上的光能量聚集到所需要的波長范圍。色散元件第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日反射光柵，透射光柵：

光柵光譜的產(chǎn)生是多狹縫干涉與單狹縫衍射共同作用的結(jié)果，前者決定光譜出現(xiàn)的位置，后者決定譜線強(qiáng)度分布；第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2紫外-可見分光光度計(jì)的基本組成與結(jié)構(gòu)

如果：

DB-AC=d(sinα±sinθ)=nλ

即光柵公式：d(sinα±sinθ)=nλα角規(guī)定取正值，如果θ角與α角在光柵法線同側(cè)，θ角取正值，反之區(qū)負(fù)值；當(dāng)n=0時，零級光譜，衍射角與波長無關(guān)，無分光作用。第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日

可看到：一級光譜的1200nm與二級光譜的600nm、三級光譜的400nm、四級光譜的300nm、五級光譜的240nm、六級光譜的200nm疊加在一起。實(shí)驗(yàn)上必須予以分離才能正確測量光譜信號。分離的方法有兩類：一類，利用濾光器，用于低級光譜分離；另一類，采用預(yù)色散器，用于高譜級分離。第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日

光柵的特性可用色散率和分辨率來表征，當(dāng)入射角不變時，光柵的角色散率可通過對光柵公式求導(dǎo)得到：

dθ/dλ為入射角對波長的變化率，即光柵的角色散率。

當(dāng)θ很小，且變化不大時，cosθ≈1，光柵的角色散率決定于光柵常數(shù)d和光譜級數(shù)n，常數(shù)，不隨波長改變，均排光譜（優(yōu)于棱鏡之處）。

角色散率只與色散元件的性能有關(guān)；線色散率還與儀器的焦距有關(guān)。第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日

f為會聚透鏡的焦距。

光柵的分辨能力根據(jù)Rakleigh準(zhǔn)則來確定：

等強(qiáng)度的兩條譜線（I，II）中，一條（II）的衍射最大強(qiáng)度落在另一條的第一最小強(qiáng)度上時，兩衍射圖樣中間的光強(qiáng)約為中央最大的80%，在這種情況下，兩譜線中央最大距離即是光學(xué)儀器能分辨的最小距離（可分離的最小波長間隔）；光柵的線色散率第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日

光柵的分辨率R

等于光譜級次（n）與光柵刻痕條數(shù)（N）的乘積：

光柵越寬、單位刻痕數(shù)越多、R越大。

寬度50mm，N=1200條/mm，

一級光譜的分辨率：

R=1×50×1200=6×104光柵的分辨率R第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日狹縫:兩邊的邊緣應(yīng)銳利且位于同一平面上。

單色器的進(jìn)口狹縫起著單色器光學(xué)系統(tǒng)虛光源的作用。復(fù)合光經(jīng)色散元件分開后，在出口曲面上形成相當(dāng)于每條光譜線的像，即光譜。轉(zhuǎn)動色散元件可使不同波長的光譜線依次通過。

分辨率大小不僅與色散元件的性能有關(guān)，也取決于成像的大小，因此希望采用較窄的進(jìn)口狹縫。分辨率用來衡量單色器能分開波長的最小間隔的能力；最小間隔的大小用光譜有效帶寬表示：

S=DWD為線色散率的倒數(shù)；W為狹縫寬度；第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日①

在原子發(fā)射光譜分析中，定性分析時，減小狹縫寬度，使相鄰譜線的分辨率提高；定量分析時，增大狹縫寬度，可使光強(qiáng)增加。②在原子吸收光譜分析中,

一般原則是,在不引起吸光度減小的情況下,采用盡可能小的狹縫寬度(降低火焰背景）。

第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日③試樣裝置（樣品室）

光源與試樣相互作用的場所（1）吸收池紫外-可見分光光度法：比色皿（2）特殊裝置原子吸收分光光度：霧化器中霧化，在火焰中，元素由離子態(tài)→原子；原子發(fā)射光譜分析：試樣噴入等離子體；紅外分光光度法：將試樣與溴化鉀壓制成透明片詳細(xì)內(nèi)容在相關(guān)章節(jié)中介紹。2.1基本組成generalprocess第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日④檢測器光電檢測器，主要有以下幾種：硒光電池、光電二極管、光電倍增管、硅二極管陣列檢測器、半導(dǎo)體檢測器；

檢測原理：當(dāng)一定強(qiáng)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(qiáng)度的大小成正比。這就是光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的原理。2.1基本組成generalprocess第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日硒光電池

硒光電池：第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日光電管：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：1光電管的陽極，它由一個鎳環(huán)或鎳片組成；2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；3電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；4放大器，放大由光電管產(chǎn)生的電信號；1234第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日紅敏管625-1000nm藍(lán)敏管200-625nm第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日光電倍增管1個光電子可產(chǎn)生106～107個電子光電倍增管：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(dá)到108倍。

