第十章 紫外-可见分光光度法2
紫外可见分光光度法2

pH值不同,可能使配合物具有不同的配位数,显示不同的颜色
如:Fe3+——水杨酸
pH
络合比
颜色
1.8~2.5 4~8 8~11.5
1:1 1:2 1:3
紫红 棕褐
黄
(b)pH增大导致金属离子水解
Fe3+——SCN-
Fe(SCN)2+ + OH -
Fe(OH)2+ + SCN -
(c)pH的选择
A
pH1
常用的检测器有:
硒光电池→光电管→光电倍增管
低档仪器 可见光区
兰敏 210~625nm
红敏 625~1000nm
灵敏度 最高
5.信号指示系统
放大并记录信号
二、类型
1.单光束分光光度计
2.双光束分光光度计
参比池
A=lc
光源
单色器
样品池
检测器
可以消除光源强度变化带来的误差
3.双波长分光光度计
光源
单色器 G1
三个消除
参比溶液的选择:
1.溶剂空白作参比液 R及其他组分无吸收(在MRn的λmax处)
纯溶剂作参比液,如水、乙醇
R
M(待测试样)
others
待测液
参比液
溶剂
2. 试剂空白作参比液 R及其他组分在max处有吸收
R
R
M(待测试样)
待测液
others
参比液
others
3. 试液空白作参比液 R无吸收,待测试样中共存的其他组分(如N组分)有吸收
θ角与α角在光栅法线同侧时 ,取正值,异侧取负值
衍射角θ随波长的增大而增大
(b)光谱级的重叠
当光栅一定,且、确定时,则可以有多种n-组合
紫外-可见吸收光谱 - 紫外-可见吸收光谱

2.生色团(发色团) 含有n→π*或π→π*的基团。 例:C=C;C=O;C=S;—N=N— 等
3.助色团 含非键电子的杂原子饱和基团。 例:—OH,—OR,—NH—,—NR2—,—X 4.红移(长移)、蓝移(短移): 由于化合物结构变化(共轭、引入助色团)或采用不同溶
剂后: 吸收峰向长波方向移动,叫红移 吸收峰向短波方向移动,叫蓝移
第一节 紫外-可见吸收光谱
5.增色效应、减色效应 增色效应:使吸收强度增加的效应 减色效应:使吸收强度减弱的效应
6.吸收带 吸收光谱中吸收峰的位置称做吸收带 εmax>104 → 强带 εmax<102 → 弱带
第一节 紫外-可见吸收光谱
四、吸收带类型和影响因素
(一)吸收带类型 • 1.R带:由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生(C
分子中价电子(外层电子)吸收紫外-可见光区的电磁 辐射发生电子能级跃迁
(吸收能量=两个跃迁能级之差)
第一节 紫外-可见吸收光谱
二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型
1.有机化合物紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 从有机物化学键的性质来看,与紫外-可见吸收光谱有关的
电子主要有三种,即形成单键的σ 电子,形成双键π 电子以及 未参与成键的n电子。
水
243 nm 305 nm
迁移
长移 短移
第一节 紫外-可见吸收光谱
第一节 紫外-可见吸收光谱
4. 体系pH的影响
OH OH
O
H+
苯酚在不同pH时的紫外吸收光 谱
=O;C=N;-N=N- )
• λmax≈ 300nm, max<100
• 溶剂极性↑,λmax↓ → 蓝移(短移) 2.K带:由共轭双键的π→ π*跃迁产生
仪器分析 10.1紫外可见分光光度法 图文

61-19
二、UV光谱的有关知识和概念
2、物质吸光的程度表达
辐射功率P:单位时间内所传输的能量, 光度法中用光强 I 代替。 透过率 T:透过光与入射光强度的比值 吸光度 A :
I T
I0
A lgT lg IO I
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-20
3、UV吸收光谱——吸收曲线
镧系元素:f-f 跃迁
二、UV光谱的有关知识和概念
1、物质吸光的选择性
M h I0 M * It h
ΔΕ ΔΕe ΔΕv ΔΕr
分子轨道包括三种: 分子轨道能级的量子化:光吸收具有选择性 电子能级差:约为1~20ev(1250~60nm)
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
一、分子轨道中的电子跃迁类型 二、UV光谱的常用概念 三、吸收带及其与分子结构的关系 四、影响吸收带的因素 五、物质对光的吸收与吸收曲线 五、朗伯-比尔定律
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-3
练习:
下面五个电磁辐射区域
A:X射线区
B:红外区
C:无线电波
D:可见光区
E:紫外光区
请指出:
61-22
4、有关概念:
① 吸收带:吸收峰位置 ② 红移或长移 ③ 蓝移或短移 ④ 增色效应
减色效应
⑤ 强带 ε ≥104
弱带 ε ≤102
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-23
⑥ 生色团(chromophore ):含π→π* 、 n →π* 等跃迁的基团,即能产生UV吸收的 基团
61-12
5、电荷迁移跃迁
Charge transfer transition
第十章 紫外可见分光光度法

