分析化学10紫外-可见分光光度法
(完整版)大学分析化学知识点总结
分析化学第一章绪论【基本内容】本章内容包括分析化学的任务和作用；分析化学的发展；分析化学的方法分类（定性分析、定量分析、结构分析和形态分析；无机分析和有机分析；化学分析和仪器分析；常量、半微量、微量和超微量分析；常量组分、微量组分和痕量组分分析）；分析过程和步骤（明确任务、制订计划、取样、试样制备、分析测定、结果计算和表达）；分析化学的学习方法。
【基本要求】了解分析化学及其性质和任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用；分析方法的分类及分析过程和步骤。
第二章误差和分析数据处理【基本内容】本章内容包括与误差有关的基本概念：准确度与误差，精密度与偏差，系统误差与偶然误差；误差的传递和提高分析结果准确度的方法；有效数字及其运算法则；基本统计概念：偶然误差的正态分布和t分布，平均值的精密度和置信区间，显著性检验（t检验和F检验），可疑数据的取舍；相关与回归。
【基本要求】掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系，误差产生的原因及减免方法，有效数字的表示方法及运算法则；误差传递及其对分析结果的影响。
熟悉偶然误差的正态分布和t分布，置信区间的含义及表示方法，显著性检验的目的和方法，可疑数据的取舍方法，分析数据统计处理的基本步骤。
了解用相关与回归分析处理变量间的关系。
第三章滴定分析法概论【基本内容】本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算；滴定分析的特点，滴定曲线，指示剂，滴定误差和林邦误差计算公式，滴定分析中的化学计量关系，与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算，待测物质的质量和质量分数的计算；各种滴定方式及其适用条件；标准溶液和基准物质；水溶液中弱酸（碱）各型体的分布和分布系数；配合物各型体的分布和分布系数；化学平衡的处理方法：质子平衡、质量平衡和电荷平衡。
【基本要求】掌握滴定反应必须具备的条件；选择指示剂的一般原则；标准溶液及其浓度表示方法；滴定分析法中的有关计算，包括标准溶液浓度的计算、物质的量浓度和滴定度的换算、试样或基准物质称取量的计算、待测物质质量和质量分数的计算；水溶液中弱酸（碱）和配合物各型体的分布和分布系数的含义及分布系数的计算；质子平衡的含义及其平衡式的表达。
1.紫外可见分光光度法
1．紫外可见分光光度法1.1 概述物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。
由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。
分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。
紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律。
即物质在一定波长的吸光度与它的吸收介质的厚度和吸光物质的浓度呈正比。
当分子中含有一个或更多的生色基团（即具有不饱和键的原子基团），辐射就会引起分子中电子能量的改变。
常见的生色团有：如果两个生色团之间只隔一个碳原子，则形成共轭基团，会使吸收带移向较长的波长处（即红移），且吸收带的强度显著增加。
当分子中含有助色基团（有未共用电子对的基团）时，也会产生红移效应。
常见的助色基团有：-OH, -NH2, -SH, -Cl, -Br, -I。
紫外可见分光光度法从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围。
目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。
我国在分析化学领域有着坚实的基础，在分光光度分析方法和仪器的制造方面在国际上都已达到一定的水平。
1.2 特点分光光度法对于分析人员来说，可以说是最有用的工具之一。
几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计。
分光光度法的主要特点为：（1）应用广泛由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收，因此均可借此法加以测定。
到目前为止，几乎化学元素周期表上的所有元素（除少数放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法。
紫外-可见分光光度法测定
紫外-可见分光光度法测定1. 引言1.1 引言紫外-可见分光光度法是一种常用的分析化学方法，通常用于测定物质的浓度或测定物质的吸光度。
该方法利用紫外-可见光谱仪测量样品对紫外和可见光的吸收情况，从而推断样品中所含物质的浓度或结构。