第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日熱導(dǎo)檢測器，主要有：

真空熱電偶檢測器：紅外光譜儀中常用的一種；熱釋電檢測器：第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日⑤信號、與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

現(xiàn)代分析儀器多配有計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集、信號處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果打印，工作站軟件系統(tǒng)；2.1基本組成generalprocess第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2紫外-可見分光光度計(jì)的類型1.單光束

特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，價廉，適于在給定波長處測量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測器具有很高的穩(wěn)定性。2.雙光束

自動記錄，快速全波段掃描?？上庠床环€(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響，特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜，價格較高。第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2紫外-可見分光光度計(jì)的類型3.雙波長光源發(fā)出的光被分為兩束，分別經(jīng)過兩個單色器，獲得兩束不同波長的單色光，將兩束單色光(λ1、λ2)快速交替通過同一吸收池而后到達(dá)檢測器。產(chǎn)生交流信號。無需參比池。對于多組分混合物或存在背景及共存物的干擾的溶液適用，靈敏度高，選擇性強(qiáng)。第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.2紫外-可見分光光度計(jì)的類型儀器

紫外-可見分光光度計(jì)第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3紫外-可見吸收光譜法的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容：2.3.1分光光度計(jì)的性能調(diào)試2.3.2分光光度計(jì)的校正2.3.3分析條件的選擇第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.1分光光度計(jì)的性能調(diào)試波長范圍

波長準(zhǔn)確度波長精確度單色光帶寬雜散光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)分析項(xiàng)目的能力分析的準(zhǔn)確度分析的精確度分析的準(zhǔn)確度

分析的檢測限信噪比分析的檢測限1、光度計(jì)的性能指標(biāo)：第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.性能指標(biāo)對分析的影響波長準(zhǔn)確度（波長誤差）：儀器所指示的波長值和單色器實(shí)際輸出單色光的波長值之間相符的程度（兩值之差）。影響定性分析：直接關(guān)系到光譜吸收峰的位置

定量分析：影響測定值測葉綠素B，波長偏差1-2nm,測量結(jié)果偏差10-20％ε隨波長變化越快，對測量結(jié)果影響越大2.3.1分光光度計(jì)的性能調(diào)試第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日單色光帶寬的影響：

雜散光的影響：雜散光會造成分光光度計(jì)的測量本底，影響濃度的檢測限。在高吸光度時，雜散光引起的相對誤差比低吸光度時要大得多。單色光帶寬決定了儀器的波長分辨率精確的定性、定量分析，要求單色光的帶寬相當(dāng)于樣品吸收峰的1/5~1/10。2.3.1分光光度計(jì)的性能調(diào)試第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.2分光光度計(jì)的校正吸收池校正：在測定溶液的吸光度時，除了待測物質(zhì)吸收使透過光減弱外，吸收池中的反射、散射等也會影響透過光的強(qiáng)度，因此，進(jìn)行定量分需進(jìn)行吸收池的配對和校正。方法：在吸收池A內(nèi)裝入試樣溶液，在吸收池B內(nèi)裝入?yún)⒈热芤?，測量試驗(yàn)的吸光度，然后倒出吸收池內(nèi)的溶液，洗凈吸收池。再分別在吸收池A內(nèi)裝入?yún)⒈热芤?，往吸收池B內(nèi)裝入試樣溶液，測量吸光度。要求前后兩次測得的吸光度值應(yīng)小于0.005。第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.2分光光度計(jì)的校正2.整機(jī)校正（動態(tài)）步驟：第一步調(diào)零點(diǎn)把光源的光擋住，在檢測器不見光的條件下，將輸出調(diào)為零。第二步調(diào)滿刻度在樣品池中放入樣品中除待測成分以外的背景成分，再將儀器的輸出調(diào)為100％。第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.3分析條件的選擇1.光源的調(diào)節(jié)通過燈電流和燈位置的調(diào)整，充分發(fā)揮光源的強(qiáng)度，

使單色器獲得最大光強(qiáng)。2.測量波長的選擇

一般情況下，為了使測定結(jié)果有較高的靈敏度，分析用的單色光應(yīng)選擇被測定物質(zhì)溶液的最大吸收波長，以得到較大的吸光度值，且受分析波長誤差的影響較小。但有時也根據(jù)分析要求選擇。

例如：共存雜質(zhì)干擾；樣品濃度差異等第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.3分析條件的選擇3.狹縫的調(diào)節(jié)狹縫寬度直接影響測定的靈敏度和校正曲線的線性范圍。調(diào)節(jié)原則：⑴依據(jù)測定靈敏度，能保證吸光度不明顯降低時的最大狹縫寬度就是應(yīng)該選擇的最合適的寬度。⑵依據(jù)待測物質(zhì)在擬選擇波長附近吸收光譜的斜率變化，如果斜率變化較大，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小狹縫寬度。sΔλ靈敏度線性破壞