如果用△ E电子,△ E振动以及△E转动表示各能级 差,则:
E电 E振 E转
能级差 E h h c
由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产 生的光谱称分子吸收光谱。
2.分子吸收光谱的分类: 分子内运动涉及电子能级、振动能级和转动
能级三种跃迁能级,
E电 E振 E转
对应的波谱区范围如下:
吸收曲线与最大吸收波长 max
①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。如KMnO4在400nm吸收少, 在525nm吸收最大,吸光度最大处 对应的波长称为最大吸收波长λmax ②不同浓度的同一种物质,其吸收曲 线形状相似,λmax不变。而对于不同 物质,它们的吸收曲线形状和λmax 则不同。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息,
电子的基团。 例: C=C;C=O;C=N;—N=N— 注:当出现几个生色团共轭,则几个生色团所产生的
吸收带将消失,代之出现新的共轭吸收带,其波 长将比单个生色团的吸收波长长,强度也增强。
下面为某些常见生色团的吸收光谱
生色团 烯 炔 羧基 酰胺基 羰基 偶氮基 硝基 亚硝基 硝酸酯
溶剂 正庚烷 正庚烷 乙醇 水 正己烷 乙醇 异辛酯 乙醚
称最小吸收波长(λmin) 。
3.肩峰:在一个吸收峰旁边 产生的一个曲折。 4.末端吸收:只在图谱短波 呈现强吸收而不成峰形的
部分。
5. 生色团
所谓生色团,是指有机化合物分子结构中含有p -
p*和n-p*中跃迁的基团,即能在紫外-可见光范围内产 生吸收的原子团。 对有机化合物:主要为具有不饱和键和未成对
概述
一、紫外-可见分光光度法:是研究物质在紫外可见光区(200 ~ 800 nm)分子吸收光谱的分析方 法。
可见光区 400~760nm;紫外光区200~400nm。 二.紫外—可见分光光度法的特点 (1)灵敏度较高:灵敏度可达10-5~10-7g/mL (2)选择性较好:多组分共存溶液中,无需化学
紫外可见光分光光度法2

18
--选择适当的参比溶液
1. 仅络合物有吸收,溶剂作参比。 如 phen—Fe2+ 标准曲线
2.待测液也有吸收,被测液作参比。 如 测汽水中的 Fe
3. 显色剂或其他试剂也有吸收,空白溶液作参比 例:邻二氮菲光度法测Li2CO3中的 Fe,
参比溶液为不含Li2CO3样品的所有试剂。
4. 干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时: 1)掩蔽被测组分,再加入显色剂,作参比. 2)加入等量干扰组分到空白溶液中,作参比.
11
如:铅、
显色反应的选择
灵敏度高,一般ε>10 4; 选择性好; 显色剂在测定波长处无明显吸收,
对照性好, max> 60 nm;
反应生成的有色化合物组成恒定,稳定; 显色条件易于控制,重现性好.
12
2.4.2 显色条件的确定
1. 显色剂用量(c(M)、pH一定)
c(R)
c(R)
Fe3++SCN-=FeSCN-; Mn2+-5e+4H2O= MnO4-+8H+ 在这两类反应中,用得较多的是配位反应。
显色剂:与待测组分生成有色化合物的试剂叫显
色剂;
1.无机显色剂:
2.有机显色剂:
1)优点: a.具有鲜明的颜色,ε都很大(一般可达到 104以上),所以测定的灵敏度很高;
b.生成的一般为螯合物,稳定性很好,一 般离解常数都很小;
SO32-、CO32-、SCN-、酪氨酸、色氨酸、 苯丙氨酸、蛋白质等。
23
单组分定量分析
•
紫外-可见吸收光谱是进行定量分析最广泛使用的、最有
效的手段之一。尤其在医院的常规化验中,95%的定量分析
都用此法。其用于定量分析的优点是:
紫外可见分光光度法

●同一物质不同浓度,其吸收曲线形状相似,λmax相同。(定量) ●不同物质相同浓度,其吸收曲线形状,λmax不同。(定性)
吸收光谱 特征值:
λmax λmin λsh
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19 19
五、偏离光的吸收定律原因
朗伯-比尔定律:A=k C L
1 T
I0 = -lgT = lg It
A=-lgT , T=10-A
③T与A关系: A∝1/T,T=0,A=∞ ,T=100%,A=0 例2:P157
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15 15
二、光的吸收定律
朗伯(Lambert)和比尔(Beer)分别于1760年和1852年研究吸光度 A与溶液厚度L和其浓度C的定量关系:
尤其浓度过高(>0.01mol/L)会使C与A关系偏离定律: ①粒子相互作用加强,吸光能力改变。 ②溶液对光的折射率显著改变。
(二)光学因 素1.非单色光的影响:入射光为单色光是应用该定律的重要前提:
2.杂散光的影响:仪器本身缺陷;光学元件污染造成。
3.反射和散色光的影响:散射和反射使T↓,A↑,吸收光谱变形。 通常可用空白对比校正消除。
长
(0.1cm~1000m)
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55
(二)原子光谱与分子光谱
1、原子光谱:气态原子或离子外层电子在不同能级间跃迁而产生 的光谱。包括:原子吸收、原子放射、原子荧光光谱等。
原子吸收辐射能条件:
E
E2
E1
h
h
c
h
c E
第十章 分光光度法