在化学分析实验中，紫外-可见分光光度法具有灵敏度高、准确性高和简便易行的优点，因此被广泛应用于药物分析、环境监测、食品检测等领域。
本实验旨在通过该方法测定样品中目标物质的浓度，并探讨影响测定结果的因素。
通过对仪器原理、操作步骤、实验结果、数据分析和影响因素的详细讨论，我们将深入了解紫外-可见分光光度法的原理和应用，并为今后在相关领域的研究提供参考和借鉴。
希望本实验能够为我们提供更多关于分光光度法的实际操作经验，提升我们的实验技能和分析能力。
1.2 背景介绍紫外-可见分光光度法是一种广泛应用于化学分析领域的分析方法，通过测定物质在紫外-可见光区域的吸收特性，从而确定物质的浓度或者进行定性分析。
紫外-可见分光光度法具有操作简单、灵敏度高、选择性强的特点，被广泛应用于环境监测、食品安全检测、药品质量控制等领域。
随着科学技术的不断发展，紫外-可见分光光度法在实验室分析中扮演着越来越重要的角色。
通过测定物质在特定波长范围内的光吸收情况，我们可以获得关于物质性质的重要信息，如浓度、溶解度、稳定性等。
掌握紫外-可见分光光度法的原理和操作方法，对于提高实验准确性和效率具有重要意义。
在本文中，我们将介绍紫外-可见分光光度法的仪器原理、操作步骤、实验结果、数据分析和影响因素，希望能够为读者提供一份系统全面的紫外-可见分光光度法测定指南。
通过总结和展望，我们也希望能够进一步探讨该方法在化学分析领域的应用前景。
1.3 研究目的紫外-可见分光光度法是一种常用的分析化学技术，可以用于测定物质的吸光度，从而推断物质的浓度。
本实验的研究目的主要分为以下几点：1. 研究紫外-可见分光光度法在测定物质浓度方面的应用。
紫外可见分光光度法属于A分析化学
进行定量分析。 4.会使用常见的紫外-可见分光光度计测定溶液的
吸光度。
3
第一节 光谱分析法概论
第一节 光谱分析法概论 一、电磁辐射与电磁波谱 电磁辐射：电磁辐射，也叫电磁波，具有波粒二象性。
c＝λυ E＝hυ
电磁波谱：把电磁辐射按照波长大小顺序排列起来，就 称为电磁波谱。紫外光区和可见光区仅是电磁波谱中的 一小部分。
17
第二节 紫外-可见分光光度法
五、吸收光谱曲线 概念：以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标所描
绘的曲线，称为吸收光谱曲线，简称吸收光谱。 特点:
A．转动能级跃迁
B．振动能级跃迁
C．电子能级跃迁
D．以上都能发生
10
第二节 紫外-可见分光光度法
二、透光率与吸光度
I0＝Ia + It + Ir I0＝Ia + It 透射光强度It与入射光强度I0 的比值称为透光率或透光度T。
11
第二节 紫外-可见分光光度法
对透光率的倒数取对数，称为吸光度即：
二者的关系：
E1% 1cm
M 10
16
第二节 紫外-可见分光光度法
课堂互动
用双硫腙测定Cd2+溶液的吸光度A时，Cd2+
（Cd的原子量为112）的浓度为140μg/L， 在λ＝525nm波长处，用L＝1cm的吸收池，
测得吸光度A＝0.220，试计算摩尔吸光系数
和百分吸收系数，实验中应选用哪种材质的 吸收池盛装溶液？
14
第二节 紫外-可见分光光度法
课堂互动 您能说出朗伯-比尔定律的意义
及应用条件吗？
15
分析化学第十次、十一次课 吸光光度法
光区
4、检测器：接收透射光，利用光电效应，将光能 转换成电流讯号。 光电池，光电管，光电倍增管
检测器
h Au，Ag Ag、Au
半导体
Se
硒光电池
光电管
h Ni环（片）
碱金属 光敏阴极
红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm
光电倍增管
160-700 nm
待扫描
1个光电子可产生106～107个电子
一般通过试验确定
显色剂用量（c(M)、pH一定）
拐点
c(R)
Mo(SCN)32+ 浅红 Mo(SCN)5 橙红 Mo(SCN)6- 浅红
c(R)
c(R)
Fe(SCN)n3-n
当生成不太稳定的有色配合物时， 必须加入相当过量的试剂，以保证 获得足够的有色配合物并有可观的 吸光度。 有时显色剂的用量过大，反而会 引起副反应，对光度测定不利。应 严格控制显色剂的用量，以保证得 到正确的结果。通常，显色剂的用 量是根据实验结果来确定的。
标准曲线法
根据朗伯－比耳定律，保持 液层厚度，入射光波长和其它测 量条件也不变，则在一定浓度范 围内，所测得吸光度与溶液中待 测物质的浓度成正比。因此，配 制一系列已知的具有不同浓度的 标准溶液，分别在选定波长处测 其吸光度A，然后以标准溶液的 浓度c为横坐标，以相应的吸光 度A为纵坐标，绘制出A－c关系 曲线。如果符合光的吸收定律， 则可获得一条直线，称为标准曲 线或称工作曲线。在相同条件下 测量样品溶液的吸光度，就可以 从标准曲线上查出样品的浓度。
显色条件
1.显色剂的用量
