紫外可见分光光度法实验38页PPT文档
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紫外—可见分光光度法优秀PPT资料
光谱示意 完全吸收
完全透过
表观现象示意
黑色
复合光
无色
吸收黄光
10
2021/6/18
蓝光
2021/6/18
第二节 化合物紫外—可见光谱的产生
有机化合物的紫外—可见吸收光谱，是其分子中外层价电子跃迁 的结果（三种）：σ电子、π电子、n电子(P 电子)。
分子轨道理论：一个成键 轨道必定有一个相应的反键轨 道。通常外层电子均处于分子 轨道的基态，即成键轨道或非 键轨道上。
12
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第二节 化合物紫外—可见光谱的产生
3. *跃迁 它需要的能量低于*跃迁，吸 收峰近紫外光区，在200 nm左右，max104，为强吸 收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长max为162 nm
4. n*跃迁 跃迁发生在近紫外光区。它是简 单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道 跃迁。特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小。
第一节
概述
一、分子吸收光谱分析的发展概况
•可见-紫外-红外
•目视比色-光电比色-分光光度
•光声光谱-长光程吸收光谱-传感器
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二、分子吸收光谱的分类和特征
紫外-可见 红外 远红外
电子光谱 Ee =1 - 20 eV
振动光谱
0.05-1
转动光谱
0.005-0.05
2
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称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。
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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
9
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
紫外可见分光光度法ppt课件
基团
－COOR
跃迁类型 π→π* n→π*
λmax 165 205
εmax(L/mol· cm) 4000 50
5. 常用术语
1) 生色团
能吸收紫外、可见光的结构单元，是含有 反键轨道和π电子的电子体系。
2) 助色团
是能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其 强度的官能团，是带有非键电子对的基团。
3) 羰基化合物
R Y
C=O
K带： π→π*跃迁，强吸收 R带：n →π*跃迁，弱吸收
R Y
C=O
Y= H, R R带: 270~300 nm K带: ~ 150nm
Y= -NH2, -OH, -OR
K带: 红移 R带: 蓝移
= C=C C=O
C=O
K带: 红移→220~260 nm R带: 红移→310~330 nm
（一）电子跃迁类型
σ π
n
1. σ →σ*跃迁
饱和键σ电子的能级跃迁 吸收光谱在远紫外区(或真空紫外区), λmax< 170 nm。
2. n → σ*跃迁
含有O、N、S、Cl、Br、I 等杂原子的饱和烃衍生 物分子的电子能级跃迁 吸收光谱位于远紫外区， λmax< 200 nm。
3. * 跃迁 电子从π轨道到π*轨道的跃迁, max 值很
M
n
L M
b
h
( n 1)
L
( b 1)
无机络合物
h 3 2 例： Fe SCN Fe SCN
电子受体
电子 给予体
λmax=490nm,εmax>104，定量测定灵敏度高。
2 配位场跃迁
在配体的配位场作用下，过渡元素5个能量 相等的d轨道和镧系、锕系元素7个能量相 等的f 轨道分裂成几组能量不等的d轨道及f 轨道，吸收辐射后，低能态的d或f 电子分 别跃迁至高能态的d或f轨道，即产生了d一 d 和 f 一f 跃迁。
－COOR
跃迁类型 π→π* n→π*
λmax 165 205
