仪器分析紫外
仪器分析课件 第3章 紫外分光光度法
检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制
和结果处理
记录装置
二、分光光度计的类型
（一）单光束分光光度计
光源 单色器
参比 样品
检测器
显示器
• 只有一条光路，通过变换参比池和样品池的位 置，使它们分别置于光路来进行测定
国产751型、752型、721型、722型、UV-1100 型、英国SP-500型
E2a ca E2b
(3) 图计算法----两组分吸收光谱完全重叠--混合样品测定 (3)图中，a,b 吸收光谱双向重迭，互相干扰，在最大波长处互相
吸收。处理方法如下：
解线性方程组 过程：
（三）示差分光光度法（示差法）
普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量 较高时，将产生较大的误差。需采用示差法。
第三节 紫外-可见分光光度计
依据朗伯-比尔定律，测定待测液吸光度A的仪器。（选择不同波
长单色光λ、浓度） 分光光度计外观 分光光度原理图:
0.575
光源
单色器
吸收池
检测器 信号处理及显示
信号处理 显示器
单色器
分光光度计外观
吸收池 检测器
光源
721型可见分光光度计
一、主要部件
1. 光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光
浓度C及液层厚度L的乘积成正比。
注意! 适用范围
①入射光为单色光，适用于可见、红外、紫外光。 ②均匀、无散射溶液、固体、气体。 ③吸光度A具有加和性。Aa+b+c= Aa &光系数
A=k c L
k = A /c L
1、摩尔吸光系数或Em： 在一定λ下，c=1mol/L，L=1cm时的吸光度。单位：L/(mol.cm)
仪器分析2(紫外可见光分光光度)
白光除了可由所有波长的可见光复 合得到外，还可由适当的两种颜色的 光按一定比例复合得到。能复合成白 光的两种颜色的光叫互补色光。
/nm 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
颜色 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
改变溶剂的极性，会引起吸收带形状
的变化。改变溶剂的极性，还会使吸收带
的最大吸收波长发生变化。下表为溶剂
对一种丙酮紫外吸收光谱的影响。
正己烷 CHCl3 CH3OH H2O
* 230
238
237 243
n * 329
315
309 305
由于溶剂对电子光谱图影响很大， 因此，在吸收光谱图上或数据表中必 须注明所用的溶剂。与已知化合物紫 外光谱作对照时也应注明所用的溶剂 是否相同。在进行紫外光谱法分析时， 必须正确选择溶剂。
电子的跃迁吸收光的波长主要在
真空紫外到可见光区，对应形成的光 谱，称为电子光谱或紫外-可见吸收光 谱。
三．有机化合物的紫外—可见吸收 光谱
（一）、跃迁类型 主要有σ→σ*、n→σ*、n→π* 、 π→π*
n
E*
* n*
* n *
a.σ→σ* 跃迁主要发生在真空紫外区。 b. π→π* 跃迁吸收的波长较长，孤立
ε（480nm）=A/ cb
= -lg0.398/0.150×10-3 ×2.00 =1.33 ×103 ( L ·mol-1 ·cm-1)
由ε=aM , 得: a= ε/M
= ε /251=5.30(L ·g-1 ·cm-1)
三．实际溶液对吸收定律的偏离及原因： （一）偏离：被测物质浓度与吸光
仪器分析第六章UVVIS
C
O
CH3
—环己烷 …水
异丙叉丙酮的紫外-可见光谱
二、溶剂极性对吸收光谱精细结构的影响 例如：对称四嗪在不同溶剂中的吸收光谱
Ⅰ：在蒸汽态中 Ⅱ：在环己烷中 Ⅲ：在水中
★
三、正确选择溶剂 溶剂对紫外-可见吸收光谱影响很大，因此选择溶
剂应注意下列要求： 1.对试样有很好的溶解力，且对试样应是惰性的； 2.在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的
二、配位场跃迁
过渡金属离子及其化合物除了电荷迁移跃 迁外，还有配位场跃迁。
配位场跃迁的产生：过渡金属离子配合物 在配体的配位场作用下，5个能量相等的d 轨道或7个能量相等的f轨道裂分成几组能 量不等的d轨道或f轨道，当物质吸收光能 后，处于低能级的d电子或f电子可分别跃 迁至高能级的d轨道或f轨道，产生吸收光 谱。
最大吸收峰所对应的波长λmax是化合物中电 子能级跃迁时吸收的特征波长，对鉴定化 合物尤为重要，与λmax相应的εmax也是定性 和定量分析的另一重要参数。
整个吸收光谱的形状决定于物质的性质， 反映物质分子内部能级分布状况，是物质 定性的依据。
▲
6.2有机化合物紫外—可见吸收光谱
一、有机化合物电子跃迁类型 紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子在电
能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。物 质所显示的颜色是吸收光的互补色。
KMnO4的颜色及吸收光谱
▲
6.1 分子吸收光谱基本原理
一、电子跃迁产生紫外—可见吸收光谱 分子和原子一样，也有它的特征分子能级，
这些能级是由分子内部运动决定的。
①价电子的运动
分子内部运动
②分子内原子在平衡 位置附近的振动
使电子从给予体外层轨道向接受体相应的 轨道跃迁产生吸收光谱，此过程又称内氧 化-还原。
仪器分析 第三章 紫外可见吸收光谱法
第三章紫外可见吸收光谱法1.定义2.紫外吸收光谱的产生3.物质对光的选择性吸收4.电子跃迁与分子吸收光谱第一节概述11. 定义根据溶液中物质的分子或离子对紫外、可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法，包括比色分析法与分光光度法。