被测物质与显色剂的反应可用下列一般式表 示： M 十 R ＝ MR （被测物） （显色剂） （有色配合物） 为了使显色反应尽可能完全，一般应加 入过量的显色剂。如果配合物稳定度高，而 且在一定条件下能保持稳定，显色剂不必大 量过量。在分析实践中，由于待测物质的浓 度未知，稍过量的显色剂是必要的。
第二章 紫外-可见分光光度法
外，还有部分因散射而损失，使透光度减小，
A实。所以往往发生正偏离。 • 化学因素引起的偏离 吸光物质常因离解、缔合而形成新化合物或 互变异构等化学变化而改变其浓度，导致了偏 离。例如 K2Cr2O7在水溶液中存在下列平衡：
2 2CrO4 Cr2O H 2O + 2 H 2 2 7 稀释或增大pH值 浓缩或减小pH值
如图所示，假设有一束强度为I0的单色平行
光，垂直通过一横面积为s的均匀介质。 当光强度为Ix的单色光通过
吸收层(db)后，光强度减弱
了dIx，则厚度为db的吸收
层对光的吸收率为-dIx/Ix，
另一方面，由于db为无限小，所以截面积上所有 吸光质点所占的面积之和(ds)与横截面积(s)之 比(ds/s)可视为该截面积上光子被吸收的几率， 即：-dIx/Ix=ds/s
降低由于单色光不纯造成负偏的方法： • 选择吸收曲线的max作入射光波长。因为吸收 曲线峰值顶部曲线较平坦，入射光谱带内各波长 的值相近。选择max，偏离光吸收定律较小。 只有当干扰物质存在并对待测物质的max产生
吸收时，才选择没干扰的其它波长作入射光波
长。
• 选择高分辨率仪器，使入射光波长范围尽可
5.传播速度c
c=· 单位：cm/s 二.微粒性 光的微粒性特征为：光由光子组成，而光子 具有能量，其能量与波长之间的关系为： E=h· =hc/ h—普朗克常数 6.626×10-34J· s 由上式可知，不同波长的光具有不同的能量， 波长愈长，光的能量愈低；反之，则愈高。
§2-2 分子光谱概述
若干个振动能级；在同一 电子能级和同一振动能级 中，因转动能量不同而分 为若干个转动能级。 若用E电、E振、E转分别表示三个能级， 则三者的关系为：E电＞E振＞E转。
分析化学课后习题答案(第六版-李发美)
第十章紫外－可见分光光度法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。
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。
分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。
紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。
在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。
4．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？朗伯－比耳定律的物理意义：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。
Beer定律的一个重要前提是单色光。
也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。
非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。
浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素（1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定（2）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。
无机及分析化学(习题含答案)-紫外可见分光光度法
第十章紫外-可见吸光光度法习题1.是非判断题1-1物质的颜色是由于选择性地吸收了白光中的某些波长所致，VitB12溶液呈现红色是由于它吸收了白光中是红色光波。
1-2因为透射光和吸收光按一定比例混合而成白光，故称这两种光为互补色光。
1-3有色物质溶液只能对可见光范围内的某段波长的光有吸收。
1-4符合朗伯-比耳定律的某有色溶液的浓度越低，其透光率越小。
1-5符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置不移动，但吸收峰降低。
1-6朗伯-比耳定律的物理意义是：当一束平行单色光通过均匀的有色溶液时，溶液是吸光度与吸光物质是浓度和液层厚度的乘积成正比。
1-7在吸光光度法中，摩尔吸光系数的值随入射光的波长增加而减小。
1-8吸光系数与入射光波长及溶液浓度有关。
1-9有色溶液的透光度随着溶液浓度的增大而减小,所以透光度与溶液的浓度成反比关系。
1-10在吸光光度测定时，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测溶液浓度越大，吸光度也越大，测定结果也就越准确。