εmax(L/mol· cm) 4000 50
5. 常用术语
1) 生色团
能吸收紫外、可见光的结构单元，是含有 反键轨道和π电子的电子体系。
2) 助色团
是能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其 强度的官能团，是带有非键电子对的基团。
3) 羰基化合物
R Y
C=O
K带： π→π*跃迁，强吸收 R带：n →π*跃迁，弱吸收
R Y
C=O
Y= H, R R带: 270~300 nm K带: ~ 150nm
Y= -NH2, -OH, -OR
K带: 红移 R带: 蓝移
= C=C C=O
C=O
K带: 红移→220~260 nm R带: 红移→310~330 nm
（一）电子跃迁类型
σ π
n
1. σ →σ*跃迁
饱和键σ电子的能级跃迁 吸收光谱在远紫外区(或真空紫外区), λmax< 170 nm。
2. n → σ*跃迁
含有O、N、S、Cl、Br、I 等杂原子的饱和烃衍生 物分子的电子能级跃迁 吸收光谱位于远紫外区， λmax< 200 nm。
3. * 跃迁 电子从π轨道到π*轨道的跃迁, max 值很
M
n
L M
b
h
( n 1)
L
( b 1)
无机络合物
h 3 2 例： Fe SCN Fe SCN
电子受体
电子 给予体
λmax=490nm,εmax>104，定量测定灵敏度高。
2 配位场跃迁
在配体的配位场作用下，过渡元素5个能量 相等的d轨道和镧系、锕系元素7个能量相 等的f 轨道分裂成几组能量不等的d轨道及f 轨道，吸收辐射后，低能态的d或f 电子分 别跃迁至高能态的d或f轨道，即产生了d一 d 和 f 一f 跃迁。
紫外-可见分光光度法——(最终版)PPT演示课件
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
1、※σ→σ*跃迁 跃迁所需能量最大 λ<150nm ε＞104 饱和烃（远紫外区） C-H共价键，如CH4（ λmax 125nm） C-C键，如 C2H6 (λmax 135nm)
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
2、π→π*跃迁 跃迁所需能量较大
T,
T A
C
三
者
0.5
的
关
系
0
c
100
T = 0.0 %
A=∞
50
T = 100.0 %
A = 0.0
0
溶液的T越大,说明对光的吸收越小,浓度低; T越小，溶液对光的吸收越大，浓度高
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
吸光度的加合性
在多组分体系中如果各吸光物质之间无相互作 用这时体系总的吸光度等于各个吸光物质的吸 光度之和。
仪器分析
2.※百分吸光系数：在一定波长下，
溶液中吸光物质浓度为1%（W/V），液
层厚度为1cm的吸光度。用 E1% 表示， 1cm
单位：ml/cm·g。
将两者之间的转换关系用公式来表达
M E1%
10 1cm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
※摩尔吸光系数ε 的讨论
（1）吸光物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数；
大部分在远紫外区
含非键电子饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原
子)
一氯甲烷 n→σ*跃迁：λmax 173nm 甲醇 n→σ*跃迁：λmax 183nm
第十章 紫外-可见分光光度法
电子跃迁类型
4、n→ π*跃迁
紫外分光光度法与紫外分光光度计详解演示文稿
苯环、酰基……
• K 由于共轭性吸收带， 起因与多烯、烯酮等
• B 由于苯（环）性， 起因于芳香族、杂芳 香族化合物，有时候 尚能显示精细结构
• R由于自由基性吸收、 起因于CO、NO2等
发色基团
第11页，共52页。
紫外可见分光光度计的主要应用
（1）定性分析（参加）
（2）结构分析（参加） （3）纯度检查
P））
Varian Cary 5000i （ S.L. 5×10－7，N ± 0.0002A （P-P））
日立 U-3200（S.L. 5×10－6，N×）
U-3400（S.L. 1×10，N×） 岛津 UV-3101PC（S.L. 1×10－6，N×）
UV-2401PC（S.L. 1.5×10－4，N×） 北京普析通用
