第七章紫外可见分光光度法
紫外 可见分光光度法
12
例子：
1）乙醛分子在160, 180,290nm处产生吸收，它们对应的电子跃迁类型分别是：
2）环戊烯（190nm）、甲醚（185nm）、三乙胺（195nm）分别对应的跃迁类型是： 3）一化合物可能是=N-CH2-CH2-CH3或=N-CH=CH2其紫外吸收光谱为： 该化合物是何种化合物？
<100
吸收带的划分：落在200-780 nm的紫外-可见光区的吸收可以用紫外可见吸收光谱测定，在有机化合物的结构解析以及定量分析中常用。
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电荷转移吸收谱带
电荷转移吸收谱带涉及的是给予体的一个电子向接受体的一个电子轨道上 的跃迁，激发态是这一内氧化还原过程的产物。电荷转移过程可表示如下：
hv CO R
光的粒子性是指光可以看成是由一系列量子化的能量子（即光子）组成。 光子能量为E＝h= hc/n。h 为Plank常数，h=6.626×10-34Js。
3
➢电磁辐射与光谱分析法
物质具有能量，是诱电体。物质与光的作用可看成是光子对能量的授受，即 h=E1-E0,该原理广泛应用于光谱解析。电磁辐射与物质的作用本质是物质吸 收光能后发生跃迁。跃迁是指物质吸收光能后自身能量的改变。因这种改变 是量子化的，故称为跃迁。不同波长的光,能量不同，跃迁形式也不同，因 此有不同的光谱分析法。
190
280
CO
190
160
COOH
204
9000 20
2000
41
*
n
*
n
*
*
n
*
COOR
205
50
紫外-可见分光光度法
E=A / C C为100ml溶液中所含被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算），g
（C = 0.003001g ×（1-水分）/ 100ml)
二.鉴别: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
在高精度的分析测定中（紫外区尤其 重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池 材料本身的吸光特征以及吸收池的光程长 度的精度等对分析结果都有影响。
玻璃吸收池因为能吸收紫外光，故只 能用于320nm以上的可见光区。
石英吸收池因不吸收紫外光而常用 于3０0nm以下的紫外光区，但也可用于 可见光区。
最常用的光路长度为: 1cm的吸收池。
表示方法：
（1）百分吸收系数（E）：
以
E 1% 1cm
表示。
E=A/C(%)×L(cm)
中国药典规定的吸收系数即为
E 1% 1cm
。
在用吸收系数法计算含量时，E11c%m 通常要
大于100
（2）摩尔吸收系数（ε）：
当溶液的浓度（C）为1mol/L,光路长 度（L）为1cm时，相应的吸光度为摩尔吸 收系数，以ε表示。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长 范围为190～900nm。
第二节 光吸收基本定律和吸收系数
1.光吸收基本定律： 比尔—郎伯（Beer—Lambert）定律
为光吸收基本定律，是分光光度分析的 理论基础。 Lambert于1730年提出了光 强度与吸收介质厚度的关系。1852年 Beer提出了光强度与吸收介质中吸光物 质浓度之间的关系。
光源为空心阴极灯。每种元素都 有各自的空心阴极灯，因此原子 吸收光谱是锐线光谱。
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。
第七章紫外可见
如：国产751型、752型、721型、722型、724型。
双光束分光光度计
试样池
光 源
单色器
切光器
参比池
检测器
显示系统
双光束分光光度计是把光源发出的一束光 变成两束，几乎同时通过参比溶液和被测溶液， 然后同时测量透射光的强度，克服了由于光源 和检测系统不稳定带来的测量误差。
吸光光度法的理论基础和定量测定的依据
23
三、光的吸收定律
A＝lg（I0/It)= εb c
A＝lg（I0/It)= a b c
A：吸光度 --- 溶液对光的吸收程度
b：液层厚度(光程长度,cm) c：溶液的摩尔浓度，mol·L－１ ε：摩尔吸光系数，L·mol－１·cm－１
c：溶液的浓度，g ·L－１ a：吸光系数，L ·g－１ ·
(滤光片，棱镜或光栅)
光度法与目视法比较有以下优点：
(1)提高了准确度
用仪器代替了人眼进行测量，消除了人的 主观误差。 (2)提高了选择性
测定的溶液中若有其他物质共存时，可选 择适当的单色光和参比溶液来消除干扰。
(3)提高了分析速度
在分析大批试样时，使用标准曲线法可简 化手续，加快分析速度。
分光光度计的分类 分光光度计的种类和型号很多：单光束分光光度计、 双光束分光光度计、双波长分光光度计。 单光束分光光度计
优点：设备简单，操作简单，比色管内液层厚，颜色 易观察，在复合光下进行测定，不需严格地服 从朗伯-比尔定律。
缺点：准确度不高，若待测溶液中存在第二种有色物 质，相对误差 5% ~ 20%
光度法
用光电计测定溶液的吸光度,称之为光电比色法。
用分光光度计进行测定的方法为分光光度法。
紫外-可见分光光度法
根据待测物质（原子或分子）发射或吸收的电磁辐 射，以及待测物质与电磁辐射的相互作用而建立起 来的定性、定量和结构分析方法，统称为光学分析 法。 利用光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光 谱分析法，简称光谱法。