1-11进行吸光光度法测定时，必须选择最大吸收波长的光作入射光。
1-12朗伯-比耳定律只适用于单色光，入射光的波长范围越狭窄，吸光光度测定的准确度越高。
1-13吸光光度法中所用的参比溶液总是采用不含被测物质和显色剂的空白溶液.1-14在实际测定中，应根据光吸收定律，通过改变比色皿厚度或待测溶液浓度，使吸光度的读数处于0.2～0.7之间，以减小测定的相对误差。
1-15在吸光光度法测定时，被测物质浓度相对误差的大小只有透光度为15%～65% 的范围内才是最小的。
2.选择题2-1分光光度法与普通比色法的不同点是A.工作范围不同B.光源不同C.检测器不同D.检流计不同E.获得单色光方法不同2-2 Zn2+的双硫腙-CCl4萃取吸光光度法中，已知萃取液为紫红色络合物，其吸收最大光的颜色为A.红B.橙C.黄D.绿2-3有色络合物的摩尔吸光系数，与下列因素中有关系的是A.比色皿的厚度B.有色络合物浓度C.吸收池材料D.入射光波长2-4透光率与吸光度的关系是A.1T =A B.㏒1T=A C.㏒T=A D.T=㏒1A2-5某物质的摩尔吸光系数（ε）较大，说明A.光通过该物质溶液的厚度厚B.该物质溶液的浓度大C.该物质对某波长的光吸收能力很强D.测定该物质的灵敏度高E.测定该物质的灵敏度低2-6朗伯-比耳定律说明，当一束单色光通过均匀有色溶液中，有色溶液的吸光度正比例于A.溶液的温度B.溶液的酸度C.液层的厚度D.有色配合物稳定性E.溶液的浓度和溶液厚度的乘积2-7符合比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置A.向长波方向移动B.向短波方向移动C.不移动，但高峰值降低D.不移动，但高峰值增大2-8已知磷钼杂多酸络合物的透光率为10%，而它与硅钼杂多酸络合物的吸光度差为0.699，那么，硅钼杂多酸络合物的透光率为A. 50%B. 20%C. 30%D. 40%2-9进行光度分析时，误将标准系列的某溶液作为参比溶液调透光率100％，在此条件下，测得有色溶液的透光率为85％。
可见分光光度法和紫外分光光度法
及其增敏规律有了更深刻的认识。
（3）多元显色体系。
这类方法中，增效试剂以阳离子表面活性剂用得最多。
但多数情况下是在二元体系中加入不同的表面活性剂。
（4）动力学光度法。
近年来，该方法的研究文献快速增长。
金属离子催化氧化染料褪色仍然为主要研究内容。
（5）导数分光光度法。
导数分光光度法具有提高狭窄谱带吸收强度的特点，可克服通常的显色反应对某些组分难以进行测定的困难。
不少研究工作者将其与别的测定方法相结合以充分发挥其作用。
（6）双波长分光光度法。
该领域可供研究的课题很多。
利用常规显色反应双波长测定，能明显提高方法的灵敏度和选择性。
利用双波长对性质相近的元素进行测定，效果十分令人满意。
双波长结合多波长线性回归法测多种共存组分，体现出明显的优越性。
双波长标准加入法应用研究也有新的突破。
（7）萃取分光光度法。
经典的萃取分光光度法仍有较高的实用价值，此外诸如茜素配合剂-La(Ⅲ)二甲苯胺法测氟、邻苯二甲胺法测硒等颇具新颖的萃取分光光度法的出现，丰富和充实了萃取光度法的内容。
（8）流动注射分光光度法。
该法因在分析领域的广泛应用而获得迅速发展。
它与其它多种分析技术相结合使过去许多难以进行定量分析的化学反应中间体或不稳定产物的测定成为现实，拓宽了光度分析的应用范围。
二、紫外-可见分光光度计的类型及发展趋势1918年，美国国家标准局制成了第一台紫外可见分光光度计。
此后经不断改进，出现了自动记录、自动打印、数字显示、微机控制等各种类型的仪器，灵敏度和准确度不断提高，应用范围也不断扩大。
紫外-可见光分光光度计可分为单波长和双波长分光光度计两类。
单波长分光光度计又分为单光束和双光束分光光度计（附：双光束分光光度计的工作原理动画）。
分光光度计的发展趋势可以从下列两个方面来看：(1)分光光度计的组件(如单色器、检测器、显示或记录系统、光源等)的改善与发展(2)分光光度计的结构(如单波长，双波长快速扫描、微处理机控制等)的发展。
现分述如下。
分析化学 名词解释
名词解释第二章误差和分析数据处理：准确度：分析结果与真实值接近的程度，其大小可用误差表示。
精密度：平行测量的各测量值之间互相接近的程度，其大小可用偏差表示。
系统误差：是由某种确定的原因所引起的误差，一般有固定的方向（正负）和大小，重复测定时重复出现。
包括方法误差、仪器或试剂误差及操作误差三种。
偶然误差：是由某些偶然因素所引起的误差，其大小和正负均不固定。
空白试验：在不加入试样的情况下，按与测定试样相同的条件和步骤进行的分析试验，称为空白试验。
有效数字：是指在分析工作中实际上能测量到的数字。
通常包括全部准确值和最末一位欠准值（有±1个单位的误差）。
t分布：指少量测量数据平均值的概率误差分布。
可采用t分布对有限测量数据进行统计处理。
置信水平与显著性水平：指在某一t值时，测定值x落在μ±tS范围内的概率，称为置信水平（也称置信度或置信概率），用P表示；测定值x落在μ±tS范围之外的概率（1－P），称为显著性水平，用α表示。