注:溶液的透光率T反映了物质对光的吸收程度, T越大表示它对光的吸收越弱;反之,T越小,表 示对光的吸收越强。
T 取值为0.0 % ~ 100.0 %
T
全部吸收
T = 0.0 %
全部透射 T = 100.0 %
2.吸光度: 为透光率的负 A lg I0 lg 1 = lgT
(四)吸光系数 1.定义(物理意义)
一定条件下,吸光物质在单位浓度及单位液层 厚度时的吸光度,叫这个物质的吸光系数。
2.两种表示方法
(1) 摩尔吸光系数( ε ):表示一定波长下,吸光物质的溶液
浓度为1mol/L,液层厚度为1cm时,溶液的吸光度。
(2)百分吸光系数(
E1% 1cm
):表示一定波长下,吸光物质的溶
黄 橙
红
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 蓝 480-490 青蓝 490-500 青 500-560 绿 580-610 黄 610-650 橙 650-760 红
互补光 绿
黄 橙 红 紫 蓝 青蓝 青
物质的颜色与光的关系:
完全吸收
光谱示意 复合光
表观现象示意
完全透过
吸收黄色光
二.物质对光的选择性吸收
A. A~λ曲线
B. A~c曲线
C. A~V曲线
D. E~V曲线
4、紫外分光光度法中,为了使测定结果有较高 的灵敏度和准确度,入射光的波长应( )
A.最大吸收波长
B.最小吸收波长
检测器 作用:将光信号转换为电信号,并放大 光电管,光电倍增管
信号输出 表头、记录仪、屏幕、数字显示
第十章
1 光源
在紫外可见分光光度计中,常用的光源 有两类:热辐射光源和气体放电光源 热辐射光源适用350nm-800nm,用于可见 光区,如钨灯和卤钨灯;气体放电光源适 用150nm-400nm,用于紫外光区,如氢灯 和氘灯。
紫外可见分光光度法2

光栅可根据光的衍射和干涉原理将复合光 色散为不同波长的单色光,然后再让所需 波长的光通过狭缝照射到吸收池上。其分 辨率比棱镜大,可用的波长范围也较宽。
3.吸收池
吸收池也称比色皿,用于盛放参比溶液或待测溶 液。它是由无色透明、耐腐蚀、化学性质相同、厚度 相等的玻璃制成的,按其厚度分为0.5 cm,1 cm,2 cm,3 cm和5 cm。在可见光区测量吸光度时使用玻璃 吸收池,紫外区则使用石英吸收池。使用比色皿时应 注意保持清洁、透明,避免磨损透光面。经常使用的 吸收池应于清洗后浸泡在蒸馏水中保存。
E分子 = E电子 + E振动 + E转动
振动能级
当一束光照射到某物质或某溶液时,组成该物质的分子、
原子或离子等粒子与吸光子作用,光子的能量发生转移,
使原子核外层电子由低能量轨道跃迁到高能量轨道,即由 基态转变为激发态。
M(基态) + h
M*(激发态)
这个过程即是物质对光的吸收。当用频率为的电磁波
溶液的颜色 ⑴溶液为什么会有颜色?
由于溶液中的质点选择性地吸收某种颜色的光所引起的。
⑵ 吸收光与溶液颜色的关系:
当白光通过某一均匀溶液时: ①如溶液对其全不吸收,光全透过,溶液为无色;
②如溶液对其全部吸收,无光透过,溶液呈黑色; ③如溶液对其部分吸收,其余光透过,溶液呈透过光的颜色。
CuSO4溶液:之所以呈蓝色,是因为吸收了白光中的黄光,透过 其黄光的互补光蓝光。
(4) 210-250 nm有强吸收峰,表明可能含有2个共轭双键 ;在260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰,说明是3个或3个以 上双键的共轭体系。
(5)若吸收峰延伸至可见光区,则可能是长链共轭或稠环 化合物
第十章 紫外可见分光光度法