第一节 概述
紫外-可见分光光度法：研究物质在紫外-可见光区（200~760 nm）分子吸收光谱的光谱分析法 波长范围： 紫外区 200-400nm 可见光区 400-760nm
准确度高
精密度好
选择性好
易于普及
应用广泛
仪器简单
操作简便
价格低廉
测定快速
第一节 概述
课堂活动
1．紫外-可见光的波长范围是
A．200~400nm
C．200~760nm 2．下列叙述错误的是
B．400~760nm
D．360~800nm
A．光的能量与其波长成反比 B．有色溶液越浓，对光的吸收也越强烈
C．物质对光的吸收有选择性
光的吸收定律
A＝- lg T=lg（I0/It) =kcl A：吸光度 T：透光率，T=It/I0
l：液层厚度(光程长度) c：溶液的浓度
k：吸光系数
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
A＝-lg T= k l c
吸收光谱法的基本定律， 是定量测定的依据 A与c为简单的正比关系； T与c是指数关系 A具加合性 设共存物为a、b、c， 则：A= ka l ca + kb l cb + kc l cc
点滴积累 1 ．光的本质是电磁波；物质对光的吸收具有 选择性。 2．吸光度与透光率的关系是 : 3 ．吸收曲线是溶液在一定条件下的吸光度随 入射光波长变化而变化的曲线。
紫外分光光度法的原理
据。实际使用中，溶液的厚度就是比色杯的厚
度，它是相对固定的，有0.5、1、2、4cm的比
色杯，使用最多的是1cm的比色杯。
比色分析中有时也用透光度做单位，根据透
光度的负对数－IogT=吸光度，透光率为100%
时，吸光度=－Iog1=0，而透光率为1%时，吸
光度=－Iog0.01=2，二者间呈对数指数关系。
可编辑ppt
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可见光、紫外、荧光分析都要求溶液必须透
明，否则引起对光的吸收，影响分析的准确度。
对特殊的均匀的浑浊液也可以进行比色分析,称
为比浊法，比如应用于红细胞计数、细菌计数
的比浊测定。
光线通过透明的溶液时，还有少量的光线在
玻璃、溶液的表面被反射或散射，影响到吸光
度，所以要用一个空白管进行校正，除去反射、
E的定义是：某波长光通过1cm杯、1mol/L或 1%浓度的某溶液时，该溶液对该波长光的吸光 度。E在特定波长、1mol/L或1%浓度、特定溶 剂条件下是该物质的一个特征常数，反映该物
质的吸光能力，资料和测定时都要标明其特征
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波长或最大吸收波长，表示为Emol~nm,max,1cm或 E%~nm，max，1cm。许多物质的吸光系数在书或资料 中可以查到，如药典规定VB12应该有278±1 nm、 361±1nm、550±2nm 3个吸收峰，其E1%361nm， 1cm=207。实际工作中，1mol/L的浓度太高，可 以配成1mmol/L或1μmol/L的浓度，相应地写成
如应用可见光的吸收光谱进吸收光谱
进行分析的叫紫外分光光度计和紫外分光光度
法；用原子的吸收光谱进行分析的方法叫原子
吸收分光光度计和原子吸收分光光度法。
(完整word版)紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法1 简述紫外-可见分光光度法是在190-800nm 波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。
定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。
物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。
有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm ）或可见光区（400~850nm ）产生吸收。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为190~900nm 。
紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。
朗伯-比尔（Lambert-Beer ）定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为: A=logT1=ECL 式中 A 为吸光度;T 为透光率;E 为吸收系数;C 为溶液浓度;L 为光路长度。
如溶液的浓度（C ）为1%（g/ml ），光路长度（L ）为lcm ，相应的吸光度即为吸收系数以%11cm E 表示。
如溶液的浓度（C ）为摩尔浓度（mol/L ），光路长度为lcm 时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以ε表示。
2 仪器紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系统和数据处理系统等部分组成。
为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。
单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。
色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~40Onm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。