置信区间与置信限：系指在一定的置信水平时，以测定结果x为中心，包括总体平均值μ在内的可信范围，即μ＝x±uσ，式中uσ为置信限。
分为双侧置信区间与单侧置信区间。
显著性检验：用于判断某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系统误差和偶然误差的检验。
包括t检验和F检验。
第三章滴定分析法概论：滴定度：是每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（g或mg），以符号T T/B表示，其下标中T、B分别表示标准溶液中的溶质、被测物质的化学式。
T T/B=m B /V T，单位为g/ml或mg/ml分布系数：是溶液中某型体的平衡浓度在溶质总浓度中所占的分数，又称为分布分数以δi表示。
化学计量点：滴定剂的量与被测物质的量正好符合化学反应式所表示的计量关系的一点。
滴定终点：滴定终止（指示剂改变颜色）的一点。
滴定误差：滴定终点与化学计量点不完全一致所造成的相对误差。
可用林邦误差公式计算。
第十一章 紫外-可见分光光度法
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共轭双键的离域作用
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最高空轨道
E>E →跃迁几率↑→↑ ； E↓→↑
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11.1.2 紫外-可见吸收光谱中的常用术语
• 吸收光谱的特征 • 生色团和助色团 • 红移与蓝(紫)移 • 增色效应和减色效应 • 强带和弱带 强带(strong band) max>104
弱带(weak band) max<102
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吸收光谱(absorption spectrum)的特征
吸收峰 末端吸收A(end abso↓rption)
谷
肩峰(shoulder peak)
↓
吸收峰
↓ 谷
↓
min max sh
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min max λ
分析化学课件-紫外-可见分光光度法
(二) 光学因素
非单色光 为了保证透过光的强度对检测器有 明显的响应，狭缝就必须有一定的宽度，这就使 分离出来的光，同时包含了所需波长的光和附近 波长的光，即是具有一定波长范围的光。这一宽 度称为谱带宽度。
✓ 是采用峰值测定的原因。
杂散光 从分光器得到的单色光中，还有 一些不在谱带宽度范围内的与所需波长相隔 较远的光，称为杂散光(stray light)。
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
5
10
15
20
25
30
35
Original spectrum
Convolution trasformation
40
Convolution spectra
吸收光谱：A = ECl 褶合光谱：Q = QijCl
✓褶合光谱与吸收光谱一样 具有定性定量特征
4、偏最小二乘法
（Partial Least Squares Method，PLS）
Y=USVt=U*S*Vt* +EY=T*Vt*+EY C=PGQt=P*G*Qt*+EC=R*Qt*+EC
偏最小二乘法充分考虑混合物校正矩阵Y和浓度矩阵C 的相互关系，在分解Y的同时将C也进行正交分解，然后将 T*对R*作线性回归，继而可进一步求出待测体系的浓度值 。具有计算误差小、准确度高、运算速度快等优点。
饱和基团，当它们与生色团或饱和烃相连时，能 使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动， 并使吸收强度增加的基团。 (如–OH, –X)
红移(red shift)：亦称长移，由于化合物
的结构改变，如发生共轭作用，引入助色团以 及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
分析化学第九章 紫外-可见分光光度法
近红外光 中红外光
一、分光光度法
2．分光光度法的特点 （1）灵敏度高，检测下限为10-5~10-6mol/L（0.001%~0.0001%）， 可用于微量组分的测定； （2）准确度高，Er = 2%~5%； （3）操作简便、快速； （4）应用广泛，可用于几乎所有无机离子和大多数有机物的定性 和定量分析。
三、紫外-可见分光光度计的使用
1．可见分光光度计 （2）操作方法（以722型分光光度计为例 ）