第十章紫外可见分光光度法(Ultraviolet visible spectrophotometry, UV)§概述依据物质发射或吸收辐射能或辐射能与物质的相互作用而建立的分析方法,广义上都称为光谱分析(Spectral Analysis)。
首先我们要了解辐射能与物质相互作用的特点及各种光谱的产生。
一、电磁辐射与电磁波谱辐射是一种能量形式,具有电和磁的特性,故又称电磁辐射或电磁波;电磁辐射:是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传插媒介的量子流,它具有波粒二象性。
它包括很宽的频率范围,从波长短至可见光的十万分之一的r射线到波长为千米长的无线电波。
电磁辐射具有波动和粒子的两重性,简单可以看成是一种平面偏振波,由单一平面上振动的电场矢量(E)和垂直于电场矢量在另一平面上振动的磁场矢量(M)组成,而两者都垂直于它的运动方向作周期性变化。
当碰撞到物体时,辐射的电或磁矢量与带有电荷或磁矩的粒子作用,在辐射与物质之间发生能量传递。
在多数情况下,这种能量传递,电矢量起作用,因此一般用电矢量来描述辐射的性质,而频率、波长、速度等是描述电磁场辐射特性的主要参数。
1.光的波粒二象性(电是一种电磁波)E=hγ=hc/λ(γ=c/λ)= hv/λ1γ:频率为每秒钟内正弦波振动次数,其大小决定于波源,与传插介质无关,以周数/秒表示,单位为Hz(1Hz=1周·秒-1)v: 波的传播速度,它不是常数,随传播介质而改变。
但是所有电磁波在真空中传播速度都约为3.0×1010cm/s, (V=C=3.0×1010cm·s-1),因此在真空或接近真空介质中传播辐射,其波长与频率的关系则为:λ=C/γ。
普朗克提出了量子学说,1905年爱因斯坦引用普朗克的量子论理并加以推广,提出了光子学说,认为辐射能的最小单位是光子,光子的能量E等于普朗克常数与频率辐射的乘积,即E=hγ。
h: 6.62×10-34丁·S-1E:J或ev(1ev=1.60×10-19J)显然辐射以一个光子的能量表示粒子的概念,而辐射的频率则是波动的概念,从而将辐射的波动和粒子理论联系起来。
紫外-可见分光光度法

7/27/52/52/2002200
10 10
物质的颜色:是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生。 即物质的颜色是它所吸收光的互补色。
物质的本色
7/27/52/52/2002200
无色溶液:透过所有颜色的光 有色溶液:透过光的颜色 黑色: 吸收所有颜色的光 白色: 反射所有颜色的光
按波长不同分: 红外、可见光、紫外光谱法等
7/27/52/52/2002200
33
一、基本概念
(一)电磁辐射和电磁波谱
1.电磁辐射(电磁波,光是其中一种) :以巨大速度通过空间、 不需要任何物质作为传播媒介的一种粒子流(能量)。
2.电磁辐射的性质:具有波、粒二向性
➢波动性:光的反射、折射、偏振、干涉衍射现象。
γ射线→ X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波
|
|
|
|
|
|
|
10-2 0.1nm 10 nm 102 nm 103nm 0.1 cm 100cm 1 cm 103 m
紫 外--可见 光在电磁波谱中的位置
高能辐射区 γ射线 能量最高,来源于核能级跃迁
波长
短
(10-3~10nm) χ射线 来自内层电子能级的跃迁
c , 1
σ是波数,C=2.9979×108m/s
➢微粒性:光的吸收、放射、光电效应等现象。光子能量:
E h h c
例1:P153
E∝ 1/λ,λ ↓ E ↑
7/27/52/52/2002200
44
➢电磁波谱: 电磁辐射本质是一样的,区别在于频率不一样。 按波长不同排列起来就形成电磁波谱。表13-1
10紫外-可见分光光度法习题参考答案

紫外-可见分光光度法思考题和习题1.名词解释:吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。
吸光度:指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数,用来衡量光被吸收程度的一个物理量。
吸光度用A表示。
透光率:透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。
吸光系数:单位浓度、单位厚度的吸光度摩尔吸光系数:一定波长下C为1mol/L ,l为1cm时的吸光度值百分吸光系数:一定波长下C为1%(w/v) ,l为1cm时的吸光度值发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构单元,含有非键轨道和n分子轨道的电子体系,能引起π→π*跃迁和n→ π*跃迁,助色团:一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团,如-OH、-NH3、-SH及一些卤族元素等。
这些基团中都含有孤对电子,它们能与生色团中n电子相互作用,使π→π*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。
红移和蓝移:由于化合物结构变化(共轭、引入助色团取代基)或采用不同溶剂后,吸收峰位置向长波方向的移动,叫红移(长移);吸收峰位置向短波方向移动,叫蓝移(紫移,短移)2.什么叫选择吸收?它与物质的分子结构有什么关系?物质对不同波长的光吸收程度不同,往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。
这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。
由于各种物质分子结构不同,从而对不同能量的光子有选择性吸收,吸收光子后产生的吸收光谱不同,利用物质的光谱可作为物质分析的依据。
3.电子跃迁有哪几种类型?跃迁所需的能量大小顺序如何?具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱?紫外吸收光谱有何特征?电子跃迁类型有以下几种类型:σ→σ*跃迁,跃迁所需能量最大;n →σ*跃迁,跃迁所需能量较大,π→π*跃迁,跃迁所需能量较小;n→ π*跃迁,所需能量最低。
而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内,配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。
紫外可见分光法