◆比色分析法：比较有色溶液颜色深浅来确定物质含量的方法。
◆分光光度法：使用分光光度计进行吸收光谱分析测量的方法。
2/紫外-可见波长范围：（真空紫外区）◆远紫外光区：10-200 nm；◆近紫外光区：200-400 nm；◆可见光区：400-780 nm。
◆O2、N2、CO2、H2O等可吸收远紫外区(60-200 nm)电磁辐射。
◆测定远紫外区光谱时，须将光学系统抽真空，并充入惰性气体。
◆准确：近紫外-可见分光光度法(200-780 nm)。
3/方法特点：◆仪器较简单，价格较便宜；◆分析操作简单；◆分析速度较快。
4/紫外可见吸收光谱：分子中价电子能级跃迁（伴随着振动能级和转动能级跃迁）。
2. 紫外可见吸收光谱的产生价电子的定义?AB 电磁辐射5/◆分子内部三种运动形式：电子相对于原子核的运动；原子核在其平衡位置附近的相对振动；分子本身绕其重心的转动。
◆分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级（量子化，具有确定能量值）。
◆分子内能：包括电子能量E e、振动能量E v、转动能量Er 。
2.1 电子跃迁与分子吸收光谱6/分子的各能级：◆转动能级能量差：0.005~0.05 eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区（远红外光谱或分子转动光谱）。
◆振动能级能量差：0.05~1 eV，跃迁产生吸收光谱位于红外区（红外光谱或分子振动光谱）。
◆电子能级能量差：1~20 eV。
电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区（紫外-可见光谱或分子的电子光谱）。
7/8/◆电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
◆电子光谱中总包含有振动/转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（带状光谱）。
仪器分析实验-紫外
时，精细结构消失。
[4]E吸收带 由苯环结构中的三个双键环状共轭体系π→π*跃迁而
产生的两个强吸收带，分别位于185 nm和204 nm，称为E1
和E2吸收带，摩尔吸收系数一般大于104。当苯环上发色团 取代且与苯环共轭时，E2带常与K带合并。
（4）各种因素对吸收谱带的影响表现为谱带位移（蓝
移和红移）、谱带强度的变化（增色效应和减色效应）、
π→π和n→π*四种类型，各种跃迁类型所需要的能量依下
列次序减小：σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*，由于一般紫 外可见分光光度计只能提供190～850 nm范围的单色光， 因此，我们只能测量n→σ*的跃迁，n→π*跃迁和部分π→π* 跃迁的吸收，而对只能产生200 nm以下吸收的σ→σ*的跃
我们只能测量n→σ*的跃迁，n→π*跃迁和部分π→π*跃迁
的吸收，而对只能产生200 nm以下吸收的σ→σ*的跃迁则无 法测量。
（3）紫外光谱属于带状光谱，根据电子或分子轨道的类 型可将紫外吸收光谱的吸收带分为四种类型 [1]R吸收带 R带是与双键相连接的杂原子（例如C＝O、C＝N、S
＝O等）上未成键电子的孤对电子n→π*跃迁而产生的。其
特点是λmax＞270nm，摩尔吸收系数小于100。 [2]K吸收带 由共轭体系中π→π*跃迁而产生的吸收带。其特点是 200nm＜λmax＜R吸收带最大吸收波长，摩尔吸收系数一般大来自104。[3]B吸收带
由苯环内共轭双键π→π*跃迁和振动跃迁相重叠而产 生的。其特点是在230～270 nm处有一宽峰，且具有精细 结构， λmax=255nm，摩尔吸收系数约为200。 B吸收带常 用来鉴别芳香族化合物。在极性溶剂中或苯环上有取代基
谱带精细结构的出现或消失等。 （5）影响有机化合物紫外吸收光谱的因素有内因（分 子内的共轭效应、位阻效应、助色效应等）和外因（溶 剂的极性、酸碱性等溶剂效应）。由于受到溶剂极性和 酸碱性等的影响，将使这些溶质的吸收峰的波长、强度 以及形状发生不同程度的变化。
紫外仪器分析实验报告
一、实验目的1. 熟悉紫外分光光度计的仪器结构和工作原理。
2. 掌握紫外-可见吸收光谱法的基本原理和应用。
3. 通过实验掌握紫外-可见分光光度计的操作方法。
4. 学习利用紫外-可见吸收光谱法进行定量分析。
二、实验原理紫外-可见分光光度法是一种基于物质分子对紫外-可见光的选择性吸收而建立的分析方法。
该方法广泛应用于有机化合物的定性、定量分析以及物质的纯度检验。
紫外-可见光波长范围一般为200-800nm，其中200-400nm为紫外区，400-800nm为可见光区。
当物质分子吸收紫外-可见光时，分子中的电子从基态跃迁到激发态。
不同物质的分子结构不同，吸收光的波长和强度也不同。
因此，通过测定物质的吸收光谱，可以实现对物质的定性和定量分析。
朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law）是紫外-可见分光光度法的基础。
该定律表明，在一定波长下，溶液的吸光度（A）与溶液的浓度（c）和光程（l）成正比，即A= εcl，其中ε为摩尔吸光系数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外-可见分光光度计、移液管、容量瓶、比色皿、洗耳球等。
2. 试剂：待测样品、标准溶液、溶剂等。
四、实验步骤1. 标准溶液的配制：根据待测样品的浓度，配制一系列标准溶液。
2. 吸收光谱的绘制：将标准溶液和待测样品分别置于比色皿中，在紫外-可见分光光度计上测定其在不同波长下的吸光度值。
