日本岛津UV2550分光光度计 操作培训

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二、反应条件选择 1. 显色剂的选择原则： 使配合物吸收系数 最大、选择性好、组成恒定、配合物稳定 、显色剂吸收波长与配合物吸收波长相差大等。 2. 显色剂用量：
配位数与显色剂用量有关；在形成逐级配合物，其用量更要严格
红移或蓝移（Redshift or blueshift）： 在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰
向长波方向（红移）或短波方向移动（蓝移）的现象。
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吸收光谱的测量 Lambert-Beer 定律
将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为DT 和 Dc，得
Dc 0.434DT c T lg T
当相对误差 Dc/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434
时，吸光度读数误差最小！
通常可通过调节溶液浓度或改变光程b来控制A的读数在0.15~1.00范 围内。
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吸光度标度校正：
采用 K2CrO4 标准液校正（在15oC时，于不同波长处测定0.04000g/L
的 KOH 溶液（0.05mol/L）的吸光度 A，调整光度计使其A 达到指定的吸 光度。
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v2 v1
能级
转动能级跃迁 5 4 3 2 1 0
v0 v2
E1 电子能级跃迁
v1 振动能级跃迁 v0
E0
E = h 其中 h 为普朗克常数 (6.626 × 10-34 焦耳· 秒） 为频率
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2. 选择掩蔽剂
3. 合适测量波长 4. 干扰物分离 5. 导数光谱及双波长技术
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紫外-可见分光光度法 的应用
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2. 能级组成：除了电子能级(Electron energy level)外，分子吸收能量 将伴随着分子的振动和转动，即同时将发生振动(Vibration)能级和转 动(Rotation)能级的跃迁！据量子力学理论，分子的振-转跃迁也是量 子化的或者说将产生非连续谱。因此，分子的能量变化DE为各种形式 能量变化的总和：
岛津UV2550紫外/可见分光光度计 操作培训
山东安和安全技术研究院有限公司 检测部
Tel: E_mail: (0543) 3065070 bzsah20110801@163.com
目录
紫外-可见吸收光谱 吸收光谱的测量-----Lambert-Beer 定律 紫外-可见分光光度计仪器组成 分析条件选择 UV-Vis分光光度法的应用 紫外-可见分光光度计的维护和保养
分析条件选择
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一、仪器测量条件
由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。当分析高浓度的样品 时，误差更大。
由L-B定律：
微分后得：
A lg T bc
dT d lg T 0.434 bdc T
一、分子吸收光谱的形成 1. 过程：运动的分子外层电子--------吸收外来外来辐射------产生电子能 级跃迁-----分子吸收谱。
M h I0 M * It h
能量
激发态 E1
能量差 DE
e
DE = E1 - E0 = h 激发 基态 E0
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2. 仪器因素
仪器因素包括光源稳定性以及入射光的单色性等。
a）入射光的非单色性：不同光对所产生的吸收不同，可导致测定偏差。
b）谱带宽度与狭缝宽度：“单色光”仅是理想情况，经分光元件色
散所得的“单色光”实际上是有一定波长范围的光谱带(即谱带宽度) 。单色光的“纯度”与狭缝宽度有关，狭缝越窄，它所包含的波长范 围越小，单色性越好。
当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成 正比，即
A kbc
k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。
当浓度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即
A abc
当浓度以mol/L表示时，称 k 为摩尔吸光系数，以 表示，即
A bc
比 a 更常用。 越大，表示方法的灵敏度越高。 与波长有关，因此， 常以表示。
一、定性分析
不同物质结构不同或者说其分子能
级的能量(各种能级能量总和)或能量间
隔各异，因此不同物质将选择性地吸收 不同波长或能量的外来辐射，这是UVVis定性分析的基础。
定性分析具体做法是让不同波长的
光通过待测物，经待测物吸收后，测量 其对不同波长光的吸收程度(吸光度A)， 以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐 标作图，得到该物质的吸收光谱或吸收 曲线，据吸收曲线的特性(峰强度、位置 及数目等)研究分子结构。
真空紫外区；
-* : 和-*跃迁：尽管所需能量比上述-*跃迁能量小，但波长仍处于
真空紫外区；
n-*：含有孤对电子的分子，如H1O(167nm)；CH3OH(184nm)；CH3Cl
(173nm);CH3I(158nm)；(CH3)1S(119nm)；(CH3)1O(184nm) CH3NH1(115nm)；(CH3)3N(117nm)，可见，大多数波长仍小于 200nm，处于近紫外区。 以上四种跃迁都与成键和反键轨道有关（ -* ， -* ， -*和n-
池的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解） 三、吸收池(Cell，Container)： 用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和 可见光区；后者只适于可见光区。有些透明有机玻璃亦可用作吸收池。 四、检测器： 硅光电池、PMT、PDA
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控制。 3. 溶液酸度：配位数和水解等与 pH 有关。
4. 显色时间、温度、放置时间等。
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三、参比液选择 1.溶剂参比：试样组成简单、共存组份少（基体干扰少）、显色剂不吸 收时，直接采用溶剂（多为蒸馏水）为参比； 2.试剂参比：当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，采用试剂作 参比（不加待测物）； 3.试样参比：如试样基体在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应时， 可以试样作参比（不能加显色剂）。
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四、干扰消除
1. 控制酸度：
配合物稳定性与pH有关，可以通过控制酸度提高反应选择性，副反应减少， 而主反应进行完全。如在0.5MH2SO4 介质中，双硫腙与Hg2+ 生成稳定有色配合物 ，而与Pb2+、Cu2+、Ni3+、Cd2+等离子生成的有色物不稳定。
ΔΕ ΔΕe ΔΕv ΔΕr
其中DEe最大：1-10 eV; DEv次之：0.05-1 eV; DEr最小：0.05 eV
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能级跃迁示意图