A Kcl
l: 吸收光程(液层厚度),cm。 c: 吸光物质浓度。 K: 吸光系数
注意
1.Lamber-Beer定律的适用条件(前提)
➢ 入射光为单色光
➢ 溶液是稀溶液
2.该定律适用于固体、液体和气体样品
3.在同一波长下,各组分吸光度具有加和性
吸收定律(标准曲线)与吸收光谱的区别
吸A 收 定 律
吸 A或 收 光 谱
C
一定,一般是在 max时测得
C一定时测得
第二节 紫外可见分光光度计
➢ 一、基本构造:五个单元组成
光源
0.575
单色器 吸收池 检测器 显示器
紫外-可见分光光度计组件
光源
氢灯,氘灯,150 ~ 400 nm; 卤钨灯,> 350 nm. 基本要求:光源强,能量分布均匀,稳定
第十章 紫外-可见分光光度法
第一节 紫外-可见分光光度法 的基本原理和概念
利用被测物质的分子对紫外-可见光具有 选择性吸收的特性而建立的分析方法。
电子能级 跃迁
紫外、可见吸收光谱 (λ: 200-760 nm)
10-200 nm:远紫外;200-400 nm:近紫外 400-760 nm:可见光
物质为什么会有颜色? 为什么不同的物质会呈现不同的颜色?
末端吸收
吸收峰
最大吸收
最小吸收 特征值→定性依肩据 峰
肩峰
末端吸收
分子吸收光谱的形状取决于分子的内部结构,不
同分子的内部结构不同,吸收光谱不同。因此,分子
吸收谷光谱是物质定性的依据。
在定量分析中,通过吸收光谱选择测定波长,一
第10章紫外—可见分光光度法2012

2 7 24 -
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
17
6.生色团*
从广义来说,所谓生色团,是指 分子中可以吸收光子而产生电子跃迁 的原子基团。但是,人们通常将能吸 收紫外、可见光的原子团或结构系统 定义为生色团。
18
7. 助色团* 助色团是指带有非键电子对的基 团,如-OH、 -OR、 -NHR、-SH、Cl、-Br、-I等,它们本身不能吸收大 于200nm的光,当它们与生色团相连 时,会使生色团的吸收峰向长波方向 移动,并且增加其吸光度。
54
(三)分光光度计的校正
通常在实验室工作中,验收新仪器或 实验室使用过一段时间后都要进行波长校 正和吸光度校正。 1. 波长的校正 镨铷玻璃或钬玻璃都有若干特征的吸 收峰,可用来校正分光光度计的波长标尺, 前者用于可见光区,后者则对紫外和可见 光区都适用。
0.2
A
0
0
1
2
3
4
mg/mL
工作曲线
34
例如,重铬酸钾的水溶液有以下平衡:
Cr2O2-7 + H2O 2H+ + 2CrO2-4
若溶液稀释2倍,Cr2O2-7 离子浓 度不是减少2倍,而是减少明显地多 于2倍,结果偏离Beer定律,而产生 误差。
35
(二)光学因素 1. 非单色光(一定波长范围的光) 2. 杂散光(stray light) 不在谱带宽度范围内的与所需波 长相隔较远的光。 3. 散射光和反射光(透射光强度减 弱) 4. 非平行光 (光程差)
25
四、影响吸收带的因素
主要是分子中结构因素和测定条件 等多种因素的影响,它的核心是影响 分子中电子共轭结构。
26
紫外-可见分光光度法在食品检测中的应用2

紫外-可见光分光光度法在食品工业中的应用摘要:紫外--可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
其应用范围包括:①定量分析,广泛用于各种物料中微量、超微量和常量的无机和有机物质的测定。
②定性和结构分析,紫外吸收光谱还可用于推断空间阻碍效应、氢键的强度、互变异构、几何异构现象等。
③反应动力学研究,即研究反应物浓度随时间而变化的函数关系,测定反应速度和反应级数,探讨反应机理。
④研究溶液平衡,如测定络合物的组成,稳定常数、酸碱离解常数等。
紫外-可见光分光光度法在食品行业中的应用主要可大致分为在食品成分分析中的应用和在食品安全检测中的应用,其中在食品成分分析中的应用主要有紫外-可见分光光度计在食品酶分析中的应用、酸奶中维生素A的测定、水果汁中果糖的测定、番茄红素的测定、甜蜜素的测定等;而在食品安全检测中的应用主要有分光光度法测定食品中硼砂、紫外可见分光光度法检测食品中的镉、紫外可见分光光度法测定食品中的苏丹红Ⅲ、用分光光度法测定食品中吊白块的含量等。
本文分别就紫外-可见光分光光度法在食品工业中的这些应用作了简要介绍。
目前利用紫外-可见光分光光度法的各种方法正在逐步发展,而且随着社会的发展和人们生活水平的提高,紫外-可见光分光光度法在食品行业中的应用也会越来越广泛。
一:紫外--可见分光光度法简介紫外--可见分光光度法:是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
描述物质分子对辐射吸收的程度随波长而变的函数关系曲线,称为吸收光谱或吸收曲线。
紫外-可见吸收光谱通常由一个或几个宽吸收谱带组成。
紫外基本原理