；s信號強(qiáng)度信噪比Δλ=s/dl/d入第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.3分析條件的選擇

由于儀器光源的不穩(wěn)定性、讀數(shù)的不確定性和雜散光的影響，都會給測定帶來誤差。當(dāng)分析高濃度樣品時，誤差更大。為了減小誤差，一般應(yīng)控制吸光度在0.2~0.7的范圍。方法：控制濃度和光程4.控制適宜的吸光度范圍5.參比溶液的選擇：

參比溶液應(yīng)包括待測成分以外的全部背景成分,以消除由于樣品池壁及溶劑等背景成分對作用光的反射和吸收帶來的誤差。第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.3.3分析條件的選擇顯色劑的作用：⑴可使在譜區(qū)沒有吸收的物質(zhì)生成有強(qiáng)烈吸收的產(chǎn)物。⑵可使某些低吸收物質(zhì)的吸光系數(shù)比未結(jié)合前增大幾個數(shù)量級，提高測定靈敏度。顯色劑要求：靈敏度高、穩(wěn)定性好、選擇性強(qiáng)。顯色劑的選擇:使被測物質(zhì)顯色生成有色化合物的試劑稱顯色劑6.顯色反應(yīng)

第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.4紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用1.化合物純度的鑒定如果某一化合物在紫外區(qū)無吸收峰,而雜質(zhì)有較強(qiáng)的吸收峰,則可用紫外吸收光譜法檢出該化合物中的痕量物質(zhì)。2.未知物的定性鑒定（對比法）

一般可通過對未知樣品所作的光譜與文獻(xiàn)記載的標(biāo)準(zhǔn)光譜加以比較（相同的測試條件）。若相同，則可能為同一化合物。

有機(jī)化合物的紫外吸收光譜反映結(jié)構(gòu)中生色團(tuán)和助色團(tuán)團(tuán)的特性，不完全反映分子特性。3.分子結(jié)構(gòu)判斷：定性分析第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.4紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用光譜解析確認(rèn)max，并算出㏒ε，初步估計(jì)屬于何種吸收帶；(2)觀察主要吸收帶的范圍，判斷屬于何種共軛體系；在解析有機(jī)物的紫外-可見光譜時，可把吸收帶分為四類：R吸收帶

n→π﹡躍遷產(chǎn)生的較弱K吸收帶

π→π﹡躍遷產(chǎn)生的強(qiáng)B吸收帶是芳香族化合物（包括雜環(huán)芳香族）的特征吸收帶E吸收帶也是芳香族化合物的特征譜帶，苯為184nm和204nm第六十頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.4紫外-可見吸收光譜的應(yīng)用

（1）200-400nm無吸收峰。飽和化合物，單烯。

（2）

270-350nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n→π*躍遷產(chǎn)生的R

帶。

（3）

250-300nm有中等強(qiáng)度的吸收峰（ε=200-2000），芳環(huán)的特征吸收（具有精細(xì)解構(gòu)的B帶）。

（4）

200-250nm有強(qiáng)吸收峰（ε104），表明含有一個共軛體系（K）帶。共軛二烯：K帶（230nm）；不飽和醛酮：K帶230nm，R帶310-330nm260nm,300nm,330nm有強(qiáng)吸收峰，3,4,5個雙鍵的共軛體系。（5）紫外光譜中有許多吸收峰，有的在可見區(qū)域；該化合物可能具有長鏈共軛體系或稠環(huán)芳香生色團(tuán)

第六十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日1.位阻影響：化合物中若有兩個生色團(tuán)產(chǎn)生共軛效應(yīng)，吸收帶紅移，但若兩生色團(tuán)由于立體結(jié)構(gòu)阻礙他們處于同一平面，就會影響共軛效應(yīng)。順反異構(gòu)：順式：λmax=280nm；εmax=10500反式：λmax=295.5nm；εmax=29000互變異構(gòu)：

酮式：λmax=204nm

烯醇式：λmax=243nm

乙苯乙稀乙烯丙酮影響吸收的因素（4點(diǎn)）：第六十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日立體結(jié)構(gòu)和互變結(jié)構(gòu)的影響第六十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.溶劑的影響非極性極性n

np

n<p

n

p

非極性極性n>p①n

→

*躍遷：蘭移；

；

②→*躍遷：紅移；；

max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水)230238239243n329315309305**第六十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日溶劑的影響1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮

非極性→極性n

→

*躍遷：蘭移；；→*躍遷：紅移；；③極性溶劑使精細(xì)結(jié)構(gòu)消失；第六十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日4.體系pH值的影響：無論是對酸性、堿性或中性樣品都有明顯影響。

加NaOH紅移→酚類化合物，烯醇。加HCl蘭移→苯胺類化合物。3.跨環(huán)效應(yīng)：①在有些β、γ不飽和的酮中，雖然