第七章 紫外-可见分光光度法
仪器简单
操作简便
价格低廉
测定快速
第一节 概述
课堂活动
1．紫外-可见光的波长范围是
A．200~400nm
B．400~760nm
C．200~760nm
D．360~800nm
2．下列叙述错误的是
A．光的能量与其波长成反比
B．有色溶液越浓，对光的吸收也越强烈
C．物质对光的吸收有选择性
D．光的能量与其频率成反比
测定二者的吸光度值为As、Ax ，依据朗伯-比尔
定律得：
As=csL
Ax=cxL
则:
cx
AXcS AS
第五节 定性定量方法
3.吸光系数法:
吸光系数法直接利用朗伯-比尔定律的数
学表达式A＝KcL进行计算的定量分析方法。
在手册中查出待测物质在最大吸收波长max 处
的吸光系数
或
E1% 1cm
,并在相同条件下测量
第三节 紫外-可见分光光度计
二、紫外-可见分光光度计的光学性能
1．测光方式 3．狭缝或光谱带宽 5．波长准确度 7．波长重复性 9．光度重复性
2．波长范围 4．杂散光 6．吸光度范围 8．测光准确度 10．分辨率
第三节 紫外-可见分光光度计
三、紫外-可见分光光度计的类型 1.可见分光光度计 721型
第三节 紫外-可见分光光度计
三、紫外-可见分光光度计的类型 1.可见分光光度计
722型
第三节 紫外-可见分光光度计
三、紫外-可见分光光度计的类型 2.紫外-可见分光光度计
（1）单波长分光光度计 单光束分光光度计 双光束分光光度计
第三节 紫外-可见分光光度计
第三节 紫外-可见分光光度计
紫外可见分光光度法(食品仪器分析课件)
二者关系为： A = lg(1/T) = -lgT
二、朗伯-比尔定律
当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液 时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成 正比，即
A= κbc 式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长
及温度等因素有关。K可用a（吸光系数）或ε（摩尔 吸光系数）表示。 c为吸光物质浓度，b为透光液层
厚度。 朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理论基础。
朗伯和比尔分别研究了吸光度与液层厚度和吸光
度与浓度之间的定量关系，合称朗伯-比尔定律，其
数学表达式为：
吸光质点浓度
A=lg(I0/It)=κbc
吸光度
吸收层厚度(cm)
物理意义: 当一束平行单色光通过均匀、透明的吸光 介质时，其吸光度与吸光质点的浓度和吸收层厚度的 乘积成正比——分光光度法定量分析的理论基础
分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带，而复合 光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
在实际工作中，为了避免非单色光带来的影响，一般 选用峰值波长进行测定。
选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。
三、溶液本身发生化学变化
❖ 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化 学平衡时，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。
h
（片）
红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm
五、指示器（数据处理） 低档仪器：刻度显示
中高档仪器：数字显示，自动扫描记录
紫外-可见分光光度法定量分析
一、单组分的定量分析 1、吸光系数法（绝对法）
2、标准对照法（直接比较法） As=kbCs Ax=kbCs
Cs=AsCx/Ax
❖ 当溶液浓度c >10-2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等 相互作用，直接影响了对光的吸收。
紫外可见光分光光度法
紫外-可见分光光度法是在190～800nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。
当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。
因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。
从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax和最小吸收波长λmin。
物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。
因此，可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。
用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。
紫外-可见分光光度法
单色器质量的优劣，主要决定于 色散元件的质量。色散元件常用棱镜 和光栅。
3 吸收池
吸收池又称比色皿或比色杯，按材 料可分为玻璃吸收池和石英吸收池，前 者不能用于紫外区。 吸收池的种类很多，其光径可在 0.1~10cm之间，其中以1cm光径吸收池 最为常用。
