紫外可见分光光度计的基本原理

物质的本色
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
常见的有下列三种情况： ①当白光通过某一均匀溶液时，如果各种波长光几乎全 部被吸收，则溶液呈黑色。 ②如果入射光全部透过（不吸收），则溶液无色透明。 ③如果对某种色光产生选择性吸收，则溶液呈现透射光 的颜色，即溶液呈现的是它吸收光的互补色光的颜色。如硫 酸铜溶液选择性地吸收了白色光中的黄色光，
项目模块1：紫外-可见分光光度法
它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光 的吸收作用，对物质进行定性分析、定量分析及结构 分析, 所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定 波长的光而产生的吸收光谱。
（1）紫外分光光度法(UV):λ(200～400nm),用于 有机物定性、定量、结构分析
（2）可见分光光度法(Vis): λ(400～780nm),用 于有色物质定量分析。
所以呈现蓝色。
溶液的颜色与光吸收的关系
光谱示意
复 完全吸收
合
光
完全透过
吸收黄光
表观现象示意 黑色
无色
蓝光
3、物质的吸收光谱曲线 有色溶液对各种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线 来描述。将不同波长的单色光依次通过一定的有色溶液，分
别测出对各种波长的光的吸收程度（用字母A表示）。以波
长为横坐标，吸光程度为纵坐标作图，所得的曲线称为吸收 曲线或吸收光谱曲线。
的依据。 ③同一物质不同浓度的溶液，在一定波长处吸光度随溶
液浓度的增加而增大 ——定量分析的依据。
定性、定量分析： 在吸收曲线λmax 处测吸光度A。
同一物质的吸收光谱特征值相同, (每一波长处吸光系
数相同)。 同一物质相同浓度的吸收曲线重合。 同一物质不同浓度，其吸收曲线形状相似,λmax相同。
四种不同浓度KMnO4溶液的吸收曲线
Cr2O72-、MnO4-的吸收曲线
从图中可以看出： ①吸光度最大处的波长称为最大吸收波长，用λmax表示， 例如的KMnO4溶液的 λmax=525nm。 ②同一物质的吸收曲线相似， max不变；不同物质吸
收曲线的形状和max 均不相同，据此可作为物质定性分析
复合光： 由不同波长的光组合而成的光，如白光。 互补色光： 两种适当颜色的单色光按一定强度比例混合可得到白光， 这两种单色光称为互补色光。
蓝绿
绿 黄绿 黄
青蓝
橙
蓝
红
紫
紫红
图中处于对角线上的两种单色光为互补色光。
例如蓝色光和黄色光、绿色光和紫红色光互补等
不同颜色的可见光波长及其互补光
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 。
当一束平行单色光，通过一均匀的溶液后，光的 强度会减弱 。
吸光度A (Absorbance） A Βιβλιοθήκη Baidu值为 0.0 -------∞
全部透射----全部吸收
朗伯定律 其他条件不变（指溶液的性质及温度，入射光波 长）溶液浓度C一定时，吸光度A与液层厚度b成正比。
A＝k1b 这就是朗伯定律。
比耳定律 其他条件不变，当液层厚度L一定时，吸光度A与 溶液浓度C成正比。
能量愈大。
二、物质对光的选择性吸收 1、物质的颜色产生 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。 一种物质呈现何种颜色，与入射光组成和物质本身的结 构有关,而溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的吸光质点(离 子或分子)选择性地吸收某种颜色的光而引起的。
2、物质的颜色与吸收光的关系 关于光的几个术语 可见光： 人眼能感觉到的那一小段光，波长范围约400～780nm 单色光： 单一波长的光组成，单色光其实是一种理想的“单色”， 实际上含有少量其它波长的色光。
使用条件
（1）入射光为单色光，定律才能成立；
（2）稀溶液都遵守吸收定律，浓度过大产生偏离； （偏离比耳所致）按定律A—C应为直线关系。
（3）均匀、无散射溶液、固体、气体。 （4）吸光度A具有加和性。Aa+b+c= Aa + Ab + Ac 吸光系数 吸光系数的物理意义：单位浓度、单位厚
（定量） 不同物质相同浓度，其吸收曲线形状,λmax不同。（定
性）
注意！ 定量分析时，在max处测定A，其灵敏度最高，因此 吸收曲线是吸光光度法选择测量波长的重要依据。
※※吸收光谱： 又称吸收曲线，是以波长（）为横坐标、 吸光度（A）为纵坐标所描绘的图形。
特征： 吸收峰：曲线上比左右相邻处都高的一处； max：吸收程度最大所对应的 （曲线最大峰处的 ）
A＝k2c
这就是比耳定律。
将两式联合，得朗伯一比耳定律，即吸收定律。
光吸收基本定律——朗伯-比尔定律
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=Kbc
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——吸光光度法定量分析的理论基 础
（3）红外分光光度法 (IR): λ(3×103～ 3×104nm),用于有机物结构分析 。
紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外可见分光光度法。
紫外-可见分光光度法的特点： （1）灵敏度高，可测到10-7g/ml。 （2）准确度好，相对误差为1%-5%，满足微量组分测定要求。 （3）操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单、便宜。 （4）应用广泛，无机、有机物均可测定。
谷 ： 曲线上比左右相邻处都低的一处； min：最低谷所对应的 ； 肩峰：介于峰与谷之间，形状像肩的弱吸收峰； 末峰吸收：在吸收光谱短波长端所呈现的强吸收而不呈 峰形的部分。
定性分析：吸收光谱的特征（形状和 max ） 定量分析：一般选 max 测吸收程度（吸光度 A）
三、光吸收的基本定律
1、朗伯一比耳定律定律
一、光的基本特性 光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。
电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，可以用频率
(υ)、波长(λ)等波参数表征
普朗克方程 E h h c
普朗克常数 h=6.626×10-34J·S， 该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来，不同
波长的光，能量不同，波长愈长，能量愈小；波长愈小，