第十章紫外-可见分光光度法(Ultraviolet and visible spectrophotometry;UV-vis)内容:1 朗伯-比尔定律2 偏离比尔定律的因素3 紫外-可见分光光度计要求:1.掌握Lambert-Beer定律的物理意义,成立条件,影响因素及有关计算;2.熟悉紫外-可见分光光度计的基本部件,工作原理及几种光路类型;第一节紫外-可见分光光度法的基本原理和概念五朗伯-比尔定律:(一) Lamber-Beer 定律:是吸收光度法基本定律,描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度之间关系的定律。
CA Beer l A Lamber ∝∝定律:定律:1.公式的推导:EClT A =-=lg假设一束平行单色光通过一个吸光物体(气体、液体或固体)nl S I I 吸光质点数为厚度为物体截面为透过光强为入射光强为0xxdI Sdnk S dS dn k dS dnI 透过薄层减弱的光强为几率光子通过薄层被吸收的不让光子通过的面积为薄层的吸光质点数为设入射光强为⋅=⋅=取物体中一极薄层S dn k I dI x x ⋅=-⇒⎰⎰⋅=-n I I xx S dS k I dI 00SnE S n k e I I S n k I I ..lg lg ln 00=⋅=-⇒⋅=-Cl SnC V n l V S ⋅=⇒⋅==和由lC E I IBeer Lamber ⋅⋅=--⇒0lg 定律表达式lC E T A ⋅⋅=-=lg lEC AT ⋅--==1010或)(:吸光系数E 透光率I I T =吸光度上式说明,单色光通过吸光介质后,透光率T 与浓度C 或厚度l 之间是指数函数的关系。
而吸光度A 与浓度或厚度之间是简单的正比关系。
2.讨论:1)Lamber-Beer 定律的适用条件(前提):入射光为单色光溶液是稀溶液2)同一波长下,各组分吸光度具有加和性+++=c b a A A A A 总3.吸光度的加合性:如果溶液中同时存在两种或两种以上吸光物质,只要不互相干扰,则总吸光度是各共存物吸光度的和,即:吸光度的加合性是计算分光光度法测定混合组分的依据。
第十章紫外-可见分光光度法习题答案-2012秋