3. 标准曲线的制作：以吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
4. 待测样品的定量分析：将待测样品的吸光度值代入标准曲线，计算其浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线的制作：以吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
根据实验数据，标准曲线的线性关系良好，相关系数R²大于0.99。
2. 待测样品的定量分析：将待测样品的吸光度值代入标准曲线，计算其浓度。
实验结果表明，待测样品的浓度为X mg/L。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了紫外-可见分光光度计的基本原理和操作方法。
仪器分析课件-第9章-紫外分析
第9章 P270
紫外吸收光谱分析
使用教材：朱明华编
13:13:52
第一节 分子光吸收谱 P270
一、光谱产生的原理
分子平动—整个分子的平动，不产生光谱； 电子能级—分子中成键电子跃迁 分子振动—整个分子内原子平衡位置运动 分子转动—分子围绕质量中心的转动
每一种运动形式都有一定的能量，用E电、E振、 E转表示 每一种能量都是量子化的，是不连续的
化合物 H2O
CH3OH CH3CL
CH3I CH3NH2
max（nm） 167 184 173 258 215
emax 1480 150 200 365 600
13:13:53
4 π→π＊跃迁 P275
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近
紫外区，εmax一般在104L·mol－1·cm－1以上，属于强吸收。 （1） 不饱和烃π→π*跃迁 乙烯π→π*跃迁的λmax为162nm，εmax为: 1×104
B带230-270 nm e=200 苯
max（nm） 254
e max 200
p → p*与苯环振动引起； 甲苯
261
300
间二甲苯
含取代基时， B带简化， 红移。
1，3，5-三甲苯
263 266
300 305
六甲苯
272
300
13:13:53
乙酰苯紫外光谱图
羰基双键与苯环共扼： K带强；苯的E2带与K带合 并，红移； 取代基使B带简化； 氧上的孤对电子： R带，跃迁禁阻，弱；
在配体的作用下过渡金属离子的d轨道和镧系、锕系的f轨
道裂分，吸收辐射后，产生d一d、 f 一f 跃迁；
必须在配体的配位场作用下才可能产生也称配位场跃迁；
仪器分析-紫外可见光光谱分析
正己烷
258
n=4
1,3,5,7-辛四烯
环己烷
304
不共轭双键不发生红移。
C=O双键同C=C双键的共轭作用使n→*和→*跃迁的吸收峰都发生红移。
3）溶剂效应
01
02
03
04
05
极性溶剂使π-π*跃迁发生红移。
pH值
Note: 测UV-Vis应注明溶剂
pH增大，苯酚π-π*吸收带发生红移。
1
2
特点：灵敏度高，实际工作中常用。
1
常将M与某L（显色剂）生成具有电荷迁移的配合物，然后进行含量测定。
2
－* 跃迁 配体具有双键的金属络合物
3
2.3光的吸收定律
郎伯-比尔（Lambert-Beer ）定律 入射光强度 吸光强度 反光强度 透光强度 ＋ IS 散射光强度 均匀溶液，散射光小，可忽略
由于n—π共轭参与，使分子整体共轭效应增强。
取代基 苯环或烯烃（吸电子基）上的H被各种取代基取代，多发生红移。 空间异构
蓝移（紫移）：使化合物的吸收波长向短波方向移动效应。 影响蓝移因素： 1）溶剂效应 极性溶剂使n-π*跃迁发生蓝移 2）pH值 pH值减小，苯胺的π-π*吸收带蓝移n—π共轭参与少，使分子整体π共轭效应减少。
分子转动－转动能级(rotation)
分子整体能级 E=Ee+Ev+Er
01
03
02
04
05
分子从基态能级跃迁到激发态能级
当有一频率v , 如果辐射能量hv恰好等于该分子较高能级与较低能级的能量差时，即有：
激发态
基态
ΔE电=1-20eV ΔE振=0.05-1eV ΔE转 在分子能级跃迁所产生的能量变化，电子跃迁能量变化最大，它对应电磁辐射能量主要在区紫外—可见区。
仪器分析-第五章-紫外-可见分光光度法精选全文完整版
2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h ：量子化 ；选择性吸收 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
光的互补：蓝➢ 黄
助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR
、—NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有
生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但 当它们与生色团相连时，就会发生n—π
共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收 波长向长波方向移动，且吸收强度增加) ，这样的基团称为助色团。
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
羰基化合物含有C=O基团。 C=O基团 主要可产生*、 n* 、n*三个吸 收带， n*吸收带又称R带，落于近紫外 或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物， 如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类 物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异， 因此它们n*吸收带的光区稍有不同。
羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸 收带，但是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基 上的碳原子直接连结含有未共用电子对的 助色团，如-OH、-Cl、-OR等，由于这些助 色团上的n电子与羰基双键的电子产生 n共轭，导致*轨道的能级有所提高， 但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级， 因此实现n* 跃迁所需的能量变大，使 n*吸收带蓝移至210nm左右。
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ 一ｆ电子跃迁
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义
不大。
仪器分析：紫外-可见分光光度法-定量分析
录
Conten点 方法原理
紫外分光光度法的分析应用
三、紫外分光光度法的分析应用 对照品 比较法
定量分析
比色法
定量 分析
吸收系 数法
计算分 光光度
法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
按各品种项下的方法，分别配制供试品溶液和对照品溶液，对照品溶液 中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分规定量的100%±10%， 所用溶剂也应完全一致，在规定的波长测定供试品溶液和对照品溶液的 吸光度后，按公式计算供试品中被测溶液的浓度
求得ｃｂ。
对于（３），需要解方程组
感谢观看
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
计算供试品中被测溶液的浓度∶ cx=（Ax/Ar）cr
式中 cx为供试品溶液的浓度； Ax为供试品溶液的吸光度； cr为对照品溶 液的浓度； Ar为对照品溶液的吸光度。
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 吸收系数法
按各品种项下的方法配制供试品溶液，在规定的波长处测定其 吸光度，再以该品种在规定条件下的吸收系数计算含量。用本 法测定时，吸收系数通常应大于100，并注意仪器的校正和检 定。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
标准曲线法：配制一系列（５－９）个不同ｃ的标准溶液，在 适当λ－通常为λｍａｘ下，以适当的空白溶液作参比，分别测定 Ａ，做出Ａ－ｃ曲线，在相同测定条件下测得试液吸光度Ａｘ， 计算出对应的Ａｘ。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 计算分光光度法
计算分光光度法有多种，使用时应按各品种项下规定的方法进 行。当吸光度处在吸收曲线的陡然上升或下降的部位测定时， 波长的微小变化可能对测定结果造成显著影响，故对照品和供 试品的测试条件应尽可能一致。
仪器分析之有机物紫外吸收光谱
max(甲醇)
237
309
max(水)
243
305
13:01:56
溶剂的影响
极性溶剂使精细结 构消失；
13:01:56
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等)，它们 本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生 n—π共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增 加)，这样的基团称为助色团。
13:01:56
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:
一、有机物紫外吸收光谱
ultraviolet spectrometry of organic compounds
1．紫外—可见吸收光谱
有机化合物的紫外—可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：σ电子、π电子、n
电子。
s*
HC O
n
s
Hp
分子轨道理论：成键轨道—反键轨道。
p*
K
R
E
E,B
n
p
s
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
R
CO Y ① Y=H,R n → s* 180-190nm
p → p* 150-160nm n → p* 275-295nm ②YBiblioteka -NH2,-OH,-OR 等助色基团
p* R
p
p*
R n p
K 带红移，R 带兰移； R带max =205nm ；10-100
③不饱和醛酮 K带红移：165250nm R 带兰移：290310nm
p*
【仪器分析】紫外-可见分光光度法
用紫外-可见分光光度计测定物质对紫外-可
见光的吸收程度并进行定性、定量分析。
一、光的基本性质
波动性
1、光的波粒二象性
粒子性
光的波动性
光以波的形式传播，可用波长、频率来表示。 波长 ：两个相邻波峰或波谷间的距离（nm） 频率 ：单位时间里通过一固定点处波的数目（S-1） = c/ c = 3×1010 cm/s
六、紫外-可见分光光度法的应用
一、定性分析
定性分析的方法
无机物、有机物吸收光谱的特点
定性分析的方法
纯物质对照
与标准谱图对照
返回
back
标准吸收光谱谱图
Sadtler. Sdandard Spectra (Ultraviolet).