① 将吸收池架放入暗箱，黑色吸收池插入吸收池架的第1格，推（或拉） 入光路，盖上暗箱盖，仪器接通电源，打开电源开关，预热20min； ② 洗涤吸收池，装溶液至其高度的2/3~3/4，擦净吸收池外侧溶液，放入暗 箱中吸收池架的第2格，盖上暗箱盖； ③ 旋转“波长调节旋钮”，选择测量波长； ④ 按“A/T转换功能”键，选择测量模式为透射比T，按“0%”键使T%=； ⑤ 将参比溶液推（或拉）入光路，按“100%”键，使T=100%； ⑥ 按“A/T转换功能”键，选择测量模式为吸光度A，此时A=0； ⑦ 将被测溶液推（或拉）入光路，读取吸光度A，并记录； ⑧ 测量完毕，取出吸收池，清洗、晾干，放入吸收池盒中。关闭电源，拔 下电源插头，盖上仪器防尘罩，填写仪器使用记录。
一、紫外-可见分光光度计结构
4．检测器 （1）用于接受透过吸收池溶液的光即透射光，并将光信 号转变为电信号而输出，其输出电信号与透射光的强度 成正比。 （2）常用的检测器有光电管及光电倍增管等，光电倍增 管的灵敏度最高。
5．信号处理及显示系统
将由检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一定方 式显示出来。
三、紫外-可见分光光度计的使用
2．紫外-可见分光光度计（以UV-7504型分光光度计为例 ）
紫外可见分光光度法
4.应用范围广 几乎所有的无机离子和有机化合物均可直接或间 接用紫外-可见分光光度法进行测定。
化学工业出版社
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第一节 概述
一、光的本质与物质的颜色 物质的颜色与光的组成和物质本身的结构有关。 人的视觉所能感觉到的光称为可见光，波长范围在400～ 760nm。人的眼睛感觉不到的还有红外光（波长＞760nm）、 紫外光（波长<400nm）、X射线等。
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第二节 分光光度法
2.紫外-可见分光光度计 紫外-可见分光光度计根据光学系统不同分为单波长分 光光度计和双波长分光光度计两大类。单波长又分为单光束 分光光度计和双光束分光光度计。国产UV755B型分光光度 计的外形如下图。
1.波长读数窗 2.试样架推拉杆 3.试样室盖 4.数字显示屏 确认 键５.功能键
8．测定完毕，关闭仪器开关，切断电源，将各旋钮恢复至原 位，将比色皿清洗干净，置于滤纸上晾干后装入比色皿盒，罩好 仪器。做好仪器使用记录。
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第二节 分光光度法
二、定性、定量分析方法 (一)定性分析方法 1.比较吸收光谱的一致性 在相同条件下，分别测定未知物和标准品的吸收光谱，比较二者的 一致性。当没有标准物时，可以将未知药物的吸收光谱与《中华人民共 和国药典》（2010年版，二部）中收录的该药物的标准图谱进行严格的 对照比较。如果这两个吸收光谱特征，如形状、肩峰、吸收峰的数目、 峰位和强度(吸光系数)等完全一致，则可以初步认为是同一化合物。但 只有在用其他光谱方法进一步证实后，才能得出较为肯定的结论。因为 官能团相同的物质，可能会产生非常相似、甚至相同的光谱曲线，所以， 吸收光谱曲线相同不一定是同一种化合物。但如果这两个吸收光谱曲线 的光谱特征有差异，则可以肯定不是同一种化合物。
分析化学-紫外-可见分光光度法
试液 无色 无色 有色 有色
显色剂 无色 有色 无色 有色
参比溶液 溶剂参比（蒸馏水） 试剂参比 试样参比 控制适当条件，使显色剂不与 被测物质显色
§5 紫外-可见分光光度法的应用
一、定性分析 Qualitative analysis
根据吸收光谱的光谱特征进行定性分析
2. Double-Wave Spectrophotometers
光源
单色器1 λ1 吸收池 λ2
检测器
单色器2
功能：测量样品的ΔA = Aλ2 - A λ1 优点：消除背景吸收和干扰吸收。
显示器
酶标仪:
用于酶免疫测定
生化分析仪: 用于临床检验
尿液分析仪: 用于临床检验
血红蛋白测定仪: 用于临床检验
结构：在光电管的基础上，增加9 ~16 个 倍增光敏阴极。
特点：信号被放大， 放大倍数与外加电压有关。
5.信号显示装置 / 读数装置 Indicators / Readout Devices
数字显示式： 吸光度、透光率、浓度
二、Types of Spectrophotometer 分光光度计的类型
1） d - d 跃迁： 过渡金属离子吸收紫外-可见光后，d 轨道上的
电子产生能级跃迁。 摩尔吸光系数较小。
2）电荷跃迁： 金属配合物吸收紫外-可见光后，电子从配位体
轨道跃迁到中心离子轨道。 摩尔吸光系数较大。
四、光的吸收定律 Absorption law of light
（一） Lambert - Beer 定律
➢ 不同物质的吸收曲线形状不同，说明物质对光 的吸收具有选择性。
➢ 吸收曲线的特征（吸收峰的个数、吸收峰波长） 取决于吸光物质的结构。