电磁波与分子相互作用时产生能级跃迁：
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紫外-可见分光光度计 仪器组成
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UV示意图
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UV2550光路图
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分光光度计的校正 当光度计使用一段时间后其波长和吸光度将出现漂移，因此需要对
其进行校正。
波长标度校正：
使用镨-钕玻璃（可见光区）和钬玻璃（紫外光区）进行校正。因为 二者均有其各自的特征吸收峰。
几个概念：
生色团（Chromogenesis group）： 分子中含有非键或键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起
n-* 和-*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。
助色团（Auxochromous group） ： 含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸
收强度的一些官能团，称之为助色团。


UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外来辐射的吸收特性。 UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区在160~780nm. UV-Vis 主要用于分子的定量分析，但紫外光谱 (UV) 为四大波谱之一，是
鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。
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紫外-可见吸收光谱
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各轨道能级高低顺序： n**； 可能的跃迁类型：-*；-*；-*；n-*；-*；n-*
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-*：C-H共价键，如CH4（115nm）；C-C键，如C1H6(135nm)，处于
*），跃迁能量较高，这些跃迁所产生的吸收谱多位于真空紫外区，因
而在此不加讨论。
只有-*和n-*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可
见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。
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a）待测物高浓度--吸收质点间隔变小—质点间相互作用—对特定辐射
的吸收能力发生变化--- 变化； b）试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配
体数目改变等，会引起待测组份吸收曲线的变化；
c）溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰强度及位置产生影响； d）胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。
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电磁波谱
波长 200 400 800 3200(nm)
g -X-射线
紫外
可见
红外
微波
无ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电
真空紫外
近红外
核磁共振
波长越短，能量越高
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一、透射率T%
透射光 I
入射光I0
光程长b
I × 100% 透射率 T% = I0
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紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。 一、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。
1. 钨及碘钨灯：340~1500 nm，多用在可见光区；
2. 氢灯和氘灯：160~375nm，多用在紫外区。 二、单色器(Monochromator)
与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收
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三、偏离 L-B 定律的因素
样品吸光度 A 与光程 b 总是成正比。但当 b 一定时，A 与 c 并不总 是成正比，即偏离 L-B 定律！这种偏离由样品性质和仪器决定。 1. 样品性质影响