Heyden, London, 1978. 共收集了46000种化合物的紫外吸收光谱 Aromatic Compounds, Wiley, New York, 1951. 共收集了 579种芳香化合物的紫外吸收光谱
返回
光的粒子性 光由光子组成，具有能量。
△E = h = hc/
h为普朗克常数 6.63×10-34J.s根据Fra bibliotek=hc/ 可知
E越大，越小。
E越小，越大。
波谱分区 能量 大
小
紫、蓝、青、绿、黄、橙、红 书上P5
可见光波长范围400-760nm
光谱分区
能 波 量 长 大 200nm 400nm 小 760nm 2.5um 25um 中红外
1、朗伯—比耳定律 吸光度A：表征物质对光吸收程度的量。
A = lgI0/It = -lgT = kbc
T--透过率
A--吸光度
仪器分析实验一 紫外吸收光谱定性分析的应用
实验一紫外吸收光谱定性分析的应用一、实验目的1、掌握紫外吸收光谱的测绘方法。
2、学会利用吸收光谱进行未知物鉴定的方法。
3、学会杂质检出的方法。
二、基本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。
其方法是将未知试样和标准品以相同浓度配制在相同的溶剂中, 在分别测绘吸收光谱, 比较二者是否一致也可将未知试样的吸收光谱与标准图谱, 如萨特勒紫外吸收光谱图相比较, 如果吸收光谱完全相同, 则一般可以认为两者是同一种化合物。
但是, 有机化合物在紫外区的吸收峰较少, 有时会出现不同的结构, 只要具有相同的生色团, 它们的最大吸收波长相同, 然而其摩尔吸光系数或比吸光系数E 值是有差别的。
因此需利用和处的或E 等数据作进一步比较。
在测绘比较用的紫外吸收光谱图时, 应首先对仪器的波长准确性进行检查和校正。
还必须采用相同的溶剂, 以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响。
同时还应注意PH值、温度等因素的影响。
在实际应用时, 应注意溶剂的纯度。
三、仪器与试剂1、仪器T6型（或其他型号）紫外可见分光光度计1㎝石英比色皿2、试剂间苯二酚溶液苯甲酸溶液苯二铵溶液四、实验步骤1、已知芳香族化合物标准光谱的绘制在一定的实验条件下, 以相应的溶剂作参比, 用1㎝石英比色皿, 在一定的波长范围内扫描（或测绘）各已知标准物质的吸收光谱作为标准光谱。
如苯甲酸溶液的和间苯二酚溶液的标准溶液的标准光谱的绘制。
2、各已知芳香族化合物的标准光谱也可通过查阅有关手册得到, 但应注意实验条件的一致。
3、未知芳香族化合物的鉴定（1）称取0.100 g未知芳香族化合物, 用去离子水溶解后转让100 ml容量瓶中, 稀释至刻度, 摇匀。
实验前, 稀释100倍使用。
用1㎝石英比色皿, 以去离子水作参比, 在200-400波长范围内扫描测定未知芳香族化合物吸收光谱（如使用无扫描功能的紫外可见分光光度计测定时应首先每间隔20 nm测量一次吸光度, 然后每间隔10 nm 、5 nm 、2 nm、 1 nm、 0.5 nm 测量一次吸光度。
仪器分析紫外吸收光谱分析
仪器分析紫外吸收光谱分析紫外吸收光谱分析是一种广泛应用于分析化学领域的仪器分析技术。
它基于物质对紫外光的吸收特性进行定性和定量分析。
紫外吸收光谱分析具有操作简单、分析速度快、准确度高等优点，在药物分析、环境监测、食品安全等领域得到广泛应用。
紫外光谱分析基本原理是物质分子所吸收的紫外光具有特定的波长和强度，通过测定物质吸收紫外光的程度，可以推断出物质的组成和浓度。
紫外光谱通常分为两个区域：近紫外区域（200-400 nm）和可见光区域（400-800 nm）。
近紫外区域一般应用于研究含有芳香族化合物和具有共轭体系的大分子的样品，可见光区域则适用于研究有机化合物。
在测量中，样品溶液被置于一条光程长度固定的比色皿中，然后经紫外光源照射，光通过样品溶液后进入光度计进行测量。
光度计上会显示样品吸收的光强度。
通过测量吸收的光强度和校准曲线，可以计算出样品中所含的化合物浓度。
紫外吸收光谱分析的应用领域广泛。
在药物分析中，紫外吸收光谱可以用于定量分析和质量控制。
通过测量药物溶液中特定波长的吸光度，可以确定其浓度。
同时，也可以通过比较药物光谱图与已知标准药物光谱图的相似性来鉴定药品的纯度和质量。
在环境监测方面，紫外吸收光谱可以用于测定水体和大气中有害物质的浓度。
例如，通过测量水体中有机物质的紫外吸收特性，可以判断水质的优劣。