紫外-可见分光光度法 标准曲线相关系数 小木虫
紫外-可见分光光度法是一种广泛应用的分析化学技术，它通过测量物质在紫外-可见光波段的吸收或透射来确定样品中特定物质的浓度。
该方法具有灵敏度高、分辨率好、操作简便等优点，在化学、生物化学、环境监测等领域都有着重要的应用价值。
一、紫外-可见分光光度法的原理紫外-可见分光光度法是利用物质对紫外-可见光的吸收或透射特性来进行定量分析的一种方法。
当紫外-可见光照射到物质上时，如果物质吸收了部分光能，则其吸收的光强与物质浓度成正比。
根据比尔定律，可以得到吸光度与浓度的线性关系：A = εlc其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程，c为物质浓度。
通过建立标准曲线，测定样品的吸光度，并根据标准曲线确定样品中特定物质的浓度。
二、标准曲线的建立标准曲线是指在已知条件下，一系列不同浓度物质对应的吸光度值所构成的曲线。
标准曲线的建立通常需要进行以下步骤：1.准备一系列不同浓度的标准溶液，通常从低浓度到高浓度逐渐增加；2.分别测定各标准溶液的吸光度，并绘制吸光度-浓度曲线；3.通过线性回归等方法，拟合出标准曲线的方程，确定吸光度与浓度的线性关系。
三、标准曲线相关系数标准曲线相关系数是用来评价标准曲线拟合程度的指标。
相关系数越接近1，表示拟合效果越好，曲线与实际数据的吻合程度越高；而相关系数接近0，则表示拟合效果较差，曲线与实际数据的吻合程度较低。
在紫外-可见分光光度法中，标准曲线相关系数的计算通常是依靠计算吸光度与浓度的线性回归方程的确定系数R^2来实现。
R^2的取值范围在0~1之间，越接近1表示拟合效果越好，常用于评价标准曲线的可靠性和稳定性。
四、标准曲线相关系数的影响因素标准曲线相关系数的大小受多种因素影响，包括仪器精度、操作技术、环境条件等。
其中，标准曲线的线性范围和斜率对其相关系数影响较大。
线性范围如果选择不当，可能导致数据偏离线性区域，造成拟合效果不佳；而斜率的大小则直接影响到吸光度与浓度的线性关系，进而影响相关系数的结果。
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(nm) 1 1 2 3 4 5 6 „ n
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
末端吸收
(end absorption)
吸收峰(peak)
肩峰(shoulder peak)
谷(valley)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry?
饱和基团，当它们与生色团或饱和烃相连时，能 使该生色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动， 并使吸收强度增加的基团。 (如–OH, –X)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
红移(red shift)：亦称长移，由于化合物
的结构改变，如发生共轭作用，引入助色团以 及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
仪器分析
Lambert-Beer Law
Lambert’s Law
(A vs. thickness)
Beer’s Law
(A vs. concentration)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
吸光系数 吸光度
A＝ ECl
浓度
厚度
吸光系数(absorptivity, E)
吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
计算分光光度法
计算分光光度法是运用数学、统计学与计
算机科学的方法，通过试验设计与数据的变换和
解析，对物质进行定性定量的方法，属于化学计
量学(Chemometrics)的范畴。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
双波长法 三波长法 „„ 数值计算法 信号处理法-卡尔曼滤波法 主成分分析法 图解法
② 溶剂极性增强，λmax短移。
③ 附近有强吸收峰时，R带长移或被掩盖。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
2.K带
由共轭双键*跃迁所产生的吸收带。
特点：① 一般出现在较短波长区，210～250nm。 ② 为强吸收，εmax>104 ③ 共轭双键增加，吸收峰长移，强度增加。
第十章 紫外-可见分光光度法
——Principles of Instrumental Analysis
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry?