4 检测器 检测器的作用是检测光信号，并将光 信号转变为电信号。现今使用的分光光度 计大多采用光电管或光电倍增管作为检测 器。 5 信号显示系统 常用的信号显示装置有直读检流计， 电位调节指零装置，以及自动记录和数用 基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统 ↑ 样品
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
热辐射光源用于可见光区，如钨灯和 卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如 氢灯和氘灯。
2 单色器
单色器的主要组成：入射狭缝、出射 狭缝、色散元件和准直镜等部分。
4 要点与注意事项 4.1 开机前将样品室内的干燥剂取出， 仪器自检过程中禁止打开样品室盖。 4.2 比色皿内溶液以皿高的2/3～4/5为 宜，不可过满以防液体溢出腐蚀仪器。 测定时应保持比色皿清洁，池壁上液 滴应用滤纸擦干，切勿用手捏透光面。 测定紫外波长时，需选用石英比色皿。
4.3 测定时，禁止将试剂或液体物质放在 仪器的表面上，如有溶液溢出或其它原因 将样品槽弄脏，要尽可能及时清理干净。 4.4 如果仪器不能初始化，关机重启。 4.5 如果吸收值异常，依次检查：波长设 置是否正确（重新调整波长，并重新调 零）、测量时是否调零（如被误操作，重 新调零）、比色皿是否用错（测定紫外波 段时，要用石英比色皿）、样品准备是否 有误（如有误，重新准备样品）。
2.1.2 按数字[1]键进入%T/ABS（透过率/吸 光度测定）子菜单，选中对应的数字键来 设定测定条件：①NUM WL(设定测试波长 的数目，最多可设定6个不同波长)；②WL Setting （设定测试波长具体数值）③ Data Mode( 选择测定吸光度或透光率 ) ，设定完 毕后点击 [Enter] 键确定，所有项目设定完 毕后按数字[0] 键确定，等待仪器调整至准 备状态。
7可见分光光度法
可见光（visible light）：人眼能感觉到的光，波长在
400 ~ 750 nm。它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等 各种色光按一定比例混合而成的。
波段（wave band）：各种色光的波长范围不同。
互补色光（complementary color light）：按一定比例 混合，得到白光（white light）。
26
干扰及其消除方法
常用的消除干扰的方法有以下几种。
控制反应条件。
加入掩蔽剂。选取的条件是掩蔽剂不与待测离子作 用，掩蔽剂以及它与干扰物质形成的络合物的颜色
应不干扰待测离子的测定。
用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰。 选择适当的波长。 当溶液中存在有消耗显色剂的干扰离子时，可通过增 加显色剂的用量来消除干扰。
重点讨论可见光区的吸光光度法
2
吸光光度法特点
灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为10-2~10-5 的微量组分，甚至更低。 准确度较高。吸光光度法为2%~5%。
应用广泛。几乎所有的无机离子和许多有机化合
物都可以直接或间接地用吸光光度法进行测定。
仪器简单、操作简便、快速。
3
光的基本性质
光是一种电磁波。根据波长或频率排列，得 到如表所示的电磁波谱表。
显示装臵
把放大的信号以吸光度A或透射比T的方式显示 或记录下来。
20
7.4 光度分析法的设计
紫外-可见分光光度法
0.575
光源
单色器
吸收池
检测器
显示
参比
I0
It A lg lg T bC I0
未考虑吸收池和溶剂对光子的作用
样品
It
注意 比较
第七章 紫外分光光度法
3)吸收池(样品池)(Cell，Container)：
吸收池放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池 架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。 在紫外区须采用石英比色皿，可见区一般用石英比色 皿和玻璃池比色皿。
4)检测器
利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电 信号，常用的有硒光电池、光电管或光电倍增管。
式中:
Ｅ为光的能量；
γ为频率；
λ为波长；
h为普朗克常数，6.6256×10-27尔格· 秒；
c为光速。
§2 紫外-可见光分光光度法
基于物质的分子对可见和紫外区域辐射的吸收
而进行分析的方法,广泛用于无机物和有机化合物
的定性、定量分析。
紫外-可见吸收光谱波长范围
(1)远紫外光区(真空紫外区): (2)近紫外光区: (3)可见光区:
取代基 -SR 红移距离 45(nm) -NR2 40(nm) -OR 30(nm) -Cl 5(nm) CH3 5(nm)
3. 共轭双烯
在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双键 共轭时，随着共轭系统的延长， *跃迁的吸收
带 将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强
。共轭双键愈多，红移愈显著，甚至产生颜色。
短移:使吸收峰向短波长移动的现象称为短移或蓝移 （blue shift），引起蓝移效应的基团称为向蓝基 团。