同样地，空气中有害大气物质的浓度也可以通过测量其紫外吸收进行评估。
在食品安全方面，紫外吸收光谱可以用于测定食品中的添加剂、残留农药和重金属等有害物质的浓度。
通过测量食品样品的紫外吸光度，可以判断食品的安全性和品质。
此外，紫外吸收光谱还可以用于研究化学反应的动力学和机理。
通过测量化学反应物祖父光谱的变化，可以推测化学反应的速率和反应类型。
这对于新化合物的开发和化学反应的优化非常有意义。
综上所述，紫外吸收光谱分析是一种重要的仪器分析技术。
它可以用于定性和定量分析化合物的组成和浓度，广泛应用于药物分析、环境监测、食品安全等领域。
仪器分析紫外
（3）影响有机物紫外吸收光谱的因素
1）溶剂的影响 ①溶剂极性的变化会改变紫外吸收 光谱的形状 例：苯酚在非极性的庚烷溶液中在 270nm处出现中等强度的吸收峰 并有精细结构；在极性的乙醇溶 液中，原先的精细结构变得不明 显或消失，B带成宽的包状。
②溶剂极性的变化改变吸收波长 极性大的溶剂会使p → p*跃迁红移， 使n → p*跃迁兰移。 p
稠环芳烃及杂环化合物
稠环芳烃，如萘、蒽、芘等，均显示苯的三个吸收带，但 是与苯本身相比较，这三个吸收带均发生红移，且强度增 加。随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强度 也相应增加。 当芳环上的-CH基团被氮原子取代后，则相应的氮杂环化 合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相应的碳化合物极 为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与萘相似。
分子的能级示意图
用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变 化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以 电信号（吸光度 A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变 化对波长的关系曲线图——紫外可见吸收光谱图。
3 Lambert-Beer定律
当一束平行单色光通过单一均匀、非散射的吸光物质溶液 时，溶液的吸光度A与溶液浓度 c 和液层厚度 b的乘积成正比： A＝lg(I0/It) = - lgT= a b c1=εb c2 A—吸光度； T —透过率； I0 —入射光强度； It —出射光强度； b —溶液液层厚度(光程长度)，cm a —吸光系数， L·-1· -１ ； c1 —溶液浓度，g· -１ g cm L c2—溶液的摩尔浓度,mol· -１ L ε—摩尔吸光系数L· -1· -１ mol cm
羰基化合物
羰基化合物含有>C=O基团。 >C=O基团主要可产生π → π * 、 n → σ * 、 n →π＊三个吸收带， n →π＊吸收带又称R 带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生 物，如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类物质与羧 酸及羧酸的衍生物在结构上的差异，因此它们n →π＊吸收 带的光区稍有不同。 羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n →π＊吸收带，但是，羧酸 及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连结含有未共用电 子对的助色团，如-OH、-Cl、-OR等，由于这些助色团上 的n电子与羰基双键的π电子产生n →π＊共轭，导致π *轨道 的能级有所提高，但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级， 因此实现n →π＊跃迁所需的能量变大，使n →π＊吸收带 280-310nm蓝移至210nm左右。
仪器分析紫外-可见光谱PPT
样品选择与处理
样品选择
选择具有紫外-可见吸收特性的样品 ，如有机化合物、无机离子、生物大 分子等。
样品处理
根据样品性质，进行适当的处理，如 溶解、稀释、过滤等，以获得适合光 谱分析的样品溶液。
实验条件设置与优化
01
02
03
光源选择
根据实验需求选择合适的 光源，如氘灯、钨灯等， 以获得连续且稳定的紫外可见光谱。