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in
quantitative analysis?
仪器分析
“In many applications, other techniques could be employed but none rival UV-Vis spectrophotometry for its simplicity, versatility, speed, accuracy and cost-effectiveness”.
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
orbital
*orbital
orbital
* orbital
n (p) electron
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Electronic transitions
*
anti-bonding
*
n* * n*
* E n
anti-bonding
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in
quantitative analysis?
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
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I
样 品
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Absorption
Incoming photon is absorbed by the atom
仪器分析
(单组分)样品的定量方法
(一) 吸光系数法
(二) 标准曲线法 (三) 对照法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
(一)吸光系数法
A= ECl
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
例
维生素B12的水溶液在361nm处的
值是207，盛于1cm吸收池中，测得溶液
的吸光度为0.414，则溶液浓度为：
蓝(紫)移(blue shift)：亦称短移，当化
合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波 方向移动。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
增色效应和减色效应：由于化合物结构改
变使吸收强度减弱称减色效应。
强带和弱带(strong band & weak band)：
要求-标准溶液的浓度应尽量接近样品浓度
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
(多组分)样品的定量方法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
A Aa Ab Ac (Ea Ca Eb Cb Ec Cc )l
同单组分定量法 Cb=(A-Aa)/Eb 计算分光光度法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
紫外-可见分光光度法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Ultraviolet Light (200～380nm)
+
Visible Light (380～800nm)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Ultraviolet & Visible
Spectrophotometry (UV-Vis)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
2、双波长法
M(混合)
a(待测) 2
A 1
b(干扰)
a b A1 A1 A1 b Ab A 2 1
b A2 Aa A 2 2
a a a ΔA A 2 A1 A a A (E E 2 1 2 1 )C a l
第十章 紫外-可见分光光度法
系数倍率法
计算分光光度法
矩阵解法 偏最小二乘法 „„ 导数光谱法 数学变换法 正交函数法 褶合光谱法 „„
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
(一) 数值计算法
1、解线性方程组法
A
ab 1
A A E C a E Cb
a 1 b 1 a 1 b 1
b a b a b Aa A A E C a E 2 2 2 2 2 Cb
1.位阻影响
H C C H
C C H H
顺式二苯乙烯 max ＝ 280nm (10500)
反式二苯乙烯 max ＝ 295.5nm (29000)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
二苯乙烯顺反异构体的紫外吸收光谱
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
2.跨环效应
O C S
第十章 紫外-可见分光光度法
C=PGQt=P*G*Qt*+EC=R*Qt*+EC
偏最小二乘法充分考虑混合物校正矩阵Y和浓度矩阵C 的相互关系，在分解Y的同时将C也进行正交分解，然后将 T*对R*作线性回归，继而可进一步求出待测体系的浓度值
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
1. 摩尔吸光系数：是指在一定波长时，溶液浓度为
1mol/L，厚度为1cm的吸光度，用表示。
2. 百分吸光系数： 是指在一定波长时，溶液浓度
为1％(W/V)，厚度为1cm的吸光度，用
E 1cm 表示。
1%
M E 1% 10 1cm
第十章 紫外-可见分光光度法
0.414 A C= = = 0.002(g/100ml) 207×1 El
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
(二) 标准曲线法
max
A
200
240
280
320
360
400
440nm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
标准曲线 (A=aC+b,r)
A
Ax
0
Cx
Concentration
要 求
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
紫外-可见分光光度法
四大光谱之一
灵敏度较高(10-6g/ml)
应用广泛 定量分析(定性鉴别, 结构鉴定)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
• 对乙酰氨基酚
• 阿替洛尔
• 青蒿素 • 鱼肝油
• 维生素A、维生素B2、维生素B12
• „„
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
3、系数倍率法
KAy2=Ay1 则 KA2=K(Ax2 +Ay2) A1=Ax1+Ay1 A =KA2A1=K(Ax2+Ay2)(Ax1+Ay1)
=KAx2Ax1＝(KEx2Ex1)· Cx=KCx
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
4、偏最小二乘法
（Partial Least Squares Method，PLS） Y=USVt=U*S*Vt* +EY=T*Vt*+EY
1. r > 0.999
2. n = 5-7
3.待测浓度尽量在标准曲线中间位置
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
(三)对照法
标准样品 (Reference sample)
待测样品 (Unknown sample)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
A标 C标 = A样 C样 C 样= C 标· A 样 A标
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