2.4 分子结构与紫外吸收光谱
1. 饱和烃化合物
饱和烃类化合物只含有单键（σ键），只能产 生σ→σ* 跃迁，由于电子由σ被跃迁至σ*反键所 需的能量高，吸收带位于真空紫外区，如甲烷和乙 烷的吸收带分别在125nm和135nm。
定义:不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。 如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。 计算：若分子中仅含一，二，三，四价元素(H，O，N，C)，则可 按下式进行不饱和度的计算：
第七章分光光度法
第七章分光光度法【基本要求】1.1 掌握分光光度法基本原理—Lambert-Beer定律，能熟练运用Lambert-Beer 公式进行有关计算。
1.1 掌握吸光度、透光率、吸光系数、摩尔吸光系数的概念。
1.2 明确溶液颜色与光吸收的关系。
1.3 了解物质对光的选择性吸收及吸收光谱。
1.4 了解分光光度计的基本构造；提高测量灵敏度和准确度的方法。
1.5 了解紫外分光光度法进行物质定性分析和定量测定的基本原理。
【重点难点】2.1 重点分光光度法原理－Lambert-Beer定律。
紫外分光光度计的使用2.2 难点提高测量灵敏度和准确度的方法。
【讲授学时】4学时4.1 第一节概述一、比色分析法比色分析法：利用比较溶液颜色深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量。
有色物质溶液颜色越深，浓度越大；颜色越浅，浓度越小。
二、比色分析法测定步骤①选择适当显色剂，使被测组分转变成有色物质，称为显色阶段。
测定无色溶液时要进行显色阶段。
②选择最佳条件测定溶液的深浅度，称为比色阶段。
三、发展过程：目视比色法→光电比色法→分光光度计（吸光光度法）四、比色与分光光度法的特点比色和分光光度法主要用于测定微量组分。
1、灵敏度高：测定试样中微量组分（1～0.001%）常用方法，甚至可测定10-4 ~ 10-5%的痕量组分。
2、准确度高：一般比色法相对误差为5～10%，分光光度法为2～5%，其准确度虽比重量法和滴定法低，但对微量组分的测定已完全满足要求。
如采用精密蓝450-480紫400-450红650-750青蓝480-490青490-500绿500-580黄580-600橙600-650白光分光度计，误差将减少至1～2%。
3、应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用比色法和分光光度法进行测定。
4、操作简便、快速，仪器设备也不复杂。
例如：试样中含Cu 量为0.001%，即在100mg 试样中含Cu 0.001mg ，用比色法可以测出。
紫外-可见分光光度法
对固体物质来说，当白光照射到物质上时，如果物质对各种波长的光完全吸收，则呈现黑色；如果完全反射，则呈现白色；如果对各种波长的光均匀吸收，则呈现灰色；如果选择地吸收某些波长的光，则呈现反射或透射光的颜色。
对溶液来说，溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的质点（离子或分子）对不同波长的光具有选择性吸收而引起的。
图朗伯-比尔定律示意图
当一束平行单色光照射到任何均匀、非散射的介质（固体、液体或气体）
如溶液时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液，一部分被器皿的表面反射。
如果入射光的强度为I0，吸收光的强度为I a，透过光的强度为
I r，则
I0 = I a + I t + I r•
，其中
图分光光度工作曲线
非单色光引起的偏离。
非单色光引起的偏离朗伯-比尔定律的基本假设条件是入射光为单色光。
但目前仪器所提供的入射光实际上是由波长范围较窄的光带组成的复合光。
由于物质对不同波长光的吸收程度不同，因而引起了对比耳定律的
化学因素引起的偏离。
图光度计的一般结构图721型分光光度计的构造
Mo(SCN)
HR
图吸收波长的选择(选择510nm，而不是410nm) 控制适当的吸光度范围
浓度相对误差合透光度误差的关系式：。
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化合物
max
max
H2O
167
CH3OH
184
CH3Cl
173
(CH3)2O
184
1480 150 200 2520
* 和 n * 跃迁
• * 和 n * 跃迁能量低（>200 nm）
• 含有不饱和键的有机分子易发生这类跃迁
跃迁类型
* * n* n*
n*，n*
n*， n* n* n*
第七章紫外可见分光光度法
12
紫外光谱中常用的术语
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，但是当它们与生色 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。
C=C; C=C ; N=N ; C=O
• 有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以这两 类跃迁为基础
• * 比 n * 跃迁几率大 100-1000 倍 • *跃迁吸收强， ~ 104 • n * 跃迁吸收弱， 500
第七章紫外可见分光光度法
11
紫外光谱中常用的术语
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。
第七章 紫外可见分光光度法 (UV-VIS spectrometry)