第十章 紫外-可见分光光度法习 题 参考答案2. Lambert-Beer 定律的物理意义是什么?为什么说Beer 定律只适用于单色光?浓度C 与吸光度A 线性关系发生偏离的主要因素有哪些?答:Lambert-Beer 定律的物理意义是:当一束平行单色光垂直通过某溶液时,溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c 及液层厚度l 成正比。
因为物质对不同的单色光选择吸收,具有不同的吸收能力,即吸收系数不同,导致吸光度与物质浓度不成正比关系。
设被测物质对波长为λ1和λ1的两种光的吸光系数为E 1和E 2,经推导物质对这两种光的吸收度为:0201)(020112110logI I I I cl E A clE E +⋅+-=- 可见非单色光吸收强弱与物质的浓度关系不确定,只有E 1=E 2时吸光度与浓度的关系才符合比尔定律。
浓度C 与吸光度A 线性关系发生偏离的主要因素有:(1)化学因素:溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer 定律。
(2)光学因素:非单色光的影响,杂散光的影响及非平行光的影响。
(3)透光率测量误差:暗噪音与讯号噪音。
4.卡巴克洛的摩尔质量为236,将其配成每100ml 含0.4962mg 的溶液,盛于1cm 吸收池中,在λmax 为355nm 处测得A 值为0.557,试求其1%cm 1E 及ε值。
(1%cm 1E =1123,ε=2.65⨯104) 解:4%113%11%111065.21123102361011231104962.0557.0⨯=⨯===⨯⨯==∴=-cm cm cm E M Cl A E Cl E A ε5.称取维生素C 0.05g 溶于100ml 的0.005mol/L 硫酸溶液中,再准确量取此溶液2.00ml 稀释至100ml ,取此溶液于1cm 吸收池中,在λmax 245nm 处测得A 值为0.551,求试样中维生素C 的百分含量。
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第五节一、定性分析定性和定量分析定性鉴别 纯度检查和杂质限量测定 单组分的定量方法 多组分的定量方法二、定量分析 三、光电比色法 四、结构分析一、定性分析 (一)定性鉴别定性鉴别的依据→吸收光谱的特征 吸收光谱的形状 吸收峰的数目 吸收峰的位置(波长) 吸收峰的强度 相应的吸光系数续前1.对比吸收光谱的一致性同一测定条件下, 与标准对照物谱图或标准谱图 进行对照比较续前2.对比吸收光谱的特征值1% λ max ,ε max ,E1 cm+λ sh ,λ min续前3.对比吸光度或吸光系数的比值:例: 药典规定VB12定性鉴别:λ278 ,λ361 ,λ550三处最大吸收A361 A361 = 1.70 ~ 1.88 , = 3.15 ~ 3.45 A278 A550续前(二)纯度检查和杂质限量测定1.纯度检查(杂质检查) 1)峰位不重叠:找λ→使主成分无吸收,杂质有吸收→直接考察杂质含量2)峰位重叠:主成分强吸收,杂质无吸收 / 弱吸收→与纯品比较,E↓ 杂质强吸收 >> 主成分吸收→与纯品比较,E↑,光谱变形续前2.杂质限量的测定:例:肾上腺素中微量杂质——肾上腺酮含量计算 2mg/mL -0.05mol/L的HCL溶液,λ 310nm下测定 规定 A310≤0.05 即符合要求的杂质限量≤0.06%C=A1% E1 cm ⋅ l=0.05 435 × 1= 1.1 × 10 − 4 g / 100ml = 1.1 × 10 −3 mg / ml 1.1 × 10 −3 肾上腺酮% = × 100 = 0.06% 2二、定量分析(一)单组分的定量方法定量依据: A = EC ⋅ l1.吸光系数法 2.标准曲线法 3.对照法:外标一点法续前1.吸光系数法(绝对法)前提: 要求单色光E已知 过程:W ( g )样 / 含i ⎯稀释 ⎯ ⎯→ C ( g / mL) ⎯⎯ ⎯→ 求A ⇒ CiA C i [ g / 100mL] = E ⋅lA 或C i [mol / L] = ε ⋅lCi × 100% i% = C样练习例:维生素B12 的水溶液在 361nm处的百分吸光系 数为 207 ,用 1cm比色池测得某维生素 B12 溶液的吸 光度是0.414,求该溶液的浓度(见书P261例1) 解:A 0.414 C= = = 0.00200 g / 100mL = 20.0µg / mL E ⋅ l 207 × 1练习例 : 精 密 称 取 B12 样 品 25.0mg , 用 水 溶 液 配 成 100ml 。
精密吸取 10.00ml ,又置 100ml容量瓶中, 加 水 至 刻 度 。
取 此 溶 液 在 1cm 的 吸 收 池 中 , 于 361nm处测定吸光度为0.507,求B12的百分含量? 解:0.507 Ci = = 2.45 × 10 −3 g / 100mL = 2.45 × 10 −5 g / mL 207 × 12.50 × 10 −2 10 C样 = × = 2.50 × 10 −5 g / mL 100 100Ci 2.45 × 10 −5 × 100% = × 100% = 98.0% B12 % = −5 C样 2.50 × 10练习吡啶 25 ml HCL 5 mL 例:20.00mg样品 ⎯⎯ ⎯ ⎯→ ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 稀至250mL367 → 移取10mL ⎯稀至 ⎯ ⎯→100mL ⎯λ ⎯ ⎯ → 测A = 0.591(已知E = 764.0) ⎯ ⎯→ 求i %解:A 0.591 Ci = = = 7.92 × 10 − 4 g / 100mL = 7.92 × 10 −6 g / mL E ⋅l 764Ci 7.92 × 10 −6 × 100% = × 100% = 99.0% i% = −2 C样 2.0 × 10 10 × 100 250续前2.