• 190-400nm 紫外区 • 400-750nm 可见区 • 750-1100 nm 近红外区
第5页，共52页。
吸收光谱来源
• 吸收光度法：当一束连续光源通过单色器， 被分解为各个波长单色光，单色光通过样 品后被选择性吸收，用光检测器给予记录 不被吸收的透过光，形成的图像就是吸收 光谱
第6页，共52页。
（4）附件的开发与发展
• 附件的开发成为 仪器发展的主要 内容之一，附件 的增加满足了很 多客户特殊的测 量要求。
第35页，共52页。
二、用好紫外可见分光光度计
第36页，共52页。
紫外方法分析应用中值得注意的几个问题
1. 暗电流：直接造成光度准确度不好，测定 误差大。
• 包括仪器的电路部分的固有的暗电流；由 于光学系统密封不好以及样品室密封不好 进来的光照到接收器上产生的电流。
杂散光与吸光度相对误差
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比较光谱图的方法是将未知试样和标准样品以相同浓度配 制在相同的溶剂中，再分别测绘吸收光诸，比较两者是否一 致。
2019/9/3
也可将未知试样的吸收光谱图与标准图谱（如Sadtler紫外光 诣图相比较。有时，相同的紫外吸收光谱，并不是两种化合物 完全相同的充分证据。虽然分子结构不同，只要具有相同的发 色团，它们的最大吸收波长λmax相同。然而，其摩尔吸光系数 εmax值是有差别的。因此，必须比较两吸收光谱的λmax和εmax数 值是否一致。对于有许多吸收峰的光谱图，还可规定几个吸收 峰的εmax之间的比值进行比较。通过未知试样与标准样品的光 谱图上这些吸收特征的比较，若它们完全相同，那么被鉴定物 质与标准样品可能是同一种物质，再根据其它资料进行确证。 在没有紫外吸收峰的物质中检查有高吸光系数的杂质是紫外吸 收光谱的重要用途之一。如乙醇中
用1厘米石英液槽，以纯乙醇作参比液，在220~280nm波 长范围内测绘乙醇试样的吸收光谱。 溶剂性质对吸收光谱的影响 A．配制浓度为0.142g／L的邻甲苯酚溶液，其溶剂是：(I)在
2019/9/3
0.1mol/L盐酸水溶液中；(II)在中性乙醇中；(III)在0.1mol/L氢 氧化钠水溶液中。 B．配制浓度为5.2mg／L异丙叉丙酮溶液，其溶剂分别为正己 烷、氯仿、甲醇、去离子水。 C．用lcm有盖石英液槽，以相应的溶剂作参比液，测绘各溶 液在210~350nm的吸收光谱。 5．数据及处理 （1）记录未知化合物的吸收光谱及实验条件。确定峰值波长， 计算峰值波长处εmax值，与标准光谱图进行比较，指出它可能 是什么化合物，并计算其摩尔吸光系数。 （2）记录乙醇试样的吸收光谱以及实验条件。从吸收光谱鉴
2019/9/3
是否影响到实验结果的准确性? 数据的精确性、准确性、再 现性如何? 以上等等都可以写。在“讨论”这部分你会指到 整理于“实验结果”中的图表，请注意每张图表都要编号， 并且有标题，如“图一 K2Cr2O7的UV吸收光谱图”。图的标 题放在图下方，表的标题则统一放在表的上方。若有需要， 图表之标题底下可以补充說明获得该结果的一些实验条件。 (V)在”结语”部分简短回顾实验的结果及心得，不要太长。 (VI)在报告中，若有引用束籍文献的話，除了在引用的地方 依次按顺序注明文献编号，如[1]、[2]…之外，该文献之出处， 请在“参考文献”这里详细說明。(VII)“附录”部分，把原始 数据或其他参考资料整理在这里。(原始数据有教师的见签名) 。
（复旦大学化学系《仪器分析实验》编写组编，《仪器分析实验》P40）
2019/9/3
实验2 鉴定和识别有机化合物中的电子跃迁类型
（
3．仪器与试剂
916型紫外-可见分光光度计
容量瓶若干。
O
乙醇、异丙叉丙酮 ( CH3
C
CH
CH3 C
) 、正已烷、氯仿、甲醇、
CH3
邻甲苯酚、盐酸0.1mol/L、
2019/9/3
氢氧化钠0.1mol/L (以上试剂均使用光谱纯，或经提纯处理) 4．实验步骤 未知芳香族化合物的鉴定 A．取未知试样的水溶液(用去离子水配制)； B．用1cm石英液槽，以去离子水作参比溶液，在200~360nm 范围内测定吸收光谱。 乙醇中杂质苯的检出
2019/9/3
实验1 紫外吸收光谱的测绘 1．目的 掌握紫外吸收光谱的绘制方法。利用吸收光谱进行化合物的 鉴定，并了解溶剂性质对吸收光谱的影响。 2．原理 紫外吸收光谱为有机化合物的定性分析提供了有用的信息， 其方法是将未知化合物的光谱与纯的已知化合物的光谱图进 行比较，两者一致就可认为它们在化学上大致是相同的。