原理：比色法是基于比较有色物 质溶液颜色深度以测定待测组分 含量的方法。通常采用目视比较 或光电比色计进行定量测定。
1. 配制一系列已知浓度的标准溶 液，并加入显色剂；
3. 根据颜色深浅程度，确定待测 样品中目标组分的含量。
案例分析：混合物中各组分含量测定
案例描述：某混合物 中含有A、B两种组分， 其紫外-可见吸收光谱 有重叠。为了准确测 定各组分的含量，可 以采用多波长线性回 归分析法。
检测系统
检测系统用于检测经过样品吸收后的光信号，并将其转换为电信号以供后续处理 。常见的检测系统包括光电倍增管、光电二极管阵列等。这些检测器具有高灵敏 度和宽动态范围，能够准确地测量微弱的光信号。
数据处理与结果显示
数据处理
在紫外-可见光谱分析中，数据处理涉及对原始光谱数据的预处理、背景扣除、峰识别 与定量分析等步骤。预处理可能包括平滑、基线校正等操作，以提高数据质量和分析的
灵敏度
通过测量特定浓度样品在特定波长下的吸光度来 评价仪器的灵敏度，吸光度越大则灵敏度越高。
3
稳定性
通过连续多次测量同一样品在相同条件下的吸光 度来评价仪器的稳定性，结果越一致则稳定性越 好。
常见故障排查与处理方法
光源故障
检查光源是否损坏或老化，如有需要更换光源。
《仪器分析实验》紫外-可见分光光度法
食品安全
紫外-可见分光光度法可用 于食品中添加物和有害物 质的检测，确保食品安全。
紫外-可见分光光度法的实验步骤
1
样品准备
首先，准备好待测样品，并根据实验
仪器调节
2
要求进行必要的稀释或前处理。
将样品装入分光光度计中，调节仪器
参数使其满足测量需求，如选择合适
的波长范围和测量模式。
3
数据记录
进行测量并记录吸光度值，可以通过
紫外-可见分光光度法的原理
紫外-可见分光光度法是通过测量物质对紫外和可见光的吸收来分析样品的成 分和浓度。该方法基于分子的电子跃迁，利用波长选择性吸收的特性来获取 分析信息。
紫外-可见分光光度法的应用领域
药物分析
紫外-可见分光光度法可用 于药物中成分的含量测定 和质量控制。
环境监测
该方法可以检测水质和大 气中的污染物，以及环境 中的其他重要分析参数。
《仪器分析实验》紫外可见分光光度法
在本次紫外-可见分光光度法实验中，我们将探索这一先进的分析技术，并了 解其原理，应用领域，以及实验步骤。让我们一起来开启这个令人兴奋的实 验之旅吧！
仪器分析实验概述
仪器分析是一门重要的实验学科，用于定量和定性分析物质的成分和性质。 紫外-可见分光光度法是其中一种常用的分析方法，在各个领域广泛应用。
对照样品进行校正以提高准确性。
数据处理
4
根据测量பைடு நூலகம்果绘制吸光度曲线，计算 样品中目标物质的浓度。
实验结果分析与讨论
根据实验测定的吸光度值和对照标准，可以计算出样品中特定物质的浓度。 进一步分析和讨论结果，可以评估样品的质量和性质，以及实验结果的准确 性和可靠性。
总结和展望
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紫外光：远紫外光（10~200nm）和近紫外 光（200~400nm）的电磁辐射。
可见光：400~780nm的电磁辐射。溶液中
物质选择性的吸收可见光中某种颜色的光，溶
液就会呈现出一定的颜色。教材P16 ，表3-1列
出了物质的颜色与吸收光颜色之间的互补关系。 比色分析法(Colorimetric Analysis)：比较 有色物质溶液颜色深浅来确定物质含量的方法。 分光光度法(Spectrophotometry)：使用分
颜色 紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红
吸收光(互补光)
黄绿 黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
光的互补色示意图(/nm)
黄 580~600nm 橙 600~650nm 绿 500~580nm 青 490~500nm
白光
青蓝 480~490nm
红 650~750nm
紫 400~450nm
O
例：
H
C H
电子跃迁类型
分子轨道：
成键轨道 成键轨道 n 未成键轨道
*反键轨道*反键轨道
E：σ＜π＜n＜π*＜σ* 跃迁类型： *、n *、 n *、 * 四 种类型。
*
*反键轨道 *反键轨道 n* *
E
*
n *
* n 非键轨道 成键轨道 成键轨道
一个特征常数 ，定性的主要依据
（2） 值愈大，方法的灵敏度愈高 > 104 = 103~104 = 102~103 < 102 强吸收 较强吸收 中吸收 弱吸收