标准曲线法前提:固定仪器和测定条件A = K ⋅C ⇒ A∝C过程: 配制标准系列 ⎯固定条件 ⎯⎯ ⎯→ 分别测定A ⇒ C ~ A曲线 样品 ⎯同上条件 ⎯⎯ ⎯→ 测定A样 ⇒ 查得C 样C样 C标 = A样 A标 ⇒ C样 = C 标 × A样 A标Blank0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 2Standard SampleSampleAbs4 6 8 Concentration (ug/mL)1012示例芦丁含量测定分别移取0.200mg / mL标样0 ~ 5mL → 25mL 样品3.0mg → 25mL0.710mg/25mL续前3.对照法:外标一点法C前提: 固定仪器和测定条件; 截距为0 ;Cs Ci标样与样品浓度相近过程: λ一定 → 分别测定A样 和A标 Ai Ci = C S ⋅ AS注:当样品溶液与标准品溶液的 稀释倍数相同时 Ai mi = m S ⋅ ASmi i% = × 100% m练习例: 维生素B12的含量测定 精密吸取B12注射液2.50mL,加水稀释至10.00mL;另 配制对照液,精密称定对照品 25.00mg ,加水稀释至 1000mL。
在361nm处,用1cm吸收池,分别测定吸光 度为 0.508 和 0.518 ,求 B12 注射液注射液的浓度以及标 示量的百分含量(该 B12 注射液的标示量为 100μg / mL) 解: 1)对照法2.5 25.00 × 1000 0.508 Ci × = × ⇒ C i = 98.1µg / mL 10 1000 0.518Ci B12 标示量% = × 100% = 98.1% 标示量练习2)吸光系数法2.50 0.508 A ∵ Ci = ⇒ Ci × = 10 207 × 1 E ⋅l⇒ C i = 98.1µg / mLCi B12 标示量% = × 100% = 98.1% 标示量续前(二)多组分的定量方法定量依据: A总 = Aa + Ab + Ac +三种情况: 1.两组分吸收光谱不重叠(互不干扰) 两组分在各自λmax下不重叠→分别按单组分定量过程:λ1 ⇒ 测定E1a ;A1ab b λ2 ⇒ 测定E2 ;A2由A1a = E1a ⋅ C a ⇒ C a =A1a E1ab A b b 由A2 = E2 ⋅ Cb ⇒ Cb = 2 b E2续前2.两组分吸收光谱部分重叠 λ1→测A1→b组分不干扰→可按单组分定量测Ca λ2→测A2→a组分干扰→不能按单组分定量测Cb过程:λ1 ⇒ 测定E1a ;A1aa b a +b λ2 ⇒ 测定E2 和E2 ;A2由A1a = E1a ⋅ C a ⇒ C a =A1a E1aa +b a b a b 由A2 = A2 + A2 = E2 ⋅ Ca + E2 ⋅ Cb⇒ Cb =a +b a − E2 ⋅ Ca A2 b E2续前3.两组分吸收光谱完全重叠——混合样品测定 (1)解线性方程组法 (2)等吸收双波长消去法1.解线性方程组法5步骤:λ1 ⇒ 测定E1a 和E1b ;A1a +ba b a +b λ 2 ⇒ 测定E 2 和E 2 ;A2A1a + b = A1a + A1b = E1a ⋅ C a + E1b ⋅ C ba +b a b a b A2 = A2 + A2 = E2 ⋅ Ca + E2 ⋅ Cb⇒ Ca =b a +b A1a +b ⋅ E 2 − A2 ⋅ E1b b a E1a ⋅ E 2 − E2 ⋅ E1b a +b a A2 ⋅ E1a − A1a +b ⋅ E 2 b a E1a ⋅ E 2 − E2 ⋅ E1bCb =2.等吸收双波长法a +b a b A = A + A 5 步骤: 1 1 1 a +b a b A2 = A2 + A2a +b a b ∆Aa +b = A1a +b − A2 = ( A1a − A2 ) + ( A1b − A2 ) = ∆Aa + ∆Ab消除a的影响测ba 选 a 的等吸收点λ1和λ 2 ⇒ A1a = A2b ⇒ ∆Aa +b = A1b − A2 b = ( E1b − E2 ) ⋅ Cb= ∆Eb ⋅ Cb∆A a +b ∆A a +b ⇒ Cb = b = b E1 − E 2 ∆E b续前消去b的影响测ab 选 b 的等吸收点λ1' 和λ 2' ⇒ A1b' = A2 'a ⇒ ∆Aa +b ' = A1a' − A2 ' a = ( E1a − E2 ) ⋅ Ca= ∆Ea ⋅ Ca∆A a +b ' ∆A a +b ' = ⇒ Ca = a a E1' − E 2' ∆E a• •注:须满足两个基本条件 选定的两个波长下干扰组分具有等吸收点 选定的两个波长下待测物的吸光度差值应足够大练习 1.取咖啡酸,在165℃干燥至恒重,精密称取10.00mg,加少量 乙醇溶解,转移至200mL容量瓶中,加水至刻度线,取此溶 液5.00mL,置于50mL容量瓶中,加6mol/L的HCL 4mL,加 水至刻度线。
取此溶液于1cm比色池中,在323nm处测定吸 1% 光度为0.463,已知该波长处的 E1 cm = 927 .9 ,求咖啡酸百分 含量0 . 463 解: Ci = = 4.900 × 10 − 4 g / 100mL = 4.900 × 10 −6 g / mL 927.9 × 1C样10.00 × 10 −3 5 = × = 5.000 × 10 −6 g / mL 200 50Ci 4.900 × 10 −6 咖啡酸% = × 100% = 98.0% × 100% = −6 C样 5.000 × 101 5 注: 稀释因子 = × 200 50练习 2.精密称取0.0500g样品,置于250mL容量瓶中,加入 0.02mol/L HCl溶解,稀释至刻度。
准确吸取2mL,稀释至 100mL。
以0.02mol/L HCl为空白,在263nm处用1cm吸收池 测定透光率为41.7%,其摩尔吸光系数为12000,被测物分 1% 子量为 100.0 ,试计算 263nm 处 E1 cm 和样品的百分含量。