2019/9/3
(II)在”实验方法及步骤”部份则列述使用之仪器设备，试 剂与材料以及实验步骤。 (III)在“实验结果”部分，报告你们所获得的结果，这些 结果可能是经过计算或换算之后的数据，以图、表等方式呈 现，不用把原始数据原封不动的搬出來，原始数据最好放在 “附录”。数据的整理及计算过程要敘述清楚，同時要注意 单位，别遗落了。(IV)接下來在“讨论”部分，就是解释所 获得实验结果。要把结果融入理理论面，讨论所得到的结果 是不是如所预期的，还有这些结果是否符合理论推断。讨论 一下所得实验結果有何功用，能夠回答什么样的问题，或者 另外又产生了什么问题值得继续探讨。还有探讨实验时有无 瑕疵
2019/9/3
别乙醇试样中是否有苯存在。
（3）记录各个邻甲苯酚溶液的吸收光谱及实验条件。比较吸 收光谱有何变化，结论如何？
（4）记录各个异丙叉丙酮溶液的吸收光谱及实验条件，比较 吸收峰的波长随溶剂极性的变化，结，对测量有何影响？应如何调整？
2、狭缝宽度大小对吸收光谱的轮廓、峰值波长的位置及吸光 系数有何影响? 如何选择狭缝宽度？
实验1 紫外吸收光谱的测绘
紫外可见分光 光度法实验
实验2 鉴定和识别有机化合 物中的电子跃迁类型
实验3 紫外分光光度法同时测 定维生素C和维生素E
指导老师：马少妹
实验4 三氯苯酚存在时苯 酚含量的紫外分光 光度法测定
实验5 紫外可见吸收光谱法 测定双组分混合物
2019/9/3
仪器分析实验报告写法
1.每个实验于下个实验之前交，每人交一份。报告要书写整齐清楚。 2.报告不可剽窃或抄袭他人之作，更不可造假数据。 3.报告以A4大小纸张撰写，格式如下: 封面 : 记载实验序号、实验项目、实验日期及报告人姓名。 內容 : 按“前言→实验方法及步骤→实验結果→ 讨论→结语→参考文献→ 附录”等。 (I)在“前言”(或“绪论”)部份，扼要敘述实验目的，所使用之仪器的特 性，分析的基本原理，理论背景等，并用几句话归纳所作的实验项目及所 获得的结果。
2019/9/3
杂质苯的检查，只需测定256nm处有无苯吸收峰即可。因为
在这一波段，主成份乙醇无吸收。在绘制比较用的紫外吸收
光谱图时，必须采用相同溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光
谱的影响。同时还应注意pH、温度等因素的影响。在实际使
用时，应注意溶剂的纯度，最好使用光谱纯等级的溶剂，否
则应事先除去溶剂中含有的杂质。
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也可将未知试样的吸收光谱图与标准图谱（如Sadtler紫外光 诣图相比较。有时，相同的紫外吸收光谱，并不是两种化合物 完全相同的充分证据。虽然分子结构不同，只要具有相同的发 色团，它们的最大吸收波长λmax相同。然而，其摩尔吸光系数 εmax值是有差别的。因此，必须比较两吸收光谱的λmax和εmax数 值是否一致。对于有许多吸收峰的光谱图，还可规定几个吸收 峰的εmax之间的比值进行比较。通过未知试样与标准样品的光 谱图上这些吸收特征的比较，若它们完全相同，那么被鉴定物 质与标准样品可能是同一种物质，再根据其它资料进行确证。 在没有紫外吸收峰的物质中检查有高吸光系数的杂质是紫外吸 收光谱的重要用途之一。如乙醇中
用1厘米石英液槽，以纯乙醇作参比液，在220~280nm波 长范围内测绘乙醇试样的吸收光谱。 溶剂性质对吸收光谱的影响 A．配制浓度为0.142g／L的邻甲苯酚溶液，其溶剂是：(I)在
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0.1mol/L盐酸水溶液中；(II)在中性乙醇中；(III)在0.1mol/L氢 氧化钠水溶液中。 B．配制浓度为5.2mg／L异丙叉丙酮溶液，其溶剂分别为正己 烷、氯仿、甲醇、去离子水。 C．用lcm有盖石英液槽，以相应的溶剂作参比液，测绘各溶 液在210~350nm的吸收光谱。 5．数据及处理 （1）记录未知化合物的吸收光谱及实验条件。确定峰值波长， 计算峰值波长处εmax值，与标准光谱图进行比较，指出它可能 是什么化合物，并计算其摩尔吸光系数。 （2）记录乙醇试样的吸收光谱以及实验条件。从吸收光谱鉴
2019/9/3