文献报道： 紫外可见光谱的两个重要特征
max ，
例：
max Et = 279 nm ( 5012 lg =3.7)
光光度计进行吸收光谱分析的方法。
电磁波谱(1m=106m=109nm=1010Å)
波谱名称 射线 波长范围 0.005~0.17nm 分析方法 中子活化分析，莫斯鲍尔谱法
X射线 远紫外 近紫外 可见光
近红外 中红外
0.1~10 nm 10~200 nm 200~400 nm
0.75~2.5 m 2.5~50 m
二、紫外可见吸收光谱与分子结构的关系
(一 ) 有机化合物的紫外可见吸收光谱
1. 电子跃迁类型
紫外可见吸收光谱是由分子中价电子能级
跃迁产生的 —— 此吸收光谱取决于价电子的性 质。
C-H、C-C 电 形成单键的电子 子 形成双键的电子 C = C、C=O 类 型 未成键的孤对电子n 电子 C = O
蓝 450~480nm
光谱示意 复合光
完全吸收
表观现象示意
完全透过
吸收黄光
§7.1紫外-可见吸收光谱
一、紫外可见吸收光谱的基本原理 （一）紫外可见吸收光谱 由紫外可见分光光度计获得
光 源
单 色 器
吸 收 池
检 测 器
显 示 器
ΔE电 = h 光 (200—800 nm)
激发态 基态
吸收曲线
将不同波长的光透过某一固定浓度和 厚度的待测溶液，测量每一波长下待测溶 液对光的吸收程度（即吸光度），然后以 波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图， 可得一曲线。曲线描述物质对不同波长光 的吸收能力，称吸收曲线或吸收光谱。
完全相同。
（二）紫外可见光谱的特征
1. 吸收峰的形状及所在位置 ——定性、定结构的依据 2. 吸收峰的强度 ——定量的依据 A = lgI0 / I= cL ：摩尔吸收系数 I0 单位：L.cm-1 . mol-1 单色光
L
A
I
的物理程中的吸光度， = A/(cL)，与入射光波长、 溶液的性质及温度有关 （1） ——吸光物质在特定波长和溶剂中的
复色光
L
A
末端吸收 最强峰
肩 峰 峰 次强峰 谷
max
min
图7-1紫外可见吸收光谱示意图
分析吸收曲线可以看到： A
1.同一浓度的待测溶液对不同
波长的光有不同的吸光度；
max
min
2. 对于同一待测溶液，c愈大，A也愈大；
3. 对于同一物质，不论c大小如何，最大吸收峰
所对应的波长(max) 不变。并且曲线的形状也
X射线光谱法 真空紫外光谱法 紫外光谱法
红外光谱法 红外光谱法
400~750 nm 比色法,可见吸光光度法(光度法)
远红外 微 波 射 频
50~1000 m 1~1000 mm 1~1000 m
红外光谱法 微波光谱法 核磁共振光谱法
/nm 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
n 图 7-2 分子的电子能级和跃迁
1. *和n *跃迁
*跃迁 分子中形成单键的电子(即电子)， 要使其由成键轨道跃迁到相应的*反键 轨道上，所需要的能量大，(真空紫外区) 饱和烃只能发生* 。 例如，甲烷：max=125 nm， 乙烷：max=135nm。 只能被真空紫外分光光度计检测到； 作为溶剂使用。
n*跃迁 含有未共用电子对（即n电子，N、 O、S、X）原子的饱和化合物都可能发 生n*跃迁。 CH3OH max = 184nm CH3Br max = 204nm n*所需要的E小于 *跃迁， 一般相当于150~250nm区域的辐射能。 吸收概率较小，=102~103，中吸收 大多吸收峰在真空紫外区。
H
C
H
K
O
电子 电子
n 电子
有机化 合物的紫 外—可见吸 E 收光谱是3 种电子跃迁 的结果
* *
R
n
E, B
2. *和n *跃迁
*跃迁 含有不饱和键，如双键和叁键等有机 化合物中含有电子，可以发生*跃迁。 吸收强度大， =104~105，强吸收 若有共轭体系，波长向长波方向移动， 相当于200~700 nm 含不饱和键的化合物发生π→π*跃迁 C=O ， C=C， C≡C
第7章 紫外-可见吸收光谱法
Ultraviolet-Visible Absorption Spectrometry UV—Vis
§7.1 概 述
紫外-可见吸收光谱法是根据溶液
中物质的分子或离子对紫外和可见光 谱区辐射能的吸收来研究物质的组成
和结构的方法，也称紫外和可见吸收
光度法，它包括比色分析法和紫外-可 见分光光度法。