一、概述 – 分子光谱
物质分子内部三种运动形式
电子相对于原子核的运动 --- 电子能级 （Ee）
原子核在其平衡位置附近的相对振动 ---
振动能级（ Ev ）
分子本身绕其重心的转动 --- 转动能级 （Er）
第七章紫外可见分光光度法
二、紫外可见吸收光谱
吸收曲线与最大吸收波长 max
用不同波长的单色光照射，测吸光度
不同浓度的溶液，测吸光度
第七章紫外可见分光光度法
6
二、紫外可见吸收光谱
吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间 的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况， 是物质定性分析的依据。
同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度
第七章紫外可见分光光度法
8
*跃迁
• 能量很大
• 吸收光谱在真空紫外区
• 多为饱和烃
甲烷
125 nm
乙烷
135 nm
第七章紫外可见分光光度法
9
n * 跃迁
• 所需能量小于 *跃迁（150-250 nm）
• 若饱和烃中的氢原子被氧、氮、卤素等原子或基团所取代， 由于这些原子中含有n电子，可以发生n * 跃迁
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
二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339，665 280 300，665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
最大处对应的波长称为最大吸收波长λmax
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。
吸收谱带的强度与该物质分子吸收的光子数成正 比，是物质定量分析的依据。
第七章紫外可见分光光度法
7
有机化合物的紫外—可见吸收光谱
分子中外层价电子跃迁的结果（三种）：形成单键
第七章紫外可见分光光度法
15
紫外光谱中常用的术语
红移—λmax向长波方向移动
蓝移— 向短波方向移动 增色效应—吸收强度即摩尔吸光
系数 ，ε增大的现象
减色效应—吸收强度即摩尔吸光 系数， ε减小的现象
引入取代基或改变溶剂
第七章紫外可见分光光度法
16
无机化合物的紫外—可见吸收光谱
⑴过渡金属离子d一d的电子跃迁 （2）镧系和锕系离子的f一f电子跃迁
饱和烃类分子中只含有键，只能产生*跃迁。 饱和烃的最大吸收峰一般小于150 nm，超出紫外、可 见分光光度计的测量范围。
2
一、概述 – 分子光谱
Ｅ＝Ｅe+Ｅv+Ｅr
ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr 电子能级 振动能级 转动能级
第七章紫外可见分光光度法
3
一、概述 – 分子光谱
ΔΕr 0.005～0.050eV 远红外光谱(分子转动光谱)
ΔΕv 0.05～１eV
红外光谱(分子振动光谱)
ΔΕe 1～20eV 第七章紫外可紫见外分光—光可度法见光谱(分子的电子光谱)4
的σ电子、形成双键的π电子、未成键的n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。
当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键
轨道)跃迁。主要有四种跃迁，所需能量ΔΕ大小顺序为：
n→π＊ < π→π＊ < n→σ＊ < σ→σ＊
第七章紫外可见分光光度法
13
紫外光谱中常用的术语
生色团 —— 含有 键不饱和官能团 助色团 —— 基团本身无色，但能增强生色团颜色
为含有n电子，且能与电子作用，产 生n 共轭
苯 184 （ *）
204 254
第七章紫外可见/分nm光光度法
270
苯酚
（—OH为助色团）
14
紫外光谱中常用的术语
⑶电荷转移吸收光谱-络合物的吸收
当吸收紫外可见辐射后，分子中原定域在金属M 轨道上电荷的转移到配位体L的轨道，或按相反方 向转移，这种跃迁称为电荷转移跃迁，所产生的 吸收光谱称为荷移光谱。
在分光光度法中具有重要意义: 微量组分的定量分析。
第七章紫外可见分光光度法
17
有机化合物紫外-可见吸收光谱
1. 饱和烃及其取代衍生物
二、紫外可见光谱
紫外吸收光谱：电子跃迁光谱
吸收光波长范围200400 nm（近紫外区） ，可用于 结构鉴定和定量分析。
可见吸收光谱：电子跃迁光谱
吸收光波长范围400780 nm作简单
选择性较好 通用性强 价格低廉
第七章紫外可见分光光度法
5
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶
剂使最大吸收波长λmax和吸收强度发生变化: 某些
有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基 团（ -OH、 -OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、NR2 ）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这 种效应称为红移效应。在某些生色团如羰基的碳原 子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短 波方向移动，这种效应称为蓝移效应。如-CH2、CH2CH3、-OCOCH3。