是否影响到实验结果的准确性? 数据的精确性、准确性、再 现性如何? 以上等等都可以写。在“讨论”这部分你会指到 整理于“实验结果”中的图表，请注意每张图表都要编号， 并且有标题，如“图一 K2Cr2O7的UV吸收光谱图”。图的标 题放在图下方，表的标题则统一放在表的上方。若有需要， 图表之标题底下可以补充說明获得该结果的一些实验条件。 (V)在”结语”部分简短回顾实验的结果及心得，不要太长。 (VI)在报告中，若有引用束籍文献的話，除了在引用的地方 依次按顺序注明文献编号，如[1]、[2]…之外，该文献之出处， 请在“参考文献”这里详细說明。(VII)“附录”部分，把原始 数据或其他参考资料整理在这里。(原始数据有教师的见签名) 。
（复旦大学化学系《仪器分析实验》编写组编，《仪器分析实验》P40）
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实验2 鉴定和识别有机化合物中的电子跃迁类型
（
3．仪器与试剂
916型紫外-可见分光光度计
容量瓶若干。
O
乙醇、异丙叉丙酮 ( CH3
C
CH
CH3 C
) 、正已烷、氯仿、甲醇、
CH3
邻甲苯酚、盐酸0.1mol/L、
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氢氧化钠0.1mol/L (以上试剂均使用光谱纯，或经提纯处理) 4．实验步骤 未知芳香族化合物的鉴定 A．取未知试样的水溶液(用去离子水配制)； B．用1cm石英液槽，以去离子水作参比溶液，在200~360nm 范围内测定吸收光谱。 乙醇中杂质苯的检出
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实验1 紫外吸收光谱的测绘 1．目的 掌握紫外吸收光谱的绘制方法。利用吸收光谱进行化合物的 鉴定，并了解溶剂性质对吸收光谱的影响。 2．原理 紫外吸收光谱为有机化合物的定性分析提供了有用的信息， 其方法是将未知化合物的光谱与纯的已知化合物的光谱图进 行比较，两者一致就可认为它们在化学上大致是相同的。
2019/9/3
(II)在”实验方法及步骤”部份则列述使用之仪器设备，试 剂与材料以及实验步骤。 (III)在“实验结果”部分，报告你们所获得的结果，这些 结果可能是经过计算或换算之后的数据，以图、表等方式呈 现，不用把原始数据原封不动的搬出來，原始数据最好放在 “附录”。数据的整理及计算过程要敘述清楚，同時要注意 单位，别遗落了。(IV)接下來在“讨论”部分，就是解释所 获得实验结果。要把结果融入理理论面，讨论所得到的结果 是不是如所预期的，还有这些结果是否符合理论推断。讨论 一下所得实验結果有何功用，能夠回答什么样的问题，或者 另外又产生了什么问题值得继续探讨。还有探讨实验时有无 瑕疵
2019/9/3
别乙醇试样中是否有苯存在。
（3）记录各个邻甲苯酚溶液的吸收光谱及实验条件。比较吸 收光谱有何变化，结论如何？
（4）记录各个异丙叉丙酮溶液的吸收光谱及实验条件，比较 吸收峰的波长随溶剂极性的变化，结，对测量有何影响？应如何调整？
2、狭缝宽度大小对吸收光谱的轮廓、峰值波长的位置及吸光 系数有何影响? 如何选择狭缝宽度？
实验1 紫外吸收光谱的测绘
紫外可见分光 光度法实验
实验2 鉴定和识别有机化合 物中的电子跃迁类型
实验3 紫外分光光度法同时测 定维生素C和维生素E
指导老师：马少妹
实验4 三氯苯酚存在时苯 酚含量的紫外分光 光度法测定
实验5 紫外可见吸收光谱法 测定双组分混合物
2019/9/3
仪器分析实验报告写法
1.每个实验于下个实验之前交，每人交一份。报告要书写整齐清楚。 2.报告不可剽窃或抄袭他人之作，更不可造假数据。 3.报告以A4大小纸张撰写，格式如下: 封面 : 记载实验序号、实验项目、实验日期及报告人姓名。 內容 : 按“前言→实验方法及步骤→实验結果→ 讨论→结语→参考文献→ 附录”等。 (I)在“前言”(或“绪论”)部份，扼要敘述实验目的，所使用之仪器的特 性，分析的基本原理，理论背景等，并用几句话归纳所作的实验项目及所 获得的结果。
2019/9/3
杂质苯的检查，只需测定256nm处有无苯吸收峰即可。因为
在这一波段，主成份乙醇无吸收。在绘制比较用的紫外吸收
光谱图时，必须采用相同溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光
谱的影响。同时还应注意pH、温度等因素的影响。在实际使
用时，应注意溶剂的纯度，最好使用光谱纯等级的溶剂，否
则应事先除去溶剂中含有的杂质。